JP4357168B2 - レーザダイオードの発光点位置の測定方法、測定装置、およびマウント装置 - Google Patents
レーザダイオードの発光点位置の測定方法、測定装置、およびマウント装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードの発光点位置の測定方法、測定装置、およびマウント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＤやＤＶＤ等のディスク状の記録媒体に対して、光学的に情報の記録や読み取りを行う光ヘッド装置が知られている。
【０００３】
この光ヘッド装置は光集積素子を搭載している。この光集積素子は基板を有し、基板の表面にはヒートシンクを介して、レーザ光を出射するレーザダイオードと、記録媒体で反射した反射光を受光するフォトダイオードが接合されている。
【０００４】
通常、光集積素子を製造する場合、まずレーザダイオードが接合され、その後、フォトダイオードが搭載される。光集積素子にフォトダイオードを搭載する際には、レーザダイオードから出射されたレーザ光が記録媒体によって反射されて戻ってきた際に正確にフォトダイオードに受光されるように位置決めする必要があり、このため、レーザダイオードの発光点の位置を明確に把握し、この発光点に対してフォトダイオードを位置決めしている。
【０００５】
レーザダイオードの発光点位置の測定方法としては、発光点そのものを測定する方法、レーザダイオードの外形から測定する方法、レーザダイオードに付けられたマークの位置から測定する方法などがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
発光点の位置をデバイスの積層された材料の模様そのものから推定する方法は、高い精度で発光点位置を測定できる一方で、数ミクロン程度の微小な発光点を捉えるために高倍率のカメラが必要となる。しかしながら、一般に、高倍率のカメラは視野が狭く、被写界深度が狭いため、ヒートシンクの製造精度を考慮すると、固体ごとに焦点合わせが必要となり、生産性の低下を招くという問題がある。
【０００７】
また、発光点位置をレーザダイオードの外形から測定する方法は、半導体ウエハから各レーザダイオードを高精度に切り出すことが困難であるため、外形に個体差が生じ、発光点位置の検出精度が劣化するという問題がある。
【０００８】
また、発光点の位置をレーザダイオードに付けられたマークの位置から測定する方法は、発光点に対するマーク自体の位置決め精度が低いため、発光点の位置を高い精度で検出することができないという問題がある。
【０００９】
そこで、レーザダイオードを通電により発光させ、その発光面の撮像画像からレーザダイオードの発光点の位置を測定する方法が考えられる。
【００１０】
図８はレーザダイオードＬの発光面を示す概略図、図９はレーザダイオードＬに電流を印加したときに、その発光面を撮像した撮像画像の一例を示す概略図である。
【００１１】
図８に示すレーザダイオードＬの発光面１０１には、活性層１０２の中途部に発光点１０３が形成されており、レーザダイオードＬに所定の電流を印加することによって、図９に示すように、発光点１０３から活性層１０２に沿ってレーザ光を出射する。
【００１２】
この方法では、まずレーザダイオードＬを発光させ、その発光面１０１をＣＣＤカメラ等で撮像する。そして、得られた撮像画像の発光部分を所定の閾値で明暗に分離した後、その明部１０４の形状の重心を画像処理の手段によってを算出する。そして、その算出結果をレーザダイオードＬの発光点１０３の位置としてみなす。
【００１３】
この方法によれば、レーザダイオードＬが有する発光という性質を用いているうえ、比較的低倍率な光学系でも検出可能で、個体ごとに焦点合わせをする必要がないという利点がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１０−１９９０１５号公報。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザダイオードＬを通電により発光させ、その発光面１０１の撮像画像から発光点１０３の位置を推定する方法では、発光条件や撮像条件等によって、上記明部１０４の形状の重心が設計上必要な発光点１０３の位置からずれていることがある。
【００１６】
図１０（ａ）〜（ｄ）はレーザダイオードＬに印加する電流を除序に増加したときの発光面１０１の撮像画像を示す概略図、図１１はレーザダイオードＬの発光面１０１の明部１０４が発光面１０１の下端に到達したときにおける発光面１０１を撮像した撮像画像を示す概略図である。
【００１７】
すなわち、図１０に示すように、レーザダイオードＬに印加する電流値を増加していくと、それに伴って明部１０４の面積が拡大し、ついには図１０（ｄ）に示すように、明部１０４の一部が直方体であるレーザダイオードＬの一端面である発光面１０１の一端に達することがある。
【００１８】
レーザダイオードＬの明部１０４が発光面１０１の一端に達すると、さらにレーザダイオードＬに印加する電流を増加しても発光面１０１の一端側については活性層１０２を有さないので当然領域は拡大しなくなる。そのため、撮像画像から求められた明部１０４の形状が歪み、その形状の重心位置にあるべき発光点１０３が他端側にずれて正確に把握されるという問題がある。
