JP2001083379A - Method and device for optical axis alignment of optical parts - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for quickly, accurately and easily carrying out optical axis alignment in connecting optical parts to an optical fiber. SOLUTION: For the purpose of aligning the light emission axial line of optical parts with the optical axis of an optical fiber in connecting optical parts 11 to the optical fiber 12, a quadratic surface approximation is performed with a plane parallel to the connecting end face of the optical parts or the optical fiber, and then a quadratic function approximation is performed in an axial direction vertical to the plane related to the quadratic surface approximation; as a result, the maximum light amount point can reliably be found through a small number of times of stage operations in an aligning device 1, thus reducing tact time in the optical axis alignment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光部品と光ファイ
バとを接続する際に両者の光軸を迅速、正確かつ容易に
整合させる光軸合わせ方法およびその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical axis alignment method and an optical axis alignment method for quickly, accurately and easily aligning optical axes of an optical component and an optical fiber when connecting the optical component and the optical fiber.

【０００２】[0002]

【関連する背景技術】発光素子、受光素子、光スイッ
チ、光変調器などの光素子を含む光デバイスの構築にあ
たり、光ファイバ同士あるいは光素子と光ファイバとが
接続される（以下、光ファイバに接続される光ファイバ
及び光素子を一括して光部品と称する）。そして、光フ
ァイバと光部品との接続に際して、両者の光軸を整合さ
せる光軸合わせが行われる。2. Related Art In the construction of an optical device including an optical element such as a light emitting element, a light receiving element, an optical switch, and an optical modulator, optical fibers are connected to each other or an optical element and an optical fiber. The optical fiber and the optical element to be connected are collectively referred to as an optical component.) Then, when connecting the optical fiber and the optical component, optical axis alignment for aligning the optical axes of both is performed.

【０００３】例えば、発光素子としてのレーザダイオー
ド（以下、「ＬＤ」という）素子とこのＬＤ素子からの
出射光を集光するレンズとを含むＬＤモジュールの場
合、ＬＤモジュールと光ファイバとの接続に際して、Ｌ
Ｄモジュールの接続端面上の光出射位置と光ファイバの
光入射端面中心とを合致させると共にＬＤモジュールか
らの出射方向と光ファイバの長手方向軸線とを整合させ
る必要がある。換言すれば、ＬＤモジュールの接続端面
に平行な平面をＸＹ平面と称すると共にＸＹ平面に垂直
な方向をＺ軸方向と称すると、ＬＤモジュールと光ファ
イバとをＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸について相対的に位置決め
する必要がある。特に、ＬＤモジュールとフェルール付
き光ファイバとをＹＡＧ溶接する場合のように光部品と
光ファイバとを固定的に接続する場合には、高い光軸合
わせ精度が要請される。For example, in the case of an LD module including a laser diode (hereinafter, referred to as “LD”) element as a light emitting element and a lens for condensing light emitted from the LD element, when connecting the LD module to an optical fiber, , L
It is necessary to match the light emission position on the connection end face of the D module with the center of the light incidence end face of the optical fiber, and to match the emission direction from the LD module with the longitudinal axis of the optical fiber. In other words, when a plane parallel to the connection end face of the LD module is called an XY plane and a direction perpendicular to the XY plane is called a Z-axis direction, the LD module and the optical fiber are relative to each other with respect to the X-axis, Y-axis, and Z-axis. It is necessary to position it. In particular, when the optical component and the optical fiber are fixedly connected, such as when the LD module and the optical fiber with a ferrule are YAG-welded, high optical axis alignment accuracy is required.

【０００４】この様な光軸合わせにおいて、従来は、Ｌ
Ｄモジュールなどの光部品と光ファイバとを三次元的に
相対移動させつつ、光部品から光ファイバの接続端面へ
入射する光量を光ファイバの他端に接続した光パワーメ
ータにより測定して最大光量となる相対位置（最適相対
位置）を探し出すようにしている。In such optical axis alignment, conventionally, L
While moving the optical component such as D module and the optical fiber relative to each other three-dimensionally, measure the amount of light incident on the connection end face of the optical fiber from the optical component by using an optical power meter connected to the other end of the optical fiber, and the maximum amount of light Relative position (optimal relative position).

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来法によれば、
ＸＹＺ空間での光部品と光ファイバとの最適相対位置を
精度良く探し出すには、ＸＹＺ空間内の多数の相対位置
において光量測定を行う必要があり、光軸合わせに時間
と労力を要するという問題がある。特に、光ファイバの
長手方向軸線（光軸）がＺ軸からずれているときには、
Ｚ軸方向の相対位置変化に伴ってＸ軸方向およびＹ軸方
向の最適相対位置が変化するので、ＸＹＺ空間での最適
相対位置を見出すことは困難である。すなわち、Ｚ軸方
向相対位置を変える度にＸ軸方向およびＹ軸方向の相対
位置を変化させつつ光量を測定する作業を繰り返し、Ｘ
ＹＺ空間での最適相対位置を求める必要がある。According to the above conventional method,
In order to accurately find the optimum relative position between the optical component and the optical fiber in the XYZ space, it is necessary to measure the light quantity at a number of relative positions in the XYZ space, and it takes time and effort to align the optical axis. is there. In particular, when the longitudinal axis (optical axis) of the optical fiber is shifted from the Z axis,
Since the optimum relative position in the X-axis direction and the Y-axis direction changes with the change in the relative position in the Z-axis direction, it is difficult to find the optimum relative position in the XYZ space. That is, every time the relative position in the Z-axis direction is changed, the operation of measuring the light amount while changing the relative position in the X-axis direction and the Y-axis direction is repeated, and X
It is necessary to find the optimum relative position in the YZ space.

【０００６】また、光量測定点（光量測定を伴う相対位
置決め点）の数が不十分であると、光部品からの出射光
の光量分布が単峰でない場合には局所最適値に陥る虞も
あり、この場合、最大光量位置を見いだすことができな
い。上記の説明では発光素子と光ファイバとの光軸合わ
せにおける問題点を指摘したが、光ファイバと受光素子
との光軸合わせ及び光ファイバ同士の光軸合わせにおい
ても同様の問題がある。Further, if the number of light quantity measuring points (relative positioning points accompanied by the light quantity measurement) is insufficient, if the light quantity distribution of the light emitted from the optical component is not a single peak, there is a possibility that the light quantity may fall into a local optimum value. However, in this case, the maximum light amount position cannot be found. In the above description, a problem in the alignment of the optical axis between the light emitting element and the optical fiber has been pointed out. However, the same problem also occurs in the alignment of the optical axis between the optical fiber and the light receiving element and between the optical fibers.

【０００７】本発明は、光部品と光ファイバとの光軸合
わせを迅速、正確かつ容易に行える光部品の光軸合わせ
方法及びその装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for aligning an optical axis of an optical component, which can quickly, accurately and easily align an optical axis of an optical component with an optical fiber.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】光部品と光ファイバとを
複数の相対位置に順次位置決めしつつ光部品および光フ
ァイバの一方から他方へ入射する光の量を測定し、最大
光量となる最適相対位置を求める光部品の光軸合わせ方
法において、請求項１の発明は、光部品または光ファイ
バの接続端面に平行な所定平面上の複数点での測定光量
に基づき所定平面での光量分布を二次曲面近似し、所定
平面での最適点を求める工程（ａ）と、光部品または光
ファイバの光軸方向あるいは所定平面に垂直な所定軸線
方向の複数点での測定光量に基づき光軸方向または所定
軸線方向の光量分布を二次関数近似し、光軸方向または
所定軸線方向の最適点を求める工程（ｂ）とを備えるこ
とを特徴とする。The optical component and the optical fiber are sequentially positioned at a plurality of relative positions, and the amount of light incident on one of the optical component and the optical fiber is measured, and the optimum relative light intensity at which the maximum light amount is obtained is measured. In the method for aligning the optical axis of an optical component for obtaining a position, the invention according to claim 1 is a method for adjusting a light amount distribution on a predetermined plane based on measured light amounts at a plurality of points on a predetermined plane parallel to a connection end face of the optical component or optical fiber. Step (a) of approximating the next curved surface to obtain an optimum point on a predetermined plane; A step (b) of approximating the light quantity distribution in the predetermined axis direction by a quadratic function to obtain an optimum point in the optical axis direction or the predetermined axis direction.

【０００９】従来法は、光部品と光ファイバとの接続に
先立つ光軸合わせにおいて、光部品と光ファイバとを三
次元空間（ＸＹＺ空間）の多数の点に順次相対的に位置
決めしつつ最大光量点（最適相対位置）を探索するもの
で、換言すれば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向の相対位置
決めを同時に行うものとなっている。本発明の光軸合わ
せ方法は、所定平面（ＸＹ平面）での光量分布の二次曲
面近似に基づくＸＹ平面での最適点の決定と光軸方向ま
たは所定軸線方向（Ｚ軸方向）での光量分布の二次関数
近似に基づく光軸方向またはＺ軸方向の最適点の決定と
を別個独立に行うもので、両最適点に基づきＸＹＺ空間
での最適相対位置が従来法に比べて迅速かつ容易に行わ
れる。また、ＸＹ平面及びＺ軸方向の最適相対位置（最
適点）は二次曲面近似および二次関数近似によりそれぞ
れ正確に求まり、従って、ＸＹＺ空間での最適相対位置
が正確に求まる。ここで、ＸＹ平面での最適相対位置や
Ｚ軸方向の最適相対位置は、例えば、光部品または光フ
ァイバの目標位置決め位置のＸ、Ｙ及びＺ座標値で表さ
れ、より一般的には、光部品及び光ファイバの目標相対
位置決め位置を示す２組のＸ、Ｙ及びＺ座標値で表され
る。In the conventional method, in aligning the optical axis prior to the connection between the optical component and the optical fiber, the maximum light quantity is obtained while sequentially positioning the optical component and the optical fiber relatively at many points in a three-dimensional space (XYZ space). A search for a point (optimal relative position) is performed, in other words, relative positioning in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is performed simultaneously. According to the optical axis alignment method of the present invention, the optimal point in the XY plane is determined based on the quadratic surface approximation of the light amount distribution in the predetermined plane (XY plane), and the light amount in the optical axis direction or the predetermined axis direction (Z axis direction). The determination of the optimum point in the optical axis direction or the Z-axis direction based on the quadratic function approximation of the distribution is performed independently and independently. Based on both optimum points, the optimum relative position in the XYZ space is quicker and easier than the conventional method. Done in Further, the optimum relative position (optimum point) in the XY plane and the Z-axis direction is accurately obtained by the quadratic surface approximation and the quadratic function approximation, and therefore, the optimum relative position in the XYZ space is accurately obtained. Here, the optimal relative position on the XY plane and the optimal relative position in the Z-axis direction are represented by, for example, X, Y, and Z coordinate values of a target positioning position of an optical component or an optical fiber. It is represented by two sets of X, Y and Z coordinate values indicating the target relative positioning position of the component and the optical fiber.

【００１０】好ましくは、工程（ａ）は、所定平面を規
定する第１軸線の方向の複数点での測定光量に基づき第
１軸線方向の光量分布を二次関数近似する副工程（ａ１
１）と、第１軸線と共に所定平面を規定する第２軸線の
方向の複数点での測定光量に基づき第２軸線方向の光量
分布を二次関数近似する副工程（ａ１２）と、第１軸線
方向の光量分布の二次関数近似と第２軸線方向の光量分
布の二次関数近似とから所定平面での最適点を求める副
工程（ａ１３）とを含む。Preferably, the step (a) includes a sub-step (a1) of approximating the light quantity distribution in the first axis direction with a quadratic function based on the measured light quantities at a plurality of points in the direction of the first axis defining the predetermined plane.
1) a sub-step (a12) of approximating the light quantity distribution in the second axis direction by a quadratic function based on the measured light quantities at a plurality of points in the direction of the second axis that defines a predetermined plane together with the first axis; Sub-step (a13) of finding an optimum point on a predetermined plane from the quadratic function approximation of the light amount distribution in the direction and the quadratic function approximation of the light amount distribution in the second axis direction.

