JPH07260891A - Method and apparatus for measuring voltage - Google Patents

Method and apparatus for measuring voltage

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JPH07260891A
JPH07260891A JP6049507A JP4950794A JPH07260891A JP H07260891 A JPH07260891 A JP H07260891A JP 6049507 A JP6049507 A JP 6049507A JP 4950794 A JP4950794 A JP 4950794A JP H07260891 A JPH07260891 A JP H07260891A
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JP
Japan
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voltage
measurement
electrode
measuring
light
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JP6049507A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Nagai
利明 永井
Kazuyuki Ozaki
一幸 尾崎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide method and apparatus for measuring the voltage of an object using a voltage sensor comprising an electrooptic element with no effect of drift component or specific low frequency noise. CONSTITUTION:A voltage sensor 4 comprises a switch means S0 for short- circuiting a measuring electrode 21 disposed closely to, or touching, an object 104 and a reference electrode 20 being applied with a reference voltage. When the switch means S0 is turned ON to irradiate an object 104 with a measuring light M, the polarized state of the measuring light M is detected and employed as a reference polarization state in the measurement of voltage of the object 104.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電圧測定方法及び装置に
関し、より詳細には、電気光学素子を用いた電圧センサ
を有し、当該電圧センサを測定対象に近接又は接触させ
て、測定対象の電圧を測定する電圧測定方法及び装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage measuring method and apparatus, and more particularly, it has a voltage sensor using an electro-optical element, and the voltage sensor is placed close to or in contact with the object to be measured. The present invention relates to a voltage measuring method and device for measuring a voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LSIの内部配線や外部電極等の
測定対象に誘起される電圧を測定する方法として、電気
光学素子を用いた電圧センサを用いる方法がある。この
方法の原理は、以下の通りである。すなわち、電気光学
素子を用いた電圧センサを測定対象に近接又は接触させ
ると、測定対象からの電圧又は電界によって電気光学素
子の結晶に複屈折の変化が誘起される。この複屈折の変
化を、電気光学素子にレーザ光等の光を照射してその偏
光状態の変化を検出することにより検出し、間接的に測
定対象の電圧を測定するのである。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a method of using a voltage sensor using an electro-optical element as a method of measuring a voltage induced in a measurement object such as an internal wiring of an LSI or an external electrode. The principle of this method is as follows. That is, when a voltage sensor using an electro-optical element is brought close to or in contact with a measurement target, a voltage or an electric field from the measurement target induces a change in birefringence in the crystal of the electro-optical element. This change in birefringence is detected by irradiating the electro-optical element with light such as laser light to detect the change in the polarization state, and indirectly measures the voltage of the measurement target.

【0003】電気光学素子を用いた従来技術の電圧セン
サを図9を用いて説明する。図9に示す電圧センサは、
電気光学素子102と、電気光学素子102の測定対象
に対向する面と反対側の面に形成された参照電極100
と、電気光学素子102の測定対象に対向する面に形成
され、電圧測定時に測定対象104に近接又は接触され
る測定電極101とにより構成されている。
A conventional voltage sensor using an electro-optical element will be described with reference to FIG. The voltage sensor shown in FIG.
The electro-optical element 102 and the reference electrode 100 formed on the surface of the electro-optical element 102 opposite to the surface facing the measurement target.
And a measurement electrode 101 which is formed on the surface of the electro-optical element 102 facing the measurement target and is brought into proximity or contact with the measurement target 104 during voltage measurement.

【0004】ここで、電気光学素子102は、測定電極
101を測定対象104に接触させた場合には測定対象
104の電圧により、また、測定電極101を測定対象
104に近接させた場合には測定対象104からの電界
により測定電極101に電圧が印加されると、結晶内部
の複屈折率が変化する電気光学効果(ポッケルス効果)
を有する。
Here, the electro-optical element 102 measures the voltage of the measuring object 104 when the measuring electrode 101 is brought into contact with the measuring object 104, and measures the measuring electrode 101 when the measuring electrode 101 is brought close to the measuring object 104. When a voltage is applied to the measurement electrode 101 by the electric field from the object 104, the birefringence inside the crystal changes (Pockels effect)
Have.

【0005】測定電極101は、半導体レーザ等のレー
ザ光である測定用光Mを反射する材料で構成されてい
る。参照電極100は測定用光Mを透過する材料で構成
されており、さらに、参照電極100には、参照電圧源
23が発生し、測定対象104の電圧を測定する際に参
照される参照電圧が印加されている。
The measuring electrode 101 is made of a material that reflects the measuring light M, which is a laser light of a semiconductor laser or the like. The reference electrode 100 is made of a material that transmits the measuring light M. Further, the reference voltage generated by the reference voltage source 23 is applied to the reference electrode 100, and the reference voltage referred to when measuring the voltage of the measurement target 104 is applied to the reference electrode 100. Is being applied.

【0006】次に、図9に示す電圧センサを用いた電圧
測定について説明する。はじめに、参照電極100に参
照電圧を印加し、測定電極101を測定対象104に近
接又は接触させない状態で、電気光学素子102に測定
用光Mが照射され、その偏光状態が検出される。
Next, voltage measurement using the voltage sensor shown in FIG. 9 will be described. First, a reference voltage is applied to the reference electrode 100, and the measurement light M is irradiated to the electro-optical element 102 in a state where the measurement electrode 101 is not brought close to or in contact with the measurement object 104, and the polarization state thereof is detected.

【0007】次に、測定対象104の電圧を測定するた
め、測定電極101を測定対象104に近接又は接触さ
せ、測定用光Mを電気光学素子102に照射し、その偏
光状態を検出する。
Next, in order to measure the voltage of the measuring object 104, the measuring electrode 101 is brought close to or in contact with the measuring object 104, the measuring light M is applied to the electro-optical element 102, and its polarization state is detected.

【0008】そして、測定電極101を測定対象104
に近接又は接触させたときの測定用光Mの偏光状態と、
測定電極101を測定対象104に近接又は接触させな
い時の測定用光Mの偏光状態とを比較し、その変化から
測定対象104の電圧を導出する。
Then, the measuring electrode 101 is connected to the measuring object 104.
The polarization state of the measuring light M when brought into proximity with or in contact with
The polarization state of the measurement light M when the measurement electrode 101 is not brought close to or in contact with the measurement target 104 is compared, and the voltage of the measurement target 104 is derived from the change.

【0009】以上説明した、電気光学素子を用いた従来
技術の電圧センサによる電圧の測定は、測定対象に電極
等を接続する必要がない等の特長を有する。しかし、そ
の反面、微小電圧の測定を行う場合には、電気光学効果
による複屈折の変化が非常に微小となるため、種々のノ
イズの影響を受けやすいという短所がある。
The above-described voltage measurement by the conventional voltage sensor using the electro-optical element has a feature that it is not necessary to connect an electrode or the like to the object to be measured. However, on the other hand, when measuring a minute voltage, the change in birefringence due to the electro-optical effect is extremely small, and therefore, there is a disadvantage that it is susceptible to various noises.

【0010】ノイズが純粋なショットノイズや、熱雑音
のようなものであれば繰り返し測定し、加算平均をとる
ことにより測定精度を向上させることができる。しか
し、ノイズにドリフト成分や特定の低周波ノイズが混入
している場合には、電圧測定の基準とする基準電圧が変
動するため、単純な加算平均によっては測定精度が十分
に向上しない。
If the noise is pure shot noise or thermal noise, the measurement accuracy can be improved by repeatedly measuring and taking the averaging. However, when a drift component or a specific low-frequency noise is mixed in the noise, the reference voltage used as a reference for voltage measurement fluctuates, and thus the simple addition averaging does not sufficiently improve the measurement accuracy.

【0011】このドリフト成分や特定の低周波ノイズを
除去する方法として、従来では、測定間隔をドリフト成
分を無視できる時間間隔とし、測定対象の電圧信号の位
相の変化による検出量の変化から測定対象の電圧を検出
する方法や、測定対象に印加する電圧信号をON、OF
Fすることにより測定される電圧信号に変調をかけ、そ
の変調に応じた測定電圧の変化から測定対象の電圧を測
定する方法が行われていた。
As a method of removing the drift component and the specific low frequency noise, conventionally, the measurement interval is set to a time interval in which the drift component can be ignored, and the measurement target is changed from the change of the detection amount due to the change of the phase of the voltage signal of the measurement target. Method of detecting the voltage of the
A method has been performed in which the voltage signal measured by applying F is modulated, and the voltage of the measurement target is measured from the change in the measured voltage according to the modulation.

【0012】また、測定対象に印加する電圧信号の変調
を周期的に行い、その周期を持つ周波数成分のみをロッ
クインアンプ等により検出して、当該周波数成分以外の
周波数成分をもつノイズ成分を除去してS/N比を向上
させる方法も採られていた。
Further, the voltage signal applied to the measurement object is periodically modulated, and only the frequency component having the period is detected by a lock-in amplifier or the like to remove noise components having frequency components other than the frequency component. Then, a method of improving the S / N ratio has also been adopted.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の測定対
象の電圧信号の位相の変化による検出量の変化から測定
対象の電圧を検出する方法によると、測定された電圧信
号に含まれる直流成分が、ドリフト成分と見做されて除
去されてしまうという問題点があった。
However, according to the method of detecting the voltage of the measurement target from the change of the detected amount due to the change of the phase of the voltage signal of the measurement target, the DC component contained in the measured voltage signal is However, there is a problem that it is regarded as a drift component and is removed.

【0014】また、測定対象に印加する電圧信号をO
N、OFFすることにより測定される電圧信号に変調を
かける方法によると、測定装置全体が大規模となり、か
つ測定方法も複雑になるという問題点があった。
Further, the voltage signal applied to the measuring object is O
According to the method of modulating the voltage signal measured by turning off and on, there is a problem that the whole measuring device becomes large-scale and the measuring method becomes complicated.

【0015】そこで、本発明の目的は、電気光学素子を
用いた電圧センサによる測定対象の電圧測定において、
測定装置を大型化、複雑化せずに、ドリフト成分や、特
定の低周波ノイズの影響をうけることなく電圧を測定可
能な電圧測定装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to measure the voltage of an object to be measured by a voltage sensor using an electro-optical element,
It is an object of the present invention to provide a voltage measurement device capable of measuring a voltage without being affected by a drift component or a specific low frequency noise without increasing the size and complexity of the measurement device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、測定対象に近接又は接
触させる測定電極及び参照電圧が印加される参照電極を
有する電気光学素子を用いた電圧センサに測定用光
(M)を照射し、電気光学素子を通過した測定用光の偏
光状態の変化を検出して測定対象の電圧測定を行う電圧
測定方法において、測定電極(21)と参照電極(2
0)を短絡させて前記測定用光(M)を照射したときの
前記測定用光(M)の偏光状態を検出し、検出した偏光
状態を基準偏光状態として測定対象(104)の電圧を
測定するように構成される。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has an electro-optical element having a measurement electrode which is brought into proximity to or in contact with an object to be measured and a reference electrode to which a reference voltage is applied. In the voltage measurement method of irradiating a voltage sensor using the measuring light (M), detecting a change in the polarization state of the measuring light that has passed through the electro-optical element to measure the voltage of the measuring object, the measuring electrode (21 ) And a reference electrode (2
0) is short-circuited to detect the polarization state of the measurement light (M) when the measurement light (M) is irradiated, and the voltage of the measurement target (104) is measured with the detected polarization state as the reference polarization state. To be configured.

【0017】請求項2に記載の発明は、測定対象に近接
させる測定電極及び参照電圧が印加される参照電極を有
する電気光学素子を用いた電圧センサに測定用光を照射
し、電気光学素子を通過した測定用光の偏光状態の変化
を検出して測定対象の電圧測定を行う電圧測定装置にお
いて、電圧センサ(4)は、測定対象(104)に近接
させる測定電極(21)と、参照電圧が印加される参照
電極(20)とを短絡させるスイッチ手段(S0 )を有
して構成される。
According to a second aspect of the present invention, a voltage sensor using an electro-optical element having a measurement electrode that is brought close to the object to be measured and a reference electrode to which a reference voltage is applied is irradiated with measurement light, and the electro-optical element is connected to the voltage sensor. In a voltage measuring device that detects a change in the polarization state of passing measurement light and measures the voltage of a measurement target, a voltage sensor (4) includes a measurement electrode (21) that is close to the measurement target (104), and a reference voltage. And a switch means (S 0 ) for short-circuiting the reference electrode (20) to which is applied.

