JP2023005988A - 時間計測装置及び時間計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】計測精度を向上させることができる時間計測装置及び時間計測方法を提供する。
【解決手段】計測開始時点から計測終了時点までの対象期間の時間長を計測する時間計測装置１００であって、時間計測装置１００は、基準周期で低速クロックパルスを生成する低速クロック生成部１１Ａと、低速クロックパルスよりも周期が短い高速クロックパルスを生成する高速クロック生成部１１Ｂと、第１基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第１基準パルス数と、第２基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第２基準パルス数と、を取得し、いずれか一方を基準パルス数として選択する基準選択部１５と、基準パルス数と、基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、基準周期の時間長と、低速クロックカウンタのカウント数と、超過期間と同じ時間長の期間における高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、対象期間の時間長を算出する時間計算部１７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、時間計測装置及び時間計測方法に関する。

従来、基準周期の低速クロックと、基準周期よりも短い周期の高速クロックと、を組み合わせてこれらのパルス数をカウントすることによって、計測開始時点から計測終了時点までの対象期間の時間長を計測する時間計測装置が知られている（特許文献１参照）。この時間計測装置は、計測開始時点から、計測終了時点以降に到来した基準周期と同期する計測経過時点までの概要期間を低速クロックで計測し、計測終了時点から計測経過時点までの超過期間を高速クロックで計測し、超過期間を概要期間から減算することで、対象期間の時間長を計測している。

一般に、高速クロックの周期は、生成開始時には安定せず、時間の経過とともに周期が変化してしまう。このため、上述した時間計測装置は、最初の基準周期分の高速クロックのパルス数と、最初の基準周期に隣接する次の基準周期分の高速クロックのパルス数と、の中間のパルス数である基準クロック数を設定し、この基準クロック数と、超過期間における高速クロックのパルス数と、基準周期の時間長と、に基づいて超過期間に相当する低速クロックのパルス数を計算することで、測定誤差の低減を図っている。

特開２０２０－２０４４７２号公報

対象期間の時間長と基準周期の時間長とに応じて超過期間の時間長は変化するが、上述した時間計測装置では、超過期間の時間長によらず同じように計測を行うため、基準クロック数の選び方及び超過期間の時間長によっては、計測精度にばらつきが発生する場合があり、更なる計測精度の向上が求められていた。

本発明は、上記課題を解決するものであり、計測精度を向上させることができる時間計測装置及び時間計測方法を提供することを目的とする。

本発明に係る時間計測装置は、計測開始時点から計測終了時点までの対象期間の時間長を計測する時間計測装置であって、基準周期で低速クロックパルスを生成する低速クロック生成部と、低速クロックパルスよりも周期が短い高速クロックパルスを、第１時点から基準周期の第１数倍の時間が経過するまでの第１基準期間、第２時点から基準周期の第１数とは異なる第２数倍の時間が経過するまでの第２基準期間、及び計測終了時点から計測終了時点以降に基準周期と同期する超過時点までの超過期間と同じ時間長の期間において生成する高速クロック生成部と、低速クロック生成部が生成した低速クロックパルスのパルス数を、計測開始時点から超過時点までの期間においてカウントする低速クロックカウンタと、高速クロック生成部が生成した高速クロックパルスのパルス数を、第１基準期間、第２基準期間、及び超過期間と同じ時間長の期間においてカウントする高速クロックカウンタと、第１基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第１基準パルス数と、第２基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第２基準パルス数と、を取得し、超過期間の時間長に応じて、第１基準パルス数及び第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択する基準選択部と、基準パルス数と、前記基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、前記超過期間と同じ時間長の期間における高速クロックカウンタのカウント数と、基準周期の時間長と、低速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、対象期間の時間長を算出する時間計算部と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、超過期間の時間長に応じて、時間長が異なる第１基準パルス数及び第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルスとして選択し、この基準パルス数と、基準周期の時間長と、低速クロックカウンタのカウント数と、超過期間における高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて対象期間の時間長を算出するので、例えば、高速クロックパルスの周期が生成開始から時間の経過とともに変化する場合であっても、超過期間の時間長を高い精度で測定することが可能となり、対象期間の時間長の計測精度を向上させることができる。

実施の形態１に係る時間計測装置のハードウェア構成の一部を示すブロック図である。 実施の形態１に係る制御部が行う処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る制御部が時間計測を行う際に、超過期間の時間長が１基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。 実施の形態１に係る制御部が時間計測を行う際に、超過期間の時間長が２基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。 実施の形態１に係る制御部が時間計測を行う際に、超過期間の時間長が１．５基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。 実施の形態１に係る時間計測装置が行う処理の計算過程を示すブロック図である。 実施の形態２に係る制御部が行う処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る制御部が時間計測を行う際に、超過期間の時間長が１基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。 実施の形態２に係る制御部が時間計測を行う際に、超過期間の時間長が２基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。 実施の形態３に係る制御部が時間計測を行う際に、超過期間の時間長が１基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。 実施の形態３に係る制御部が時間計測を行う際に、超過期間の時間長が２基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
先ず、実施の形態１に係る時間計測装置１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、時間計測装置１００のハードウェア構成の一部を示すブロック図である。実施の形態１に係る時間計測装置１００は、例えば、不図示の超音波流量計等に搭載されて、互いに異なる時刻に入力された２つの信号の間の期間である対象期間Ｔｍの時間長を、低速クロックパルス及び高速クロックパルスを用いて計測する装置である。

超音波流量計は、例えば、電圧の印加で発振することによって、略一定の周期で駆動パルスを出力する出力振動子と、出力振動子に対して距離を存して配置され、駆動パルスが入力されることによって振動するとともに、振動を電気信号へ変換する入力振動子と、を有し、駆動パルスの出力に伴って時間計測装置１００へスタートパルスＰｓｔａｒｔを出力し、入力振動子が駆動パルスを検知した際に時間計測装置１００へストップパルスＰｓｔｏｐを出力する。例えば、超音波流量計は、入力振動子に入力された振動の振幅が所定の閾値を超えた後、振幅が０になった時点を、駆動パルスを検知した時点（ゼロクロス点）であると判定し、時間計測装置１００へストップパルスＰｓｔｏｐを出力する。

実施の形態１に係る時間計測装置１００は、例えば、上記超音波流量計等からスタートパルスＰｓｔａｒｔとストップパルスＰｓｔｏｐとが互いに異なる時刻に入力された際に、これら２つの信号の間の期間である対象期間Ｔｍの時間長を算出して出力する。言い換えると、時間計測装置１００は、例えば、スタートパルスＰｓｔａｒｔが入力された時刻である計測開始時点からストップパルスＰｓｔｏｐが入力された時刻である計測終了時点までの対象期間Ｔｍの時間長、即ちこれら２つの信号が入力された時刻の時間差を算出して出力する。