【００１１】この好適方法では、所定平面での二次曲面
近似が比較的簡易に行われ、光部品と光ファイバの最適
相対位置が容易に求まる。また、第１及び第２軸線方向
のそれぞれの測定点の数を増やすことにより最適点決定
精度が向上し、測定点の数を減らすことにより最適点決
定に要する労力や時間が低減する。例えば、第１及び第
２軸線方向の各々の測定点は３つで良い。また、第１軸
線方向の測定点の一つを第２測定点方向の測定点の一つ
として利用しても良く、これにより測定点の数が低減す
る。In this preferred method, the quadratic surface approximation on a predetermined plane is relatively easily performed, and the optimum relative position between the optical component and the optical fiber can be easily obtained. Further, by increasing the number of measurement points in the first and second axis directions, the accuracy of determining the optimum point is improved, and by reducing the number of measurement points, the labor and time required for determining the optimum point are reduced. For example, the number of measurement points in each of the first and second axis directions may be three. In addition, one of the measurement points in the first axis direction may be used as one of the measurement points in the second measurement point direction, thereby reducing the number of measurement points.

【００１２】より好ましくは、工程（ａ）は、所定平面
での最適点が第１及び第２軸線方向の複数点のうち所定
のものの近傍に収束した場合に所定平面での最適点を確
定する副工程（ａ１４）と、最適点が確定しない場合に
は第１及び第２軸線方向の複数点の設定を更新して副工
程（ａ１）及び（ａ２）を再実行させる副工程（ａ１
５）とを含む。[0012] More preferably, the step (a) determines the optimum point on the predetermined plane when the optimum point on the predetermined plane converges on the vicinity of a predetermined one of a plurality of points in the first and second axial directions. A sub-step (a1) for re-executing sub-steps (a1) and (a2) by renewing the setting of a plurality of points in the first and second axial directions when the optimum point is not determined;
5).

【００１３】この好適方法では、二次曲面近似に基づく
所定平面での最適点の決定にあたり、最適点決定上の所
要精度が許容値の形式で予め設定され、最適点が迅速に
且つ所要精度で決定される。或いは、工程（ａ）は、所
定平面での光量を所定平面上の位置座標の関数で表す多
項近似式に所定平面上の複数点での測定光量をそれぞれ
代入して得た連立方程式を解くことにより多項近似式の
それぞれの項の未知の係数を求める副工程（ａ２１）
と、副工程（ａ１３）で求めた所定平面での最適点にお
ける光量を測定する副工程（ａ２２）と、副工程（ａ２
１）で係数が決定された多項近似式に所定平面での最適
点の位置座標を代入して所定平面での最適点における光
量の演算値を求める副工程（ａ２３）と、副工程（ａ２
２）での測定光量が副工程（ａ２３）で求めた演算値の
近傍に収束した場合に所定平面での最適点を確定する副
工程（ａ２４）と、最適点が確定しない場合には第１及
び第２軸線方向の複数点の設定を更新して副工程（ａ
１）及び（ａ２）を再実行させる副工程（ａ２５）とを
含む。In this preferred method, in determining the optimum point on a predetermined plane based on the quadratic surface approximation, the required accuracy in determining the optimum point is set in advance in the form of an allowable value, and the optimum point is quickly and accurately determined. It is determined. Alternatively, the step (a) is to solve simultaneous equations obtained by substituting the measured light amounts at a plurality of points on the predetermined plane into a polynomial approximation expression representing the light amount on the predetermined plane as a function of the position coordinates on the predetermined plane. Sub-step (a21) of obtaining unknown coefficients of each term of the polynomial approximation equation
A sub-step (a22) for measuring the amount of light at the optimum point on the predetermined plane obtained in the sub-step (a13);
Sub-step (a23) of substituting the position coordinates of the optimum point on the predetermined plane into the polynomial approximation equation whose coefficient has been determined in 1) to obtain the calculated value of the amount of light at the optimum point on the predetermined plane;
The sub-step (a24) for determining the optimum point on the predetermined plane when the measured light amount in 2) converges near the calculated value obtained in the sub-step (a23), and the first step when the optimum point is not determined. And the setting of a plurality of points in the second axis direction is updated to
Sub-step (a25) of re-executing 1) and (a2).

【００１４】この好適方法では、二次曲面近似により求
めた所定平面での最適点における測定光量とこの最適点
での光量の演算値との差が許容範囲内に入ったときに最
適点を確定するので、正確な最適点が求まる。請求項２
の発明は、工程（ａ）で所定軸線方向位置を互いに異に
する２つの所定平面のそれぞれでの光量分布を二次曲面
近似して光軸方向を探索し、工程（ｂ）では探索された
光軸方向の複数点での測定光量に基づき、探索された光
軸方向の光量分布を二次関数近似する。In this preferred method, the optimum point is determined when the difference between the measured light amount at the optimum point on the predetermined plane obtained by the quadratic surface approximation and the calculated value of the light amount at this optimum point falls within an allowable range. The exact optimal point is determined. Claim 2
According to the invention, in the step (a), the light amount distribution on each of two predetermined planes whose positions in the predetermined axial direction are different from each other is approximated by a quadratic surface to search for the optical axis direction. In the step (b), the search is performed. Based on the measured light amounts at a plurality of points in the optical axis direction, the searched light amount distribution in the optical axis direction is approximated by a quadratic function.

【００１５】請求項２の発明では、２つの所定平面での
光量分布から光軸方向が探索され、更に、ＸＹＺ空間で
の最適相対位置に相当する光軸方向の最適点が光軸方向
における光量分布から迅速、正確且つ容易に求められ
る。請求項２の発明において、例えば、工程（ａ）では
２つの所定平面のそれぞれの光量分布の二次曲面近似か
ら両平面での最適点がそれぞれ求められ、工程（ｂ）で
は所定軸線方向の光量分布の二次関数近似から所定軸線
方向の最適点が求められる。そして、２つの所定平面で
の最適点から、所定平面を規定する２つの軸線の方向の
それぞれにおける最適点ずれ量が求められ、更に、所定
軸線方向の最適点と２つの最適点ずれ量と少なくとも一
方の所定平面での最適点とに基づき、光部品と光ファイ
バの最適相対位置が求められる。この例の場合、所定軸
線方向位置を異にする２つの所定平面に係る光量測定結
果から、所定平面を規定する２つの軸線の方向（Ｘ軸及
びＹ軸方向）の最適点ずれ量が求められ、次に、所定軸
線方向（Ｚ軸方向）の最適点が求められる。そして、Ｚ
軸方向の最適位置におけるＸＹ平面での最適点が、最適
点ずれ量と一つの所定平面での最適点とに基づいて求め
られる。このため、光部品と光ファイバをＺ軸方向に相
対移動させる度にＸＹ平面での最適点を求めるための光
量測定を行う必要がなく、ＸＹＺ空間での最適相対位置
が迅速且つ正確に求まる。また、Ｚ軸方向位置を異にす
る２つの所定平面での最適点同士を結ぶ直線は光部品ま
たは光ファイバの光軸に対応し、従って、最適点ずれ量
に基づくＸＹ平面での最適点の補正を伴うＺ軸方向の最
適点の探索は、光軸方向の最適点を探索することと等価
である。すなわち、光部品または光ファイバの光軸が、
光部品または光ファイバの接続面に平行な所定平面（Ｘ
Ｙ平面）に垂直な所定軸線（Ｚ軸）からずれている光部
品及び光ファイバの支持状態において、光部品及び光フ
ァイバをＺ軸方向に相対移動させつつＺ軸方向の最適点
を求める場合にも、Ｚ軸方向の最適点を決定した後にこ
のＺ軸方向位置を有するＸＹ平面での最適点を最適点ず
れ量を用いて補正することにより、光軸方向の最適点が
迅速且つ正確に求まる。According to the second aspect of the present invention, the optical axis direction is searched for from the light amount distribution on two predetermined planes, and the optimum point in the optical axis direction corresponding to the optimum relative position in the XYZ space is the light amount in the optical axis direction. Quickly, accurately and easily determined from the distribution. In the invention of claim 2, for example, in the step (a), optimal points on the two predetermined planes are respectively obtained from the quadratic surface approximation of the light amount distribution of the two predetermined planes, and in the step (b), the light amount in the predetermined axial direction is obtained. The optimum point in the direction of the predetermined axis is obtained from the quadratic function approximation of the distribution. Then, from the optimum points on the two predetermined planes, the optimum point shift amounts in the respective directions of the two axes defining the predetermined plane are obtained, and further, the optimum point in the predetermined axis direction and the two optimum point shift amounts are determined. The optimum relative position between the optical component and the optical fiber is determined based on the optimum point on one predetermined plane. In the case of this example, the optimum point shift amounts in the directions of the two axes defining the predetermined plane (X-axis and Y-axis directions) are obtained from the light quantity measurement results of the two predetermined planes having different positions in the predetermined axis direction. Next, the optimum point in the predetermined axis direction (Z-axis direction) is determined. And Z
The optimum point on the XY plane at the optimum position in the axial direction is obtained based on the optimum point shift amount and the optimum point on one predetermined plane. Therefore, every time the optical component and the optical fiber are moved relative to each other in the Z-axis direction, it is not necessary to measure the amount of light for finding the optimum point on the XY plane, and the optimum relative position in the XYZ space can be obtained quickly and accurately. Further, a straight line connecting the optimum points on the two predetermined planes having different positions in the Z-axis direction corresponds to the optical axis of the optical component or the optical fiber, and accordingly, the optimum point on the XY plane based on the optimum point shift amount is determined. Searching for the optimum point in the Z-axis direction with correction is equivalent to searching for the optimum point in the optical axis direction. That is, the optical axis of the optical component or optical fiber is
A predetermined plane (X) parallel to the connection surface of the optical component or optical fiber
When an optical component and an optical fiber that are deviated from a predetermined axis (Z-axis) perpendicular to the Y-plane) are supported and the optical component and the optical fiber are relatively moved in the Z-axis direction and the optimum point in the Z-axis direction is obtained. Also, the optimum point in the optical axis direction can be quickly and accurately determined by determining the optimum point in the Z-axis direction and then correcting the optimum point on the XY plane having the position in the Z-axis direction using the optimum point shift amount. .

【００１６】請求項３の発明は、光部品または光ファイ
バの接続端面に平行な所定平面上の複数点での測定光量
に基づきシンプレックス法により所定平面での最適点を
求める工程（ａ）と、光部品または光ファイバの光軸方
向あるいは所定平面に垂直な所定軸線の方向の複数点で
の測定光量に基づき光軸方向あるいは所定軸線方向の光
量分布を二次関数近似して、光軸方向または所定軸線方
向の最適点を求める工程（ｂ）とを備えることを特徴と
する。A third aspect of the present invention is a step (a) of obtaining an optimum point on a predetermined plane by a simplex method based on measured light amounts at a plurality of points on a predetermined plane parallel to an optical component or an optical fiber connection end face; The light quantity distribution in the optical axis direction or the predetermined axis direction is approximated by a quadratic function based on the measured light quantity at a plurality of points in the direction of the optical axis or the predetermined axis line perpendicular to the predetermined plane of the optical component or the optical fiber, and the optical axis direction or (B) obtaining an optimum point in a predetermined axial direction.