【0018】請求項3に記載の発明は、測定対象に接触
させる測定電極及び参照電圧が印加される参照電極を有
する電気光学素子を用いた電圧センサに測定用光を照射
し、電気光学素子を通過した測定用光の偏光状態の変化
を検出して測定対象の電圧測定を行う電圧測定装置にお
いて、電圧センサ(4a)は、測定対象(104)に接
触させる測定電極(21)と、参照電圧が印加される参
照電極(20)とを短絡させる第1スイッチ手段
(S0 )と、参照電圧を発生する参照電圧源(23)を
参照電極(20)に接続する第2スイッチ手段(S1
と、を備えて構成される。
According to a third aspect of the present invention, a voltage sensor using an electro-optical element having a measurement electrode to be brought into contact with an object to be measured and a reference electrode to which a reference voltage is applied is irradiated with measurement light, and the electro-optical element is attached to the voltage sensor. In a voltage measuring device that detects a change in the polarization state of passing measurement light to measure a voltage of a measurement target, a voltage sensor (4a) includes a measurement electrode (21) that contacts the measurement target (104), and a reference voltage. second switch means but connecting the first switching means for short-circuiting the reference electrode applied (20) (S 0), the reference electrode a reference voltage source for generating a reference voltage (23) (20) (S 1 )
And are configured.

【0019】[0019]

【作用】請求項1に記載の発明によれば、測定電極(2
1)と参照電極(20)を短絡させて測定用光(M)を
照射したときの測定用光(M)の偏光状態が検出され、
次に、検出した偏光状態を基準偏光状態として測定対象
(104)の電圧が測定される。
According to the invention described in claim 1, the measuring electrode (2
1) and the reference electrode (20) are short-circuited and the measurement light (M) is irradiated with the measurement light (M), the polarization state of the measurement light (M) is detected,
Next, the voltage of the measurement target (104) is measured with the detected polarization state as the reference polarization state.

【0020】よって、測定電極(21)と参照電極(2
0)を短絡させて測定用光(M)を照射したときの測定
用光(M)の偏光状態が基準偏光状態とされるので、ド
リフト成分や特定の低周波ノイズ等の影響を受けない電
圧測定が可能となる。
Therefore, the measuring electrode (21) and the reference electrode (2
0) is short-circuited and the measurement light (M) is irradiated with the measurement light (M), the polarization state of the measurement light (M) is set to the reference polarization state, and thus a voltage that is not affected by drift components, specific low-frequency noise, or the like. It becomes possible to measure.

【0021】請求項2に記載の発明によれば、スイッチ
手段(S0 )は、測定対象(104)に近接させる測定
電極(21)と、参照電圧が印加される参照電極(2
0)とを短絡させる。
According to the second aspect of the present invention, the switch means (S 0 ) includes the measurement electrode (21) which is brought close to the measurement object (104) and the reference electrode (2) to which the reference voltage is applied.
0) and are short-circuited.

【0022】よって、測定電極(21)と参照電極(2
0)を短絡させて測定用光(M)を照射したときの測定
用光(M)の偏光状態を基準偏光状態として測定対象
(104)の電圧を測定するので、ドリフト成分や特定
の低周波ノイズ等の影響を受けない電圧測定が可能とな
る。
Therefore, the measurement electrode (21) and the reference electrode (2
0) is short-circuited and the measurement light (M) is irradiated with the measurement light (M), and the voltage of the measurement target (104) is measured using the polarization state of the measurement light (M) as a reference polarization state. It is possible to measure voltage without being affected by noise or the like.

【0023】請求項3に記載の発明によれば、第1スイ
ッチ手段(S0 )は、測定対象(104)に接触させる
測定電極(21)と、参照電圧が印加される参照電極
(20)とを短絡する。
According to the third aspect of the present invention, the first switch means (S 0 ) includes the measurement electrode (21) to be brought into contact with the measurement object (104) and the reference electrode (20) to which the reference voltage is applied. Short circuit and.

【0024】第2スイッチ手段(S1 )は、参照電圧を
発生する参照電圧源(23)を参照電極(20)に接続
する。よって、測定電極(21)を測定対象(104)
に接触させて電圧を測定する場合でも、参照電圧が測定
対象(104)に印加されることがないので、測定対象
(104)を保護しつつ、ドリフト成分や特定の低周波
ノイズ等の影響を受けない電圧測定が可能となる。
The second switch means (S 1 ) connects a reference voltage source (23) for generating a reference voltage to the reference electrode (20). Therefore, the measurement electrode (21) is measured (104)
Since the reference voltage is not applied to the measurement target (104) even when the voltage is measured by touching the measurement target (104), the measurement target (104) is protected and the influence of the drift component, the specific low frequency noise, or the like is prevented. It is possible to measure the voltage without receiving it.

【0025】[0025]

【実施例】次に、本発明に好適な実施例について、図面
に基づいて説明する。 (I)第1乃至第3実施例に係わる電圧測定装置の構成 初めに、本発明の第1乃至第3実施例に係わる電圧測定
装置の全体構成について、図1を用いて説明する。
The preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. (I) Configuration of Voltage Measuring Device According to First to Third Embodiments First, the overall configuration of the voltage measuring device according to the first to third embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.

【0026】図1に示す電圧測定装置は、電圧測定装置
全体を制御するCPU1と、測定用光Mを出射する半導
体レーザ3と、半導体レーザ3を駆動する駆動部2と、
測定対象104の電圧を検出する電圧センサ4(4a、
4b)と、CPU1の制御に基づいて、電圧センサ4
(4a、4b)を制御するためのセンサ制御信号Eを出
力するセンサコントローラ5と、電圧センサ4(4a、
4b)からの測定用光Mの偏光状態を検出して電気信号
である検出信号に変換する偏光検出器6と、検出信号を
増幅する増幅器7と、検出信号に対しA/D変換等の信
号処理を施してCPU1へ出力する信号処理器8と、測
定対象104からのトリガ信号に基づいて駆動部2を駆
動するためのタイミング信号を発生するタイミング発生
部9とにより構成されている。
The voltage measuring device shown in FIG. 1 includes a CPU 1 for controlling the entire voltage measuring device, a semiconductor laser 3 for emitting a measuring light M, and a drive section 2 for driving the semiconductor laser 3.
The voltage sensor 4 (4a, which detects the voltage of the measurement target 104,
4b) and the voltage sensor 4 based on the control of the CPU 1.
A sensor controller 5 for outputting a sensor control signal E for controlling (4a, 4b), and a voltage sensor 4 (4a,
4b) a polarization detector 6 for detecting the polarization state of the measuring light M and converting it into a detection signal which is an electric signal, an amplifier 7 for amplifying the detection signal, and a signal for A / D conversion or the like for the detection signal. The signal processing unit 8 performs processing and outputs it to the CPU 1, and a timing generation unit 9 that generates a timing signal for driving the driving unit 2 based on a trigger signal from the measurement object 104.

【0027】次に、動作を説明する。タイミング発生部
9は、測定対象104の電圧の印加と測定用光Mの出射
のタイミングをとるために、測定対象104から出力さ
れるトリガ信号に基づいて、測定用光Mを出射するため
のタイミング信号を発生し、CPU1に出力する。
Next, the operation will be described. The timing generator 9 emits the measurement light M on the basis of a trigger signal output from the measurement object 104 in order to apply a voltage to the measurement object 104 and emit the measurement light M. It generates a signal and outputs it to the CPU 1.

【0028】CPU1は、このタイミング信号に必要な
遅延をかけて駆動部2に出力する。駆動部2は入力され
たタイミング信号に基づいて半導体レーザ3を駆動し、
測定用光Mを出射する。
The CPU 1 outputs the timing signal to the drive unit 2 with a necessary delay. The drive unit 2 drives the semiconductor laser 3 based on the input timing signal,
The measurement light M is emitted.

【0029】ここで、測定用光Mは、測定対象104に
印加される測定すべき電圧がパルス波である場合には、
それを測定可能な分解能を持ち、上述のタイミング信号
に同期した周期を持つパルスレーザーが用いられ、測定
すべき電圧が連続波である場合には連続発振されるレー
ザ光が用いられる。
Here, the measuring light M is used when the voltage to be measured applied to the measuring object 104 is a pulse wave.
A pulsed laser having a resolution capable of measuring it and having a period synchronized with the above timing signal is used, and when the voltage to be measured is a continuous wave, continuously oscillated laser light is used.

【0030】電圧センサ4(4a、4b)を通過した測
定用光Mの偏光状態は、偏光検出器6により検出され、
電気信号に変換されて検出信号となり、増幅器7で増幅
され、信号処理器8によりA/D変換等の処理が成され
てCPU1に入力される。CPU1においては、この信
号を電圧値に換算する。
The polarization state of the measuring light M passing through the voltage sensor 4 (4a, 4b) is detected by the polarization detector 6,
The electric signal is converted into a detection signal, amplified by the amplifier 7, processed by the signal processor 8 such as A / D conversion, and input to the CPU 1. The CPU 1 converts this signal into a voltage value.

【0031】センサコントローラ5は、上記のタイミン
グ信号に同期させて、後述の電圧センサ4(4a、4
b)に設置されているスイッチS0 (S1 、S2 )を制
御するためのセンサ制御信号Eを出力し、このセンサ制
御信号Eに基づいて、電圧センサ4(4a、4b)のス
イッチS0 (S1 、S2 )の切り換えが制御される。な
お、上記のタイミング信号は、測定対象104が出力す
るトリガ信号に基づいてタイミング発生部9において生
成したが、CPU1から出力する信号に基づいてタイミ
ング発生部9において生成し、それを測定対象104に
入力して測定用光Mとのタイミングをとってもよい。
The sensor controller 5 synchronizes with the above-mentioned timing signal and synchronizes with the voltage sensors 4 (4a, 4a, 4a) described later.
The sensor control signal E for controlling the switch S 0 (S 1 , S 2 ) installed in b) is output, and the switch S of the voltage sensor 4 (4a, 4b) is output based on the sensor control signal E. The switching of 0 (S 1 , S 2 ) is controlled. The timing signal is generated in the timing generation unit 9 based on the trigger signal output from the measurement target 104, but is generated in the timing generation unit 9 based on the signal output from the CPU 1 and is generated in the measurement target 104. It is also possible to input the timing and take the timing with the measuring light M.

【0032】請求項1乃至3に記載の発明は、上記の電
圧センサ4(4a、4b)に関するものである。 (II)第1実施例 次に、請求項1又は2に記載の発明に対応する第1の実
施例について、図1及び図2を用いて説明する。
The invention described in claims 1 to 3 relates to the voltage sensor 4 (4a, 4b). (II) First Embodiment Next, a first embodiment corresponding to the invention described in claim 1 or 2 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

【0033】図2は、本発明の第1実施例に係わる電圧
センサ4の構成を示している。第1実施例は、電圧セン
サ4を測定対象104に接触させないで測定対象104
の電圧を測定する場合を示している。
FIG. 2 shows the configuration of the voltage sensor 4 according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the measuring object 104 is not contacted with the voltage sensor 4
It shows the case of measuring the voltage of.

【0034】図2に示す電圧センサ4は、電気光学素子
22と、電気光学素子22の測定対象104に対向する
面の反対側の面に形成された参照電極20と、電気光学
素子22の測定対象104に対向する面に形成され、電
圧測定時に測定対象104に近接される測定電極21
と、参照電極20と測定電極21を短絡させるスイッチ
0 により構成されている。
The voltage sensor 4 shown in FIG. 2 measures the electro-optical element 22, the reference electrode 20 formed on the surface of the electro-optical element 22 opposite to the surface facing the measurement object 104, and the electro-optical element 22. A measurement electrode 21 which is formed on a surface facing the object 104 and is close to the object 104 to be measured during voltage measurement.
And a switch S 0 that short-circuits the reference electrode 20 and the measurement electrode 21.

