DE102020204847A1 - Optische testvorrichtung - Google Patents

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Toshihiro Sugawara
Shin Masuda
Takao Sakurai
Hidenobu Matsumura
Takao Seki
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Abstract

Eine optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments stellt einfallendes Licht von einer Lichtquelle einem Einfallsobjekt bereit und empfängt reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt. Die optische Testvorrichtung weist einen Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht auf, der das einfallende Licht empfängt, und einen Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals. Der Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals stellt ein Lichtsignal dem Einfallsobjekt bereit, nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat. Ein reflektiertes Lichtsignal aufgrund der Reflektion des Lichtsignals am Einfallsobjekt wird dem optischen Messinstrument bereitgestellt. Die Verzögerungszeit ist ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (GEBIET DER ERFINDUNG)
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Testen eines Instruments, das so angeordnet ist, dass es reflektiertes Licht empfängt.
  • (BESCHREIBUNG DES ENSTSPRECHENDEN STANDES DER TECHNIK)
  • Konventionell ist ein Distanzmessgerät bekannt, das so angeordnet ist, dass es einfallendes Licht einem Distanzmessobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht empfängt. Der Abstand zwischen dem Distanzmessgerät und dem Distanzmessobjekt wird gemessen (siehe z.B. japanische Veröffentlichungen der Patentanmeldungen Nr. 2017-15729, 2006-120168 und 2000-275340 ).
  • Ein solches Distanzmessgerät des entsprechenden Standes der Technik, wie oben beschrieben, wird getestet, indem das Distanzmessgerät vom Distanzmessobjekt um eine erwartete Messentfernung beabstandet ist. Wenn das Distanzmessgerät beispielsweise als fahrzeugeigenes LiDAR-Modul angenommen wird, beträgt die erwartete Messentfernung (im Folgenden möglicherweise als „erwartete Entfernung“ bezeichnet) etwa 200 m.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein solcher Test, wie er oben beschrieben wurde, ist jedoch insofern problematisch, als das Distanzmessgerät tatsächlich um eine erwartete Distanz vom Distanzmessobjekt beabstandet sein muss. Beispielsweise erfordert ein solcher Test unweigerlich ein weitläufiges Gelände (z.B. ein quadratisches Gelände von 200 m × 200 m).
  • Es ist daher Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu verhindern, dass beim Testen eines Gerätes, das zum Empfang von reflektiertem Licht eingerichtet ist, der Abstand zwischen dem Gerät und einem Messobjekt (oder einer Alternative zum Messobjekt) zunimmt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle einem Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt empfängt, auf: einen Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht, der einfallendes Licht empfängt; und einen Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals, der dem Einfallsobjekt, nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat, ein Lichtsignal bereitstellt, wobei ein reflektiertes Lichtsignal aufgrund der Reflektion des Lichtsignals am Einfallsobjekt dem optischen Messinstrument bereitgestellt wird und die Verzögerungszeit im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument ist.
  • Gemäß dem so konstruierten ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle an ein Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt empfängt, bereitgestellt werden. Ein Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht empfängt das einfallende Licht. Ein Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals stellt ein Lichtsignal dem Einfallsobjekt bereit, nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat. Ein reflektiertes Lichtsignal aufgrund der Reflektion des Lichtsignals am Einfallsobjekt wird dem optischen Messinstrument bereitgestellt. Die Verzögerungszeit ist ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle an ein Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt empfängt, auf: einen Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht, der einfallendes Licht empfängt; einen Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals, der ein Lichtsignal nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit ausgibt, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat; und einen Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung, der das Lichtsignal in Richtung des optischen Messinstruments aussendet, wobei ein richtungsgeändertes Lichtsignal aufgrund der Änderung der Lichtlaufrichtung des Lichtsignals an dem Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung dem optischen Messinstrument bereitgestellt wird und die Verzögerungszeit ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments ist.
  • Gemäß dem so konstruierten zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle an ein Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichtes am Einfallsobjekt empfängt, bereitgestellt werden. Ein Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht empfängt das einfallende Licht. Ein Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals gibt ein Lichtsignal nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit aus, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat. Ein Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung sendet das Lichtsignal in Richtung des optischen Messinstruments aus. Ein richtungsgeändertes Lichtsignal aufgrund der Änderung der Laufrichtung des Lichtsignals an dem Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung wird dem optischen Messinstrument bereitgestellt. Die Verzögerungszeit ist annähernd gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung das Lichtsignal in zwei oder mehr Emissionslichtstrahlen verzweigen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle an ein Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt empfängt, auf: einen Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht, der einfallendes Licht empfängt; und einen Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals, der dem optischen Messinstrument nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat, ein Lichtsignal bereitstellt, wobei die Verzögerungszeit ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments ist.
  • Gemäß dem so konstruierten dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle an ein Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichtes am Einfallsobjekt empfängt, bereitgestellt werden. Ein Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht empfängt das einfallende Licht. Ein Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals stellt ein Lichtsignal an das optische Messinstrument bereit, nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat. Die Verzögerungszeit ist ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht so angeordnet sein, dass er das einfallende Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, und der Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals kann so angeordnet sein, dass er das um die Verzögerungszeit verzögerte elektrische Signal in das Lichtsignal umwandelt.
  • Gemäß dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die optische Testvorrichtung ferner einen Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals enthalten, der das elektrische Signal um die Verzögerungszeit verzögert.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Verzögerungszeit im Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals variabel sein.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung können mehrere der Abschnitte zur Verzögerung elektrischer Signale ihre jeweils unterschiedlichen Verzögerungszeiten aufweisen, und einer der Abschnitte zur Verzögerung elektrischer Signale kann ausgewählt und verwendet werden.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht so angeordnet sein, dass er das einfallende Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, und die optische Testvorrichtung kann weiterhin einen Ausgabesteuerabschnitt aufweisen, der bewirkt, dass der Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals das Lichtsignal auf der Grundlage des elektrischen Signals nach der Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat, ausgibt.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals so angeordnet sein, dass er das einfallende Licht um die Verzögerungszeit verzögert, um das Lichtsignal zu erzeugen.
  • Gemäß dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die optische Testvorrichtung weiterhin einen Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht enthalten, der das einfallende Licht um die Verzögerungszeit verzögert.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts eine optische Faser sein.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts eine Multireflektionszelle sein.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts eine Multireflektionsfaser sein.
  • Gemäß dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die optische Testvorrichtung ferner ein Dämpfungsglied enthalten, das die Leistung des Lichtsignals dämpft, wobei der Grad der Dämpfung im Dämpfungsglied variabel sein kann.
  • Gemäß der optischen Testvorrichtung des ersten, zweiten oder dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann das Einfallsobjekt ein variables Reflektionsvermögen aufweisen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleiter-Testvorrichtung folgendes umfassen: die optische Testvorrichtung gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung; und einen Testabschnitt, der einen Test basierend auf Messungen mit dem optischen Messinstrument durchführt.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt einen Aspekt der tatsächlichen Verwendung (1A) und einen Aspekt der Testanwendung (1B) eines optischen Messinstruments 2;
    • 2 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 3 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer ersten Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 4 zeigt einen Aspekt der tatsächlichen Verwendung (4A) und einen Aspekt der Testanwendung (4B) eines optischen Messinstruments 2 gemäß einer zweiten Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 5 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 6 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer Variation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 7 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 8 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer Variation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 9 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 10 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 11 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 13 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 14 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
    • 15 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Halbleiter-Testvorrichtung 10 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 zeigt einen Aspekt der tatsächlichen Verwendung (1A) und einen Aspekt der Testanwendung (1B) eines optischen Messinstruments 2. 2 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bezogen auf 1A, stellt das optische Messinstrument 2 im Aspekt der tatsächlichen Verwendung einfallendes Licht von einer Lichtquelle 2a (siehe 2) an ein Einfallsobjekt 4 bereit. Das einfallende Licht wird am Einfallsobjekt 4 als reflektiertes Licht reflektiert und vom Lichtempfangsabschnitt 2b (siehe 2) des optischen Messinstruments 2 empfangen. Das optische Messinstrument 2 ist z.B. ein LiDAR-Modul und dient zur Messung des Abstandes D1 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn das optische Messinstrument 2 ein LiDAR-Modul ist, die Entfernung D1 z.B. 200 m beträgt.