【００１７】請求項３の発明は、シンプレックス法を用
いて所定平面での最適点（最大光量点）を求めるものと
なっている。シンプレックス法によれば、光部品からの
出射光の光量分布が単峰でない場合や光量分布を二次関
数近似で適切に表せない場合にも最大光量点が良好に求
まる。請求項３の発明において、好ましくは、工程
（ａ）は、所定平面上の所要数の第１設定点での測定光
量に基づき第１設定点のうち測定光量が最小である最小
光量点を選択し、また、最小光量点以外の２つの第１設
定点を選択する副工程（ａ１１）と、最小光量点から２
つの第１設定点を結ぶ線分の中間点を通り最小光量点の
反対側へ延びる直線上に所要数の第２設定点を設定し、
また、それぞれの第２設定点での測定光量に基づき第２
設定点のうち測定光量が最大である最大光量点を選択す
る副工程（ａ１２）と、最大光量点を最小光量点に代え
て新たな第１設定点として選択する副工程（ａ１３）
と、新たな第１設定点の相隣るもの同士を結ぶ線分の各
々の長さが最大許容値を下回った場合、新たに選択され
た第１設定点を所定平面での最適点として求める副工程
（ａ１４）と、線分の各々の長さが最大許容値を下回ら
ない場合、副工程（ａ１１）及び（ａ１２）を再実行さ
せる副工程（ａ１５）とを含む。According to a third aspect of the present invention, an optimum point (maximum light amount point) on a predetermined plane is obtained by using the simplex method. According to the simplex method, even when the light amount distribution of the light emitted from the optical component is not a single peak, or when the light amount distribution cannot be appropriately represented by a quadratic function approximation, the maximum light amount point can be obtained well. In the invention of claim 3, preferably, the step (a) selects a minimum light quantity point having the minimum measured light quantity among the first set points based on a required number of measured light quantities at the first set points on a predetermined plane. A sub-step (a11) of selecting two first set points other than the minimum light intensity point;
Setting a required number of second set points on a straight line extending through the middle point of the line segment connecting the two first set points and opposite to the minimum light amount point;
Further, based on the measured light amount at each of the second set points, the second
A sub-step (a12) of selecting the maximum light quantity point where the measured light quantity is the maximum among the set points, and a sub-process (a13) of selecting the maximum light quantity point as a new first set point instead of the minimum light quantity point
If the length of each of the line segments connecting adjacent ones of the new first set point is smaller than the maximum allowable value, the newly selected first set point is determined as the optimum point on the predetermined plane. Sub-step (a14) and sub-step (a15) for re-executing sub-steps (a11) and (a12) when the length of each line segment does not fall below the maximum allowable value.

【００１８】この好適方法は、所定平面での最適点の決
定に用いるシンプレックス法を具体化したものであり、
所定平面上の設定点のうちの最小光量点に代えて光量が
より多い新たな設定点を設定するという手順を繰り返す
ことにより、設定点を結ぶ多角形領域を所定平面上の光
量が大である側にシフトしつつ多角形領域を最大光量点
近傍に収束させるものとなっている。従って、この好適
方法によれば、所定平面での最適点（最大光量点）が迅
速かつ正確に求まる。This preferred method embodies a simplex method used to determine an optimum point on a predetermined plane.
By repeating the procedure of setting a new set point having a larger light amount instead of the minimum light amount point among the set points on the predetermined plane, the light amount on the predetermined plane is large in the polygon region connecting the set points. The polygon area is converged to the vicinity of the maximum light amount point while shifting to the side. Therefore, according to this preferred method, the optimum point (maximum light amount point) on the predetermined plane is quickly and accurately determined.

【００１９】より好ましくは、副工程（ａ１１）では所
定平面上に３つの第１設定点を設定し、副工程（ａ１
２）では最小光量点から残りの２つの第１設定点を結ぶ
線分の中点を通って延びる直線上において最小光量点と
中点との間に一つの第２設定点を設定すると共に中点に
関して最小光量点の反対側に２つの第２設定点を設定す
る。More preferably, in the sub-step (a11), three first set points are set on a predetermined plane, and the sub-step (a1)
In 2), one second set point is set between the minimum light intensity point and the middle point on a straight line extending from the minimum light intensity point to the middle point of the line connecting the remaining two first set points, and Two second set points are set on the opposite side of the point from the minimum light point.

【００２０】この好適方法は、設定点の数をできる限り
低減して所定平面での最適点をより迅速かつ簡易に求め
るものとなっている。請求項４の発明では、工程（ａ）
で所定軸線方向位置を互いに異にする２つの所定平面の
それぞれでの最適点を求めて光軸方向を探索し、工程
（ｂ）では探索された光軸方向の複数点での測定光量に
基づき、探索された光軸方向の光量分布を二次関数近似
する。In this preferred method, the number of set points is reduced as much as possible, and the optimum point on a predetermined plane is obtained more quickly and easily. In the invention according to claim 4, the step (a)
The optical axis direction is searched by searching for the optimum point on each of two predetermined planes having different positions in the predetermined axial direction from each other. In the step (b), based on the measured light amounts at a plurality of points in the searched optical axis direction. Then, the light amount distribution in the optical axis direction searched is approximated by a quadratic function.

【００２１】請求項２のものと同様、請求項４の発明で
は、ＸＹＺ空間での最適相対位置に相当する光軸方向の
最適点が光軸方向の光量分布の二次関数近似から迅速且
つ正確に求まる。また、光部品または光ファイバの光軸
が所定軸線（Ｚ軸）からずれている状態の下でＺ軸方向
の最適点を求める場合にも、等価的には光軸方向の最適
点が迅速且つ正確に求まる。According to the fourth aspect of the present invention, the optimum point in the optical axis direction corresponding to the optimum relative position in the XYZ space is quickly and accurately obtained from the quadratic function approximation of the light quantity distribution in the optical axis direction. Is determined. Also, when the optimum point in the Z-axis direction is obtained in a state where the optical axis of the optical component or the optical fiber is deviated from the predetermined axis (Z-axis), the optimum point in the optical axis direction is equivalently quick and equivalent. Determined exactly.

【００２２】請求項５の発明は、光部品と光ファイバと
を複数の相対位置に順次位置決めしつつ、各々の相対位
置における光部品および光ファイバの一方から他方へ入
射する光の量を測定し、最大光量となる最適相対位置を
求める光部品の光軸合わせ装置において、第１軸線に沿
って移動可能な第１ステージと、光部品および光ファイ
バの一方を支持すると共に第１ステージにより支持され
て第１軸線に直交する第２軸線に沿って移動可能な第２
ステージと、光部品および光ファイバの他方を支持する
と共に第１及び第２軸線に直交する第３軸線に沿って移
動可能な第３ステージと、光部品および光ファイバの一
方から他方へ入射する光量を測定する光量測定器と、第
１及び第２軸線により規定される所定平面上の複数点で
の測定光量に基づきシンプレックス法または所定平面で
の光量分布の二次曲面近似により所定平面での最適点を
求め、また、第３軸線方向の複数点での測定光量に基づ
き第３軸線方向の光量分布の二次関数近似により第３軸
線方向の最適点を求め、適宜、所定平面での最適点及び
第３軸線方向の最適点で光部品及び光ファイバが相対的
に位置決めされるように第１、第２及び第３ステージを
駆動する演算駆動装置とを備えることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, an optical component and an optical fiber are sequentially positioned at a plurality of relative positions, and the amount of light incident on one of the optical component and the optical fiber at each relative position is measured. A first stage movable along a first axis and one of an optical component and an optical fiber, and supported by the first stage. And movable along a second axis orthogonal to the first axis.
A stage, a third stage that supports the other of the optical component and the optical fiber, and is movable along a third axis orthogonal to the first and second axes, and an amount of light incident from one of the optical component and the optical fiber to the other And a light quantity measuring device for measuring the light quantity measured at a plurality of points on the predetermined plane defined by the first and second axes. The simplex method or the quadratic surface approximation of the light quantity distribution on the predetermined plane is optimal for the predetermined plane. A point is obtained, and an optimum point in the third axis direction is obtained by quadratic function approximation of a light amount distribution in the third axis direction based on the measured light amounts at a plurality of points in the third axis direction. And an arithmetic driving device for driving the first, second, and third stages so that the optical component and the optical fiber are relatively positioned at the optimum point in the third axial direction.

【００２３】請求項５の光軸合わせ装置では、演算駆動
装置が、シンプレックス法または所定平面（ＸＹ平面）
での光量分布の二次曲面近似により所定平面での最適点
を求め、第３軸線方向（Ｚ軸方向）の光量分布の二次関
数近似により第３軸線方向の最適点を求めるものとなっ
ており、ＸＹＺ空間での最適相対位置が迅速かつ正確に
求まる。そして、光軸合わせ装置の第１、第２及び第３
ステージが駆動されて、光部品および光ファイバが最適
相対位置に位置決めされて光軸合わせが完了する。According to a fifth aspect of the present invention, in the optical axis alignment device, the arithmetic driving device is a simplex method or a predetermined plane (XY plane).
The optimum point in the predetermined plane is obtained by the quadratic surface approximation of the light amount distribution in the above, and the optimum point in the third axis direction is obtained by the quadratic function approximation of the light amount distribution in the third axis direction (Z-axis direction). As a result, the optimum relative position in the XYZ space can be quickly and accurately determined. Then, the first, second, and third optical axis alignment devices are used.
The stage is driven, the optical component and the optical fiber are positioned at the optimal relative positions, and the optical axis alignment is completed.

【００２４】請求項６の発明では、演算駆動装置は、第
３軸線方向位置を互いに異にする２つの所定平面のそれ
ぞれでの最適点と第１及び第２軸線方向の最適点ずれ量
とを求め、第３ステージの第３軸線方向への移動に応じ
て所定平面の最適点を最適点ずれ量により補正する。請
求項２のものと同様、請求項６の発明では、第３軸線方
向（Ｚ軸方向）の最適点に対応するＺ軸方向位置を有す
る所定平面（ＸＹ平面）での最適点が、最適点ずれ量と
所定平面での最適点とに基づいて求められ、これにより
ＸＹＺ空間での最適相対位置が迅速且つ正確に求まる。According to the sixth aspect of the present invention, the arithmetic driving device determines the optimum point on each of the two predetermined planes having different positions in the third axis direction and the optimum point shift amounts in the first and second axis directions. Then, the optimal point on the predetermined plane is corrected by the optimal point shift amount in accordance with the movement of the third stage in the third axis direction. Like the second aspect, in the sixth aspect, the optimum point on the predetermined plane (XY plane) having the position in the Z-axis direction corresponding to the optimum point in the third axis direction (Z-axis direction) is the optimum point. The optimum relative position in the XYZ space is quickly and accurately obtained based on the shift amount and the optimum point on the predetermined plane.

【００２５】本発明によれば、発光素子や受光素子など
の各種光素子と光ファイバとの光軸合わせや光ファイバ
同士の光軸合わせを迅速、正確且つ容易に行える。According to the present invention, it is possible to quickly, accurately, and easily perform optical axis alignment between various optical elements such as a light emitting element and a light receiving element and an optical fiber and between optical fibers.

【００２６】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施態様によ
る光軸合わせ装置を説明する。図１に示すように、光軸
合わせ装置１は、図示しない基台に対してＸ軸方向（第
１軸線方向）に移動可能なＸステージ２と、このＸステ
ージ２により支持されＸステージに対してＹ軸方向（第
２軸線方向）に移動可能なＹステージ３と、Ｙステージ
３により支持されＹステージに対して水平旋回可能なθ
ｚステージ４とを有し、光部品たとえばレーザダイオー
ドモジュール（ＬＤモジュール）１１を支持するワーク
載置台６がθｚステージ４の上面に支持されている。Ｙ
ステージ３およびθｚステージ４は、光部品を支持する
と共にＸステージ（第１ステージ）に対して移動可能な
第２ステージを構成している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical axis alignment device according to a first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, an optical axis alignment device 1 includes an X stage 2 movable in an X axis direction (a first axis direction) with respect to a base (not shown), and an X stage 2 supported by the X stage 2. Stage 3 that is movable in the Y-axis direction (second axis direction), and θ that is supported by the Y stage 3 and that can be turned horizontally with respect to the Y stage.
A work stage 6 having a z stage 4 and supporting an optical component such as a laser diode module (LD module) 11 is supported on the upper surface of the θz stage 4. Y
The stage 3 and the θz stage 4 constitute a second stage that supports the optical components and is movable with respect to the X stage (first stage).

