JPH03167479A - 信号波形検出装置 - Google Patents
信号波形検出装置Info
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- JPH03167479A JPH03167479A JP1308408A JP30840889A JPH03167479A JP H03167479 A JPH03167479 A JP H03167479A JP 1308408 A JP1308408 A JP 1308408A JP 30840889 A JP30840889 A JP 30840889A JP H03167479 A JPH03167479 A JP H03167479A
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- light intensity
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
作用
実施例
本発明の原理説明
本発明の第１実施例
本発明の第２実施例
（第ｌ〜３図）
（第４図）
発明の効果
〔概要］
信号波形検出装置に関し、
木圧信号波形を高い情度で測定することのできる高桔度
の信号波形検出装置を提供することを目的とし、 被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入射
面に、所定の電圧が印加された透明雷極が形成されると
ともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形或
され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光の偏
光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光学結晶
と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレ
ーザ光源と、被測定点に対応する前記反射面に該レーザ
光源から出力されるレーザ光を走査して人射さセる走査
手段と、前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前
記被測定対象に発生する被測定電圧により誘起される複
屈折性の変化を偏光状態の変化として検出する受光手段
と、受光手段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸方
向成分の２つの光強度変化信号を電圧信号変換する信号
処理手段と、を具備した信号波形検出装置であって、前
記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の和信号およ
び差信号を生成する信号生成手段と、該信号生成手段で
生成した差信号を和信号で除算する除算手段と、を備え
、該和信号および差信号を生成した後、該差信号を和信
号で幹算することにより、前記レーザ光源において発生
するレーザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去
するように構威する。
の信号波形検出装置を提供することを目的とし、 被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入射
面に、所定の電圧が印加された透明雷極が形成されると
ともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形或
され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光の偏
光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光学結晶
と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレ
ーザ光源と、被測定点に対応する前記反射面に該レーザ
光源から出力されるレーザ光を走査して人射さセる走査
手段と、前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前
記被測定対象に発生する被測定電圧により誘起される複
屈折性の変化を偏光状態の変化として検出する受光手段
と、受光手段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸方
向成分の２つの光強度変化信号を電圧信号変換する信号
処理手段と、を具備した信号波形検出装置であって、前
記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の和信号およ
び差信号を生成する信号生成手段と、該信号生成手段で
生成した差信号を和信号で除算する除算手段と、を備え
、該和信号および差信号を生成した後、該差信号を和信
号で幹算することにより、前記レーザ光源において発生
するレーザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去
するように構威する。
本発明は、信号波形検出装置に関し、詳しくは電気光学
効果を利用して高速度の電気信号波形を観測することが
できる信号波形検出装置に係わり、特に、測定精度の向
上を目的とした信号処理方式の改良に関する。
効果を利用して高速度の電気信号波形を観測することが
