WO2021075099A1 - 光学試験用装置 - Google Patents

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聡洋 菅原
孝夫 桜井
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Definitions

  • the present invention relates to a test of an instrument that acquires reflected light.
  • An optical measuring instrument such as the above-mentioned conventional technique gives an optical pulse to a distance measurement target, but various values can be considered for the rise time of the optical pulse. Therefore, it is preferable to know the permissible range of the rise time of the optical pulse received by the optical measuring instrument.
  • an object of the present invention is to measure the permissible range of the rise time of the optical pulse received by the optical measuring instrument.
  • the optical test apparatus is used when applying an incident light pulse from a light source to an incident object and testing an optical measuring instrument that acquires the reflected light pulse reflected by the incident object.
  • the optical test apparatus for the optical test is configured to include a test light source for generating a test optical pulse to be given to the optical measuring instrument, and a rise time control unit for controlling the rise time of the test optical pulse. ..
  • the optical test apparatus configured as described above tests an optical measuring instrument that applies an incident light pulse from a light source to an incident object and acquires the reflected light pulse reflected by the incident object. It is a device used at the time.
  • the test light source generates a test light pulse to give to the optical measuring instrument.
  • the rise time control unit controls the rise time of the test optical pulse.
  • the optical measuring instrument may be a ToF sensor.
  • the rise time controlled by the rise time control unit may correspond to the rise time of the reflected light pulse.
  • the rise time control unit may be an acoustic optical crystal.
  • control electric signal output unit for outputting the control electric signal and the rise time control unit cause the rise of the test optical pulse according to the control electric signal. You may want to control the time.
  • the control electric signal output unit outputs a local electric signal having a predetermined frequency, and the test optical pulse output from the test light source. It may have an electric pulse output unit that outputs an electric pulse having a longer rise time, and a multiplication unit that multiplies the local electric signal and the electric pulse.
  • the optical test apparatus includes a piezoelectric vibrator that receives the control electric signal and converts it into ultrasonic waves, and the rise time control unit receives the ultrasonic waves and the test light.
  • the rise time of the pulse may be controlled.
  • the rise time control unit is arranged between the electro-optical crystal, the electro-optical crystal and the test light source, and the polarization transmission axis thereof is the electro-optical.
  • the first polarized light tilted 45 degrees from the electric field application direction of the crystal, and the second polarized light whose polarization transmission axis receives the output of the electro-optical crystal and is tilted 45 degrees from the electric field application direction of the electro-optical crystal. It may have children so that the polarization transmission axis of the first polarizer and the polarization transmission axis of the second polarizer are orthogonal to each other.
  • control electric signal output unit for outputting the control electric signal and the rise time control unit cause the rise of the test optical pulse according to the control electric signal. You may want to control the time.
  • the optical test apparatus has an electric pulse output unit in which the control electric signal output unit outputs an electric pulse having a longer rise time than the test optical pulse output by the test light source. You may do so.
  • FIG. 1 (a) which shows the actual use mode of the optical measuring instrument 2
  • FIG. 1 (b) which shows the use mode at the time of the test of the optical measuring instrument 2.
  • FIG. 3 (c) A timing chart showing the local electrical signal output by the local signal source 16a (FIG. 3 (a)), the electrical pulse output by the modulated signal source 16b (FIG. 3 (b)), and the output of the mixer 16c (FIG. 3 (c)).
  • FIG. 4 (a) which shows the actual use mode of the optical measuring instrument 2 which concerns on a modification
  • FIG. 4 (b) which shows the use mode at the time of the test of the optical measuring instrument 2.
  • FIG. 4 (b) shows the structure of the optical test apparatus 1 which concerns on the modification of embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an actual usage mode of the optical measuring instrument 2 (FIG. 1 (a)) and a diagram showing a usage mode of the optical measuring instrument 2 during a test (FIG. 1 (b)).
  • the optical measuring instrument 2 gives an incident light pulse from the light source 2a (see FIG. 2) to the incident object 4.
  • the incident light pulse is reflected by the incident object 4 to become a reflected light pulse, which is acquired by the light receiving unit 2b (see FIG. 2) of the optical measuring instrument 2.