【0035】スイッチS0 は、具体的には、FET、光
導電素子、機械的に導通をとる微小なスイッチにより構
成することができ、センサコントローラ5からのセンサ
制御信号Eにより、そのON/OFFが制御される。
Specifically, the switch S 0 can be composed of a FET, a photoconductive element, and a minute switch that conducts electricity mechanically. The sensor control signal E from the sensor controller 5 turns ON / OFF the switch S 0. Is controlled.

【0036】ここで、電気光学素子22は、測定電極2
1を測定対象104に近接させたときに、測定対象10
4からの電界により測定電極21に電圧が誘起される
と、結晶内部の複屈折率が変化する電気光学効果を有す
る。電気光学素子22の具体的な材料としては、ガリウ
ムヒ素が好適である。
Here, the electro-optical element 22 is the measurement electrode 2
When 1 is brought close to the measuring object 104, the measuring object 10
When a voltage is induced in the measuring electrode 21 by the electric field from 4, the birefringence inside the crystal has an electro-optical effect. As a specific material for the electro-optical element 22, gallium arsenide is suitable.

【0037】測定電極21は、半導体レーザ等のレーザ
光である測定用光Mを反射する材料で構成されている。
参照電極20は測定用光Mを透過する材料で構成されて
おり、さらに、参照電極20には、参照電圧源23が発
生し、測定対象104の電圧を測定する際に参照される
参照電圧が印加されている。
The measuring electrode 21 is made of a material that reflects the measuring light M, which is laser light from a semiconductor laser or the like.
The reference electrode 20 is made of a material that transmits the measuring light M. Further, the reference voltage generated by the reference voltage source 23 is applied to the reference electrode 20 and the reference voltage referred to when measuring the voltage of the measurement target 104 is applied. Is being applied.

【0038】次に、図2に示す電圧センサを用いた電圧
測定方法について説明する。はじめに、参照電極20に
参照電圧を印加し、スイッチS0 をONにして参照電極
20と測定電極21を短絡させる。そして、スイッチS
0 をONにしたまま測定用光Mを照射し、その偏光状態
を偏光検出器6により検出する。これにより、電圧測定
の基準となる偏光状態(参照電極20と測定電極21が
同電位のときの偏光状態)が検出され、電圧値V0 に変
換される。
Next, a voltage measuring method using the voltage sensor shown in FIG. 2 will be described. First, a reference voltage is applied to the reference electrode 20, the switch S 0 is turned on, and the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 are short-circuited. And switch S
The measurement light M is emitted with the 0 being ON, and the polarization state is detected by the polarization detector 6. As a result, the polarization state (the polarization state when the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 have the same potential) serving as a reference for voltage measurement is detected and converted into the voltage value V 0 .

【0039】この場合において、この電圧値V0 にはド
リフト成分等のノイズの影響が含まれないこととなる。
基準となる偏光状態が検出されたならば、次に測定対象
104に測定するべき電圧を印加させ、スイッチS0
OFFとする。そして、スイッチS0 をOFFにしたま
ま測定用光Mを照射し、その偏光状態を偏光検出器6に
より検出する。これにより、測定対象104からの電界
により測定電極21に誘起された電圧に起因する電気光
学素子22の複屈折率の変化に基づき、測定電極21に
誘起された電圧に対応する測定用光Mの偏光状態が検出
され、電圧値V1 に変換される。
In this case, the voltage value V 0 does not include the influence of noise such as a drift component.
When the reference polarization state is detected, the voltage to be measured is next applied to the measurement object 104, and the switch S 0 is turned off. Then, the measurement light M is emitted with the switch S 0 kept OFF, and the polarization state is detected by the polarization detector 6. Accordingly, based on the change in the birefringence of the electro-optical element 22 caused by the voltage induced in the measurement electrode 21 by the electric field from the measurement object 104, the measurement light M corresponding to the voltage induced in the measurement electrode 21 is generated. The polarization state is detected and converted into a voltage value V 1 .

【0040】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧に起
因する測定電極21の電圧のスイッチS0 をONした状
態を基準とする電圧変化が検出され、これに基づいて測
定対象104に印加された電圧が求められる。
Then, by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 , the voltage change due to the voltage applied to the measurement object 104, which is based on the state in which the switch S 0 of the voltage of the measuring electrode 21 is turned ON, is changed. The voltage detected and applied to the measurement target 104 is obtained based on the detected voltage.

【0041】以上の第1実施例によれば、測定装置を大
型化、複雑化することなく参照電極20と測定電極21
との電位差が0のときに測定される電圧値、すなわち、
スイッチS0 をONした時の電圧値を基準電圧として測
定対象104の電圧を測定するので、ドリフト成分等の
ノイズの影響を受けずに測定対象104の電圧を測定す
ることができる。 (III )第2実施例 次に、請求項3に記載の発明に対応する第2の実施例に
ついて、図1及び図3を用いて説明する。
According to the first embodiment described above, the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 can be provided without increasing the size and complexity of the measuring device.
The voltage value measured when the potential difference between
Since the voltage of the measurement target 104 is measured using the voltage value when the switch S 0 is turned on as the reference voltage, the voltage of the measurement target 104 can be measured without being affected by noise such as a drift component. (III) Second Embodiment Next, a second embodiment corresponding to the invention described in claim 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 3.

【0042】図3は、本発明の第2実施例に係わる電圧
センサ4aの構成を示している。第2実施例は、電圧セ
ンサ4aの測定電極21を測定対象104に接触させて
測定対象104の電圧を測定する場合を示している。
FIG. 3 shows the configuration of the voltage sensor 4a according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment shows a case where the measuring electrode 21 of the voltage sensor 4a is brought into contact with the measuring object 104 to measure the voltage of the measuring object 104.

【0043】また、第1実施例と同様の部材について
は、同様の部材番号を付し、詳細な説明は省略する。図
3に示す電圧センサ4aは、第1実施例の電圧センサ4
の構成に加えて、参照電極20と参照電圧源23とを接
続するスイッチS1 を備えている。スイッチS1 は、第
1実施例におけるスイッチS0 と同様に、センサコント
ローラ5からのセンサ制御信号Eにより制御される。た
だし、スイッチS0 と、スイッチS1は、交互にON/
OFFとなるように制御される。すなわち、スイッチS
0 がONのときは、スイッチS1 はOFFとなり、スイ
ッチS0 がOFFのときは、スイッチS1 はONとなる
ように制御される。
The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. The voltage sensor 4a shown in FIG. 3 is the voltage sensor 4 of the first embodiment.
In addition to the above configuration, a switch S 1 that connects the reference electrode 20 and the reference voltage source 23 is provided. The switch S 1 is controlled by the sensor control signal E from the sensor controller 5 similarly to the switch S 0 in the first embodiment. However, the switch S 0 and the switch S 1 are alternately turned on / off.
It is controlled to be turned off. That is, the switch S
When 0 is ON, the switch S 1 is turned OFF, the switch S 0 is the time of OFF, is controlled to switch S 1 is turned ON.

【0044】次に、図3に示す電圧センサ4aを用いた
電圧測定方法について説明する。はじめに、測定対象1
04に測定すべき電圧を印加させた状態でスイッチS0
をONにし、スイッチS1 をOFFとして、参照電極2
0と測定電極21を短絡させる。そして、スイッチS0
をONにし、スイッチS1 をOFFとしたまま測定用光
Mを照射し、その偏光状態を偏光検出器6により検出す
る。これにより、電圧測定の基準となる偏光状態(参照
電極20と測定電極21が同電位のときの偏光状態)が
検出され、電圧値V0 に変換される。
Next, a voltage measuring method using the voltage sensor 4a shown in FIG. 3 will be described. First, measurement target 1
Switch S 0 with the voltage to be measured applied to 04.
Is turned on and the switch S 1 is turned off, and the reference electrode 2
0 and the measurement electrode 21 are short-circuited. Then, the switch S 0
Is turned on and the measuring light M is irradiated with the switch S 1 kept off, and the polarization state is detected by the polarization detector 6. As a result, the polarization state (the polarization state when the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 have the same potential) serving as a reference for voltage measurement is detected and converted into the voltage value V 0 .

【0045】この電圧値V0 には第1実施例と同様にド
リフト成分等のノイズの影響が含まれないこととなる。
また、このとき、参照電圧は測定対象104に印加され
ないので、測定対象104は保護される。
This voltage value V 0 does not include the influence of noise such as drift component as in the first embodiment.
Further, at this time, since the reference voltage is not applied to the measurement target 104, the measurement target 104 is protected.

【0046】基準となる偏光状態が検出されたならば、
スイッチS0 をOFFとし、スイッチS1 をONにす
る。そして、スイッチS0 をOFFにし、スイッチS1
をONにしたまま測定用光Mを照射し、その偏光状態を
偏光検出器6により検出する。
When the reference polarization state is detected,
The switch S 0 is turned off and the switch S 1 is turned on. Then, the switch S 0 is turned off, and the switch S 1
The measurement light M is irradiated with the switch ON, and the polarization state is detected by the polarization detector 6.

【0047】これにより、測定電極21が測定対象10
4に接触し、参照電極20に参照電圧が印加された状態
の偏光状態が検出される。したがって、測定対象104
の電圧と同電圧である測定電極21の電圧に起因する電
気光学素子22の複屈折率の変化に基づき、測定電極2
1の電圧に対応する測定用光Mの偏光状態が検出され、
電圧値V1 に変換される。
As a result, the measuring electrode 21 becomes the measuring object 10
4 and the polarization state in the state where the reference voltage is applied to the reference electrode 20 is detected. Therefore, the measurement target 104
Of the measurement electrode 2 based on the change in the birefringence of the electro-optical element 22 caused by the voltage of the measurement electrode 21 that is the same voltage as
The polarization state of the measuring light M corresponding to the voltage of 1 is detected,
The voltage value is converted to V 1 .

【0048】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧に起
因する測定電極21の電圧のスイッチS0 をONした状
態を基準とする電圧変化が検出され、これに基づいて測
定対象104に印加された電圧が求められる。 (IV)第3実施例 次に、請求項3に記載の発明に対応する他の実施例(以
下、第3実施例という。)について、図1及び図4を用
いて説明する。
Then, by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 , the voltage change caused by the voltage applied to the measurement object 104 is changed with reference to the state in which the switch S 0 of the voltage of the measuring electrode 21 is turned on. The voltage detected and applied to the measurement target 104 is obtained based on the detected voltage. (IV) Third Embodiment Next, another embodiment (hereinafter referred to as a third embodiment) corresponding to the invention described in claim 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 4.

【0049】図4は、本発明の第3実施例に係わる電圧
センサ4bの構成を示している。第3実施例は、測定対
象に接触させるプローブ電極24を有し、第2実施例の
スイッチS1 に代えて、プローブ電極24と測定電極2
1の間にスイッチS2 を設けた場合を示している。
FIG. 4 shows the configuration of the voltage sensor 4b according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment has a probe electrode 24 that is brought into contact with a measurement target, and instead of the switch S 1 of the second embodiment, the probe electrode 24 and the measurement electrode 2
The case where the switch S 2 is provided between the two is shown.

【0050】また、第2実施例と同一の部材について
は、同一の部材番号を付し、詳細な説明は省略する。ス
イッチS2 は、第2実施例におけるスイッチS1 と同様
に、センサコントローラ5からのセンサ制御信号Eによ
り制御される。すなわち、スイッチS0 がONのときは
スイッチS2 はOFFとなり、スイッチS0 がOFFの
ときはスイッチS2 はONとなるように制御される。
The same members as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The switch S 2 is controlled by the sensor control signal E from the sensor controller 5 similarly to the switch S 1 in the second embodiment. That is, when the switch S 0 is ON, the switch S 2 is OFF, and when the switch S 0 is OFF, the switch S 2 is ON.