できる信号波形検出装置に係わり、特に、測定精度の向
上を目的とした信号処理方式の改良に関する。
ＬＳＩ等の半導体素子を製造、利用する上で、素子内外
の信号波形を正確に測定しておくことが必要不可欠とな
っている。しかし、近年の素子の高速化に伴い、従来の
ＬＳｒテスタなどを用いた電気的な測定方式では、正確
な測定が難しくなってきている。そのため、半遵体素子
基板結晶の霊気光学効果を用いた光学式の信号波形測定
方式が考え出され、高速信号を計測できることが’Ｊ’
ｌ ＥＱされている（例えば、Ｊ．Ａ．Ｖａｌｄｍａｎ
ｉｓ ａｎｄ Ｇ．Ｍｏｕｒｏｕ″Ｓｕｂｐｉｃｏｓｅ
ｃｏｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｓａｍｐｌｉｎｇ
： ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌ
ｉｃａｔｉｏｎ”ｌＥεＥ ＪＯＵＲＮ＾し ＯＦ
ＱＬＩＡＮＴＵＭＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＶＯＬ．
（ＩＢ−２２．１）９．６９−７８等）。
の信号波形を正確に測定しておくことが必要不可欠とな
っている。しかし、近年の素子の高速化に伴い、従来の
ＬＳｒテスタなどを用いた電気的な測定方式では、正確
な測定が難しくなってきている。そのため、半遵体素子
基板結晶の霊気光学効果を用いた光学式の信号波形測定
方式が考え出され、高速信号を計測できることが’Ｊ’
ｌ ＥＱされている（例えば、Ｊ．Ａ．Ｖａｌｄｍａｎ
ｉｓ ａｎｄ Ｇ．Ｍｏｕｒｏｕ″Ｓｕｂｐｉｃｏｓｅ
ｃｏｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｓａｍｐｌｉｎｇ
： ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌ
ｉｃａｔｉｏｎ”ｌＥεＥ ＪＯＵＲＮ＾し ＯＦ
ＱＬＩＡＮＴＵＭＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＶＯＬ．
（ＩＢ−２２．１）９．６９−７８等）。
また、本出願人は、検出用結晶の上に被検ＬＳＩを積載
し、電気信号の波形測定を行う検出方式を既に出願して
いる（特開平０１−２８５６６号公報参照）が、測定精
度および操作外のより一層の向上が要望されている。
し、電気信号の波形測定を行う検出方式を既に出願して
いる（特開平０１−２８５６６号公報参照）が、測定精
度および操作外のより一層の向上が要望されている。
従来のこの種の電圧測定装置は、被測定対象の１または
２以上の給電部分に接触する複数のコンタクト用電極と
、前記コンタクト用電極と接地用の透明電極との間に積
層して設けられ、電圧によって複屈折性を有する電気光
学結晶と、前記電気光学結晶に入射させるレーザビーム
光を発生するレーザ光源と、前記レーザビーム光を光軸
変換する光学系と、前記給電部分に対するコンタクト用
電極毎に、前記レーザビーム光を走査する偏向器と、前
記光軸変換されたレーザビーム光から被測定対象の被測
定電圧に比例した光量を電気信号に変換する受光器と、
前記受光器から出力される検出信号の処理をする信号処
理系と、前記偏向器とレーザ光源とを制御する駆動制御
系とを備え、被測定対象の１または２以上の給電部分に
レーザビーム光を走査し、電気光学結晶の複屈折性を利
用して電圧を測定することにより、電圧変化をレーザビ
ームの光量変化に置換して伝送できるので、従来のよう
な測定ケーブル等の伝統インピーダンスによる電圧測定
値に与える影響を無くすることが可能となる。また、給
電部分の電圧波形を直接信号処理することができること
から、高精度の電圧測定をすることが可能となる。
２以上の給電部分に接触する複数のコンタクト用電極と
、前記コンタクト用電極と接地用の透明電極との間に積
層して設けられ、電圧によって複屈折性を有する電気光
学結晶と、前記電気光学結晶に入射させるレーザビーム
光を発生するレーザ光源と、前記レーザビーム光を光軸
変換する光学系と、前記給電部分に対するコンタクト用
電極毎に、前記レーザビーム光を走査する偏向器と、前
記光軸変換されたレーザビーム光から被測定対象の被測
定電圧に比例した光量を電気信号に変換する受光器と、
前記受光器から出力される検出信号の処理をする信号処
理系と、前記偏向器とレーザ光源とを制御する駆動制御
系とを備え、被測定対象の１または２以上の給電部分に
レーザビーム光を走査し、電気光学結晶の複屈折性を利
用して電圧を測定することにより、電圧変化をレーザビ
ームの光量変化に置換して伝送できるので、従来のよう
な測定ケーブル等の伝統インピーダンスによる電圧測定
値に与える影響を無くすることが可能となる。また、給
電部分の電圧波形を直接信号処理することができること
から、高精度の電圧測定をすることが可能となる。
また、上記装置の信号処理方式においては、光強度の変
化を直接観測し、加算平均処理によりＳ／Ｎを向上させ
る手法を用いている。
化を直接観測し、加算平均処理によりＳ／Ｎを向上させ
る手法を用いている。
ところで、上述したように、光強度の変化を直接観測し
、加算平均処理によりＳ／Ｎを向上させる手法では、測
定物に照射するレーザ光強度の変動が無視できない場合
に測定精度を上げることが難しく、所望の分解能を得る
ための測定時間が長大となる可能性があるという問題点
が生じていた。
、加算平均処理によりＳ／Ｎを向上させる手法では、測