【００２７】光軸合わせ装置１において、Ｚステージ
（第３ステージ）５が基台によりＺ軸方向（第３軸線方
向）に移動可能に支持され、このＺステージ５の水平延
長部に設けられたワーク支持具７により、光ファイバた
とえばフェルール付き光ファイバ１２の一端部が支持さ
れている。そして、光ファイバ１２の他端は、ＬＤモジ
ュール１１内のレーザダイオード素子（図示略）から光
ファイバ１２へ出射された光の量を測定する光パワーメ
ータ１５に接続されている。また、Ｘステージ２、Ｙス
テージ３、θｚステージ４及びＺステージ５の各々に
は、各該ステージの移動位置または回転位置をそれぞれ
検出するための位置検出器（図示略）が設けられ、位置
検出器出力および光パワーメータ１５出力は演算駆動装
置１３に供給されるようになっている。演算駆動装置１
３は、例えば、図示しないコンピュータ、メモリ、入出
力回路などを含むコントローラからなり、位置検出器出
力および光パワーメータ出力に基づいて、ステージ２〜
５の移動位置または回転位置（すなわち、ＬＤモジュー
ル１１の目標移動・回転位置および光ファイバ１２の下
端部の目標移動位置）を決定する演算機能と、これらの
目標位置にステージ２〜５を駆動する駆動機能とを奏す
るものとなっている。In the optical axis alignment apparatus 1, a Z stage (third stage) 5 is supported by a base so as to be movable in the Z axis direction (third axis direction), and is provided on a horizontal extension of the Z stage 5. The work support 7 supports one end of an optical fiber, for example, an optical fiber 12 with a ferrule. The other end of the optical fiber 12 is connected to an optical power meter 15 for measuring the amount of light emitted from the laser diode element (not shown) in the LD module 11 to the optical fiber 12. Further, each of the X stage 2, the Y stage 3, the θz stage 4 and the Z stage 5 is provided with a position detector (not shown) for detecting a moving position or a rotating position of each stage. The output of the optical device and the output of the optical power meter 15 are supplied to the arithmetic driving device 13. Arithmetic drive 1
Reference numeral 3 denotes a controller including, for example, a computer, a memory, and an input / output circuit (not shown).
5 for determining the moving or rotating position (ie, the target moving / rotating position of the LD module 11 and the target moving position of the lower end of the optical fiber 12), and driving the stages 2 to 5 to these target positions. It has a driving function.

【００２８】本実施形態の光軸合わせ装置は、ステージ
２〜５を駆動制御して、θｚステージ４のワーク載置台
６により支持されたＬＤモジュール１１の光軸とＺステ
ージ５のワーク支持具７により支持された光ファイバ１
２の下端部の光軸とを合致させるものであり、この光軸
合わせ状態の下で、ＬＤモジュール１１のスリーブ（図
示略）と光ファイバ１２の下端部のフェルール（図示
略）とが図示しないＹＡＧレーザ装置によりレーザ溶接
されるものとなっている。The optical axis alignment apparatus of this embodiment controls the driving of the stages 2 to 5 so that the optical axis of the LD module 11 supported by the work mounting table 6 of the θz stage 4 and the work support 7 of the Z stage 5 Optical fiber 1 supported by
In this state, the sleeve (not shown) of the LD module 11 and the ferrule (not shown) at the lower end of the optical fiber 12 are not shown. Laser welding is performed by a YAG laser device.

【００２９】そして、本実施形態の光軸合わせ装置は、
Ｚ軸方向に垂直な平面（ＸＹ平面）で光量の二次曲面近
似（例えば５点調心）を行った後でＺ軸方向で二次関数
近似（例えば３点調心）を行うことを繰り返して、最大
光量点を求めることに特徴がある。以下、光軸合わせ装
置１の作用を説明する。The optical axis alignment device of the present embodiment
Repeatedly performing a quadratic surface approximation (for example, 5-point alignment) of the light amount on a plane (XY plane) perpendicular to the Z-axis direction and then performing a quadratic function approximation (for example, 3-point alignment) in the Z-axis direction It is characterized in that the maximum light point is obtained. Hereinafter, the operation of the optical axis alignment device 1 will be described.

【００３０】ＬＤモジュール１１からの出射光の可観測
範囲は、直径約１００μｍ程度と小さい。そこで、本実
施形態による光軸合わせ（調心）では、数ミリの範囲で
図１のステージ２〜５の対応するものを駆動して光を大
ざっぱに探索する「粗調心」をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の
各々について例えば従来公知の渦巻き調心法や山登り調
心法により行い、次に、光量最大の位置を探索するべく
光軸合わせ装置１のコントローラ１３の制御下で図２に
示す微調心ルーチンを実施する。The observable range of the light emitted from the LD module 11 is as small as about 100 μm in diameter. Therefore, in the optical axis alignment (alignment) according to the present embodiment, the “coarse alignment” for roughly searching for light by driving the corresponding one of the stages 2 to 5 in FIG. For each of the Y-axis and the Z-axis, for example, a conventionally known spiral centering method or a hill-climbing centering method is performed, and then, under the control of the controller 13 of the optical axis aligning apparatus 1, FIG. The fine centering routine shown is performed.

【００３１】この微調心ルーチンのステップＳ１では、
図３及び図４に示すＸＹ平面に係る微調心サブルーチン
が行われる。すなわち、この微調心サブルーチンでは同
サブルーチンの繰り返し回数判定に用いるパラメータＮ
を初期値「１」に設定し（ステップＳ１１）、ＬＤモジ
ュール１１の現在のＸＹ座標位置をＸ、Ｙステージ２、
３の位置検出器出力から検出する（ステップＳ１２）。
次に、Ｘステージ２又はＹステージ３を駆動して現在の
ＸＹ位置から所定のＸ軸及びＹ軸方向移動量ΔＸ、ΔＹ
だけ正負方向にそれぞれ偏倚した４つの位置（Ｘ＋Δ
Ｘ，Ｙ）、（Ｘ−ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）、
（Ｘ，Ｙ−ΔＹ）にＬＤモジュール１１を順次位置決め
し、現在位置（Ｘ，Ｙ）及びこれら４つの偏倚位置にお
ける光量Ｑ０、Ｑｘ、Ｑｘ’、Ｑｙ及びＱｙ’を光パワ
ーメータ１５を介して測定する（ステップＳ１３）。
尚、必要であれば点（Ｘ，Ｙ）での光量を再度測定し、
この光量Ｑ０'と光量Ｑ０との平均を取り（Ｑ０＋Ｑ
０'）／２を点（Ｘ，Ｙ）における光量Ｑ０とする。In step S1 of the fine alignment routine,
A fine alignment subroutine according to the XY plane shown in FIGS. 3 and 4 is performed. That is, in the fine centering subroutine, the parameter N used for determining the number of repetitions of the subroutine is determined.
Is set to the initial value “1” (step S11), and the current XY coordinate position of the LD module 11 is set to the X, Y stage 2,
3 is detected from the position detector output (step S12).
Next, the X stage 2 or the Y stage 3 is driven to move a predetermined X-axis and Y-axis direction movement amount ΔX, ΔY from the current XY position.
Only four positions (X + Δ
X, Y), (X−ΔX, Y), (X, Y + ΔY),
The LD module 11 is sequentially positioned at (X, Y-ΔY), and the light amounts Q0, Qx, Qx ′, Qy, and Qy ′ at the current position (X, Y) and these four offset positions are transmitted via the optical power meter 15. Measure (Step S13).
If necessary, the light amount at the point (X, Y) is measured again, and
The average of the light quantity Q0 ′ and the light quantity Q0 is calculated (Q0 + Q
0 ') / 2 is the light amount Q0 at the point (X, Y).

【００３２】次に、３点（Ｘ，Ｙ）、（Ｘ＋ΔＸ，
Ｙ）、（Ｘ−ΔＸ，Ｙ）での光量Ｑ０、Ｑｘ、Ｑｘ'か
らＸ軸方向の光量分布を二次関数近似し（ステップＳ１
４）、また、別の３点（Ｘ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）、
（Ｘ，Ｙ−ΔＹ）での光量Ｑ０、Ｑｙ、Ｑｙ'からＹ軸
方向の光量分布を二次関数近似する（ステップＳ１
５）。更に、ステップＳ１４で求められ且つＸ軸方向の
光量分布を近似する二次関数からＸ軸方向で最大光量を
与えるＸ軸方向位置ＣｅｎＸを求め、また、ステップＳ
１５で求められ且つＹ軸方向の光量分布を近似する二次
関数からＹ軸方向で最大光量を与えるＹ軸方向位置Ｃｅ
ｎＹを求める（ステップＳ１６）。Next, three points (X, Y), (X + ΔX,
Y), the light amount distribution in the X-axis direction is approximated by a quadratic function from the light amounts Q0, Qx, and Qx ′ at (X−ΔX, Y) (step S1).
4) Another three points (X, Y), (X, Y + ΔY),
The light quantity distribution in the Y-axis direction is approximated by a quadratic function from the light quantities Q0, Qy, and Qy 'at (X, Y-ΔY) (step S1).
5). Further, an X-axis direction position CenX that gives the maximum light amount in the X-axis direction is obtained from a quadratic function obtained in step S14 and approximating the light amount distribution in the X-axis direction.
The position Ce in the Y-axis direction which gives the maximum light amount in the Y-axis direction from a quadratic function obtained in step 15 and approximating the light amount distribution in the Y-axis direction
nY is obtained (step S16).

【００３３】そして、現在の基準Ｘ座標値Ｘと最適Ｘ座
標値ＣｅｎＸとの差の絶対値が許容値（収束閾値）αよ
りも大きいか否かを判別し、また、現在の基準Ｙ座標値
Ｙと最適Ｙ座標値ＣｅｎＹとの差の絶対値が、許容値α
と同一またはこれと異なる許容値βよりも大きいか否か
を判別する（ステップＳ１７及びＳ１８）。そして、ス
テップＳ１７またはＳ１８のいずれか一方での判別結果
が否定であれば、微調心回数Ｎを「１」だけインクリメ
ントし（ステップＳ１９）、インクリメント後の回数Ｎ
が最大繰り返し回数Ｎｍａｘに達したか否かを判別する
（ステップＳ２０）。微調心が最大繰り返し回数にわた
って行われていなければ、現在のＸＹ位置を更新し（ス
テップＳ２１）、ステップＳ１３に戻って上記の微調心
を再実行する。Then, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the current reference X coordinate value X and the optimum X coordinate value CenX is larger than an allowable value (convergence threshold) α. The absolute value of the difference between Y and the optimal Y coordinate value CenY is the allowable value α.
It is determined whether or not it is greater than or equal to the allowable value β (steps S17 and S18). If the result of the determination in either step S17 or S18 is negative, the number of fine alignment N is incremented by "1" (step S19), and the number of times N after the increment is incremented.
Is determined to have reached the maximum number of repetitions Nmax (step S20). If fine alignment has not been performed for the maximum number of repetitions, the current XY position is updated (step S21), and the process returns to step S13 to execute the above fine alignment again.

【００３４】その後、Ｘ軸およびＹ軸方向の差の絶対値
が許容値α、βよりも小さくなれば、このときのＸ座標
値ＣｅｎＸ及びＹ座標値ＣｅｎＹを最大光量点のＸＹ位
置として決定し（ステップＳ２２）、図３及び図４のＸ
Ｙ平面に係る微調心サブルーチンを終了する。上記のよ
うにして、ＸＹ平面上の最大光量点すなわち最適点（Ｃ
ｅｎＸ，ＣｅｎＹ）を求めた後、微調心手順は図２のス
テップＳ２へ移行する。ステップＳ２では、図５に示す
Ｚ軸に係る微調心サブルーチンが行われる。すなわち、
Ｚ軸微調心サブルーチンの繰り返し回数判定に用いるパ
ラメータＮｚを初期値「１」に設定し（ステップＳ３
０）、光ファイバ１２の現在のＺ座標位置をＺステージ
５の位置検出出力から検出し（ステップＳ３１）、この
Ｚ位置での光量Ｑｚを光パワーメータ１５を介して測定
する（ステップＳ３２）。Thereafter, when the absolute value of the difference in the X-axis and Y-axis directions becomes smaller than the allowable values α and β, the X coordinate value CenX and Y coordinate value CenY at this time are determined as the XY position of the maximum light amount point. (Step S22), X in FIGS. 3 and 4
The fine centering subroutine for the Y plane ends. As described above, the maximum light amount point on the XY plane, that is, the optimum point (C
enX, CenY), the fine alignment procedure proceeds to step S2 in FIG. In step S2, a fine alignment subroutine for the Z axis shown in FIG. 5 is performed. That is,
A parameter Nz used for determining the number of repetitions of the Z-axis fine centering subroutine is set to an initial value "1" (step S3).
0), the current Z coordinate position of the optical fiber 12 is detected from the position detection output of the Z stage 5 (step S31), and the light quantity Qz at this Z position is measured via the optical power meter 15 (step S32).

【００３５】次に、Ｚステージ５を駆動して現在のＺ位
置から負方向に偏倚した位置（Ｚ−ΔＺ）に光ファイバ
１２を位置決めし（ステップＳ３３）、このＺ位置での
光量Ｑｚ’を測定する（ステップＳ３４）。そして、光
量Ｑｚ’が光量Ｑｚよりも小さくなければ（ステップＳ
３５）、パラメータＮｚを「１」だけインクリメントし
（ステップＳ３６）、インクリメント後のパラメータＮ
ｚが最大繰り返し回数Ｎｚｍａｘに達したか否かを判定
する（ステップＳ３７）。この判別結果が否定であれ
ば、光量Ｑｚ’を光量Ｑｚとして記憶し、次に、上記ス
テップＳ３３以降の手順を繰り返し、光ファイバ１２を
ＬＤモジュール１１に徐々に近づけて行く。Next, the Z stage 5 is driven to position the optical fiber 12 at a position (Z-ΔZ) deviated in the negative direction from the current Z position (step S33), and the light amount Qz 'at this Z position is determined. The measurement is performed (Step S34). Then, if the light amount Qz 'is not smaller than the light amount Qz (step S
35) The parameter Nz is incremented by “1” (step S36), and the parameter Nz after the increment is incremented.
It is determined whether or not z has reached the maximum number of repetitions Nzmax (step S37). If the result of this determination is negative, the light amount Qz 'is stored as the light amount Qz, and then the procedure from step S33 is repeated to gradually bring the optical fiber 12 closer to the LD module 11.

【００３６】その後、ステップＳ３５において光量Ｑ
ｚ’が前回の光量Ｑｚよりも小さいと判別されたなら
ば、現在のＺ軸方向位置から正方向に移動量ΔＺだけ移
動した位置に光ファイバ１２を位置決めし（ステップＳ
３９）、この位置決め位置ＺをＺ軸方向の仮の最大光量
点ＣｅｎＺ’として記憶し（ステップＳ４０）、Ｚ軸に
係る微調心サブルーチンすなわち図２のステップＳ２を
終了する。Thereafter, in step S35, the light amount Q
If it is determined that z ′ is smaller than the previous light quantity Qz, the optical fiber 12 is positioned at a position shifted by the movement amount ΔZ in the forward direction from the current position in the Z-axis direction (Step S).
39), this positioning position Z is stored as a temporary maximum light amount point CenZ 'in the Z-axis direction (step S40), and the fine centering subroutine for the Z-axis, that is, step S2 in FIG. 2 is ended.

【００３７】次に、図２の微調心ルーチンでは、同ルー
チンにおいてステップＳ１及びＳ２の微調心手順が所定
回数たとえば２回繰り返されたか否かが判別され（ステ
ップＳ３）、判別結果が否定であればステップＳ１へ戻
る。上記ステップＳ１及びＳ２を２回繰り返した後、ス
テップＳ４ではＸＹ平面に係る５点調心（二次曲面近
似）がステップＳ１の場合と同様にして行われる。但
し、ステップＳ４での５点調心は、ステップＳ１の場合
よりもＸＹ平面における移動量ΔＸ及びΔＹならびに収
束閾値α、βを小さくしてＸＹ平面での最大光量点をよ
り正確に求めるものとなっている。Next, in the fine centering routine of FIG. 2, it is determined whether or not the fine centering procedure of steps S1 and S2 has been repeated a predetermined number of times, for example, twice (step S3), and if the determination result is negative. If so, the process returns to step S1. After repeating steps S1 and S2 twice, in step S4, five-point alignment (quadratic surface approximation) on the XY plane is performed in the same manner as in step S1. However, the five-point centering in step S4 is that the movement amounts ΔX and ΔY in the XY plane and the convergence thresholds α and β are made smaller than in the case of step S1 to more accurately obtain the maximum light amount point in the XY plane. Has become.

【００３８】次いで、ステップＳ５では、Ｚ軸上での最
大光量点を求めるために図６に示すＺ軸の微調心サブル
ーチンが行われる。すなわち、光ファイバ１２の現在の
Ｚ軸座標値Ｚ（図５のステップＳ３９及びＳ４０での位
置決め位置ＣｅｎＺ’に対応）が検出され（ステップＳ
４１）、このＺ位置での光量Ｑが測定される（ステップ
Ｓ４２）。次いで、Ｚステージ５の駆動により光ファイ
バ１２をＺ軸方向位置Ｚ＋ΔＺ’及びＺ−ΔＺ’に順次
位置決めし、各位置での光量Ｑｚ、Ｑｚ'を順に測定す
る（ステップＳ４３）。また、必要であれば、光ファイ
バ１２を当初の座標位置Ｚに再度位置決めした状態で光
量を再び測定し、最初の光量Ｑとの平均を取る。次い
で、座標位置Ｚ、Ｚ＋ΔＺ’及びＺ−ΔＺ’での光量
Ｑ、Ｑｚ及びＱｚ'からＺ軸方向の光量分布を二次関数
近似し（ステップＳ４４）、この二次関数に基づいてＺ
軸方向の最大光量点ＣｅｎＺを求める（ステップＳ４
５）。そして、前々回のＣｅｎＺがあればこれをＣｅｎ
Ｚ２として記憶し、また、前回のＣｅｎＺがあればＣｅ
ｎＺ１として記憶し（ステップＳ４６）、更に今回のＣ
ｅｎＺを記憶し（ステップＳ４７）、本サブルーチンを
終了する。Next, in step S5, the Z-axis fine centering subroutine shown in FIG. 6 is performed to obtain the maximum light amount point on the Z-axis. That is, the current Z-axis coordinate value Z of the optical fiber 12 (corresponding to the positioning position CenZ ′ in steps S39 and S40 in FIG. 5) is detected (step S40).
41), the light quantity Q at this Z position is measured (step S42). Next, by driving the Z stage 5, the optical fiber 12 is sequentially positioned at the Z-axis direction positions Z + ΔZ ′ and Z−ΔZ ′, and the light amounts Qz and Qz ′ at each position are sequentially measured (step S43). If necessary, the light amount is measured again while the optical fiber 12 is positioned again at the initial coordinate position Z, and the average with the initial light amount Q is obtained. Next, the light quantity distribution in the Z-axis direction is approximated by a quadratic function from the light quantities Q, Qz and Qz ′ at the coordinate positions Z, Z + ΔZ ′ and Z−ΔZ ′ (step S44), and Z is determined based on the quadratic function.
Find the maximum light amount point CenZ in the axial direction (step S4)
5). And if there is CenZ two times before, this is CenZ
Stored as Z2, and if there is a previous CenZ, Ce
nZ1 (step S46), and further stores the current C
enZ is stored (step S47), and the present subroutine ends.

【００３９】次いで、図２の微調心ルーチンに戻り、ス
テップＳ６において、Ｚ軸方向の最大光量点の今回値Ｃ
ｅｎＺ、前回値ＣｅｎＺ１及び前々回値ＣｅｎＺ２をメ
モリから読み出し、これらの最大値と最小値との差が収
束閾値以内に収まっていれば、図２の微調心ルーチンを
終了し、そうでなければステップＳ４に戻る。図２では
図示を省略したが、ステップＳ６とステップＳ４との間
で繰り返し判定が行われ、ステップＳ４及びＳ５の繰り
返し回数が最大繰り返し回数に達すると図２の微調心ル
ーチンを終了する。Next, returning to the fine centering routine of FIG. 2, in step S6, the present value C of the maximum light amount point in the Z-axis direction is obtained.
The enZ, the previous value CenZ1, and the last-last value CenZ2 are read from the memory. If the difference between the maximum value and the minimum value is within the convergence threshold, the fine centering routine of FIG. Return to Although not shown in FIG. 2, repetition determination is performed between step S6 and step S4, and when the number of repetitions of steps S4 and S5 reaches the maximum number of repetitions, the fine centering routine of FIG. 2 ends.

【００４０】この様に、ＸＹ平面での５点調心およびＺ
軸に係る３点調心を繰り返して、ＸＹＺ空間での最大光
量点を求める。このような手法によれば、従来法よりも
少ないステージ動作回数で最大光量点を確実に見つける
ことができ、光軸合わせのタクトタイムを短縮できる。
上記第１実施形態の光軸合わせ装置は種々に変形可能で
ある。Thus, the five-point alignment on the XY plane and the Z
By repeating the three-point centering on the axis, the maximum light amount point in the XYZ space is obtained. According to such a method, the maximum light amount point can be reliably found with a smaller number of stage operations than the conventional method, and the tact time for optical axis alignment can be reduced.
The optical axis alignment device of the first embodiment can be variously modified.

【００４１】図７は、第１実施形態の変形例による光軸
合わせ装置のコントローラにより実施されるＸＹ平面に
係る微調心サブルーチンの一部を示す。第１実施形態で
は、ＸＹ平面上の５点での測定光量に基づいて求めたＸ
Ｙ平面での最適点（ＣｅｎＸ，ＣｅｎＹ）が基準座標値
（Ｘ，Ｙ）の近傍に収束したときに最適点を確定した
が、変形例は、５点での測定光量から求めた最適点（Ｃ
ｅｎＸ，ＣｅｎＹ）における光量を実測すると共に下記
の算出式（１）に従って最適点での光量を算出し、実測
値と算出値との差が収束閾値内に入ったときに最適点を
確定するものとなっている。FIG. 7 shows a part of a fine centering subroutine on the XY plane executed by the controller of the optical axis aligning apparatus according to the modification of the first embodiment. In the first embodiment, X determined based on the measured light amounts at five points on the XY plane
The optimal point was determined when the optimal point (CenX, CenY) on the Y plane converged in the vicinity of the reference coordinate value (X, Y). In the modification, the optimal point (5) obtained from the measured light amount at five points ( C
enX, CenY), the light amount at the optimum point is calculated according to the following formula (1), and the optimum point is determined when the difference between the measured value and the calculated value falls within the convergence threshold. It has become.

【００４２】 Ｑ＝ａＸ2＋ｂＸ＋ｃＹ2＋ｄＹ＋ｅ ・・・（１） 式（１）は、ＸＹ平面での光量分布の二次曲面近似に用
いるもので、記号Ｑ、ＸおよびＹは、光量、Ｘ軸座標値
およびＹ軸座標値をそれぞれ表し、また、記号ａないし
ｅは係数である。この変形例におけるＸＹ平面に係る微
調心サブルーチンでは、図３のステップＳ１１ないしＳ
１６の手順が実施され、これによりＸＹ平面での最大光
量点（ＣｅｎＸ，ＣｅｎＹ）が求まる。次に、図７のス
テップＳ５１以降の微調心手順が実施される。Q = aX 2 + bX + cY 2 + dY + e (1) Equation (1) is used for quadratic surface approximation of the light amount distribution on the XY plane, and symbols Q, X, and Y are light amount, X-axis coordinate value, and Y, respectively. The axis coordinate values are respectively represented, and symbols a to e are coefficients. In the fine alignment subroutine according to the XY plane in this modification, steps S11 to S11 in FIG.
Sixteen procedures are performed, whereby the maximum light amount point (CenX, CenY) on the XY plane is obtained. Next, a fine centering procedure after step S51 in FIG. 7 is performed.

【００４３】すなわち、図３のステップＳ１６で求めた
最大光量点（ＣｅｎＸ，ＣｅｎＹ）にＬＤモジュール１
１を位置決めした状態で、この最大光量点での光量Ｑｍ
が光パワーメータ１５を介して測定される（ステップＳ
５１）。次に、図３のステップＳ１２またはＳ１３にお
いて検出された座標値（Ｘ，Ｙ）、（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、
（Ｘ−ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）または（Ｘ，Ｙ−
ΔＹ）と各点での測定光量Ｑ０、Ｑｘ、Ｑｘ’、Ｑｙま
たはＱｙ’とを式（１）に順次代入し、これにより５つ
の係数ａないしｅを未知数とする５元連立方程式をた
て、更にこれらの連立方程式を解いて係数ａ〜ｅを求め
る（ステップＳ５２）。次に、５つの係数ａ〜ｅおよび
ステップＳ１６で求めた最大光量点のＸ軸及びＹ軸座標
値ＣｅｎＸ、ＣｅｎＹを式（１）に代入して最大光量点
（ＣｅｎＸ，ＣｅｎＹ）での光量の演算値Ｑｃａｌを算
出する（ステップＳ５３）。That is, the LD module 1 is positioned at the maximum light amount point (CenX, CenY) obtained in step S16 in FIG.
1 and the light amount Qm at this maximum light amount point.
Is measured via the optical power meter 15 (step S
51). Next, the coordinate values (X, Y), (X + ΔX, Y) detected in step S12 or S13 in FIG.
(X−ΔX, Y), (X, Y + ΔY) or (X, Y−
ΔY) and the measured light quantities Q0, Qx, Qx ', Qy or Qy' at each point are sequentially substituted into equation (1), whereby a five-element simultaneous equation is established with five coefficients a to e as unknowns. Then, the simultaneous equations are solved to obtain coefficients a to e (step S52). Next, the five coefficients a to e and the X-axis and Y-axis coordinate values CenX and CenY of the maximum light amount point obtained in step S16 are substituted into Expression (1) to calculate the light amount at the maximum light amount point (CenX, CenY). The calculation value Qcal is calculated (step S53).

【００４４】次に、ステップＳ５１で得た測定光量Ｑｍ
と演算値Ｑｃａｌとの差の絶対値が収束閾値ΔＱよりも
小さいか否かを判別し（ステップＳ５４）、この判別結
果が否定であれば、図４のステップＳ１９、Ｓ２０及び
Ｓ２１に対応するステップＳ５５、Ｓ５６及びＳ５７を
順次実施し、更に、図３のステップＳ１１に戻る。その
後、最大光量点（ＣｅｎＸ，ＣｅｎＹ）が収束し、或い
は本サブルーチンがその最大繰り返し回数にわたって実
施されると、そのときの最大光量点のＸ軸及びＹ軸座標
値ＣｅｎＸ、ＣｅｎＹを確定する（ステップＳ５８）。Next, the measured light quantity Qm obtained in step S51
It is determined whether or not the absolute value of the difference between the calculated value and the calculated value Qcal is smaller than the convergence threshold ΔQ (step S54). If the result of the determination is negative, steps corresponding to steps S19, S20 and S21 in FIG. Steps S55, S56, and S57 are sequentially performed, and the process returns to step S11 in FIG. Thereafter, when the maximum light amount points (CenX, CenY) converge or this subroutine is executed over the maximum number of repetitions, the X-axis and Y-axis coordinate values CenX, CenY of the maximum light amount point at that time are determined (step S58).

【００４５】この変形例によれば、二次曲面近似により
求めたＸＹ平面での最適点（ＣｅｎＸ、ＣｅｎＹ）にお
ける測定光量Ｑｍとこの最適点での光量の演算値Ｑｃａ
ｌとの差が許容範囲内に入ったときに最適点を確定する
ので、正確な最適点が求まる。以下、図８ないし図１０
を参照して、本発明の第２実施形態による光軸合わせ装
置を説明する。According to this modification, the measured light amount Qm at the optimum point (CenX, CenY) on the XY plane obtained by the quadratic surface approximation and the calculated value Qca of the light amount at this optimum point
Since the optimum point is determined when the difference from 1 falls within the allowable range, an accurate optimum point is obtained. Hereinafter, FIGS. 8 to 10
An optical axis alignment device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【００４６】この実施形態では、二次曲面近似によるＸ
Ｙ平面での微調心を行う第１実施形態に比べ、シンプレ
ックス法に基づいてＸＹ平面に係る微調心を行う点が異
なり、その他の点は第１実施形態の場合と同様であり説
明を省略する。光部品または光ファイバの出射端面（Ｘ
Ｙ平面に対応）における光量分布は、等高線状の閉曲線
たとえば図８に例示する閉曲線Ｌ１〜Ｌ４により表さ
れ、図８では外側の閉曲線Ｌ４から中央の閉曲線Ｌ１に
向けて光量が大きくなる。In this embodiment, X by the quadratic surface approximation
Compared to the first embodiment in which fine alignment is performed in the Y plane, the point in which fine alignment in the XY plane is performed based on the simplex method is different. Other points are the same as those in the first embodiment, and description thereof will be omitted. . Outgoing end face of optical component or optical fiber (X
The light amount distribution on the Y plane is represented by contour-shaped closed curves, for example, closed curves L1 to L4 illustrated in FIG. 8, and in FIG. 8, the light amount increases from the outer closed curve L4 toward the central closed curve L1.

【００４７】シンプレックス法によるＸＹ平面での最大
光量点の決定は、ＸＹ平面上の評価点（設定点）のうち
の最小光量点に代えて光量がより多い新たな設定点を設
定するという手順を繰り返すことにより、設定点を結ぶ
多角形領域（図８では３つの評価点を結ぶ正三角形領
域）をＸＹ平面上の光量が大である側にシフトしつつ多
角形領域を最大光量点近傍に収束させて、ＸＹ平面での
最大光量点を迅速かつ正確に求めるものとなっている。The determination of the maximum light amount point on the XY plane by the simplex method involves a procedure of setting a new set point having a larger light amount in place of the minimum light amount point among the evaluation points (set points) on the XY plane. By repeating, the polygonal region connecting the set points (the equilateral triangular region connecting the three evaluation points in FIG. 8) converges to the vicinity of the maximum light amount point while shifting to the side where the light amount on the XY plane is large. Thus, the maximum light amount point on the XY plane is quickly and accurately obtained.

【００４８】以下、図９及び図１０を参照して、光軸合
わせ装置のコントローラの制御下で実行されるシンプレ
ックス法に基づくＸＹ平面での微調心の手順を説明す
る。図９及び図１０の微調心サブルーチンにおいて、Ｘ
Ｙ平面上の任意の３つの評価点Ｐ１、Ｐ２及びＰ３とし
て例えば図８中の点Ａ、Ｂ及びＣを選び（ステップＳ６
１）、これらの評価点にＬＤモジュール１１を順次位置
決めし、評価点Ｐ１〜Ｐ３（ここでは点Ａ、Ｂおよび
Ｃ）の各々における光量ＱＰ１〜ＱＰ３を測定し（ステ
ップＳ６２）、更に、これらの光量の最小値ｍｉｎ（Ｑ
Ｐ１、ＱＰ２、ＱＰ３）を決定し（ステップＳ６３）、
この最小光量に対応する評価点Ｐｉ（図８の点Ａに対
応）を選択する（ステップＳ６４）。The procedure of fine centering in the XY plane based on the simplex method executed under the control of the controller of the optical axis alignment apparatus will be described below with reference to FIGS. 9 and 10. In the fine centering subroutine of FIG. 9 and FIG.
For example, points A, B, and C in FIG. 8 are selected as arbitrary three evaluation points P1, P2, and P3 on the Y plane (step S6).
1) The LD module 11 is sequentially positioned at these evaluation points, and the light quantities QP1 to QP3 at each of the evaluation points P1 to P3 (points A, B and C in this case) are measured (step S62). Minimum value of light amount min (Q
P1, QP2, QP3) are determined (step S63),
An evaluation point Pi (corresponding to point A in FIG. 8) corresponding to the minimum light quantity is selected (step S64).

【００４９】そして、最小光量点Ｐｉ以外の２点をＰ１
及びＰ２と名付け（ステップＳ６５）、点Ｐ１及びＰ２
（例えば図８の点Ｂ及びＣ）を結ぶ線分の中点Ｍを求め
（ステップＳ６６）、更に、最小光量点Ｐｉ（図８の点
Ａ）から中点Ｍを通り点Ｐｉの反対側へ延びる直線上に
３点Ｐ１’、Ｐ２’及びＰ３’を決める（ステップＳ６
７）。Then, two points other than the minimum light amount point Pi are defined as P1
And P2 (step S65), points P1 and P2
A midpoint M of a line segment (for example, points B and C in FIG. 8) is obtained (step S66), and further from the minimum light amount point Pi (point A in FIG. 8) to the opposite side of the point Pi through the midpoint M. Three points P1 ', P2' and P3 'are determined on the extending straight line (step S6).
7).

【００５０】本実施形態では、この直線上に、最小光量
点Ｐｉと中点Ｍとを結ぶ線分の中点に対応する一つの点
を設定すると共に、中点Ｍから最小光量点Ｐｉの反対側
において上記の２点Ｐｉ、Ｍの間の距離に等しい距離だ
け離れた点とこの点から同距離だけ更に離れた別の点を
設定する。すなわち、図８では、点Ｄ、Ｅ及びＦを設定
する。点Ａと点Ｄ、ＥまたはＦを結ぶ線分の長さは以下
のとおりである。ＡＤ＝０.５ＡＭ、ＡＥ＝２ＡＭ、Ａ
Ｆ＝３ＡＭIn the present embodiment, one point corresponding to the midpoint of the line segment connecting the minimum light intensity point Pi and the midpoint M is set on this straight line, and the point opposite to the minimum light intensity point Pi from the midpoint M is set. On the side, a point separated by a distance equal to the distance between the two points Pi and M and another point further separated by the same distance from this point are set. That is, in FIG. 8, points D, E and F are set. The length of the line segment connecting point A and point D, E or F is as follows. AD = 0.5AM, AE = 2AM, A
F = 3AM

【００５１】次いで、ステップＳ６７で決定された３点
Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’にＬＤモジュール１１を位置決
めしつつ３点での光量ＱＰ１’、ＱＰ２’、ＱＰ３’を
順次測定し（ステップＳ６８）、計測光量の最大値ｍａ
ｘ（ＱＰ１’、ＱＰ２’、ＱＰ３’）を求め（ステップ
Ｓ６９）、更に最大光量に対応する点Ｐｉ’（図８の点
Ｅに対応）を選択する（ステップＳ７０）。Next, while positioning the LD module 11 at the three points P1 ', P2', P3 'determined in step S67, the light quantities QP1', QP2 ', QP3' at three points are sequentially measured (step S68). , The maximum value ma of the measured light amount
x (QP1 ′, QP2 ′, QP3 ′) is obtained (step S69), and a point Pi ′ (corresponding to point E in FIG. 8) corresponding to the maximum light quantity is selected (step S70).

【００５２】次に、点Ｐｉ’を点Ｐ３として設定し（ス
テップＳ７１）、この点Ｐ３とステップＳ６５で設定し
た点Ｐ１及びＰ２との相隣るもの同士を結ぶ線分Ｐ１Ｐ
２、Ｐ２Ｐ３及びＰ１Ｐ３の各々の長さが収束閾値γよ
りも小さいか否かを判別し（ステップＳ７２）、判別結
果が否定であれば図９のステップＳ６２以降の微調心手
順を再実行する。すなわち、最初に設定された評価点の
うちの測定光量が最小である点に代えて、この点から延
びる直線上に設定した３点のうちの測定光量が最大であ
る点を選択することにより新たな光量測定領域を設定
し、この新たな光量測定領域（図８の場合、正三角形Ｂ
ＣＥ）に基づく微調心作業が行われる。図８の場合、３
つの評価点Ｂ、Ｃ及びＥのうちの光量が最小である点Ｃ
から線分ＢＥの中点Ｎを通る直線上に３つの点Ｇ、Ｈ及
びＩが設定され、最大光量である点Ｇが点Ｃの代わりに
選ばれ、新たな評価点Ｂ、Ｅ及びＧが設定される。Next, the point Pi 'is set as a point P3 (step S71), and a line segment P1P connecting the point P3 and the adjacent points P1 and P2 set in step S65.
2. It is determined whether or not each of the lengths of P2P3 and P1P3 is smaller than the convergence threshold γ (step S72). If the determination result is negative, the fine centering procedure from step S62 in FIG. 9 is executed again. In other words, instead of the point having the smallest measured light amount among the initially set evaluation points, a point having the largest measured light amount among the three points set on a straight line extending from this point is newly selected. A new light amount measurement area is set (in the case of FIG.
Fine alignment work based on CE) is performed. In the case of FIG.
Point C of the three evaluation points B, C and E where the amount of light is minimum
, Three points G, H, and I are set on a straight line passing through the midpoint N of the line segment BE, the point G having the maximum light amount is selected instead of the point C, and new evaluation points B, E, and G are set. Is set.

【００５３】この様に、新たな評価点を設定する毎に３
つの評価点間の距離が縮まり、最終的に収束する。その
場合、評価点Ｐ１、Ｐ２及びＰ３のうちの最大光量を与
える評価点Ｐ３を最大光量点として決定する（ステップ
Ｓ７３）。上述のように、多変数最適化手法の一つであ
るシンプレックス法を用いることにより、ＬＤモジュー
ル１１の光量分布が単峰でない場合や二次関数近似で巧
く表現できない場合にも、ＸＹ平面での最大光量点を正
確に求めることができる。As described above, every time a new evaluation point is set, three points are set.
The distance between the two evaluation points is reduced and finally converges. In that case, the evaluation point P3 that gives the maximum light amount among the evaluation points P1, P2, and P3 is determined as the maximum light amount point (step S73). As described above, by using the simplex method, which is one of the multivariable optimization methods, even when the light amount distribution of the LD module 11 is not a single peak or cannot be well represented by a quadratic function approximation, the XY plane is used. Can be accurately determined.

【００５４】なお、ＸＹ平面での光量分布が同心円状で
あると見なせるときには、４点での光量測定結果から最
大光量点を求める４点調心を利用したり、ＬＤモジュー
ルなどの光部品の移動中に光量を測定しながら最大光量
点を見つけ出し、移動後に最大光量点へ位置決めするス
キャン調心を利用することもでき、ＸＹ平面での最大光
量点の探索のためのタクトの更なる短縮を図り得る。When the light amount distribution on the XY plane can be considered to be concentric, a four-point alignment for obtaining the maximum light amount point from the light amount measurement results at four points can be used, or the movement of an optical component such as an LD module can be performed. It is also possible to use the scan alignment that finds the maximum light intensity point while measuring the light intensity during positioning and moves to the maximum light intensity point after moving, further shortening the tact for searching for the maximum light intensity point on the XY plane. obtain.

【００５５】以下、図１１及び図１２を参照して、本発
明の第３実施形態による光軸合わせ装置を説明する。こ
の実施形態は、基本的には第１及び第２実施形態と同一
であり、粗調心に続き、ＸＹ平面に係る調心（図２）を
例えば二次曲面近似（５点調心）やシンプレックス法に
基づいて実施し、次にＺ軸に係る調心を二次関数近似に
基づいて実施するものであるが、これに加えて、ＸＹ平
面での最大光量点を補正することにより、等価的に光軸
方向の調心を行うものとなっている。光ファイバ１２の
支持形態によっては、図１１に示すように、光ファイバ
の支持側端部において光ファイバの光軸がＺ軸に対して
ずれを生じることがあり、この光軸とＺ軸とのずれに起
因して正確な最大光量点を迅速に求められないおそれが
ある。Hereinafter, an optical axis alignment apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is basically the same as the first and second embodiments. Following the coarse alignment, the alignment (FIG. 2) on the XY plane is approximated by, for example, a quadratic surface approximation (5-point alignment) or the like. This is performed based on the simplex method, and then the centering related to the Z axis is performed based on the quadratic function approximation. In addition to this, by correcting the maximum light amount point on the XY plane, the equivalent is obtained. The centering is performed in the optical axis direction. Depending on the support mode of the optical fiber 12, as shown in FIG. 11, the optical axis of the optical fiber may be shifted from the Z axis at the support side end of the optical fiber. There is a possibility that an accurate maximum light amount point cannot be quickly obtained due to the deviation.

【００５６】本実施形態では、図２の微調心ルーチンに
おいてステップＳ６に続いて図１２に示す補正サブルー
チンを実施して、光軸とＺ軸とのずれに起因して発生す
るＸＹ平面に係る最大光量点の決定上の誤差を除去し、
光軸方向の調心を等価的に行うようにしている。図２の
微調心ルーチンでは、最終的には一つのＸＹ平面での最
大光量点とＺ軸方向の最大光量点とが決定されるが、こ
の決定過程において複数のＸＹ平面に係る最大光量点が
求められる。そこで、本実施形態では、図２の微調心ル
ーチンの実行中に、これらのＸＹ平面での最大光量点に
関するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸座標値を、Ｚ軸方向の最大
光量点に係るＺ軸座標値と共にメモリに格納しておき、
図１２の補正サブルーチンの実行中にこれらの座標値を
利用するものとなっている。In the present embodiment, the correction subroutine shown in FIG. 12 is executed following the step S6 in the fine centering routine of FIG. 2 to obtain the maximum value on the XY plane caused by the deviation between the optical axis and the Z axis. Eliminates errors in determining the light point,
Alignment in the optical axis direction is equivalently performed. In the fine centering routine of FIG. 2, the maximum light amount point on one XY plane and the maximum light amount point in the Z-axis direction are finally determined. In this determination process, the maximum light amount points on a plurality of XY planes are determined. Desired. Therefore, in the present embodiment, during execution of the fine centering routine of FIG. 2, the X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinate values of the maximum light amount point on the XY plane are changed to the Z-axis value of the maximum light amount point in the Z-axis direction. Store it in the memory along with the axis coordinate values,
These coordinate values are used during execution of the correction subroutine of FIG.

【００５７】補正サブルーチンにおいて、２つのＸＹ平
面（図１１に記号ＸＹ1，ＸＹ2で示す）に係る最大光量
点のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸座標値がメモリから読み出さ
れ、Ｘ軸座標値の差δｘ、Ｙ軸座標値の差δｙ及びＺ軸
座標値の差δｚがそれぞれ算出され（ステップＳ８
０）、更に、Ｚ軸単位長さ当たりのＸ軸及びＹ軸方向の
ずれ量δｘ／δｚ及びδｙ／δｚが算出される（ステッ
プＳ８１）。In the correction subroutine, the X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinate values of the maximum light amount point on two XY planes (indicated by symbols XY1, XY2 in FIG. 11) are read from the memory, and the X-axis coordinate values are read. The difference δx, the difference δy between the Y-axis coordinate values, and the difference δz between the Z-axis coordinate values are calculated (step S8).
0) Further, the shift amounts δx / δz and δy / δz in the X-axis and Y-axis directions per Z-axis unit length are calculated (step S81).

【００５８】次に、図２の微調心ルーチンで最終的に求
められたＺ軸方向の最大光量点のＺ軸座標値がメモリか
ら読み出され、また、このＺ軸座標値に最も近いＺ軸座
標値を有するＸＹ平面がメモリ内の座標値データに基づ
いて選択され、そのＺ軸座標値がメモリから読み出され
る。そして、Ｚ軸方向の最大光量点のＺ軸座標値とＸＹ
平面のＺ軸座標値との差Δｚが算出される（ステップＳ
８２）。更に、ステップＳ８１で算出したずれ量δｘ／
δｚ及びδｙ／δｚにＺ軸座標値の差Δｚを乗じること
によりＸ軸及びＹ軸方向の補正量Δｘ及びΔｙを求め
（ステップＳ８３）、ステップＳ８２で選択したＸＹ平
面の最大光量点のＸ、Ｙ座標値をメモリから読み出し、
両座標値を補正量Δｘ及びΔｙでそれぞれ補正する（ス
テップＳ８４）。Next, the Z-axis coordinate value of the maximum light amount point in the Z-axis direction finally obtained in the fine centering routine of FIG. 2 is read from the memory, and the Z-axis coordinate value closest to this Z-axis coordinate value is read out. An XY plane having coordinate values is selected based on the coordinate value data in the memory, and the Z-axis coordinate values are read from the memory. Then, the Z-axis coordinate value of the maximum light amount point in the Z-axis direction and XY
The difference Δz from the Z-axis coordinate value of the plane is calculated (Step S)
82). Further, the deviation amount δx /
By multiplying δz and δy / δz by the difference Δz between the Z-axis coordinate values, correction amounts Δx and Δy in the X-axis and Y-axis directions are obtained (step S83), and X, the maximum light amount point on the XY plane selected in step S82. Read the Y coordinate value from memory,
Both coordinate values are corrected by the correction amounts Δx and Δy, respectively (step S84).

【００５９】本実施形態によれば、光ファイバ１２をＺ
軸方向に相対移動させる度にＸＹ平面での最適点を求め
るための光量測定を行う必要がなく、また、光軸方向の
最適点が迅速且つ正確に求まる。本発明は上記実施形態
に限定されず、種々に変形可能である。例えば、上記第
１ないし第３実施形態では、発光素子を有するＬＤモジ
ュール素子と光ファイバとを接続する際の光軸合わせ装
置およびその作用（光軸合わせ方法）について説明した
が、本発明は、光ファイバ同士の光軸合わせや受光素子
と光ファイバとの光軸合わせにも適用可能である。ま
た、本発明を実施するためのの光軸合わせ装置の構成や
調心手順は上記実施形態のものに限定されない。例え
ば、図１に示すθｚステージは必須ではない。また、Ｌ
Ｄモジュールなどの光部品をＸＹ軸方向移動させ且つ光
ファイバをＺ軸方向移動させる代わりに、光ファイバを
ＸＹ軸方向に移動させると共に光部品をＺ軸方向に移動
させるようにしても良い。According to the present embodiment, the optical fiber 12 is
It is not necessary to measure the amount of light for finding the optimum point on the XY plane each time the relative movement is performed in the axial direction, and the optimum point in the optical axis direction is quickly and accurately obtained. The present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, in the first to third embodiments, the optical axis alignment device and its operation (optical axis alignment method) when connecting the LD module element having the light emitting element to the optical fiber have been described. The present invention is also applicable to optical axis alignment between optical fibers and optical axis alignment between a light receiving element and an optical fiber. Further, the configuration and the alignment procedure of the optical axis alignment device for carrying out the present invention are not limited to those of the above-described embodiment. For example, the θz stage shown in FIG. 1 is not essential. Also, L
Instead of moving the optical component such as the D module in the XY-axis direction and moving the optical fiber in the Z-axis direction, the optical fiber may be moved in the XY-axis direction and the optical component may be moved in the Z-axis direction.

【００６０】[0060]

【発明の効果】請求項１および５に記載の発明によれ
ば、ＸＹ平面において二次曲面近似により最大光量点を
探索するとともに、Ｚ軸または光軸方向で二次関数近似
によって最大光量点を探索することによって、光部品と
光ファイバとの光軸合わせに要する時間を大幅に短縮す
ることが可能となる。これにより、調芯装置において少
ないステージ動作回数で最大光量を得る位置を確実に、
且つ容易に見つけることができ、光部品の組立装置の生
産性を大幅に向上することができる。According to the first and fifth aspects of the present invention, the maximum light intensity point is searched for by the quadratic surface approximation on the XY plane, and the maximum light intensity point is obtained by the quadratic function approximation in the Z axis or the optical axis direction. By searching, the time required for optical axis alignment between the optical component and the optical fiber can be significantly reduced. As a result, the position at which the maximum light amount is obtained with a small number of stage operations in the alignment device is ensured.
In addition, it can be easily found, and the productivity of the optical component assembling apparatus can be greatly improved.

【００６１】請求項３及び６の発明によれば、ＸＹ平面
において最大光量を得る点を探索するためにシンプレッ
クス法を利用することで、光部品からの出射光の光量分
布が単峰でない場合や二次関数近似で巧く表現できない
場合にも対処することができる。請求項２、４及び６の
発明によれば、光軸とＺ軸方向がずれているときでも、
そのずれを考慮して光軸合わせを行うことにより、調心
の繰り返し回数を減らすことができる。According to the third and sixth aspects of the present invention, the simplex method is used to search for the point at which the maximum amount of light is obtained on the XY plane. It is possible to cope with the case where it cannot be well represented by the quadratic function approximation. According to the invention of claims 2, 4 and 6, even when the optical axis and the Z-axis direction are shifted,
By performing optical axis alignment in consideration of the deviation, the number of times of alignment can be reduced.

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

【図１】本発明の第１ないし第３実施形態に係る光軸合
わせ装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical axis alignment device according to first to third embodiments of the present invention.

【図２】図１に示すコントローラの制御下で実施される
微調心ルーチンのフーローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a fine centering routine executed under the control of the controller shown in FIG. 1;

【図３】本発明の第１実施形態に係る微調心ルーチンの
一部をなすＸＹ平面に係る微調心サブルーチンのフロー
チャートの一部である。FIG. 3 is a part of a flowchart of a fine alignment subroutine related to the XY plane, which is a part of the fine alignment routine according to the first embodiment of the present invention.

【図４】図３に続く微調心サブルーチンのフローチャー
トの残部である。FIG. 4 is the remaining part of the flowchart of the fine centering subroutine following FIG. 3;

【図５】図２の微調心ルーチンの一部をなすＺ軸に係る
微調心サブルーチンのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a fine centering subroutine related to the Z axis, which is a part of the fine centering routine of FIG. 2;

【図６】図２の微調心ルーチンの一部をなすＺ軸に係る
別の微調心サブルーチンのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of another fine centering subroutine related to the Z axis, which is a part of the fine centering routine of FIG. 2;

【図７】本発明の第１実施形態の変形例によるＸＹ平面
に係る微調心サブルーチンのフローチャートの一部であ
る。FIG. 7 is a part of a flowchart of a fine centering subroutine related to an XY plane according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第２実施形態におけるシンプレックス
法に基づくＸＹ平面に係る微調心を説明するための概念
図である。FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining fine alignment on an XY plane based on a simplex method according to a second embodiment of the present invention.

【図９】シンプレックス法に基づくＸＹ平面に係る微調
心サブルーチンのフローチャートの一部である。FIG. 9 is a part of a flowchart of a fine centering subroutine related to an XY plane based on a simplex method.

【図１０】図９に続くフローチャートの残部である。FIG. 10 is the remaining part of the flowchart following FIG. 9;

【図１１】本発明の第３実施形態による光軸方向の調心
を説明する概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating alignment in the optical axis direction according to a third embodiment of the present invention.

【図１２】第３実施形態における最大光量点補正サブル
ーチンのフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart of a maximum light amount point correction subroutine in a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 光軸合わせ装置（調芯装置） ２ Ｘステージ ３ Ｙステージ ４ θｚステージ ５ Ｚステージ ６ ワーク載置台 ７ ワーク支持具 １１ ＬＤモジュール（光部品） １２ 光ファイバ １３ コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical axis alignment apparatus (alignment apparatus) 2 X stage 3 Y stage 4 θz stage 5 Z stage 6 Work mounting table 7 Work support 11 LD module (optical component) 12 Optical fiber 13 Controller

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光部品と光ファイバとを複数の相対位置
に順次位置決めしつつ前記光部品および前記光ファイバ
の一方から他方へ入射する光の量を測定し、最大光量と
なる最適相対位置を求める光部品の光軸合わせ方法にお
いて、 前記光部品または前記光ファイバの接続端面に平行な所
定平面上の複数点での測定光量に基づき前記所定平面で
の光量分布を二次曲面近似し、前記所定平面での最適点
を求める工程（ａ）と、 前記光部品または前記光ファイバの光軸方向あるいは前
記所定平面に垂直な所定軸線方向の複数点での測定光量
に基づき、前記光軸方向または前記所定軸線方向の光量
分布を二次関数近似し、前記光軸方向または前記所定軸
線方向の最適点を求める工程（ｂ）とを備えることを特
徴とする光部品の光軸合わせ方法。An optical component and an optical fiber are sequentially positioned at a plurality of relative positions while measuring an amount of light incident from one of the optical component and the optical fiber to the other, and an optimum relative position at which a maximum light amount is obtained is determined. In the optical axis alignment method for the optical component to be determined, the light amount distribution on the predetermined plane is quadratic surface approximated based on the measured light amounts at a plurality of points on a predetermined plane parallel to the connection end face of the optical component or the optical fiber, (A) obtaining an optimum point on a predetermined plane, and based on the measured light amount at a plurality of points in the optical axis direction of the optical component or the optical fiber or in a predetermined axis direction perpendicular to the predetermined plane, A step (b) of approximating the light quantity distribution in the predetermined axis direction by a quadratic function to obtain an optimum point in the optical axis direction or the predetermined axis direction. 【請求項２】 前記工程（ａ）で所定軸線方向位置を互
いに異にする２つの所定平面のそれぞれでの光量分布を
二次曲面近似して光軸方向を探索し、 前記工程（ｂ）では前記探索された光軸方向の複数点で
の測定光量に基づき前記探索された光軸方向の光量分布
を二次関数近似することを特徴とする請求項１に記載の
光部品の光軸合わせ方法。2. In the step (a), a light intensity distribution on each of two predetermined planes having different positions in the predetermined axial direction is approximated by a quadratic surface to search for an optical axis direction. 2. The optical axis alignment method for an optical component according to claim 1, wherein the searched light amount distribution in the optical axis direction is approximated by a quadratic function based on the measured light amounts at a plurality of points in the searched optical axis direction. . 【請求項３】 光部品と光ファイバとを複数の相対位置
に順次位置決めしつつ前記光部品および前記光ファイバ
の一方から他方へ入射する光の量を測定し、最大光量と
なる最適相対位置を求める光部品の光軸合わせ方法にお
いて、 前記光部品または前記光ファイバの接続端面に平行な所
定平面上の複数点での測定光量に基づきシンプレックス
法により前記所定平面での最適点を求める工程（ａ）
と、 前記光部品または前記光ファイバの光軸方向あるいは前
記所定平面に垂直な所定軸線の方向の複数点での測定光
量に基づき前記光軸方向あるいは前記所定軸線方向の光
量分布を二次関数近似し、前記光軸方向または前記所定
軸線方向の最適点を求める工程（ｂ）とを備えることを
特徴とする光部品の光軸合わせ方法。3. An optical component and an optical fiber are sequentially positioned at a plurality of relative positions, an amount of light incident on one of the optical component and the optical fiber is measured, and an optimum relative position at which a maximum light amount is obtained is determined. In the optical axis alignment method for the optical component to be determined, a step (a) of obtaining an optimum point on the predetermined plane by a simplex method based on measured light amounts at a plurality of points on a predetermined plane parallel to the connection end face of the optical component or the optical fiber. )
And a quadratic function approximation of the light amount distribution in the optical axis direction or the predetermined axis direction based on the measured light amounts at a plurality of points in the optical axis direction of the optical component or the optical fiber or in the direction of the predetermined axis perpendicular to the predetermined plane. And (b) obtaining an optimum point in the optical axis direction or the predetermined axis direction. 【請求項４】 前記工程（ａ）で所定軸線方向位置を互
いに異にする２つの所定平面のそれぞれでの最適点を求
めて光軸方向を探索し、 前記工程（ｂ）では前記探索された光軸方向の複数点で
の測定光量に基づき前記探索された光軸方向の光量分布
を二次関数近似することを特徴とする請求項３に記載の
光部品の光軸合わせ方法。4. In the step (a), the optical axis direction is searched for an optimum point on each of two predetermined planes having different predetermined axial positions, and in the step (b), the search is performed. 4. The optical axis alignment method for an optical component according to claim 3, wherein the searched light intensity distribution in the optical axis direction is approximated by a quadratic function based on the measured light intensity at a plurality of points in the optical axis direction. 【請求項５】 光部品と光ファイバとを複数の相対位置
に順次位置決めしつつ前記光部品および前記光ファイバ
の一方から他方へ入射する光の量を測定し、最大光量と
なる最適相対位置を求める光部品の光軸合わせ装置にお
いて、 第１軸線に沿って移動可能な第１ステージと、 前記光部品および前記光ファイバの一方を支持すると共
に前記第１ステージにより支持されて前記第１軸線に直
交する第２軸線に沿って移動可能な第２ステージと、 前記光部品および前記光ファイバの他方を支持すると共
に前記第１及び第２軸線に直交する第３軸線に沿って移
動可能な第３ステージと、 前記光部品および前記光ファイバの一方から他方へ入射
する光量を測定する光量測定器と、 前記第１及び第２軸線により規定される所定平面上の複
数点での測定光量に基づきシンプレックス法または前記
所定平面での光量分布の二次曲面近似により前記所定平
面での最適点を求め、また、第３軸線方向の複数点での
測定光量に基づき前記第３軸線方向の光量分布の二次関
数近似により前記第３軸線方向の最適点を求め、適宜、
前記所定平面での最適点及び前記第３軸線方向の最適点
で前記光部品及び光ファイバが相対的に位置決めされる
ように前記第１、第２及び第３ステージを駆動する演算
駆動装置とを備えることを特徴とする光部品の光軸合わ
せ装置。5. An optical component and an optical fiber are sequentially positioned at a plurality of relative positions, and an amount of light incident on one of the optical component and the optical fiber is measured. An optical axis alignment device for an optical component to be sought, a first stage movable along a first axis, and supporting one of the optical component and the optical fiber and being supported by the first stage and being coupled to the first axis. A second stage movable along a second orthogonal axis, a third stage supporting the other of the optical component and the optical fiber and movable along a third axis orthogonal to the first and second axes; A stage, a light amount measuring device for measuring a light amount incident on one side of the optical component and the optical fiber, and measurement at a plurality of points on a predetermined plane defined by the first and second axes The optimum point on the predetermined plane is obtained by the simplex method or the quadratic surface approximation of the light quantity distribution on the predetermined plane based on the quantity, and based on the measured light quantity at a plurality of points in the third axis direction, The optimal point in the third axis direction is obtained by quadratic function approximation of the light amount distribution, and
An arithmetic driving device that drives the first, second, and third stages such that the optical component and the optical fiber are relatively positioned at the optimum point on the predetermined plane and the optimum point in the third axis direction. An optical component alignment device for an optical component, comprising: 【請求項６】 前記演算駆動装置は、前記第３軸線方向
位置を互いに異にする２つの所定平面のそれぞれでの最
適点と前記第１及び第２軸線方向の最適点ずれ量とを求
め、前記第３ステージの第３軸線方向への移動に応じて
前記所定平面の最適点を前記最適点ずれ量により補正す
ることを特徴とする請求項５に記載の光部品の光軸合わ
せ装置。6. The arithmetic driving device obtains an optimum point on each of two predetermined planes having different positions in the third axis direction and an optimum point shift amount in the first and second axis directions. The optical axis alignment device for an optical component according to claim 5, wherein an optimum point on the predetermined plane is corrected by the optimum point shift amount in accordance with the movement of the third stage in the third axis direction.