JP7074501B2 - 波形表示装置および波形表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、測定データに基づく信号波形を表示部に表示する波形表示装置および波形表示方法に関する。

測定データに基づく信号波形を表示部に表示する波形表示装置は、測定波形の波形データとともに、波形データを観測しやすいように、表示画面を区切る格子状のグリッドを表示画面に表示する。
この信号波形の表示例を図７に示す。図７は、信号波形の電圧表示例であり、波形データの表示領域である波形表示ウィンドウに横軸を時間、縦軸を電圧として表示している。この信号波形に合せて、グリッドを表示しており、グリッドは、時間、電圧のきりのよい値のところに縦および横のグリッド線を引いて表示している。例えば、画面の横方向は時間軸として、５００μ秒ごとに縦のグリッド線を引き、画面の上下方向は、横軸を電圧レベルとして、０Ｖを中心にして、上下に１００ｍＶごとにグリッド線を引いている。そして、グリッド線がどの値であるかを示す数値として、表示ウィンドウの下部に、横方向に、左から５００μｓ、１ｍｓ、１．５ｍｓ、２ｍｓというように、縦グリッド線が表示ウィンドウの下部と交わる位置にその縦グリッド線の値を表示する。また、電圧レベルは、横グリッド線が表示ウィンドウの左端と交わる位置に、０Ｖ、上方に、１００ｍＶ、２００ｍＶ、下方に、－１００ｍＶ、－２００ｍＶというように、横グリッド線がどの電圧値であるかを表示している。

なお、図７は、表示ウィンドウの左端および下端のグリッドの表示画面内にグリッド線の値を表示しているが、表示ウィンドウの左側や、下側の波形の表示画面外に時間や電圧レベルを表示することが可能である。
信号波形とともに、グリッドとグリッド線の値を表示する技術の例として、特許文献１（特開２００９－１１５５６９号公報）がある。

特開２００９－１１５５６９号公報

近年の波形表示装置は、表示した信号波形の時間軸および表示レベルを自由に拡大縮小できる機能を有している。例えば、タッチパネル方式であれば、図７の信号波形も表示画面を指で操作することで、信号波形の時間軸や表示レベルを上下左右に拡大縮小することができる。図８のように、タッチパネルを操作することで、時間軸幅、表示レベル幅を拡大することができる。また、上下あるいは左右に波形をスクロールすることもできる。この場合、グリッドも拡大縮小に合せて、グリッドの幅が拡大、縮小し、拡大するときは、新たに中間の値のグリッド線を入れ、縮小するときは、グリッド線を消す表示がされる。

このように、操作により、グリッドを拡大、縮小する操作をしていると、グリッド線がつくる枡目の幅がいまどの値になっているかを知りたいことがある。枡目の幅の値は、表示ウィンドウの左端、下端に表示されているグリッド線の値をみて、その差分をとって、一つのグリッドの枡目は、時間として、何μｓ、電圧として何ｍＶであるかを確認する動作になる。

しかし、表示画面にタッチすることで、信号波形を自由に拡大縮小、スクロールができるので、その操作の途中で、グリッドの枡目がどんな値であるかの目安を知りたいときに、いちいち表示ウィンドウの左端、下端の表示値から差分をとって確認することは煩わしい。

本発明は、このような問題を解決するもので、波形表示装置の波形表示を拡大縮小しているときなどに、グリッドの枡目の間隔がどのような値であるかを簡単に表示して、信号波形の観測作業の煩わしさを低減できる波形表示装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、波形表示装置であり、測定データに基づく信号波形とともにグリッドを表示部に表示させる制御部を備えた波形表示装置であって、制御部は、グリッドの特定の位置が指定されたとき、当該グリッドの枡目の間隔の値を示す情報を表示させるグリッドスケール表示手段を備えることを特徴とする。

なお、グリッドスケール表示手段は、情報として、枠の辺の少なくとも一部に矢印を表示させるとともに辺の近傍に枡目の間隔の値を示す文字列を表示させる手段を含むことが好ましい。

本発明の他の側面は、波形表示方法であり、測定データに基づく信号波形とともにグリッドを表示部に表示させる制御部を備えた波形表示装置の波形表示方法において、制御部が、グリッドの特定の位置が指定されると、当該グリッドの枡目の間隔の値を示す情報を表示させることを特徴とする。

なお、制御部が、情報として、枡目の辺の少なくとも一部に矢印を表示させるとともに辺の近傍に枡目の間隔の値を示す文字列を表示させることが好ましい。

グリッドの枡目の幅が変化しても、指示されたところに当該グリッドの枡目の間隔がどのような値であるかが表示されるので、観測者の信号波形の観測における作業の煩わしさが低減される。