【００１９】
同様に、図１１に示すように、レーザダイオードＬに印加する電流値を増加していくと、それに伴って明部１０４の面積が増加し、明部１０４の一部が発光面１０１の下端に達することがある。この場合も、上記同様に明部１０４の形状の重心が真の発光点１０３に対して上端側にずれて、発光点１０３の位置を正確に把握できない。
【００２０】
本発明の第１の目的は、レーザダイオードの発光点の位置を高精度、かつ迅速に推定できるレーザダイオードの発光点位置の測定方法、測定装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の第２の目的は、レーザダイオードが搭載された基板上にフォトダイオードを高精度に位置決めして迅速に搭載できるマウント装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の発光点位置の測定方法、測定装置、およびマウント装置は次のように構成されている。
【００２３】
（１）レーザダイオードを発光させるとともに、その発光面を撮像し、得られた撮像画像の明暗により識別可能な領域のうち、その明部がなす形状の重心から発光点の位置を推定するレーザダイオードの発光点位置の測定方法において、上記レーザダイオードを通電により発光させる発光工程と、この発光工程中に上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像工程と、この撮像工程により得られる撮像画像の上記明部が上記発光面の端部に達することがないよう上記明部の面積が所定の範囲になるよう調整する調整工程と、この調整工程によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部の形状の重心を算出する算出工程と、を具備することを特徴とする。
【００２４】
（２）（１）に記載されたレーザダイオードの発光点位置の測定方法であって、上記発光面を撮像して得られる撮像画像において生じる明部と暗部のうち上記明部がなす形状の重心位置と発光点の位置とのずれ量との関係から決定された上記ずれ量が所定値以下となる上記明部がなす形状の面積の範囲に対応する電流値の範囲内で、上記レーザダイオードに印加する電流を制御する調整工程であることを特徴とする。
【００２５】
（３）（１）に記載されたレーザダイオードの発光点位置の測定方法であって、上記発光面を撮像して得られる撮像画像において生じる明部と暗部のうち上記明部がなす形状の重心位置と上記発光点の位置とのずれ量との関係から決定された上記ずれ量が所定値以下となる上記明部がなす形状の面積の範囲内となるよう、撮像装置の露光時間を制御する調整工程であることを特徴とする。
【００２６】
（４）レーザダイオードを発光させるとともに、その発光面を撮像し、得られた撮像画像の明暗により識別可能な領域のうち、その明部がなす形状の重心から発光点の位置を推定するレーザダイオードの発光点位置の測定装置において、上記レーザダイオードに電流を印加して発光させる電流印加手段と、この電流印加手段によって発光した上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像手段と、上記発光面の撮像画像の発光部分を所定の閾値で明部と暗部とに分離する明暗分離手段と、上記明部が上記発光面の端部より内側の範囲に収まるように上記電流値を調整する調整手段と、この調整手段によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部の形状の重心を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする。
【００２７】
（５）レーザダイオードが搭載された基板上にフォトダイオードをマウントするマウント装置において、上記基板を保持する保持部と、この保持部に保持された基板上の上記レーザダイオードに電流を印加して発光させる電流印加手段と、上記保持部に保持された基板の上方に配置され、上記電流印加手段によって発光した上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像手段と、上記発光面の撮像画像の発光部分を所定の閾値で明部と暗部とに分離する明暗分離手段と、上記明部が上記発光面の端部より内側の範囲に収まるように上記電流値を調整する調整手段と、この調整手段によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部がなす形状の重心を算出する算出手段と、上記フォトダイオードを保持するとともに、このフォトダイオードを上記明部の形状の重心を基準に位置決めして上記基板にマウントするマウント手段と、を具備することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２９】
まず、本発明に係るレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法および測定装置の基礎となる、レーザダイオードＬの第１特性実験について説明する。
【００３０】