定物に照射するレーザ光強度の変動が無視できない場合
に測定精度を上げることが難しく、所望の分解能を得る
ための測定時間が長大となる可能性があるという問題点
が生じていた。
そこで本発明は、差動型受光光学系から出力される２つ
の出力信号の和と差を電気的に生成し両者の除算を行う
ことにより、レーザ光強度の変動による信号強度の変化
を適切に補正して、電圧信号波形を高い精度で測定する
ことのできる高桔度の信号波形検出装置を提供すること
を目的としている。
の出力信号の和と差を電気的に生成し両者の除算を行う
ことにより、レーザ光強度の変動による信号強度の変化
を適切に補正して、電圧信号波形を高い精度で測定する
ことのできる高桔度の信号波形検出装置を提供すること
を目的としている。
本発明による信号波形検出装置は上記目的達威のため、
被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入射
面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成されると
ともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形成
され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光の偏
光状態を変化さセる電気光学効果を有する電気光学結晶
と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレ
ーザ光源と、該レーザ光源から出力されるレーザ光を被
測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出力さ
れるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、前記反
射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定対象に
発生する被測定電圧により誘起される複屈折性の変化を
偏光状態の変化として検出する受光手段と、受光手段か
ら出力されるＸｔＩＩ１方向成分およびＹ軸方向成分の
２つの光強度変化信号を電圧信号変換する信号処理手段
と、を具備した信号波形検出装置であって、前記信号処
理手段は、前記２つの光強度信号の和信号および差信号
を生成する信号生成手段と、該信号生成手段で生成した
差信号を和信号で除算する除算手段と、を備え、該和信
号および差信号を生成した後、該差信号を和信号で除算
することにより、前記レーザ光源において発生するレー
ザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去するよう
に構或する。
被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入射
面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成されると
ともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形成
され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光の偏
光状態を変化さセる電気光学効果を有する電気光学結晶
と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレ
ーザ光源と、該レーザ光源から出力されるレーザ光を被
測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出力さ
れるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、前記反
射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定対象に
発生する被測定電圧により誘起される複屈折性の変化を
偏光状態の変化として検出する受光手段と、受光手段か
ら出力されるＸｔＩＩ１方向成分およびＹ軸方向成分の
２つの光強度変化信号を電圧信号変換する信号処理手段
と、を具備した信号波形検出装置であって、前記信号処
理手段は、前記２つの光強度信号の和信号および差信号
を生成する信号生成手段と、該信号生成手段で生成した
差信号を和信号で除算する除算手段と、を備え、該和信
号および差信号を生成した後、該差信号を和信号で除算
することにより、前記レーザ光源において発生するレー
ザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去するよう
に構或する。
また、前記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の差
信号を生成する信号生成手段と、該信号生成手段で生成
した差信号を前記２つの光強度信号のうちの何れか１つ
の光強度信号で除算する除算手段と、を備え、該差信号
を生成した後、該差信号を前記１つの光強度信号で除算
することにより、前記レーザ光源において発生するレー
ザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去するよう
に構或する。
信号を生成する信号生成手段と、該信号生成手段で生成
した差信号を前記２つの光強度信号のうちの何れか１つ
の光強度信号で除算する除算手段と、を備え、該差信号