時間計測装置１００は、信号が入力される入力部１０と、低速クロックパルスＣＬを生成する低速クロック生成部１１Ａと、高速クロックパルスを生成する高速クロック生成部１１Ｂと、低速クロック生成部１１Ａが生成した低速クロックパルスのパルス数をカウントする低速クロックカウンタ１３Ａと、高速クロック生成部１１Ｂが生成した高速クロックパルスのパルス数をカウントする高速クロックカウンタ１３Ｂと、高速クロック生成部１１Ｂによる高速クロックパルスの生成期間を制御するためのイネーブル信号ＥＮを生成するイネーブル信号生成部１４と、基準選択部１５と、対象期間Ｔｍの時間長を算出するための各種情報を記憶する記憶部１６と、対象期間Ｔｍの時間長を算出する時間計算部１７と、時間計測装置１００の各構成を制御する制御部１２と、を備えている。基準選択部１５については、後述する。

時間計測装置１００は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を有する処理回路を有しており、当該処理回路によって、入力部１０、低速クロック生成部１１Ａ、高速クロック生成部１１Ｂ、低速クロックカウンタ１３Ａ、高速クロックカウンタ１３Ｂ、イネーブル信号生成部１４、基準選択部１５、記憶部１６、時間計算部１７及び制御部１２の各機能が実現される。

入力部１０は、時間計測装置１００が接続される装置からの信号が入力される。例えば、上述した超音波流量計等から、スタートパルスＰｓｔａｒｔとストップパルスＰｓｔｏｐとが入力される。入力部１０は、信号の入力を受けると、低速クロック生成部１１Ａと、高速クロック生成部１１Bと、に信号を出力する。

低速クロック生成部１１Ａは、所定の期間において略一定の周期である基準周期で、低速クロックパルスＣＬを生成する。例えば、低速クロック生成部１１Ａは、電圧を印加することによって発振する発振子を有し、矩形波等の低速クロックパルスＣＬを生成する。また、例えば、低速クロックカウンタ１３Ａは、入力部１０から信号が入力されたことに基づいて、低速クロックパルスＣＬの生成を開始する。低速クロック生成部１１Ａが生成した低速クロックパルスＣＬは、低速クロックカウンタ１３Ａに向けて出力される。

高速クロック生成部１１Ｂは、基準周期よりも短い周期で、高速クロックパルスＣＨを生成する。例えば、高速クロック生成部１１Ｂは、リングオシレータ等の高周波タイプのクロックパルス生成回路によって構成され、矩形波である高速クロックパルスＣＨを生成する。また、例えば、高速クロック生成部１１Ｂは、時間計測装置１００にストップパルスＰｓｔｏｐが入力されたことに基づいて、高速クロックパルスＣＨの生成を開始する。高速クロック生成部１１Ｂが生成した高速クロックパルスＣＨは、高速クロックカウンタ１３Ｂに向けて出力される。

低速クロックカウンタ１３Ａは、所定の期間において低速クロック生成部１１Ａが出力した低速クロックパルスＣＬのパルス数をカウントして積算する。例えば、低速クロックカウンタ１３Ａは、時間計測装置１００にスタートパルスＰｓｔａｒｔが入力されたことに基づいて、低速クロックパルスＣＬのカウントを開始する。

高速クロックカウンタ１３Ｂは、所定の期間において高速クロック生成部１１Ｂが出力した高速クロックパルスＣＨのパルス数をカウントして積算する。例えば、高速クロックカウンタ１３Ｂは、時間計測装置１００にストップパルスＰｓｔｏｐが入力されたことに基づいて、高速クロックパルスＣＨのカウントを開始する。

一般に、計測開始時点から計測終了時点までの対象期間Ｔｍの時間長を時間計測装置によって計測する場合、時間計測装置は、低速クロックパルスと高速クロックパルスとを組合せることにより、計測する。
例えば、時間計測装置は、まず、低速クロックパルスＣＬの生成を開始する計測開始時点から、計測終了時点以降に基準周期と同期する超過時点までの期間である計測期間において、基準周期で生成した低速クロックパルスＣＬのパルス数をカウントする。言い換えると、時間計測装置は、まず、計測開始時点から、計測終了時点以降であって計測開始時点からの経過時間が基準周期の整数倍となる超過時点までの期間である計測期間Ｔにおいて、基準周期で生成した低速クロックパルスＣＬのパルス数をカウントする。
また、時間計測装置は、基準周期と高速クロックパルスの周期とに基づいて、計測終了時点から超過時点までの期間である超過期間において生成した高速クロックパルスＣＨのパルス数のカウント数を、この期間に生成した低速クロックパルスＣＬのパルス数に換算する。

次に、時間計測装置は、計測期間における低速クロックパルスＣＬのカウント数から、超過期間における低速クロックパルスＣＬの換算値を減算する。これにより、時間計測装置は、対象期間Ｔｍの低速クロックパルスＣＬのパルス数を取得し、このパルス数と低速クロックパルスＣＬの周期である基準周期とを乗算することによって、対象期間Ｔｍの時間長を算出する。

ところで、高速クロックパルス生成部として、例えば、リングオシレータなどの高周波タイプのクロックパルス生成回路を用いた場合、高速クロックパルスを生成する際に要する消費電力は、低速クロックに比較して大きいため、計測開始時点から計測終了時点に亘って高速クロックパルスを生成するのではなく、時間計測に必要な期間、例えば、超過期間でのみ高速クロックパルスを生成することで、消費電力を抑制することができる望ましい。しかしながら、このような高速クロックパルスは、クロックパルスの生成から十分な時間が経過するまでは周期が安定せず、周期が時間の経過とともに変化する場合がある。

このため、実施の形態１では、時間計測装置１００は、高速クロック生成部１１Ｂに、基準周期の整数倍の時間長において高速クロックパルスＣＨを生成させ、その際の高速クロックパルスＣＨのカウント数と、超過期間における高速クロックパルスＣＨのカウント数と、に基づいて、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出している。例えば、超過期間において生成された高速クロックパルスＣＨのカウント数を、１基準周期分の時間長において生成された高速クロックパルスＣＨのカウント数で割ると、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出することができる。
これにより、高速クロックパルスＣＨのカウント中に高速クロックパルスＣＨの周期が変化する場合であっても、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出することができる。

また、高速クロックパルスを生成する際、回路構成によっては、クロックパルスの生成から十分な時間が経過するまで時間の経過とともに周期が拡大する、又は時間の経過とともに周期が縮小する場合がある。このような場合、基準周期の整数倍の時間長で生成した高速クロックパルスＣＨのカウント数と、超過期間における高速クロックパルスＣＨのカウント数と、に基づいて、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出しようとしても、高速クロックパルスＣＨを生成する基準周期の整数倍の時間長と、超過期間の時間長と、の差の大きさによっては、十分な精度が得られない場合がある。

このため、実施の形態１では、互いに時間長が異なる複数の期間において高速クロックパルスＣＨを生成し、得られた複数の高速クロックパルスＣＨのカウント数と、超過期間において生成された高速クロックパルスＣＨのカウント数と、を用いることによって、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を、より高い精度で算出することを可能としている。