【0051】次に、図4に示す電圧センサ4bを用いた
電圧測定方法について説明する。ここで、プローブ電極
24は、測定対象104に接触している。はじめに、第
2実施例と同様に、測定対象104に測定すべき電圧を
印加させた状態でスイッチS0 をONにし、スイッチS
2 をOFFとして、参照電極20と測定電極21を短絡
させ、電圧測定の基準となる偏光状態(参照電極20と
測定電極21が同電位のときの偏光状態)を検出し、電
圧値V0 を得る。
Next, a voltage measuring method using the voltage sensor 4b shown in FIG. 4 will be described. Here, the probe electrode 24 is in contact with the measurement target 104. First, similarly to the second embodiment, the switch S 0 is turned on with the voltage to be measured applied to the measurement object 104, and the switch S 0 is turned on.
When 2 is turned off, the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 are short-circuited, the polarization state serving as the reference for voltage measurement (the polarization state when the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 have the same potential) is detected, and the voltage value V 0 is determined. obtain.

【0052】この電圧値V0 には第1実施例と同様にド
リフト成分等のノイズの影響が含まれないこととなる。
このとき、参照電圧は測定対象104に印加されないの
で、測定対象104は保護される。
This voltage value V 0 does not include the influence of noise such as drift components as in the first embodiment.
At this time, since the reference voltage is not applied to the measurement target 104, the measurement target 104 is protected.

【0053】基準となる偏光状態が検出されたならば、
次に、スイッチS0 をOFFとし、スイッチS2 をON
にする。そして、測定用光Mを照射し、その偏光状態を
偏光検出器6により検出する。これにより、測定電極2
1と短絡しているプローブ電極24が測定対象104に
接触して測定電極21が測定対象104と同電圧とな
り、参照電極20に参照電圧が印加された状態の偏光状
態が検出される。したがって、第2実施例と同様に、測
定電極21の電圧に対応する測定用光Mの偏光状態が検
出され、電圧値V1 に変換される。
When the reference polarization state is detected,
Next, switch S 0 is turned off and switch S 2 is turned on.
To Then, the measurement light M is irradiated, and the polarization state is detected by the polarization detector 6. As a result, the measurement electrode 2
The probe electrode 24 short-circuited with 1 contacts the measurement object 104, the measurement electrode 21 has the same voltage as the measurement object 104, and the polarization state in the state where the reference voltage is applied to the reference electrode 20 is detected. Therefore, similarly to the second embodiment, the polarization state of the measuring light M corresponding to the voltage of the measuring electrode 21 is detected and converted into the voltage value V 1 .

【0054】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧に起
因する測定電極21の電圧のスイッチS0 をONした状
態を基準とする電圧変化が検出され、これに基づいて測
定対象104に印加された電圧が求められる。
Then, by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 , the voltage change due to the voltage applied to the measurement object 104, which is based on the state in which the switch S 0 of the voltage of the measurement electrode 21 is ON, is used as a reference. The voltage detected and applied to the measurement target 104 is obtained based on the detected voltage.

【0055】以上の第2及び第3実施例によれば、参照
電極20と測定電極21との電位差が0のときに測定さ
れる電圧値、すなわち、スイッチS0 をONした時の電
圧値を基準電圧として、測定対象104の電圧を測定す
るので、測定装置を大型化、複雑化することなくドリフ
ト成分等のノイズの影響を受けずに測定対象104の電
圧を測定することができる。また、参照電圧が測定対象
104に印加されることがないので、測定対象104を
保護することができる。 (V)第4乃至第6実施例に係わる電圧測定装置の構成 次に、本発明の第4乃至第6実施例に係わる電圧測定装
置の全体構成について、図5を用いて説明する。
According to the second and third embodiments described above, the voltage value measured when the potential difference between the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 is 0, that is, the voltage value when the switch S 0 is turned on. Since the voltage of the measurement target 104 is measured as the reference voltage, the voltage of the measurement target 104 can be measured without being affected by noise such as a drift component without increasing the size and complexity of the measuring device. Moreover, since the reference voltage is not applied to the measurement target 104, the measurement target 104 can be protected. (V) Configuration of Voltage Measuring Device According to Fourth to Sixth Embodiments Next, the overall configuration of the voltage measuring devices according to the fourth to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.

【0056】図5において、本発明の第1乃至第3実施
例に係わる電圧測定装置(図1参照)と同様の部材につ
いては、同様の部材番号を付し、詳細な説明を省略す
る。図5に示す電圧測定装置は、図1に示す電圧測定装
置に加えて、上述の第1乃至第3実施例におけるスイッ
チS0 乃至S2 に対応するスイッチ動作が後述のスイッ
チ制御用光C(C1 、C2 、C3 、C4 )によって制御
される電圧センサ10(10a、10b)と、スイッチ
制御用光C(C1 、C2 、C3 、C4 )を出射する半導
体レーザ13と、半導体レーザ13を駆動する駆動部1
2と、CPU1の制御に基づいて、駆動部12を制御す
るためのスイッチコントローラ11とにより構成されて
いる。
In FIG. 5, the same members as those of the voltage measuring device (see FIG. 1) according to the first to third embodiments of the present invention are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In addition to the voltage measuring device shown in FIG. 1, the voltage measuring device shown in FIG. 5 has a switch control light C (described later) in which the switch operation corresponding to the switches S 0 to S 2 in the first to third embodiments is described C 1, C 2, C 3, C 4) a voltage sensor 10 (10a which is controlled by, and 10b), a semiconductor laser 13 for emitting light C switch control (C 1, C 2, C 3, C 4) And a drive unit 1 for driving the semiconductor laser 13.
2 and a switch controller 11 for controlling the drive unit 12 under the control of the CPU 1.

【0057】次に、動作を説明する。図5に示す電圧測
定装置は、図1の電圧測定装置に加えて、CPU1は、
タイミング発生部9からのタイミング信号に基づいてス
イッチコントローラ11を制御する。
Next, the operation will be described. In addition to the voltage measuring device of FIG. 1, the voltage measuring device shown in FIG.
The switch controller 11 is controlled based on the timing signal from the timing generator 9.

【0058】スイッチコントローラ11は、CPU1の
制御に基づきスイッチ制御用光C(C1 、C2 、C3
4 )の出射を制御するための制御信号を駆動部2に出
力し、駆動部2は入力された制御信号に基づいて半導体
レーザ13を駆動し、スイッチ制御用光C(C1
2 、C3 、C4 )を出射する。
The switch controller 11 is based on the control of the CPU 1 and uses the switch control lights C (C 1 , C 2 , C 3 ,
A control signal for controlling the emission of C 4 ) is output to the drive unit 2, the drive unit 2 drives the semiconductor laser 13 based on the input control signal, and the switch control light C (C 1 ,
C 2 , C 3 , and C 4 ) are emitted.

【0059】なお、スイッチ制御用光C(C1 、C2
3 、C4 )として、用いられる半導体レーザ13は、
後述の電気光学素子32における光導電効果を生起させ
る特性を持っている。 (VI)第4実施例 次に、第1実施例の変形例である第4の実施例につい
て、図5及び図6を用いて説明する。
The switch control lights C (C 1 , C 2 ,
The semiconductor laser 13 used as C 3 and C 4 ) is
It has a characteristic of causing a photoconductive effect in the electro-optical element 32 described later. (VI) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment, which is a modification of the first embodiment, will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

【0060】本実施例は、第1実施例の電圧センサ4に
おけるスイッチS0 に対応する動作をスイッチ制御用光
Cを用いて実現するものである。本実施例において、図
2に示す第1実施例と同様の部材については同様の部材
番号を付し、詳細な説明は省略する。
In this embodiment, the operation corresponding to the switch S 0 in the voltage sensor 4 of the first embodiment is realized by using the switch control light C. In this embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0061】図6に示す電圧センサ10は、電気光学素
子32と、電気光学素子32の測定対象104に対向す
る面と反対側の面に形成された参照電極30と、電気光
学素子32の測定対象104に対向する面に形成され、
電圧測定時に測定対象104に近接される測定電極31
とにより構成されている。
The voltage sensor 10 shown in FIG. 6 measures the electro-optical element 32, the reference electrode 30 formed on the surface of the electro-optical element 32 opposite to the surface facing the object 104 to be measured, and the electro-optical element 32. Formed on the surface facing the target 104,
Measurement electrode 31 that is brought close to the measurement target 104 during voltage measurement
It is composed of and.

【0062】ここで、電気光学素子32は、第1実施例
における電気光学素子22と同様の電気光学効果を有す
ると共に、スイッチ制御用光Cが照射されると、その部
分に電荷が励起され、スイッチ制御用光Cが照射された
部分が導電性を有するようになる光導電効果を有する。
Here, the electro-optical element 32 has the same electro-optical effect as the electro-optical element 22 in the first embodiment, and when irradiated with the switch control light C, electric charge is excited in that portion, There is a photoconductive effect in which the portion irradiated with the switch control light C becomes conductive.

【0063】測定電極31は、半導体レーザ等のレーザ
光である測定用光Mを反射する材料で構成されている。
本実施例においては、第1実施例と同様に、測定電極3
1は測定対象に接触されない。
The measuring electrode 31 is made of a material that reflects the measuring light M, which is laser light from a semiconductor laser or the like.
In this embodiment, as in the first embodiment, the measuring electrode 3
1 is not contacted with the measuring object.

【0064】参照電極30は、透明導電膜等の測定用光
M及びスイッチ制御用光Cを透過する材料で構成されて
おり、さらに、参照電極30には参照電圧が印加されて
いる。
The reference electrode 30 is made of a material such as a transparent conductive film that transmits the measuring light M and the switch controlling light C, and a reference voltage is applied to the reference electrode 30.

【0065】次に、図6に示す電圧センサを用いた電圧
測定について説明する。はじめに、参照電極30に参照
電圧を印加し、図6に示すようにスイッチ制御用光Cを
照射して、照射した部分に光導電効果による電荷を励起
させ、これにより参照電極30と測定電極31を短絡さ
せる。そして、スイッチ制御用光Cを照射したまま測定
用光Mを照射し、その偏光状態を偏光検出器6により検
出する。
Next, voltage measurement using the voltage sensor shown in FIG. 6 will be described. First, a reference voltage is applied to the reference electrode 30 and the switch control light C is irradiated as shown in FIG. 6 to excite charges due to the photoconductive effect in the irradiated portion, whereby the reference electrode 30 and the measurement electrode 31 are excited. Short circuit. Then, the measurement light M is emitted while the switch control light C is still emitted, and the polarization state is detected by the polarization detector 6.

【0066】これにより、電圧測定の基準となる偏光状
態における電圧値V0 が求められる。この電圧値V0
は、これまでの実施例と同様にドリフト成分等のノイズ
の影響が含まれないこととなる。
As a result, the voltage value V 0 in the polarization state which is the reference for voltage measurement is obtained. This voltage value V 0 does not include the influence of noise such as a drift component as in the above-described embodiments.

【0067】基準となる偏光状態が検出されたならば、
次に測定対象104に測定するべき電圧を印加させ、ス
イッチ制御用光Cの照射を停止する。すると、光導電効
果が失われ、参照電極30と測定電極31は絶縁され
る。
When the reference polarization state is detected,
Next, the voltage to be measured is applied to the measurement target 104, and the irradiation of the switch control light C is stopped. Then, the photoconductive effect is lost and the reference electrode 30 and the measurement electrode 31 are insulated.

【0068】その後、再び測定用光Mを照射し、その偏
光状態を偏光検出器6により検出する。これにより、測
定対象104からの電界により測定電極31に誘起され
た電圧に起因する電気光学素子32の複屈折率の変化に
基づき、測定電極31に誘起された電圧に対応する測定
用光Mの偏光状態が検出され、電圧値V1 に変換され
る。
After that, the measuring light M is irradiated again, and the polarization state is detected by the polarization detector 6. Accordingly, based on the change in the birefringence of the electro-optical element 32 caused by the voltage induced in the measurement electrode 31 by the electric field from the measurement object 104, the measurement light M corresponding to the voltage induced in the measurement electrode 31 is generated. The polarization state is detected and converted into a voltage value V 1 .