を生成した後、該差信号を前記１つの光強度信号で除算
することにより、前記レーザ光源において発生するレー
ザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去するよう
に構或する。
本発明では、受光手段から出力される２つの光強度変化
信号の和信号と差信号とが生戊され、差信号が和信号で
除算される。
信号の和信号と差信号とが生戊され、差信号が和信号で
除算される。
したがって、レーザ光源において発生するレーザ光強度
に依在する信号成分変動が、差信号を和信号で除算する
際に除去され、レーザ光強度による検出信号強度の変化
が防止される。
に依在する信号成分変動が、差信号を和信号で除算する
際に除去され、レーザ光強度による検出信号強度の変化
が防止される。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
瞭埋址咀
一Ｃに、レーザ光源としてバルスレーザを用いると、パ
ルスの高さが必ずしも一致しない。したがって、光源の
出力が変動するために一定の電圧を印加していても検出
した電圧信号にはばらつきが生じることになる。
ルスの高さが必ずしも一致しない。したがって、光源の
出力が変動するために一定の電圧を印加していても検出
した電圧信号にはばらつきが生じることになる。
本発明においては、レーザ光強度の変動に起因する検出
信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光学系
から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を電気
的に生成した後、差信号を和信号で除算する回路を設け
ることにより、レーザ光強度に依存する信号成分を除去
する．この方法により、レーザ光強度の変動による検出
信号強度の変化を防止することができる。
信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光学系
から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を電気
的に生成した後、差信号を和信号で除算する回路を設け
ることにより、レーザ光強度に依存する信号成分を除去
する．この方法により、レーザ光強度の変動による検出
信号強度の変化を防止することができる。
二ｌＬＪｕ１
上記原理に基づく実際の装置を実施例として説明する。
第１〜３図は本発明に係る信号波形検出装置の第１実施
例を示す図であり、第１図は信号波形検出装置の全体構
成図、第２図は信号処理装置の構戒図である。第１図に
おいて、ｌは電気光学効果を用いて高速度の電気信号波
形を観測する信号波形検出装置であり、信号波形検出装
置１は被測定ＬＳＩ３を動作させるためのクロツク回路
、電源等を内蔵する外部ＬＳＩ駆動装置２と、被測定Ｌ
ＳＩ３の入出力端子３ａの電圧を電気光学効果結晶１１
の電気光学効果を用いて光学的に検出し、信号処理して
電気信号波形を測定する測定部４と、によりｉｓｔｃさ
れ、測定部４は、薄板状に研磨加工され、かつ片側面に
透明導電膜をもう一方の側面にスポット状の金属電極、
若しくは最上層を導電性電極とする多層反射膜を形成し
た例えばＢＳＯからなる電気光学効果結晶１ｌと、その
結晶１１の各々のスポット電極を、対応する被測定ＬＳ
Ｉ３の入出力端子３ａに接触、若しくは近接させるため
の積載台（図示略）と、レーザ光源１２およびドライバ
ｌ３からなるレーザ光発生部１４から出力され、ビーム
スプリンタｌ５を介して入射されたレーザ光を後述する
制御部２０からの指示に応じて指定されたスポット電極
を選択しかつ、レーザ光を電極面に対し垂直に入射させ
る光走査部１６と、レーザ光の位置合わせをするために
レーザ光の光軸を検出する偏光ビームスプリツタ、レン
ズおよびＴＶ等からなる位置合わせ光学系１７と、電気
光学効果結晶ｌ１の電極で反射されたレーザ光を位置合
わせ光学系ｌ７、光走査部（走査手段）１６およびビー
ムスプリッタ１５を介して受光し、外部ＬＳＩ駆動装置
２により駆動される被測定ＬＳ１３の入出力端子３ａに
発生する電圧により形成される結晶１１中の電位勾配に
より誘起される結晶１１の複屈折性の変化を、光強度の
変化として検出する受光部（受光手段）１８と、検出し
た光強度変化信号をＬＳＩ入出力端子３ａの電圧信号に
変換する信号処理部（信号処理手段）１９と、信号処理
部ｌ９からの信号処理結果、位置合わせ光学系１７から
の位置合わせ情報等が入力されるとともに、レーザ光発
生部１４のドライバ１３にレーザ光を発射させるための
信号、光走査部ｌ６に光走査を制御するための制御信号
を出力する制御部２０と、により構或される。
例を示す図であり、第１図は信号波形検出装置の全体構
成図、第２図は信号処理装置の構戒図である。第１図に
おいて、ｌは電気光学効果を用いて高速度の電気信号波
形を観測する信号波形検出装置であり、信号波形検出装
置１は被測定ＬＳＩ３を動作させるためのクロツク回路
、電源等を内蔵する外部ＬＳＩ駆動装置２と、被測定Ｌ
ＳＩ３の入出力端子３ａの電圧を電気光学効果結晶１１
の電気光学効果を用いて光学的に検出し、信号処理して
電気信号波形を測定する測定部４と、によりｉｓｔｃさ
れ、測定部４は、薄板状に研磨加工され、かつ片側面に
透明導電膜をもう一方の側面にスポット状の金属電極、
若しくは最上層を導電性電極とする多層反射膜を形成し
た例えばＢＳＯからなる電気光学効果結晶１ｌと、その
