JP3120510U - 測定装置用データ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全体グラフと拡大グラフを同じ画面上に表示しながら、従来よりも見やすく、人間工学的見地からも優れた表示が可能な測定装置用データ表示装置を提供する。
【解決手段】測定装置用データ表示装置において、全体グラフ２１中に拡大グラフ２２をはめ込み合成するグラフ合成手段を備えた。これにより全体グラフ２１と拡大グラフ２２は合成されて１つのグラフとして表示できるようになる。また、スクロール速度を検出するスクロール速度検出手段を備え、これにより検出されたスクロール速度の値をもとに拡大グラフ２２を作成する際の拡大率が変化するようにした。このように構成することで、スクロール速度が早くなるにつれて自動的に拡大率が下がるので、拡大部分の情報が把握しやすくなる。
【選択図】 図１

Description

本考案は、主としてガスまたは液体クロマトグラフ分析装置や質量分析装置等における分析データをグラフとして表示するデータ表示装置に関する。

以下、クロマト分析の場合を例示して説明する。
ガスまたは液体クロマトグラフィにおける分析結果は、信号強度を縦軸、時間（リテンションタイム）を横軸とするグラフ（クロマトグラム）で表示されるのが普通である。かつてはペンレコーダ等により直接的にクロマトグラムを記録していたが、近年は、分析装置からの信号をデジタル化してコンピュータに取り込み、メモリーに一旦蓄積した上で定量・定性等のデータ処理を行うと共に、クロマトグラムをＣＲＴ等の表示画面に描画し、必要に応じプリントできるようにした装置が用いられる。また、全体のクロマトグラムを表示するだけでなく、その中の任意の一部領域を選択して拡大し、全体のクロマトグラムと並べて表示できるようにした装置もある（例えば、特許文献１参照）。

図６はこのような従来の表示の一例を示したものである。
図において、２１は全体のクロマトグラム（以下、全体グラフ）、２２は、全体グラフ２１中の四角枠で囲った部分（拡大領域２０）を拡大した拡大グラフである。拡大領域２０は、オペレータが画面を見ながらマウス等の入力装置を用いて任意に指定できる。その方法は、四角枠の左上の角にマウスポインタを置いてクリックし、そのまま右下の角までドラッグするだけでよい。これにより四角枠の内部が拡大グラフ２２の大きさ一杯まで拡大される。

図７に、このような従来表示を行うための装置の構成を概念ブロック図として示した。
同図において、分析装置２の出力信号はコンピュータ１に取り込まれ、まず、一定時間周期でサンプリングされてＡ／Ｄ変換され、メモリーに蓄積される迄の処理過程を一括してデータ入力手段１１で表す。次に、全体グラフ作成手段１２では、蓄積されたデータをｘ−ｙ座標上にプロットした点を包絡線で結ぶイメージで関数化し、グラフ表示手段１６でこの関数を画面に描画することにより全体グラフ２１を表示する。

拡大グラフ２２の作成は、前述したように、全体グラフ２１の画面上でマウス等の入力手段３により拡大領域２０を指定することから始まる。指定された拡大領域２０は数値データとして拡大領域記憶手段１３に記憶され、その領域内のデータが拡大グラフ作成手段１４で拡大され、上記全体グラフの場合と同様に拡大グラフ２２の関数が生成され、グラフ表示手段１６で表示される。
拡大グラフ２２を作成する際の拡大率は、後述するように、選択された拡大領域２０の大きさによって決まる。拡大率設定手段１９は、拡大領域記憶手段１３に記憶されている数値に基づき所定の算式により算出した値に拡大率を算定し、その結果を拡大グラフ作成手段１４に送る。

図８は、拡大率の算定法を説明する図である。
同図上段に示すように、全体グラフ２１の大きさは、幅Ａ、高さＢであり、その中に指定された拡大領域２０の大きさを幅ａ、高さｂとし、その位置は、全体グラフ２１中の座標で表して左上の角を（Ｘ１、Ｙ１）とすると、右下の角は（Ｘ１＋ａ、Ｙ１−ｂ）となる。前記の拡大領域記憶手段１３はこれらの座標値を記憶するものと考えてよい。
この拡大領域２０を図８下段に示す幅ｐＡ、高さｑＢの拡大グラフ２２の大きさまで拡大するための拡大率は次式で算出できる。
横方向の拡大率 Ｅ＝ｐＡ／ａ ………………（１）
縦方向の拡大率 Ｇ＝ｑＢ／ｂ ………………（２）
前記の拡大率設定手段１９においては、上記のような計算が行われる。但し、これは一例であって、他の計算式による場合もあり、また、計算によらずキーボード等から数値入力で拡大率を直接設定する場合もある。
なお、図６の表示例は、全体グラフ２１と拡大グラフ２２がほぼ同じ大きさであり、上記の式におけるｐ、ｑを共に１、または１に極く近い値に定めた場合の例である。