  • the optical measuring instrument 2 is, for example, a LiDAR module or a ToF camera, and is used to measure the distance between the optical measuring instrument 2 and the incident object 4.
  • the rising time of the incident light pulse is t1
  • the rising time of the reflected light pulse is also t1.
  • the rise time t1 of the incident light pulse takes various values depending on the light source 2a.
  • the light receiving unit 2b has an allowable range in which the rising time t1 of the reflected light pulse can be tolerated. If the rising time t1 of the reflected light pulse is within the permissible range, the light receiving unit 2b operates normally. If the rise time t1 of the reflected light pulse is out of the permissible range, the light receiving unit 2b does not operate normally.
  • the optical test device 1 is used when testing the optical measuring instrument 2.
  • the test is, for example, a test for whether or not the light receiving portion 2b of the optical measuring instrument 2 operates normally.
  • the optical test apparatus 1 gives a test optical pulse to the optical measuring instrument 2, and the rise time of the test optical pulse is also t1. That is, the rise time t1 of the test light pulse corresponds to the rise time t1 of the reflected light pulse.
  • the rise time t1 of the test optical pulse is controlled by the acoustic optical crystal (rise time control unit) 18 (see FIG. 2).
  • FIG. 4 is a diagram showing an actual usage mode of the optical measuring instrument 2 according to the modified example (FIG. 4 (a)) and a diagram showing a usage mode of the optical measuring instrument 2 during a test (FIG. 4 (b)). is there.
  • the optical measuring instrument 2 is shown to have a light source 2a and a light receiving unit 2b, but as shown in FIG. 4, the optical measuring instrument 2 has only a light receiving unit 2b, and the light source 2a is used for optical measurement. It may be arranged outside the instrument 2.
  • the optical measuring instrument 2 is, for example, a ToF sensor. In any of the embodiments of the present invention, both the optical measuring instrument 2 shown in FIG. 1 and the optical measuring instrument 2 shown in FIG. 4 can be used.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the optical test device 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the optical test apparatus 1 includes a test light source 12, a lens 14, a control electric signal output unit 16, a piezoelectric oscillator 17, and an acoustic optical crystal (rise time control unit). ) 18.
  • the test light source 12 generates a test optical pulse to be given to the optical measuring instrument 2 and gives it to the acoustic optical crystal 18 via the lens 14.
  • the rise time of the test optical pulse given to the acoustic-optical crystal 18 is extremely small compared to t1 and is a negligible value.
  • the lens 14 receives the test light pulse generated by the test light source 12, narrows the beam diameter of the test light pulse, and gives it to the acoustic optical crystal 18.
  • the acoustic optical crystal (rise time control unit) 18 controls the rise time of the test optical pulse given from the test light source 12 to t1, and outputs the rise time to the optical measuring instrument 2.
  • the acoustic-optical crystal 18 sets the rise time of the test optical pulse according to the control electrical signal output by the control electrical signal output unit 16 (the rise of the envelope is slow as described later). Control.
  • the piezoelectric vibrator 17 receives a control electric signal and converts it into an ultrasonic wave, and the acoustic optical crystal 18 receives the ultrasonic wave to form a diffraction grating.
  • the rise time of the test light pulse (primary light that has passed through the diffraction grating) is controlled by the acoustic optical crystal 18 t1. It becomes.
  • the control electric signal output unit 16 includes a local signal source (local electric signal output unit) 16a, a modulation signal source (electric pulse output unit) 16b, a mixer (multiplication unit) 16c, and an amplifier 16d.
  • the local signal source (local electric signal output unit) 16a outputs a local electric signal of a predetermined frequency (for example, 110 MHz).
  • the modulation signal source (electric pulse output unit) 16b outputs an electric pulse.
  • the rise time t0 of this electric pulse is longer than the rise time (almost 0) of the test optical pulse output by the test light source 12.
  • the rise time t0 of the electric pulse is variable, and the rise time of the test optical pulse can be controlled to be t1 by changing the rise time t0 of the electric pulse.
  • the test light source 12 and the modulated signal source 16b are synchronized.
  • the mixer (multiplication unit) 16c multiplies the local electric signal output by the local signal source 16a and the electric pulse output by the modulation signal source 16b. This slows the rise of the envelope of the local electrical signal.