【0069】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧を求
められる。以上の第4実施例によれば、第1実施例と同
様の効果に加えて、スイッチとして電気光学素子32の
光導電効果を用いるので、機械的なスイッチ等を設ける
ことなく参照電極30及び測定電極31間を短絡でき、
簡易な回路構成によりスイッチング速度の速いスイッチ
ング動作を実現することができる。 (VII )第5実施例 次に、第2実施例の変形例である第5の実施例につい
て、図5及び図7を用いて説明する。
Then, the voltage applied to the measurement object 104 can be obtained by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 . According to the fourth embodiment described above, in addition to the same effect as the first embodiment, the photoconductive effect of the electro-optical element 32 is used as a switch, so that the reference electrode 30 and the measurement can be performed without providing a mechanical switch or the like. The electrodes 31 can be short-circuited,
A switching operation with a high switching speed can be realized with a simple circuit configuration. (VII) Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment which is a modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS.

【0070】本実施例は、第2実施例の電圧センサ4a
におけるスイッチS0 及びS1 に対応する動作をスイッ
チ制御用光C1 及びC2 を用いて実現するものである。
本実施例において、図6に示す第4実施例と同様の部材
については同様の部材番号を付し、詳細な説明は省略す
る。
In this embodiment, the voltage sensor 4a of the second embodiment is used.
The operations corresponding to the switches S 0 and S 1 in the above are realized by using the switch control lights C 1 and C 2 .
In this embodiment, the same members as those in the fourth embodiment shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0071】図7に示す電圧センサ10aは、電気光学
素子32と、電気光学素子32の測定対象104に対向
する面と反対側の面の一部(図7(b)参照)に形成さ
れた参照電極33と、電気光学素子32の参照電極33
が形成されている面と同じ面に形成され、参照電極33
とは絶縁されている参照電極34(図7(b)参照)
と、電気光学素子32の測定対象104に対向する面の
一部(図7(b)参照)に形成され、電圧測定時に測定
対象104に接触される測定電極35とにより構成され
ている。参照電極33と34の間には、図7(b)に示
すように、スリット状の間隙が設けられている。
The voltage sensor 10a shown in FIG. 7 is formed on the electro-optical element 32 and a part of the surface of the electro-optical element 32 opposite to the surface facing the object to be measured 104 (see FIG. 7B). Reference electrode 33 and reference electrode 33 of electro-optical element 32
Is formed on the same surface as the surface on which the reference electrode 33 is formed.
Reference electrode 34 insulated from (see FIG. 7B)
And a measurement electrode 35 formed on a part of the surface of the electro-optical element 32 facing the measurement target 104 (see FIG. 7B) and contacting the measurement target 104 during voltage measurement. A slit-like gap is provided between the reference electrodes 33 and 34, as shown in FIG.

【0072】ここで、電気光学素子32は、第4実施例
と同様に、電気光学効果の他にスイッチ制御用光C1
びC2 に対して光導電効果を有する。参照電極33は、
透明導電膜等の測定用光M及びスイッチ制御用光C1
透過する材料で構成されている。
Here, similarly to the fourth embodiment, the electro-optical element 32 has a photoconductive effect for the switch control lights C 1 and C 2 in addition to the electro-optical effect. The reference electrode 33 is
It is made of a material such as a transparent conductive film that transmits the measuring light M and the switch controlling light C 1 .

【0073】参照電極34には参照電圧が印加されてい
る。次に、図7に示す電圧センサ10aを用いた電圧測
定方法について説明する。はじめに、測定対象104に
測定すべき電圧を印加させた状態で、図7に示すように
スイッチ制御用光C1 を参照電極33と測定電極35を
含む部分に照射し、光導電効果により参照電極33と測
定電極35を短絡する。このとき、スイッチ制御用光C
2 は照射されていないので、参照電極33と34は絶縁
されている。そして、測定用光Mを図7に示すように参
照電極33の部分に照射し、その偏光状態を偏光検出器
6により検出する。これにより、電圧測定の基準となる
偏光状態(参照電極33と測定電極35が同電位のとき
の偏光状態)が検出され、電圧値V0 に変換される。
A reference voltage is applied to the reference electrode 34. Next, a voltage measuring method using the voltage sensor 10a shown in FIG. 7 will be described. First , in a state in which a voltage to be measured is applied to the measurement object 104, the portion including the reference electrode 33 and the measurement electrode 35 is irradiated with the switch control light C 1 as shown in FIG. 7, and the reference electrode is caused by the photoconductive effect. 33 and the measuring electrode 35 are short-circuited. At this time, the switch control light C
Since 2 is not illuminated, the reference electrodes 33 and 34 are insulated. Then, as shown in FIG. 7, the measuring light M is applied to the portion of the reference electrode 33, and the polarization state thereof is detected by the polarization detector 6. As a result, the polarization state serving as the reference for voltage measurement (the polarization state when the reference electrode 33 and the measurement electrode 35 have the same potential) is detected and converted into the voltage value V 0 .

【0074】この電圧値V0 には、これまでの実施例と
同様にドリフト成分等のノイズの影響が含まれないこと
となる。このとき、参照電圧は測定対象104に印加さ
れないので、測定対象104は保護される。
This voltage value V 0 does not include the influence of noise such as drift components as in the above-described embodiments. At this time, since the reference voltage is not applied to the measurement target 104, the measurement target 104 is protected.

【0075】基準となる偏光状態が検出されたならば、
スイッチ制御用光C1 の照射を停止し、スイッチ制御用
光C2 を照射する。スイッチ制御用光C2 は、図7に示
すように、参照電極33の一部及び参照電極34の一部
並びに参照電極33及び34により挟まれた部分の電気
光学素子を含むように照射される。これにより、参照電
極33と測定電極35は絶縁され、参照電極33と34
は電気光学素子32の光導電効果により導通されること
となり、参照電極33に参照電圧が印加される。
If the reference polarization state is detected,
The irradiation of the switch control light C 1 is stopped and the switch control light C 2 is irradiated. As shown in FIG. 7, the switch control light C 2 is irradiated so as to include a part of the reference electrode 33, a part of the reference electrode 34, and a part of the electro-optical element sandwiched between the reference electrodes 33 and 34. . As a result, the reference electrode 33 and the measurement electrode 35 are insulated, and the reference electrodes 33 and 34 are isolated.
Is rendered conductive by the photoconductive effect of the electro-optical element 32, and a reference voltage is applied to the reference electrode 33.

【0076】次に、スイッチ制御用光C2 を照射したま
ま測定用光Mを図7に示すように参照電極33の部分に
照射し、その偏光状態を偏光検出器6により検出する。
これにより、測定対象104の電圧と同電圧である測定
電極35の電圧に起因する電気光学素子32の複屈折率
の変化に基づき、測定電極35に印加された電圧に対応
する測定用光Mの偏光状態が検出され、電圧値V1 に変
換される。
Next, the measurement light M is applied to the reference electrode 33 as shown in FIG. 7 while the switch control light C 2 is still applied, and the polarization state is detected by the polarization detector 6.
Accordingly, based on the change in the birefringence of the electro-optical element 32 caused by the voltage of the measurement electrode 35 that is the same as the voltage of the measurement target 104, the measurement light M corresponding to the voltage applied to the measurement electrode 35 is generated. The polarization state is detected and converted into a voltage value V 1 .

【0077】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧を求
めることができる。 (VIII)第6実施例 次に、第3実施例の変形例である第6の実施例につい
て、図5及び図8を用いて説明する。
Then, the voltage applied to the measurement object 104 can be obtained by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 . (VIII) Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment which is a modification of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 8.

【0078】本実施例は、第3実施例の電圧センサ4b
におけるスイッチS0 及びS2 に対応する動作をスイッ
チ制御用光C3 及びC4 を用いて実現するものである。
本実施例において、図7に示す第5実施例と同様の部材
については同様の部材番号を付し、詳細な説明は省略す
る。
In this embodiment, the voltage sensor 4b of the third embodiment is used.
The operations corresponding to the switches S 0 and S 2 in the above are realized by using the switch control lights C 3 and C 4 .
In this embodiment, the same members as those in the fifth embodiment shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0079】図8に示す電圧センサ10bは、電気光学
素子32と、電気光学素子32の測定対象に対向する面
と反対側の面の一部(図8(b)参照)に形成された参
照電極36と、電気光学素子32の測定対象に対向する
面の一部(図8(b)参照)に形成された測定電極37
と、測定電極37と絶縁され、測定対象に接触させるプ
ローブ電極38とにより構成されている。測定電極37
とプローブ電極38の間には、図8(b)に示すよう
に、スリット状の間隙が設けられている。
The voltage sensor 10b shown in FIG. 8 is a reference formed on the electro-optical element 32 and a part of the surface of the electro-optical element 32 opposite to the surface facing the object to be measured (see FIG. 8B). The electrode 36 and the measurement electrode 37 formed on a part of the surface of the electro-optical element 32 facing the measurement target (see FIG. 8B).
And a probe electrode 38 which is insulated from the measurement electrode 37 and is brought into contact with the measurement target. Measuring electrode 37
As shown in FIG. 8B, a slit-shaped gap is provided between the probe electrode 38 and the probe electrode 38.

【0080】ここで、電気光学素子32は、第5実施例
と同様に、電気光学効果の他に、スイッチ制御用光C3
及びC4 に対して光導電効果を有する。参照電極36
は、透明導電膜等の測定用光M及びスイッチ制御用光C
3 を透過する材料で構成されており、参照電極36には
参照電圧が印加されている。
Here, in the same manner as the fifth embodiment, the electro-optical element 32 has the switch control light C 3 in addition to the electro-optical effect.
And C 4 have a photoconductive effect. Reference electrode 36
Is a measuring light M such as a transparent conductive film and a switch controlling light C.
It is made of a material that transmits 3 and a reference voltage is applied to the reference electrode 36.

【0081】次に、図8に示す電圧センサ10bを用い
た電圧測定について説明する。ここで、プローブ電極3
8は、測定対象104に接触している。はじめに、測定
対象104に測定すべき電圧を印加させた状態で、図8
に示すようにスイッチ制御用光C3 を参照電極36と測
定電極37を含む部分に照射し、光導電効果により参照
電極36と測定電極37を短絡する。このとき、スイッ
チ制御用光C4 は照射されていないので、測定電極37
とプローブ電極38は絶縁されている。そして、測定用
光Mを図8に示すように参照電極36の部分に照射し、
その偏光状態を偏光検出器6により検出する。これによ
り、電圧測定の基準となる偏光状態(参照電極36と測
定電極37が同電位のときの偏光状態)が検出され、電
圧値V0 に変換される。
Next, voltage measurement using the voltage sensor 10b shown in FIG. 8 will be described. Here, the probe electrode 3
8 is in contact with the measurement object 104. First, in a state in which a voltage to be measured is applied to the measurement target 104, as shown in FIG.
As shown in ( 3) , the switch control light C 3 is applied to the portion including the reference electrode 36 and the measurement electrode 37, and the reference electrode 36 and the measurement electrode 37 are short-circuited by the photoconductive effect. At this time, since the switch control light C 4 is not emitted, the measurement electrode 37
And the probe electrode 38 is insulated. Then, the measurement light M is applied to the portion of the reference electrode 36 as shown in FIG.
The polarization state is detected by the polarization detector 6. As a result, the polarization state that serves as a reference for voltage measurement (the polarization state when the reference electrode 36 and the measurement electrode 37 have the same potential) is detected and converted into the voltage value V 0 .

【0082】この電圧値V0 には、これまでの実施例と
同様にドリフト成分等のノイズの影響が含まれないこと
となる。また、このとき、測定対象104に参照電圧は
印加されず、測定対象104は保護される。
This voltage value V 0 does not include the influence of noise such as drift components as in the above-described embodiments. At this time, the reference voltage is not applied to the measurement target 104, and the measurement target 104 is protected.

【0083】基準となる偏光状態が検出されたならば、
スイッチ制御用光C3 の照射を停止し、スイッチ制御用
光C4 を照射する。スイッチ制御用光C4 は、図8に示
すように、参照電極36は含まず、測定電極37の一部
及びプローブ電極38の一部並びに測定電極37及びプ
ローブ電極38により挟まれた部分の電気光学素子を含
むように照射される。,これにより、参照電極36と測
定電極37は絶縁され、測定電極37とプローブ電極3
8は電気光学素子32の光導電効果により導通される。
If the reference polarization state is detected,
The irradiation of the switch control light C 3 is stopped and the switch control light C 4 is irradiated. As shown in FIG. 8, the switch control light C 4 does not include the reference electrode 36, but does not include the reference electrode 36, the measurement electrode 37, the probe electrode 38, the measurement electrode 37, and the probe electrode 38. It is illuminated to include an optical element. , Thereby, the reference electrode 36 and the measurement electrode 37 are insulated, and the measurement electrode 37 and the probe electrode 3
8 is made conductive by the photoconductive effect of the electro-optical element 32.