結晶１１の各々のスポット電極を、対応する被測定ＬＳ
Ｉ３の入出力端子３ａに接触、若しくは近接させるため
の積載台（図示略）と、レーザ光源１２およびドライバ
ｌ３からなるレーザ光発生部１４から出力され、ビーム
スプリンタｌ５を介して入射されたレーザ光を後述する
制御部２０からの指示に応じて指定されたスポット電極
を選択しかつ、レーザ光を電極面に対し垂直に入射させ
る光走査部１６と、レーザ光の位置合わせをするために
レーザ光の光軸を検出する偏光ビームスプリツタ、レン
ズおよびＴＶ等からなる位置合わせ光学系１７と、電気
光学効果結晶ｌ１の電極で反射されたレーザ光を位置合
わせ光学系ｌ７、光走査部（走査手段）１６およびビー
ムスプリッタ１５を介して受光し、外部ＬＳＩ駆動装置
２により駆動される被測定ＬＳ１３の入出力端子３ａに
発生する電圧により形成される結晶１１中の電位勾配に
より誘起される結晶１１の複屈折性の変化を、光強度の
変化として検出する受光部（受光手段）１８と、検出し
た光強度変化信号をＬＳＩ入出力端子３ａの電圧信号に
変換する信号処理部（信号処理手段）１９と、信号処理
部ｌ９からの信号処理結果、位置合わせ光学系１７から
の位置合わせ情報等が入力されるとともに、レーザ光発
生部１４のドライバ１３にレーザ光を発射させるための
信号、光走査部ｌ６に光走査を制御するための制御信号
を出力する制御部２０と、により構或される。
第２図は受光部ｌ８および信号処理部１９の詳細な構戒
を示す図である。第２図において、受光部１８は、冗気
光学効果結晶１ｌの反射面で反射された反射光をＸ軸方
向成分、Ｙ軸方向成分に分離する偏光ビームスプリッタ
２１と、分離された反射光をその光強度に応じて電流値
に変えるフォトダイオードＰＤＩ、ＰＤ２と、フォ１・
ダイオードＰＤＩ、ＰＤ２の出力を電圧に変換する電流
一電圧変換アンプ（ゲインはα）２２、２３と、を含ん
で構或され、信号処理部１９は、電流一電圧変換アンブ
２２、２３の出力Ｓ， 、Ｓ．が入力され、その差をと
って差信号を生成する差動アンプ（ゲインはＧ．）３１
と、雷流一電圧変換アンブ２２、２３の出力Ｓ， 、Ｓ
２が人力され、その和をとって和信号を生成する差動ア
ンプ（ゲインはＧｚ）３２と、生成された差信号を和信
号で除算する除算回路（除算回路）３３と、を含んで構
威される。
を示す図である。第２図において、受光部１８は、冗気
光学効果結晶１ｌの反射面で反射された反射光をＸ軸方
向成分、Ｙ軸方向成分に分離する偏光ビームスプリッタ
２１と、分離された反射光をその光強度に応じて電流値
に変えるフォトダイオードＰＤＩ、ＰＤ２と、フォ１・
ダイオードＰＤＩ、ＰＤ２の出力を電圧に変換する電流
一電圧変換アンプ（ゲインはα）２２、２３と、を含ん
で構或され、信号処理部１９は、電流一電圧変換アンブ
２２、２３の出力Ｓ， 、Ｓ．が入力され、その差をと
って差信号を生成する差動アンプ（ゲインはＧ．）３１
と、雷流一電圧変換アンブ２２、２３の出力Ｓ， 、Ｓ
２が人力され、その和をとって和信号を生成する差動ア
ンプ（ゲインはＧｚ）３２と、生成された差信号を和信
号で除算する除算回路（除算回路）３３と、を含んで構
威される。
以上の構或において、受光系（受光部１８）で受光され
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶１に
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（εａｊ／：印加電圧）とすると、差動受光
系から出力される２つの信号Ｓ．，Ｓ２は次式■のよう
に示される。
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶１に
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（εａｊ／：印加電圧）とすると、差動受光
系から出力される２つの信号Ｓ．，Ｓ２は次式■のよう
に示される。
但し、α：電流一電圧変換アンプ２２、２３の光一電圧
変換係数 従来例では、単に差成分を計算し、Ｓ ｒ Ｓ ！＝
２ＡεαＧｌ （Ｇ１は差動ゲイン）と印加電圧Ｖが比
例することから電圧波形の計測を行っていたが、結晶ｌ
に入射するレーザ光強度（すなわち、レーザパルス出力
の高さ）が変動した場合には、パルス強度Ａに印加電圧
に依存しない摂動項δが加わってＡ（１±δ）となるた
め、差信号は、Ｓ，−３２ ＝２Ａ （１±δ）εαＧ
１ ・・・・・・■第■式となり、印加電圧■との比例
関係が崩れ、検出した電圧信号には不確定要素が含まれ
ることになる。この場合の電気光学効果結晶１１への電
圧印加の有無によって受光系からの２出力信号強度が相
補的に変化する様子は第３図で示される。
変換係数 従来例では、単に差成分を計算し、Ｓ ｒ Ｓ ！＝
２ＡεαＧｌ （Ｇ１は差動ゲイン）と印加電圧Ｖが比
例することから電圧波形の計測を行っていたが、結晶ｌ
に入射するレーザ光強度（すなわち、レーザパルス出力
の高さ）が変動した場合には、パルス強度Ａに印加電圧
に依存しない摂動項δが加わってＡ（１±δ）となるた
め、差信号は、Ｓ，−３２ ＝２Ａ （１±δ）εαＧ
１ ・・・・・・■第■式となり、印加電圧■との比例
関係が崩れ、検出した電圧信号には不確定要素が含まれ
ることになる。この場合の電気光学効果結晶１１への電
圧印加の有無によって受光系からの２出力信号強度が相
補的に変化する様子は第３図で示される。
本実施例においては、上記の差動信号に加え、既に求め