波形表示装置１の構成を示すブロック図である。 信号表示画面で指示したグリッドの枡目に間隔の値が表示された様子を示す図である。 図２の表示された部分を拡大した図である。 図２の枡目に表示する値を説明する図である。 本発明の表示を実行する動作を説明するフローチャートである。 本発明の表示を実行する動作を説明するフローチャートである。 従来の波形表示装置の表示例を示す図である。 グリッドを拡大したときの表示例を示す図である。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る波形表示装置１の構成を示すブロック図である。
図１に示す波形表示装置１は、入力信号の信号波形を表示させる装置の一例であって、測定部２、操作部３、表示部４、記憶部５および制御部６を備えて構成されている。測定部２は、アンプ、Ａ／Ｄ変換部、トリガ検出部およびバッファメモリ等（いずれも図示せず）を備えて構成され、制御部６の制御にしたがって入力信号をアナログ－デジタル変換し、入力信号の電気パラメータ（例えば、電圧値、電流値、周波数、位相など）を示すサンプリングデータ（本発明における測定データ）を生成する。この場合、波形表示装置１では、上記の測定部２が複数の測定チャンネルを備えて、測定チャンネルごとに入力信号のサンプリングデータを生成することができる。

操作部３は、測定条件や信号波形の表示条件等を設定あるいは指示するための各種操作入力を行う。操作部３は、タッチパネル方式であり、表示画面上での指示が可能である。また、操作スイッチ等を備えて、スイッチ操作、マウス操作により各種操作入力が可能である。これらの操作入力は、制御部６に出力される。

表示部４は、制御部６から出力された表示用データに基づき、図２に示す信号波形表示画面１０を表示する。記憶部５は、一例として、ＲＡＭ（Random Access Memory ）、リムーバブルメモリ(メモリーカード)、ＨＤＤ (Hard Disc Drive)などで構成されており、制御部６の制御によって、測定部２から出力された所定時間分のサンプリングデータを記憶する。制御部６は、波形表示装置１を統括的に制御する。例えば、制御部６は、操作部３から出力された操作信号やあらかじめ設定された動作条件にしたがい、測定部２による測定処理を制御するとともに、測定部から出力されたサンプリングデータを記憶部５に記憶させる。また、制御部６は、記憶部５に記憶させたサンプリングデータに基づいて信号波形Ｗを表示するための表示用データを生成する。この表示用データとして、信号表示画面に、描画する波形表示ともに表示するグリッド線のデータを生成する。このグリッド線の生成については、後述する。

図２は、信号波形Ｗの表示例を示す図であり、信号波形表示画面１０の波形表示領域１１にグリッドとともに信号波形Ｗを表示した例である。信号波形表示画面１０は、サンプリング速度や、ポイント数、あるいは、ズーム処理等、信号波形Ｗの表示条件や操作の内容等を表示する処理表示領域１３が波形表示領域１１の上下左右に並んで表示されている（表示内容は図示せず）。

波形表示領域１１には、信号波形Ｗとともに、縦グリッド線１１ａ、横グリッド線１１ｂが表示されている。ここで、この図２は、電圧表示の例であり、図面で左右方向が時間軸方向、上下方向が電圧軸方向であり、縦グリッド線１１ａの下端には、時間を表すように、５００μｓ、１ｍｓ、１．５ｍｓ、２ｍｓという表示が時間軸に沿って、縦グリッド線が波形表示領域１１の下端と交わる位置に表示される。また、図面には表示されていないが、波形表示の当初には、波形表示領域１１の左端に横グリッド線１１ｂが交わる位置に、電圧レベルの数値が表示され、中央の横グリッド線１１ｂの交点を０Ｖ、上側に順に１００ｍＶ、２００ｍＶ、下側には、－１００ｍＶ、－２００ｍＶ、－３００ｍＶのように、電圧レベルの値が表示される。

そして、本実施の形態では、信号波形表示画面１０は、タッチパネル方式により、波形表示領域１１にタッチすることで、信号波形Ｗの時間軸および電圧レベルの表示を拡大縮小することができる。すなわち、観測者は、表示条件で波形表示の拡大縮小を可能な状態に設定してあるときは、表示画面の操作部に指を当てることで、信号波形Ｗの時間軸や電圧レベルの表示の拡大縮小を指示することができる。このような拡大縮小指示を行うと、信号波形Ｗの拡大縮小とともに縦グリッド線１１ａ、横グリッド１１ｂも合せて拡大縮小をする。