【0084】次に、スイッチ制御用光C4 を照射したま
ま測定用光Mを参照電極36の部分に照射し、その偏光
状態を偏光検出器6により検出する。これにより、測定
対象104の電圧と同電圧であるプローブ電極38の電
圧に起因する電気光学素子32の複屈折率の変化に基づ
き、プローブ電極38(測定電極37)に印加された電
圧に対応する測定用光Mの偏光状態が検出され、電圧値
1 に変換される。
Next, the measurement light M is applied to the portion of the reference electrode 36 while the switch control light C 4 is still applied, and the polarization state is detected by the polarization detector 6. This corresponds to the voltage applied to the probe electrode 38 (measurement electrode 37) based on the change in the birefringence of the electro-optical element 32 caused by the voltage of the probe electrode 38 that is the same as the voltage of the measurement target 104. The polarization state of the measuring light M is detected and converted into a voltage value V 1 .

【0085】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧を求
めることができる。以上の第5及び第6実施例によれ
ば、第2及び第3実施例と同様の効果に加えて、スイッ
チとして電気光学素子32の光導電効果を用いるので、
機械的なスイッチ等を設けることなく、簡易な回路構成
によりスイッチング速度の速いスイッチング動作を実行
することができる。
Then, the voltage applied to the measurement object 104 can be obtained by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 . According to the fifth and sixth embodiments described above, in addition to the same effects as the second and third embodiments, the photoconductive effect of the electro-optical element 32 is used as a switch,
A switching operation with a high switching speed can be executed by a simple circuit configuration without providing a mechanical switch or the like.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、測定電極(21)と参照電極(20)を
短絡させて測定用光(M)を照射したときの測定用光
(M)の偏光状態が検出され、次に検出した偏光状態を
基準偏光状態として測定対象(104)の電圧が測定さ
れるので、測定電極(21)と参照電極(20)を短絡
させて測定用光(M)を照射したときの測定用光(M)
の偏光状態が基準偏光状態とされ、測定装置を大型化、
複雑化することなくドリフト成分や特定の低周波ノイズ
等の影響を受けない電圧測定が可能となる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the measurement electrode (21) and the reference electrode (20) are short-circuited and the measurement light (M) is irradiated. The polarization state of the light (M) is detected, and the voltage of the measurement target (104) is measured using the detected polarization state as the reference polarization state. Therefore, the measurement electrode (21) and the reference electrode (20) are short-circuited. Measurement light (M) when irradiated with measurement light (M)
The polarization state of is the reference polarization state, and the measuring device is upsized.
It is possible to perform voltage measurement without being affected by drift components, specific low-frequency noise, etc. without complication.

【0087】請求項2に記載の発明によれば、スイッチ
手段(S0 )により測定対象104に近接させる測定電
極(21)と、参照電圧が印加される参照電極(20)
とを短絡させるので、測定電極(21)と参照電極(2
0)を短絡させて測定用光(M)を照射したときの測定
用光(M)の偏光状態を基準偏光状態として測定対象
(104)の電圧を測定することができ、測定装置を大
型化、複雑化することなくドリフト成分や特定の低周波
ノイズ等の影響を受けない電圧測定が可能となる。
According to the second aspect of the invention, the measurement electrode (21) which is brought close to the measurement object 104 by the switch means (S 0 ) and the reference electrode (20) to which the reference voltage is applied.
Since they are short-circuited, the measurement electrode (21) and the reference electrode (2
0) is short-circuited and the measurement light (M) is irradiated with the measurement light (M), and the voltage of the measurement target (104) can be measured using the polarization state of the measurement light (M) as a reference polarization state, thus increasing the size of the measurement device. Therefore, it is possible to perform voltage measurement without being affected by drift components, specific low frequency noise, etc. without complication.

【0088】請求項3に記載の発明によれば、第1スイ
ッチ手段(S0 )により測定対象(104)に接触させ
る測定電極(21)と、参照電圧が印加される参照電極
(20)とを短絡させ、第2スイッチ手段(S1 )によ
り参照電圧を発生する参照電圧源(23)を参照電極
(20)に接続するので、測定電極(21)を測定対象
(104)に接触させて電圧を測定する場合でも、参照
電圧が測定対象(104)に印加されることがなく、測
定対象(104)を保護しつつ、測定装置を大型化、複
雑化せずにドリフト成分や特定の低周波ノイズ等の影響
を受けない電圧測定が可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the measurement electrode (21) brought into contact with the measurement object (104) by the first switch means (S 0 ) and the reference electrode (20) to which the reference voltage is applied. Since the reference voltage source (23) for generating the reference voltage by the second switch means (S 1 ) is connected to the reference electrode (20), the measurement electrode (21) is brought into contact with the measurement target (104). Even when measuring the voltage, the reference voltage is not applied to the measurement target (104), and while protecting the measurement target (104), the drift device or the specific low component can be reduced without increasing the size and complexity of the measurement device. It is possible to measure voltage without being affected by frequency noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1乃至第3実施例に係わる電圧測定
装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a voltage measuring device according to first to third embodiments of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の電圧センサを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a voltage sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例の電圧センサを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a voltage sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例の電圧センサを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a voltage sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4乃至第6実施例に係わる電圧測定
装置を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a voltage measuring device according to fourth to sixth embodiments of the present invention.

【図6】本発明の第4実施例の電圧センサを示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a voltage sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5実施例の電圧センサを示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a voltage sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6実施例の電圧センサを示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a voltage sensor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】従来技術の電圧測定装置の電圧センサを示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing a voltage sensor of a conventional voltage measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…CPU 2、12…駆動部 3…半導体レーザ 4、4a、4b、10、10a、10b…電圧センサ 5…センサコントローラ 6…偏光検出器 7…増幅器 8…信号処理器 9…タイミング発生部 11…スイッチコントローラ 13…半導体レーザ 20、30、33、34、36…参照電極 21、31、35、37…測定電極 22、32…電気光学素子 23…参照電圧源 24、38…プローブ電極 100…参照電極 101…測定電極 102…電気光学素子 103…参照電圧源 104…測定対象 M…測定用光 C、C1 、C2 、C3 、C4 …スイッチ制御用光 E…センサ制御信号 S0 、S1 、S2 …スイッチDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CPU 2, 12 ... Drive part 3 ... Semiconductor laser 4, 4a, 4b, 10, 10a, 10b ... Voltage sensor 5 ... Sensor controller 6 ... Polarization detector 7 ... Amplifier 8 ... Signal processor 9 ... Timing generator 11 ... switch controller 13 ... semiconductor laser 20, 30, 33, 34, 36 ... reference electrode 21, 31, 35, 37 ... measurement electrode 22, 32 ... electro-optical element 23 ... reference voltage source 24, 38 ... probe electrode 100 ... reference Electrode 101 ... Measuring electrode 102 ... Electro-optical element 103 ... Reference voltage source 104 ... Measurement object M ... Measurement light C, C 1 , C 2 , C 3 , C 4 ... Switch control light E ... Sensor control signal S 0 , S 1 , S 2 ... switch

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年6月16日[Submission date] June 16, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項2[Name of item to be corrected] Claim 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】次に、測定対象104の電圧を測定するた
め、測定電極101を測定対象104に近接又は接触さ
せ、測定用光Mを電気光学素子102に照射し、その偏
光状態を検出することで測定対象104の電圧を検出す
る。
Next, in order to measure the voltage of the measuring object 104, the measuring electrode 101 is brought close to or in contact with the measuring object 104, the measuring light M is applied to the electro-optical element 102, and its polarization state is detected . Detects the voltage of the measurement target 104
It

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0008】[0008]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0009】以上説明した、電気光学素子を用いた従来
技術の電圧センサによる電圧の測定は、高時間分解能が
得られる等の特徴を有する。しかし、その反面、微小電
圧の測定を行う場合には、電気光学効果による複屈折の
変化が非常に微小となるため、種々のノイズの影響を受
けやすいという短所がある。
The above-described voltage measurement by the prior art voltage sensor using the electro-optical element has a high time resolution.
It has features such as being obtained . However, on the other hand, when measuring a minute voltage, the change in birefringence due to the electro-optical effect is extremely small, and therefore, there is a disadvantage that it is susceptible to various noises.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の測定対
象の電圧信号の位相の変化による検出量の変化から測定
対象の電圧を検出する方法では、測定対象駆動装置と測
定装置の連携動作が必要となり、測定が複雑化するとい
う問題点があった。
However, in the method of detecting the voltage of the measurement target from the change of the detection amount due to the change of the phase of the voltage signal of the measurement target, the measurement target drive device and the measurement target voltage are detected.
There is a problem in that the measurement requires a complicated operation of the fixed device, which makes the measurement complicated .

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】請求項2に記載の発明は、測定対象に近接
又は接触させる測定電極及び参照電圧が印加される参照
電極を有する電気光学素子を用いた電圧センサに測定用
光を照射し、電気光学素子を通過した測定用光の偏光状
態の変化を検出して測定対象の電圧測定を行う電圧測定
装置において、電圧センサ(4)は、測定対象(10
4)に近接又は接触させる測定電極(21)と、参照電
圧が印加される参照電極(20)とを短絡させるスイッ
チ手段(S0 )を有して構成される。
According to a second aspect of the invention, the object to be measured is close to
Or , irradiating the measuring light to the voltage sensor using the electro-optical element having the measuring electrode to be brought into contact and the reference electrode to which the reference voltage is applied, and detecting the change in the polarization state of the measuring light passing through the electro-optical element. In a voltage measuring device that measures the voltage of a measurement target, the voltage sensor (4) includes a measurement target (10
4) has a switch means (S 0 ) for short-circuiting the measuring electrode (21) brought into proximity with or in contact with the reference electrode (20) to which the reference voltage is applied.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】請求項2に記載の発明によれば、スイッチ
手段(S0 )は、測定対象(104)に近接又は接触
せる測定電極(21)と、参照電圧が印加される参照電
極(20)とを短絡させる。
According to the second aspect of the present invention, the switch means (S 0 ) is applied with the reference voltage and the measurement electrode (21) which is brought into proximity or contact with the measurement object (104). The reference electrode (20) is short-circuited.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】図1に示す電圧測定装置は、電圧測定装置
全体を制御するCPU1と、測定用光Mを出射する半導
体レーザ3と、半導体レーザ3を駆動する駆動部2と、
測定対象104の電圧を検出する電圧センサ4(4a、
4b)と、CPU1の制御に基づいて、電圧センサ4
(4a、4b)を制御するためのセンサ制御信号Eを出
力するセンサコントローラ5と、電圧センサ4(4a、
4b)からの測定用光Mの偏光状態を検出して電気信号
である検出信号に変換する偏光検出器6と、検出信号を
増幅する増幅器7と、検出信号に対しA/D変換等の信
号処理を施してCPU1へ出力する信号処理器8と、測
定対象104からのトリガ信号に基づいて駆動部2を駆
動するためのタイミング信号を発生する図示しないタイ
ミング発生部とにより構成されている。
The voltage measuring device shown in FIG. 1 includes a CPU 1 for controlling the entire voltage measuring device, a semiconductor laser 3 for emitting a measuring light M, and a drive section 2 for driving the semiconductor laser 3.
The voltage sensor 4 (4a, which detects the voltage of the measurement target 104,
4b) and the voltage sensor 4 based on the control of the CPU 1.
A sensor controller 5 for outputting a sensor control signal E for controlling (4a, 4b), and a voltage sensor 4 (4a,
4b) a polarization detector 6 for detecting the polarization state of the measuring light M and converting it into a detection signal which is an electric signal, an amplifier 7 for amplifying the detection signal, and a signal for A / D conversion or the like for the detection signal. A signal processor 8 which performs processing and outputs it to the CPU 1 and a timing processor ( not shown) which generates a timing signal for driving the drive unit 2 based on a trigger signal from the measurement object 104.
And a ming generation unit .