てある信号Ｓ１、Ｓ２を用いて差動アンプ３２により次
式■に示す和信号（Ｓ＋＋ＳＺ）を発生させる。
てある信号Ｓ１、Ｓ２を用いて差動アンプ３２により次
式■に示す和信号（Ｓ＋＋ＳＺ）を発生させる。
Ｓ，＋Ｓｚ ＝２Ａ （１±δ）αＧ２（Ｇ２は加算ゲ
イン）・・・・・・■ そして、除算回路３３によりこの和信号（Ｓ．＋Ｓ２）
を用いて差信号（Ｓ＋ −ＳＺ ）を除算することによ
り、検出信号Ｓは第■式 ２Ａ （１±δ）εαＧＩ ２Ａ （１±δ）αＧ２ となって、摂動項δの影響を取り除くことが可能となる
。この場合、εは印加電圧Ｖと比例関係にあることから
、検出信号Ｓも印加電圧■と比例関Ｇ， おけば、印加電圧をダイレクトに知ることが可能となる
。
イン）・・・・・・■ そして、除算回路３３によりこの和信号（Ｓ．＋Ｓ２）
を用いて差信号（Ｓ＋ −ＳＺ ）を除算することによ
り、検出信号Ｓは第■式 ２Ａ （１±δ）εαＧＩ ２Ａ （１±δ）αＧ２ となって、摂動項δの影響を取り除くことが可能となる
。この場合、εは印加電圧Ｖと比例関係にあることから
、検出信号Ｓも印加電圧■と比例関Ｇ， おけば、印加電圧をダイレクトに知ることが可能となる
。
以上説明したように、本実施例によれば、信号処理部１
９において、受光部ｌ８より出力される２つの光強度信
号の和信号（Ｓｌ十Ｓ，）と差信号（Ｓｚ Ｓｔ）
を生成した後に両者の除算（Ｓ＋Ｓｔ ）／ （Ｓ＋
＋Ｓ！ ）を行うようにしている．したがって、極めて
簡単な回路構戒によりレーザ光強度の変動による信号強
度の変化を補正することができ、電圧信号波形を高い精
度で測定することができる。
９において、受光部ｌ８より出力される２つの光強度信
号の和信号（Ｓｌ十Ｓ，）と差信号（Ｓｚ Ｓｔ）
を生成した後に両者の除算（Ｓ＋Ｓｔ ）／ （Ｓ＋
＋Ｓ！ ）を行うようにしている．したがって、極めて
簡単な回路構戒によりレーザ光強度の変動による信号強
度の変化を補正することができ、電圧信号波形を高い精
度で測定することができる。
以上の第１実施例は、レーザ光強度の変動に起因する検
出信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光学
系から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を電
気的に生成した後、差信号を和信号で除算する除算回路
３３を設けた例であるが、差動受光光学系から出力され
る２つの光量信号の差信号を電気的に生成した後、この
差信号を片側の出力信号で除算する回路を設けることに
より、レーザ光強度に依存する信号成分を除去するよう
にしてもよく、この例を次の第２実施例で示す。
出信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光学
系から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を電
気的に生成した後、差信号を和信号で除算する除算回路
３３を設けた例であるが、差動受光光学系から出力され
る２つの光量信号の差信号を電気的に生成した後、この
差信号を片側の出力信号で除算する回路を設けることに
より、レーザ光強度に依存する信号成分を除去するよう
にしてもよく、この例を次の第２実施例で示す。
第４図は本発明に係る信号波形検出装置の第２実施例を
示す図であり、本実施例は信号処理部ｌ９の構或が一部
異なる他は第１実施例の回路構威と同様である。第２図
に示す第１実施例と同一構戒部分には同一番号を付して
重複部分の説明を省略する。第４図において、信号処理
部４ｌは、受光部ｌ８の電流一電圧変換アンプ２２、２
３の出力３１、Ｓ２が人力され、その差をとって差信号
を生成する差動アンプ（ゲインはＧｌ）３１と、雷流一
電圧変換アンプ２３の出力Ｓ２が人力される差動アンプ
（ゲインはＧｚ）４２と、生成された差信号を一方の光
強度信号で除算する除算回路４３と、を含んで構戒され
る。
示す図であり、本実施例は信号処理部ｌ９の構或が一部
異なる他は第１実施例の回路構威と同様である。第２図
に示す第１実施例と同一構戒部分には同一番号を付して
重複部分の説明を省略する。第４図において、信号処理
部４ｌは、受光部ｌ８の電流一電圧変換アンプ２２、２
３の出力３１、Ｓ２が人力され、その差をとって差信号
を生成する差動アンプ（ゲインはＧｌ）３１と、雷流一
電圧変換アンプ２３の出力Ｓ２が人力される差動アンプ
（ゲインはＧｚ）４２と、生成された差信号を一方の光
強度信号で除算する除算回路４３と、を含んで構戒され
る。
以上の構戒において、受光系（受光部１８）で受光され
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶ｌに
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（εＯＣＶ：印加電圧）とすると、差動受光
系から出力される２つの信号Ｓ． 、Ｓ２は前述したよ
うに、第の式で示される。
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶ｌに
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（εＯＣＶ：印加電圧）とすると、差動受光
系から出力される２つの信号Ｓ． 、Ｓ２は前述したよ
うに、第の式で示される。
本実施例では、差信号（Ｓ＋ Ｓｔ）の片側の信号（