  • the amplifier 16d receives the output of the mixer 16c, amplifies it, and outputs it as a control electric signal.
  • FIG. 3 shows a local electric signal output by the local signal source 16a (FIG. 3 (a)), an electric pulse output by the modulated signal source 16b (FIG. 3 (b)), and an output of the mixer 16c (FIG. 3 (c)).
  • FIG. 3A illustrates a local electrical signal (solid line) and its envelope (dotted line).
  • the envelope of the local electrical signal takes a constant value and there is no rise time.
  • the output of the mixer 16c (see FIG. 3C) is obtained by multiplying the local electric signal by the electric pulse (rise time t0) (see FIG. 3B). It takes time for the envelope (dotted line) of the output (solid line) of the mixer 16c to take a constant value. Assuming that the time from the start of the output of the mixer 16c until the envelope takes a constant value is ⁇ t, ⁇ t is not negligible.
  • the piezoelectric vibrator 17 receives a control electric signal, converts it into ultrasonic waves, and gives it to the acoustic optical crystal 18.
  • the piezoelectric vibrator 17 may be adhered to the acoustic optical crystal 18. Further, since ⁇ t is so large that it cannot be ignored, it takes a non-negligible time from the start of ultrasonic output to the time when the intensity reaches a certain value.
  • test light pulse (rising time is almost 0) generated by the test light source 12 is given to the acoustic optical crystal 18 via the lens 14.
  • the local electrical signal output by the local signal source 16a (see FIG. 3A) and the electrical pulse output by the modulation signal source 16b (see FIG. 3B) are multiplied by the mixer 16c and combined with the local electrical signal.
  • a signal (rising time ⁇ t) in which the rising edge of the envelope is delayed is output from the mixer 16c (see FIG. 3C).
  • the output of the mixer 16c is amplified by the amplifier 16d and given to the piezoelectric vibrator 17 as a control electric signal.
  • the control electric signal is converted into ultrasonic waves by the piezoelectric vibrator 17 and given to the acoustic-optical crystal 18. It takes time from the start of the output of this ultrasonic wave until its intensity reaches a certain value.
  • the acoustic-optical crystal 18 receives ultrasonic waves to form a diffraction grating.
  • the test optical pulse generated by the test light source 12 passes through this diffraction grating.
  • the rise time of the test optical pulse (primary light) is also delayed to t1 according to the time delay from the start of output until the intensity of the ultrasonic wave reaches a certain value.
  • the rise time t1 of the test optical pulse can be controlled to various values by changing the rise time t0 of the electric pulse (see FIG. 3B) in various ways. it can. At that time, by testing whether or not the light receiving unit 2b operates normally, it is possible to measure the allowable range of the rise time t1 of the optical pulse received by the optical measuring instrument 2.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of an optical test device 1 according to a modified example of the embodiment of the present invention.
  • the optical test apparatus 1 according to the modified example of the embodiment of the present invention includes a test light source 12, a lens 14, a control electric signal output unit 16, an electro-optical crystal 19, and a first polarizer 52.
  • a second polarizer 54 is provided.
  • the same parts as those of the embodiment of the present invention are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • test light source 12 and the lens 14 are the same as those in the embodiment.
  • the test light source 12 and the electric pulse output unit 16e, which will be described later, are synchronized with each other.
  • the electro-optical crystal 19, the first polarizer 52, and the second polarizer 54 constitute a rise time control unit. That is, the rise time control unit has an electro-optical crystal 19, a first polarizer 52, and a second polarizer 54.
  • the electro-optical crystal 19 is a crystal having a Pockels effect, for example, LiNbO3, LiTaO3, or the like.
  • the first polarizing element 52 is arranged between the electro-optical crystal 19 and the test light source 12, and its polarization transmission axis is tilted 45 degrees from the electric field application direction of the electro-optical crystal 19.
  • the second polarizer 54 receives the output of the electro-optical crystal 19, and its polarization transmission axis is tilted by 45 degrees with respect to the electric field application direction of the electro-optical crystal 19.
  • the polarization transmission axis of the first polarizer 52 and the polarization transmission axis of the second polarizer 54 are orthogonal to each other.
  • the control electric signal output unit 16 outputs a control electric signal.
  • the rise time control unit controls the rise time of the test optical pulse according to the control electric signal.