実施の形態１に係る時間計測装置１００は、高速クロックカウンタ１３Ｂが、第１時点から基準周期の第１数倍の時間長が経過するまでの第１基準期間において生成した高速クロックパルスＣＨのカウント数を第１基準パルス数としてカウントし、第２時点から基準周期の第１数とは異なる第２数倍の時間長が経過するまでの第２基準期間において生成した高速クロックパルスＣＨのカウント数を第２基準パルス数としてカウントし、基準選択部１５が、超過期間の時間長に応じて第１基準パルス数又は第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択し、この基準パルス数と、超過期間と同じ時間長の期間において生成された高速クロックパルスＣＨのカウント数と、に基づいて、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出している。

例えば、実施の形態１に係る時間計測装置１００は、計測終了時点以降に最初に基準周期と同期する時点を超過時点とした場合、高速クロックカウンタ１３Ｂが、計測開始時点から１基準周期分の時間長が経過するまでの第１基準期間において生成した高速クロックパルスＣＨのカウント数を第１基準パルス数としてカウントし、第１基準期間よりも後でかつ対象期間内の第２時点から２基準周期分の時間長が経過するまでの第２基準期間において生成した高速クロックパルスＣＨのカウント数を第２基準パルス数としてカウントし、基準選択部１５が、第１基準パルス数又は第２基準パルス数のいずれか超過期間の時間長に近い方を基準パルス数として選択し、超過期間において生成された高速クロックパルスＣＨのカウント数と基準パルス数との比に基づいて、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出する。
なお、基準選択部１５は、３つ以上のパルス数から、いずれか１つのパルス数を基準パルス数として選択するように構成されていてもよい。

これにより、実施の形態１に係る時間計測装置１００は、第１基準期間及び第２基準期間のうち、超過期間の時間長に近いいずれか一方の期間における高速クロックカウンタ１３Ｂのカウント数である基準パルス数と、超過期間における高速クロックカウンタのカウント数と、の比に基づいて、超過期間において生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出しているので、例えば、高速クロックパルスの周期が生成開始から時間の経過とともに拡大又は縮小する場合であっても、超過期間の時間長を高い精度で測定することが可能となり、対象期間の時間長の計測精度を向上させることができる。

以下、実施の形態１に係る時間計測装置１００の制御部１２が行う処理の詳細について説明する。図２は、実施の形態１に係る制御部１２が行う処理を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１に係る時間計測装置が時間計測を行う際に、超過期間ΔＴの時間長が１基準周期分（基準周期Ｔｓと同じ時間長）に近い場合のタイミングチャートである。図４は、実施の形態１に係る時間計測装置が時間計測を行う際に、超過期間ΔＴの時間長が２基準周期分（基準周期Ｔｓの２倍の時間長）に近い場合のタイミングチャートである。図５は、実施の形態１に係る時間計測装置が時間計測を行う際に、超過期間ΔＴの時間長が１．５基準周期分（基準周期Ｔｓの１．５倍の時間長）に近い場合のタイミングチャートである。

制御部１２は、まず、入力部１０に対してスタートパルスＰｓｔａｒｔの入力があったか否かを判定する（ステップＳＴ１）。この処理において、制御部１２は、例えば、超音波流量計等からの入力信号であるスタートパルスＰｓｔａｒｔの入力部１０への入力の有無を判定することにより、時間長を算出する対象である対象期間Ｔｍが開始されたか否かを判定している。なお、スタートパルスＰｓｔａｒｔが、計測開始時点を示す第１信号を構成する。
ステップＳＴ１の処理において、スタートパルスＰｓｔａｒｔの入力がない場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、制御部１２は、対象期間Ｔｍが未だ開始されていないと判定し、以降の処理を待機する。

ステップＳＴ１の処理において、スタートパルスＰｓｔａｒｔの入力があった場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、制御部１２は、時間長を算出する対象である対象期間Ｔｍが開始されたと判定し、対象期間Ｔｍが開始された時刻である計測開始時点ｔ０において、低速クロック生成部１１Ａによる低速クロックパルスＣＬのカウントを開始する（ステップＳＴ２）。また、制御部１２は、計測開始時点ｔ０において、イネーブル信号生成部１４からイネーブル信号ＥＮを出力させ、高速クロック生成部１１Ｂに第１基準パルス数を取得するための高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる。

計測開始時点ｔ０から１基準周期分の時間が経過した時刻ｔ１に達すると、制御部１２は、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を終了させて、計測開始時点ｔ０から１基準周期分の時間、即ち基準周期Ｔｓの１倍の時間が経過するまでの第１基準期間Ｐ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数を、第１基準パルス数として記憶部１６に記憶させる（ステップＳＴ３）。この処理において、制御部１２は、超過期間の時間長が１基準周期分の時間長に近い場合の基準パルス数として、１基準周期分の時間長において生成される高速クロックパルスＣＨのパルス数である第１基準パルス数を記憶部１６に記憶させている。

ステップＳＴ３の処理を行うと、制御部１２は、第１基準期間Ｐ１において高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ４）。この処理において、所定期間とは、予め決められた基準周期Ｔｓの整数倍の期間であって、例えば、この所定期間の後で高速クロックパルスＣＨの生成を開始した場合の高速クロックパルスＣＨの周期に、第１基準期間Ｐ１において高速クロックパルスＣＨを生成した影響が無いか、又は影響が無視できる程小さくなる期間である。
ステップＳＴ４の処理において、第１基準期間Ｐ１で高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから所定期間が経過していない場合（ステップＳＴ４のＮＯ）、制御部１２は、以降の処理を待機する。

ステップＳＴ４の処理において、第１基準期間Ｐ１で高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから所定期間が経過した時刻ｔ４に達している場合（ステップＳＴ４のＹＥＳ）、制御部１２は、イネーブル信号生成部１４からイネーブル信号ＥＮを出力させ、高速クロック生成部１１Ｂに第２基準パルス数を取得するための高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる（ステップＳＴ６）。

計測開始時点ｔ０から２基準周期分の時間が経過した時刻ｔ５に達すると、制御部１２は、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を終了させて、計測開始時点ｔ４から２基準周期分の時間、即ち基準周期Ｔｓの２倍の時間が経過するまでの第２基準期間Ｐ２における高速クロックパルスＣＨのカウント数を、第２基準パルス数として記憶部１６に記憶させる（ステップＳＴ７）。この処理において、制御部１２は、超過期間の時間長が２基準周期分の時間長に近い場合の基準パルス数として、２基準周期分の時間長において生成される高速クロックパルスＣＨのパルス数である第２基準パルス数を記憶部１６に記憶させている。

ステップＳＴ７の処理を行うと、制御部１２は、第１基準パルス数及び第２基準パルス数に基づいて、第１基準パルス数と、第２基準パルス数の２分の１の値と、の平均値である第３基準パルス数を算出し、記憶部１６に記憶させる（ステップＳＴ８）。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴの時間長が１．５基準周期分の時間長に近い場合の基準パルス数として、第１基準パルス数と、第２基準パルス数の２分の１の値と、の平均値である第３基準パルス数を算出して記憶部１６に記憶させている。制御部１２は、第２基準期間の時間長が基準周期Ｔｓの２倍であることに基づいて、第２基準パルス数を２で割った値と、第１基準パルス数との平均値を算出している。