  • Die Messung der Entfernung D1 kann die folgenden Schritte umfassen: (1) Messung der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle 2a und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument 2 und (2) Multiplikation der in Schritt (1) gemessenen Zeit mit der Lichtgeschwindigkeit und dann halbieren (1/2), um die Entfernung D1 zu erhalten. Beachte, dass in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die obigen Schritte (1) und (2) in einem anderen Modul als dem optischen Messinstrument 2 durchgeführt werden sollten (siehe 15).
  • Es wird darauf hingewiesen, dass das Einfallsobjekt 4 beispielsweise ein Reflektor ist.
  • Unter Bezugnahme auf 1B wird die optische Testvorrichtung 1 zum Testen des optischen Messinstruments 2 verwendet. Mit dem Test soll beispielsweise getestet werden, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann oder nicht.
  • Unter dem Aspekt der Testanwendung wird die optische Testvorrichtung 1 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 angeordnet. Der Abstand D2 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 ist viel kleiner als der Abstand D1 und beträgt beispielsweise 1 m.
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a (siehe 2) des optischen Messinstruments 2 wird der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt und ein Lichtsignal dem Einfallsobjekt 4 bereitgestellt. Das Lichtsignal wird am Einfallsobjekt 4 als reflektiertes Lichtsignal reflektiert und durchläuft die optische Testvorrichtung 1, um von dem Lichtempfangsabschnitt 2b (siehe 2) des optischen Messinstruments 2 empfangen zu werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die optische Testvorrichtung 1 und das optische Messinstrument 2 in einen Behälter mit konstanter Temperatur gestellt werden können (dasselbe gilt für die anderen Ausführungsformen).
  • Unter Bezugnahme auf 2 weist die optische Testvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform einen Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a auf, ein variables Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals) 1b, eine Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, eine Linse 1d, ein Dämpfungsglied 1e und Galvano-Spiegel 1f, 1g.
  • Der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a ist so angeordnet, dass er einfallendes Licht empfängt und in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Lichtdetektor 1a ist beispielsweise ein Photodetektor.
  • Das variable Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals) 1b ist so angeordnet, dass es ein vom Lichtdetektor 1a ausgegebenes elektrisches Signal um eine vorbestimmte Verzögerungszeit verzögert. Beachte, dass die Verzögerungszeit ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichtes von der Lichtquelle 2a und Empfang des reflektierten Lichtes durch das optische Messinstrument 2 ist (d.h. 2×D1/c), wenn das optische Messinstrument 2 tatsächlich verwendet wird (siehe 1A), wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn D1 200 m beträgt, 2×D1/c etwa 1332 Nanosekunden beträgt.
  • Beachte, dass die Verzögerungszeit 2×D1/c betragen kann (was unter „ungefähr gleich“ fällt). Die Verzögerungszeit kann auch 2×(D1-D2)/c betragen. Wenn die Verzögerungszeit 2×(D1-D2)/c beträgt, was von 2×D1/c verschieden ist, ist die Verzögerungszeit „ungefähr“ gleich 2×D1/c, weil D2 viel kleiner als D1 ist.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Verzögerungszeit im variablen Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals) 1b variabel ist. Dies ermöglicht eine Skalierung mit einer Änderung des Abstands D1 im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments 2.
  • Die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c ist so angeordnet, dass sie eine Ausgabe des variablen Verzögerungselements 1b (d.h. eine elektrische Ausgabe des Lichtdetektors 1a, das um eine vorbestimmte Verzögerungszeit verzögert ist) in ein Lichtsignal (z.B. einen Laserstrahl) umwandelt. Beachte, dass ein Treiberschaltkreis (nicht dargestellt) zwischen der Laserdiode 1c und dem variablen Verzögerungselement 1b angeschlossen werden kann, um eine Ausgabe von dem variablen Verzögerungselement 1b über den Treiberschaltkreis der Laserdiode 1c bereitzustellen. In diesem Fall verstärkt der Treiberschaltkreis und stellt einen Ausgangsstrom vom variablen Verzögerungselement 1b der Laserdiode 1c als einen Strom bereit, der hoch genug ist, um die Laserdiode 1c zu treiben. Auch in diesem Fall verbleibt die Laserdiode 1c, um eine Ausgabe des variablen Verzögerungselements 1b in ein Lichtsignal umzuwandeln (dasselbe gilt für die zweite und dritte Ausführungsform). Dadurch kann die Laserdiode 1c nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, seit der der Lichtdetektor 1a einfallendes Licht empfangen hat, ein Lichtsignal dem Einfallsobjekt 4 bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass die Zeit zwischen Empfang des einfallenden Lichts durch den Lichtdetektor 1a und Bereitstellung eines elektrischen Signals an das variable Verzögerungselement 1b ungefähr Null ist.
  • Die Linse 1d ist eine konvexe Linse, die so angeordnet ist, dass sie ein von der Laserdiode 1c ausgegebenes Lichtsignal empfängt.
  • Das Dämpfungsglied 1e ist so angeordnet, dass es die Leistung eines Lichtsignals, das durch die Linse 1d hindurchdringt, dämpft und dem Galvano-Spiegel 1f zuführt. Der Grad der Dämpfung ist variabel. Die Dämpfung der Leistung eines Lichtsignals ermöglicht somit den Test in einem Modellfall, bei dem die Leistung des einfallenden Lichts, das von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 ausgegeben wird, gering ist.
  • Der Galvano-Spiegel 1f ist so angeordnet, dass er eine Ausgabe vom Dämpfungsglied 1e empfängt und ein Lichtsignal ungefähr in die Mitte des Einfallsobjekts 4 bereitstellt. Das Lichtsignal wird am Einfallsobjekt 4 reflektiert und wird zu einem reflektieren Lichtsignal.
  • Der Galvano-Spiegel 1g ist so angeordnet, dass er den optischen Weg eines reflektierten Lichtsignals zum Lichtempfangsabschnitt 2b umlenkt und dann das reflektierte Lichtsignal durch ihn hindurch an den Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitstellt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass ohne Verwendung der Galvano-Spiegel 1f, 1g das Dämpfungsglied 1e auf einem in zwei orthogonalen axialen Richtungen (XY-Richtungen) beweglichen Tisch oder einem in Bezug auf das Einfallsobjekt 4 winkelmäßig kippbaren Tisch angebracht werden kann.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird die optische Testvorrichtung 1 zunächst zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 angeordnet (siehe 1B).
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird dem Lichtdetektor 1a der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch den Lichtdetektor 1a in ein elektrisches Signal umgewandelt und dem variablen Verzögerungselement 1b bereitgestellt. Das elektrische Signal wird um eine Verzögerungszeit von etwa 2×D1/c (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c) verzögert und der Laserdiode 1c bereitgestellt. Die Ausgabe des variablen Verzögerungselements 1b wird durch die Laserdiode 1c in ein Lichtsignal umgewandelt. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und den Galvano-Spiegel 1f, um etwa in der Mitte des Einfallsobjekts 4 bereitgestellt zu werden. Das Lichtsignal wird am Einfallsobjekt 4 reflektiert und wird zu einem reflektieren Lichtsignal.
