JP2002043673A - 光モジュール組立方法及び組立装置 - Google Patents
光モジュール組立方法及び組立装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光素子と光学部品の相対的位置合わせにお
いて無駄なタクトが存在し、位置合わせの精度も低かっ
た。 【解決手段】 本発明の光モジュール組立方法は、発光
素子１と、同発光素子１から出射された光を平行光又は
集束光にするための光学部品２とを理想的な位置関係に
配置するために必要な光軸情報や光の広がり角度に関す
る情報をこれら発光素子や光学部品との間の距離を変化
させることなく測定可能なFFP光学測定系によって得る
ようにしたものである。本発明の光モジュールの組立装
置は、前記発光素子１を搭載可能なステージ４と、前記
光学部品２を把持し、これを少なくとも一軸方向に移動
可能なハンド５と、前記FFP光学測定系３を備えたもの
である。
いて無駄なタクトが存在し、位置合わせの精度も低かっ
た。 【解決手段】 本発明の光モジュール組立方法は、発光
素子１と、同発光素子１から出射された光を平行光又は
集束光にするための光学部品２とを理想的な位置関係に
配置するために必要な光軸情報や光の広がり角度に関す
る情報をこれら発光素子や光学部品との間の距離を変化
させることなく測定可能なFFP光学測定系によって得る
ようにしたものである。本発明の光モジュールの組立装
置は、前記発光素子１を搭載可能なステージ４と、前記
光学部品２を把持し、これを少なくとも一軸方向に移動
可能なハンド５と、前記FFP光学測定系３を備えたもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光素子と、同発光
素子の出射光を平行光にしたり、集束光にしたりするた
めの光学部品とが所定の位置関係で配置された光モジュ
ールを組立てるための方法に関するものであり、特に光
増幅器の励起光源や信号光源といった光通信分野におい
て使用されるＬＤ（レーザダイオード）モジュールの組
立に適した方法及び装置に関するものである。
素子の出射光を平行光にしたり、集束光にしたりするた
めの光学部品とが所定の位置関係で配置された光モジュ
ールを組立てるための方法に関するものであり、特に光
増幅器の励起光源や信号光源といった光通信分野におい
て使用されるＬＤ（レーザダイオード）モジュールの組
立に適した方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】前記光通信分野において使用される光モ
ジュールの一例として、ＬＤから出射された光を第１の
レンズに通過させて平行光とし、これを第２のレンズで
集光して集束光として光ファイバ（コア）に入射させる
（結合させる）ものがある。この種のＬＤモジュールに
おいてＬＤから出射された光を最も効率良く光ファイバ
に結合させるためには、図７に示すように、第１のレン
ズＡの焦点（図中ｆ）にＬＤの出射端面Ｂを配置し、且
つ同ＬＤから出射された光の光軸を第１のレンズＡの主
面に対して垂直とすることによって、同光を当該第１の
レンズＡの中心を通過させてケラれのない平行光にする
こと、および第１のレンズＡを通過した光（平行光）を
第２のレンズＣの中心を通過させることによって、同光
の光軸を当該第２のレンズＣの主面に対して垂直にする
ことが必要である。尚、前記光軸とは、光をその進行方
向に対して垂直な方向から捉えた場合に観念される断面
の中心を結んだ直線を意味する。以下、本明細書におい
ては特に定義がない限り光軸とは前記意味で使用する。
また、「ケラれ」とは、ＬＤから出射された光がレンズ
の有効径を外れた部分を通過することによって波面が乱
れることをいう。
ジュールの一例として、ＬＤから出射された光を第１の
レンズに通過させて平行光とし、これを第２のレンズで
集光して集束光として光ファイバ（コア）に入射させる
（結合させる）ものがある。この種のＬＤモジュールに
おいてＬＤから出射された光を最も効率良く光ファイバ
に結合させるためには、図７に示すように、第１のレン
ズＡの焦点（図中ｆ）にＬＤの出射端面Ｂを配置し、且
つ同ＬＤから出射された光の光軸を第１のレンズＡの主
面に対して垂直とすることによって、同光を当該第１の
レンズＡの中心を通過させてケラれのない平行光にする
こと、および第１のレンズＡを通過した光（平行光）を
第２のレンズＣの中心を通過させることによって、同光
の光軸を当該第２のレンズＣの主面に対して垂直にする
ことが必要である。尚、前記光軸とは、光をその進行方
向に対して垂直な方向から捉えた場合に観念される断面
の中心を結んだ直線を意味する。以下、本明細書におい
ては特に定義がない限り光軸とは前記意味で使用する。
また、「ケラれ」とは、ＬＤから出射された光がレンズ
の有効径を外れた部分を通過することによって波面が乱
れることをいう。
【０００３】従来のＬＤモジュールの組立方法において
は、ＬＤ及びレンズを前記条件が達成される理想的位置
に調整するために次のようにしている。図８（ａ）に示
すように、ＬＤから出射され、第１のレンズＡを通過し
た光を同レンズＡを挟んでＬＤと対向する任意の位置
（観察位置Ａ）においてＴＶカメラＤで撮影し、その像
の大きさ（光の直径）及び撮像画面内における位置を測
定する。次いで図８（ｂ）に示すように、ＴＶカメラＤ
を前記観察位置Ａよりも第１のレンズＡの主面に対して
垂直な方向へ後退させ、その位置（観察位置Ｂ）におい
て前記と同様に第１のレンズＡを通過した光の像の大き
さ及び撮像画面内における位置を測定する。次に、前記
観察位置Ａにおける光の大きさ及び位置と、観察位置Ｂ
における光の大きさ及び位置を比較し、両者が一致する
