(57)【要約】【課題】ディジタル入力信号に応じて極性が互いに反転するパルス対を生成する際に、両パルス波形のエッジが不連続にならないようにする。【解決手段】（ａ）ディジタル入力信号と波形が等しい第１の電流波形を形成し、（ｂ）前記第１の波形に対して一定時間分の遅延を有し、振幅が前記第１の波形の２倍で、波形が前記ディジタル入力信号に対して負論理の関係にある第２の電流波形を有し、（ｃ）前記第２の波形に対して一定時間分の遅延を有し、前記第１の電流波形と波形が等しい第３の電流波形を形成し、　前記第１乃至第３の電流波形を加算した電流波形で前記発光素子を駆動することを特徴とする光強度変調。【選択図】図１８　
2004007791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　発光手段と、ディジタル入力信号に応じて前記発光手段を駆動する駆動手段とを有する光強度変調装置において、
　前記駆動手段は、
　前記ディジタル入力信号と波形が等しい第１の電流波形を形成する第１の電流スイッチ手段と、
　前記第１の波形に対して一定時間分の遅延を有し、振幅が前記第１の波形の２倍で、波形が前記ディジタル入力信号に対して負論理の関係にある第２の電流波形を形成する第２の電流スイッチ手段と、
　前記第２の波形に対して一定時間分の遅延を有し、前記第１の電流波形と波形が等しい第３の電流波形を形成する第３の電流スイッチ手段
　とを有し、
　前記第１乃至第３の電流波形を加算した電流波形で前記発光素子を駆動することを特徴とする光強度変調装置。
【請求項２】
　前記第１乃至第３の電流スイッチ手段のそれぞれは、ベースに前記ディジタル入力信号の反転入力が接続された第１のトランジスタと、ベースに前記ディジタル入力信号の入力が接続された第２のトランジスタとを備え、これら第１及び第２のトランジスタのエミッタが電流源に共通に接続されており、
　前記第１及び第３の電流スイッチ手段を構成する第１のトランジスタのコレクタと、前記第２の電流スイッチ手段を構成する第２のトランジスタのコレクタとが共通に電源供給ラインに接続されて第１の出力が形成され、
　前記第１及び第３の電流スイッチ手段を構成する第２のトランジスタのコレクタと、前記第２の電流スイッチ手段を構成する第１のトランジスタのコレクタとが共通に接続されて第２の出力が形成され、
　前記第２の電流スイッチ手段は、電流源が他の電流スイッチ手段の電流源の２倍の電流を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光強度変調装置。
【請求項３】
　前記第２の電流スイッチ手段は、第１のトランジスタのコレクタの入力ラインに第１の遅延回路が設けられ、第２のトランジスタのコレクタの入力ラインに第２の遅延回路が設けられ、
　前記第３の電流スイッチ手段は、第１のトランジスタのコレクタの入力ラインに前記第１の遅延回路及び第３の遅延回路が直列に設けられ、第２のトランジスタのコレクタの入力ラインに前記第２の遅延回路及び第４の遅延回路が直列に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光強度変調装置。
【請求項４】
　前記第１乃至第３の電流スイッチ手段の電流源はそれぞれ電流調整用抵抗を有し、第１及び第３の電流スイッチ手段の電流源の電流調整用抵抗の抵抗値が等しく、第２の電流スイッチ手段の電流源の電流調整用抵抗の抵抗値が他の電流スイッチ手段の電流源の電流調整用抵抗の抵抗値の２分の１となるように設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光強度変調装置。
【請求項５】
　送信側に、請求項１乃至４のいずれかに記載の光強度変調装置を備え、
　受信側に、前記光強度変調装置によって光強度変調された信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得るＡＣ結合受信手段と、前記受信信号から、前記極性が反転する関係に基づいて、伝送前のディジタル入力信号の立上がりタイミンク及び立下がりタイミングを再現する信号再生手段とを具備することを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
　試験装置本体とテストヘッドが光ファイバで接続され、前記試験装置本体側に、請求項１乃至４のいずれかに記載の光強度変調装置を備え、
　前記テストヘッド側に、前記光強度変調装置によって光強度変調された信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得るＡＣ結合受信手段と、前記受信信号から、前記極性が反転する関係に基づいて、伝送前のディジタル入力信号の立上がりタイミング及び立下がりタイミングを再現する信号再生手段とを具備することを特徴とする半導体デバイス試験装置。
【請求項７】
　試験装置本体とテストヘッドが光ファイバで接続され、前記テストヘッド側に、請求項１乃至４のいずれかに記載の光強度変調装置を備え、前記試験装置本体側に、前記光強度変調装置によって光強度変調された信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得るＡＣ結合受信手段と、前記受信信号から、前記極性が反転する関係に基づいて、伝送前のディジタル入力信号の立上がりタイミング及び立下がりタイミングを再現する信号再生手段とを具備することを特徴とする半導体デバイス試験装置。
【請求項８】
　発光手段と、ディジタル入力信号に応じて前記発光手段を駆動する駆動手段とを有する光強度変調方法において、
　前記駆動手段は、
　前記ディジタル入力信号と波形が等しい第１の電流波形を形成する過程と、
　前記第１の波形に対して一定時間分の遅延を有し、振幅が前記第１の波形の２倍で、波形が前記ディジタル入力信号に対して負論理の関係にある第２の電流波形を形成する過程と、
　前記第２の波形に対して一定時間分の遅延を有し、前記第１の電流波形と波形が等しい第３の電流波形を形成する過程と、
　前記第１乃至第３の電流波形を加算した電流波形で前記発光素子を駆動する過程とを有することを特徴とする光強度変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　この発明は、電気信号パルスを光パルスに変換して高速で伝送することができる光パルス伝送システム及び光パルス伝送方法において、電気信号パルスによって光を光パルスに変調する光強度変調装置、これを用いたシステム及び装置と光強度変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　例えば、半導体集積回路（ＩＣ）を始めとする各種の半導体デバイスを試験するための半導体デバイス試験装置（一般にＩＣテスタと呼ばれる）には、半導体デバイスを試験するために搬送し、試験結果に基づいて試験済みの半導体デバイスを類別する半導体デバイス搬送処理装置（一般にハンドラと呼ばれる）を接続したものが多い。半導体デバイス搬送処理装置（以下、ハンドラと称す）を接続した形式の半導体デバイス試験装置は、被試験半導体デバイス（一般にＤＵＴと呼ばれる）に所定のパターンの試験信号を印加するためのテストヘッドが半導体デバイス試験装置の本体から分離されて、ハンドラのテスト部に配置されている。このテストヘッドと試験装置本体間はケーブルのような電気信号伝送路によって接続されており、この電気信号伝送路を通じて試験装置本体側からテストヘッド側へ所定のパターンの試験信号を供給し、このテストヘッドに装着されたソケットを通じて被試験半導体デバイスに試験信号を印加している。また、被試験半導体デバイスからの応答信号はテストヘッド側から上記電気信号伝送路を通じて試験装置本体側へ伝送され、半導体デバイスの電気的特性が測定される。
【０００３】
　近年、半導体集積回路（以下、ＩＣと称す）は高速化され、また、パッケージから導出される端子（ピン）数も増加しているため、上述の半導体デバイス試験装置のように、ケーブルのような電気信号伝送路を通じて電気信号を伝送したのでは次のような欠点が生じる。
　（１）ケーブルのような電線では伝送する電気信号の周波数に限界があり、また、信号周波数が高くなると信号波形が劣化する恐れがある。このため、信号の伝送速度が制限され、高速のＩＣを試験することが困難となる。
　（２）ＩＣの端子数の増加に伴ってケーブルの本数を増加させると、現在のケーブルの太さでは試験装置本体とテストヘッド間のケーブル束が太く、かつ重くなるため、非常に扱い難くなる。
【０００４】
　上記問題点を解決するために、最近では、信号の伝送速度や周波数特性が上記したような電気的伝送方式よりも優れており、しかも伝送媒体として細くて軽量な光ファイバのような光伝送路を使用することができる光伝送方式が採用され始めている。次に、一般的な光伝送システムについて説明する。
【０００５】
　光を変調して２値のディジタル信号（光パルス）を生成する場合、変調技術の簡単さから殆どの場合に情報信号（変調信号）によって光の強さを変える光強度変調方式が採用されている。通常は送信側に発光素子として高速の光の強度変調が可能なレーザダイオードを備え、受信側に応答速度の速いホトダイオードを備え、かつ伝送媒体として光ファイバを使用した構成を有しており、送信側のレーザダイオードから出力される光パルスを光ファイバを通じて受信側へ伝送し、ホトダイオードによって伝送されて来た光パルスを電気信号に変換している。
【０００６】
　図２３は従来の光伝送路を用いた光伝送システムの一例を示す概略の回路構成図である。この光伝送システムは、光パルス送信装置１０１と、光パルス受信装置１０２と、これら送信装置１０１と受信装置１０２間を結合する光ファイバのような光伝送路１０９とによって構成されている。
　光パルス送信装置１０１は、受信装置側へ伝送すべき電気パルス信号を出力する主回路１０３と、この主回路１０３の出力端子１０３Ａに入力端子が接続された駆動回路１０４と、この駆動回路１０４の出力端子と共通導体間に接続された半導体レーザのような発光素子１０５とを具備し、発光素子１０５は駆動回路１０４から与えられる電気パルス信号によって発光して光パルスを発生し、この光パルスは光コネクタ１０９Ａを介して光伝送路１０９に送られ、光パルス受信装置１０２へ伝送される。
【０００７】
　光パルス受信装置１０２は、ホトダイオードのような受光素子１０６と、この受光素子１０６に入力端子が接続された検出回路１０７と、この検出回路１０７の出力端子に入力端子が接続された主回路１０８とを具備し、光伝送路１０９を通じて伝送された光パルスは光コネクタ１０９Ｂを介して受光素子１０６に入力される。受光素子１０６は受光した光パルスを電気パルス信号に変換して検出回路１０７へ送り、検出回路（一般に電流−電圧変換増幅器によって構成される）１０７は供給された電気パルス信号を取り出して主回路１０８へ与える。主回路１０８は入力された電気パルス信号に基づいて各種の処理を実行する。
【０００８】
　一般に、発光素子１０５としてレーザダイオードが使用されているが、レーザダイオードは、良く知られているように、温度変化によって発光量が変動する欠点がある。図２４はレーザダイオードの注入電流対出力光パワー特性を示す。図２４に示す曲線Ａは温度Ｔ１（℃）の場合の注入電流対出力光パワーの特性、曲線Ｂは温度Ｔ２（℃）（Ｔ１＜Ｔ２）の場合の注入電流対出力光パワーの特性を示す。
　図２４から明らかなように、発光状態に至る電流値ＩON1 とＩON2 は周囲の温度によって変動する。この結果、駆動回路１０４において同一の尖頭値を持つ駆動電流ＩDによって発光素子１０５を駆動したとすると、発光素子１０５は図２４に示すように温度がＴ１（℃）の場合にはＯＰ１の光パルスを出力し、温度Ｔ２（℃）の場合には光パルスＯＰ２を出力する。
【０００９】
　図２４から容易に理解できるように、従来は周囲の温度が変化すると、発光素子１０５から出力される光パルスの光パワーが変化する。従って、光パルスＯＰ１と光パルスＯＰ２を光パルス受信装置１０２で受信した場合、図２５に示すように、受信信号の尖頭値の大小に応じて光パルスの受信を検出する閾値電圧ＥＣを横切る光パルス波形のタイミングにずれΔｔ１，Δｔ２が生じる。即ち、温度変動がジッタとなって受信装置１０２に伝送される不都合が生じる。
　ジッタの発生が不都合となる実用例として、上述の光伝送方式を例えば半導体デバイス試験装置に適用した場合を挙げることができる。上記したように、半導体デバイス試験装置は、ソケットを装着したテストヘッドが試験装置本体と別体に構成されている。テストヘッドは被試験半導体デバイスに所定のパターンの試験信号等を印加するドライバと、被試験半導体デバイスの応答出力信号を受信して論理レベル判定を行なうコンパレータとを含み、かつ半導体デバイスとのインタフェース動作を行なう。また、これら試験装置本体とテストヘッドとの間には多数の信号伝送路が設けられている。
【００１０】
　これら信号伝送路として光ファイバのような光伝送路を使用し、高速信号（光パルス）を伝送できるように構成した場合には、光伝送路１０９は多チャネルが必要となる。このように多チャネルの光伝送路によって多チャネルの光信号を受授するシステムを構築した場合に、温度変動によって伝送されるパルスにジッタが生じ、さらに各チャネルごとにジッタ量のバラツキが生じた場合には、各チャネルの伝送路を通じて伝送される光信号の相互間にタイミング誤差が発生し、このタイミング誤差の発生に起因して半導体デバイス（ＩＣ）の試験を正常に実施できないという不都合が生じる。
【００１１】
　上記のような光伝送システムに使用される光強度変調装置の一例を図２６に示す。この光強度変調装置は、ディジタル入力信号（電気パルス信号）の信号電圧と閾値電圧とを入力としてこれら電圧を比較する入力側比較器２００と、この入力側比較器２００の比較結果に応じてオン／オフする電流スイッチ回路２０１と、この電流スイッチ回路２０１のオン／オフによって生成される電流波形に基づいて駆動される半導体レーザ２０２とを具備する。電流スイッチ回路２０１は、エミッタが共通に接続された一対のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２と、ベースが共通に接続された一対のトランジスタ２０３、２０５とを含む。一対のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のコレクタは半導体レーザ２０２の対応する端子にそれぞれ接続され、共通接続されたエミッタはトランジスタ２０３のコレクタに接続されている。
【００１２】