この実験は、レーザダイオードＬを発光させた場合に、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致する発光条件を得るためになされたものであり、具体的には、レーザダイオードＬの発光点がある端面（発光面）を撮像しながら、レーザダイオードＬに印加する電流値を増加して、レーザダイオードＬが発光する光によって生じる撮像画像の明部５１がなす形状の面積とその重心との関係を調べた。この実験結果を図１に示す。なお、上記明部５１とは、後述するように、ＣＣＤカメラ８によって撮像されたレーザダイオードＬの発光面の発光部分のうち、所定の閾値よりも輝度が高い部分のことである。
【００３１】
この実験によれば、図１に示すように、明部５１の面積が所定の範囲、すなわちＡｂ〜Ａａの範囲にあるとき、明部５１の形状の重心はほぼ一定の値Ｇとなっていることがわかる。
【００３２】
したがって、明部５１の面積がＡｂ程度の微小な値である場合には、レーザ光が発光点からのみ出射されていると考えられることから、明部５１の面積がＡｂ〜Ａａの範囲にあるときは、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致しているとみなすことができる。一方、明部５１の面積がＡａ以上の範囲では、明部５１の形状の重心が上述した一定値Ｇから大きくずれていることがわかる。
【００３３】
これらの関係と、実際の発光点の位置から、明部５１の面積がＡａ以上であるとき、明部５１の形状の重心は発光点の位置からずれていることがわかった。
【００３４】
以下、上記実験結果に基づいてなされた、本発明に係るレーザダイオードＬを用いた光集積素子と、この光集積素子を製造する際に用いられる発光点位置の測定方法および測定装置について説明する。
【００３５】
図４は光集積素子の構成を示す斜視図である。
【００３６】
この図に示すように、光集積素子３０は、矩形状の基板３１と、この基板３１の表面に設けられたヒートシンク３２と、このヒートシンク３２の表面に接合されたレーザダイオードＬと、上記ヒートシンク３２の表面に接合されたフォトダイオードＰと、から構成されており、上記レーザダイオードＬとフォトダイオードＰが相対的に位置合わせされて組み立てられた構造となっている。
【００３７】
図２はレーザダイオードの発光点位置の測定装置を備えた、レーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を測定する検査測定装置の構成を示す概略図である。
【００３８】
図２に示すように、検査測定装置は、搬送装置４１と、この搬送装置４１の上方に配置された本発明のレーザダイオードＬの発光点位置の測定装置４２とから構成されている。
【００３９】
上記搬送装置４１はガイドレール１を有する。このガイドレール１はベース（不図示）によってほぼ水平に支持されており、上面には基板キャリア２がガイドレール１の長手方向（図１中左右方向）に沿って移動可能に設けられている。
【００４０】
基板キャリア２にはキャリア送り部材２ａが設けられている。このキャリア送り部材２ａは送り装置（不図示）と係合しており、この送り装置を作動することで、基板キャリア２をガイドレール１の長手方向に沿って駆動できるようになっている。
【００４１】
また、基板キャリア２には、複数の穴部（不図示）がガイドレール１の長手方向に対して所定間隔で形成されている。これら穴部には、それぞれ光集積素子３０が係合保持されており、基板キャリア２を駆動することで、保持した光集積素子３０をガイドレール１の長手方向に搬送できるようになっている。
【００４２】
基板キャリア２の下側には上昇装置（不図示）が配置されている。この上昇装置は上下方向に駆動される駆動軸３を有しており、駆動軸３の上端には光集積素子３０を吸引保持する吸引ステージ４（保持部）が設けられている。
【００４３】
この吸引ステージ４は、通常基板キャリア２と干渉しないように、基板キャリア２の下側に退避している。そして、搬送される光集積素子３０が吸引ステージ４の直上の位置（以下、待機位置とする）に到達したときに上昇し、光集積素子３０を待機位置から所定距離だけ上昇した位置（以下、検査位置とする）に設定する。
【００４４】
一方、上記レーザダイオードＬの発光点位置の測定装置４２は、支持アーム５を有している。この支持アーム５は基板キャリア２の上方にほぼ平行に配置されており、その所定位置には撮像装置６（撮像手段）が固定されている。
【００４５】
撮像装置６は、支持アーム５の上面に固定されたＣＣＤカメラ７（明暗分離手段）と、支持アーム５の下面にほぼ垂直に固定された光学系８とから構成され、光学系８の先端部は上記検査位置で待機する光集積素子３０に向けられている。
【００４６】
また、基板キャリア２の上面側には通電装置９（電流印加手段）が配置されている。この通電装置９は、ガイドレール１に対して傾斜して駆動される移動支持体１０に固定されており、この移動支持体１０を駆動することで、通電装置９を検査位置で待機する光集積素子３０に対して接近および離間できるようになっている。
【００４７】
通電装置９は一対のプローブ１１を備えている。これらプローブ１１には発光電源１２が接続されており、この発光電源１２によってプローブ１１間に所定の電流を印加することができる。
【００４８】