ステップＳＴ８の処理を行うと、制御部１２は、ストップパルスＰｓｔｏｐの入力があったか否かを判定する（ステップＳＴ９）。この処理において、制御部１２は、例えば、超音波流量計等からの入力信号であるストップパルスＰｓｔｏｐの入力部１０への入力の有無を判定することにより、時間長を算出する対象である対象期間Ｔｍが終了したか否かを判定している。ステップＳＴ９の処理において、ストップパルスＰｓｔｏｐの入力がない場合（ステップＳＴ９のＮＯ）、制御部１２は、対象期間Ｔｍが未だ終了していないと判定し、以降の処理を待機する。なお、実施の形態１において、ストップパルスＰｓｔｏｐが、計測終了時点を示す第２信号を構成する。

ステップＳＴ９の処理において、ストップパルスＰｓｔｏｐの入力があった場合（ステップＳＴ９のＹＥＳ）、制御部１２は、時間長を算出する対象である対象期間Ｔｍが終了したと判定し、ストップパルスＰｓｔｏｐが入力された時刻である計測終了時点ｔ８において、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる（ステップＳＴ１１）。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出するため、計測終了時点ｔ８から、計測終了時点ｔ８以降に基準周期Ｔｓと同期する超過時点ｔ９までの超過期間ΔＴにおいて、高速クロックパルスＣＨの生成を高速クロック生成部１１Ｂに開始させている。

実施の形態１では、計測終了時点ｔ８から１基準周期Ｔｓ以上の時間が経過した以降、最初に基準周期Ｔｓと同期する時点、例えば、低速クロックパルスの立ち上がりを検知した時点を超過時点ｔ９とする。これにより、実施の形態１において、超過期間ΔＴの時間長は、１基準周期分以上かつ２基準周期分未満となる。

高速クロック生成部１１Ｂが高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから、時刻が超過時点ｔ９に達すると、制御部１２は、基準選択部１５に、計測終了時点ｔ８から超過時点ｔ９までの超過期間ΔＴの時間長が、第１基準期間Ｐ１の時間長、即ち１基準周期分の時間長に近いか否かを判定させる（ステップＳＴ１２）。言い換えると、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が、第１基準期間Ｐ１の時間長に近いと判定される範囲にあるか否かを判定させる。
例えば、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が１基準周期分以上かつ４／３基準周期分（基準周期Ｔｓの４／３倍の時間長）未満の範囲にあるか否かを判定させる。この処理において、制御部１２は、基準選択部１５に超過期間ΔＴの時間長と、第１基準期間Ｐ１の時間長と、を比較させ、基準パルス数として第１基準パルス数を選択すべきか否かを判定させている。

ステップＳＴ１２の処理において、超過期間ΔＴの時間長が第１基準期間Ｐ１の時間長に近い場合（ステップＳＴ１２のＹＥＳ）、制御部１２は、基準選択部１５に、第１基準パルス数、第２基準パルス数及び第３基準パルス数のうちから第１基準パルス数を基準パルス数として選択させる（ステップＳＴ１３）。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴの時間長が第１基準期間Ｐ１の時間長に近いことに基づいて、基準選択部１５に基準パルス数として第１基準パルス数を選択させている。

ステップＳＴ１２の処理において、超過期間ΔＴの時間長が第１基準期間Ｐ１の時間長に近くない場合（ステップＳＴ１２のＮＯ）、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が、第２基準期間Ｐ２の時間長、即ち２基準周期分の時間長に近いか否かを判定させる（ステップＳＴ１４）。言い換えると、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が、第２基準期間Ｐ２の時間長に近いと判定される範囲にあるか否かを判定させる。例えば、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が５／３基準周期分（基準周期Ｔｓの５／３倍の時間長）以上かつ２基準周期分未満の範囲にあるか否かを判定させる。この処理において、制御部１２は、基準選択部１５に超過期間ΔＴの時間長と、第２基準期間Ｐ２の時間長と、を比較させ、基準パルス数として第２基準パルス数を選択すべきか否かを判定させている。

ステップＳＴ１４の処理において、超過期間ΔＴの時間長が第２基準期間Ｐ２の時間長に近い場合（ステップＳＴ１４のＹＥＳ）、制御部１２は、基準選択部１５に、第１基準パルス数、第２基準パルス数及び第３基準パルス数のうちから第２基準パルス数を基準パルス数として選択させる（ステップＳＴ１６）。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴの時間長が第２基準期間Ｐ２の時間長に近いことに基づいて、基準選択部１５に基準パルス数として第２基準パルス数を選択させている。

このように、実施の形態１において、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が所定の範囲内にある場合、第１基準期間Ｐ１及び第２基準期間Ｐ２のいずれか一方を基準パルスとして選択させている。具体的には、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が所定の範囲内にある場合、第１基準期間Ｐ１及び第２基準期間Ｐ２のうち、時間長が超過期間ΔＴに近い方を基準パルスとして選択させている。より具体的には、制御部１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長が、１基準周期分以上かつ４／３基準周期分未満、及び５／３基準周期分以上かつ２基準周期分未満の範囲内にある場合、第１基準期間Ｐ１及び第２基準期間Ｐ２のうち、時間長が超過期間ΔＴに近い方を基準パルスとして選択させている。

ステップＳＴ１４の処理において、超過期間ΔＴの時間長が第２基準期間Ｐ２の時間長に近くない場合（ステップＳＴ１４のＮＯ）、制御部１２は、基準選択部１５に、第１基準パルス数、第２基準パルス数及び第３基準パルス数のうちから第３基準パルス数を基準パルス数として選択させる（ステップＳＴ１７）。例えば、超過期間ΔＴの時間長が５／３基準周期分未満である場合、制御部１２は、基準選択部１５に、第１基準パルス数、第２基準パルス数及び第３基準パルス数のうちから第３基準パルス数を基準パルス数として選択させる。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴの時間長が１．５基準周期分の時間長に近いこと、例えば、超過期間ΔＴの時間長が４／３基準周期分以上かつ５／３基準周期分未満であることに基づいて、基準選択部１５に基準パルス数として第３基準パルス数を選択させている。

ステップＳＴ１３、ステップＳＴ１６又はステップＳＴ１７の処理を行うと、制御部１２は、時間計算部１７に、基準パルス数と、基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数と、に基づいて、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させる（ステップＳＴ１８）。

図６は、実施の形態１に係る時間計測装置が行う処理の計算過程を示すブロック図である。基準パルス数として第１基準パルス数が選択されている場合、例えば、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数を第１基準パルス数で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させる。この処理において、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数を第１基準パルス数で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数（超過期間ΔＴの時間長が１基準周期分の何倍であるか）を算出させている。
基準パルス数として第２基準パルス数が選択されている場合、例えば、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数を第２基準パルス数で割り、得られた値を２で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させる。この処理において、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数を第２基準パルス数で割って得られた値を、基準パルス数がカウントされた期間の時間長が２基準周期分であることに基づいて２で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数（超過期間ΔＴの時間長が１基準周期分の何倍であるか）を算出させている。
なお、基準パルス数として上述した第３基準パルス数（不図示）が選択されている場合、例えば、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数を第３基準パルス数で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させる。この場合も同様に、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数を第１基準パルス数で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数（超過期間ΔＴの時間長が１基準周期分の何倍であるか）を算出させる。なお、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数は、超過パルス数を構成する。