このとき、本実施の形態では、表示されているグリッド線１１ａ、１１ｂの枡目のひとつの位置を長押しすると、枡目の下辺に、矢印１２ｂが表示され、この枡目が示す時間間隔である５００μｓの文字列が表示され、また、枡目の右辺に、矢印１２ａが表示され、枡目の縦方向の電圧レベル間隔である１００ｍＶが表示される。すなわち、グリッドの枡目の間隔を示すスケール（目盛）が表示されることになる（以下では、この表示をグリッドスケールともいう）。

なお、１００ｍＶの表示とともに表示している信号波形のチャンネルを示す「ＣＨ１－１」の文字も表示することもできる。
図３は、表示された部分を拡大した図であり、グリッド線上に矢印をグリッド線より太く表し、グリッド線に沿って、時間、電圧の値およびチャンネルを表示している。

図４は、本実施の形態のグリッド表示を概念化して表したものであり、枡目Ａの位置が指示されたときの矢印の表示と、表示された枡目が示す間隔（差分）を示している。すなわち、枡目Ａの時間表示の間隔は、ｔｂ－ｔａ（ｔ４－ｔ３）、電圧表示の間隔は、ｖｂ－ｖａ（ｖ３－ｖ２）となる。
これらの間隔の値は、指示された枡目の位置により、制御部６のグリッドスケール表示手段が、グリッド線が表している時間値、電圧値によりそれぞれ差分を計算して、求めた差分の値を文字列に変換して表示する。

次に、図５、図６のフローチャートに基づいて、指示された位置のグリッドスケールとしての枡目の矢印と間隔の値を示す文字列の表示の動作を説明する。
図５は、信号波形Ｗの表示におけるグリッド線の描画動作を示すフローチャートであり、従来の波形表示装置でのグリッド線の描画動作に相当する。図６が、グリッド線の枡目が指示されたときの枡目の間隔の値を示す文字列の描画動作に相当する。

まず、図５のグリッド線の描画動作を説明する。
時間軸方向の表示開始位置・倍率から、時間軸方向の表示範囲（Ｔ１～Ｔ２）を算出する（ステップＳ１）。これは波形表示領域１１の横方向に相当する。そして、Ｔ１～Ｔ２間の切りのよい時間値となる位置を数点算出して（ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ）、縦グリッド線１１ａを描画する（ステップＳ２）。図２では、５００μｓ、１ｍｓ、１．５ｍｓ、２．０ｍの位置に、縦グリッド線１１ａを描画している。また、時間軸方向の表示開始位置・倍率から、電圧軸方向の表示範囲（Ｖ１～Ｖ２）を算出する（ステップＳ３）。波形表示領域１１の縦方向に相当する。そして、Ｖ１～Ｖ２間の、切りよい電圧値となる位置を数点算出して（ｖ１，ｖ２，・・・ｖｎ）の横グリッド線１１ｂを描画する（ステップＳ４）。例えば、－３００ｍＶ、－２００ｍＶ、－１００ｍＶ、０Ｖ：１００ｍＶ、２００ｍＶの位置に横グリッド線１１ｂを描画する。そして、（Ｔ１，Ｖ１）～（Ｔ２，Ｖ２）の範囲に信号波形Ｗを表示する（ステップＳ５）。

次に図６に基づいて説明する。グリッド線１１ａ、１１ｂを描画して信号波形Ｗを表示しているときに、タッチパネルへの入力を待機している状態において（ステップＳ１１）、タッチパネルへの入力があった場合、当該入力がドラッグまたは、ピッチイン・アウトジェスチャーか否かを判定する（ステップＳ１２）。ドラッグは、信号波形の移動、ピッチイン・アウトは、信号波形の拡大縮小を指示するものであり、この指示は、表示画面上で指をスライドする動作などで指示される。このようなドラッグ、ピッチイン・アウトの指示があった場合は、指示のとおりに信号波形Ｗおよびグリッド線１１ａ、１１ｂを表示するため、新たな表示開始位置・倍率を算出して、もとのグリッド線１１ａ、１１ｂの描画開始位置に戻る（ステップＳ１３）。以上のところまでは、従来の波形表示装置での信号波形の表示動作である。