  • the control electric signal output unit 16 has an electric pulse output unit 16e and an amplifier 16d.
  • the electric pulse output unit 16e is the same as the modulation signal source 16b, and outputs an electric pulse having a longer rise time than the test optical pulse output by the test light source 12, but the output is output to the amplifier 16d. Giving is different from the embodiment.
  • the amplifier 16d receives the output of the electric pulse output unit 16e, amplifies it, and outputs it as a control electric signal.
  • the test optical pulse is divided into two polarized lights, normal light and abnormal light, by the first polarizing element 52, and propagates in the electro-optical crystal 19.
  • a control electric signal to the electro-optical crystal 19 and applying an electric field
  • the phase difference between the two polarized waves is modulated, and the state of elliptically polarized light changes.
  • the light transmitted through the electro-optical crystal 19 is transmitted through the second polarizer 54.
  • the light intensity of the light transmitted through the second polarizer 54 is a pulse having a rise time t1 as in the embodiment. Even with such a modification, the same effect as that of the embodiment can be obtained.
  • Optical measuring instrument 2a Light source 2b Light receiving part 4 Incident target 1 Optical test equipment 12 Test light source 14 Lens 16 Control electric signal output part 16a Local signal source (local electric signal output part) 16b Modulation signal source (electric pulse output unit) 16c mixer (multiplication part) 16d amplifier 16e Electric pulse output unit 17 Piezoelectric oscillator 18 Acoustic optical crystal (rise time control unit) 19 Electro-Optical Crystal 52 First Polarizer 54 Second Polarizer t0, t1 Rise Time ⁇ t Time until the envelope of the output of the mixer 16c takes a constant value.

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Abstract

【課題】光学測定器具が受ける光パルスの立ち上がり時間の許容範囲を測定する。 【解決手段】光学試験用装置１は、光源２ａからの入射光パルスを入射対象４に与えて、入射光パルスが入射対象により反射された反射光パルスを取得する光学測定器具２を試験する際に使用される。光学試験用装置１は、光学測定器具２に与える試験用光パルスを生成する試験用光源１２と、試験用光パルスの立ち上がり時間ｔ１を制御する音響光学結晶１８を備える。音響光学結晶１８により制御された立ち上がり時間ｔ１が、反射光パルスの立ち上がり時間ｔ１に相当する。