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】CPU1は、測定対象104からのトリガ
信号に、タイミング発生部によって予め設定された遅延
をかけてタイミング信号を生成し、駆動部2に出力す
る。駆動部2は、上記タイミング信号に合わせて半導体
レーザ3を駆動し、測定用光Mを発生させる。ここで、
通常、測定用光Mはパルス光とされる。
The CPU 1 is a trigger from the measurement object 104.
The signal has a delay preset by the timing generator.
To generate a timing signal and output it to the drive unit 2.
It The drive unit 2 is a semiconductor device according to the timing signal.
The laser 3 is driven to generate the measuring light M. here,
Usually, the measuring light M is pulsed light.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Name of item to be corrected] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0029】また、測定用光Mは、これをパルス光でな
く連続光として発振させ、電圧を測定することもでき
る。この場合には、駆動部2は半導体レーザ3を連続駆
動すると共に、タイミング信号は駆動部2ではなく信号
処理器8に入力され、信号処理のタイミングを制御する
こととなる。
The measuring light M is not pulsed light.
It is also possible to oscillate as continuous light and measure the voltage.
It In this case, the drive unit 2 continuously drives the semiconductor laser 3.
And the timing signal is not the drive unit 2
It is input to the processor 8 and controls the timing of signal processing.
It will be.

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0031】センサコントローラ5は、後述の電圧セン
サ4(4a、4b)に設置されているスイッチS0 (S
1 、S2 )を制御するためのセンサ制御信号Eを出力
し、このセンサ制御信号Eに基づいて、電圧センサ4
(4a、4b)のスイッチS0 (S1 、S2 )の切り換
えが制御される。なお、上記のタイミング信号は、測定
対象104が出力するトリガ信号に基づいてタイミング
発生部において生成したが、CPU1から出力する信号
に基づいてタイミング発生部において生成し、それを測
定対象104に入力して測定用光Mとのタイミングをと
ってもよい。
The sensor controller 5 is a switch S 0 (S) (S) installed on a voltage sensor 4 (4a, 4b) described later.
1 , S 2 ) to output a sensor control signal E, and based on this sensor control signal E, the voltage sensor 4
The switching of the switches S 0 (S 1 , S 2 ) of (4a, 4b) is controlled. The above timing signal is based on a trigger signal measured 104 outputs timing
Although it is generated in the generation unit , it may be generated in the timing generation unit based on the signal output from the CPU 1 and input to the measurement target 104 to take timing with the measurement light M.

【手続補正13】[Procedure Amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0036[Correction target item name] 0036

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0036】ここで、電気光学素子22は、測定電極2
1を測定対象104に近接させたときに、測定対象10
4からの電界により測定電極21に電圧が誘起される
と、結晶内部の複屈折率が変化する電気光学効果を有す
る。電気光学素子22の具体的な材料としては、ガリウ
ムヒ素などがある。
Here, the electro-optical element 22 is the measurement electrode 2
When 1 is brought close to the measuring object 104, the measuring object 10
When a voltage is induced in the measuring electrode 21 by the electric field from 4, the birefringence inside the crystal has an electro-optical effect. A specific material for the electro-optical element 22 is gallium arsenide or the like.

【手続補正14】[Procedure Amendment 14]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0039[Correction target item name] 0039

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0039】この場合において、基準となる偏光状態が
検出されたならば、次に測定対象104に測定するべき
電圧を印加させ、スイッチS0 をOFFとする。そし
て、スイッチS0 をOFFにしたまま測定用光Mを照射
し、その偏光状態を偏光検出器6により検出する。これ
により、測定対象104からの電界により測定電極21
に誘起された電圧に起因する電気光学素子22の複屈折
率の変化に基づき、測定電極21に誘起された電圧に対
応する測定用光Mの偏光状態が検出され、電圧値V1
変換される。
[0039] In this case Te odor, if the polarization state as the standards is detected, by applying a voltage to then measure the measurement target 104, the switch S 0 turned OFF. Then, the measurement light M is emitted with the switch S 0 kept OFF, and the polarization state is detected by the polarization detector 6. Thereby, the measurement electrode 21 is generated by the electric field from the measurement target 104.
The basis of the change in the birefringence of the electro-optical element 22 due to the induced voltage, the polarization state of the measuring beam M corresponding to the voltage induced in the measuring electrode 21 is detected and converted into a voltage value V 1 It

【手続補正15】[Procedure Amendment 15]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0040[Correction target item name] 0040

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0040】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧に起
因する測定電極21の電圧のスイッチS0 をONした状
態を基準とする電圧変化が検出され、これに基づいて測
定対象104に印加された電圧が求められる。ここで、
偏光検出器6の出力を、スイッチS0 の制御信号を参照
信号として図示しないロックインアンプにより検出する
ことにより、S/N(Signal/Noise)比を向上させるこ
とも可能である。
Then, by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 , the voltage change due to the voltage applied to the measurement object 104, which is based on the state in which the switch S 0 of the voltage of the measuring electrode 21 is turned ON, is changed. The voltage detected and applied to the measurement target 104 is obtained based on the detected voltage. here,
Refer to the control signal of the switch S 0 for the output of the polarization detector 6.
Detected as a signal by a lock-in amplifier (not shown)
To improve the S / N (Signal / Noise) ratio.
Both are possible.

【手続補正16】[Procedure Amendment 16]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0041[Correction target item name] 0041

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0041】以上の第1実施例によれば、測定装置を大
型化、複雑化することなく参照電極20と測定電極21
との電位差が0のときに測定される電圧値、すなわち、
スイッチS0 をONした時の電圧値を基準電圧として測
定対象104の電圧を測定するので、ドリフト成分等の
ノイズの影響を受けずに測定対象104の電圧を測定す
ることができる。なお、測定電極21を測定対象104
に接触させる場合には、スイッチS0 をONにしたとき
に、参照電圧源23の電圧が測定対象104に直接印加
されるという欠点はあるが、反面、電圧測定をより正確
にできるという利点がある。 (III )第2実施例 次に、請求項3に記載の発明に対応する第2の実施例に
ついて、図1及び図3を用いて説明する。
According to the first embodiment described above, the reference electrode 20 and the measurement electrode 21 can be provided without increasing the size and complexity of the measuring device.
The voltage value measured when the potential difference between
Since the voltage of the measurement target 104 is measured using the voltage value when the switch S 0 is turned on as the reference voltage, the voltage of the measurement target 104 can be measured without being affected by noise such as a drift component. The measurement electrode 21 is connected to the measurement object 104.
When touching the switch, turn on the switch S 0
In addition, the voltage of the reference voltage source 23 is directly applied to the measurement target 104.
However, the voltage measurement is more accurate.
The advantage is that (III) Second Embodiment Next, a second embodiment corresponding to the invention described in claim 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 3.

【手続補正17】[Procedure Amendment 17]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0045[Name of item to be corrected] 0045

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0045】また、このとき、参照電圧は測定対象10
4に印加されないので、測定対象104は保護される。
[0045] In addition, at this time, the reference voltage is measured 10
4 is not applied, the measurement object 104 is protected.

【手続補正18】[Procedure 18]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0048[Correction target item name] 0048

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0048】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧に起
因する測定電極21の電圧のスイッチS0 をONした状
態を基準とする電圧変化が検出され、これに基づいて測
定対象104に印加された電圧が求められる。ここで、
偏光検出器6の出力を、スイッチS0 及びS1 の制御信
号を参照信号としてロックインアンプにより検出するこ
とにより、S/N比を向上させることも可能である。 (IV)第3実施例 次に、請求項3に記載の発明に対応する他の実施例(以
下、第3実施例という。)について、図1及び図4を用
いて説明する。
Then, by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 , the voltage change caused by the voltage applied to the measurement object 104 is changed with reference to the state in which the switch S 0 of the voltage of the measuring electrode 21 is turned on. The voltage detected and applied to the measurement target 104 is obtained based on the detected voltage. here,
The output of the polarization detector 6 is sent to the control signals of the switches S 0 and S 1 .
Signal as a reference signal can be detected by a lock-in amplifier.
With, it is possible to improve the S / N ratio. (IV) Third Embodiment Next, another embodiment (hereinafter referred to as a third embodiment) corresponding to the invention described in claim 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 4.

【手続補正19】[Procedure Amendment 19]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0052[Correction target item name] 0052

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0052】このとき、参照電圧は測定対象104に印
加されないので、測定対象104は保護される。
At this time, since the reference voltage is not applied to the measuring object 104, the measuring object 104 is protected.

【手続補正20】[Procedure amendment 20]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0054[Correction target item name] 0054

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0054】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧に起
因する測定電極21の電圧のスイッチS0 をONした状
態を基準とする電圧変化が検出され、これに基づいて測
定対象104に印加された電圧が求められる。ここで、
偏光検出器6の出力を、スイッチS0 及びS1 の制御信
号を参照信号としてロックインアンプにより検出するこ
とにより、S/N比を向上させることも可能である。
Then, by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 , the voltage change due to the voltage applied to the measurement object 104, which is based on the state in which the switch S 0 of the voltage of the measurement electrode 21 is ON, is used as a reference. The voltage detected and applied to the measurement target 104 is obtained based on the detected voltage. here,
The output of the polarization detector 6 is sent to the control signals of the switches S 0 and S 1 .
Signal as a reference signal can be detected by a lock-in amplifier.
With, it is possible to improve the S / N ratio.

【手続補正21】[Procedure correction 21]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0057[Name of item to be corrected] 0057

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0057】次に、動作を説明する。図5に示す電圧測
定装置は、図1の電圧測定装置に加えて、CPU1は、
スイッチコントローラ11を制御する。
Next, the operation will be described. In addition to the voltage measuring device of FIG. 1, the voltage measuring device shown in FIG.
The switch controller 11 is controlled.

【手続補正22】[Procedure correction 22]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0066[Correction target item name] 0066

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0066】これにより、電圧測定の基準となる偏光状
態における電圧値V0 が求められる。
[0066] Thus, the voltage value V 0 in the polarization state as a reference for voltage measurement Ru sought.

【手続補正23】[Procedure amendment 23]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0067[Correction target item name] 0067

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0067】基準となる偏光状態が検出されたならば、
次にスイッチ制御用光Cの照射を停止する。すると、光
導電効果が失われ、参照電極30と測定電極31は絶縁
される。
When the reference polarization state is detected,
Next, the irradiation of the switch control light C is stopped. Then, the photoconductive effect is lost and the reference electrode 30 and the measurement electrode 31 are insulated.

【手続補正24】[Procedure correction 24]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0069[Correction target item name] 0069

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0069】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧が求
められる。ここで、偏光検出器6の出力を、スイッチ制
御用光Cの制御信号を参照信号としてロックインアンプ
により検出することにより、S/N比を向上させること
も可能である。以上の第4実施例によれば、第1実施例
と同様の効果に加えて、スイッチとして電気光学素子3
2の光導電効果を用いるので、機械的なスイッチ等を設
けることなく参照電極30及び測定電極31間を短絡で
き、簡易な回路構成により浮遊容量が小さくスイッチン
グ速度の速いスイッチング動作を実現することができ
る。 (VII )第5実施例 次に、第2実施例の変形例である第5の実施例につい
て、図5及び図7を用いて説明する。
Then, the voltage applied to the measurement object 104 is obtained by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 . Here, the output of the polarization detector 6 is switched
Lock-in amplifier with control signal of control light C as reference signal
To improve the S / N ratio by detecting
Is also possible. According to the fourth embodiment described above, in addition to the same effects as the first embodiment, the electro-optical element 3 functions as a switch.
Since the photoconductive effect of No. 2 is used, the reference electrode 30 and the measurement electrode 31 can be short-circuited without providing a mechanical switch or the like, and the stray capacitance is small and the switching speed is fast with a simple circuit configuration. The operation can be realized. (VII) Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment which is a modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS.