例えばＳ２）を用いて（この信号の片側の信号を３％
とすると、Ｓｘ ’ ＝Ａ （１±δ）（ｌ−ε）αＧ
２、但し、Ｇ２はゲイン）差信号（Ｓ１ Ｓｚ）を除
算すると、ＩＶの印加電圧に対する検出信号３１Ｖは次
式■で示される。
例えばＳ２）を用いて（この信号の片側の信号を３％
とすると、Ｓｘ ’ ＝Ａ （１±δ）（ｌ−ε）αＧ
２、但し、Ｇ２はゲイン）差信号（Ｓ１ Ｓｚ）を除
算すると、ＩＶの印加電圧に対する検出信号３１Ｖは次
式■で示される。
Ａ（１±δ）
（ｌ一ε）αＧよ
１−ε
そして、第■式に示すように、摂動項δの影響を取り除
くことが可能となる（但し、Ｇ＝Ｇ，／Ｇ２）。しかし
、この場合ＳＩＶがＶと比例するのではなく、あくまで
εがＶと比例するだけである。
くことが可能となる（但し、Ｇ＝Ｇ，／Ｇ２）。しかし
、この場合ＳＩＶがＶと比例するのではなく、あくまで
εがＶと比例するだけである。
そこで、印加電圧を変化させて、ｎｖとし、１−ｎ
ε を求めておき、ε、Ｇを消去し、３１ｖがＳ ｎｖに変
わるときの比例係数を求めるようにする。この場合のε
、Ｇは第■、■式で示される。
ε を求めておき、ε、Ｇを消去し、３１ｖがＳ ｎｖに変
わるときの比例係数を求めるようにする。この場合のε
、Ｇは第■、■式で示される。
したがって、未知の印加電圧ｋｖに対する信号ＳＫｖか
らｋを求めるために、次式■と上記第■、■式を用いる
とｋは第［相］式で示される。
らｋを求めるために、次式■と上記第■、■式を用いる
とｋは第［相］式で示される。
上記の計算により、ｋを求めることにより印加電圧を計
算することができる。このようにして、レーザ光強度の
変動に影響されることなく、信号を検出することが可能
になり、高精度の計測装置を実現することができる。
算することができる。このようにして、レーザ光強度の
変動に影響されることなく、信号を検出することが可能
になり、高精度の計測装置を実現することができる。
第１実施例のように差信号（Ｓ１ Ｓｔ）を和信号（３
１ ＋Ｓｚ）で除算する場合には回路のゲイン等を精度
良く合わせ込んでやらないと誤差が生じてしまうことに
なるが、本実施例では第■、［相］式に示したように求
めるのは信号３ｋｖだけであるからたとえ誤差が含まれ
ていても比例係数に基づく関係式（第［相］式）から印
加電圧を求めることにより、該誤差を相殺することがで
き誤差の少ない測定が可能になる。
１ ＋Ｓｚ）で除算する場合には回路のゲイン等を精度
良く合わせ込んでやらないと誤差が生じてしまうことに
なるが、本実施例では第■、［相］式に示したように求
めるのは信号３ｋｖだけであるからたとえ誤差が含まれ
ていても比例係数に基づく関係式（第［相］式）から印
加電圧を求めることにより、該誤差を相殺することがで
き誤差の少ない測定が可能になる。
本発明によれば、レーザ光源においてレーザ光強度が変
動することがあっても、レーザ光強度変動に影響される
ことなく、被測定対象の電圧信号波形を高精度で検出す
ることができる。
動することがあっても、レーザ光強度変動に影響される
ことなく、被測定対象の電圧信号波形を高精度で検出す
ることができる。
第１〜３図は本発明に係る信号波形検出装置の第ｌ実施
例を示す図であり、 第Ｉ図はその全体構威図、 第２図はその信号処理部の構威図、 第３図はその受光部からの２出力信号の電圧印加時の変
化を示す波形図、 第４図は本発明に係る信号波形検出装置の第２実施例を
示すその信号処理部の構成図である。 １・・・・・・信号波形検出装置、 ２・・・・・・ＬＳＩ駆動装置、 ３・・・・・・被測定ＬＳＩ、 ３ａ・・・・・・人出力端子、 ４・・・・・・測定部、 １１・・・・・・電気光学効果結晶、 ｌ２・・・・・・レーザ光源、 １３・・・・・・ドライバ、 ｌ４・・・・・・レーザ光発生部、 １５・・・・・・ビームスプリツタ、 １６・・・・・・光走査部（走査手段）、ｌ７・・・・
・・位置合わせ光学系、 １８・・・・・・受光部（受光手段）、１９、４１・・
・・・・信号処理部（信号処理手段）２０・・・・・・
制御部、 ２ｌ・・・・・・偏光ビームスプリツタ、２２、２３・
・・・・・電流一電圧変換アンプ、３３、４３・・・・
・・除算回路（除算手段）、ＰＤＩ，ＰＤ２・・・・・
・フォトダイオード。
例を示す図であり、 第Ｉ図はその全体構威図、 第２図はその信号処理部の構威図、 第３図はその受光部からの２出力信号の電圧印加時の変
化を示す波形図、 第４図は本発明に係る信号波形検出装置の第２実施例を
示すその信号処理部の構成図である。 １・・・・・・信号波形検出装置、 ２・・・・・・ＬＳＩ駆動装置、 ３・・・・・・被測定ＬＳＩ、 ３ａ・・・・・・人出力端子、 ４・・・・・・測定部、 １１・・・・・・電気光学効果結晶、 ｌ２・・・・・・レーザ光源、 １３・・・・・・ドライバ、 ｌ４・・・・・・レーザ光発生部、 １５・・・・・・ビームスプリツタ、 １６・・・・・・光走査部（走査手段）、ｌ７・・・・
・・位置合わせ光学系、 １８・・・・・・受光部（受光手段）、１９、４１・・
・・・・信号処理部（信号処理手段）２０・・・・・・
制御部、 ２ｌ・・・・・・偏光ビームスプリツタ、２２、２３・
・・・・・電流一電圧変換アンプ、３３、４３・・・・
・・除算回路（除算手段）、ＰＤＩ，ＰＤ２・・・・・
・フォトダイオード。
Claims (2)
- （１）被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光