ステップＳＴ１８の処理を行うと、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数と、計測期間Ｔにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数と、基準周期Ｔｓと、に基づいて、対象期間Ｔｍの時間長を算出させる（ステップＳＴ１９）。例えば、制御部１２は、時間計算部１７に、計測期間Ｔにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数から超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を減算した値に、基準周期Ｔｓを乗算することで、対象期間Ｔｍの時間長を算出させる。
ステップＳＴ１９の処理を行うと、制御部１２は、時間計算部１７に算出させた対象期間Ｔｍの時間長を出力する（ステップＳＴ２０）。

このように、実施の形態１に係る時間計測装置１００は、超過期間ΔＴの時間長に応じて、時間長が異なる第１基準パルス数及び第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルスとして選択し、この基準パルス数と、基準周期Ｔｓの時間長と、低速クロックカウンタのカウント数と、超過期間ΔＴにおける高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて対象期間Ｔｍの時間長を算出するので、例えば、高速クロックパルスの周期が生成開始から時間の経過とともに変化する場合であっても、超過期間の時間長を高い精度で測定することが可能となり、対象期間Ｔｍの時間長の計測精度を向上させることができる。

また、実施の形態１に係る時間計測装置１００は、高速クロック生成部１１Ｂが対象期間Ｔｍ内の第１時点から開始される第１基準期間Ｐ１と、対象期間Ｔｍ内の第２時点から開始される第２基準期間と、において、基準パルス数を計測するための高速クロックパルスＣＨを生成する。一般に、高速クロックパルスＣＨの周期は、装置の温度等の環境の条件に影響を受けて、計測毎に誤差が生じる場合があるが、このように対象期間Ｔｍの計測を行う期間内に基準パルス数の計測を合わせて行うことにより、対象期間Ｔｍの時間長を計測する際の環境の条件での基準パルス数を計測することができるので、対象期間Ｔｍの時間長の計測精度を向上させることができる。また、対象期間Ｔｍの開始前に基準パルス数の計測を行ってから対象期間Ｔｍの時間長の算出を開始するよりも、全体の処理に必要な時間を短縮することができる。

なお、実施の形態１において、制御部１２は、時間計算部１７に、基準パルス数と、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数と、基準周期Ｔｓの時間長と、に基づいて、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させているが、制御部は、少なくとも上記基準パルス数と、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数と、基準周期Ｔｓの時間長と、に基づいて超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出すればよく、上記数値に加えて、他の数値に基づいて超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させてもよい。

例えば、制御部は、時間計算部に、基準パルス数と、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数と、基準周期Ｔｓの時間長と、計測終了時点ｔ８よりも駆動パルスの半周期Ｔｄ分の時間が経過した時刻、即ち計測終了時点ｔ８となるストップパルスＰｓｔｏｐが入力された時点以降、次にストップパルスＰｓｔｏｐが入力されてから超過期間ΔＴと同じ長さの時間が経過した時刻までの追加計測期間における高速クロックパルスＣＨのカウント数と、に基づいて、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させてもよい。

具体的には、制御部は、時間計算部に、基準パルス数と、超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数及び追加計測期間における高速クロックパルスＣＨのカウント数の平均値と、基準周期Ｔｓの時間長と、に基づいて、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させてもよい。これにより、１回の超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数と、基準パルス数と、基準周期Ｔｓと、に基づいて超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数の算出を行う場合と比較して、超過期間ΔＴに生成される高速クロックパルスＣＨのカウント数の精度を向上させることができるので、対象期間Ｔｍの時間長の計測精度を向上させることができる。

また、実施の形態１において、時間計測装置１００は、基準パルス数と、基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、基準周期の時間長と、低速クロックカウンタのカウント数と、超過期間における高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、対象期間の時間長を算出するように構成されているが、これに限定されない。時間計測装置は、基準パルス数と、基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、基準周期の時間長と、低速クロックカウンタのカウント数と、超過期間と同じ時間長の期間における高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、対象期間の時間長を算出するように構成されていればよく、超過期間と同じ時間長の期間とは、超過期間そのものでもよいし、超過期間と同じ時間長となる超過期間とはことなる期間であってもよい。

次に、本発明に係る実施の形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る制御部２１２が行う処理を示すフローチャートである。図８は、実施の形態２に係る時間計測装置２００が時間計測を行う際に、超過期間ΔＴの時間長が１基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。図９は、実施の形態２に係る時間計測装置２００が時間計測を行う際に、超過期間ΔＴの時間長が２基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。
実施の形態２は、実施の形態１に対し、基準パルス数の計測手順及び超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出する手順が異なるが、他の構成及び他の処理については同様であり、実施の形態１と同様の内容については同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２に係る制御部２１２は、対象期間Ｔｍの時間長の計測精度を向上させるため、基準パルス数の計測、及び超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数の算出を行うに際し、駆動パルスの周期に合わせて複数回高速クロックパルスＣＨの生成を行う。

例えば、制御部２１２は、実施の形態１と同様、高速クロック生成部１１Ｂに、第１時点ｔ２から基準周期分の時間が経過する時刻ｔ３までの第１基準期間Ｐ１、第２時点である時刻ｔ６から２基準周期分の時間が経過する時刻ｔ７までの第２基準期間Ｐ２において、高速クロックパルスＣＨを生成させるが、制御部２１２は、これに加えて、第１時点ｔ２よりも駆動パルスの半周期分前、即ちストップパルスＰｓｔｏｐの入力周期分前の時点から第１基準期間Ｐ１と同じ長さの時間が経過した時点ｔ１までの第３基準期間Ｐ３、及び第２時点ｔ６よりも駆動パルスの半周期分前の時点ｔ４から第２基準期間Ｐ２と同じ長さの時間が経過した時点までの第４基準期間Ｐ４においても、高速クロックパルスＣＨを生成させる。
なお、実施の形態２において、第３基準期間Ｐ３の開始時点である、第１時点ｔ２よりも駆動パルスの半周期分前の時点は、計測開始時点ｔ０としている。

また、実施の形態２においては、入力部１０に対して、入力振動子に入力された振動の振幅が所定の閾値を超えた後、振幅が０になる毎に、ストップパルスＰｓｔｏｐが入力される。即ち、実施の形態２においては、入力部１０に対して、駆動パルスの半周期Ｔｄと同じ入力周期でストップパルスＰｓｔｏｐが複数回繰り返し入力される。なお、実施の形態２において、ストップパルスＰｓｔｏｐは、計測終了時点を示す信号を含み、入力周期で複数回繰り返される第２信号を構成する。