ように第１のレンズＡをその主面に対して垂直方向及び
平行方向に移動させて、第１のレンズＡを通過した光が
ケラれのない平行光となり、且つその光軸が第１のレン
ズＡの主面に対して垂直となる位置に当該第１のレンズ
Ａを配置する。その後、第２のレンズＣについても前記
と同様にして当該第２のレンズＣを通過した光の光軸が
同レンズＣの主面に対して垂直となる位置に配置する。
は、ＬＤ及びレンズを前記条件が達成される理想的位置
に調整するために次のようにしている。図８（ａ）に示
すように、ＬＤから出射され、第１のレンズＡを通過し
た光を同レンズＡを挟んでＬＤと対向する任意の位置
（観察位置Ａ）においてＴＶカメラＤで撮影し、その像
の大きさ（光の直径）及び撮像画面内における位置を測
定する。次いで図８（ｂ）に示すように、ＴＶカメラＤ
を前記観察位置Ａよりも第１のレンズＡの主面に対して
垂直な方向へ後退させ、その位置（観察位置Ｂ）におい
て前記と同様に第１のレンズＡを通過した光の像の大き
さ及び撮像画面内における位置を測定する。次に、前記
観察位置Ａにおける光の大きさ及び位置と、観察位置Ｂ
における光の大きさ及び位置を比較し、両者が一致する
ように第１のレンズＡをその主面に対して垂直方向及び
平行方向に移動させて、第１のレンズＡを通過した光が
ケラれのない平行光となり、且つその光軸が第１のレン
ズＡの主面に対して垂直となる位置に当該第１のレンズ
Ａを配置する。その後、第２のレンズＣについても前記
と同様にして当該第２のレンズＣを通過した光の光軸が
同レンズＣの主面に対して垂直となる位置に配置する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】発光素子及び光学部品
の位置を前記のようにして調整する従来の光モジュール
組立方法には次のような課題があった。 （１）ＴＶカメラを移動させて最低でも２箇所の観察位
置においてレンズを通過した光を撮影しなくてはならな
いため、カメラの移動時間が無駄なタクト増大に繋が
る。 （２）光の大きさ及び位置を正確に測定するためにはカ
メラの移動軸を高精度で合わせ込む必要があるが、これ
は非常に困難である。 （３）カメラとＬＤの出射端面との距離が変化すること
によって、カメラに入射する光の輝度、像の大きさ、像
の形状が異なる。例えば前記図８に示す例では観察位置
Ａ（図８ａ）における光の輝度より、観察位置Ｂ（図８
ｂ）におけるそれの方が高くなる。このようなカメラに
入射する光の輝度、像の大きさ、像の形状の変化により
測定精度が劣化する。 （４）実際の製品ではモジュール内のベースにＬＤが傾
いて取り付けられている場合も多々あり、この場合はレ
ンズの位置を調整する前にＬＤの向きを修正する必要が
ある。しかし、レンズを通過する前の光は回折現象によ
り進行方向に従って広がるため、ＬＤからカメラを遠ざ
ける程に同カメラによって捉えられる光の輝度が低くな
り、前記（３）に示す理由と同様の理由によって測定精
度が劣化する。
の位置を前記のようにして調整する従来の光モジュール
組立方法には次のような課題があった。 （１）ＴＶカメラを移動させて最低でも２箇所の観察位
置においてレンズを通過した光を撮影しなくてはならな
いため、カメラの移動時間が無駄なタクト増大に繋が
る。 （２）光の大きさ及び位置を正確に測定するためにはカ
メラの移動軸を高精度で合わせ込む必要があるが、これ
は非常に困難である。 （３）カメラとＬＤの出射端面との距離が変化すること
によって、カメラに入射する光の輝度、像の大きさ、像
の形状が異なる。例えば前記図８に示す例では観察位置
Ａ（図８ａ）における光の輝度より、観察位置Ｂ（図８
ｂ）におけるそれの方が高くなる。このようなカメラに
入射する光の輝度、像の大きさ、像の形状の変化により
測定精度が劣化する。 （４）実際の製品ではモジュール内のベースにＬＤが傾
いて取り付けられている場合も多々あり、この場合はレ
ンズの位置を調整する前にＬＤの向きを修正する必要が
ある。しかし、レンズを通過する前の光は回折現象によ
り進行方向に従って広がるため、ＬＤからカメラを遠ざ
ける程に同カメラによって捉えられる光の輝度が低くな
り、前記（３）に示す理由と同様の理由によって測定精
度が劣化する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、無駄な
タクト増大をなくし、発光素子及び光学部品を前記理想
的な位置関係に高精度で配置可能であり、光学部品の位
置調整に先だって発光素子の向きを修正可能でもある光
モジュール組立方法と組立装置を提供することにある。
タクト増大をなくし、発光素子及び光学部品を前記理想
的な位置関係に高精度で配置可能であり、光学部品の位
置調整に先だって発光素子の向きを修正可能でもある光
モジュール組立方法と組立装置を提供することにある。
【０００６】本件出願の第１の光モジュール組立方法
は、発光素子と、同発光素子から出射された光を平行光
又は集束光にするための光学部品とが所定の位置関係で
配置された光モジュールを組立てるための方法であっ
て、前記発光素子から出射され、光学部品を通過した光
をFFP光学測定系に入射させて、その光の広がり角度及
び光軸の双方又は一方を検出し、広がり角度及び光軸の
双方又は一方が所定の状態となるように光学部品を位置
合わせするものである。
は、発光素子と、同発光素子から出射された光を平行光
又は集束光にするための光学部品とが所定の位置関係で
配置された光モジュールを組立てるための方法であっ
て、前記発光素子から出射され、光学部品を通過した光
をFFP光学測定系に入射させて、その光の広がり角度及
び光軸の双方又は一方を検出し、広がり角度及び光軸の
双方又は一方が所定の状態となるように光学部品を位置
合わせするものである。
【０００７】本件出願の第２の光モジュール組立方法
は、光学部品を位置合わせする前に、発光素子から出射
された光をFFP光学測定系に入射させてその光の出射角
度を検出し、出射角度が所定の角度になるように当該発
光素子の向きを修正するものである。
は、光学部品を位置合わせする前に、発光素子から出射
された光をFFP光学測定系に入射させてその光の出射角
度を検出し、出射角度が所定の角度になるように当該発
光素子の向きを修正するものである。
【０００８】本件出願の第３の光モジュール組立方法
は、発光素子との距離を変化させることなく同発光素子
から出射された光の広がり角度及び出射角度の双方又は
一方を検出可能であり、また、光学部品との距離を変化
させることなく同光学部品を通過した光の広がり角度及
び光軸の双方又は一方を検出可能なFFP光学測定系を使
用するものである。
は、発光素子との距離を変化させることなく同発光素子
から出射された光の広がり角度及び出射角度の双方又は
一方を検出可能であり、また、光学部品との距離を変化
させることなく同光学部品を通過した光の広がり角度及
び光軸の双方又は一方を検出可能なFFP光学測定系を使
用するものである。
【０００９】本件出願の第１の光モジュールの組立装置
は、発光素子を搭載可能なステージと、同発光素子から
出射された光を平行光又は集束光とするための光学部品
を把持し、これを少なくとも一軸方向に移動可能なハン
ドと、前記発光素子から出射された光の広がり角度及び
出射角度の双方又は一方を検出可能であり、また、光学
部品との距離を変化させることなく同光学部品を通過し
た光の広がり角度及び光軸の双方又は一方を検出可能で
あるFFP光学測定系を備えたものである。
は、発光素子を搭載可能なステージと、同発光素子から
出射された光を平行光又は集束光とするための光学部品
を把持し、これを少なくとも一軸方向に移動可能なハン
ドと、前記発光素子から出射された光の広がり角度及び
出射角度の双方又は一方を検出可能であり、また、光学
部品との距離を変化させることなく同光学部品を通過し
た光の広がり角度及び光軸の双方又は一方を検出可能で
あるFFP光学測定系を備えたものである。
【００１０】本件出願の第２の光モジュールの組立装置
は、ステージは、FFP光学測定系によって検出される発
光素子から出射された光の出射角度に応じて、同出射角
度が所定の角度になるように当該発光素子の向きを修正
可能なものである。
は、ステージは、FFP光学測定系によって検出される発
光素子から出射された光の出射角度に応じて、同出射角
度が所定の角度になるように当該発光素子の向きを修正
可能なものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実施形態１）以下、図１〜図４
に基づいて本発明の光モジュール組立方法の第１の実施
形態を説明する。本実施形態に示す光モジュール組立方
法は、発光素子（例えばＬＤ）と、その発光素子から出
射された光をコリメートして平行光とするための第１光
学部品（例えばレンズ）と、第１光学部品を通過した光
を集光して光ファイバに入射させるための第２光学部品
（例えばレンズ）とが単一のパッケージ上に所定の位置
関係で配置・固定された光モジュールを組立てるための
方法である。以下、段階を追って本発明の光モジュール
組立方法の詳細について説明する。
に基づいて本発明の光モジュール組立方法の第１の実施
形態を説明する。本実施形態に示す光モジュール組立方
法は、発光素子（例えばＬＤ）と、その発光素子から出
射された光をコリメートして平行光とするための第１光
学部品（例えばレンズ）と、第１光学部品を通過した光
を集光して光ファイバに入射させるための第２光学部品
（例えばレンズ）とが単一のパッケージ上に所定の位置
関係で配置・固定された光モジュールを組立てるための
方法である。以下、段階を追って本発明の光モジュール
組立方法の詳細について説明する。
【００１２】１．図１（ａ）に示すように、発光素子１
から出射された光をFFP（Far Field Pattern）光学測定
系３によって直接観察して、その光の出射角度（光軸Ｘ
の基準軸Ｙに対する傾き角度θ）を検出する。ここで、
FFP光学測定系３とは、光の広がり角度及び光軸の情報
（出射角度の情報を含む）を観察像の形状や大きさの情
報として出力する測定系のことで、当該発光素子１との
距離を変化させることなく前記情報を検出可能な光学測
定装置である。具体的には例えば図２に示すように、被
測定光源Ａが前側焦点位置付近に配置されるコリメータ
レンズ系Ｂと、コリメータレンズ系Ｂの後側焦点面上に
生じた前記被測定光源Ａの強度分布像を再結像させるリ
レーレンズ系Ｃと、前記再結像された像を撮影するテレ
ビジョン撮像装置Ｄと、同撮像装置Ｄの出力を出力する
出力装置Ｅを備えている。この光学測定装置は、前記コ
リメータレンズ系Ｂの焦点面（撮像面）上の照度分布は
被測定光源Ａの角度強度分布に比例する。即ち、光源の
FFPそのものが焦点面上にできていることになり、FFP光
学測定系によって結像された像は発光点を中心として半
球面上のスクリーンに投影された放射角度分布と相似で
あって、機械走査方式を二次元的に行ったことと等価に
なる、という原理を利用して光の放射角度の二次元分布
を直接測定可能としたものである。このような光学測定
装置の一例として浜松ホトニクス株式会社製の光学測定
装置（型番Ａ３２６７−０５、−０６、−０７、−１
１）がある。本発明の光モジュール組立方法において
は、このような光学測定装置を使用することによって、
同装置によって検出される角度強度分布のピーク位置に
基づいて発光素子１から出射された光の出射角度を知る
ことができる。また、観察像の直径から前記光の広がり
角度を知ることができる。尚、FFP光学測定系のさらに