の入射面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成さ
れるとともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面
が形成され、誘起した電界強度により入射されたレーザ
光の偏光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光
学結晶と、 該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレーザ
光源と、 被測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出力
されるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、 前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定
対象に発生する被測定電圧により誘起される複屈折性の
変化を偏光状態の変化として検出する受光手段と、 受光手段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸方向成
分の２つの光強度変化信号を電圧信号に変換する信号処
理手段と、を具備した信号波形検出装置であって、 前記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の和信号お
よび差信号を生成する信号生成手段と、 該信号生成手段で生成した差信号を和信号で除算する除
算手段と、を備え、 該和信号および差信号を生成した後、該差信号を和信号
で除算することにより、前記レーザ光源において発生す
るレーザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去す
るようにしたことを特徴とする信号波形検出装置。 - （２）前記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の差
信号を生成する信号生成手段と、 該信号生成手段で生成した差信号を前記２つの光強度信
号のうちの何れか１つの光強度信号で除算する除算手段
と、を備え、 該差信号を生成した後、該差信号を前記１つの光強度信
号で除算することにより、前記レーザ光源において発生
するレーザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去
するようにしたことを特徴とする信号波形検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308408A JP3005233B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 信号波形検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308408A JP3005233B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 信号波形検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03167479A true JPH03167479A (ja) | 1991-07-19 |
| JP3005233B2 JP3005233B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=17980704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1308408A Expired - Fee Related JP3005233B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 信号波形検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005233B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263596A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Aisin Aw Co Ltd | ワニス含浸状態の判定方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1308408A patent/JP3005233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263596A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Aisin Aw Co Ltd | ワニス含浸状態の判定方法 |
| JP4706529B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2011-06-22 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ワニス含浸状態の判定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3005233B2 (ja) | 2000-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |