(57)【要約】【課題】  光電気変換器の不良品を高速かつ確実に検出して、優良素子と不良素子とを区別することができる試験方法が必要である。【解決手段】  光入力信号を受信して電気出力信号を提供する光電気変換器を試験する方法は、変換器の正常な動作特性の限界によって規定された特定の適用範囲の外のパラメータを有する入力信号を印加するステップと、試験手順の結果を判定するために、印加された入力信号に応答して、変換器の電気出力信号を評価するステップとを包含する。この試験方法の変形によると、入力信号のデューティーサイクルが少なくとも１回変更される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入力信号を受信して電気出力信号を提供する光電気変換器を試験する方法であって、
ａ）該変換器の正常な動作特性の限界によって規定された特定の適用範囲の外のパラメータを有する入力信号を印加するステップと、
ｂ）ステップａ）において印加された該入力信号に応答して、試験手順の結果を決定するために該変換器の該電気出力信号を評価するステップと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記入力信号パラメータは、前記光入力信号のデューティーサイクルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記デューティーサイクルは、前記試験手順の間に変更される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記デューティーサイクルの適用範囲は、３５％〜６５％、好ましくは、４５％〜５５％の範囲にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップａ）において印加された前記光入力信号は、変調されない成分と重畳された変調入力信号である、請求項１〜４の１つに記載の方法。
【請求項６】
前記評価するステップｂ）は、前記出力信号の歪みおよび／またはノイズを考慮に入れる、請求項１〜５の１つに記載の方法。
【請求項７】
前記評価するステップｂ）は、前記出力信号を少なくとも１つの公称値と比較することを含む、請求項１〜６の１つに記載の方法。
【請求項８】
光入力信号を受信して電気出力信号を提供する光電気変換器を試験する方法であって、該方法は、
ａ）第１のデューティーサイクルを有する光入力信号を該変換器に印加するステップと、
ｂ）第２のデューティーサイクルを有する光入力信号を該変換器に印加するステップと、
ｃ）該ステップａ）および該ステップｂ）における該光入力信号の印加に応答して、該試験手順の結果を決定するために、該出力信号を評価するステップと
を包含する、方法。
【請求項９】
前記デューティーサイクルの変動は、前記試験手順全体を通じて所定のパターンに従う、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記デューティーサイクルの変動は、動的に変更される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記光電気変換器は、Ｄ２Ｂ  Ｏｐｔｉｃａｌ、Ｆｌｅｘｒａｙ、Ｂｙｔｅｆｌｉｇｈｔ、ＭＯＳＴ、ＩＥＥＥ１３９４またはＳＰＤＩＦ等の標準化された光データバスにおける素子として用いられる、請求項１〜１０の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光入力信号を受信して電気出力信号を提供する光電気変換器を試験する方法に関する。このような変換器は、通常、オーディオおよびビデオデータを伝送する際に幅広く用いられている広帯域高速光データ通信ネットワークにおいて利用される。
【背景技術】
【０００２】
光電気変換器は、光入力信号に応じて電気出力信号を変更する、例えば、フォトレジスタ、フォトダイオード、またはフォトトランジスタ等の素子である。これらの光電気変換器は、通常、低コストで大量の生産を可能にする非常に複雑な手順で、高集積半導体素子として製造される。製造プロセスは、複雑であるために、０．５％〜５％の率で不良品が生じる。従って、各素子は、販売前に、試験信号を印加し、出力信号をモニタリングして、所与の許容誤差の範囲にあるかどうかを判定することによって試験される。しかしながら、従来の性能試験は、特定の環境条件が組み合わされた場合にのみ、変換器に特定の不良品が生じるという点で不十分であることがわかっている。しかしながら、種々の環境の影響（例えば、温度変化）を付与することによる性能試験の実行は、時間およびコストが非常にかかる。
【０００３】
従って、多くの場合、環境試験は、ほんの限られた部分について行われるにすぎず、時に、製品の抜き取り検査が行われる。しかしながら、この手順も、信頼性がかなり低く、かつ、故障を検出するために著しい時間がかかり得るので不十分である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、光電気変換器における故障を高速かつ確実に検出して、優良素子と不良素子とを区別することができる試験方法の必要が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、請求項１に記載の光電気変換器を試験する方法を提供する。本発明は、特定の適用範囲の外のパラメータを有する入力信号を印加するという発想に基づく。このようにすることによって、試験中のデバイス（ＤＵＴ）は、正常な環境条件下では生じない結果を示すことを強いられる。より具体的には、正常な適用範囲の「限界を超える」入力信号を印加した場合、ＤＵＴの内部動作点が、極度にシフトし、場合によっては、不良メカニズムさえ示す。従って、結果を評価することによって、優良なデバイスと不良デバイスとを区別することが可能である。これは、優良変換器の性能と不良変換器の性能とが著しく異なるためである。
【０００６】
好ましい実施形態によると、入力信号パラメータは、光入力信号のデューティーサイクルである。変換器が実際に動作する際に用いられる固定デューティーサイクル値（例えば、約５０％）を適用する代わりに、正常な動作の限界によって規定された適用範囲の外の、より小さいか、またはより大きいデューティーサイクルが試験中のデバイスに適用される。
【０００７】
この方法の変形によると、光入力信号は、変調されない成分と重畳された変調信号である。変調された入力信号に変調されない成分を付与することによって、ＤＵＴの内部バランスは、変調されない光のレベルに従ってシフトする。そのため、ＤＵＴの性能は、正常な特定の適用範囲の外のデューティーサイクルの変動と同様の効果を示す。
【０００８】
試験方法の好ましい実施形態によると、結果を評価するステップは、歪み（例えば、時間歪み）および／または出力信号のノイズを考慮に入れる。
【０００９】
有利にも、この方法のある実施形態において、評価するステップは、出力信号を少なくとも１つの正常値または所与の許容誤差範囲と比較することを含む。
【００１０】
試験方法のさらなる変形によると、２つの異なったデューティーサイクルを有する光入力信号がＤＵＴに印加され、これに応答する出力信号が評価される。デューティサイクルを所定のパターンで、または、動的に変更することによって不良素子から優良素子を区別することがすでに可能であるが、これは、試験中の各変換器の出力信号が、この刺激による影響を受けるからである。
【００１１】
本発明による方法は、光入力信号を受信して電気出力信号を提供する光電気変換器を試験する方法であって、ａ）該変換器の正常な動作特性の限界によって規定された特定の適用範囲の外のパラメータを有する入力信号を印加するステップと、ｂ）ステップａ）において印加された該入力信号に応答して、試験手順の結果を決定するために該変換器の該電気出力信号を評価するステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
【００１２】
前記入力信号パラメータは、前記光入力信号のデューティーサイクルであってもよい。
【００１３】
前記デューティーサイクルは、前記試験手順の間に変更されてもよい。
【００１４】
前記デューティーサイクルの適用範囲は、３５％〜６５％、好ましくは、４５％〜５５％の範囲にあってもよい。
【００１５】
前記ステップａ）において印加された前記光入力信号は、変調されない成分と重畳された変調入力信号であってもよい。
【００１６】
前記評価するステップｂ）は、前記出力信号の歪みおよび／またはノイズを考慮に入れてもよい。
【００１７】
前記評価するステップｂ）は、前記出力信号を少なくとも１つの公称値と比較することを含んでもよい。
【００１８】
本発明による方法は、光入力信号を受信して電気出力信号を提供する光電気変換器を試験する方法であって、該方法は、ａ）第１のデューティーサイクルを有する光入力信号を該変換器に印加するステップと、ｂ）第２のデューティーサイクルを有する光入力信号を該変換器に印加するステップと、ｃ）該ステップａ）および該ステップｂ）における該光入力信号の印加に応答して、該試験手順の結果を決定するために、該出力信号を評価するステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
【００１９】
前記デューティーサイクルの変動は、前記試験手順全体を通じて所定のパターンに従ってもよい。
【００２０】
前記デューティーサイクルの変動は、動的に変更されてもよい。
【００２１】
前記光電気変換器は、Ｄ２Ｂ  Ｏｐｔｉｃａｌ、Ｆｌｅｘｒａｙ、Ｂｙｔｅｆｌｉｇｈｔ、ＭＯＳＴ、ＩＥＥＥ１３９４またはＳＰＤＩＦ等の標準化された光データバスにおける素子として用いられてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
正常な適用範囲の「限界を超える」入力信号を印加した場合、ＤＵＴの内部動作点が、極度にシフトし、場合によっては、不良メカニズムさえ示す。従って、結果を評価することによって、優良なデバイスと不良デバイスとを区別することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下において、本発明は、添付の図面を参照して、さらに詳細に記載される。
【００２４】
図１は、オーディオおよびビデオの伝送用の光データバスシステムにおいて素子として用いられる光電気変換器１００を示す。このような光データネットワークは、幅広く用いられ、通常、ＩＥＥＥ１３９４、Ｄ２Ｂ  Ｏｐｔｉｃａｌ、ＢＹＴＥＦＬＩＧＨＴ、ＦＬＥＸＲＡＹ、ＭＯＳＴまたはＳＰＤＩＦ等に標準化されている。
【００２５】
図１において、変換器１００は、破線で例示的に示され、かつフォトダイオード１０１を備える。フォトダイオード１０１は、正電圧ＶＣＣを受取り、光入力信号が感光性表面によって受け取られたときに流れる入力電流Ｉｉｎを生成する。入力電流Ｉｉｎは、次に、フィードバック抵抗器１０６および入力抵抗器１０７を有する動作増幅器の負の入力に印加される前に、電流／電圧変換器１０３で変換される。動作増幅器の出力は、デジタル信号を出力するために、アナログ／デジタル変換器１０５に印加される。
【００２６】
破線で示されるように、内部アナログ信号に外部からアクセスすることはできない。変換器は、デコーダまたはＣＰＵ１０８に接続される。さらに、通常の試験構成は、試験中の実際のコンバータが優良部品か、または故障部品かを判定するために格納および評価ユニット１０９を備える。
【００２７】
図２は、正常な適用範囲の外のパラメータを有する入力信号を印加する試験方法のステップを示す。より具体的には、変換器の正常な動作特性の限界によって規定される特定の適用範囲の外のパラメータを有するＤＵＴに入力信号が印加される（ステップ２０１）。例えば、デューティーサイクルの正常な動作の特定の範囲は、４５％〜５５％であり得る。後述される図５に示されるように、この場合、例えば、３０％〜７０％の特定の範囲の外の、より小さいか、または、より大きいデューティーサイクルが信号に適用され得る。
【００２８】
変換器のそれぞれの出力信号は、ステップ２０２において格納および評価される。例えば、時間の歪み、または出力信号に含まれるノイズが格納され、かつ、所与の許容誤差範囲の少なくとも１つの公称値と比較され得る。従って、場合によっては、ＤＵＴの特定の適用範囲さえ越える特定の刺激入力信号を印加することによって、（デバイスが、この信号によるダメージを受けないと仮定して）、変換器の内部バランスメカニズムに影響が及ぼされ、これにより、優良部品の性能と不良部品の性能との著しい差を示す。これによって、温度変化等の環境の影響を特定の組み合わせで適用する必要がなく、優良部品を不良の部品から非常に容易に分離することが可能になる（ステップ２０３）。
【００２９】
図３において、試験方法の変形が示される。これに対して、図２に示される試験方法において、適用範囲外のパラメータを有する入力信号がＤＵＴに印加され、図３に示される方法において、ステップ３０１にて、変調されない成分と重畳された入力信号が変換器に適用される。これによって、正常な動作の「限界を超える」入力信号の印加と同様の効果が達成され、すなわち、変調されない光入力信号のレベルに従って、デバイスの内部バランスをシフトさせる。従って、出力信号が評価された後（ステップ３０２）、試験手順の結果が、ステップ３０３において用意に判定され得る。
【００３０】
図４は、入力信号のデューティーサイクルの改変を含む試験手順を示す。これに対して、従来の方法は、実際の動作において用いられるデューティーサイクルに近い固定デューティサイクルを有する試験手順を適用し、デューティーサイクルは、少なくとも１回変更される。
【００３１】
ステップ４０１において、入力信号のデューティーサイクルの初期セットを最初にセットすると、第１の評価するステップにおいて、出力信号が許容できる許容誤差範囲内にあるかどうかがチェックされる（ステップ４０２）。結果がすでに負である場合、ＤＵＴにおいて故障が検出されたと判定される。出力信号が強要できる範囲内にある場合、入力信号のデューティーサイクルは、ステップ４０３において示されるように改変される。続いて、出力信号が、許容できる許容誤差範囲内にあるかどうかが再びチェックされる（ステップ４０４）。結果が負である場合、すなわち、出力信号が許容誤差範囲の外側にある場合、ＤＵＴは、不良部品と判定される。最終的に、すべてのパラメータが試験されたかどうかが点検される（ステップ４０５）。すべてのパラメータが試験された場合、ＤＵＴは、優良部品であると判定され、そうでない場合、手順は、ステップ４０３〜４０５を繰返す。
【００３２】
図５は、正常な動作の限界によって規定されたデューティーサイクルおよび特定の適用範囲の例を上半分に示す。より具体的には、デューティーサイクルは、約５０％であり、５％の変動を有する。図５の下半分において、本発明による、試験手順の入力信号が示される。これらから明らかなように、デューティサイクルは、特定の適用範囲から明らかに外にある低位値または高位値（例えば、それぞれ３０％および７０％）をとる。入力信号のデューティサイクルのこのような極度な設定は、優良部品の性能と不良部品の性能との差が直ちに明らかになるように、変換器にダメージを与えず、内部バランスメカニズムに影響を及ぼす。従って、環境条件の組み合わせを適用することなく、変換器の高速かつ確実な試験が実行され得る。
【００３３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。
【００３４】
（要約）
光入力信号を受信して電気出力信号を提供する光電気変換器を試験する方法は、変換器の正常な動作特性の限界によって規定された特定の適用範囲の外のパラメータを有する入力信号を印加するステップと、試験手順の結果を判定するために、印加された入力信号に応答して、変換器の電気出力信号を評価するステップとを包含する。この試験方法の変形によると、入力信号のデューティーサイクルが少なくとも１回変更される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、光電気変換器を試験する回路構成である。
【図２】図２は、適用範囲外のパラメータを有する入力信号を印加する試験方法のステップを示すフローチャートである。
【図３】図３は、変調入力信号に変調されない成分を付与する試験方法のステップを示すフローチャートである。
【図４】図４は、デューティーサイクルの変動を用いる試験方法のステップを示すフローチャートである。
【図５】図５は、特定の適用範囲の外のデューティーサイクルの変動の例示である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  変換器
１０１  フォトダイオード
１０３  電流／電圧変換器
１０５  アナログ／デジタル変換器
１０６  フィードバック抵抗器
１０７  入力抵抗器
１０８  デコーダまたはＣＰＵ１０８
１０９  評価ユニット
【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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