詳細な説明については特公平３−４８５８号公報に開示
されている。 ２．図１（ｂ）に示すように、発光素子１をその出射点
を回転中心として検出された前記傾き角度θだけ回転さ
せて、当該発光素子１から出射された光の光軸Ｘを基準
軸Ｙと一致させる（前記傾き角度θを０度にする）。 ３．図３（ａ）に示すように、発光素子１とFFP光学測
定系３との間に前記第１光学部品２1を配置し、発光素
子１から出射され当該第１光学部品２1を通過した光をF
FP光学測定系３に入射させて、その光の広がり角度及び
光軸を検出する。 ４．図３（ｂ）に示すように、第１光学部品２1を前記
基準軸Ｙと垂直な面上で移動させて、同第１光学部品２
1を通過した光の光軸を基準軸Ｙに一致させる。ここ
で、発光素子１から出射された光の光軸Ｘは既に基準軸
Ｙに合わせ込まれているので、結果的に発光素子１から
出射された光（第１光学部品２1に入射する前の光）の
光軸Ｘと、第１光学部品２1の通過した後の光の光軸と
が一致する。 ５．図３（ｂ）に示すように、発光素子１から出射され
た光の光軸Xと第１光学部品の通過した光の光軸とを一
致させた状態を保持したまま、同第１光学部品２1を前
記基準軸Ｙと平行な方向へ移動させて、同光学部品２1
を通過した後の光の広がり角度がより小さくなる位置
（望ましくは最少になる位置）に同第１光学部品２1を
移動させる。これによって、第１光学部品２1の焦点位
置（図中のｆ）に発光素子１の出射点（出射端面）が合
わせ込まれ、当該第１光学部品２1を通過した光はケラ
れのない理想的な平行光となる。 ６．図４に示すように、第１光学部品２1とFFP光学測定
系３との間に前記第２光学部品２2を配置し、当該第２
光学部品２2を通過した光をFFP光学測定系に入射させ
て、その光の光軸を検出する。 ７．第２光学部品２2を前記基準軸Ｙと垂直な面上で移
動させて、同第２光学部品２2を通過した光の光軸を基
準軸Ｙと一致させる。ここで、発光素子１から出射され
た光の光軸Ｘ及び第１光学部品２1を通過した光の光軸
は既に基準軸Yに合わせ込まれているので、結果的に発
光素子１から出射された光の光軸Ｘ、第１光学部品２1
を通過した光の光軸、第２光学部品２2を通過した光の
光軸は、全て基準軸Ｙと一致する。以上によって、発光
素子１、第１光学部品２1、第２光学部品２2は、発光素
子１から出射された光を最も効率的に光ファイバに入射
させることが可能な理想的な位置関係に配置される。 ８．第１光学部品２1及び第２光学部品２2をＹＡＧレー
ザーによる溶接固定や接着剤による接着等の任意の固定
手段によって当該位置に固定する。
から出射された光をFFP（Far Field Pattern）光学測定
系３によって直接観察して、その光の出射角度（光軸Ｘ
の基準軸Ｙに対する傾き角度θ）を検出する。ここで、
FFP光学測定系３とは、光の広がり角度及び光軸の情報
（出射角度の情報を含む）を観察像の形状や大きさの情
報として出力する測定系のことで、当該発光素子１との
距離を変化させることなく前記情報を検出可能な光学測
定装置である。具体的には例えば図２に示すように、被
測定光源Ａが前側焦点位置付近に配置されるコリメータ
レンズ系Ｂと、コリメータレンズ系Ｂの後側焦点面上に
生じた前記被測定光源Ａの強度分布像を再結像させるリ
レーレンズ系Ｃと、前記再結像された像を撮影するテレ
ビジョン撮像装置Ｄと、同撮像装置Ｄの出力を出力する
出力装置Ｅを備えている。この光学測定装置は、前記コ
リメータレンズ系Ｂの焦点面（撮像面）上の照度分布は
被測定光源Ａの角度強度分布に比例する。即ち、光源の
FFPそのものが焦点面上にできていることになり、FFP光
学測定系によって結像された像は発光点を中心として半
球面上のスクリーンに投影された放射角度分布と相似で
あって、機械走査方式を二次元的に行ったことと等価に
なる、という原理を利用して光の放射角度の二次元分布
を直接測定可能としたものである。このような光学測定
装置の一例として浜松ホトニクス株式会社製の光学測定
装置（型番Ａ３２６７−０５、−０６、−０７、−１
１）がある。本発明の光モジュール組立方法において
は、このような光学測定装置を使用することによって、
同装置によって検出される角度強度分布のピーク位置に
基づいて発光素子１から出射された光の出射角度を知る
ことができる。また、観察像の直径から前記光の広がり
角度を知ることができる。尚、FFP光学測定系のさらに
詳細な説明については特公平３−４８５８号公報に開示
されている。 ２．図１（ｂ）に示すように、発光素子１をその出射点
を回転中心として検出された前記傾き角度θだけ回転さ
せて、当該発光素子１から出射された光の光軸Ｘを基準
軸Ｙと一致させる（前記傾き角度θを０度にする）。 ３．図３（ａ）に示すように、発光素子１とFFP光学測
定系３との間に前記第１光学部品２1を配置し、発光素
子１から出射され当該第１光学部品２1を通過した光をF
FP光学測定系３に入射させて、その光の広がり角度及び
光軸を検出する。 ４．図３（ｂ）に示すように、第１光学部品２1を前記
基準軸Ｙと垂直な面上で移動させて、同第１光学部品２
1を通過した光の光軸を基準軸Ｙに一致させる。ここ
で、発光素子１から出射された光の光軸Ｘは既に基準軸
Ｙに合わせ込まれているので、結果的に発光素子１から
出射された光（第１光学部品２1に入射する前の光）の
光軸Ｘと、第１光学部品２1の通過した後の光の光軸と
が一致する。 ５．図３（ｂ）に示すように、発光素子１から出射され
た光の光軸Xと第１光学部品の通過した光の光軸とを一
致させた状態を保持したまま、同第１光学部品２1を前
記基準軸Ｙと平行な方向へ移動させて、同光学部品２1
を通過した後の光の広がり角度がより小さくなる位置
（望ましくは最少になる位置）に同第１光学部品２1を
移動させる。これによって、第１光学部品２1の焦点位
置（図中のｆ）に発光素子１の出射点（出射端面）が合
わせ込まれ、当該第１光学部品２1を通過した光はケラ
れのない理想的な平行光となる。 ６．図４に示すように、第１光学部品２1とFFP光学測定
系３との間に前記第２光学部品２2を配置し、当該第２
光学部品２2を通過した光をFFP光学測定系に入射させ
て、その光の光軸を検出する。 ７．第２光学部品２2を前記基準軸Ｙと垂直な面上で移
動させて、同第２光学部品２2を通過した光の光軸を基
準軸Ｙと一致させる。ここで、発光素子１から出射され
た光の光軸Ｘ及び第１光学部品２1を通過した光の光軸
は既に基準軸Yに合わせ込まれているので、結果的に発
光素子１から出射された光の光軸Ｘ、第１光学部品２1
を通過した光の光軸、第２光学部品２2を通過した光の
光軸は、全て基準軸Ｙと一致する。以上によって、発光
素子１、第１光学部品２1、第２光学部品２2は、発光素
子１から出射された光を最も効率的に光ファイバに入射
させることが可能な理想的な位置関係に配置される。 ８．第１光学部品２1及び第２光学部品２2をＹＡＧレー
ザーによる溶接固定や接着剤による接着等の任意の固定
手段によって当該位置に固定する。
【００１３】（実施形態２）図５（ａ）に示すように、
発光素子１から出射された光の光軸と第１光学部品２1
を通過した光の光軸を一致させた状態を保持したまま、
同第１光学部品２1を基準軸Ｙと平行な方向へ移動させ
る場合、第１光学部品２1をその通過光の広がり角度が
最少になる位置よりも任意の距離Ａだけ発光素子１に接
近させたり、遠ざけたりすることによって、発光素子１
から出射された光を当該第１光学部品２ 1によって集光
させて集束光とすることもできる。この場合、FFP光学
測定系３によって第１光学部品２1を通過した光の広が
り角度を測定しながら同第１光学部品２1を基準軸Ｙと
平行な方向へ移動させることによって所望の集束角度を
得ることができる。
発光素子１から出射された光の光軸と第１光学部品２1
を通過した光の光軸を一致させた状態を保持したまま、
同第１光学部品２1を基準軸Ｙと平行な方向へ移動させ
る場合、第１光学部品２1をその通過光の広がり角度が
最少になる位置よりも任意の距離Ａだけ発光素子１に接
近させたり、遠ざけたりすることによって、発光素子１
から出射された光を当該第１光学部品２ 1によって集光
させて集束光とすることもできる。この場合、FFP光学
測定系３によって第１光学部品２1を通過した光の広が
り角度を測定しながら同第１光学部品２1を基準軸Ｙと
平行な方向へ移動させることによって所望の集束角度を
得ることができる。
【００１４】図５（ｂ）に示すように、第２光学部品２
2をその通過光の光軸が基準軸Ｙと一致する位置から同
基準軸Ｙと垂直な方向へ任意の距離Ｂだけずらすことに
よって、第２光学部品２2に入射した光を任意の角度で
出射させることができる。この場合、第２光学部品２2
を通過した光の光軸をFFP光学測定系３によって測定し
ながら当該第２光学部品２2を前記方向へ移動させるこ
とによって所望の出射角度を得ることができる。
2をその通過光の光軸が基準軸Ｙと一致する位置から同
基準軸Ｙと垂直な方向へ任意の距離Ｂだけずらすことに
よって、第２光学部品２2に入射した光を任意の角度で
出射させることができる。この場合、第２光学部品２2
を通過した光の光軸をFFP光学測定系３によって測定し
ながら当該第２光学部品２2を前記方向へ移動させるこ
とによって所望の出射角度を得ることができる。
【００１５】前記各実施形態に示す何れの組立方法にお
いても、FFP光学測定系による測定に先だって、ビジコ
ンカメラやCCDカメラといったNFP（Near Field Patter
n）光学測定系による測定を行い、これによって検出さ
れたNear Field Patternに基づいて発光素子及び光学部
品の双方又は一方の大まかな位置合わせをすることがで
きる。また、必要に応じてFFP光学測定系に入射する光
の強度のフィルタによって減衰させることもできる。
いても、FFP光学測定系による測定に先だって、ビジコ
ンカメラやCCDカメラといったNFP（Near Field Patter
n）光学測定系による測定を行い、これによって検出さ
れたNear Field Patternに基づいて発光素子及び光学部
品の双方又は一方の大まかな位置合わせをすることがで
きる。また、必要に応じてFFP光学測定系に入射する光
の強度のフィルタによって減衰させることもできる。
【００１６】（実施形態３）以下、図６（ａ）（ｂ）に
基づいて、本発明の光モジュールの組立装置の実施形態
の一例を説明する。この組立装置は同図に示すように、
発光素子１（図１等）を搭載可能なステージ４と、同発
光素子１から出射された光を平行光又は集束光とするた
めの光学部品２1又は２2（図３、図４）を供給する光学
部品供給部１０と、光学部品供給部１０によって供給さ
れる光学部品２1又は２2を把持し、これを直交する３つ
の軸方向へ移動可能なハンド５と、前記発光素子１から
出射された光の広がり角度及び出射角度の双方又は一方
を検出可能であり、さらに光学部品２を通過した光の広
がり角度及び光軸の双方又は一方をも検出可能なFFP光
学測定系３と、FFP光学測定系３に入射する光の強度を
所定レベルに減衰させるフィルタ１２と、NFP光学測定
系１４と、ハンド５によって所定位置に位置合わせされ
た光学部品２1又は２2を溶接固定するＹＡＧレーザー部
１６とを備え、前記本発明の光モジュール組立方法の各
段階を実行可能なものである。
基づいて、本発明の光モジュールの組立装置の実施形態
の一例を説明する。この組立装置は同図に示すように、
発光素子１（図１等）を搭載可能なステージ４と、同発
光素子１から出射された光を平行光又は集束光とするた
めの光学部品２1又は２2（図３、図４）を供給する光学
部品供給部１０と、光学部品供給部１０によって供給さ
れる光学部品２1又は２2を把持し、これを直交する３つ
の軸方向へ移動可能なハンド５と、前記発光素子１から
出射された光の広がり角度及び出射角度の双方又は一方
を検出可能であり、さらに光学部品２を通過した光の広
がり角度及び光軸の双方又は一方をも検出可能なFFP光
学測定系３と、FFP光学測定系３に入射する光の強度を
所定レベルに減衰させるフィルタ１２と、NFP光学測定
系１４と、ハンド５によって所定位置に位置合わせされ
た光学部品２1又は２2を溶接固定するＹＡＧレーザー部
１６とを備え、前記本発明の光モジュール組立方法の各
段階を実行可能なものである。
【００１７】前記FFP光学測定系３とNFP光学測定系１４
は、光分配器２０を介して観察軸がほぼ一致する（同軸
となる）ように構成されている。従って、比較的広い観
察視野を持つNFP光学測定系１４で光学素子１及び光学
部品２の双方又は一方を位置合わせし、その後、FFP光
学測定系３で精密な位置合わせを行うことによって、効
率良く光モジュールを組立てることができる。
は、光分配器２０を介して観察軸がほぼ一致する（同軸
となる）ように構成されている。従って、比較的広い観
察視野を持つNFP光学測定系１４で光学素子１及び光学
部品２の双方又は一方を位置合わせし、その後、FFP光
学測定系３で精密な位置合わせを行うことによって、効
率良く光モジュールを組立てることができる。
【００１８】本発明の光モジュールの組立装置を構成す
る前記各構成要素のうち、FFP光学測定系３を除く各構
成要素は従来からこの種の組立装置に使用されているも
のと同様である。従って、ここでは主に各構成要素の動
作について説明する。
る前記各構成要素のうち、FFP光学測定系３を除く各構
成要素は従来からこの種の組立装置に使用されているも
のと同様である。従って、ここでは主に各構成要素の動
作について説明する。
【００１９】これら構成要素は図示されていない制御部
によって制御されている。前記ステージ４は３次元的に
発光素子１の位置を移動させる。また、ステージ４はFF
P光学測定系３によって当該ステージ４に搭載された発
光素子１から出射された光の出射角度（光軸Ｘの基準軸
Ｙに対する傾き角度θ（図１ａ））が検出されると、制
御部からの指令に基づいて図６の矢印ａ方向又は矢印ｂ
方向へ回転して、前記傾き角度θが所定角度になるよう
に搭載されている発光素子１の向きを修正する。
によって制御されている。前記ステージ４は３次元的に
発光素子１の位置を移動させる。また、ステージ４はFF
P光学測定系３によって当該ステージ４に搭載された発
光素子１から出射された光の出射角度（光軸Ｘの基準軸
Ｙに対する傾き角度θ（図１ａ））が検出されると、制
御部からの指令に基づいて図６の矢印ａ方向又は矢印ｂ
方向へ回転して、前記傾き角度θが所定角度になるよう
に搭載されている発光素子１の向きを修正する。
【００２０】前記ハンド５も制御部によって制御されて
おり、ステージ４による発光素子１の向き修正が終了す
ると、光学部品供給部１０から供給される第１光学部品
２1を把持し、これを図３（ａ）に示すように発光素子
１の手前に配置する。次に当該第１光学部品２1を通過
した光の広がり角度及び光軸がFFP光学測定系３によっ
て検出されると、その光軸と前記基準軸Ｙとが所定の角
度をなす位置に同光学部品２1を移動させる（図３
ｂ）。その後、同ハンド５は第１光学部品２1を通過し
た光の光軸と基準軸Ｙとを一致させた状態を保持しつ
つ、同光の広がり角度が所定角度になる位置まで当該光
学部品２1を基準軸Ｙと平行な方向へ移動させる（図３
ｂ）。
おり、ステージ４による発光素子１の向き修正が終了す
ると、光学部品供給部１０から供給される第１光学部品
２1を把持し、これを図３（ａ）に示すように発光素子
１の手前に配置する。次に当該第１光学部品２1を通過
した光の広がり角度及び光軸がFFP光学測定系３によっ
て検出されると、その光軸と前記基準軸Ｙとが所定の角
度をなす位置に同光学部品２1を移動させる（図３
ｂ）。その後、同ハンド５は第１光学部品２1を通過し
た光の光軸と基準軸Ｙとを一致させた状態を保持しつ
つ、同光の広がり角度が所定角度になる位置まで当該光
学部品２1を基準軸Ｙと平行な方向へ移動させる（図３
ｂ）。
【００２１】次に、ハンド５は光学部品供給部１０から
供給される第２光学部品２2を把持し、これを図４に示
すように前記第１光学部品２1の手前に配置する。その
後、当該第２光学部品２1を通過した光の広がり角度及
び光軸がFFP光学測定系３によって検出されると、その
光軸と基準軸Ｙとが所定の角度をなす位置に同光学部品
２2を移動させる（図４）。
供給される第２光学部品２2を把持し、これを図４に示
すように前記第１光学部品２1の手前に配置する。その
後、当該第２光学部品２1を通過した光の広がり角度及
び光軸がFFP光学測定系３によって検出されると、その
光軸と基準軸Ｙとが所定の角度をなす位置に同光学部品
２2を移動させる（図４）。
【００２２】前記ＹＡＧレーザーも制御部によって制御
されており、光学部品２1、２2が前記のようにして所定
位置に配置されると、これらをパッケージに溶接固定す
る。
されており、光学部品２1、２2が前記のようにして所定
位置に配置されると、これらをパッケージに溶接固定す
る。
【００２３】制御部は必要に応じて、前記FFP光学測定
系３によって得られる情報に基づく光学部品２1、２2の
位置合わせに先だって、NPF光学測定系１４の検出結果
に基づいてハンド５を駆動し、光学部品２1、２2の大ま
かな位置合わせを行う。また、作業者は必要に応じて図
２に示す出力装置Ｅに表示されるFFP光学測定系３の検
出結果を確認しながら前記作業を行うこともできる。
系３によって得られる情報に基づく光学部品２1、２2の
位置合わせに先だって、NPF光学測定系１４の検出結果
に基づいてハンド５を駆動し、光学部品２1、２2の大ま
かな位置合わせを行う。また、作業者は必要に応じて図
２に示す出力装置Ｅに表示されるFFP光学測定系３の検
出結果を確認しながら前記作業を行うこともできる。
【００２４】前記実施形態に示した本発明の光モジュー
ル組立方法及び組立装置では、光学部品の主面に対して
垂直方向に光軸が形成されるように光モジュールを組立
てたが、本発明はこれに限定されず、光学部品の主面に
対して所定の角度で光軸が形成されるように光モジュー
ルを組立てることも含まれる。
ル組立方法及び組立装置では、光学部品の主面に対して
垂直方向に光軸が形成されるように光モジュールを組立
てたが、本発明はこれに限定されず、光学部品の主面に
対して所定の角度で光軸が形成されるように光モジュー
ルを組立てることも含まれる。
【００２５】
【発明の効果】本件出願の光モジュール組立方法は次の
ような効果を有する。 （１）発光素子から出射された光の出射角度、光学部品
を通過した光の広がり角度や光軸といった発光素子と光
学部品の相対的位置合わせに必要な情報をこれら発光素
子や光学部品との距離を変化させることなく測定可能な
FFP光学測定系によって得るので、これらの情報を得る
ために２箇所以上の観察位置で測定を行う必要のある従
来の組立方法に比べて組立時間の短縮が図られる。 （２）カメラを移動させる必要がないので、カメラの移
動軸のずれに起因する測定誤差がなく、高精度な測定に
基づく高精度な組立が可能となる。 （３）観察位置が１箇所なので、２箇所以上の観察位置
で測定を行う必要のある従来の組立方法のように、各観
察位置における光の輝度、像の形状、像の大きさの変化
によって測定精度が劣化するような不都合がない。 （４）光の輝度変化によって測定精度が劣化することが
ないため、回折現象によって広がる発光素子の出射光の
光軸を正確に測定し、光学部品の位置合わせに先立っ
て、発光素子から出射された光の光軸を基準軸に高精度
で合わせ込むことが可能となる。従って、発光素子から
出射された光の光軸及び各光学部品を通過した光の光軸
の全てを高精度で基準軸に一致させて、又は所定の状態
に調整して理想的な光学的結合を実現できる。
ような効果を有する。 （１）発光素子から出射された光の出射角度、光学部品
を通過した光の広がり角度や光軸といった発光素子と光
学部品の相対的位置合わせに必要な情報をこれら発光素
子や光学部品との距離を変化させることなく測定可能な
FFP光学測定系によって得るので、これらの情報を得る
ために２箇所以上の観察位置で測定を行う必要のある従
来の組立方法に比べて組立時間の短縮が図られる。 （２）カメラを移動させる必要がないので、カメラの移
動軸のずれに起因する測定誤差がなく、高精度な測定に
基づく高精度な組立が可能となる。 （３）観察位置が１箇所なので、２箇所以上の観察位置
で測定を行う必要のある従来の組立方法のように、各観
察位置における光の輝度、像の形状、像の大きさの変化
によって測定精度が劣化するような不都合がない。 （４）光の輝度変化によって測定精度が劣化することが
ないため、回折現象によって広がる発光素子の出射光の
光軸を正確に測定し、光学部品の位置合わせに先立っ
て、発光素子から出射された光の光軸を基準軸に高精度
で合わせ込むことが可能となる。従って、発光素子から
出射された光の光軸及び各光学部品を通過した光の光軸
の全てを高精度で基準軸に一致させて、又は所定の状態
に調整して理想的な光学的結合を実現できる。
【００２６】本発明の光モジュールの組立装置はFFP光
学測定系を備えることによって、前記効果を有する本発
明の光モジュール組立方法を実行可能なので、前記効果
と同様の効果を得ることができる。
学測定系を備えることによって、前記効果を有する本発
明の光モジュール組立方法を実行可能なので、前記効果
と同様の効果を得ることができる。
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の光モジュール組立方法
における発光素子の向きを修正する段階を示す説明図。
における発光素子の向きを修正する段階を示す説明図。
【図２】FFP光学測定系の概略を示す説明図。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の光モジュール組立方法
における第１光学部品の位置合わせ段階を示す説明図。
における第１光学部品の位置合わせ段階を示す説明図。
【図４】本発明の光モジュール組立方法における第２光
学部品の位置合わせ段階を示す説明図。
学部品の位置合わせ段階を示す説明図。
【図５】（ａ）は第１光学部品の位置合わせの他例を示
す説明図、（ｂ）は第２光学部品の位置合わせの他例を
示す説明図。
す説明図、（ｂ）は第２光学部品の位置合わせの他例を
示す説明図。
【図６】本発明の光モジュールの組立装置の概略を示す
図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図７】ＬＤモジュールにおけるＬＤ、コリメートレン
ズ、集光レンズの理想的な位置関係を示す説明図。
ズ、集光レンズの理想的な位置関係を示す説明図。
【図８】（ａ）（ｂ）は図７に示す理想的位置関係にＬ
Ｄ、コリメートレンズ、集光レンズを配置するための従
来の方法を示す説明図。
Ｄ、コリメートレンズ、集光レンズを配置するための従
来の方法を示す説明図。
１ 発光素子 ２1 第１光学部品 ２2 第２光学部品 ３ FFP光学測定系 ４ ステージ ５ ハンド