制御部２１２は、実施の形態１と同様、高速クロック生成部１１Ｂに、計測終了時点ｔ８、即ちストップパルスＰｓｔｏｐの入力があった時点から、計測終了時点ｔ８以降に基準周期Ｔｓと同期する超過時点ｔ９までの超過期間ΔＴにおいて高速クロックパルスＣＨを生成させるが、制御部２１２は、これに加えて、計測終了時点ｔ８よりも駆動パルスの半周期Ｔｄ分の時間が経過した時刻ｔ１０、即ち計測終了時点ｔ８となるストップパルスＰｓｔｏｐが入力された時点以降、次にストップパルスＰｓｔｏｐが入力されてから超過期間ΔＴと同じ長さの時間が経過した時刻ｔ１１までの追加計測期間ΔＴ１において、高速クロックパルスＣＨを生成させる。なお、実施の形態２において、追加計測期間ΔＴ１は、超過期間ΔＴと同じ時間長の期間を構成する。

制御部２１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長に応じて、第１基準期間Ｐ１において生成された高速クロックパルスＣＨのカウント数である第１基準パルス数及び第２基準期間Ｐ２において生成された高速クロックパルスＣＨのカウント数である第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択させて、基準選択部１５に選択させた基準パルス数と、基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、追加計測期間ΔＴ１における高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、超過期間ΔＴにおける低速クロックパルスＣＬのパルス数である超過パルス数を算出する。

図７において、制御部２１２は、まず、入力部１０に対してスタートパルスＰｓｔａｒｔの入力があったか否かを判定する（ステップＳＴ１）。
ステップＳＴ１の処理において、スタートパルスＰｓｔａｒｔの入力があった場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、制御部２１２は、時間長を算出する対象である対象期間Ｔｍが開始されたと判定し、スタートパルスＰｓｔａｒｔが入力された時刻である計測開始時点ｔ０において、低速クロック生成部１１Ａに低速クロックパルスＣＬの生成を開始させる（ステップＳＴ２）。また、制御部１２は、イネーブル信号生成部１４からイネーブル信号ＥＮを出力させ、高速クロック生成部１１Ｂに、第１基準期間Ｐ１において安定した周期で高速クロックパルスを生成可能とさせるための準備期間としての第３基準期間Ｐ３の開始時点である計測開始時点ｔ０において、高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる。
計測開始時点ｔ０から１基準周期分の時間が経過した時刻ｔ１に達すると、制御部２１２は、第３基準期間Ｐ３が終了したと判定し、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を終了させる。

ステップＳＴ２の処理を行うと、制御部２１２は、ｔ０において高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから、４基準周期分（基準周期Ｔｓの４倍）の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ３３）。この処理において、制御部２１２は、高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから、第１基準期間Ｐ１において高速クロックパルスＣＨの生成を開始する時点である、駆動パルスの半周期Ｔｄ分の時間が経過した時点ｔ２に達したか否かを判定している。
ステップＳＴ３３の処理において、ｔ０において高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから４基準周期分の時間が経過していない場合（ステップＳＴ３３のＮＯ）、制御部２１２は、以降の処理を待機する。

ステップＳＴ３３の処理において、ｔ０で高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから４基準周期分の時間が経過している場合（ステップＳＴ３３のＹＥＳ）、高速クロック生成部１１Ｂに第１基準パルス数を取得するための高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる（ステップＳＴ３４）。

時点ｔ２から１基準周期分の時間が経過した時刻ｔ３に達すると、制御部２１２は、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を終了させて、時点ｔ２から１基準周期分の時間、即ち基準周期Ｔｓの１倍の時間が経過するまでの第１基準期間Ｐ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数を、第１基準パルス数として記憶部１６に記憶させる（ステップＳＴ３６）。この処理において、制御部２１２は、超過期間の時間長が１基準周期分の時間長に近い場合の基準パルス数として、１基準周期分の時間長において生成される高速クロックパルスＣＨのパルス数である第１基準パルス数を記憶部１６に記憶させている。

ステップＳＴ３６の処理を行うと、制御部１２は、第１基準期間Ｐ１において高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ３７）。この処理において、所定期間とは、予め決められた基準周期Ｔｓの整数倍の期間であって、例えば、この所定期間の後で高速クロックパルスＣＨの生成を開始した場合の高速クロックパルスＣＨの周期に、第１基準期間Ｐ１において高速クロックパルスＣＨを生成した影響が無いか、又は影響が無視できる程小さくなる期間である。
ステップＳＴ３７の処理において、第１基準期間Ｐ１で高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから所定期間が経過していない場合（ステップＳＴ３７のＮＯ）、制御部２１２は、以降の処理を待機する。

ステップＳＴ３７の処理において、第１基準期間Ｐ１で高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから所定期間が経過した時刻ｔ４に達している場合（ステップＳＴ３７のＹＥＳ）、制御部１２は、イネーブル信号生成部１４からイネーブル信号ＥＮを出力させ、高速クロック生成部１１Ｂに、第２基準期間Ｐ２において安定した周期で高速クロックパルスを生成可能とさせるための準備期間としての第４基準期間Ｐ４の開始時点である計測開始時点ｔ４において、高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる（ステップＳＴ３８）。
計測開始時点ｔ４から２基準周期分の時間が経過した時刻ｔ５に達すると、制御部２１２は、第４基準期間Ｐ４が終了したと判定し、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を終了させる。

ステップＳＴ３８の処理を行うと、制御部２１２は、ｔ４において高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから、４基準周期分の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ３９）。この処理において、制御部２１２は、高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから、第２基準期間Ｐ２において高速クロックパルスＣＨの生成を開始する時点である、駆動パルスの半周期Ｔｄ分の時間が経過した時点ｔ６に達したか否かを判定している。
ステップＳＴ３９の処理において、ｔ４において高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから４基準周期分の時間が経過していない場合（ステップＳＴ３９のＮＯ）、制御部２１２は、以降の処理を待機する。

ステップＳＴ３９の処理において、ｔ４で高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから４基準周期分の時間が経過している場合（ステップＳＴ３９のＹＥＳ）、高速クロック生成部１１Ｂに第２基準パルス数を取得するための高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる（ステップＳＴ４１）。

時点ｔ６から２基準周期分の時間が経過した時刻ｔ７に達すると、制御部２１２は、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を終了させて、時点ｔ６から２基準周期分の時間、即ち基準周期Ｔｓの２倍の時間が経過するまでの第２基準期間Ｐ２における高速クロックパルスＣＨのカウント数を、第２基準パルス数として記憶部１６に記憶させる（ステップＳＴ４２）。この処理において、制御部２１２は、超過期間の時間長が２基準周期分の時間長に近い場合の基準パルス数として、２基準周期分の時間長において生成される高速クロックパルスＣＨのパルス数である第２基準パルス数を記憶部１６に記憶させている。