Description

光学試験用装置
　本発明は、反射光を取得する器具の試験に関する。
　従来より、入射光を距離測定の対象に与えて、反射光を取得する光学測定器具が知られている。この光学測定器具と、距離測定の対象との距離が測定される（例えば、特許文献１、２および３を参照）。なお、入射する光の位相を変調することも知られている（例えば、特許文献４の要約を参照）。
特開２０１７－１５７２９号公報 特開２００６－１２６１６８号公報 特開２０００－２７５３４０号公報 特開２０１９－１０５５７７号公報
　上記の従来技術のような光学測定器具は光パルスを距離測定の対象に与えるが、光パルスの立ち上がり時間は色々な値が考えられる。よって、光学測定器具が受ける光パルスの立ち上がり時間の許容範囲が分かることが好ましい。
　そこで、本発明は、光学測定器具が受ける光パルスの立ち上がり時間の許容範囲を測定することを課題とする。
　本発明にかかる光学試験用装置は、光源からの入射光パルスを入射対象に与えて、該入射光パルスが該入射対象により反射された反射光パルスを取得する光学測定器具を試験する際に使用する光学試験用装置であって、前記光学測定器具に与える試験用光パルスを生成する試験用光源と、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する立ち上がり時間制御部とを備えるように構成される。
　上記のように構成された光学試験用装置は、光源からの入射光パルスを入射対象に与えて、該入射光パルスが該入射対象により反射された反射光パルスを取得する光学測定器具を試験する際に使用する装置である。試験用光源が、前記光学測定器具に与える試験用光パルスを生成する。立ち上がり時間制御部が、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、前記光学測定器具がＴｏＦセンサであるようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、前記立ち上がり時間制御部により制御された前記立ち上がり時間が、前記反射光パルスの立ち上がり時間に相当するようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、前記立ち上がり時間制御部が音響光学結晶であるようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、制御用電気信号を出力する制御用電気信号出力部と、前記立ち上がり時間制御部が、前記制御用電気信号に応じて、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御するようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、前記制御用電気信号出力部が、所定の周波数のローカル電気信号を出力するローカル電気信号出力部と、前記試験用光源の出力する前記試験用光パルスよりも立ち上がり時間が長い電気パルスを出力する電気パルス出力部と、前記ローカル電気信号と前記電気パルスとを乗ずる乗算部とを有するようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、前記制御用電気信号を受けて、超音波に変換する圧電振動子を備え、前記立ち上がり時間制御部が、前記超音波を受けて、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御するようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、前記立ち上がり時間制御部が、電気光学結晶と、前記電気光学結晶と前記試験用光源との間に配置され、その偏波透過軸が、前記電気光学結晶の電界印加方向と４５度傾いている第一偏光子と、前記電気光学結晶の出力を受け、その偏波透過軸が、前記電気光学結晶の電界印加方向と４５度傾いている第二偏光子とを有し、前記第一偏光子の偏波透過軸と、前記第二偏光子の偏波透過軸とが直交するようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、制御用電気信号を出力する制御用電気信号出力部と、前記立ち上がり時間制御部が、前記制御用電気信号に応じて、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御するようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光学試験用装置は、前記制御用電気信号出力部が、前記試験用光源の出力する前記試験用光パルスよりも立ち上がり時間が長い電気パルスを出力する電気パルス出力部を有するようにしてもよい。