　上記構成の光強度変調装置においては、電流スイッチ回路２０１を構成するエミッタ共通接続の一対のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のうちの図において右側のトランジスタＴＲ２がオンのときに、予めトランジスタ２０３によって制御された電流が半導体レーザ２０２に注入され、この注入電流の大きさに対応したレベルの光出力が半導体レーザ２０２から得られる。なお、半導体レーザ２０２を駆動するために必要な直流バイアス電流は、コレクタが半導体レーザ２０２の電流注入側端子に接続されているトランジスタ２０４によって制御される。
【００１３】
　上記光強度変調装置を使用して２値の光信号、即ち、光パルスを発生させることにより、光パルスを高速で伝送する光伝送システムを実現することができる。しかしながら、例えば前述した半導体デバイス試験装置においては、試験装置本体とテストヘッド間の光信号伝送路に、多数の周期のパルスが混在し、その上、光変調する際に非常に高いタイミング精度が要求される。従って、上述の光伝送システムを半導体デバイス試験装置に適用する場合には、次のような問題が生じる恐れがある。
【００１４】
　（１）光強度は一般的にレベルが不安定である（低周波成分の揺らぎが大きい）ため、図２７の下側に示すように、受信側において固定の識別レベルで２値の光信号を識別した場合にはデータ（０、１）やタイミングに図示するような誤りが生じてしまう。なお、図２７の上側の波形は送信側の伝送すべき電気パルス信号を示す。
　（２）半導体レーザのような発光素子の立上がり時間（発光遅延時間）は素子の温度によって変化し、かつ一般的には素子によって異なるため、温度変化によって、或いは各素子間において発光遅延時間に図２８に示すような差が発生する。この発光遅延時間の差は上記のタイミング誤差の要因となる。
【００１５】
　上記（１）の問題を解決する方法として、発光素子の温度を一定に保つように温度制御を行なうことや、光強度をモニタして発光素子の出力を一定レベルに保持する（光強度を安定化する）ように制御することが提案されているが、いずれの解決方法においても伝送モジュールが高価になるので、半導体デバイス試験装置のように多数の伝送ラインを必要とする装置では実現できても価格の点で問題がある。さらに、光強度の安定化は、高速で光パルスを伝送する場合には実現が困難である。
【００１６】
　また、上記（２）の問題を解決する方法として、２値の光信号を発光素子の発光と消光によって表わすのではなく、図２９に示すように、発光素子をあるレベルの光（オフセット光）を発光した状態に常に駆動しておき、このオフセット光からの光強度の変化によって２値の光信号を表わす方法が提案されている。この場合には発光素子が常時発光しているので温度変化による影響や各素子間の発光遅延時間の差が生じ難い。しかしながら、２値データ「１」と「０」間の光強度の差が小さくなるから、Ｓ／Ｎが低下する。その上、２値信号の両データ「１」と「０」が光強度の変動の影響を受けるので、上記（１）の問題の解決が益々重要となる。
【００１７】
　なお、例えばＡＴＭ（非同期転送モード）交換機のように多数の伝送ラインを必要とする技術分野において用いられている多チャネル伝送モジュールにおいては、図３０の下側に示すように、受信側において光信号の適当な交流成分のみを取り出し（ＡＣ結合）、識別レベルを０Ｖにおいてこの２値信号を識別する方法を採用している。なお、図３０の上側の波形は送信側の伝送すべき電気パルス信号を示す。
　この方法によれば、確かに、比較的簡単にタイミングやデータの誤りを少なくすることができる。しかし、２値データ「１」と「０」の割合が一方のデータ値に片寄ると、識別レベルが片寄ったデータ値の側にずれてしまい、結果的にタイミングの誤りが生じることになる。また、長時間固定されたＤＣ的なデータを識別することができないことは勿論であり、その上、いずれかのデータ値が長時間続いているという状態でさえ検出することができないという欠点がある。
【００１８】
　換言すれば、上記識別レベルを０ＶにおいたＡＣ結合方法ではデータ値が一定の状態（例えば、信号のない状態）に放置された場合に、その間の雑音による低レベルの揺らぎを誤って２値信号の一方のデータ値として検出してしまう。従って、これを防止するために常に２値信号のデータ値を変化させなくてはならないという欠点がある。よって、例えば半導体デバイス試験装置において試験装置本体とテストヘッド間に信号を伝送する場合のように、多数の周期の信号が混在し、２値信号のデータ値が一方の値（０又は１）に著しく片寄るような事例には、即ち、直流成分が存在し、かつタイミング精度を重視するような事例には、利用できない。
【００１９】
　さらに、図３１に示すように、２値の電気信号の立上がり及び立下がりエッジをそれぞれ検出し、各エッジの検出に対応するパルス信号に続けて極性の反転したパルス信号を生成し、即ち、立上がりエッジの検出時には正極性のパルス信号に続けて極性の反転した負パルス信号を生成して互いに極性の反転したパルス対とし、立下がりエッジの検出時には負極性のパルス信号に続けて極性の反転した正パルス信号を生成して互いに極性の反転したパルス対とし、これら極性反転パルス対に基づいて半導体レーザを駆動して同様に極性が互いに反転する光パルス対を発生させ、受信側へ伝送するという方法も提案されている。
【００２０】
　この方法によれば、伝送される光パルス対は伝送すべき２値の電気信号の立上がり及び立下がりの個々のタイミングを指示する光信号であるから、受信側ではこのタイミングを指示する光信号を受光して立上がり及び立下がりのタイミングを識別し、元の２値の電気信号を再現することができる。従って、例えば半導体デバイス試験装置において試験装置本体とテストヘッド間に信号を伝送する場合のように、多数の周期の信号が混在し、２値信号のデータ値が一方の値（０又は１）に著しく片寄っているような事例にも、上首尾に適用することができる。
【００２１】
　つまり、受信側では立上がり及び立下がりに関するタイミング信号として極性が互いに反転する光パルス対を受光するだけであるので、識別レベルがデータ値の片寄った側にずれてタイミングの誤りが生じたり、データ値の誤りが発生することはない。また、長時間固定されたＤＣ的なデータ値についても正確に識別することができる。
　このように、２値の電気信号の立上がり及び立下がりエッジを検出し、各エッジの検出に対応して極性反転パルス対を生成し、半導体レーザを駆動する従来の駆動回路の一例を図３２に示す。
【００２２】
　この駆動回路は、一方の入力端子に伝送すべき２値の電気信号が入力されるオア（ＯＲ）回路３００と、上記伝送すべき２値の電気信号を極性反転する第１の反転回路（インバータ）３０１と、この反転回路３０１からの出力信号を所定時間だけ遅延させて上記ＯＲ回路３００の他方の入力端子並びにアンド（ＡＮＤ）回路３０３の一方の入力端子にそれぞれ供給する第１の遅延回路３０２と、この遅延回路３０２からの出力信号を極性反転する第２の反転回路（インバータ）３０４と、この反転回路３０４の出力信号を所定時間だけ遅延させて上記ＡＮＤ回路３０３の他方の入力端子に供給する第２の遅延回路３０５とを具備する。なお、ＯＲ回路３００とＡＮＤ回路３０３の出力信号はそれぞれ極性が反転されて半導体レーザ３１２に供給される。
【００２３】
　上記構成の駆動回路によれば、図３３に示すように、入力された２値の電気信号の立上がり及び立下がりエッジ（ａ）〜（ｃ）から、正論理のパルス波形（ｄ）と負論理のパルス波形（ｅ）が生成され、これらパルス波形が加算されて極性が互いに反転する極性反転パルス対（ｆ）が生成されることが容易に理解できる。半導体レーザ３１２はこの極性反転パルス対（ｆ）に基づいて駆動され、図３１の下段に示したような極性が互いに反転する光パルス対を発生することになる。
　しかし、２値の入力電気信号の立上がり及び立下がりエッジ（ａ）〜（ｃ）から生成された正論理のパルス波形（ｄ）及び負論理のパルス波形（ｅ）を加算して極性反転パルス対（ｆ）を生成する場合、この極性反転パルス対の極性反転部は正論理のパルス波形（ｄ）及び負論理のパルス波形（ｅ）の２つのパルス波形の継ぎ目となる。このため、上記従来の駆動回路では、高い精度が要求される極性反転パルス対の極性反転部が不連続なエッジとなる場合があり、タイミング精度が劣化する恐れがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
　この発明の目的は、極性が互いに反転する極性反転パルス対の極性反転部が不連続なエッジとならない、かつタイミング精度の高い光強度変調装置、これを用いたシステム及び装置と光強度変調方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
　この発明の光強度変調装置によれば、発光手段と、ディジタル入力信号に応じて前記発光手段を駆動する駆動手段とを有する光強度変調装置において、前記駆動手段は、前記ディジタル入力信号と波形が等しい第１の電流波形を形成する第１の電流スイッチ手段と、前記第１の波形に対して一定時間分の遅延を有し、振幅が前記第１の波形の２倍で、波形が前記デジタル入力信号に対して負論理の関係にある第２の電流波形を形成する第２の電流スイッチ手段と、前記第２の波形に対して一定時間分の遅延を有し、前記第１の電流波形と波形が等しい第３の電流波形を形成する第３の電流スイッチ手段とを有し、前記第１乃至第３の電流波形を加算した電流波形で前記発光素子を駆動する。
【００２６】
　この発明の光強度変調方法によれば、ディジタル入力信号を、この入力信号の立上がり又は立下がりのタイミングを境として極性が互いに反転する極性反転パルス対よりなる伝送波形に変換する伝送波形変換方法であって、前記ディジタル入力信号から、この入力信号と波形が等しい第１の波形と、前記第１の波形より一定時間分の遅延を有し、振幅が前記第１の波形の２倍で、波形が前記デジタル入力信号に対して負論理の関係にある第２の波形と、前記第２の波形より一定時間分の遅延を有し、前記第１の伝送波形と波形が等しい第３の波形をそれぞれ生成し、前記第１乃至第３の波形を重ね合せることにより前記極性が互いに反転する極性反転パルス対を生成する。
【００２７】
　前記第１乃至第３の電流スイッチ手段のそれぞれは、例えばベースに前記ディジタル入力信号の反転入力が接続された第１のトランジスタと、ベースに前記ディジタル入力信号の入力が接続された第２のトランジスタとを備え、これら第１及び第２のトランジスタのエミッタが電流源に共通に接続されており、前記第１及び第３の電流スイッチ手段を構成する第１のトランジスタのコレクタと、前記第２の電流スイッチ手段を構成する第２のトランジスタのコレクタとが共通に電源供給ラインに接続されて第１の出力が形成され、前記第１及び第３の電流スイッチ手段を構成する第２のトランジスタのコレクタと、前記第２の電流スイッチ手段を構成する第１のトランジスタのコレクタとが共通に接続されて第２の出力が形成され、前記第２の電流スイッチ手段は、電流源が他の電流スイッチ手段の電流源の２倍の電流を供給するように構成されている。
【００２８】
　また、前記第２の電流スイッチ手段は、例えば第１のトランジスタのコレクタの入力ラインに第１の遅延回路が設けられ、第２のトランジスタのコレクタの入力ラインに第２の遅延回路が設けられ、前記第３の電流スイッチ手段は、第１のトランジスタのコレクタの入力ラインに前記第１の遅延回路及び第３の遅延回路が直列に設けられ、第２のトランジスタのコレクタの入力ラインに前記第２の遅延回路及び第４の遅延回路が直列に設けられている。
　また、前記第１乃至第３の電流スイッチ手段の電流源は例えばそれぞれ電流調整用抵抗を有し、第１及び第３の電流スイッチ手段の電流源の電流調整用抵抗の抵抗値が等しく、第２の電流スイッチ手段の電流源の電流調整用抵抗の抵抗値が他の電流スイッチ手段の電流源の電流調整用抵抗の抵抗値の２分の１となるように設定されている。
【００２９】
　この発明の半導体デバイス試験装置によれば、試験装置本体とテストヘッドが光ファイバで接続され、前記試験装置本体側に、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の光強度変調装置を備え、前記テストヘッド側に、前記光強度変調装置によって光強度変調された信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得るＡＣ結合受信手段と、前記受信信号から、前記極性が反転する関係に基づいて、伝送前のディジタル入力信号の立上がりタイミング及び立下がりタイミングを再現する信号再生手段とを具備する。
【００３０】
　半導体デバイス試験装置の他面によれば、試験装置本体とテストヘッドが光ファイバで接続され、前記テストヘッド側に、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の光強度変調装置を備え、前記試験装置本体側に、前記光強度変調装置によって光強度変調された信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得るＡＣ結合受信手段と、前記受信信号から、前記極性が反転する関係に基づいて、伝送前のディジタル入力信号の立上がりタイミング及び立下がりタイミングを再現する信号再生手段とを具備する。
【発明の効果】
【００３１】
　この発明により、上記従来技術の問題点を克服した光伝送システム及び光伝送方法に適用する光強度変調装置を提供することができる。
　又、タイミング精度が高く、しかも、周期が不定で直流成分が存在するような信号をも高い精度で高速に光伝送することができる光伝送システム及び光伝送方法に適用する光強度変調装置を提供することができる。
　又、上記光伝送システム又は光伝送方法を適用した半導体デバイス試験装置に適用する光強度変調装置を提供することができる。
【００３２】
　又、温度変動があっても受信側に伝送される信号にジッタが発生することのない光パルス信号伝送方法に適用する光強度変調装置を提供することができる。
　又、上記光パルス信号伝送方法を適用した光パルス検出方法に適用する光強度変調装置を提供することができる。
　更にこの発明による光強度変調装置及びその方法を適用することにより以下の利益が得られる。