  • Der optische Weg des reflektierten Lichtsignals wird durch den Galvano-Spiegel 1g in Richtung des Lichtempfangsabschnitts 2b umgelenkt. Das reflektierte Lichtsignal durchläuft den Galvano-Spiegel 1g und wird dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform stellt die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, seit der der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a einfallendes Licht empfangen hat (ungefähr gleich der Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle 2a und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument 2 im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments 2 (siehe 1A)) (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c), ein Lichtsignal an das Einfallsobjekt 4 bereit. Dadurch kann der Abstand D2 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Messobjekt 4 beim Testen des optischen Messinstruments 2 (siehe 1B) kleiner sein, als in einer Situation, in der voraussichtlich das optische Messinstrument 2 verwendet wird (Abstand D1; siehe 1A), wodurch eine Vergrößerung des Abstandes D2 verhindert werden kann.
  • Wenn die optische Testvorrichtung 1 nicht angeordnet ist und das optische Messinstrument 2 und das Einfallsobjekt 4 so angeordnet sind, dass sie um den Abstand D2 voneinander beabstandet sind, beträgt die Zeit zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle 2a und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument 2 2×D2/c (ungefähr Null). Das Messergebnis des Abstandes zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 ist daher D2. Damit kann nicht getestet werden, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann oder nicht.
  • Die optische Testvorrichtung 1 verursacht jedoch, wenn sie zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 angeordnet ist (siehe 1B), in sich eine Verzögerung um eine Verzögerungszeit, die ungefähr gleich 2×D1/c ist. Dies führt dazu, dass die Zeit Δt zwischen Aussenden des einfallenden Lichts von der Lichtquelle 2a und Empfang des reflektierten Lichts durch das optische Messinstrument 2 ungefähr gleich 2×D1/c ist. Beträgt die Verzögerungszeit beispielsweise 2×D1/c, ist Δt = 2×D1/c + 2×D2/c, wobei D2 viel kleiner als D1 ist und somit 2×D2/c vernachlässigt werden kann, was zu Δt = 2×D1/c führt. Anderseits, wenn die Verzögerungszeit 2×(D1-D2)/c beträgt, ist Δt = 2×(D1-D2)/c + 2×D2/c = 2×D1/c. In jedem Fall, da Δt = 2×D1/c gilt, zeigt dies, dass das Messergebnis der Entfernung zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 D1 ist. Daher ist es möglich zu testen, ob das optische Messinstrument 2 die Entfernung D1 genau messen kann oder nicht.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die optische Testvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform folgende Variationen aufweisen kann.
  • Erste Variation
  • 3 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer ersten Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der ersten Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält anstelle des variablen Verzögerungselementes 1b gemäß der ersten Ausführungsform die Verzögerungselemente 1b-1, 1b-2.
  • Die Verzögerungselemente 1b-1, 1b-2 haben jeweils unterschiedliche Verzögerungszeiten (vorausgesetzt, die Verzögerungszeiten sind nicht variabel, sondern konstant), von denen eine auszuwählen und zu verwenden ist. Im Beispiel von 3 wird das Verzögerungselement 1b-1 ausgewählt und verwendet. Das Beispiel von 3 kann den Fall unterstützen, dass bei tatsächlicher Verwendung des optischen Messinstruments 2 zwei Abstände D1 vorhanden sind.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der ersten Variation die Anzahl der Verzögerungselemente nicht auf zwei begrenzt ist, sondern drei oder mehr betragen kann. Es ist zu beachten, dass ein Treiberschaltkreis (nicht abgebildet) an den Eingang der Laserdiode 1c angeschlossen werden kann, um über den Treiberschaltkreis eine Ausgabe vom Verzögerungselement 1b-1 oder 1b-2 der Laserdiode 1c bereitzustellen. In diesem Fall verstärkt der Treiberschaltkreis und stellt einen Ausgangsstrom vom Verzögerungselement 1b-1 oder 1b-2 an die Laserdiode 1c als einen Strom bereit, der hoch genug ist, um die Laserdiode 1c zu treiben. Auch in diesem Fall verbleibt die Laserdiode 1c, um eine Ausgabe des Verzögerungselements 1b-1 oder 1b-2 in ein Lichtsignal umzuwandeln (dasselbe gilt für die Variationen der zweiten und dritten Ausführungsform).
  • Zweite Variation
  • 4 zeigt einen Aspekt der tatsächlichen Verwendung (4A) und einen Aspekt der Testanwendung (4B) eines optischen Messinstruments 2 gemäß einer zweiten Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der zweiten Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dadurch, dass das Einfallsobjekt 4 eine flache Platte ist. Es wird darauf hingewiesen, dass das Einfallsobjekt 4 gemäß der zweiten Variation ein variables Reflektionsvermögen haben kann. Wenn beispielsweise Flüssigkristall als Einfallsobjekt 4 verwendet wird, stellen wechselnden Farben ein variables Reflektionsvermögen bereit.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass für die vierte und siebte Ausführungsform Variationen ähnlich der zweiten Variation gelten.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dadurch, dass anstelle des Einfallsobjektes 4 ein Koppler (Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung) 5 verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung und der Aspekt der Testanwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der zweiten Ausführungsform sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben (siehe 1; beachte, dass der Koppler 5 an Stelle des Einfallsobjektes 4 verwendet wird). Beachte, dass der Koppler 5 in die optische Testvorrichtung 1 einbezogen werden sollte (siehe 5).
  • 5 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält einen Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a, ein variables Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals) 1b, eine Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, eine Linse 1d, ein Dämpfungsglied 1e, Galvano-Spiegel 1f, 1g und einen Koppler (Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung) 5. Der Koppler 5 hat ein Eingabeende 5a, einen Verzweigungsabschnitt 5b und Ausgabeenden 5p, 5q. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, um ihre Beschreibung wegzulassen.
  • Der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a, das variable Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals) 1b, die Linse 1d und das Dämpfungsglied 1e sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • Die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c ist ungefähr die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform, außer dass sie ein Lichtsignal ausgibt und dem Koppler 5 bereitstellt.
  • Der Galvano-Spiegel 1f ist ungefähr derselbe wie der in der ersten Ausführungsform, außer dass er ein Lichtsignal dem Eingabeende 5a des Kopplers 5 bereitstellt. Das Lichtsignal wird durch den Verzweigungsabschnitt 5b in zwei oder mehr Emissionslichtstrahlen verzweigt, die dann an den jeweiligen Ausgabeenden 5p, 5q ausgegeben werden. Lichtstrahlen, die an den Ausgabeenden 5p, 5q ausgegeben werden, werden als richtungsgeändertes Lichtsignal bezeichnet. Ein richtungsgeändertes Lichtsignal ist das Ergebnis einer Änderung der Laufrichtung eines Lichtsignals durch den Koppler 5, der so angeordnet ist, dass er vom Koppler 5 in Richtung des optischen Messinstruments 2 ausgegeben wird.
  • Der Galvano-Spiegel 1g ist so angeordnet, dass er den optischen Weg eines richtungsgeänderten Lichtsignals zum Lichtempfangsabschnitt 2b umlenkt und dann das richtungsgeänderte Lichtsignal durch ihn hindurch an den Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitstellt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass der Abstand zwischen dem Galvano-Spiegel 1g und dem Ausgabeende 5p, 5q groß genug ist, um das Liniensegment zwischen dem Galvano-Spiegel 1g und dem Ausgabeende 5p ungefähr mit dem Liniensegment zwischen dem Galvano-Spiegel 1g und dem Ausgabeende 5q gleichzusetzen. Dementsprechend kann der optische Pfad eines vom Ausgabeende 5p ausgegebenen richtungsgeänderten Lichtsignals mit dem optischen Pfad eines vom Ausgabeende 5q ausgegebenen richtungsgeänderten Lichtsignals in der Nähe des Galvano-Spiegels 1g gleichgesetzt werden.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird zunächst die optische Testvorrichtung 1 mit dem Koppler 5 vor dem optischen Messinstrument 2 angeordnet.