光学測定器具２の実際の使用態様を示す図（図１（ａ））、光学測定器具２の試験の際の使用態様を示す図（図１（ｂ））である。 本発明の実施形態にかかる光学試験用装置１の構成を示す機能ブロック図である。 ローカル信号源１６ａの出力するローカル電気信号（図３（ａ））、変調信号源１６ｂの出力する電気パルス（図３（ｂ））、ミキサ１６ｃの出力（図３（ｃ））を示すタイミングチャートである。 変形例にかかる光学測定器具２の実際の使用態様を示す図（図４（ａ））、光学測定器具２の試験の際の使用態様を示す図（図４（ｂ））である。 本発明の実施形態の変形例にかかる光学試験用装置１の構成を示す機能ブロック図である。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
　図１は、光学測定器具２の実際の使用態様を示す図（図１（ａ））、光学測定器具２の試験の際の使用態様を示す図（図１（ｂ））である。
　図１（ａ）を参照して、実際の使用態様において、光学測定器具２は、光源２ａ（図２参照）からの入射光パルスを入射対象４に与える。入射光パルスは入射対象４により反射されて反射光パルスとなり、光学測定器具２の受光部２ｂ（図２参照）により取得される。光学測定器具２は、例えば、ＬｉＤＡＲモジュールまたはＴｏＦカメラであり、光学測定器具２と入射対象４との間の距離を測定するために使用される。
　なお、入射光パルスの立ち上がり時間をｔ１とすると、反射光パルスの立ち上がり時間もまたｔ１である。入射光パルスの立ち上がり時間ｔ１は、光源２ａによって、色々な値をとる。受光部２ｂには、反射光パルスの立ち上がり時間ｔ１を許容できる許容範囲がある。反射光パルスの立ち上がり時間ｔ１が許容範囲内であれば、受光部２ｂが正常に動作する。反射光パルスの立ち上がり時間ｔ１が許容範囲外であれば、受光部２ｂが正常に動作しない。
　図１（ｂ）を参照して、光学試験用装置１が、光学測定器具２を試験する際に使用される。試験は、例えば、光学測定器具２の受光部２ｂが正常に動作するか否かの試験を行うものである。光学試験用装置１は、光学測定器具２に試験用光パルスを与えるが、試験用光パルスの立ち上がり時間もまたｔ１である。すなわち、試験用光パルスの立ち上がり時間ｔ１が、反射光パルスの立ち上がり時間ｔ１に相当する。なお、後述するように、試験用光パルスの立ち上がり時間ｔ１は、音響光学結晶（立ち上がり時間制御部）１８（図２参照）により制御される。
　図４は、変形例にかかる光学測定器具２の実際の使用態様を示す図（図４（ａ））、光学測定器具２の試験の際の使用態様を示す図（図４（ｂ））である。図１においては、光学測定器具２が光源２ａおよび受光部２ｂを有するように図示しているが、図４に示すように光学測定器具２は受光部２ｂのみを有し、光源２ａは光学測定器具２の外部に配置するようにしてもよい。光学測定器具２は、例えば、ＴｏＦセンサである。本発明のいずれの実施形態においても、図１に示す光学測定器具２も、図４に示す光学測定器具２も使用可能である。
　図２は、本発明の実施形態にかかる光学試験用装置１の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、本発明の実施形態にかかる光学試験用装置１は、試験用光源１２、レンズ１４、制御用電気信号出力部１６、圧電振動子１７、音響光学結晶（立ち上がり時間制御部）１８を備える。
　試験用光源１２は、光学測定器具２に与える試験用光パルスを生成し、レンズ１４を介して、音響光学結晶１８に与える。なお、音響光学結晶１８に与えられる試験用光パルスの立ち上がり時間はｔ１に比べて極めて小さく無視できるような値である。
　レンズ１４は、試験用光源１２の生成した試験用光パルスを受け、試験用光パルスのビーム径を絞って、音響光学結晶１８に与える。
　音響光学結晶（立ち上がり時間制御部）１８は、試験用光源１２から与えられた試験用光パルスの立ち上がり時間を制御してｔ１にし、光学測定器具２に向けて出力する。なお、音響光学結晶１８は、制御用電気信号出力部１６の出力する制御用電気信号（後述するように、包絡線の立ち上がりが遅くなっている）に応じて、試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する。具体的には、圧電振動子１７が制御用電気信号を受けて超音波に変換し、その超音波を音響光学結晶１８が受けて、回折格子を形成する。この回折格子を、試験用光源１２の生成した試験用光パルスが通過することで、試験用光パルス（回折格子を通過した１次光である）の立ち上がり時間が音響光学結晶１８により制御されｔ１となる。
　制御用電気信号出力部１６は、ローカル信号源（ローカル電気信号出力部）１６ａ、変調信号源（電気パルス出力部）１６ｂ、ミキサ（乗算部）１６ｃ、アンプ１６ｄを有する。
　ローカル信号源（ローカル電気信号出力部）１６ａは、所定の周波数（例えば、１１０ＭＨｚ）のローカル電気信号を出力する。
　変調信号源（電気パルス出力部）１６ｂは、電気パルスを出力する。ただし、この電気パルスの立ち上がり時間ｔ０は、試験用光源１２の出力する試験用光パルスの立ち上がり時間（ほぼ０）よりも長い。電気パルスの立ち上がり時間ｔ０は可変であり、電気パルスの立ち上がり時間ｔ０を変えることにより、試験用光パルスの立ち上がり時間を制御してｔ１とすることができる。なお、試験用光源１２と変調信号源１６ｂとは同期している。