　光伝送システムの第１の面によれば、送信側に、伝送すべき信号波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジをそれぞれ検出する第１及び第２のエッジ検出手段と、前記第１のエッジ検出手段による立上がりエッジ検出タイミングを境として極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第１の伝送用パルス信号を発生する第１の伝送用パルス発生手段と、前記第２のエッジ検出手段による立下がりエッジ検出タイミングを境として極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第２の伝送用パルス信号を発生する第２の伝送用パルス発生手段と、前記第１の伝送用パルス信号に基づいて第１の光強度変調信号を生成する第１の光強度変調手段と、前記第２の伝送用パルス信号に基づいて第２の光強度変調信号を生成する第２の光強度変調手段とを具備し、受信側に、前記第１の光強度変調信号を受信して、その交流成分のみを取り出した第１の受信信号を得る第１のＡＣ結合受信手段と、前記第２の光強度変調信号を受信して、その交流成分のみを取り出した第２の受信信号を得る第２のＡＣ結合受信手段と、前記第１の受信信号から立上がりタイミングを識別する第１の識別手段と、前記第２の受信信号から立下がりタイミングを識別する第２の識別手段と、前記識別された立上がりタイミング及び立下がりタイミングに基づいて前記伝送すべき信号の波形に関する立上がりエッジ及び立下がりエッジを再現する信号再生手段とを具備する光伝送システムが提供される。
【００３３】
　前記第１の識別手段は、前記第１の受信信号の極性が反転するタイミングを立上がりタイミングとして識別し、前記第２の識別手段は、前記第２の受信信号の極性が反転するタイミングを立下がりタイミングとして識別する。
　また、前記第１の識別手段は、立上がりタイミング識別の基準となる立上がり識別基準レベルと、立上がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立上がり識別開始レベルとに基づいて、前記第１の受信信号の立上がりが前記立上がり識別開始レベルを横切った時点から一定の時間だけ動作状態とされ、この動作状態中に前記第１の受信信号が前記立上がり識別基準レベルを横切った時点を立上がりタイミングとして識別し、前記第２の識別手段は、立下がりタイミング識別の基準となる立下がり識別基準レベルと、立下がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立下がり識別開始レベルとに基づいて、前記第２の受信信号の立下がりが前記立下がり識別開始レベルを横切った時点から一定の時間だけ動作状態とされ、この動作状態中に前記第２の受信信号が前記立下がり識別基準レベルを横切った時点を立下がりタイミングとして識別する。
【００３４】
　前記信号再生手段は、前記第１の識別手段にて識別された立上がりタイミングをセット信号とし、前記第２の識別手段にて識別された立下がりタイミングをリセット信号とする非同期ＳＲフリップフロップ回路により構成されている。
　光伝送システムの第２の面によれば、送信側に、伝送すべき信号波形から立上がりエッジ及び立下がりエッジをそれぞれ検出する第１及び第２のエッジ検出手段と、前記第１のエッジ検出手段による立上がりエッジ検出タイミングを境として極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第１の伝送用パルス信号を発生する第１の伝送用パルス発生手段と、前記第２のエッジ検出手段による立下がりエッジ検出タイミングを境として、前記第１の伝送用パルス信号とは互いに極性が反転した関係にある、極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第２の伝送用パルス信号を発生する第２の伝送用パルス発生手段と、前記第１及び第２の伝送用パルス信号に基づいて光強度変調信号を生成する光強度変調手段とを具備し、受信側に、前記光強度変調信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得るＡＣ結合受信手段と、前記受信信号から、前記極性反転の関係に基づいて、前記第１及び第２の伝送用パルス信号に関係する信号を区別するとともに、立上がりタイミング及び立下がりタイミングを識別する識別手段と、前記立上がりタイミング及び立下がりタイミングに基づいて、前記伝送すべき信号の波形に関係する立上がりエッジ及び立下がりエッジを再現する信号再生手段とを具備する光伝送システムが提供される。
【００３５】
　前記識別手段は、前記受信信号のうち前記第１の伝送用パルス信号に関係する信号の極性が正極性から負極性へ反転するタイミングを立上がりタイミングとして識別する第１の識別回路と、前記受信信号のうち前記第２の伝送用パルス信号に関係する信号の極性が負極性から正極性へ反転するタイミングを立下がりタイミングとして識別する第２の識別回路とからなる。
　また、タイミング識別の基準となる識別基準レベルと、立上がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立上がり識別開始レベル及び立下がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立下がり識別開始レベルとに基づいて、立上がりタイミングを識別する際は、前記受信信号の立上がりが前記立上がり識別開始レベルを横切った時点で前記第１の識別手段が一定の時間だけ動作状態とされると同時に、前記第２の識別手段が動作不能状態とされ、第１の識別手段が動作状態中に前記受信信号が前記識別基準レベルを横切った時点を立上がりタイミングとして識別し、立下がりタイミングを識別する際は、前記受信信号の立下がりが前記立下がり識別開始レベルを横切った時点で前記第２の識別手段が一定の時間だけ動作状態とされると同時に、前記第１の識別手段が動作不能状態とされ、第２の識別手段が動作状態中に前記受信信号が前記識別基準レベルを横切った時点を立下がりタイミングとして識別する。
【００３６】
　前記信号再生手段は、前記識別手段にて識別された立上がりタイミング、立下がりタイミングをそれぞれセット信号、リセット信号とする非同期ＳＲフリップフロップ回路により構成されている。
　半導体デバイス試験装置の第３の面によれば、上記記載の光伝送システムを備え、２値信号を送出する試験装置本体と前記２値信号を受信するテストヘッドとが光ファイバにより接続され、前記試験装置本体と前記テストヘッドとの間において前記光伝送システムを用いた光伝送が行われる半導体デバイス試験装置が提供される。
【００３７】
　光伝送方法の第４の面によれば、伝送すべき信号波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジを検出し、これらエッジの検出タイミングを境にして立上がりタイミング及び立下がりタイミングを示すタイミング信号を光伝送ライン上に送出する送信工程と、前記光伝送ライン上に送出されたタイミング信号を受信し、この受信信号の立上がりタイミング及び立下がりタイミングに基づいて前記伝送すべき信号波形に関係する立上がりエッジ及び立下がりエッジを再現する受信工程とを有する光伝送方法が提供される。
　光伝送方法の第５の面によれば、伝送すべき信号波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジをそれぞれ検出する第１の工程と、前記立上がりエッジ検出タイミングを境として極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第１の伝送用パルス信号を発生するとともに、前記立下がりエッジ検出タイミングを境として極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第２の伝送用パルス信号を発生する第２の工程と、前記第１の伝送用パルス信号に基づいて第１の光強度変調信号を生成すると共に、前記第２の伝送用パルス信号に基づいて第２の光強度変調信号を生成し、これら変調信号を別々に光伝送ライン上に送出する第３の工程と、前記第１及び第２の光強度変調信号をそれぞれ受信して、それらの交流成分のみを取り出した第１及び第２の受信信号を得る第４の工程と、前記第１の受信信号から立上がりタイミングを識別すると共に、前記第２の受信信号から立下がりタイミングを識別し、この識別した立上がりタイミング及び立下がりタイミングに基づいて前記伝送すべき信号波形に関係する立上がりエッジ及び立下がりエッジを再現する第５の工程と、を有する光伝送方法が提供される。
【００３８】
　前記第５の工程における立上がりタイミング及び立下がりタイミングの識別を、前記第１の受信信号の極性が反転するタイミングを立上がりタイミングとし、前記第２の受信信号の極性が反転するタイミングを立下がりタイミングとして識別することにより行う。
　また、立上がりタイミングを識別する場合には、立上がりタイミング識別の基準となる立上がり識別基準レベルと、立上がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立上がり識別開始レベルとに基づいて、前記第１の受信信号の立上がりが前記立上がり識別開始レベルを横切った時点から一定時間内に前記第１の受信信号が前記立上がり識別基準レベルを横切った時点を立上がりタイミングとして識別し、立下がりタイミングを識別する場合には、立下がりタイミング識別の基準となる立下がり識別基準レベルと、立下がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立下がり識別開始レベルとに基づいて、前記第２の受信信号の立下がりが前記立下がり識別開始レベルを横切った時点から一定時間内に前記第２の受信信号が前記立下がり識別基準レベルを横切った時点を立下がりタイミングとして識別する。
【００３９】
　光伝送方法の第６の面によれば、伝送すべき信号波形から立上がりエッジ及び立下がりエッジをそれぞれ検出する第１の工程と、前記立上がりエッジ検出タイミングを境として極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第１の伝送用パルス信号を発生すると共に、前記立下がりエッジ検出タイミングを境として、前記第１の伝送用パルス信号とは互いに極性が反転した関係にある、極性が互いに反転する極性反転パルス対からなる第２の伝送用パルス信号を発生する第２の工程と、前記第１及び第２の伝送用パルス信号に基づいて光強度変調信号を生成し、この変調信号を光伝送ライン上に送出する第３の工程と、前記光強度変調信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得る第４の工程と、前記受信信号から、前記極性反転の関係に基づいて前記第１及び第２の伝送用パルス信号に関係する信号を区別すると共に、立上がりタイミング及び立下がりタイミングを識別し、この識別した立上がりタイミング及び立下がりタイミングに基づいて前記伝送すべき信号波形に関係する立上がりエッジ及び立下がりエッジを再現する第５の工程とを有する光伝送方法が提供される。
【００４０】
　前記第５の工程における立上がりタイミング及び立下がりタイミングの識別を、前記受信信号のうち前記第１の伝送用パルス信号に関係する信号の極性が正極性から負極性へ反転するタイミングを立上がりタイミングとし、前記受信信号のうち前記第２の伝送用パルス信号に関係する信号の極性が負極性から正極性へ反転するタイミングを立下がりタイミングとして識別する。
【００４１】
　また、タイミング識別の基準となる識別基準レベルと、立上がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立上がり識別開始レベル及び立下がりタイミングの識別動作開始タイミングを与える立下がり識別開始レベルとに基づいて、立上がりタイミングを識別する場合には、前記受信信号の立上がりが前記立上がり識別開始レベルを横切った時点から一定の時間だけ立上がりタイミングの識別が行われるようにすると同時に、立下がりタイミングの識別が行われないようにし、この時間内に前記受信信号が前記識別基準レベルを横切った時点を立上がりタイミングとして識別し、立下がりタイミングを識別する場合には、前記受信信号の立下がりが前記立下がり識別開始レベルを横切った時点から一定の時間だけ立下がりタイミングの識別が行なわれるようにすると同時に、立上がりタイミングの識別が行なわれないようにし、この時間内に前記受信信号が前記識別基準レベルを横切った時点を立ち下がりタイミングとして識別する。
【００４２】
　光パルス伝送方法の第７の面によれば、送信側に設けた発光素子に電気パルスを与え、この電気パルスにより発光素子から光パルスを発光させ、この光パルスを光伝送路を通じて受信側に伝送し、受信側に設けた受光素子によって電気パルスに変換し、この電気パルスを受信信号として取り込む光パルス伝送方法において、上記送信側において、上記発光素子に与える電気パルスを直流バイアス電流を中心に正と負に対称に変化する正負対称波形信号とし、光伝送路上の光の平均値を一定値に維持させることを特徴とする光パルス伝送方法が提供される。
【００４３】
　上記第７の面においては、受信側で受信した正負対称波形信号の検出点を上記バイアス電流値を横切るゼロクロス点に規定する。
　光パルス伝送方法の第８の面によれば、送信側に設けた発光素子に電気パルスを与え、この電気パルスにより発光素子から光パルスを発光させ、この光パルスを光学伝送路を通じて受信側に伝送し、受信側に設けた受光素子によって電気パルスに変換し、この電気パルスを受信信号として取り込む光パルス伝送方法において、上記送信側において、上記発光素子に与える電気パルスを前縁側及び後縁側の双方において、直流バイアス電流値を中心に正と負に対称に変化する正負対称波形信号とし、パルス幅が長いパルスを伝送しても上記光伝送路上の光の平均値を一定値に維持させることを特徴とする光パルス伝送方法が提供される。
【００４４】
　上記第８の面においては、受信側の受信検出点を上記前縁側及び後縁側で発生する正負対称波形信号の何れか一方のゼロクロス点によって規定する。
　また、受信側に上記直流バイアス電流値に対応する直流電圧を発生する平滑化回路を設け、この平滑化回路で発生する直流電圧をヒステリシス特性を持つ電圧比較器の基準電圧として供給し、この基準電圧を中心に上記ヒステリシス特性のヒステリシス幅を越える電位変化を受信信号として検出し、上記電圧比較器から出力させる。
【００４５】
　第３の面によれば、送信側に、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の光強度変調装置を備え、受信側に、前記光強度変調装置によって光強度変調された信号を受信して、その交流成分のみを取り出した受信信号を得るＡＣ結合受信手段と、前記受信信号から、前記極性が反転する関係に基づいて、伝送前のディジタル入力信号の立上がりタイミンク及び立下がりタイミングを再現する信号再生手段とを具備する光伝送システムが提供される。
【００４６】