Claims (5)
- 【請求項１】発光素子（１）と、同発光素子（１）から
出射された光を平行光又は集束光にするための光学部品
（２）とが所定の位置関係で配置された光モジュールを
組立てるための方法であって、前記発光素子（１）から
出射され、光学部品（２）を通過した光をFFP光学測定
系（３）に入射させて、その光の広がり角度及び光軸の
双方又は一方を検出し、広がり角度及び光軸の双方又は
一方が所定の状態となるように光学部品（２）を位置合
わせすることを特徴とする光モジュール組立方法。 - 【請求項２】請求項１記載の光モジュール組立方法にお
いて、光学部品（２）を位置合わせする前に、発光素子
（１）から出射された光をFFP光学測定系（３）に入射
させてその光の出射角度を検出し、出射角度が所定の角
度になるように当該発光素子（１）の向きを修正するこ
とを特徴とする光モジュール組立方法。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の光モジュール
組立方法において、FFP光学測定系（３）は、発光素子
（１）との距離を変化させることなく同発光素子（１）
から出射された光の広がり角度及び出射角度の双方又は
一方を検出可能であり、また、光学部品（２）との距離
を変化させることなく同光学部品（２）を通過した光の
広がり角度及び光軸の双方又は一方を検出可能であるこ
とを特徴とする光モジュール組立方法。 - 【請求項４】発光素子（１）を搭載可能なステージ
（４）と、同発光素子（１）から出射された光を平行光
又は集束光とするための光学部品（２）を把持し、これ
を少なくとも一軸方向に移動可能なハンド（５）と、前
記発光素子（１）から出射された光の広がり角度及び出
射角度の双方又は一方を検出可能であり、また、光学部
品（２）との距離を変化させることなく同光学部品
（２）を通過した光の広がり角度及び光軸の双方又は一
方を検出可能であるFFP光学測定系（３）を備えたこと
を特徴とする光モジュールの組立装置。 - 【請求項５】請求項４記載の光モジュールの組立装置に
おいて、ステージ（４）は、FFP光学測定系（３）によ
って検出される発光素子（１）から出射された光の出射
角度に応じて、同出射角度が所定の角度になるように当
該発光素子（１）の向きを修正可能であることを特徴と
する光モジュールの組立装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229717A JP2002043673A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 光モジュール組立方法及び組立装置 |
| US09/845,158 US7023551B2 (en) | 2000-07-28 | 2001-05-01 | Method, system and computer program product for assembling an optical module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229717A JP2002043673A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 光モジュール組立方法及び組立装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043673A true JP2002043673A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18722787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000229717A Pending JP2002043673A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 光モジュール組立方法及び組立装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7023551B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002043673A (ja) |
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| KR20200033180A (ko) * | 2018-09-18 | 2020-03-27 | 제트카베 그룹 게엠베하 | 다중 모드 레이저 광원과 시준 광학계의 위치 최적화 방식의 연결 방법 |
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| US6851870B1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-02-08 | E-Pin Optical Industry Co., Ltd. | Method for measuring and assembling transceiver optical sub-assembly |
| US8366298B2 (en) | 2010-08-24 | 2013-02-05 | Idexx Laboratories, Inc. | Laser diode mounting system |
| CN107855767B (zh) * | 2017-10-17 | 2024-06-07 | 歌尔光学科技有限公司 | 光学模组组装设备及方法 |
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