ここで、タッチパネルへの入力が長押しであるかを判定し（ステップＳ１４）、長押しである場合、縦と横のグリッド線１１ａ、１１ｂで区切られた升目のなかで、長押しされた位置にあるものの（図４のＡの範囲にある）位置を算出する。この位置は、図４では、Ａの範囲で、（ｔａ，ｖａ）～（ｔｂ，ｖｂ）の領域になる。この指示された枡目Ａの下辺、右辺に矢印を描画する（ステップＳ１５）。また、枡目の幅（ｔｂ－ｔａ）の時間を算出して時間文字列を描画する（ステップＳ１６）。さらに、枡目の高さ（ｖｂ－ｖａ）の電圧値を算出して電圧値文字列を描画する（ステップＳ１５）。図２、図３に示す例では、時間文字列は、「５００μｓ」であり、電圧値文字列は、「１００ｍＶ」である。
以上のステップＳ１４～Ｓ１８により、グリッド線１１ａ、１１ｂの枡目に、枡目の時間幅、電圧値幅が表示される。

次に、表示されたグリッド線１１ａ、１１ｂの枡目に矢印、文字列が表示されている場合（グリッドスケール表示）、表示画面の他の枡目がタッチされたか、あるいは表示された升目が単にタッチされ長押しされていないか否かを判定し（ステップＳ１４）、他の枡目がタッチされ、あるいは長押しではない場合、表示されたグリッドスケールを消去する（ステップＳ１４、ステップＳ１９、ステップＳ２０）。そして、もとのタッチパネルへの入力の待機に戻る。

（効果の説明）
以上のように、信号波形とともにグリッドが表示され、自由に、ドラッグあるいはピッチイン・アウト操作を行うことで、信号波形およびグリッドの大きさ、位置を変更しながら、信号波形を観測している状態で、表示画面にタッチして指示することで、グリッドの枡目に文字列が表示されて枡目の物理量がわかるので、いちいち、画面の端にある表示値をみることなく、信号波形を観測することが可能となる。また、その表示の消去も、指示と同様にタッチパネルで簡単に消去できるので、操作に煩わしさを感じさせない利点がある。

上記実施の形態は、時間表示とともに電圧値の表示を行う例で説明したが、電流値、周波数、位相などの電気的パラメータだけでなく、入力された測定データが温度、湿度、風力などのパラメータを電圧値に変換された物理量である測定データを表示する場合も含まれる。
また、上述の実施の形態では、タッチパネルの表示位置を長押しすることで、グリッドスケールの表示を指示することとしたが、マウスを用いて波形表示領域の任意の位置をクリック操作することで、グリッドスケールの表示を指示し、また、消去の指示をすることができる。さらに、このようなグリッドスケールを画面の端等に観測の邪魔にならないように、常に表示させてもよい。

また、上述の実施の形態では、表示される信号波形は、１チャンネルの信号入力を表示する例で説明しているが、一般に、波形表示装置は、複数チャンネルの信号入力を同時に表示することができ、そのときは、表示する信号波形のチャンネルを表示する。

１ 波形表示装置
２ 測定部
３ 操作部
４ 表示部
５ 記憶部
６ 制御部
１０ 信号波形表示画面
１１ 波形表示領域
１１ａ 縦グリッド線
１１ｂ 横グリッド線
１２ａ、１２ｃ 矢印
１２ｂ、１２ｄ 文字列
１３ 処理表示領域
Ｗ 信号波形

Claims (2)

1. 測定データに基づく信号波形とともにグリッドを表示部に表示させる制御部を備えた波形表示装置であって、
   前記波形表示装置は、タッチパネルにより波形およびグリッドの拡大縮小指示が可能な波形表示装置であり、
   前記制御部は、指示された前記グリッドの特定の位置の当該グリッドの枡目の間隔の値を示す情報を表示させるグリッドスケール表示手段を備え、
   前記グリッドスケール表示手段は、前記タッチパネルにより前記グリッドの拡大が指示されたとき、前記タッチパネルで指示された升目の辺上に前記辺の太さより太い矢印を表示させるとともに、前記辺の近傍に前記升目の間隔の値を示す文字列を表示させる手段を含む、
   ことを特徴とする波形表示装置。
2. 測定データに基づく信号波形とともにグリッドを表示部に表示させる制御部を備えた波形表示装置の波形表示方法において、
   前記波形表示装置はタッチパネルにより波形およびグリッドの拡大縮小指示が可能な波形表示装置であり、
   前記制御部が、指示された前記グリッドの特定の位置の当該グリッドの枡目の間隔の値を示す情報を表示させ、
   前記タッチパネルにより前記グリッドの拡大が指示されたとき、前記タッチパネルで指示された升目の辺上に前記辺の太さより太い矢印を表示させるとともに、前記辺の近傍に前記升目の間隔の値を示す文字列を表示させる、
   前記制御部が、前記グリッドの特定の位置が指定されると、当該グリッドの枡目の間隔の値を示す情報を表示させる
   ことを特徴とする波形表示方法。

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