ステップＳＴ４２の処理を行うと、制御部２１２は、１度目のストップパルスＰｓｔｏｐの入力があったか否かを判定する（ステップＳＴ９）。
ステップＳＴ９の処理において、ストップパルスＰｓｔｏｐの入力がない場合（ステップＳＴ９のＮＯ）、制御部２１２は、対象期間Ｔｍが未だ終了していないと判定し、以降の処理を待機する。

ステップＳＴ９の処理において、１度目のストップパルスＰｓｔｏｐの入力があった場合（ステップＳＴ９のＹＥＳ）、制御部２１２は、時間長を算出する対象である対象期間Ｔｍが終了したと判定し、ストップパルスＰｓｔｏｐが入力された時刻である計測終了時点ｔ８において、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる（ステップＳＴ４４）。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出するための追加計測期間ΔＴ１において安定した周期で高速クロックパルスＣＨを生成させるため、計測終了時点ｔ８から、計測終了時点ｔ８以降に基準周期Ｔｓと同期する超過時点ｔ９までの超過期間ΔＴにおいて、高速クロックパルスＣＨの生成を高速クロック生成部１１Ｂに開始させている。

ステップＳＴ４４の処理を行うと、制御部２１２は、２度目のストップパルスＰｓｔｏｐの入力があったか否かを判定する（ステップＳＴ４６）。この処理において、制御部２１２は、計測終了時点ｔ８において高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから４基準周期分の時間が経過した時点である、追加計測期間ΔＴ１が開始される時点ｔ１０に達したか否かを判定している。
ステップＳＴ４６の処理において、２度目のストップパルスＰｓｔｏｐの入力がない場合（ステップＳＴ４６のＮＯ）、制御部２１２は、以降の処理を待機する。

ステップＳＴ４６の処理において、１度目のストップパルスＰｓｔｏｐの入力があった場合（ステップＳＴ４６のＹＥＳ）、制御部２１２は、追加計測期間ΔＴ１が開始されたと判定し、ストップパルスＰｓｔｏｐが入力された時刻である計測終了時点ｔ１０において、高速クロック生成部１１Ｂに高速クロックパルスＣＨの生成を開始させる（ステップＳＴ４７）。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出するための追加計測期間ΔＴ１において高速クロックパルスＣＨの生成を高速クロック生成部１１Ｂに開始させている。
追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨの生成を開始した後、１基準周期分の時間が経過してから、最初に基準周期Ｔｓと同期する時点ｔ１１に達すると、制御部２１２は、高速クロック生成部１１に高速クロックパルスＣＨの生成を終了させる。言い換えると、追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨの生成を開始してから、超過期間ΔＴと同じ時間が経過すると、制御部２１２は、高速クロック生成部１１に高速クロックパルスＣＨの生成を終了させる。

ステップＳＴ４７の処理を行うと、制御部２１２は、基準選択部１５に、計測終了時点ｔ８から超過時点ｔ９までの超過期間ΔＴの時間長が、第１基準期間Ｐ１の時間長、即ち１基準周期分の時間長に近いか否かを判定させる（ステップＳＴ１２）。
ステップＳＴ１２の処理において、超過期間ΔＴの時間長が第１基準期間Ｐ１の時間長に近い場合（ステップＳＴ１２のＹＥＳ）、制御部１２は、基準選択部１５に、第１基準パルス数、第２基準パルス数及び第３基準パルス数のうちから第１基準パルス数を基準パルス数として選択させる（ステップＳＴ１３）。

ステップＳＴ１２の処理において、超過期間ΔＴの時間長が第１基準期間Ｐ１の時間長に近くない場合（ステップＳＴ１２のＮＯ）、制御部２１２は、基準選択部１５に、第１基準パルス数及び第２基準パルス数のうちから第２基準パルス数を基準パルス数として選択させる（ステップＳＴ５１）。この処理において、制御部１２は、超過期間ΔＴの時間長が第２基準期間Ｐ２の時間長に近いことに基づいて、基準選択部１５に基準パルス数として第２基準パルス数を選択させている。

ステップＳＴ１３又はステップＳＴ５１の処理を行うと、制御部２１２は、時間計算部１７に、基準パルス数と、基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数と、に基づいて、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させる（ステップＳＴ５２）。

例えば、制御部２１２は、時間計算部１７に、追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数を第１基準パルス数で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させる。この処理において、制御部１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴと同じ時間長の期間である追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数を第１基準パルス数で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させている。
基準パルス数として第２基準パルス数が選択されている場合、例えば、制御部２１２は、時間計算部１７に、追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数を第２基準パルス数で割り、得られた値を２で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させる。この処理において、制御部２１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴと同じ時間長の期間である追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数を第２基準パルス数で割って得られた値を、基準パルス数がカウントされた期間の時間長が２基準周期分であることに基づいて２で割ることで、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出させている。
ステップＳＴ５２の処理を行うと、制御部２１２は、時間計算部１７に、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数と、計測期間Ｔにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数と、基準周期Ｔｓと、に基づいて、対象期間Ｔｍの時間長を算出させる。（ステップＳＴ５３）

第１基準期間Ｐ１、第２基準期間Ｐ２及び追加計測期間ΔＴ１において生成された高速クロックパルスＣＨは、これらの直前の期間である第３基準期間Ｐ３、第４基準期間Ｐ４及び超過期間ΔＴにおいて生成された高速クロックパルスＣＨよりも、周期が安定している。このため、実施の形態２に係る時間計測装置２００は、実施の形態１で生成した、基準パルス数及び超過期間ΔＴにおける高速クロックパルスＣＨのカウント数よりも、周期が安定している状態の高速クロックパルスＣＨのカウント数に基づいて超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数の算出を行うことができるので、対象期間Ｔｍの時間長の計測精度を向上させることができる。

なお、実施の形態２において、制御部２１２は、基準選択部１５に、超過期間ΔＴの時間長によらず、第１基準パルス数及び第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択させるように構成されているが、これに限定されない。制御部は、基準選択部に、超過期間ΔＴの時間長に応じて、第１基準パルス数及び第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択させるように構成されていればよく、例えば、実施の形態１と同様に、制御部は、基準選択部に、超過期間ΔＴの時間長が所定の範囲にある場合に、第１基準パルス数及び第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択させるように構成されていてもよい。

次に、本発明に係る実施の形態３について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る時間計測装置が時間計測を行う際に、超過期間ΔＴの時間長が１基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。図１１は、実施の形態３に係る時間計測装置が時間計測を行う際に、超過期間ΔＴの時間長が２基準周期分に近い場合のタイミングチャートである。
実施の形態３は、実施の形態２に対し、基準パルス数の計測手順及び超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出する手順が異なるが、他の構成及び他の処理については同様であり、実施の形態１と同様の内容については同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３に係る時間計測装置３００の制御部３１２は、計測終了時点ｔ８以降に、超過期間ΔＴと同じ時間長の複数の期間において生成した高速クロックパルスＣＨのカウント数の平均値を算出し、当該平均値と、基準パルス数と、基準周期Ｔｓと、に基づいて、超過期間ΔＴにおける低速クロックパルスＣＬのパルス数を算出する。これにより、実施の形態１及び実施の形態２のように、１回の超過期間ΔＴ又は１回の追加計測期間ΔＴ１における高速クロックパルスＣＨのカウント数と、基準パルス数と、基準周期Ｔｓと、に基づいて超過期間ΔＴにおいて生成される低速クロックパルスＣＬのパルス数の算出を行う場合と比較して、超過期間ΔＴに生成される高速クロックパルスＣＨのカウント数の精度を向上させることができるので、対象期間Ｔｍの時間長の計測精度を向上させることができる。