拡大領域２０を指定した後、その大きさを変えずに位置を移動させること（スクロール）ができる。この操作は、拡大領域２０内をマウスで掴んでドラッグしたり、グラフの横などに設けたスクロールバー（図示しない）をマウスで操作することによって行う。クロマト分析の場合、横方向に拡大領域２０を移動させながらピークの分離状態を詳しく点検するのにこの機能が活用されている。このような横方向のスクロールは、図８における座標値Ｘ１を変えることを意味する。同様に、縦方向にスクロールする場合は、Ｙ１を変えることになる。
図７におけるスクロール手段１７は、入力手段３によるスクロール操作入力を受けて、拡大領域記憶手段１３に記憶されているＸ１、Ｙ１の値を変更する機能を持つものである。

特開平１０−１０４２１６号公報

上記従来の表示法では、全体グラフと拡大グラフを並べて表示するため画面領域を多く必要とするので、画面サイズが限られている場合は、各々のグラフを小さく表示せざるを得ない。このため、拡大の効果が減殺される結果となることが問題であった。また、拡大グラフが全体グラフのどの部分に当たるかを知るために、２つのグラフ間で視線を絶えず移動させる必要があり、人間工学的に見ても最適の表示法とは云い難いものであった。
さらにまた、拡大グラフをスクロールしている間は、特に拡大率やスクロール速度が大きい場合には、拡大グラフ上の情報が飛ぶように画面を流れ、情報を把握し難いことも問題点であった。

本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであり、全体グラフと拡大グラフを同じ画面上に表示しながら、従来よりも見やすく、人間工学的見地からも優れた表示が可能な測定装置用データ表示装置を提供することを目的とする。

本考案の第１は、上記課題を解決するために、全体グラフと拡大グラフを同じ画面上に表示するように構成された測定装置用データ表示装置において、全体グラフ中に拡大グラフを重畳合成するグラフ合成手段を備えた。これにより全体グラフと拡大グラフは合成されて１つのグラフとして表示できるようになる。
また、本考案の第２は、上記に加えて、スクロール速度を検出するスクロール速度検出手段を備え、これにより検出されたスクロール速度の値をもとに拡大グラフを作成する際の拡大率をスクロール速度が早くなるにつれて自動的に拡大率が下がるように設定するようにした。このように構成することで、スクロール中でも拡大部分の情報が把握しやすくなる。

本考案によれば、全体グラフと拡大グラフを重ねて表示できるので、画面スペースを有効に利用した大きく見やすい表示が可能となり、拡大像と全体像とを同じ視野内で直感的に観察することができる。また、スクロール中のグラフの視認性も向上するので、高速でスクロールすることが可能となり、操作性も改善される。

本考案が提供するデータ表示装置は次のような特徴を有する。即ち、第１の特徴は全体グラフと拡大グラフを合成して重畳表示するように構成した点にあり、第２の特徴は拡大部分のスクロール速度に応じて拡大率を逆に変化させるように構成した点である。
従って、最良の形態の基本的な構成は、上記２件の構成を具備するデータ表示装置である。

図１は本考案の一実施例装置によりクロマト分析の結果を表示した例であり、図２は同装置の構成を示す概念ブロック図である。
図２の中で、図７に示す従来例と同一符号を付したブロックは機能的に従来と同じであるから、再度の説明を省く。
図２において、分析装置２の出力信号を取り込み、全体グラフ作成手段１２と拡大グラフ作成手段１４でそれぞれグラフを作成するまでは図７に示す従来例と同じであるが、その後、本実施例ではグラフ合成手段１５において両グラフを一つのグラフに合成する処理過程が加わる。その後、合成結果をグラフ表示手段１６で画面に描画することにより図１に例示するような重畳表示を行うことができる。
図１においては、拡大グラフ２２は全体グラフ２１の中にはめ込まれ、１つのグラフとして表示されており、このためオペレータは拡大グラフ２２が全体グラフ２１のどの部分であるか一目瞭然に知ることができる。