それによって、通電装置９を光集積素子３０に接近させて各プローブ１１を光集積素子３０に貼り付けられたレーザダイオードＬの電極にそれぞれ接触させることで、レーザダイオードＬを発光できるようになっている。
【００４９】
ＣＣＤカメラ７と発光電源１２は、制御装置１３（調整手段、算出手段、測定手段）を介して接続されている。この制御装置１３は、ＣＣＤカメラ７による撮像画像に基づいて、レーザダイオードＬに印加する電流値の制御を行うものである。
【００５０】
次に、上述した構成の検査測定装置を使用して、光集積素子３０に搭載されたレーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を測定する工程について説明する。
【００５１】
搬送される光集積素子３０が上記待機位置に到達したら、基板キャリア２を一時停止し、上昇装置を駆動して駆動軸３を上昇させる。そして、駆動軸３の上端に設けられた吸引ステージ４に上記光集積素子３０を吸引保持し、この光集積素子３０上記検査位置まで上昇させる。
【００５２】
光学集積素子３０が検査位置に設定されたならば、通電装置９を光集積素子３０に接近させ、プローブ１１をレーザダイオードＬの電極に接触させる。そして、レーザダイオードＬにプローブ１１を介して検査用電流を印加し、このレーザダイオードＬを発光させる（発光工程）。レーザダイオードＬに印加する検査用電流は、制御装置１３によって後述する方法によって制御されている。
【００５３】
レーザダイオードＬの発光面をＣＣＤカメラ７で観察し、その撮像画像のうち発光が観測された部分（明部５１）の形状の重心を求める。この明部５１の形状の重心を発光点とみなす。
【００５４】
レーザダイオードＬの発光点の位置が測定されたら、フォトダイオードＰに付けられたマークをＣＣＤカメラ７で撮像し、その撮像画像からパターンマッチング等の画像処理の手法を用いてマークの位置を測定する。
【００５５】
レーザダイオードの発光点の位置とフォトダイオードＰのマークの位置を測定したら、制御装置１３によってレーザダイオードＬの発光点とフォトダイオードＰのマークとの相対位置を測定する（測定工程）。そして、測定された相対位置を表示画面に表示するとともに、パソコン内部のＨＤＤ或いはネットワーク上のＨＤＤに保存する。
【００５６】
さて、上述した検査用電流の制御について図３を用いて説明する。
【００５７】
図３に示すように、検査用電流値を設定する場合、まず初期電流値Ｉｉを決定し（ステップ０１）、この初期電流値Ｉｉを用いてレーザダイオードＬを発光させる（ステップ０２）。
【００５８】
なお、初期電流値Ｉｉを決定する場合、予め同じ仕様かつ多数のレーザダイオードＬを実際に発光させて、ＡｍｉｎとＡｍａｘを実験を通して決定しておく。Ａｍａｘは、大部分のレーザダイオードＬにおいて、撮像画像の明部５１が発光面の端部に達しないように多少の余裕を持って決められた最大面積値であり、Ａｍｉｎは画像処理を行う上でノイズ成分と明部５１とを分離できる程度の余裕を持って決められた最小面積値である。これらＡｍａｘとＡｍｉｎを決定したら、任意のレーザダイオードＬを選び出し、その明部５１の面積がＡｍａｘとなる電流値とＡｍｉｎとなる電流値を計測する。そして、これら２つの電流値の中間値を初期電流値Ｉｉとする。
【００５９】
次に、初期電流値ＩｉによるレーザダイオードＬの発光面をＣＣＤカメラ７で撮像し（ステップ０３、撮像工程）、得られた撮像画像を所定の閾値で明部５１と暗部とに分離する。そして、撮像画像中の明部５１を画像処理の手法で処理し、明部５１の面積を算出する（ステップ０４、算出工程）。
【００６０】
次に、算出された明部５１の面積をＡｍａｘと比較し（ステップ０５）、明部５１の面積がＡｍａｘより大きい場合（ステップ０５のＹＥＳ）、印加する電流の値を僅かに減らした後（ステップ０６）、この電流値を用いて再びレーザダイオードＬを発光させる（ステップ０２）。
【００６１】
一方、明部５１の面積がＡｍａｘよりも小さい場合（ステップ０５のＮＯ）、この明部５１の面積をＡｍｉｎと比較し（ステップ０７）、明部５１の面積がＡｍｉｎよりも小さい場合（ステップ０７のＹＥＳ）、印加する電流の値を僅かに増やした後（ステップ０８）、この電流値を用いて再びレーザダイオードＬを発光させる（ステップ０２）。また、明部５１の面積がＡｍｉｎよりも大きい場合（ステップ０７のＮＯ）、その撮像画像に基づいて明部５１の形状の重心を算出する。
【００６２】
このとき、上述した工程から明らかなように、撮像画像に現れた明部５１の面積は、Ａｍｉｎ〜Ａｍａｘの範囲内にある。そのため、上述したレーザダイオードＬの第１特性実験（図１に示す）から、明部５１の形状の重心がレーザダイオードＬの発光点の位置と一致しているとみなすことができる。
【００６３】
上述したレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法、測定装置および検査測定装置によれば、レーザダイオードＬの発光点の位置を測定する際に、明部５１の面積がＡｂ〜Ａａの範囲に収まるように、レーザダイオードＬに印加する電流値を制御している。
【００６４】
そのため、撮像画像に現れた明部５１が発光面の端部に達することがないから、明部５１の形状の重心とレーザダイオードＬの発光点の位置とが一致しているとみなすことができる。したがって、明部５１の形状の重心を算出することで、ほぼ正確にレーザダイオードＬの発光点を測定することができる。
【００６５】
また、明部５１が発光面の端部に達しているかを、明部５１の面積に基づいて判断するようにしている。
【００６６】
そのため、撮像画像に現れた明部５１が発光面の端部に達するときの明部５１の面積は、レーザダイオードＬ毎の個体差が少ないから、初期電流値ＩｉをレーザダイオードＬに印加したときに、大部分のレーザダイオードＬにおいて、撮像画像に現れた明部５１が発光面の端部に達することがない。
【００６７】
したがって、レーザダイオードＬの発光点の位置を測定するために印加する検査用電流の設定が不要となることがあり、発光点の位置を測定する時間を短縮することができる。
【００６８】
また、光集積素子３０に貼り付けられたレーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を測定する検査測定装置に、上述したレーザダイオードＬの発光点位置の測定装置を適用している。
【００６９】
そのため、光集積素子３０に貼り付けられたレーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を正確に測定できるとともに、測定に要する時間を短縮することができる。
【００７０】
次に、図５〜図７を用いて本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７１】
図５は本発明が適用されるマウント装置の構成を示す概略図である。なお、マウント装置の構成の大部分は、上述した第１の実施の形態に係る検査測定装置の構成と同一であるため、同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７２】
図５に示すように、光集積素子３０の搬送方向に対して撮像装置６の上流側には、基板３１にＵＶ接着剤を供給するためのディスペンサ２１が配置されている。ディスペンサ２１と支持アーム５の間にはマウントユニット２２（マウント手段）が設けられている。
【００７３】
このマウントユニット２２は、ほぼ垂直に設けられた支持柱２３を有している。この支持柱２３にはヘッド２４の一端部が上下動可能、かつ回動可能に支持されている。そして、ヘッド２４の他端部にはフォトダイオードＰ等が保持されるハンド２４ａが設けられている。
【００７４】
ヘッド２４には、駆動装置（不図示）が接続されており、この駆動装置を作動することで、ハンド２４ａに保持されたフォトダイオードＰを検査位置で待機する基板３１の所定位置にマウントできるようになっている。
【００７５】
次に、上述した構成のマウント装置を使用する際の作用について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７６】
図６に示すように、マウント装置を使用して基板３１にフォトダイオードＰを搭載する場合、まず、基板キャリア２の穴部にレーザダイオードＬを備えた基板３１を搬入する（ステップ１１）。
【００７７】
基板３１が基板キャリア２に搬送されてディスペンサ２１の下方に到達したならば、このディスペンサ２１からＵＶ接着剤を基板３１の所定位置に供給し（ステップ１２）、基板３１上のレーザダイオードＬの発光点の位置および発光面の角度を上述した第１の実施の形態と同様の手順で測定する（ステップ１３）。
【００７８】
一方で、ウエハＵ上のフォトダイオードＰの位置を検出し（ステップ１４）、ウエハＵを移動させることにより、このフォトダイオードＰをピックアップ位置へ設定する（ステップ１５）。
【００７９】
そして、ピックアップ位置に設定されたフォトダイオードＰをヘッド２４のハンド２４ａで保持し（ステップ１６）、そのフォトダイオードＰを光学系８の下方に移動させる。
【００８０】
次に、フォトダイオードＰに設けられたマークをＣＣＤカメラ８により撮像し、その撮像画像からパターンマッチング等の画像処理の手法を用いて、マークの位置を算出する（ステップ１７）。
【００８１】
次に、フォトダイオードＰがレーザダイオードＬの発光点に対して基板３１表面の予め指定された相対位置に来るようにヘッド２４を駆動し（ステップ１８）、そのフォトダイオードＰを基板３１にマウントする（ステップ１９）。
【００８２】
そして、ＵＶ照射によりＵＶ接着剤が硬化するのを待って（ステップ２０）、基板３１を払い出す（ステップ２１）。以上で基板３１にフォトダイオードＰをマウントする工程が終了する。
【００８３】
上記構成によれば、このマウント装置は、上述したレーザダイオードＬの発光点位置の測定装置４１を備えており、この発光点位置の測定装置４１を用いて、フォトダイオードＰをレーザダイオードＬに対して位置決めしている。
【００８４】
そのため、光集積素子３０に搭載されたレーザダイオードＬの発光点の位置に対して極めて正確にフォトダイオードＰを位置決めすることができるから、フォトダイオードＰを高い位置精度で基板３１にマウントできるとともに、マウントに要する時間を短縮することができる。
【００８５】
なお、上記実施の形態では、明部５１が発光面の端部に達しているかを、明部５１の面積に基づいて判断したが、これに限定されるものではない。すなわち、明部５１の面積の代わりに、その面積と電流値との関係を調べておき、レーザダイオードＬに印加する電流値に基づいて判断するようにしてもよい。