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird dem Lichtdetektor 1a der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch den Lichtdetektor 1a in ein elektrisches Signal umgewandelt und dem variablen Verzögerungselement 1b bereitgestellt. Das elektrische Signal wird um eine Verzögerungszeit von etwa 2×D1/c (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c) verzögert und der Laserdiode 1c bereitgestellt. Die Ausgabe des variablen Verzögerungselements 1b wird durch die Laserdiode 1c in ein Lichtsignal umgewandelt. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und den Galvano-Spiegel 1f, um dem Eingabeende 5a des Kopplers 5 bereitgestellt zu werden. Das Lichtsignal ändert seine Laufrichtung durch den Koppler 5 in ein richtungsgeändertes Lichtsignal und wird dann von den Ausgabeenden 5p, 5q in Richtung des optischen Messinstruments 2 ausgegeben.
  • Der optische Weg des richtungsgeänderten Lichtsignals wird durch den Galvano-Spiegel 1g in Richtung des Lichtempfangsabschnitts 2b umgelenkt. Das richtungsgeänderte Lichtsignal durchläuft den Galvano-Spiegel 1g und wird dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt.
  • Die zweite Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Wirkungen auf, wie die erste Ausführungsform. Das heißt, dass der Abstand D2 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Koppler 5 (anstelle des Messobjekts 4) beim Testen des optischen Messinstruments 2 (siehe 5; beachte, dass der Abstand D2 die gleiche Länge wie bei der ersten Ausführungsform hat) kleiner ist, als in einer Situation, in der voraussichtlich das optische Messinstrument 2 verwendet wird (Abstand D1; siehe 1A), was eine Zunahme des Abstands D2 verhindern kann.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die optische Testvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform folgende Variation haben kann.
  • 6 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer Variation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der Variation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist an Stelle des variablen Verzögerungselements 1b gemäß der zweiten Ausführungsform die Verzögerungselemente 1b-1, 1b-2 auf.
  • Die Verzögerungselemente 1b-1, 1b-2 haben jeweils unterschiedliche Verzögerungszeiten (vorausgesetzt, die Verzögerungszeiten sind nicht variabel, sondern konstant), von denen eine auszuwählen und zu verwenden ist. Im Beispiel von 6 wird das Verzögerungselement 1b-1 ausgewählt und verwendet. Das Beispiel von 6 kann den Fall unterstützen, dass bei tatsächlicher Verwendung des optischen Messinstruments 2 zwei Abstände D1 vorliegen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der obigen Variation die Anzahl der Verzögerungselemente nicht auf zwei begrenzt ist, sondern drei oder mehr betragen kann.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dadurch, dass das Einfallsobjekt 4 nicht verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der dritten Ausführungsform ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform und wird nicht beschrieben (siehe 1A). Beim Aspekt der Testanwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der dritten Ausführungsform werden das optische Messinstrument 2 und die optische Testvorrichtung 1 verwendet, während weder das reflektierende Objekt 4 noch der Koppler 5 verwendet wird (siehe 7).
  • 7 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf 7 weist die optische Testvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform einen Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a auf, ein variables Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals) 1b, eine Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, eine Linse 1d und ein Dämpfungsglied 1e.
  • Der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a, das variable Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals) 1b und die Linse 1d sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • Die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c ist ungefähr die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform, außer dass sie ein Lichtsignal ausgibt und dem optischer Messinstrument 2 bereitstellt.
  • Das Dämpfungsglied 1e ist ungefähr das gleiche wie das in der ersten Ausführungsform, außer dass es ein Lichtsignal dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitstellt.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird zunächst die optische Testvorrichtung 1 vor dem optischen Messinstrument 2 angeordnet.
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird dem Lichtdetektor 1a der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch den Lichtdetektor 1a in ein elektrisches Signal umgewandelt und dem variablen Verzögerungselement 1b bereitgestellt. Das elektrische Signal wird um eine Verzögerungszeit von etwa 2×D1/c verzögert und der Laserdiode 1c bereitgestellt. Die Ausgabe des variablen Verzögerungselements 1b wird durch die Laserdiode 1c in ein Lichtsignal umgewandelt. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d und das Dämpfungsglied 1e, um dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt zu werden.
  • Die dritte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Wirkungen auf, wie die erste Ausführungsform. D.h. da beim Testen des optischen Messinstruments 2 weder das Messobjekt 4 noch der Koppler 5 (anstelle des Messobjektes 4) verwendet wird, kann der Abstand D2 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Messobjekt 4 (oder einer Alternative dazu) nicht existieren, was eine Vergrößerung des Abstandes D2 verhindern kann.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die optische Testvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform folgende Variation haben kann.
  • 8 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer optischen Testvorrichtung 1 gemäß einer Variation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der Variation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält an Stelle des variablen Verzögerungselements 1b gemäß der dritten Ausführungsform die Verzögerungselemente 1b-1, 1b-2.
  • Die Verzögerungselemente 1b-1, 1b-2 haben jeweils unterschiedliche Verzögerungszeiten (vorausgesetzt, die Verzögerungszeiten sind nicht variabel, sondern konstant), von denen eine auszuwählen und zu verwenden ist. Im Beispiel von 8 wird das Verzögerungselement 1b-1 ausgewählt und verwendet. Das Beispiel von 8 kann den Fall unterstützen, dass bei tatsächlicher Verwendung des optischen Messinstruments 2 zwei Abstände D1 vorliegen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der obigen Variation die Anzahl der Verzögerungselemente nicht auf zwei begrenzt ist, sondern drei oder mehr betragen kann.
  • Vierte Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein IC 1i verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung und der Aspekt der Testanwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der vierten Ausführungsform sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben (siehe 1).
  • 9 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform enthält einen Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a, eine Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, eine Linse 1d, ein Dämpfungsglied 1e, Galvano-Spiegel 1f, 1g, einen Koppler 1h, einen IC 1i und einen Treiberschaltkreis 1j. Bauteile, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, um ihre Beschreibung wegzulassen.
  • Der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a, die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und die Galvano-Spiegel 1f, 1g sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • Der Koppler 1h ist so angeordnet, dass er ein vom Lichtdetektor 1a ausgegebenes elektrisches Signal in zwei Signale verzweigt und diese einem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und einem Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 des IC 1i bereitstellt.
  • Der IC 1i ist eine integrierte Schaltung mit dem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und dem Ausgabesteuerabschnitt 1i-2.
  • Der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 ist so angeordnet, dass er ein elektrisches Signal empfängt und bestimmt, ob die Leistung des einfallenden Lichts innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt oder nicht. Der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 ist so angeordnet, dass er den Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 aktiviert, wenn die Leistung des einfallenden Lichts innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 ist so angeordnet, dass er ein elektrisches Signal empfängt und den Treiberschaltkreis 1j nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit aktiviert (wie in der ersten Ausführungsform).
  • Der Treiberschaltkreis 1j ist so angeordnet, dass er die Laserdiode 1c aktiviert.
  • Die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c ist so angeordnet, dass sie ein Lichtsignal (z.B. einen Laserstrahl) ausgibt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl die Zeit zwischen Empfang von einfallendem Licht durch den Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a und Aktivierung des Ausgabesteuerabschnitts 1i-2 als auch die Zeit zwischen Aktivierung des Treiberschaltkreises 1j und Ausgabe eines Lichtsignals von der Laserdiode 1c ungefähr Null ist. Der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 veranlasst somit die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, auf der Grundlage eines elektrischen Signals ein Lichtsignal nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit auszugeben, seit der der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a einfallendes Licht empfangen hat.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird die optische Testvorrichtung 1 zunächst zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 angeordnet (siehe 1B).
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird dem Lichtdetektor 1a der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch den Lichtdetektor 1a in ein elektrisches Signal umgewandelt und über den Koppler 1h dem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und dem Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 des IC 1i bereitgestellt.
  • Wenn der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 das elektrische Signal empfängt und den Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 aktiviert, verzögert der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 das elektrische Signal um eine Verzögerungszeit, die ungefähr gleich 2×D1/c (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c) ist, und stellt es dem Treiberschaltkreis 1j zur Verfügung. Wenn der Treiberschaltkreis 1j die Laserdiode 1c aktiviert, gibt die Laserdiode 1c ein Lichtsignal aus. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und den Galvano-Spiegel 1f, um etwa in der Mitte des Einfallsobjekts 4 bereitgestellt zu werden. Das Lichtsignal wird am Einfallsobjekt 4 so reflektiert, dass es ein reflektiertes Lichtsignal wird.
  • Der optische Weg des reflektierten Lichtsignals wird durch den Galvano-Spiegel 1g in Richtung des Lichtempfangsabschnitts 2b umgelenkt. Das reflektierte Lichtsignal durchläuft den Galvano-Spiegel 1g und wird dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt.
  • Die vierte Ausführungsform weist dieselben vorteilhaften Wirkungen auf, wie die erste Ausführungsform.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform unterscheidet sich von jener der zweiten Ausführungsform dadurch, dass ein IC 1i verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung und der Aspekt der Testanwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der fünften Ausführungsform sind mit denen der zweiten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben (siehe 1; beachte, dass der Koppler 5 anstelle des Einfallsobjekts 4 verwendet wird). Beachte, dass der Koppler 5 in der optische Testvorrichtung 1 enthalten sein sollte (siehe 10).
  • 10 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform weist einen Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a auf, eine Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, eine Linse 1d, ein Dämpfungsglied 1e, Galvano-Spiegel 1f, 1g, einen Koppler 1h, einen IC 1i, einen Treiberschaltkreis 1j und einen Koppler (Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung) 5. Der Koppler 5 hat ein Eingabeende 5a, einen Verzweigungsabschnitt 5b und Ausgabeenden 5p, 5q. Komponenten, die mit denen der zweiten Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, um ihre Beschreibung wegzulassen.
  • Der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a, die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e, die Galvano-Spiegel 1f, 1g und der Koppler 5 sind die gleichen wie in der zweiten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • Der Koppler 1h ist so angeordnet, dass er ein vom Lichtdetektor 1a ausgegebenes elektrisches Signal in zwei Signale verzweigt und diese einem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und einem Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 des IC 1i bereitstellt.
  • Der IC 1i ist eine integrierte Schaltung mit dem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und dem Ausgabesteuerabschnitt 1i-2.
  • Der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 ist so angeordnet, dass er ein elektrisches Signal empfängt und bestimmt, ob die Leistung des einfallenden Lichts innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt oder nicht. Der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 ist so angeordnet, dass er den Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 aktiviert, wenn die Leistung des einfallenden Lichts innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 ist so angeordnet, dass er ein elektrisches Signal empfängt und den Treiberschaltkreis 1j nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit aktiviert (wie in der ersten Ausführungsform).
  • Der Treiberschaltkreis 1j ist so angeordnet, dass er die Laserdiode 1c aktiviert.
  • Die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c ist so angeordnet, dass sie ein Lichtsignal (z.B. einen Laserstrahl) ausgibt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl die Zeit zwischen Empfang von einfallendem Licht durch den Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a und Aktivierung des Ausgabesteuerabschnitts 1i-2 als auch die Zeit zwischen Aktivierung des Treiberschaltkreises 1j und Ausgabe eines Lichtsignals von der Laserdiode 1c ungefähr Null ist. Der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 veranlasst somit die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, auf der Grundlage eines elektrischen Signals ein Lichtsignal nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit auszugeben, seit der der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a einfallendes Licht empfangen hat.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der fünften Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird zunächst die optische Testvorrichtung 1 mit dem Koppler 5 vor dem optischen Messinstrument 2 angeordnet.
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird dem Lichtdetektor 1a der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch den Lichtdetektor 1a in ein elektrisches Signal umgewandelt und über den Koppler 1h dem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und dem Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 des IC 1i bereitgestellt.
  • Wenn der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 das elektrische Signal empfängt und den Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 aktiviert, verzögert der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 das elektrische Signal um eine Verzögerungszeit, die ungefähr gleich 2×D1/c (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c) ist, und stellt es dem Treiberschaltkreis 1j zur Verfügung. Wenn der Treiberschaltkreis 1j die Laserdiode 1c aktiviert, gibt die Laserdiode 1c ein Lichtsignal aus. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und den Galvano-Spiegel 1f, um dem Eingabeende 5a des Kopplers 5 bereitgestellt zu werden. Das Lichtsignal ändert seine Laufrichtung durch den Koppler 5 in ein richtungsgeändertes Lichtsignal und wird dann von den Ausgabeenden 5p, 5q in Richtung des optischen Messinstruments 2 ausgegeben.
  • Der optische Weg des richtungsgeänderten Lichtsignals wird durch den Galvano-Spiegel 1g in Richtung des Lichtempfangsabschnitts 2b umgelenkt. Das richtungsgeänderte Lichtsignal durchläuft den Galvano-Spiegel 1g und wird dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt.
  • Die fünfte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Wirkungen auf, wie die zweite Ausführungsform.
  • Sechste Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der dritten Ausführungsform dadurch, dass ein IC 1i verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der sechsten Ausführungsform ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform und wird nicht beschrieben (siehe 1A). Beim Aspekt der Testanwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der sechsten Ausführungsform werden das optische Messinstrument 2 und die optische Testvorrichtung 1 verwendet, während weder das reflektierende Objekt 4 noch der Koppler 5 verwendet wird (siehe 11).
  • 11 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform weist einen Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a auf, eine Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, eine Linse 1d, ein Dämpfungsglied 1e, einen Koppler 1h, einen IC 1i und einen Treiberschaltkreis 1j. Bauteile, die mit denen der dritten Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, um ihre Beschreibung wegzulassen.
  • Der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a, die Linse 1d und das Dämpfungsglied 1e sind die gleichen wie in der dritten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • Der Koppler 1h ist so angeordnet, dass er ein vom Lichtdetektor 1a ausgegebenes elektrisches Signal in zwei Signale verzweigt und diese einem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und einen Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 des IC 1i bereitstellt.
  • Der IC 1i ist eine integrierte Schaltung mit dem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und dem Ausgabesteuerabschnitt 1i-2.
  • Der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 ist so angeordnet, dass er ein elektrisches Signal empfängt und bestimmt, ob die Leistung des einfallenden Lichts innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt oder nicht. Der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 ist so angeordnet, dass er den Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 aktiviert, wenn die Leistung des einfallenden Lichts innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 ist so angeordnet, dass er ein elektrisches Signal empfängt und den Treiberschaltkreis 1j nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit aktiviert (wie in der ersten Ausführungsform).
  • Der Treiberschaltkreis 1j ist so angeordnet, dass er die Laserdiode 1c aktiviert.
  • Die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c ist so angeordnet, dass sie ein Lichtsignal (z.B. einen Laserstrahl) ausgibt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl die Zeit zwischen Empfang von einfallendem Licht durch den Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a und Aktivierung des Ausgabesteuerabschnitts 1i-2 als auch die Zeit zwischen Aktivierung des Treiberschaltkreises 1j und Ausgabe eines Lichtsignals von der Laserdiode 1c ungefähr Null ist. Der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 veranlasst somit die Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals) 1c, auf der Grundlage eines elektrischen Signals ein Lichtsignal nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit auszugeben, seit der der Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht) 1a einfallendes Licht empfangen hat.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der sechsten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird zunächst die optische Testvorrichtung 1 vor dem optischen Messinstrument 2 angeordnet.