　ミキサ（乗算部）１６ｃは、ローカル信号源１６ａの出力するローカル電気信号と、変調信号源１６ｂの出力する電気パルスとを乗ずる。これにより、ローカル電気信号の包絡線の立ち上がりが遅くなる。
　アンプ１６ｄは、ミキサ１６ｃの出力を受けて増幅し、制御用電気信号として出力する。
　図３は、ローカル信号源１６ａの出力するローカル電気信号（図３（ａ））、変調信号源１６ｂの出力する電気パルス（図３（ｂ））、ミキサ１６ｃの出力（図３（ｃ））を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は、ローカル電気信号（実線）およびその包絡線（点線）を図示している。ローカル電気信号の包絡線は一定の値をとり、立ち上がり時間というものはない。ローカル電気信号に、電気パルス（立ち上がり時間ｔ０）（図３（ｂ）参照）を乗じたものが、ミキサ１６ｃの出力（図３（ｃ）参照）となる。ミキサ１６ｃの出力（実線）は、その包絡線（点線）が一定の値をとるまでに時間がかかる。ミキサ１６ｃの出力の開始から、その包絡線が一定の値をとるまでの時間をΔｔとすると、Δｔは無視できないほど大きい。
　圧電振動子１７は、制御用電気信号を受けて、超音波に変換し、音響光学結晶１８に与える。なお、圧電振動子１７は、音響光学結晶１８に接着されていてもよい。また、Δｔが無視できないほど大きいため、超音波の出力の開始から、その強度が一定の値に達するまでには、無視できないほどの時間がかかる。
　次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
　試験用光源１２が生成した試験用光パルス（立ち上がり時間は、ほぼ０）は、レンズ１４を介して、音響光学結晶１８に与えられる。
　ローカル信号源１６ａの出力するローカル電気信号（図３（ａ）参照）と、変調信号源１６ｂの出力する電気パルス（図３（ｂ）参照）とが、ミキサ１６ｃにより乗じられ、ローカル電気信号に比べて包絡線の立ち上がりが遅くなった信号（立ち上がり時間Δｔ）がミキサ１６ｃから出力される（図３（ｃ）参照）。ミキサ１６ｃの出力はアンプ１６ｄにより増幅されて、制御用電気信号として、圧電振動子１７に与えられる。制御用電気信号は、圧電振動子１７により、超音波に変換されて、音響光学結晶１８に与えられる。この超音波の出力の開始から、その強度が一定の値に達するまでにも時間がかかる。
　音響光学結晶１８は、超音波を受けて、回折格子を形成する。この回折格子を、試験用光源１２の生成した試験用光パルスが通過する。超音波の強度が出力開始から一定の値に達するまでの時間遅れに応じて、試験用光パルス（１次光）の立ち上がり時間も遅れてｔ１となる。ｔ０を色々と変えることにより、ｔ１を色々な値に変え、そのときの受光部２ｂの動作を検証することにより、光学測定器具２が受ける光パルスの立ち上がり時間の許容範囲を測定することができる。
　本発明の実施形態によれば、電気パルス（図３（ｂ）参照）の立ち上がり時間ｔ０を色々と変化させることにより、試験用光パルスの立ち上がり時間ｔ１を制御して色々な値にすることができる。その際に受光部２ｂが正常に動作するか否かを試験することで、光学測定器具２が受ける光パルスの立ち上がり時間ｔ１の許容範囲を測定することができる。
　なお、本発明の実施形態には、以下に示すような変形例が考えられる。
　図５は、本発明の実施形態の変形例にかかる光学試験用装置１の構成を示す機能ブロック図である。図５を参照して、本発明の実施形態の変形例にかかる光学試験用装置１は、試験用光源１２、レンズ１４、制御用電気信号出力部１６、電気光学結晶１９、第一偏光子５２、第二偏光子５４を備える。以下、本発明の実施形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
　試験用光源１２およびレンズ１４は、実施形態と同様である。なお、試験用光源１２と、後述する電気パルス出力部１６ｅとは同期している。
　電気光学結晶１９、第一偏光子５２および第二偏光子５４は、立ち上がり時間制御部を構成する。すなわち、立ち上がり時間制御部は、電気光学結晶１９、第一偏光子５２および第二偏光子５４を有する。
　電気光学結晶１９は、ポッケルス効果を持つ例えば、LiNbO3，LiTaO3などの結晶である。第一偏光子５２は、電気光学結晶１９と試験用光源１２との間に配置され、その偏波透過軸が、電気光学結晶１９の電界印加方向と４５度傾いている。第二偏光子５４は、電気光学結晶１９の出力を受け、その偏波透過軸が、電気光学結晶１９の電界印加方向と４５度傾いている。なお、第一偏光子５２の偏波透過軸と、第二偏光子５４の偏波透過軸とが直交する。
　制御用電気信号出力部１６は、制御用電気信号を出力する。立ち上がり時間制御部が、制御用電気信号に応じて、試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する。
　制御用電気信号出力部１６は、電気パルス出力部１６ｅ、アンプ１６ｄを有する。電気パルス出力部１６ｅは、変調信号源１６ｂと同じものであり、試験用光源１２の出力する試験用光パルスよりも立ち上がり時間が長い電気パルスを出力するものであるが、その出力をアンプ１６ｄに与えることが、実施形態と異なる。