【００８６】
以下、本発明に係るレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法および測定装置の基礎となる、レーザダイオードＬの第２特性実験について説明する。
【００８７】
この実験は、上述した第１特性実験と同様に、レーザダイオードＬを発光させた場合に、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致する発光条件を得るためになされたものであり、具体的には、レーザダイオードＬに印加する電流値を除序に増加し、電流値と明部５１の形状の重心との関係を調べた。この実験結果を図７に示す。
【００８８】
この実験によれば、図７に示すように、電流値が所定の範囲、すなわちＩｂ〜Ｉａの範囲にあるとき、明部５１の形状の重心はほぼ一定の値Ｇ´となっていることがわかる。
【００８９】
したがって、電流値がＩｂ程度の微小な値である場合には、レーザ光が発光点からのみ出射されていると考えられることから、電流値がＩｂ〜Ｉａの範囲にあるときは、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致しているとみなすことができる。
【００９０】
一方、電流値がＩａ以上の範囲では、明部５１の形状の重心が上述した一定値Ｇ´から大きくずれていることがわかる。したがって、電流値がＩａ以上であるとき、明部５１の形状の重心は発光点からずれているとみなすことができる。
【００９１】
このように、レーザダイオードＬに印加する電流値を測定することによっても、明部５１が発光面の端部に達しているかを判断することが可能である。しかしながら、レーザダイオードＬには個体差があり、明部５１が発光面の端部に達する時に印加されている電流値Ｉａは個体によって大きく異なっていることがある。
【００９２】
そのため、この特性を用いたレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法、測定装置および検査測定装置、マウント装置は、個体差が少ないと考えられる少量生産に向いているといえる。
【００９３】
また、上記各実施の形態では、レーザダイオードＬに印加する電流値を制御することで、明部５１が発光面の端部に達しないようにしている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、フィルタリングによる減光を行ってもよい。その実現手段としては、会長を切り替えられる減光性フィルムを介装したり、ＣＣＤカメラ７のシャッタースピードを制御することで、露光時間を短縮するようにしてもよい。
【００９４】
こうすることで、実際には明部５１が発光面の端部に達した場合であっても、明部５１の中心部に比べて輝度が低い明部５１の周辺部が、撮像画像に現像されないよう調整できるから、この撮像画像に基づいて明部５１の形状の重心を算出することで、レーザダイオードＬの発光点の位置をほぼ正確に測定することができる。
【００９５】
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能であるのは勿論である。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザダイオードの発光点位置を高精度、かつ迅速に測定することができる。
【００９７】
また、レーザダイオードが搭載された基板上にフォトダイオードを高精度、かつ迅速に位置決めしてマウントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るレーザダイオードの明部の面積と明部の形状の重心との関係を示すグラフ。
【図２】 同実施の形態に係るレーザダイオードの発光点位置の測定装置を備えた、レーザダイオードとフォトダイオードの相対位置を測定する検査測定装置の構成を示す概略図。
【図３】 同実施の形態に係るレーザダイオードに印加する電流値の制御を説明するフローチャート。
【図４】 同実施の形態に係る光集積素子の構成を示す斜視図。
【図５】 本発明の第２の実施の形態に係るマウント装置の構成を示す概略図で。Ｉ
【図６】 同実施の形態に係るマウント装置を使用して光集積素子にフォトダイオードを搭載する工程を説明するフローチャート。
【図７】 同実施の形態に係るレーザダイオードに印加する電流値と明部の形状の重心との関係を示すグラフ。
【図８】 レーザダイオードの発光面を示す概略図。
【図９】 レーザダイオードに電流を印加したときに、その発光面を撮像した撮像画像の一例を示す概略図。
【図１０】 レーザダイオードに印加する電流値を除序に増加したときの発光面の撮像画像を示す概略図。
【図１１】 レーザダイオードの明部が発光面の下端に到達したときにおける発光面を撮像した撮像画像を示す概略図。
【符号の説明】