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird dem Lichtdetektor 1a der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch den Lichtdetektor 1a in ein elektrisches Signal umgewandelt und über den Koppler 1h dem Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 und dem Ausgabesteuerabschnitts 1i-2 des IC 1i bereitgestellt.
  • Wenn der Leistungserkennungsabschnitt 1i-1 das elektrische Signal empfängt und den Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 aktiviert, verzögert der Ausgabesteuerabschnitt 1i-2 das elektrische Signal um eine Verzögerungszeit, die ungefähr gleich 2×D1/c ist, und stellt es dem Treiberschaltkreis 1j bereit. Wenn der Treiberschaltkreis 1j die Laserdiode 1c aktiviert, gibt die Laserdiode 1c ein Lichtsignal aus. Das Lichtsignal geht durch die Linse 1d und das Dämpfungsglied 1e hindurch, um dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt zu werden.
  • Die sechste Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Wirkungen auf wie die dritte Ausführungsform.
  • Siebte Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer siebten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dadurch, dass anstelle des Lichtdetektors 1a, des variablen Verzögerungselementes 1b und der Laserdiode 1c eine optische Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht) 1k verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung und der Aspekt der Testanwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der siebten Ausführungsform sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben (siehe 1).
  • 12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform weist eine optische Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts) 1k auf, eine Linse 1d, ein Dämpfungsglied 1e und Galvano-Spiegel 1f, 1g. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, um ihre Beschreibung wegzulassen.
  • Die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und die Galvano-Spiegel 1f, 1g sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • In der optischen Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts) 1k wird einfallendes Licht um eine vorbestimmte Verzögerungszeit (wie in der ersten Ausführungsform) verzögert, um ein Lichtsignal zu ergeben. Es ist zu beachten, dass die Verzögerungszeit, die durch die optische Faser 1k erreicht werden kann, (der Brechungsindex der optischen Faser 1k)×(die Länge der optischen Faser 1k)/c ist. Wenn die Entfernung D1 200 m beträgt, beträgt die Länge der optischen Faser 1k ungefähr 270 m, was durch eine spulenförmige optische Faser mit einem Durchmesser von ungefähr 10 cm erreicht werden kann.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der siebten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird die optische Testvorrichtung 1 zunächst zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 angeordnet (siehe 1B).
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird der optischen Faser 1k der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch die optische Faser 1k um eine Verzögerungszeit von etwa 2×D1/c (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c) verzögert, um ein Lichtsignal zu ergeben. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und den Galvano-Spiegel 1f, um etwa in der Mitte des Einfallsobjekts 4 bereitgestellt zu werden. Das Lichtsignal wird am Einfallsobjekt 4 reflektiert und wird zu einem reflektieren Lichtsignal.
  • Der optische Weg des reflektierten Lichtsignals wird durch den Galvano-Spiegel 1g in Richtung des Lichtempfangsabschnitts 2b umgelenkt. Das reflektierte Lichtsignal durchläuft den Galvano-Spiegel 1g und wird dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt.
  • Die siebte Ausführungsform weist dieselben vorteilhaften Wirkungen auf, wie die erste Ausführungsform.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die siebte Ausführungsform zwar den Fall beschreibt, dass die optische Faser 1k verwendet wird, dass aber anstelle der optischen Faser 1k eine Multireflektionszelle oder eine Multireflektionsfaser verwendet werden kann.
  • Die Multireflektionszelle wird auch als Herriott-Zelle bezeichnet, bei der ein Signal nach mehrfacher Reflektion zwischen gegenüberliegenden Hohlspiegeln ausgegeben wird. Die Verzögerungszeit, die durch eine Multireflektionszelle erreicht werden kann, beträgt (die Anzahl der Multireflektionen innerhalb der Multireflektionszelle) × (dem Abstand zwischen den gegenüberliegenden Hohlspiegeln innerhalb der Multireflektionszelle)/c.
  • Eine Multireflektionsfaser erhält man durch Beschichtung der Enden einer optischen Faser mit reflektierendem Material. Beachte, dass das reflektierende Material nicht für Totalreflektion vorgesehen ist. Die Verzögerungszeit T1, die durch eine Multireflektionsfaser erreicht werden kann, beträgt 2×(der Brechungsindex der Multireflektionsfaser)×(die Länge der Multireflektionsfaser)/c. Lichtpulse, wenn sie am Eingabeende der Multireflektionsfaser bereitgestellt werden, werden am Ausgabeende der Multireflektionsfaser in Intervallen der Verzögerungszeit T1 ausgegeben.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass ein optischer Schalter vorgesehen werden kann, um das Ausgabeende der Multireflektionsfaser mit total reflektierendem Material oder einen Teil der Ausgabe eines Lichtsignals mit der Linse 1d zu verbinden. Der optische Schalter verbindet das Ausgabeende der Multireflektionsfaser mit dem totalreflektierenden Material, bis das Licht zwischen dem Eingabeende der Multireflektionsfaser und dem totalreflektierenden Material eine vorbestimmte Zeit (m-mal) hin- und herwandert, und verbindet dann das Ausgabeende mit dem Teil der Ausgabe eines Lichtsignals an die Linse 1d. In diesem Fall beträgt die Verzögerungszeit T2, die durch die Multireflektionsfaser erreicht werden kann, 2×m×(der Brechungsindex der Multireflektionsfaser) × (die Länge der Multireflektionsfaser)/c.
  • Achte Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer achten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der zweiten Ausführungsform dadurch, dass anstelle des Lichtdetektors 1a, des variablen Verzögerungselementes 1b und der Laserdiode 1c eine optische Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht) 1k verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung und der Aspekt der Testanwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der achten Ausführungsform sind die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform und werden nicht beschrieben (siehe 1; beachte, dass der Koppler 5 anstelle des Einfallsobjektes 4 verwendet wird). Beachte, dass der Koppler 5 in der optische Testvorrichtung 1 enthalten sein sollte (siehe 13).
  • 13 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform weist eine optische Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht) 1k auf, eine Linse 1d, ein Dämpfungsglied 1e, Galvano-Spiegeln 1f, 1g und einen Koppler (Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung) 5. Der Koppler 5 hat ein Eingabeende 5a, einen Verzweigungsabschnitt 5b und Ausgabeenden 5p, 5q. Komponenten, die mit denen der zweiten Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, um ihre Beschreibung wegzulassen.
  • Die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e, die Galvano-Spiegel 1f, 1g und der Koppler 5 sind die gleichen wie in der zweiten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • In der optischen Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht) 1k wird einfallendes Licht um eine vorbestimmte Verzögerungszeit (wie in der ersten Ausführungsform) verzögert, um ein Lichtsignal zu ergeben. Es ist zu beachten, dass die Verzögerungszeit, die durch die optische Faser 1k erreicht werden kann, (Brechungsindex der optischen Faser ik)×(Länge der optischen Faser ik)/c beträgt. Wenn die Entfernung D1 200 m beträgt, beträgt die Länge der optischen Faser 1k ungefähr 270 m, was durch eine spulenförmige optische Faser mit einem Durchmesser von ungefähr 10 cm erreicht werden kann.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der achten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird zunächst die optische Testvorrichtung 1 mit dem Koppler 5 vor dem optischen Messinstrument 2 angeordnet.
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird der optischen Faser 1k der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch die optische Faser 1k um eine Verzögerungszeit von etwa 2×D1/c (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c) verzögert, um ein Lichtsignal zu ergeben. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d, das Dämpfungsglied 1e und den Galvano-Spiegel 1f, um dem Eingabeende 5a des Kopplers 5 bereitgestellt zu werden. Das Lichtsignal ändert seine Laufrichtung durch den Koppler 5 in ein richtungsgeändertes Lichtsignal und wird dann von den Ausgabeenden 5p, 5q in Richtung des optischen Messinstruments 2 ausgegeben.