　無信号時でも一定の、しかも発光素子の発光開始点を与える閾値より大きい値を持つバイアス電流を発光素子に与え、発光素子を一定の発光量で発光させる。これと共に送り出そうとするパルスの極性とは逆極性のパルスを付加して、バイアス電流を中心に正と負に対称に振れる正負対称波形信号を生成させ、この正負対称波形信号によって発光素子を駆動する光パルス伝送方法にも適用できる。
　さらに、光パルス検出方法では受信側において、送信側から送られてくるバイアス電流に対応する電圧を信号の検出閾値として利用する。
【００４７】
　従って、この光パルス伝送方法及び光パルス検出方法では、送信側で温度変動により発光素子の注入電流対出力光パワー特性が変動しても、発光素子に流れるバイアス電流が変動し、このバイアス電流の変動が光の直流分として受信側に伝送される。
　受信側では送られて来た光の直流分をバイアス電圧として再生し、さらにこのバイアス電圧を基準電圧としてヒステリシス特性を持つ電圧比較器に与え、電圧比較器により正負に振れる正負対称波形信号の立上り及び立下りの変化点を検出する構成としたから、バイアス電圧が変動しても正負対称波形信号の検出点は時間方向に移動することはない。
【００４８】
　その結果、このシステムでは、送信側で発光素子に温度変化が与えられ、発光素子の注入電流対出力光パワー特性が変動しても受信側で検出されるパルスの検出点は変動しない。つまり、ジッタの発生を阻止することができる。よって多チャネルを使ってデータを伝送する装置にこの発明を適用することにより、各チャネル間で信号にタイミング誤差が発生することがなく、正しいタイミングでデータを受授できる利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
　以下、この発明が対象とする光信号伝送システムの例について添付図面を参照して詳細に説明する。
　図１はこの発明が対象とする光信号伝送システムの第１の例の構成を概略的に示すブロック図である。この光信号伝送システムは、送信側装置Ｔと、受信側装置Ｒと、これら両装置Ｔ及びＲ間を接続する光ファイバ６とによって構成されている。
　送信側装置Ｔは、立上がりエッジ検出回路１と、伝送用パルス発生回路２と、光強度変調回路３とを備え、受信側装置Ｒは、ＡＣ結合受信回路４と、識別回路５とを備えている。
【００５０】
　この光信号伝送システムにおいて伝送される信号は２値のデータではなくて２値信号の波形の立上がりのエッジ、即ち、伝送信号の立上がりの振幅値（レベル）が予め定められた振幅値（レベル）を越える時点を指示するタイミング信号である。なお、図１に示した実施例では、説明を簡単化するために、立上がりエッジのみが伝送される構成を示したが、実際には、図に点線で示すように、２値信号の波形の立下がりのエッジを伝送する同様の回路構成を含んでおり、波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジをそれぞれ伝送する２系統の回路構成になっている。
【００５１】
　図２は図１に示す種々の回路の動作を説明するためのタイミングチャートであり、一例として波形の立上がりのエッジ（立上がりエッジの振幅値が５０％を越える時点のタイミング）を検出し、伝送する場合の波形を示す。以下、図２を参照して各回路の動作を具体的に説明する。
　立上がりエッジ検出回路１は、通常、論理回路等によって構成され、伝送波形（伝送しようとする信号の波形を言う）の立上がりのエッジ（タイミング）を検出して立上がり信号（ａ）を生成するものである。
　伝送用パルス発生回路２は、立上がりエッジ検出回路１から出力される立上がり信号（ａ）の立上がりのタイミングに基づいて、対応する正極性のパルス信号に続けて極性の反転した負極性のパルス信号を生成して、立上がりのタイミングを境にして互いに極性の反転したパルス対を発生し、これを伝送用パルス信号（ｂ）として出力する。
【００５２】
　この伝送用パルス信号（ｂ）としては、その形状やパルス幅が元の伝送信号の波形の最小のパルス間隔よりも十分に短いものを用いる必要がある。言い換えれば、この伝送用パルス信号（ｂ）のパルス幅によって元の伝送信号の波形の最小パルス間隔が制限されることになる。なお、この伝送用パルス信号（ｂ）は、発生される際にある遅延を受けて、図に点線で示すように遅延したパルス（ｅ）になっても、この遅延が常に一定で既知の値であれば、受信側ではタイミング信号として問題なく使用できる。
　光強度変調回路３は伝送用パルス発生回路２から発生された伝送用パルス信号（ｂ）に基づいて駆動され、従来から使用されている、オフセット光に光強度変調を行なう変調方法を用いて発光素子（図示せず）を駆動し、伝送用パルス信号波形の立上がりエッジの振幅値が予め定められた値を越えるタイミングで互いに極性の反転した光パルス対を光強度信号（ｃ）として出力する。この光強度信号（ｃ）は光ファイバ６を介して受信側装置Ｒに伝送される。
【００５３】
　ＡＣ結合受信回路４は、受信した光強度信号（ｃ）を従来から使用されているＡＣ結合の方法により検出する回路であり、図２の最下段に示す受信信号（ｄ）のような信号が検出される。ここで、受信される光強度信号（ｃ）は立上がりエッジを境にして極性が互いに反転する伝送用パルス信号（ｂ）に基づいて変調された光パルス信号であるので、常に両極性のパルスが存在し、従って、検出される受信信号（ｄ）は片方の極性に片寄ったパルスを多く含むというようなことはない。
　識別回路５は、ＡＣ結合受信回路４にて検出された受信信号（ｄ）から立上がりエッジ（予め定められた振幅値を越えるタイミング）を識別する。この立上がりタイミングの識別では、タイミング識別の基準となる識別レベルＬ１（図２参照）と、予めノイズと信号が分離できる程度の、十分に低いレベルに設定された、識別動作開始のタイミングを与える識別開始レベルＬ２（図２参照）とに基づいて、次のような識別動作が行われる。
【００５４】
　受信信号（ｄ）の立上がりエッジが識別開始レベルＬ２を横切った時点Ａで瞬間的に識別回路５を作動し、一定の遅延時間内に識別レベルＬ１を横切った時点Ｂを識別してタイミングパルスを発生する。つまり、立上がりエッジが識別開始レベルＬ２を横切った時点Ａからパルス幅に相当する程度の時間だけ識別回路５の作動状態を保ち、受信信号（ｄ）が識別レベルＬ１を横切った時点Ｂを識別タイミングと決定し、タイミングパルスを発生する。この識別動作によれば、パルスが存在しないときには識別回路５は作動しないから、ノイズによる低レベルの揺らぎを誤ってパルスと識別してしまうことはない。
【００５５】
　なお、受信信号（ｄ）から立下がりエッジを識別する動作も同様にして実行できることは明白であるので、ここではその説明を省略する。
　上記のように構成された光信号伝送システムでは、立上がり側の識別回路から発生されたタイミングパルス（立上がりタイミング）を、例えば非同期ＲＳ（セット−リセット）フリップフロップ回路のセット信号として用いれば、立上がりエッジが再現でき、さらに、立下がり側の識別回路から同様に発生されたタイミングパルス（立下がりタイミング）をリセット信号として用いれば、立下がりエッジが再現できる。よって、これら再現されたエッジより元の２値の伝送信号波形を再現することができる。
【００５６】
　以上のように、第１の例では、伝送したい信号波形の立上がり・立下がりタイミングをそれぞれ別々に取り扱い、それぞれのタイミングに基づいて各タイミングを境にして極性が互いに反転するパルス対よりなる伝送パルス信号に変換し、この伝送パルス信号に基づいてオフセット光を強度変調して極性反転光パルス対を光強度信号として受信側装置へ伝送し、受信側装置では、伝送された光強度信号をＡＣ結合受信し、パルスが存在する場合にのみ識別回路を動作させることにより立上がり・立下がりの識別タイミングを検出し、得られた立上がり・立下がりのタイミング信号から元の伝送信号波形を電気的に再現するように構成されている。
【００５７】
　従って、例えば半導体デバイス試験装置の試験装置本体とテストヘッドとの間において伝送される信号のように、多数の周期が混在し、伝送される２値データ値が一方の値（０又は１）に著しく片寄っている信号でも、信号波形の立上がり・立下がりタイミングをそれぞれ別々に伝送することで、高速の、かつ精度の高い光伝送が可能となる。
　次に、上述した光信号伝送システムを実現する具体的な回路構成について説明する。ただし、以下に説明する回路構成は、本伝送システムを実現する回路構成の一例である。
【００５８】
　図３は、図１に示した光信号伝送システムの具体的な回路構成の一例を示すブロック図である。送信側装置Ｔには、立上がりエッジ検出回路１１ａ、伝送用パルス発生回路１２ａ、バイアス固定ＬＤ駆動回路１３ａからなる第１の送信回路（立上がりエッジ送信回路）と、立下がりエッジ検出回路１１ｂ、伝送用パルス発生回路１２ｂ、バイアス固定ＬＤ駆動回路１３ｂからなる第２の送信回路（立下がりエッジ送信回路）とが設けられ、受信側装置Ｒには、第１の送信回路から光ファイバを介して送出された光信号を受信するＡＣ結合受信回路１４ａ、このＡＣ結合受信回路１４ａから出力される受信信号のＡＣ成分から立上がりのタイミングを検出する識別回路１５ａからなる第１の受信回路（立上がりエッジ受信回路）と、第２の送信回路から光ファイバを介して送出された光信号を受信するＡＣ結合受信回路１４ｂ、このＡＣ結合受信回路１４ｂから出力される受信信号のＡＣ成分から立下がりのタイミングを検出する識別回路１５ｂからなる第２の受信回路（立下がりエッジ受信回路）と、識別回路１５ａの出力をセット信号とし、識別回路１５ｂの出力をリセット信号とする非同期ＲＳフリップフロップ１６とが設けられている。
【００５９】
　立上がり及び立下がりエッジ検出回路１１ａ及び１１ｂ、伝送用パルス発生回路１２ａ及び１２ｂ、ＡＣ結合受信回路１４ａ及び１４ｂは上述の図１に示した対応する回路と同様の回路構成を有し、かつ同様の動作を行なうものであるので、ここではそれらの説明を省略する。
　送信側のバイアス固定ＬＤ駆動回路１３ａ及び１３ｂは発光素子であるレーザダイオード（図示せず）を駆動する回路であり、伝送用パルス発生回路１２ａ及び１２ｂが発生する、立上がり及び立下がりのタイミングを境にして極性が互いに反転するパルス対を駆動信号としてレーザダイオードを駆動し、光強度変調信号を発生させる。このバイアス固定ＬＤ駆動回路１３ａ及び１３ｂを使用して光強度変調信号を生成する際には、予めバイアス電流をレーザダイオードに印加して常にレーザダイオードを発光させておき（オフセット光）、駆動信号に応じた変調をレーザダイオードの駆動電流に加えるといった従来からの手法が用いられる。
【００６０】
　識別回路１５ａはタイミング識別用の比較器１５０ａ、この比較器１５０ａを動作させるか否かを判別するための比較器１５１ａ、遅延調整回路１５２ａ、遅延・時定数調整回路１５３ａ及び１５４ａから構成されている。同様に、識別回路１５ｂはタイミング識別用の比較器１５０ｂ、この比較器１５０ｂを動作させるか否かを判別するための比較器１５１ｂ、遅延調整回路１５２ｂ、遅延・時定数調整回路１５３ｂ及び１５４ｂから構成されている。これら識別回路１５ａ及び１５ｂは共に同じ回路構成を有しているので、以下においては識別回路１５ａの構成についてのみ説明し、識別回路１５ｂの説明は省略する。
【００６１】
　識別回路１５ａにおいては、ＡＣ結合受信回路１４ａの出力が分岐され、その一方が比較器１５１ａの一方の入力端子に、他方が遅延調整回路１５２ａを介して比較器１５０ａの一方の入力端子にそれぞれ供給される。比較器１５１ａの他方の入力端子には識別開始基準電圧が入力されており、この識別開始基準電圧とＡＣ結合受信回路１４ａからの入力電圧とを比較することにより、比較器１５０ａを動作させるか否かを決定する。この比較器１５１ａの出力は遅延・時定数調整回路１５３ａを介して比較器１５０ａのイネーブル(Enable)信号入力端子に入力され、比較器１５０ａの動作を制御できるようになっている。
【００６２】
　比較器１５０ａの他方の入力端子は接地されており、接地電位とＡＣ結合受信回路１４ａから遅延調整回路１５２ａを介して供給される入力電圧とを比較することにより、立上がりのタイミングを判別する。この比較器１５０ａの出力は遅延・時定数調整回路１５４ａを介して非同期ＲＳフリップフロップ１６のＳ（セット）端子に入力される。なお、ここでは説明を省略したが、非同期ＲＳフリップフロップ１６のＲ（リセット）端子には、識別回路１５ｂの比較器１５０ｂの出力が遅延・時定数調整回路１５４ｂを介して入力される。
【００６３】
　次に、図３に示す回路構成の光信号伝送システムの動作について説明する。立上がり及び立下がりエッジ検出回路１１ａ及び１１ｂに２値のディジタル信号波形（伝送信号波形）が入力されると、立上がりエッジ検出回路１１ａは入力された伝送信号波形の立上がりエッジを検出し、立下がりエッジ検出回路１１ｂは入力された伝送信号波形の立下がりエッジを検出する。
　立上がりエッジ検出回路１１ａで検出された伝送信号波形の立上がりエッジは伝送用パルス発生回路１２ａに供給され、この伝送用パルス発生回路１２ａは、入力された立上がりエッジのタイミングを境にして互いに極性の反転したパルス対を生成する。同様に、伝送用パルス発生回路１２ｂは、入力された立下がりエッジのタイミングを境にして互いに極性の反転したパルス対を生成する。
【００６４】
　バイアス固定ＬＤ駆動回路１３ａは、伝送用パルス発生回路１２ａから供給される極性反転パルス対を駆動信号としてレーザダイオードを駆動する。これによって駆動信号に応じた変調がレーザダイオードの駆動電流に加えられ、レーザダイオードから光強度変調信号が発生される。同様に、バイアス固定ＬＤ駆動回路１３ｂは、伝送用パルス発生回路１２ｂから供給される極性反転パルス対を駆動信号としてレーザダイオードを駆動し、レーザダイオードから光強度変調信号を発生させる。
　バイアス固定ＬＤ駆動回路１３ａ及び１３ｂによる対応するレーザダイオードの駆動により発生された光強度変調信号はそれぞれ、光ファイバを介して送信側装置へ伝送され、対応するＡＣ結合受信回路１４ａ及び１４ｂにてそれぞれ受信される。
【００６５】
　光強度変調信号を受信すると、各ＡＣ結合受信回路１４ａ及び１４ｂは、受信した光強度変調信号の交流成分のみを電気信号に変換する。これによって元の極性反転パルス対が生成され、これが受信信号として出力される。これらＡＣ結合受信回路１４ａ及び１４ｂから出力された受信信号は識別回路１５ａ及び１５ｂに入力される。