４…吸引ステージ（保持部）、６…撮像装置（撮像手段）、７…ＣＣＤカメラ（明暗分離手段）、９…通電装置（電流印加手段）、１３…制御装置（制御手段、算出手段、測定手段）、２２…マウントユニット（マウント手段）、Ｌ…レーザダイオード、Ｐ…フォトダイオード、３１…基板、５１…明部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードの発光点位置の測定方法、測定装置、およびマウント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＤやＤＶＤ等のディスク状の記録媒体に対して、光学的に情報の記録や読み取りを行う光ヘッド装置が知られている。
【０００３】
この光ヘッド装置は光集積素子を搭載している。この光集積素子は基板を有し、基板の表面にはヒートシンクを介して、レーザ光を出射するレーザダイオードと、記録媒体で反射した反射光を受光するフォトダイオードが接合されている。
【０００４】
通常、光集積素子を製造する場合、まずレーザダイオードが接合され、その後、フォトダイオードが搭載される。光集積素子にフォトダイオードを搭載する際には、レーザダイオードから出射されたレーザ光が記録媒体によって反射されて戻ってきた際に正確にフォトダイオードに受光されるように位置決めする必要があり、このため、レーザダイオードの発光点の位置を明確に把握し、この発光点に対してフォトダイオードを位置決めしている。
【０００５】
レーザダイオードの発光点位置の測定方法としては、発光点そのものを測定する方法、レーザダイオードの外形から測定する方法、レーザダイオードに付けられたマークの位置から測定する方法などがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
発光点の位置をデバイスの積層された材料の模様そのものから推定する方法は、高い精度で発光点位置を測定できる一方で、数ミクロン程度の微小な発光点を捉えるために高倍率のカメラが必要となる。しかしながら、一般に、高倍率のカメラは視野が狭く、被写界深度が狭いため、ヒートシンクの製造精度を考慮すると、固体ごとに焦点合わせが必要となり、生産性の低下を招くという問題がある。
【０００７】
また、発光点位置をレーザダイオードの外形から測定する方法は、半導体ウエハから各レーザダイオードを高精度に切り出すことが困難であるため、外形に個体差が生じ、発光点位置の検出精度が劣化するという問題がある。
【０００８】
また、発光点の位置をレーザダイオードに付けられたマークの位置から測定する方法は、発光点に対するマーク自体の位置決め精度が低いため、発光点の位置を高い精度で検出することができないという問題がある。
【０００９】
そこで、レーザダイオードを通電により発光させ、その発光面の撮像画像からレーザダイオードの発光点の位置を測定する方法が考えられる。
【００１０】
図８はレーザダイオードＬの発光面を示す概略図、図９はレーザダイオードＬに電流を印加したときに、その発光面を撮像した撮像画像の一例を示す概略図である。
【００１１】
図８に示すレーザダイオードＬの発光面１０１には、活性層１０２の中途部に発光点１０３が形成されており、レーザダイオードＬに所定の電流を印加することによって、図９に示すように、発光点１０３から活性層１０２に沿ってレーザ光を出射する。
【００１２】
この方法では、まずレーザダイオードＬを発光させ、その発光面１０１をＣＣＤカメラ等で撮像する。そして、得られた撮像画像の発光部分を所定の閾値で明暗に分離した後、その明部１０４の形状の重心を画像処理の手段によってを算出する。そして、その算出結果をレーザダイオードＬの発光点１０３の位置としてみなす。
【００１３】
この方法によれば、レーザダイオードＬが有する発光という性質を用いているうえ、比較的低倍率な光学系でも検出可能で、個体ごとに焦点合わせをする必要がないという利点がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１０−１９９０１５号公報。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザダイオードＬを通電により発光させ、その発光面１０１の撮像画像から発光点１０３の位置を推定する方法では、発光条件や撮像条件等によって、上記明部１０４の形状の重心が設計上必要な発光点１０３の位置からずれていることがある。
【００１６】
図１０（ａ）〜（ｄ）はレーザダイオードＬに印加する電流を除序に増加したときの発光面１０１の撮像画像を示す概略図、図１１はレーザダイオードＬの発光面１０１の明部１０４が発光面１０１の下端に到達したときにおける発光面１０１を撮像した撮像画像を示す概略図である。
【００１７】
すなわち、図１０に示すように、レーザダイオードＬに印加する電流値を増加していくと、それに伴って明部１０４の面積が拡大し、ついには図１０（ｄ）に示すように、明部１０４の一部が直方体であるレーザダイオードＬの一端面である発光面１０１の一端に達することがある。
【００１８】
レーザダイオードＬの明部１０４が発光面１０１の一端に達すると、さらにレーザダイオードＬに印加する電流を増加しても発光面１０１の一端側については活性層１０２を有さないので当然領域は拡大しなくなる。そのため、撮像画像から求められた明部１０４の形状が歪み、その形状の重心位置にあるべき発光点１０３が他端側にずれて正確に把握されるという問題がある。
【００１９】