  • Der optische Weg des richtungsgeänderten Lichtsignals wird durch den Galvano-Spiegel 1g in Richtung des Lichtempfangsabschnitts 2b umgelenkt. Das richtungsgeänderte Lichtsignal durchläuft den Galvano-Spiegel 1g und wird dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt.
  • Die achte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Wirkungen auf, wie die zweite Ausführungsform.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass, während die achte Ausführungsform den Fall beschreibt, dass die optische Faser 1k verwendet wird, eine Multireflektionszelle oder eine Multireflektionsfaser an Stelle der optischen Faser 1k verwendet werden kann.
  • Die Multireflektionszelle wird auch als Herriott-Zelle bezeichnet, bei der ein Signal nach mehrfacher Reflektion zwischen gegenüberliegenden Hohlspiegeln ausgegeben wird. Die Verzögerungszeit, die durch eine Multireflektionszelle erreicht werden kann, beträgt (die Anzahl der Multireflektionen innerhalb der Multireflektionszelle) × (dem Abstand zwischen den gegenüberliegenden Hohlspiegeln innerhalb der Multireflektionszelle)/c.
  • Eine Multireflektionsfaser erhält man durch Beschichtung der Enden einer optischen Faser mit reflektierendem Material. Beachte, dass das reflektierende Material nicht für Totalreflektion vorgesehen ist. Die Verzögerungszeit T1, die durch eine Multireflektionsfaser erreicht werden kann, beträgt 2×(der Brechungsindex der Multireflektionsfaser)×(die Länge der Multireflektionsfaser)/c. Lichtpulse, wenn sie am Eingabeende der Multireflektionsfaser bereitgestellt werden, werden am Ausgabeende der Multireflektionsfaser in Intervallen der Verzögerungszeit T1 ausgegeben.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass ein optischer Schalter vorgesehen werden kann, um das Ausgabeende der Multireflektionsfaser mit total reflektierendem Material oder einen Teil der Ausgabe eines Lichtsignals mit der Linse 1d zu verbinden. Der optische Schalter verbindet das Ausgabeende der Multireflektionsfaser mit dem totalreflektierenden Material, bis das Licht zwischen dem Eingabeende der Multireflektionsfaser und dem totalreflektierenden Material eine vorbestimmte Zeit (m-mal) hin- und herwandert, und verbindet dann das Ausgabeende mit dem Teil der Ausgabe eines Lichtsignals an die Linse 1d. In diesem Fall beträgt die Verzögerungszeit T2, die durch die Multireflektionsfaser erreicht werden kann, 2×m×(der Brechungsindex der Multireflektionsfaser) × (die Länge der Multireflektionsfaser)/c.
  • Neunte Ausführungsform
  • Die optische Testvorrichtung 1 gemäß einer neunten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der dritten Ausführungsform dadurch, dass anstelle des Lichtdetektors 1a, des variablen Verzögerungselementes 1b und der Laserdiode 1c eine optische Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht) 1k verwendet wird.
  • Der Aspekt der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstruments 2 gemäß der neunten Ausführungsform ist der gleiche wie der der dritten Ausführungsform und wird nicht beschrieben.
  • 14 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Testvorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die optische Testvorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform weist eine optische Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts) 1k auf, eine Linse 1d und ein Dämpfungsglied 1e. Komponenten, die mit denen der dritten Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, um ihre Beschreibung wegzulassen.
  • Die Linse 1d und das Dämpfungsglied 1e sind die gleichen wie die in der dritten Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • In der optischen Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts) 1k wird einfallendes Licht um eine vorbestimmte Verzögerungszeit (wie in der ersten Ausführungsform) verzögert, um ein Lichtsignal zu ergeben. Es ist zu beachten, dass die Verzögerungszeit, die durch die optische Faser 1k erreicht werden kann, (Brechungsindex der optischen Faser 1k)×(Länge der optischen Faser 1k)/c beträgt. Wenn die Entfernung D1 200 m beträgt, beträgt die Länge der optischen Faser 1k ungefähr 270 m, was durch eine spulenförmige optische Faser mit einem Durchmesser von ungefähr 10 cm erreicht werden kann.
  • Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der neunten Ausführungsform beschrieben.
  • Um zu testen, ob das optische Messinstrument 2 den Abstand D1 genau messen kann, wird zunächst die optische Testvorrichtung 1 vor dem optischen Messinstrument 2 angeordnet.
  • Einfallendes Licht von der Lichtquelle 2a des optischen Messinstruments 2 wird der optischen Faser 1k der optischen Testvorrichtung 1 bereitgestellt. Das einfallende Licht wird durch die optische Faser 1k um eine Verzögerungszeit von etwa 2×D1/c (z.B. 2×D1/c oder 2×(D1-D2)/c) verzögert, um ein Lichtsignal zu ergeben. Das Lichtsignal durchläuft die Linse 1d und das Dämpfungsglied 1e, um dem Lichtempfangsabschnitt 2b des optischen Messinstruments 2 bereitgestellt zu werden.
  • Die neunte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Wirkungen auf, wie die dritte Ausführungsform.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass, während die neunte Ausführungsform den Fall beschreibt, dass die optische Faser 1k verwendet wird, eine Multireflektionszelle oder ein Multireflektionsfaser an Stelle der optischen Faser 1k verwendet werden kann.
  • Die Multireflektionszelle wird auch als Herriott-Zelle bezeichnet, bei der ein Signal nach mehrfacher Reflektion zwischen gegenüberliegenden Hohlspiegeln ausgegeben wird. Die Verzögerungszeit, die durch die Multireflektionszelle erreicht werden kann, beträgt (die Anzahl der Multireflektionen innerhalb der Multireflektionszelle) × (dem Abstand zwischen den gegenüberliegenden Hohlspiegeln innerhalb der Multireflektionszelle)/c.
  • Eine Multireflektionsfaser erhält man durch Beschichtung der Enden einer optischen Faser mit reflektierendem Material. Beachte, dass das reflektierende Material nicht für Totalreflektion vorgesehen ist. Die Verzögerungszeit T1, die durch eine Multireflektionsfaser erreicht werden kann, beträgt 2×(der Brechungsindex der Multireflektionsfaser)×(die Länge der Multireflektionsfaser)/c. Lichtpulse, wenn sie dem Eingabeende einer Multireflektionsfaser bereitgestellt werden, werden am Ausgabeende der Multireflektionsfaser in Intervallen der Verzögerungszeit T1 ausgegeben.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass ein optischer Schalter vorgesehen werden kann, um das Ausgabeende der Multireflektionsfaser mit total reflektierendem Material oder einen Teil der Ausgabe eines Lichtsignals mit der Linse 1d zu verbinden. Der optische Schalter verbindet das Ausgabeende der Multireflektionsfaser mit dem totalreflektierenden Material, bis das Licht zwischen dem Eingabeende der Multireflektionsfaser und dem totalreflektierenden Material eine vorbestimmte Zeit (m-mal) hin- und herwandert, und verbindet dann das Ausgabeende mit dem Teil der Ausgabe eines Lichtsignals mit der Linse 1d. In diesem Fall beträgt die Verzögerungszeit T2, die durch die Multireflektionsfaser erreicht werden kann, 2×m×(der Brechungsindex der Multireflektionsfaser)×(die Länge der Multireflektionsfaser)/c.
  • Zehnte Ausführungsform
  • 15 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Halbleiter-Testvorrichtung 10 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die Halbleiter-Testvorrichtung (optische Testvorrichtung) 10 gemäß der zehnten Ausführungsform weist eine optische Testvorrichtung 1 und einen Testabschnitt 8 auf.