　識別回路１５ａに入力された受信信号はまず、比較器１５１ａに入力される。比較器１５１ａは入力された受信信号の電圧と識別開始基準電圧とを比較することにより、パルスが入力されたことを検知し、パルス状の信号を出力する。このパルス状の出力信号は、遅延・時定数調整回路１５３ａで十分なパルス幅の信号に加工され、比較器１５０ａのイネーブル信号入力端子に入力される。イネーブル信号が入力されると、比較器１５０ａは動作を開始し、極性反転パルス対（受信信号）の中心部分、即ち、極性が反転するタイミングを識別し、この識別されたタイミングを示すパルス状の信号（タイミング信号）を出力する。
【００６６】
　なお、識別回路１５ａは、比較器１５０ａの一方の入力端子に極性反転パルス対（受信信号）が到達するよりも速く比較器１５１ａが作動するように、遅延調整回路１５２ａと遅延・時定数調整回路１５３ａとによってこれら比較器１５０ａ及び１５１ａへの極性反転パルス対（受信信号）の入力経路の遅延時間が調節されている。
　比較器１５０ａから出力されたタイミング信号は、遅延・時定数調整回路１５４ａで十分なパルス幅の信号に加工された後、非同期ＲＳフリップフロップ１６のＳ（セット）端子に入力される。
【００６７】
　上記と同様に、識別回路１５ｂに受信信号が入力されると、この受信信号は比較器１５１ｂに入力される。比較器１５１ｂは入力された受信信号の電圧と識別開始基準電圧とを比較することにより、パルスが入力されたことを検知し、パルス状の信号を出力する。このパルス状の出力信号は、遅延・時定数調整回路１５３ｂで十分なパルス幅の信号に加工され、比較器１５０ｂのイネーブル信号入力端子に入力される。イネーブル信号が入力されると、比較器１５０ｂは動作を開始し、極性反転パルス対（受信信号）の中心部分、即ち、極性が反転するタイミングを識別し、この識別されたタイミングを示すパルス状の信号（タイミング信号）を出力する。
【００６８】
　なお、識別回路１５ｂは、比較器１５０ｂの一方の入力端子に極性反転パルス対（受信信号）が到達するよりも速く比較器１５１ｂが作動するように、遅延調整回路１５２ｂと遅延・時定数調整回路１５３ｂとによってこれら比較器１５０ｂ及び１５１ｂへの極性反転パルス対（受信信号）の入力経路の遅延時間が調節されている。
　比較器１５０ｂから出力されたタイミング信号は、遅延・時定数調整回路１５４ｂで十分なパルス幅の信号に加工された後、非同期ＲＳフリップフロップ１６のＲ（リセット）端子に入力される。
【００６９】
　上述のようにして識別回路１５ａ及び１５ｂからセット信号及びリセット信号が非同期ＲＳフリップフロップ１６に入力されると、この非同期ＲＳフリップフロップ１６は、セット信号の入力によって論理「１」に立上がり、これによって元の伝送信号波形の立上がりエッジを再現し、リセット信号の入力によって論理「０」に立下がり、これによって元の伝送信号波形の立下がりエッジを再現する。この回路では、立上がりタイミング伝送用と立下がりタイミング伝送用の２つの伝送・処理経路の間に生じる不要な時間差を遅延・時定数調整回路１５４ａ及び１５４ｂによって補償しており、これにより非同期ＲＳフリップフロップ１６にて再現された伝送信号波形は伝送前と同じ極性及びタイミングの２値信号となる。
【００７０】
　以上説明した光信号伝送システムの回路構成は半導体デバイス試験装置にも適用することができる。次に、上記回路構成の光信号伝送システムを適用した半　体デバイス試験装置について図４及び図５を参照して具体的に説明する。
　図４に示すように、試験装置本体側に立上がり及び立下がりエッジ検出回路１１ａ及び１１ｂ（図示せず）、伝送用パルス発生回路１２ａ及び１２ｂ、バイアス固定ＬＤ駆動回路１３ａ及び１３ｂから構成される送信部を設け、テストヘッド側にＡＣ結合受信回路１４ａ及び１４ｂ、識別回路１５ａ及び１５ｂ、非同期ＲＳフリップフロップ１６から構成される受信部を設けて、これら送信部と受信部の間を光ファイバを用いて接続する。
【００７１】
　この構成によれば、半導体デバイス試験装置の試験装置本体とテストヘッドとの間において伝送される、多数の周期が混在し、かつ伝送される２値データが一方の値（０又は１）に著しく片寄っている信号は、送信部においてその信号波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジのみが予め定められた振幅値（レベル）を横切るタイミングを示す極性反転パルス対よりなる伝送パルス信号に変換されて伝送され、受信部では識別した立上がり及び立下がりタイミングから元の伝送信号波形を電気的に再現するので、極性及びタイミング誤りを生じることはなく、信号再生を行うことができる。
【００７２】
　なお、半導体デバイス試験装置では、試験装置本体において発生される２値信号は立上がりエッジと立下がりエッジに分かれているので、図４には図示していないように、試験装置本体側から立上がり及び立下がりエッジ検出回路１１ａ及び１１ｂを省くことができ、低コスト化を図ることができる。
　以上説明した第１の例の光信号伝送システムにおいて、伝送信号波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジが予め定められた振幅値（レベル）を横切るタイミングを示す極性反転パルス対は、上述し、かつ図示したものに限定されるものではない。例えば立上がりタイミング用のパルス対と立下がりタイミング用のパルス対はそれらの極性が図５（ａ）〜（ｄ）に示すような関係にあるものを使用することができる。なお、図５（ａ）は上記第１の例で使用された極性反転パルス対と同じである。
【００７３】
　上述した第１の例の光信号伝送システムにおいては、伝送したい信号波形の立上がり及び立下がりタイミングをそれぞれ別々に取り扱い、それぞれのタイミングを示す極性反転パルス対を伝送する２つの伝送経路を設けたが、立上がりタイミング及び立下がりタイミングを示す極性反転パルス対のそれぞれを、図５（ｂ）及び（ｃ）に示したような互いに極性が反転関係にあるパルス対として区別できるようにすれば、送信側と受信側との間の伝送経路を１つにすることができる。
　以下、送信側と受信側との間の伝送経路を１つにしたこの発明が対象とす第２の例の光信号伝送システムについて図６乃至図８を参照して説明する。
【００７４】
　図６はこの発明が対象とす第２の例である、伝送経路を１つにした光信号伝送システムの概略の構成を示すブロック図である。本例の光信号伝送システムは、送信側装置Ｔに立上がり及び立下がりエッジ検出回路２１ａ及び２１ｂと、伝送用パルス発生回路２２ａ及び２２ｂと、光強度変調回路２３とを備え、受信側装置ＲにＡＣ結合受信回路２４と、識別回路２５ａ及び２５ｂとを備えている。そして、送信側装置Ｔと受信側装置Ｒとが１つの光ファイバ２６により接続された構成となっている。
　上記構成の光信号伝送システムは、伝送用パルス発生回路２２ａ及び２２ｂにおける極性反転パルス対の生成動作と、識別回路２５ａ及び２５ｂにおける立上がり及び立下がりタイミングの検出動作が異なる以外は、前述の第１の例のシステムと基本的に同じ動作をする。
【００７５】
　図７は図６に示した光信号伝送システムの動作を説明するための波形図である。次に、この図７を参照して各回路の動作を具体的に説明する。
　伝送用パルス発生回路２２ａ及び２２ｂは立上がり及び立下がりエッジ検出回路２１ａ及び２１ｂにて検出される立上がり信号（ａ）及び立下がり信号（ｂ）のタイミングを境にして極性が互いに反転するパルス対よりなる伝送用パルス信号（ｃ）及び（ｄ）を発生する。この実施例では、伝送用パルス発生回路２２ａにて発生した伝送用パルス信号（ｃ）と伝送用パルス発生回路２２ｂにて発生した伝送用パルス信号（ｄ）とは互いに極性が反転した関係になっており、どちらが立上がりタイミングを示し、どちらが立下がりタイミングを示すかが区別できるようになっている。
【００７６】
　これら伝送用パルス信号は、その形状やパルス幅が元の伝送信号波形とは独立の関係にあり、かつ固定であり、パルス幅が元の伝送信号波形の最小パルス間隔より十分に短く、かつ元の伝送信号波形の最小パルス幅に対して互いが重ならないようになっている。言い換えると、各伝送用パルス信号の幅が、伝送可能な信号波形の最小パルス間隔及び最小パルス幅を制限することになる。
　光強度変調回路２３及びＡＣ結合受信回路２４は前述の図１に示したものと同様の構成のものであるが、この実施例では光強度変調回路２３は伝送用パルス発生回路２２ａ及び２２ｂからの各伝送用パルス信号を入力とし、これら入力に基づいて極性反転光パルス対（光強度信号（ｅ））を出力し、一方、ＡＣ結合受信回路４は伝送されて来た光強度信号を受信して受信信号（ｆ）を出力する。
【００７７】
　識別回路２５ａはＡＣ結合受信回路４にて検出された受信信号（ｆ）から立上がりタイミングを識別し、識別回路２５ｂは受信信号（ｆ）から立下がりタイミングを識別する。これら識別回路２５ａ及び２５ｂでは、タイミング識別の基準となる識別レベルＬ１と、ノイズと信号とが分離できる程度ではあるが振幅を十分に低く設定した立上がり識別開始レベルＬ２及び立下がり識別開始レベルＬ３とに基づいて、次のような識別動作が行われる。
　立上がりタイミングを識別する場合には、受信信号（ｆ）の立上がりエッジが識別開始レベルＬ２を横切った時点Ａで識別回路２５ａを瞬間的に動作させると同時に、識別回路２５ｂを瞬間的に動作不能にし、識別回路２５ａによって一定の遅延時間内に受信信号（ｆ）の波形が識別レベルＬ１を横切った時点Ｂを識別し、この時点Ｂでタイミングパルスを発生させる。
【００７８】
　立下がりタイミングを識別する場合には、受信信号（ｆ）の立下がりエッジが識別開始レベルＬ３を横切った時点Ｃで識別回路２５ｂを瞬間的に動作させると同時に、識別回路２５ａを瞬間的に動作不能にし、識別回路２５ｂによって一定の遅延時間内に受信信号（ｆ）の波形が識別レベルＬ１を横切った時点Ｄを識別し、この時点Ｄでタイミングパルスを発生させる。
　上記識別動作によれば、受信信号（ｆ）の立上がりエッジが識別開始レベルＬ２を横切った時点Ａから一定時間内は識別回路２５ｂは動作不能状態にあるので、識別回路２５ａによって受信信号（ｆ）の波形が識別レベルＬ１を横切った時点Ｂを識別した後、識別回路２５ｂがさらに、受信信号（ｆ）の波形が識別レベルＬ３を横切った時点Ｃ′を誤って識別することはない。
【００７９】
　同様に、受信信号（ｆ）の立下がりエッジが識別開始レベルＬ３を横切った時点Ｃから一定時間内は識別回路２５ａは動作不能状態にあるので、識別回路２５ｂによって受信信号（ｆ）の波形が識別レベルＬ３を横切った時点Ｄを識別した後、識別回路２５ａがさらに、受信信号（ｆ）の波形が識別レベルＬ１を横切った時点Ａ′を誤って識別することはない。
　なお、受信信号（ｆ）のうちのパルス（交流成分）のない間は、各識別回路２５ａ及び２５ｂは共に動作状態にないから、ノイズによる低レベルの揺らぎを誤ってパルスと識別してしまうようなことはない。
【００８０】
　上記のように構成された光信号伝送システムにおいては、識別回路２５ａから発生されるタイミングパルス（立上がりタイミシグ）を例えば非同期ＲＳフリップフロップ回路のセット信号として用いれば、立上がりエッジを再現することができ、さらに、立下がり側の識別回路２５ｂから同様にして得られたタイミングパルス（立下がりタイミング）を非同期ＲＳフリップフロップ回路のリセット信号として用いれば、立下がりエッジを再現することができ、これにより元の２値の伝送信号波形を再現することができる。
　次に、上述した第２の例の光信号伝送システムを実現する具体的な回路構成について説明する。ただし、以下に説明する回路構成は、本伝送システムを実現する回路構成の一例である。
【００８１】
　図８は、図６に示した光信号伝送システムの具体的な回路構成の一例を示すブロック図である。この具体例では、送信側に、伝送信号波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジを検出する立上がり及び立下がりエッジ検出回路３１ａ及び３１ｂ、これらエッジ検出回路３１ａ及び３１ｂの出力信号が入力される伝送用パルス発生回路３２ａ及び３２ｂ、これら伝送用パルス発生回路３２ａ及び３２ｂの両出力信号を駆動信号とするバイアス固定ＬＤ駆動回路３３が設けられる。
　受信側にはＡＣ結合受信回路３４、このＡＣ結合受信回路３４の出力をそれぞれ入力とする識別回路３５ａ及び３５ｂ、識別回路３５ａの出力信号をセット信号とし、識別回路３５ｂの出力信号をリセット信号とする非同期ＲＳフリップフロップ３６が設けられ、これら送信側及び受信側間が光ファイバによって接続された構成となっている。
【００８２】
　立上がり及び立下がりエッジ検出回路３１ａ及び３１ｂ、伝送用パルス発生回路３２ａ及び３２ｂ、ＡＣ結合受信回路３４は上述の図６に示したものと同様の回路構成を有し、かつ同様の動作を行なうので、ここではそれらの説明は省略する。
　バイアス固定ＬＤ駆動回路３３は発光素子であるレーザダイオード（図示せず）を駆動する回路であり、伝送用パルス発生回路３２ａ及び３２ｂが発生する、立上がり及び立下がりタイミングを境にして極性が互いに反転するパルス対を駆動信号としてレーザダイオードを駆動し、光強度変調信号を発生させる。このバイアス固定ＬＤ駆動回路３３により光強度変調信号を発生させる際には、予めバイアス電流をレーザダイオードに印加してレーザダイオードを常に発光している状態に保ち、駆動信号に応じた変調電流をレーザダイオードの駆動電流に加えるといった従来からの手法が用いられる。
【００８３】
　識別回路３５ａはタイミング識別用の比較器３５０ａ、この比較器３５０ａを動作させるか否かを判別するための比較器３５１ａ、遅延調整回路３５２ａ、遅延・時定数調整回路３５３ａ、３５４ａ、３５５ａから構成されている。同様に、識別回路３５ｂはタイミング識別用の比較器３５０ｂ、この比較器３５０ｂを動作させるか否かを判別するための比較器３５１ｂ、遅延調整回路３５２ｂ、遅延・時定数調整回路３５３ｂ、３５４ｂ、３５５ｂから構成されている。
　識別回路３５ａでは、ＡＣ結合受信回路３４の出力が２つに分岐され、その一方が比較器３５１ａの一方の入力端子に、他方が遅延調整回路３５２ａを介して比較器３５０ａの一方の入力端子にそれぞれ供給される。比較器３５１ａの他方の入力端子には立上がり識別開始基準電圧が入力されており、この識別開始基準電圧とＡＣ結合受信回路３４からの入力電圧とを比較することにより、比較器３５１ａは比較器３５０ａを動作させるか否かを判別する。
【００８４】
　比較器３５１ａの出力信号は遅延・時定数調整回路３５３ａを介して比較器１５０ａのイネーブル(Enable)信号入力端子に入力されると共に、遅延・時定数調整回路３５４ａを介して比較器３５１ｂのディスエーブル(Disable)信号入力端子に入力されており、比較器３５０ａ及び３５１ｂの動作を制御できるようになっている。
　比較器３５０ａの他方の入力端子は接地されており、接地電位とＡＣ結合受信回路３４からの入力信号電圧とを比較することにより、比較器３５０ａは立上がりタイミングを判別する。この比較器３５０ａの出力信号は遅延・時定数調整回路３５５ａを介して非同期ＲＳフリップフロップ３６のＳ（セット）端子に入力される。
【００８５】
　識別回路３５ｂでは、同じくＡＣ結合受信回路３４の出力が２つに分岐され、その一方が比較器３５１ｂの一方の入力端子に、他方が遅延調整回路３５２ｂを介して比較器３５０ｂの一方の入力端子にそれぞれ供給される。比較器３５１ｂの他方の入力端子には立下がり識別開始基準電圧が入力されており、この識別開始基準電圧とＡＣ結合受信回路３４からの入力電圧とを比較することにより、比較器３５１ｂは比較器３５０ｂを動作させるか否かを判別する。
　比較器３５１ｂの出力信号は遅延・時定数調整回路３５３ｂを介して比較器１５０ｂのイネーブル(Enable)信号入力端子に入力されると共に、遅延・時定数調整回路３５４ｂを介して比較器３５１ａのディスエーブル(Disable)信号入力端子に入力されており、比較器３５０ｂ及び３５１ａの動作を制御できるようになっている。
【００８６】
　比較器３５０ｂの他方の入力端子は接地されており、接地電位とＡＣ結合受信回路３４からの入力信号電圧とを比較することにより、比較器３５０ｂは立下がりタイミングを判別する。この比較器３５０ｂの出力信号は遅延・時定数調整回路３５５ｂを介して非同期ＲＳフリップフロップ３６のＲ（リセット）端子に入力される。
　次に、この第２の例の光信号伝送システムの動作について説明する。立上がり及び立下がりエッジ検出回路３１ａ及び３１ｂに２値のディジタル信号波形（伝送信号波形）が入力されると、立上がりエッジ検出回路３１ａは入力された伝送信号波形の立上がりエッジを検出し、立下がりエッジ検出回路３１ｂは入力された伝送信号波形の立下がりエッジを検出する。
【００８７】
　立上がりエッジ検出回路３１ａにて検出された伝送信号波形の立上がりエッジは伝送用パルス発生回路３２ａに供給されこの、伝送用パルス発生回路３２ａは、供給された立上がりエッジのタイミングを境にして極性が互いに反転する極性反転パルス対を生成する。同様に、伝送用パルス発生回路３２ｂでは、供給された立下がりエッジのタイミングを境にして極性が互いに反転する極性反転パルス対を生成する。
　バイアス固定ＬＤ駆動回路３３は、伝送用パルス発生回路３２ａ及び３２ｂにて生成された極性反転パルス対を駆動信号としてレーザダイオードを駆動し、極性反転光パルス対よりなる光強度変調信号を発生させる。この光強度変調信号は光ファイバを介して受信側へ伝送され、ＡＣ結合受信回路３４で受信される。
【００８８】
　光強度変調信号を受信すると、ＡＣ結合受信回路３４は、受信した光強度変調信号の交流成分のみを電気信号に変換する。これによって元の極性反転パルス対が生成され、これが受信信号として出力される。このＡＣ結合受信回路３４から出力された受信信号は２つに分岐され、一方は識別回路３５ａに入力され、他方は識別回路３５ｂに入力される。
　識別回路３５ａに入力された受信信号はまず、比較器３５１ａに入力される。比較器３５１ａは入力された受信信号の電圧と立上がり識別開始基準電圧とを比較することにより、パルスが入力されたことを検知し、パルス状の信号を出力する。このパルス状の出力信号は２つに分岐され、一方は遅延・時定数調整回路３５３ａで、他方は遅延・時定数調整回路３５４ａでそれぞれ十分なパルス幅の信号に加工され、比較器３５０ａのイネーブル信号入力端子及び比較器３５１ｂのディスエーブル信号入力端子にそれぞれ入力される。
【００８９】
　イネーブル信号が入力されると、比較器３５０ａは動作を開始し、極性反転パルス対（受信信号）の中心部分、即ち、極性が反転するタイミングを識別し、この識別されたタイミングを示すパルス状の信号（タイミング信号）を出力する。他方、比較器３５１ｂは、ディスエーブル信号が入力されると、一定時間動作不能になり、この動作不能の間、比較器３５０ｂが誤動作するのを防止する。
　なお、識別回路３５ａは、比較器３５０ａの一方の入力端子に極性反転パルス対（受信信号）が到達する前に比較器３５１ａが作動するように、遅延調整回路３５２ａと遅延・時定数調整回路３５３ａとによってこれら比較器３５０ａ及び３５１ａへの極性反転パルス対（受信信号）の入力経路の遅延時間が調節されており、その上、上記極性反転パルス対以降の信号が到達する前に比較器３５１ｂが動作不能となるように、遅延・時定数調整回路３５４ａによって経路の遅延時間が調節されている。
【００９０】
　比較器３５０ａから出力されたタイミング信号は、遅延・時定数調整回路３５５ａで十分なパルス幅の信号に加工された後、非同期ＲＳフリップフロップ３６のＳ（セット）端子に入力される。
　上記と同様に、識別回路３５ｂに受信信号が入力されると、この受信信号は比較器３５１ｂに入力される。比較器３５１ｂは入力された受信信号の電圧と立下がり識別開始基準電圧とを比較することにより、パルスが入力されたことを検知し、パルス状の信号を出力する。このパルス状の出力信号は２つに分岐され、一方は遅延・時定数調整回路３５３ｂで、他方は遅延・時定数調整回路３５４ｂでそれぞれ十分なパルス幅の信号に加工され、比較器３５０ｂのイネーブル信号入力端子及び比較器３５１ａのディスエーブル信号入力端子にそれぞれ入力される。
【００９１】
　イネーブル信号が入力されると、比較器３５０ｂは動作を開始し、極性反転パルス対（受信信号）の中心部分、即ち、極性が反転するタイミングを識別し、この識別されたタイミングを示すパルス状の信号（タイミング信号）を出力する。他方、比較器３５１ａは、ディスエーブル信号が入力されると、一定時間動作不能になり、この動作不能の間、比較器３５０ａが誤動作するのを防止する。
　なお、識別回路３５ｂは、比較器３５０ｂの一方の入力端子に極性反転パルス対（受信信号）が到達する前に比較器３５１ｂが作動するように、遅延調整回路３５２ａｂと遅延・時定数調整回路３５３ｂとによってこれら比較器３５０ｂ及び３５１ｂへの極性反転パルス対（受信信号）の入力経路の遅延時間が調節されており、その上、上記極性反転パルス対以降の信号が到達する前に比較器３５１ａが動作不能となるように、遅延・時定数調整回路３５４ｂによって経路の遅延時間が調節されている。
【００９２】
　比較器３５０ｂから出力されたタイミング信号は、遅延・時定数調整回路３５５ｂで十分なパルス幅の信号に加工された後、非同期ＲＳフリップフロップ３６のＲ（リセット）端子に入力される。
　上述のようにして識別回路３５ａ及び３５ｂからセット信号及びリセット信号が非同期ＲＳフリップフロップ３６に入力されると、この非同期ＲＳフリップフロップ３６は、セット信号の入力によって論理「１」に立上がり、これによって元の伝送信号波形の立上がりエッジを再現し、リセット信号の入力によって論理「０」に立下がり、これによって元の伝送信号波形の立下がりエッジを再現する。この回路では、立上がりタイミング伝送用と立下がりタイミング伝送用の２つの伝送・処理経路の間に生じる不要な時間差を遅延・時定数調整回路３５５ａ及び３５５ｂによって補償しており、これにより非同期ＲＳフリップフロップ３６にて再現された伝送信号波形は伝送前と同じ極性及びタイミングの２値信号となる。
【００９３】
　なお、上記第２の例のシステムを高速の２値信号の伝送に適用する場合には、各比較器及びその他の回路素子に対して、電気的な伝送方式の場合に使用される比較器及びその他の回路素子や前述の第１の例に使用される比較器及びその他の回路素子よりもさらに高速の動作性能が要求される。
　以上説明した第２の例の光信号伝送システムの回路構成は半導体デバイス試験装置にも適用することができる。次に、上記回路構成の光信号伝送システムを適用した半導体デバイス試験装置について図９を参照して具体的に説明する。図９に示すように、試験装置本体側に立上がり及び立下がりエッジ検出回路３４１及び３１ｂ（図示せず）、伝送用パルス発生回路３２ａ及び３２ｂ、バイアス固定ＬＤ駆動回路３３から構成される送信部を設け、テストヘッド側にＡＣ結合受信回路３４、識別回路３５ａ及び３５ｂ、非同期ＲＳフリップフロップ３６から構成される受信部を設けて、これら送信部と受信部の間を光ファイバを用いて接続する。
【００９４】
　この構成によれば、半導体デバイス試験装置の試験装置本体とテストヘッドとの間において伝送される、多数の周期が混在し、かつ伝送される２値データが一方の値（０又は１）に著しく片寄っている信号は、送信部においてその信号波形の立上がりエッジ及び立下がりエッジのみが予め定められた振幅値（レベル）を横切るタイミングを示す極性反転パルス対よりなる伝送パルス信号に変換されて伝送され、受信部では識別した立上がり及び立下がりタイミングから元の伝送信号波形を電気的に再現するので、極性及びタイミング誤りを生じることはなく、信号再生を行うことができる。
【００９５】
　なお、半導体デバイス試験装置では、試験装置本体において発生される２値信号は立上がりエッジと立下がりエッジに分かれているので、図９には図示していないように、試験装置本体側から立上がり及び立下がりエッジ検出回路３１ａ及び３１ｂを省くことができ、低コスト化を図ることができる。
　次に、この発明が対象とする例について図面を参照して説明する。
　図１０はこの発明が対象とする光信号伝送方法を実施する光パルス送信装置１０１の一具体例を示す。この例でもレーザーダイオードのような発光素子ＬＤが使用され、この発光素子ＬＤに定電流回路１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃを接続する。また、定電流回路１１０Ａと１１０Ｂは、それぞれ電流スイッチ１１１Ａと１１１Ｂを通じて発光素子ＬＤに接続し、定電流回路１１０Ｃは直接発光素子ＬＤに接続した場合を示す。従って、発光素子ＬＤには常時定電流回路１１０Ｃを流れる電流ＩCが注入される。
【００９６】
　電流スイッチ１１１Ａと１１１Ｂは制御電圧としてＨ論理（論理高レベル）が与えられるとオンに制御され、Ｌ論理（論理低れべる）が与えられるとオフに制御される。電流スイッチ１１１Ａの制御端子は入力端子ＩＮに直接接続される。電流スイッチ１１１Ｂの制御端子はインバータ１１２と遅延素子１１３から成る直列回路を通じて入力端子ＩＮに接続する。
　上記構成において、入力端子ＩＮに図１１Ａに示すような正極性のパルスＰを与える。遅延素子１１３の遅延時間ＴｄとパルスＰのパルス幅Ｐｗはここでは説明の都合によりＰｗ＝Ｔｄであるものとして説明する。
【００９７】
　パルスＰが入力端子ＩＮに入力されると、電流スイッチ１１１Ａは図１１Ｂに示すように直ちにオンの状態に制御される。電流スイッチ１１１ＢにはパルスＰがインバータ１１２により極性反転され、さらに、遅延素子１１３で遅延されて供給されるから、電流スイッチ１１１Ｂは常時オンの状態に制御され、入力されたパルスＰの立上りのタイミングでパルス幅Ｔｄの時間だけオフの状態に制御される。
　従って、発光素子ＬＤに注入される電流は図１１Ｄに示すように無信号時は定電流回路１１０Ｂと１１０Ｃを流れる電流ＩbとＩcの和Ｉb＋Ｉcがバイアス電流として注入され、パルスＰが入力端子ＩＮに入力されている期間は全ての定電流回路１１０Ａ〜１１０Ｃを流れる電流Ｉa、Ｉb、Ｉcの和Ｉa＋Ｉb＋Ｉcが注入され、パルスＰが立下がった後のタイミングでは電流スイッチ１１１Ａと１１１Ｂが共にオフの状態に制御されるから、このタイミングでは定電流回路１１０Ｃを流れる電流Ｉcだけが注入される。
【００９８】
　電流スイッチ１１１Ｂに入力されるパルスがパルス幅Ｔｄを経過すると、電流スイッチ１１１Ｂはオンの状態に戻される。従って、発光素子ＬＤに注入される電流は再びＩb＋Ｉcの状態に戻る。
　従って、図１０に示す具体例では、発光素子ＬＤに注入されるバイアス電流はＩb＋Ｉcとなり、このバイアス電流Ｉb＋Ｉcを中心に正と負に振れる電流Ｉa＋Ｉb＋ＩcとＩcが発光素子ＬＤに注入される。発光素子ＬＤの発光強度は図１１Ｄに示す電流波形と同様の波形となる。電流Ｉcは図１１Ｄに示すように発光素子ＬＤが発光を開始する閾値電流ＩONより大きい値であるものとする。
【００９９】
　図１２に受信装置１０２に設けられる検出回路１０７の一具体例を示す。この例では検出回路１０７を、受光素子ＰＤから出力された受光電流信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換回路１０７Ａと、平滑化回路１０７Ｂと、ヒステリシスを持った電圧比較器１０７Ｃとによって構成した場合を示す。
　電流−電圧変換回路１０７Ａは演算増幅器Ａと帰還抵抗器Ｒとによって構成することができる。平滑化回路１０７Ｂは伝送されるパルスＰのパルス幅Ｐｗより充分大きい時定数を持つ時定数回路によって構成することができる。この平滑化回路１０７Ｂを通じて電圧比較器１０７Ｃの非反転入力端子に、送信側から送られてくるバイアス値に対応した基準電圧を与える。また、電圧比較器１０７Ｃの反転入力端子には電流−電圧変換回路１０７Ａの出力信号をそのまま入力する。このように構成することにより、平滑化回路１０７Ｂには常時送信側から送られてくるバイアス電流Ｉb＋Ｉcに対応する基準電圧が与えられる。従って、電圧比較器１０７Ｃは非反転入力端子に与えられる基準電圧を基準に反転入力端子に与えられる電圧が基準電圧より高いか低いかにより、出力端子１０７ＤにＨ論理かＬ論理の何れか一方を出力する。また、電圧比較器１０７Ｃは２つの入力端子の間に、ヒステリシス特性を持っていることから、両方の入力端子の電圧が基準電圧に揃ったとしても、過去に非反転入力端子が反転入力端子より負側に振れた状態から同一の基準電圧に戻った場合には、出力端子１０７ＤはＬ論理に保持され、正側に振れた状態から同一の基準電圧に戻った場合には、Ｈ論理に保持される。
【０１００】
　ここで、図１２に示した受信装置に、図１３Ａに示す受光電流ＩPが受信されるものとすると、電流−電圧変換回路１０７Ａは図１３Ｂに示すバイアス電圧ＶBとパルス波形ＶPを出力する。平滑化回路１０７Ｂはパルス波形ＶPが入力されても、このパルス波形ＶPを平滑し、バイアス電圧ＶBに合致した基準電圧を電圧比較器１０７Ｃの非反転入力端子に供給し続ける。従って、パルス波形ＶPが電圧比較器１０７Ｃの反転入力端子に入力され、その電圧が正側のヒステリシス幅を越えると電圧比較器１０７Ｃの出力端子１０７Ｄは図１３Ｃに示すようにＨ論理を出力する。
【０１０１】
　反転入力端子のパルス波形ＶPがバイアス電圧ＶBを横切って負側のヒステリシス幅より負側に振れると、電圧比較器１０７Ｃの出力端子１０７ＤはＬ論理となる。従って、電圧比較器１０７Ｃの出力端子１０７Ｄは図１３Ｃに示すパルスＰVを出力する。このパルスＰVは受光電流信号ＩPのバイアス電流Ｉb＋Ｉcが変動しても、その立上りのタイミングは電圧比較器１０７Ｃの反転入力端子のパルス波形ＶPが正側のヒステリシス幅を越えるか否かによって決定されるため、パルス波形ＶPの立上りのタイミングはバイアス電流Ｉb＋Ｉcの値（バイアス電圧ＶBと同じ）が変動しても不動である。この結果、送信側において温度変化により発光素子ＬＤの注入電流対出力光パワー特性が変動しても、伝送されるパルス信号の検出タイミングは変化しない。よって、ジッタのない信号を受授することができる。なお、電流−電圧変換回路１０７Ａから出力されるパルス波形ＶPの波形中において、正から負（又は負から正）に振れるゼロクロス点は最も高速でバイアス電圧ＶBを横切る部分となる。従って、タイミングの検出点としては最も時間軸方向に対する変動の少ない位置になるものと考えられる。この結果、現実にはこのゼロクロス点に対応する、つまり、電圧比較器１０７Ｃが出力するパルス波形ＶPの後縁位置ＴＯを信号の検出点として利用することになる。
【０１０２】
　図１４は光パルスを送信する装置の他の具体例を示す。この例では図１０の例と同様にバイアス値を中心に正と負に振れる光パルスを発光させる機能に加えて、入力されるパルスのパルス幅を一定のパルス幅の光パルスに揃える機能（一般にパルサと呼ばれている）を持たせた回路構成とした場合を示す。
　入力端子ＩＮに入力された電気パルスＰは直接ノア（ＮＯＲ）ゲート１１４の一方の入力端子に供給されると共に、インバータ１１２及び遅延素子１１３から成る直列回路を通じて他方の入力端子に供給される。さらに、インバータ１１２と遅延素子１１３から成る直列回路を通じて電気パルスＰをナンド（ＮＡＮＤ）ゲート１１５の一方の入力端子に供給し、インバータ１１６と遅延素子１１７で遅延させた信号をナンドゲート１１５の他方の入力端子に供給する。ノアゲート１１４の出力信号を電流スイッチ１１１Ａに制御信号として与え、ナンドゲート１１５の出力信号を電流スイッチ１１１Ｂの制御信号として与える。
【０１０３】
　ここで、入力端子ＩＮに入力するパルスＰのパルス幅Ｐｗが遅延素子１１３と１１７の遅延時間Ｔｄより長いＰｗ＞Ｔｄであるものとして以下にその動作を図１５を参照して説明する。
　図１５Ａは入力端子ＩＮに入力されたパルスＰを示す。図１５Ｂはインバータ１１２と遅延素子１１３を通じてノアゲート１１４とナンドゲート１１５の各一方の入力端子に供給されるパルスＰBの波形を示す。ノアゲート１１４の出力には図１５Ｄに示すパルスＰDが入力され、このパルスＰDがＨ論理に立上っている期間、電流スイッチ１１１Ａがオンの状態に制御される。電流スイッチ１１１Ａがオンの状態に制御される時間は遅延素子１１３の遅延時間Ｔｄに等しい時間に規定される。
【０１０４】
　図１５Ｃはインバータ１１６と遅延素子１１７を通じてナンドゲート１１５の他方の入力端子に供給されるこのパルスＰCの波形を示す。このナンドゲート１１５には図１５Ｂに示したパルスＰBと図１５Ｃに示したパルスＰCが供給されるから、その出力には図１５Ｅに示すパルスＰEが出力される。つまり、ナンドゲート１１５は常時Ｈ論理を出力しており、電流スイッチ１１１Ｂは常時オンの状態に制御されている。パルスＰEはＬ論理に立下る極性のパルス信号で出力されるから、電流スイッチ１１１ＢはパルスＰEがＬ論理に立下がった期間だけオフの状態に制御される。
【０１０５】
　この結果、発光素子ＬＤに流れる電流Ｉは図１５Ｆに示すように、Ｉb＋Ｉcを中心に電流スイッチ１１１Ａがオンの状態でＩa＋Ｉb＋Ｉcが流れ、電流スイッチ１１１Ａと１１１Ｂが共にオフの状態でＩcが流れる。
　従って、図１０に示した具体例と同様に、パルスＰが入力されるごとに発光素子ＬＤは平均電流Ｉb＋Ｉcを中心に正方向と負方向に対称に振れる波形で流れ、平均電流値を変動させずに発光素子を駆動するから、この図１４に示した具体例でも図１０乃至図１３で説明したのと同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。
【０１０６】
　また、この具体例では入力するパルスＰのパルス幅Ｐｗが遅延素子１１３及び１１７の遅延時間Ｔｄより長いパルス幅であっても、発光素子ＬＤが発光する光パルスのパルス波形は遅延素子の遅延時間Ｔｄによって決まる一定のパルス幅に制限される。よって、入力されるパルスＰのパルスが長くても、出力する光パルスを一定値に制限するから、受信側においてパルス幅が長いパルスが送られてきたことにより平滑化回路１０７Ｂ（図１２参照）が出力する基準電圧が変動するような不都合を回避することができるという利点が得られる。
【０１０７】
　さらに、図１４に示した具体例では、伝送すべきパルスＰの後縁側を検出して光パルスを発生させる構成としたから、信号の立上りの初期波形部分を利用する場合と比較して安定した状態で発光素子ＬＤを発光させているから、発光素子ＬＤを発光させるタイミング（図１５Ｆの波形）を正確に規定することができるという利点も得られる。
　図１６は光パルス送信装置１０１のさらに他の具体例を示す。この例ではパルスのパルス幅を受信側に伝送しようとする場合を示す。つまり、伝送しようとするパルスＰの立上りのタイミングと立下りのタイミングの双方において正側と負側に振れる正負対称信号を発生させて発光素子を発光制御する構成とした場合を示す。
【０１０８】
　このためには電流スイッチ１１１Ａの制御回路として、この例では２個のアンドゲート１１８、１１９とノアゲート１２０とによって構成し、アンドゲート１１８には、入力されるパルスＰ（図１７Ａ）と、インバータ１１２と遅延素子１１３を通過したパルスＰB（図１７Ｂ）を入力し、他方のアンドゲート１１９にはインバータ１１２と遅延素子１１３を通じたパルスＰB（図１７Ｂ）とインバ
ータ１１６と遅延素子１１７を通じたパルスＰC（図１７Ｃ）を供給し、各アンドゲート１１８と１１９の出力をノアゲート１２０を通じて出力させる。この結果、ノアゲート１２０の出力に図１７Ｄに示す負極性のパルスＰDを得る。この負極性のパルスＰDは入力パルスＰの立上りのタイミングと立下りのタイミングの双方に発生し、電流スイッチ１１１Ａに入力される。この結果、電流スイッチ１１１Ａは入力パルスＰの立上りと立下りの双方のタイミングにおいて、遅延時間Ｔｄに等しい期間の間、オフの状態に制御される。
【０１０９】
　電流スイッチ１１１Ｂの制御回路を、この例では２個のノアゲート１２１、１２２と１個のオアゲード１２３とによって構成し、一方のノアゲート１２１には入力パルスＰ（図１７Ａ）とインバータ１１２と遅延素子１１３を通じてパルスＰB（図１７Ｂ）を入力し、他方のノアゲート１２２にはインバータ１１２と遅延素子１１３を通じたパルスＰB（図１７Ｂ）と、インバータ１１６と遅延素子１１７を通じて取り出されたパルスＰC（図１７Ｃ）を供給し、各ノアゲート１２１と１２２の出力をオアゲート１２３を通じて出力させることにより、オアゲート１２３の出力に図１７Ｅに示す正極性のパルスＰEを得る。
【０１１０】
　電流スイッチ１１１Ａと１１１ＢがパルスＰDとＰEによってオン、オフ制御されることにより、発光素子ＬＤには図１７Ｆに示す電流Ｉが注入され、この電流Ｉの値に対応した光パルスが出射される。
　図１７Ｇは図１２に示した受信装置によって図１７Ｆに示した電流Ｉによって駆動された光パルスを受信した場合の電流−電圧変換回路１０７Ａの電圧出力信号を示す。この受信された電圧出力信号の各ゼロクロス点間の時間は送信側の入力パルスＰのパルス幅Ｐｗに一致し、電圧比較器１０７Ｃの出力端子１０７Ｄには、この例では図１７Ｈに示す負極性のパルスＰHが出力され、送信側の入力パルスＰのパルス幅Ｐｗと同じパルス幅Ｐｗを持つパルスＰHを受信することができる。
【０１１１】
　この受信パルスＰHのパルス幅Ｐｗも、図１０乃至図１３を参照して説明した場合と同様に、平均電流Ｉb＋Ｉcを中心とする正負対称波形（図１７Ｆ）で伝送されるから、光伝送路上の光の平均値は信号の有無に対応して変動することはない。従って、図１０乃至図１３で説明したのと同様に、電圧比較器１０７Ｃの前段に設けた平滑化回路１０７Ｂの平滑出力電圧は信号の受授に応じて変動することはなく一定値に維持される。また、温度変動等によって発光素子ＬＤの注入電流対出力光パワー特性（図２４参照）が変化し、伝送される平均電流値が変動し、平滑出力電圧が変動したとしても、この平滑出力電圧を中心に電圧比較器１０７Ｃのヒステリシス幅が追従するから、受信パルスＰHのパルス幅は発光素子ＬＤの特性の変動に関係なく送信側の入力パルスＰのパルス幅Ｐｗに正確に一致する。
【０１１２】
　次に、この発明が対象とする光変調装置を適用した光伝送システムの実施例について図面を参照して説明する。
　まず、この発明が対象とする光強度変調装置を用いた光伝送システムの概略構成について図１９を参照して説明する。この光伝送システムは、送信側装置Ｔに光強度変調装置４６０を備え、受信側装置ＲにＡＣ結合受信装置４６１、識別回路４６２を備え、送信側装置Ｔと受信側装置Ｒとが光ファイバ４６３により接続された構成を有している。
　この光伝送システムでは、伝送されるのは２値信号のデータではなく、２値信号の波形の立上がり又は立下がりのエッジ、即ち、伝送信号の立上がり又は立下がりの振幅値（レベル）が予め定められた振幅値（レベル）を越える時点を指示するタイミング信号である。
【０１１３】
　図２０は、図１９の光伝送システムの動作を説明するためのタイミングチャートであり、一例として信号波形の立上がりエッジ（立上がりエッジの振幅値が５０％を越える時点のタイミング）が示されている。以下、図２０を参照して各回路の動作を具体的に説明する。
　光強度変調装置４６０は、２値のディジタル入力信号（ａ）の立上がりタイミングを境にして極性が互いに反転する極性反転パルス対（ｂ）を発生する。この極性反転パルス対（ｂ）としては、パルスの形状やパルス幅が元の伝送信号波形の最小パルス間隔より十分に短いものを用いれば良い。言い換えれば、この極性反転パルス対（ｂ）のパルス幅によって元の伝送信号波形の最小パルス間隔が制限されることになる。
【０１１４】
　なお、この極性反転パルス対（ｂ）は、発生される際にある遅延を受けて、図２０に点線で示すように遅延したパルス（ｅ）になっても、この遅延が常に一定で既知の値であれば、受信側ではタイミング信号として問題なく使用できる。
　極性反転パルス対（ｂ）が発生されると、光強度変調回路４６０はこの極性反転パルス対（ｂ）に基づいて、従来から使用されている、オフセット光に光強度変調を行なう変調方法を用いて発光素子（図示せず）を駆動し、伝送用パルス信号波形の立上がりエッジの振幅値が予め定められた値を越えるタイミングで互いに極性の反転した光パルス対を光強度信号（ｃ）として出力する。この光強度信号（ｃ）は光ファイバ４６３を介して受信側装置Ｒに伝送される。
【０１１５】
　ＡＣ結合受信回路４６１は、受信した光強度信号（ｃ）を従来から使用されているＡＣ結合の方法により検出する回路であり、図２０の最下段に示す受信信号（ｄ）のような信号が検出される。ここで、受信される光強度信号（ｃ）は立上がりエッジを境にして極性が互いに反転する極性反転パルス対（ｂ）に基づいて変調された光パルス信号であるので、常に両極性のパルスが存在し、従って、検出される受信信号（ｄ）は片方の極性に片寄ったパルスを多く含むというようなことはない。
　信号再生処理手段を構成する識別回路４６２は、ＡＣ結合受信回路４６１にて検出された受信信号（ｄ）から立上がりエッジ（予め定められた振幅値を越えるタイミング）を識別する。この立上がりタイミングの識別では、タイミング識別の基準となる識別レベルＬ１（図２０参照）と、予めノイズと信号が分離できる程度の、十分に低いレベルに設定された、識別動作開始のタイミングを与える識別開始レベルＬ２（図２０参照）とに基づいて、次のような識別動作が行われる。
【０１１６】
　受信信号（ｄ）の立上がりエッジが識別開始レベルＬ２を横切った時点で瞬間的に識別回路４６２を作動し、一定の遅延時間内に識別レベルＬ１を横切った時点を識別してタイミングパルスを発生する。つまり、立上がりエッジが識別開始レベルＬ２を横切った時点からパルス幅に相当する程度の時間だけ識別回路４６２の作動状態を保ち、受信信号（ｄ）が識別レベルＬ１を横切った時点を識別タイミングと決定し、タイミングパルスを発生する。個のタイミングパルスに基づいて信号再生処理が行なわれる。この識別動作によれば、パルスが存在しないときには識別回路４６２は作動しないから、ノイズによる低レベルの揺らぎを誤ってパルスと識別してしまうことはない。
【０１１７】
　信号再生処理においては、識別回路４６２から発生されたタイミングパルス（例えば、立上がりタイミング）を、例えば非同期ＲＳ（セット−リセット）フリップフロップ回路のセット信号として用いれば、立上がりエッジが再現できる。なお、図１９に示した構成では、光強度変調装置４６０は伝送信号の立上がり及び立下がりの双方のタイミングに基づいて、それぞれ極性反転パルス対を生成するようになっている（これら極性反転パルス対はそれらの極性が反転したものとなる）が、高速に光伝送を行う場合には、以下に記載するように、伝送信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジを別々に伝送するような２系統の伝送系統を設けることが望ましい。
【０１１８】
　即ち、伝送信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジをそれぞれ検出する検出回路（論理回路などで構成される）を個々に設け、これら検出回路毎に光強度変調装置を設げて、立上がりタイミング及び立下がりタイミングを別々に伝送する。この場合、受信側も立上がりタイミング受信系統と立下がりタイミング受信系統の２系統の回路構成となり、個々の伝送系統で立上がり及び立下がりエッジに関するタイミングパルスが生成されて信号再生処理が行われる。
　信号再生処理においては、各識別回路にて発生されたタイミングパルスをそれぞれ非同期ＲＳフリップフロップ回路のセット及びリセット信号として用いれば、立上がりエッジ及び立下がりエッジが再現できる。これにより元の２値の伝送信号波形を再現することができる。
【０１１９】
　次に、光強度変調装置４６０の具体的な回路構成及び動作について詳細に説明する。
　図１８はこの発明の光強度変調装置の第１の具体例を示す回路図であり、図２１にその動作を説明するためのタイミングチャートを示す。この光強度変調装置は、電流スイッチ回路４０１〜４０３を備えた駆動回路と、この駆動回路の出力端子４０４ａ、４０４ｂに接続された半導体レーザ４０５とから構成されている。
　電流スイッチ回路４０１は、トランジスタ４１１ａ〜４１１ｃと電流調整用の抵抗４１２とからなる。トランジスタ４１１ａは、そのコレクタが出力端子４０４ａのライン（ここではこの出力端子４０４ａに接続されたラインをＶCCラインとする）に接続され、そのベースがディジタル信号入力端子４０６ａに接続され、そのエミッタがトランジスタ４１１ｂのエミッタ及びトランジスタ４１１ｃのコレクタに共通に接続されている。トランジスタ４１１ｂは、そのコレクタが出力端子４０４ｂに接続され、そのベースがディジタル信号入力端子４０６ｂに接続されている。トランジスタ４１１ｃは、そのエミッタが抵抗４１２を介して接地ラインに接続されており、これにより定電流源が構成されている。
【０１２０】
　電流スイッチ回路４０２は、トランジスタ４２１ａ〜４２１ｃと電流調整用の抵抗４２２とからなる。トランジスタ４２１ａは、そのベースが遅延回路４０７ａを介してディジタル信号入力端子４０６ａに接続され、そのコレクタが出力端子４０４ｂに接続され、そのエミッタがトランジスタ４２１ｂのエミッタ及びトランジスタ４２１ｃのコレクタに共通に接続されている。トランジスタ４２１ｂは、そのコレクタが出力端子４０４ａのライン（ＶCCライン）に接続され、そのベースが遅延回路４０７ｂを介してディジタル信号入力端子４０６ｂに接続され、トランジスタ４２１ｃは、そのエミッタが抵抗４２２を介して接地ラインに接続されており、これにより定電流源が構成されている。抵抗４２２の抵抗値は電流スイッチ回路４０１の抵抗４１２の抵抗値の１／２の値になっている。
【０１２１】
　電流スイッチ回路４０３は、トランジスタ４３１ａ〜４３１ｃと電流調整用の抵抗４３２からなる。トランジスタ４３１ａは、そのコレクタが出力端子４０４ａのライン（ＶCCライン）に接続され、そのベースが遅延回路４０７ａ及び４０７ｃを介してディジタル信号入力端子４０６ａに接続され、そのエミッタがトランジスタ４３１ｂのエミッタ及びトランジスタ４３１ｃのコレクタに共通に接続されている。トランジスタ４３１ｂは、そのコレクタが出力端子４０４ｂに接続され、そのベースが遅延回路４０７ｂ及び４０７ｄを介してディジタル信号入力端子４０６ｂに接続され、トランジスタ４３１ｃは、そのエミッタが抵抗４３２を介して接地ラインに接続されており、これにより定電流源が構成されている。抵抗４３２の抵抗値は、電流スイッチ回路４０１の抵抗４１２の抵抗値と同じ値に設定されている。
【０１２２】
　各電流スイッチ回路４０１〜４０３のトランジスタ４１１ｃ、４２１ｃ、４３１ｃのベースはトランジスタ４０８のベースに共通に接続されると共に、端子４１０ａに接続されている。トランジスタ４０８は、そのコレクタがベースと共通に接続され、そのエミッタが抵抗４４０を介して接地ラインに接続されている。これにより、端子４１０ａに供給される電流に応じて、半導体レーザ４０５へ電流を供給するための出力端子４０４ｂに所定の電流を供給できる。
　また、エミッタが抵抗４４１を介して接地ラインに接続され、ベースが端子４１０ｂに接続され、コレクタが出力端子４０４ｂに接続されたトランジスタ４１０を備えている。これにより、端子４１０ｂに供給される電流に応じて、半導体レーザ４０５へ所定のバイアス電流を供給できる。
【０１２３】
　上述のように構成された光強度変調装置では、ディジタル信号入力端子４０６ａ、４０６ｂに互いに論理が反転した関係にある差動ディジタル信号が入力される。ここで、入力される差動ディジタル信号に図２１の（ａ）に示すような信号の変化するタイミングが生じると、それに従って１段目の電流スイッチ回路４０１が切り替わって、図２１の（ｂ）に示すような電流の変化が半導体レーザ４０５に生じる。
　電流スイッチ回路４０１が切り替わると、続いて、遅延回路４０７ａ及び４０７ｂ（又は電流スイッチ回路４０１と電流スイッチ回路４０２自身の応答速度の差）によって、電流スイッチ回路４０１の動作より一定時間だけ遅れて、２段目の電流スイッチ回路４０２が切り替わり、図４２１の（ｃ）に示すような電流の変化が半導体レーザ４０５に加わる。ここで、電流スイッチ回路４０１及び４０２は論理が反転された構成となっており、それらの電流調整用の抵抗４１２及び４２２は、抵抗４２２の抵抗値が抵抗４１２の抵抗値の１／２の値になっていることから、電流スイッチ回路４０２による電流の変化は電流スイッチ回路４０１による電流の変化の２倍になる。
【０１２４】
　電流スイッチ回路４０２が切り替わると、続いて、遅延回路４０７ｃ及び４０７ｄ（又は電流スイッチ回路４０２と電流スイッチ回路４０３自身の応答速度の差）によって、電流スイッチ回路４０２の動作より一定時間だけ遅れて、３段目の電流スイッチ回路４０３が切り替わり、図２１の（ｄ）に示すような電流の変化が半導体レーザ４０５にさらにに加わる。ここで、電流スイッチ回路４０１及び４０３は論理が等しく、それらの電流調整用の抵抗４１２及び４３２の抵抗値が同じ値となっていることから、電流スイッチ回路４０３による電流の変化は電流スイッチ回路４０１による電流の変化と等しくなる。
【０１２５】
　上述した電流スイッチ回路４０１〜４０３による切り替えによって、半導体レーザ４０５には、図２１の（ｅ）のような電流の変化が生じる。その結果、半導体レーザ４０５は、図２１の（ｅ）に示すような電流波形、即ち、極性反転パルス対で駆動されることとなり、前述したような立上がりタイミング及び立下がりタイミングをそれぞれ極性が互いに反転する極性反転光パルス対として光伝送することが可能となる。
　以上説明した光強度変調装置では、電流スイッチ回路４０２の電流源の抵抗４２２の抵抗値を他のスイッチ回路の電流源の抵抗４２１、４２３の抵抗値の１／２に設定することにより、電流スイッチ回路４０２によって２倍の電流が供給されるように構成されているが、本発明はこの構成に限定されることはなく、例えば電流スイッチ回路４０２の電流源が接続されるラインを他のスイッチ回路と別の、２倍の電流を供給可能なラインに接続するようにしてもよい。
【０１２６】
　また、図２２に示すように、ディジタル信号入力端子側に前述の図２６に示した入力側比較器を設けて、ディジタル入力信号に応じて互いに論理が反転した関係にある差動ディジタル信号が生成されるように構成してもよい。
　さらに、この例の光強度変調装置では、発光手段（発光素子）に種々の半導体レーザを用いることができ、また、光伝送が可能であれば他の発光手段（光源）を用いることもできる。
　また、上述の光強度変調装置を用いた光伝送システムは、例えば半導体デバイス試験装置に適用することができる。例えば、半導体デバイス試験装置の試験装置本体側に伝送波形変換回路と光強度変調回路などからなる送信部を設け、テストヘッド側にＡＣ結合受信回路、識別回路、非同期ＲＳフリップフロップなどから構成される受信部を設け、これら送信部と受信部の間を光ファイバを用いて接続する。
【０１２７】
　この構成によれば、半導体デバイス試験装置の試験装置本体とテストヘッドとの間において伝送される、多数の周期が混在し、かつ伝送される２値データの値が一方（０又は１）に著しく片寄っている信号でも、その信号波形の立上がり・立下がりタイミングを示す極性が互いに反転するパルス対よりなる伝送パルス信号に変換されて伝送され、受信した立上がり・立下がりタイミングから元の伝送信号波形が電気的に再現されるので、極性及びタイミング誤りを生じることはなく、信号再生を行うことができる。これにより、長時間固定されたＤＣ的なデータをも正確に識別することができる。
【０１２８】
　上記の半導体デバイス試験装置は、試験装置本体側を送信部、テストヘッド側を受信部とした構成になっているが、この逆の構成（試験装置本体側を受信部、テストヘッド側を送信部とする構成）を取ることも可能である。
　以上の説明で明白なように、この本発明によれば、従来のように識別レベルが２値信号のデータ値の一方に片寄ってタイミングの誤りが生じるといったような欠点はなく、また、長時間固定されたＤＣ的なデータをも正確に識別することができるので、タイミング精度が高く、しかも、周期が不定で直流成分が存在するような信号についても高い精度で光伝送することができる。
【０１２９】
　従って、半導体デバイス試験装置の試験装置本体とテストヘッドとの間において伝送されるような、多数の周期が混在し、２値データが一方の値（０又は１）に著しく片寄った信号についても正確に、高い精度で光伝送することができるという顕著な利点がある。
　その上、データの極性が一定の状態（信号のない状態）で放置された場合に、その間のノイズによる低レベルの揺らぎを誤ってデータとして検出してしまうことはないので、信頼性の高い光伝送システム及び方法を提供することができるという利点がある。
　また、以上のような効果を奏する光伝送システムや方法が適用される半導体デバイス試験装置においては、伝送速度や周波数特性が一段と向上し、信頼性が高くなり、かつ軽量であるという利点が得られる。
【０１３０】
　さらに、この発明によれば、光伝送路を伝送する光パルスの波形をバイアス値から正極性と負極性の向きに等量ずつ振れ、平均するとパイアス値に等しくなる正負対称波形で伝送する伝送方法が提供されるから、信号の伝送密度が変わっても伝送路上の直流分が変動することはない。よって、伝送される信号に含まれる直流分が変動することに起因するジッタは発生しない。
　また、伝送するパルス波形に直流分を付加し、受信側ではこの直流分によって平滑化回路１０７Ｂで基準電圧を発生させたから、仮に発光素子ＬＤの注入電流対発光光バワー特性が変動したことにより、発光素子ＬＤが出力する平均発光量が変動し、平滑化回路１０７Ｂが発生する基準電圧が変動したとしても、電圧比較器１０７Ｃは基準電圧を中心にヒステリシス幅を追従させて応動するから、ヒステリシス幅が一定値を維持すれば受信側で検出されるパルスの検出点は不動であり、ジッタの発生は抑えられる。
【０１３１】
　その上、パルスの受信の検出点を正負対称波形のゼロクロス点に特定した場合には、受信信号中で最も高速でバイアス点を横切るから、このゼロクロス点で受信パルスを検出する構成とすることにより、最も正確な受信点の検出を行うことができるという利点が得られる。
　さらにまた、この発明によれば、極性が互いに反転するパルス対を生成する際に、従来技術のように、極性反転部分において両パルス波形のエッジが不連続になることはないので、高いタイミング精度で信号の光伝送を行なうことが可能となる。
　従って、上述のような効果を奏する光強度変調装置を使用した光伝送システムや半導体デバイス試験装置は、信号の伝送速度を高速にすることができ、また、周波数特性が向上し、かつ軽量で、信頼性が高くなる等の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】この発明が対象とする第１の例の光信号伝送システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す回路の動作説明図である。
【図３】図１に示した光信号伝送システムの具体的な回路構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明が対象とする第１の例の光信号伝送システムを適用した半導体デバイス試験装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、立上がりタイミング及び立下がりタイミングを示す極性が互いに反転するパルス対の数例を示す波形図である。
【図６】この発明が対象とする第２の例の光信号伝送システムの概略構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示した光信号伝送システムの回路動作を説明するための波形図である。
【図８】図６に示した光信号伝送システムの具体的な回路構成の一例を示すブロック図である。
【図９】この発明が対象とする第２の例の光信号伝送システムを適用した半導体デバイス試験装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明が対象とする光パルス送信装置の一具体例を示す回路図である。
【図１１】は図１０の光パルス送信装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】この発明の対象とする光パルス検出回路の一具体例を示す回路図である。
【図１３】図１２の光パルス検出回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】この発明の対象とする第３の例の光パルス送信装置の他の具体例を示す回路図である。
【図１５】図１４の光パルス送信装置の動作を説明するための波形図である。
【図１６】この発明の対象とする第３の例の光パルス送信装置のさらに他の具体例を示す回路図である。
【図１７】図１６の光パルス送信装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１８】この発明の具体例を示す回路図である。
【図１９】図１８の光強度変調装置を使用した光伝送システムの一例を示すブロック図である。
【図２０】図１９の光伝送システムの動作を説明するための波形図である。
【図２１】図１８の光強度変調装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２２】この発明の他の具体例を示す回路図である。
【図２３】従来の光パルス伝送システムの一例の概略構成を示すブロック図である。
【図２４】図２３に示した発光素子の注入電流対出力光パワー特性の一例を説明するための特性曲線図である。
【図２５】図２３に示す従来の光パルス伝送システムで伝送されたパルスの波形を説明するための波形図である。
【図２６】従来の光伝送システムに使用されている光強度変調装置の一例を示す回路図である。
【図２７】固定識別レベルで２値信号を識別した場合のデータ及びタイミングの誤りを説明するためのタイミングチャートである。
【図２８】発光素子の発光遅延時間と光強度の関係を示す特性図である。
【図２９】オフセット光からの光強度変調を説明するための波形図である。
【図３０】ＡＣ結合方式による２値信号の識別動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３１】２値の電気信号の立上り及び立下がりエッジに応じた極性反転パルス対でこの信号を光伝送する方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図３２】従来の光伝送システムに使用されている光強度変調装置の他の例を示すブロック図である。
【図３３】図３２に示す光強度変調装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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