【手続補正25】[Procedure correction 25]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0073[Correction target item name] 0073

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0073】参照電極34には参照電圧が印加されてい
る。次に、図7に示す電圧センサ10aを用いた電圧測
定方法について説明する。はじめに、図7に示すように
スイッチ制御用光C1 を参照電極33と測定電極35を
含む部分に照射し、光導電効果により参照電極33と測
定電極35を短絡する。このとき、スイッチ制御用光C
2 は照射されていないので、参照電極33と34は絶縁
されている。そして、測定用光Mを図7に示すように参
照電極33の部分に照射し、その偏光状態を偏光検出器
6により検出する。これにより、電圧測定の基準となる
偏光状態(参照電極33と測定電極35が同電位のとき
の偏光状態)が検出され、電圧値V0 に変換される。
A reference voltage is applied to the reference electrode 34. Next, a voltage measuring method using the voltage sensor 10a shown in FIG. 7 will be described. First , as shown in FIG. 7 , the portion including the reference electrode 33 and the measurement electrode 35 is irradiated with the switch control light C 1, and the reference electrode 33 and the measurement electrode 35 are short-circuited by the photoconductive effect. At this time, the switch control light C
Since 2 is not illuminated, the reference electrodes 33 and 34 are insulated. Then, as shown in FIG. 7, the measuring light M is applied to the portion of the reference electrode 33, and the polarization state thereof is detected by the polarization detector 6. As a result, the polarization state serving as the reference for voltage measurement (the polarization state when the reference electrode 33 and the measurement electrode 35 have the same potential) is detected and converted into the voltage value V 0 .

【手続補正26】[Procedure Amendment 26]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0074[Correction target item name] 0074

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0074】このとき、参照電圧は測定対象104に印
加されないので、測定対象104は保護される。
At this time, since the reference voltage is not applied to the measuring object 104, the measuring object 104 is protected.

【手続補正27】[Procedure Amendment 27]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0077[Correction target item name] 0077

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0077】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧を求
めることができる。ここで、偏光検出器6の出力を、ス
イッチ制御用光C1 及びC2 の制御信号を参照信号とし
てロックインアンプにより検出することにより、S/N
比を向上させることも可能である。 (VIII)第6実施例 次に、第3実施例の変形例である第6の実施例につい
て、図5及び図8を用いて説明する。
Then, the voltage applied to the measurement object 104 can be obtained by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 . Here, the output of the polarization detector 6 is
The control signals of the switch control lights C 1 and C 2 are used as reference signals.
The lock-in amplifier detects the S / N
It is also possible to improve the ratio. (VIII) Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment which is a modification of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 8.

【手続補正28】[Procedure correction 28]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0081[Correction target item name] 0081

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0081】次に、図8に示す電圧センサ10bを用い
た電圧測定について説明する。ここで、プローブ電極3
8は、測定対象104に接触している。はじめに、図8
に示すようにスイッチ制御用光C3 を参照電極36と測
定電極37を含む部分に照射し、光導電効果により参照
電極36と測定電極37を短絡する。このとき、スイッ
チ制御用光C4 は照射されていないので、測定電極37
とプローブ電極38は絶縁されている。そして、測定用
光Mを図8に示すように参照電極36の部分に照射し、
その偏光状態を偏光検出器6により検出する。これによ
り、電圧測定の基準となる偏光状態(参照電極36と測
定電極37が同電位のときの偏光状態)が検出され、電
圧値V0 に変換される。
Next, voltage measurement using the voltage sensor 10b shown in FIG. 8 will be described. Here, the probe electrode 3
8 is in contact with the measurement object 104. First , Fig. 8
As shown in ( 3) , the switch control light C 3 is applied to the portion including the reference electrode 36 and the measurement electrode 37, and the reference electrode 36 and the measurement electrode 37 are short-circuited by the photoconductive effect. At this time, since the switch control light C 4 is not emitted, the measurement electrode 37
And the probe electrode 38 is insulated. Then, the measurement light M is applied to the portion of the reference electrode 36 as shown in FIG.
The polarization state is detected by the polarization detector 6. As a result, the polarization state that serves as a reference for voltage measurement (the polarization state when the reference electrode 36 and the measurement electrode 37 have the same potential) is detected and converted into the voltage value V 0 .

【手続補正29】[Procedure correction 29]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0082[Correction target item name] 0082

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0082】また、このとき、測定対象104に参照電
圧は印加されず、測定対象104は保護される。
[0082] At this time, the reference voltage to the measurement target 104 is not applied, the measurement object 104 is protected.

【手続補正30】[Procedure amendment 30]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0085[Correction target item name] 0085

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0085】そして、電圧値V1 から電圧値V0 を差し
引くことにより、測定対象104に印加された電圧を求
めることができる。ここで、偏光検出器6の出力を、ス
イッチ制御用光C3 及びC4 の制御信号を参照信号とし
てロックインアンプにより検出することにより、S/N
比を向上させることも可能である。以上の第5及び第6
実施例によれば、第2及び第3実施例と同様の効果に加
えて、スイッチとして電気光学素子32の光導電効果を
用いるので、機械的なスイッチ等を設けることなく、簡
易な回路構成により浮遊容量が少なくスイッチング速度
の速いスイッチング動作を実行することができる。
Then, the voltage applied to the measurement object 104 can be obtained by subtracting the voltage value V 0 from the voltage value V 1 . Here, the output of the polarization detector 6 is
The control signals of the switch control lights C 3 and C 4 are used as reference signals.
The lock-in amplifier detects the S / N
It is also possible to improve the ratio. Above 5th and 6th
According to the embodiment, in addition to the same effects as those of the second and third embodiments, the photoconductive effect of the electro-optical element 32 is used as a switch, so that a simple circuit configuration is provided without providing a mechanical switch or the like. It is possible to perform a switching operation with a small stray capacitance and a high switching speed.

【手続補正31】[Procedure correction 31]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0087[Correction target item name] 0087

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0087】請求項2に記載の発明によれば、スイッチ
手段(S0 )により測定対象104に近接又は接触させ
る測定電極(21)と、参照電圧が印加される参照電極
(20)とを短絡させるので、測定電極(21)と参照
電極(20)を短絡させて測定用光(M)を照射したと
きの測定用光(M)の偏光状態を基準偏光状態として測
定対象(104)の電圧を測定することができ、測定装
置を大型化、複雑化することなくドリフト成分や特定の
低周波ノイズ等の影響を受けない電圧測定が可能とな
る。
According to the second aspect of the present invention, the measuring electrode (21) which is brought into proximity to or in contact with the measuring object 104 by the switch means (S 0 ) and the reference electrode (reference electrode) to which the reference voltage is applied. 20) is short-circuited, so that the polarization state of the measurement light (M) when the measurement electrode (21) and the reference electrode (20) are short-circuited and irradiated with the measurement light (M) is set as a reference polarization state. Since the voltage of (104) can be measured, the voltage can be measured without being affected by a drift component, specific low frequency noise, etc. without increasing the size and complexity of the measuring device.

【手続補正32】[Procedure correction 32]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【符号の説明】 1…CPU 2、12…駆動部 3…半導体レーザ 4、4a、4b、10、10a、10b…電圧センサ 5…センサコントローラ 6…偏光検出器 7…増幅器 8…信号処理器 11…スイッチコントローラ 13…半導体レーザ 20、30、33、34、36…参照電極 21、31、35、37…測定電極 22、32…電気光学素子 23…参照電圧源 24、38…プローブ電極 100…参照電極 101…測定電極 102…電気光学素子 103…参照電圧源 104…測定対象 M…測定用光 C、C1 、C2 、C3 、C4 …スイッチ制御用光 E…センサ制御信号 S0 、S1 、S2 …スイッチ[Explanation of reference numerals] 1 ... CPU 2, 12 ... Driving unit 3 ... Semiconductor lasers 4, 4a, 4b, 1010a, 10b ... Voltage sensor 5 ... Sensor controller 6 ... Polarization detector 7 ... Amplifier 8 ... Signal processor 11 ... switch controller 13 ... semiconductor laser 20, 30, 33, 34, 36 ... reference electrode 21, 31, 35, 37 ... measurement electrode 22, 32 ... electro-optical element 23 ... reference voltage source 24, 38 ... probe electrode 100 ... reference Electrode 101 ... Measuring electrode 102 ... Electro-optical element 103 ... Reference voltage source 104 ... Measurement object M ... Measurement light C, C 1 , C 2 , C 3 , C 4 ... Switch control light E ... Sensor control signal S 0 , S 1 , S 2 ... switch

【手続補正33】[Procedure amendment 33]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【手続補正34】[Procedure amendment 34]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図5[Name of item to be corrected] Figure 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図5】 [Figure 5]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/66 C 7630−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/66 C 7630-4M

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象に近接又は接触させる測定電極
及び参照電圧が印加される参照電極を有する電気光学素
子を用いた電圧センサに測定用光を照射し、前記電気光
学素子を通過した前記測定用光の偏光状態の変化を検出
して前記測定対象の電圧測定を行う電圧測定方法におい
て、 前記測定電極(21)と前記参照電極(20)を短絡さ
せて前記測定用光(M)を照射したときの前記測定用光
(M)の偏光状態を検出し、前記検出した偏光状態を基
準偏光状態として前記測定対象(104)の電圧を測定
することを特徴とする電圧測定方法。
1. A voltage sensor using an electro-optical element having a measurement electrode that is brought into proximity to or in contact with a measurement target and a reference electrode to which a reference voltage is applied, is irradiated with measurement light, and the measurement is performed after passing through the electro-optical element. A voltage measuring method for detecting a change in the polarization state of the measuring light to measure the voltage of the measuring object, wherein the measuring electrode (21) and the reference electrode (20) are short-circuited to irradiate the measuring light (M). The voltage measuring method is characterized in that the polarization state of the measuring light (M) at that time is detected, and the voltage of the measurement object (104) is measured with the detected polarization state as a reference polarization state.
【請求項2】 測定対象に近接させる測定電極及び参照
電圧が印加される参照電極を有する電気光学素子を用い
た電圧センサに測定用光を照射し、前記電気光学素子を
通過した前記測定用光の偏光状態の変化を検出して前記
測定対象の電圧測定を行う電圧測定装置において、 前記電圧センサ(4)は、測定対象(104)に近接さ
せる測定電極(21)と、参照電圧が印加される参照電
極(20)とを短絡させるスイッチ手段(S0)を有す
ることを特徴とする電圧測定装置。
2. The measuring light irradiating a voltage sensor using an electro-optical element having a measuring electrode close to an object to be measured and a reference electrode to which a reference voltage is applied, and the measuring light passing through the electro-optical element. In the voltage measurement device that detects the change in the polarization state of the measurement target and measures the voltage of the measurement target, the voltage sensor (4) is applied with a measurement electrode (21) that is brought close to the measurement target (104) and a reference voltage. A voltage measuring device comprising switch means (S 0 ) for short-circuiting the reference electrode (20).
【請求項3】 測定対象に接触させる測定電極及び参照
電圧が印加される参照電極を有する電気光学素子を用い
た電圧センサに測定用光を照射し、前記電気光学素子を
通過した前記測定用光の偏光状態の変化を検出して前記
測定対象の電圧測定を行う電圧測定装置において、 前記電圧センサ(4a)は、前記測定対象に接触させる
前記測定電極(21)と、参照電圧が印加される前記参
照電極(20)とを短絡させる第1スイッチ手段
(S0 )と、 前記参照電圧を発生する参照電圧源(23)を前記参照
電極(20)に接続する第2スイッチ手段(S1 )と、 を備えることを特徴とする電圧測定装置。
3. The measurement light irradiating a voltage sensor using an electro-optical element having a measurement electrode to be brought into contact with a measurement target and a reference electrode to which a reference voltage is applied, and the measurement light passing through the electro-optical element. In the voltage measuring device that detects the change in the polarization state of the measurement target and measures the voltage of the measurement target, the voltage sensor (4a) is applied with the measurement electrode (21) that contacts the measurement target and a reference voltage. First switch means (S 0 ) for short-circuiting the reference electrode (20) and second switch means (S 1 ) for connecting a reference voltage source (23) for generating the reference voltage to the reference electrode (20). A voltage measuring device comprising:
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