以上説明したいずれの実施の形態においても、対象期間Ｔｍを算出する際の計算手順としては様々な手順が考えられ、上述した計算手順には、数学的に等価な手順を含むものとする。例えば、上述した実施の形態において、時間計測装置１００は、対象期間Ｔｍを算出する際、計測期間Ｔにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数から超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数を減算した値に、基準周期Ｔｓを乗算することで、対象期間Ｔｍの時間長を算出しているが、計測期間Ｔにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数に基準周期Ｔｓを乗算して得られた計測期間Ｔの時間長から、超過期間ΔＴにおいて生成された低速クロックパルスＣＬのパルス数に基準周期Ｔｓを乗算して得られた超過期間ΔＴの時間長を減算して、対象期間Ｔｍの時間長を算出してもよい。

１１Ａ 低速クロック生成部
１１Ｂ 高速クロック生成部
１３Ａ 低速クロックカウンタ
１３Ｂ 高速クロックカウンタ
１５ 基準選択部
１７ 時間計算部
１００，２００，３００ 時間計測装置
Ｐ１ 第１基準期間
Ｐ２ 第２基準期間
Ｐ３ 第３基準期間
Ｐ４ 第４基準期間
ｔ０ 計測開始時点（第１時点）
ｔ４ 第２時点
ｔ８ 計測終了時点
Ｔｓ 基準周期
Ｔｍ 対象期間
ΔＴ 超過期間
ΔＴ１ 追加計測期間

Claims (7)

1. 計測開始時点から計測終了時点までの対象期間の時間長を計測する時間計測装置であって、
   基準周期で低速クロックパルスを生成する低速クロック生成部と、
   前記低速クロックパルスよりも周期が短い高速クロックパルスを、第１時点から前記基準周期の第１数倍の時間が経過するまでの第１基準期間、第２時点から前記基準周期の前記第１数とは異なる第２数倍の時間が経過するまでの第２基準期間、及び前記計測終了時点から前記計測終了時点以降に前記基準周期と同期する超過時点までの超過期間と同じ時間長の期間において生成する高速クロック生成部と、
   前記低速クロック生成部が生成した低速クロックパルスのパルス数を、前記計測開始時点から前記超過時点までの期間においてカウントする低速クロックカウンタと、
   前記高速クロック生成部が生成した高速クロックパルスのパルス数を、前記第１基準期間、前記第２基準期間、及び前記超過期間と同じ時間長の期間においてカウントする高速クロックカウンタと、
   前記第１基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第１基準パルス数と、前記第２基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第２基準パルス数と、を取得し、前記超過期間の時間長に応じて、前記第１基準パルス数及び前記第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択する基準選択部と、
   前記基準パルス数と、前記基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、前記基準周期の時間長と、前記低速クロックカウンタのカウント数と、前記超過期間と同じ時間長の期間における前記高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、前記対象期間の時間長を算出する時間計算部と、を備える
   ことを特徴とする時間計測装置。
2. 前記基準選択部は、前記第１基準期間及び前記第２基準期間のうち、時間長が前記超過期間に近い方を前記基準パルス数として選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の時間計測装置。
3. 前記時間計算部は、前記基準パルス数と、前記基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、前記基準周期の時間長と、前記超過期間と同じ時間長の期間における前記高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、前記超過期間において前記低速クロック生成部が生成可能な低速クロックパルスの超過パルス数を算出し、前記超過パルス数と、前記基準周期の時間長と、前記低速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、前記対象期間の時間長を算出する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の時間計測装置。
4. 前記高速クロック生成部は、前記対象期間内の前記第１時点から開始される前記第１基準期間と、前記対象期間内の前記第２時点から開始される前記第２基準期間と、において高速クロックパルスを生成する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の時間計測装置。
5. 計測開始時点を示す第１信号と、計測終了時点を示す信号を含み、入力周期で複数回繰り返される第２信号と、が入力される入力部を備え、
   前記高速クロック生成部は、前記計測終了時点よりも前記入力周期が経過した時点から、前記超過期間と同じ長さの時間が経過した時点までの追加計測期間において前記高速クロックパルスを生成し、
   前記高速クロックカウンタは、前記追加計測期間において前記高速クロック生成部が生成した高速クロックパルスのパルス数をカウントし、
   前記時間計算部は、前記基準パルス数と、前記基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、前記超過期間における前記高速クロックカウンタのカウント数と、前記基準周期の時間長と、前記低速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、前記対象期間の時間長を算出する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の時間計測装置。
6. 前記高速クロック生成部は、前記第１時点よりも前記入力周期分前の時点から前記第１基準期間と同じ長さの時間が経過した時点までの第３基準期間、及び前記第２時点よりも前記入力周期分前の時点から前記第２基準期間と同じ長さの時間が経過した時点までの第４基準期間において生成する、
   ことを特徴とする請求項５記載の時間計測装置。
7. 計測開始時点から計測終了時点までの対象期間の時間長を計測する時間計測方法であって、
   低速クロック生成部が、基準周期で低速クロックパルスを生成するステップと、
   高速クロック生成部が、前記低速クロックパルスよりも周期が短い高速クロックパルスを、第１時点から前記基準周期の第１数倍の時間が経過するまでの第１基準期間、第２時点から前記基準周期の前記第１数とは異なる第２数倍の時間が経過するまでの第２基準期間、及び前記計測終了時点から前記計測終了時点以降に前記基準周期と同期する超過時点までの超過期間と同じ時間長の期間において生成するステップと、
   低速クロックカウンタが、前記低速クロック生成部が生成した低速クロックパルスのパルス数を、前記計測開始時点から前記超過時点までの期間においてカウントするステップと、
   高速クロックカウンタが、前記高速クロック生成部が生成した高速クロックパルスのパルス数を、前記第１基準期間、前記第２基準期間、及び前記超過期間と同じ時間長の期間においてカウントするステップと、
   基準選択部が、前記第１基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第１基準パルス数と、前記第２基準期間においてカウントされた高速クロックパルスのパルス数である第２基準パルス数と、を取得し、前記超過期間の時間長に応じて、前記第１基準パルス数及び前記第２基準パルス数のいずれか一方を基準パルス数として選択するステップと、
   時間計算部が、前記基準パルス数と、前記基準パルス数がカウントされた期間の時間長と、前記基準周期の時間長と、前記低速クロックカウンタのカウント数と、前記超過期間と同じ時間長の期間における前記高速クロックカウンタのカウント数と、に基づいて、前記対象期間の時間長を算出するステップと、を備えた
   ことを特徴とする時間計測方法。

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