　アンプ１６ｄは、電気パルス出力部１６ｅの出力を受けて増幅し、制御用電気信号として出力する。
　試験用光パルスが、第一偏光子５２により、常光および異常光の二つの偏波に分かれ、電気光学結晶１９の中を伝搬する。電気光学結晶１９に、制御用電気信号を与えて、電界を印加することで、両偏波間の位相差が変調され、楕円偏波の状態が変化する。電気光学結晶１９を透過した光は、第二偏光子５４を透過する。第二偏光子５４を透過した光の光強度は、実施形態と同様に、立ち上がり時間ｔ１のパルスとなる。このような変形例によっても、実施形態と同様の効果を奏する。
　２　光学測定器具
　２ａ　光源
　２ｂ　受光部
　４　入射対象
　１　光学試験用装置
　１２　試験用光源
　１４　レンズ
　１６　制御用電気信号出力部
　１６ａ　ローカル信号源（ローカル電気信号出力部）
　１６ｂ　変調信号源（電気パルス出力部）
　１６ｃ　ミキサ（乗算部）
　１６ｄ　アンプ
　１６ｅ　電気パルス出力部
　１７　圧電振動子
　１８　音響光学結晶（立ち上がり時間制御部）
　１９　電気光学結晶
　５２　第一偏光子
　５４　第二偏光子
　ｔ０、ｔ１　立ち上がり時間
　Δｔ　ミキサ１６ｃの出力の包絡線が一定の値をとるまでの時間

Claims (10)

  1. 　光源からの入射光パルスを入射対象に与えて、該入射光パルスが該入射対象により反射された反射光パルスを取得する光学測定器具を試験する際に使用する光学試験用装置であって、
    　前記光学測定器具に与える試験用光パルスを生成する試験用光源と、
    　前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する立ち上がり時間制御部と、
    　を備えた光学試験用装置。
  2. 　請求項１に記載の光学試験用装置であって、
    　前記光学測定器具がＴｏＦセンサである、
    　光学試験用装置。
  3. 　請求項１または２に記載の光学試験用装置であって、
    　前記立ち上がり時間制御部により制御された前記立ち上がり時間が、前記反射光パルスの立ち上がり時間に相当する、
    　光学試験用装置。
  4. 　請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光学試験用装置であって、
    　前記立ち上がり時間制御部が音響光学結晶である、
    　光学試験用装置。
  5. 　請求項４に記載の光学試験用装置であって、
    　制御用電気信号を出力する制御用電気信号出力部と、
    　前記立ち上がり時間制御部が、前記制御用電気信号に応じて、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する、
    　光学試験用装置。
  6. 　請求項５に記載の光学試験用装置であって、
    　前記制御用電気信号出力部が、
    　所定の周波数のローカル電気信号を出力するローカル電気信号出力部と、
    　前記試験用光源の出力する前記試験用光パルスよりも立ち上がり時間が長い電気パルスを出力する電気パルス出力部と、
    　前記ローカル電気信号と前記電気パルスとを乗ずる乗算部と、
    　を有する光学試験用装置。
  7. 　請求項５に記載の光学試験用装置であって、
    　前記制御用電気信号を受けて、超音波に変換する圧電振動子を備え、
    　前記立ち上がり時間制御部が、前記超音波を受けて、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する、
    　光学試験用装置。
  8. 　請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光学試験用装置であって、
    　前記立ち上がり時間制御部が、
    　電気光学結晶と、
    　前記電気光学結晶と前記試験用光源との間に配置され、その偏波透過軸が、前記電気光学結晶の電界印加方向と４５度傾いている第一偏光子と、
    　前記電気光学結晶の出力を受け、その偏波透過軸が、前記電気光学結晶の電界印加方向と４５度傾いている第二偏光子と、
    　を有し、
    　前記第一偏光子の偏波透過軸と、前記第二偏光子の偏波透過軸とが直交する、
    　光学試験用装置。
  9. 　請求項８に記載の光学試験用装置であって、
    　制御用電気信号を出力する制御用電気信号出力部と、
    　前記立ち上がり時間制御部が、前記制御用電気信号に応じて、前記試験用光パルスの立ち上がり時間を制御する、
    　光学試験用装置。
  10. 　請求項９に記載の光学試験用装置であって、
    　前記制御用電気信号出力部が、
    　前記試験用光源の出力する前記試験用光パルスよりも立ち上がり時間が長い電気パルスを出力する電気パルス出力部を有する光学試験用装置。
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