  • Die optische Testvorrichtung 1 ist die gleiche wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen (erste bis neunte Ausführungsform) und wird nicht beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass, während in 15 ein Einfallsobjekt 4 gezeigt wird (siehe erste, vierte und siebte Ausführungsform), ein Koppler 5 anstelle des Einfallsobjekt 4 verwendet werden kann (siehe zweite, fünfte und achte Ausführungsform) oder das Einfallsobjekt 4 gar nicht verwendet wird (siehe dritte, sechste und neunte Ausführungsform).
  • Ein Messmodul 6 ist so angeordnet, um ein optisches Messinstrument 2 für Messungen zu verwenden. Das Messmodul 6 ist so angeordnet, dass es das optische Messinstrument 2 anweist, einfallendes Licht auszusenden und ein reflektiertes Lichtsignal zu empfangen. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ist das Messmodul 6 so angeordnet, dass es den Abstand D1 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 in einem Aspekt der tatsächlichen Verwendung misst (siehe 1A). Zusätzlich ist das Messmodul 6 so angeordnet, dass es die Ansprechempfindlichkeit von einfallendem Licht und einem reflektierten Lichtsignal misst.
  • Der Testabschnitt 8 ist so eingerichtet, um einen Test von Messungen des Messmoduls 6 unter Verwendung des optischen Messinstruments 2 durchzuführen. Zum Beispiel ist der Testabschnitt 8 so angeordnet, um einen Test der Empfindlichkeit von einfallendem und reflektiertem Licht und einen Test der Messgenauigkeit des Abstands D1 zwischen dem optischen Messinstrument 2 und dem Einfallsobjekt 4 durchzuführen. Es wird darauf hingewiesen, dass der Testabschnitt 8 so angeordnet ist, um zusätzlich einen Funktionsverifikationstest zur Verifizierung der Funktion eines Steuerbusses, einer Stromversorgung usw. und einen Erkennungseffizienztest durchzuführen, um festzustellen, ob die Effizienz des Erkennens einer bestimmten Wellenlänge innerhalb eines definierten Bereichs liegt oder nicht. Der Testabschnitt 8 ist auch so angeordnet, um einfallendes Licht vom optischen Messinstrument 2 ein- und auszuschalten, die Leistung, den Emissionswinkel usw. des einfallenden Lichts zu steuern, die Verzögerungszeit der optischen Testvorrichtung 1 einzustellen, das optische System einschließlich des Dämpfungsglieds 1e zur Dämpfung der optischen Leistung zu steuern und das Reflektionsvermögen des Einfallsobjekts 4 zu steuern.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    optisches Messinstrument
    2a
    Lichtquelle
    2b
    Lichtempfangsabschnitt
    4
    Einfallsobjekt
    5
    Koppler (Änderungsabschnitt für die Lichtausbreitungsrichtung)
    5a
    Eingabeende
    5b
    Verzweigungsabschnitt
    5p, 5q
    Ausgabeende
    1
    optische Testvorrichtung
    1a
    Lichtdetektor (Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht)
    1b
    Variables Verzögerungselement (Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals)
    1b-1, 1b-2
    Verzögerungselement
    1c
    Laserdiode (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals)
    1d
    Linse
    1e
    Dämpfungsglied
    1f, 1g
    Galvano-Spiegel
    1h
    Koppler
    1i
    IC
    1i-1
    Leistungserkennungsabschnitt
    1i-2
    Ausgabesteuerabschnitt
    1j
    Treiberschaltkreis
    1k
    optische Faser (Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals und Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht)
    6
    Messmodul
    8
    Testabschnitt
    10
    Halbleiter-Testgerät
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201715729 [0002]
    • JP 2006120168 [0002]
    • JP 2000275340 [0002]

Claims (17)

  1. Optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle einem Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt empfängt, wobei die optische Testvorrichtung aufweist: einen Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht, der einfallendes Licht empfängt; und einen Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals, der ein Lichtsignal für das Einfallsobjekt nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat, bereitstellt, wobei ein reflektiertes Lichtsignal aufgrund der Reflektion des Lichtsignals am Einfallsobjekt dem optischen Messinstrument bereitgestellt wird, und die Verzögerungszeit ungefähr gleich der Zeit ist, zwischen Aussenden des einfallenden Lichtes von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichtes durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstrumentes.
  2. Optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle einem Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt empfängt, wobei die optische Testvorrichtung aufweist: einen Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht, der einfallendes Licht empfängt; einen Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals, der ein Lichtsignal nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit ausgibt, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat; und einen Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung, der das Lichtsignal an das optische Messinstrument emittiert, wobei dem optischen Messinstrument ein richtungsgeändertes Lichtsignal aufgrund der Laufrichtungsänderung des Lichtsignals an dem Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung zur Verfügung gestellt wird, und die Verzögerungszeit ungefähr gleich der Zeit ist, zwischen Aussenden des einfallenden Lichtes von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichtes durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstrumentes.
  3. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Abschnitt zur Änderung der Lichtlaufrichtung das Lichtsignal in zwei oder mehr Emissionslichtstrahlen verzweigt.
  4. Optische Testvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines optischen Messinstruments, das einfallendes Licht von einer Lichtquelle einem Einfallsobjekt bereitstellt und reflektiertes Licht aufgrund der Reflektion des einfallenden Lichts am Einfallsobjekt empfängt, wobei die optische Testvorrichtung aufweist: einem Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht, der einfallendes Licht empfängt; und einen Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals, der ein Lichtsignal an das optische Messinstrument nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat, bereitstellt, wobei die Verzögerungszeit ungefähr gleich der Zeit ist, zwischen Aussenden des einfallenden Lichtes von der Lichtquelle und Empfang des reflektierten Lichtes durch das optische Messinstrument im Falle der tatsächlichen Verwendung des optischen Messinstrumentes.
  5. Optische Testvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht so angeordnet ist, dass er das einfallende Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, und der Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals so angeordnet ist, dass er das um die Verzögerungszeit verzögerte elektrische Signal in das Lichtsignal umwandelt.
  6. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 5, weiterhin aufweisend einen Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals, der das elektrische Signal um die Verzögerungszeit verzögert.
  7. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Verzögerungszeit im Abschnitt zur Verzögerung des elektrischen Signals variabel ist.
  8. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei mehrere der Abschnitte zur Verzögerung elektrischer Signale ihre jeweils unterschiedlichen Verzögerungszeiten aufweisen, und einer der Abschnitte zur Verzögerung elektrischer Signale ausgewählt und verwendet wird.
  9. Optische Testvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht so angeordnet ist, dass er das einfallende Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, die optische Testvorrichtung weiterhin einen Ausgabesteuerabschnitt aufweist, der den Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals veranlasst, das Lichtsignal auf der Grundlage des elektrischen Signals nach der Verzögerungszeit auszugeben, seit der der Abschnitt zum Empfang von einfallendem Licht das einfallende Licht empfangen hat.
  10. Optische Testvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abschnitt zur Bereitstellung des Lichtsignals so angeordnet ist, dass er das einfallende Licht um die Verzögerungszeit verzögert, um das Lichtsignal zu erzeugen.
  11. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 10, weiterhin aufweisend einen Abschnitt zur Verzögerung von einfallendem Licht, der das einfallende Licht um die Verzögerungszeit verzögert.
  12. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts eine optische Faser ist.
  13. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts eine Multireflektionszelle ist.
  14. Optische Testvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Abschnitt zur Verzögerung des einfallenden Lichts eine Multireflektionsfaser ist.
  15. Optische Testvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, weiterhin aufweisend ein Dämpfungsglied, das die Leistung des Lichtsignals dämpft, wobei der Grad der Dämpfung im Dämpfungsglied variabel ist.
  16. Optische Testvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Einfallsobjekt ein variables Reflektionsvermögen hat.
  17. Halbleiter-Testvorrichtung, aufweisend: die optische Testvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16; und ein Testabschnitt, der einen Test von Messungen unter Verwendung des optischen Messinstruments durchführt.
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