このような表示を行うためにグラフ合成手段１５において行われる処理は、実際にはコンピュータ内でデジタル的に行われることであるが、概念的には以下の如くである。
前述したように、全体グラフ作成手段１２と拡大グラフ作成手段１４でそれぞれのグラフの関数が作成される。いま、ある１つの分析結果を表すグラフ、例えば図６の上段に示される全体グラフ２１の関数が次式で記述されたと仮定する。
ｙ＝ｆ（ｘ） ………………（３）
これに対し、このグラフ中の拡大領域２０を拡大した拡大グラフ２２は次のように表される。
ｙ＝Ｇｆ（ｘ／Ｅ＋Ｘ１） …………（４）
ここで、Ｅ、Ｇはそれぞれ前掲の（１）、（２）式で求められる拡大率であり、Ｘ１は図８に示した拡大領域２０の位置を示す座標値の１つである。また、ここでは説明を簡単化するため拡大領域２０の下辺はｘ軸上にあるものとする。

図５はグラフ合成を説明するための図である。
上記（３）、（４）式を合成するには、まず、図５上段に示すように、グラフ領域を２つの垂直線（ｘ＝Ｘ１、ｘ＝Ｘ１＋ａ）でＵ、Ｖ、Ｗ、の３領域に分割する。領域Ｕには（３）式で表される全体グラフ２１のうちｘが０〜Ｘ１の範囲を描画する。領域Ｖは、拡大グラフ２２をはめ込むために、図５下段のように領域の幅ａをＥ倍に拡張し、これに押されるように領域Ｗは右へ移動する。拡張された領域Ｖ’に（４）式で表される拡大グラフ２２をはめ込むには右へＸ１だけ平行移動させる必要があるので、（４）式におけるｘを（ｘ−Ｘ１）で置き換えて次のように変形する。
ｙ＝Ｇｆ｛（ｘ−Ｘ１）／Ｅ＋Ｘ１｝ …………（５）
領域Ｗには全体グラフ２１のうちｘ＞Ｘ１＋ａの範囲を描画するが、領域Ｗは領域Ｖの拡張に伴って右へａＥ−ａだけ移動しているので、ここに描かれるグラフも同じだけ移動させる必要があり、（３）式は次のように変形される。
ｙ＝ｆ｛ｘ−（ａＥ−ａ）｝ ………………（６）
結局、合成グラフを描画するための関数は、ｘの区間ごとに異なる３つの式（３）、（５）、（６）で表される。
このような関数を定めるのがグラフ合成手段１５において行われる処理である。

合成されたグラフの形は上記関数式におけるパラメータの設定によって異なる。
例えば図１は、（１）、（２）式におけるｐ、ｑの値をそれぞれ０．５、１とした場合であるが、ｑ＞１として拡大グラフ２２を大きく表示することもできる。
図３は本実施例による他の表示例を示したもので、同図（ａ）は、ｑ＝１．２５とした場合であり、拡大グラフ２２がより大きく表示されて見やすくなる。
ｐの値は余り大きくすると全体グラフ２１が隠されてしまうので、ｐは０．３〜０．５に選ぶのが適当と考えられる。

図１および図３（ａ）では、全体グラフ２１と拡大グラフ２２の間でｘ軸が連続するように合成されているので、合成グラフであるにも拘わらず継ぎはぎ感が少なく、グラフ全体の流れを把握しやすい。このような表示は、拡大領域２０を指定する際に領域内にｘ軸を含むように選択することで可能となる。さらに、図１のように縦方向には拡大しない（Ｇ＝１の場合）ときはグラフの描線の連続性も保たれる。
図３（ｂ）は、拡大領域２０内にｘ軸を含まないように選択した場合であって、この場合はｘ軸もグラフ描線も連続しない。このような表示は、ピークの頂点付近を拡大して観察する場合に用いられる。

本実施例のもう１つの特徴は、図２に示すスクロール速度検出手段１８を追加したことである。このスクロール速度検出手段１８は、図８に示す座標値Ｘ１（またはＹ１）の時間微分を求める機能を持つ微分器であると考えてよい。即ち、横方向にスクロールする場合、その出力Ｓは、Ｘ１を変数とみなして例えば次のようになる。
Ｓ＝ｋ・ｄＸ１／ｄｔ ………………（７）
この出力Ｓを受けた次段の拡大率設定手段１９では、Ｓの値を加味して拡大率を算定する。例えば、（１）式におけるｐを次式で置き換えて拡大率算定式とする。
ｐ＝Ｐ／（１＋Ｓ） ………………（８）
ここで、Ｐは拡大グラフ２２の横幅を定める定数である。（７）式における係数ｋを適切に設定して、通常のスクロール時のＳの値が例えば１〜３程度になるようにしておけば、（８）式から拡大グラフ２２の横幅（または拡大率）は１／２〜１／４となることがわかる。スクロール速度を更に上げれば（８）式は０に漸近する。

このように構成することで、スクロール速度が大きくなるにつれて拡大グラフ２２の横幅が縮み、それに応じて拡大率も下がるので、スクロール中でもグラフの視認性が損なわれない。図４は、図１と同じデータのスクロール中の表示画像を示したもので、拡大グラフ２２の幅がおよそ６０％に縮まり、拡大率も同じだけ小さくなっている。
非常に高速でスクロールすると、（８）式のｐが０に近づくので拡大グラフ２２の横幅は小さくなって殆ど消えてしまうが、スクロールを止めればＳ＝０となり（８）式でｐ＝Ｐとなるから、スクロールを止めた位置に所定大きさの拡大グラフ２２が現れる。つまり、拡大グラフ２２を別の位置に跳躍させるような操作感で操作できる。
なお、ｐの値を固定してスクロール中も拡大グラフ２２の幅を縮小させず、拡大率のみを小さくするように設定することも可能である。

以上、クロマト分析の場合を例示して説明したが、本考案はその他にも分光分析、質量分析等にも同様に適用できる。
なお、上記は説明の便宜上、最も基本的な場合に限定して説明したものであり、実際は様々なケースに対応するために関数式にも細かい修飾を加える必要もあるが、それはプログラム作成過程で処理されるべき事項である。

本考案は、各種分析装置における分析データの表示に利用できるが、その他にも連続的に測定を行う工業計器、環境計測器、気象計測器等のデータ表示に利用できる。

本考案の一実施例による表示の一例を示す図である。 本考案の一実施例の構成を示す図である。 本考案の一実施例による表示の他の例を示す図である。 本考案の一実施例による表示の他の例を示す図である。 本考案の動作を説明するための図である。 従来の表示例を示す図である。 従来の構成を示す図である。 本考案および従来構成の動作を説明するための図である。

符号の説明

１ コンピュータ
２ 分析装置
３ 入力手段
１１ データ入力手段
１２ 全体グラフ作成手段
１３ 拡大領域記憶手段
１４ 拡大グラフ作成手段
１５ グラフ合成手段
１６ グラフ表示手段
１７ スクロール手段
１８ スクロール速度検出手段
１９ 拡大率設定手段
２０ 拡大領域
２１ 全体グラフ
２２ 拡大グラフ

Claims (3)

1. 測定装置からの出力信号をグラフとして表示すると共に、前記グラフ中の指定された一部の領域を拡大した拡大グラフを前記グラフと同じ画面上に表示するように構成された測定装置用データ表示装置において、前記グラフと前記拡大グラフとを重畳合成するグラフ合成手段を備えたことを特徴とする測定装置用データ表示装置。
2. 測定装置からの出力信号をグラフとして表示すると共に、前記グラフ中の指定された一部の領域を拡大した拡大グラフを前記グラフと同じ画面上に表示するように構成された測定装置用データ表示装置において、前記グラフ中の所定領域に前記拡大グラフをはめ込み１つのグラフに合成するグラフ合成手段を備えたことを特徴とする測定装置用データ表示装置。
3. 前記拡大領域を移動させるスクロール手段と、スクロール時のスクロール速度を検出するスクロール速度検出手段と、前記スクロール速度検出手段の出力信号に基づいて前記拡大グラフを作成する際の拡大率をスクロール速度が速くなると拡大率が下がるように設定する拡大率設定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置用データ表示装置。

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