同様に、図１１に示すように、レーザダイオードＬに印加する電流値を増加していくと、それに伴って明部１０４の面積が増加し、明部１０４の一部が発光面１０１の下端に達することがある。この場合も、上記同様に明部１０４の形状の重心が真の発光点１０３に対して上端側にずれて、発光点１０３の位置を正確に把握できない。
【００２０】
本発明の第１の目的は、レーザダイオードの発光点の位置を高精度、かつ迅速に推定できるレーザダイオードの発光点位置の測定方法、測定装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の第２の目的は、レーザダイオードが搭載された基板上にフォトダイオードを高精度に位置決めして迅速に搭載できるマウント装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の発光点位置の測定方法、測定装置、およびマウント装置は次のように構成されている。
【００２３】
（１）レーザダイオードを発光させるとともに、その発光面を撮像し、得られた撮像画像の明暗により識別可能な領域のうち、その明部がなす形状の重心から発光点の位置を推定するレーザダイオードの発光点位置の測定方法において、上記レーザダイオードを通電により発光させる発光工程と、この発光工程中に上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像工程と、この撮像工程により得られる撮像画像の上記明部が上記発光面の端部に達することがないよう上記明部の面積が所定の範囲になるよう調整する調整工程と、この調整工程によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部の形状の重心を算出する算出工程と、を具備することを特徴とする。
【００２４】
（２）（１）に記載されたレーザダイオードの発光点位置の測定方法であって、上記発光面を撮像して得られる撮像画像において生じる明部と暗部のうち上記明部がなす形状の重心位置と発光点の位置とのずれ量との関係から決定された上記ずれ量が所定値以下となる上記明部がなす形状の面積の範囲に対応する電流値の範囲内で、上記レーザダイオードに印加する電流を制御する調整工程であることを特徴とする。
【００２５】
（３）（１）に記載されたレーザダイオードの発光点位置の測定方法であって、上記発光面を撮像して得られる撮像画像において生じる明部と暗部のうち上記明部がなす形状の重心位置と上記発光点の位置とのずれ量との関係から決定された上記ずれ量が所定値以下となる上記明部がなす形状の面積の範囲内となるよう、撮像装置の露光時間を制御する調整工程であることを特徴とする。
【００２６】
（４）レーザダイオードを発光させるとともに、その発光面を撮像し、得られた撮像画像の明暗により識別可能な領域のうち、その明部がなす形状の重心から発光点の位置を推定するレーザダイオードの発光点位置の測定装置において、上記レーザダイオードに電流を印加して発光させる電流印加手段と、この電流印加手段によって発光した上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像手段と、上記発光面の撮像画像の発光部分を所定の閾値で明部と暗部とに分離する明暗分離手段と、上記明部が上記発光面の端部より内側の範囲に収まるように上記電流値を調整する調整手段と、この調整手段によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部の形状の重心を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする。
【００２７】
（５）レーザダイオードが搭載された基板上にフォトダイオードをマウントするマウント装置において、上記基板を保持する保持部と、この保持部に保持された基板上の上記レーザダイオードに電流を印加して発光させる電流印加手段と、上記保持部に保持された基板の上方に配置され、上記電流印加手段によって発光した上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像手段と、上記発光面の撮像画像の発光部分を所定の閾値で明部と暗部とに分離する明暗分離手段と、上記明部が上記発光面の端部より内側の範囲に収まるように上記電流値を調整する調整手段と、この調整手段によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部がなす形状の重心を算出する算出手段と、上記フォトダイオードを保持するとともに、このフォトダイオードを上記明部の形状の重心を基準に位置決めして上記基板にマウントするマウント手段と、を具備することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２９】
まず、本発明に係るレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法および測定装置の基礎となる、レーザダイオードＬの第１特性実験について説明する。
【００３０】
この実験は、レーザダイオードＬを発光させた場合に、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致する発光条件を得るためになされたものであり、具体的には、レーザダイオードＬの発光点がある端面（発光面）を撮像しながら、レーザダイオードＬに印加する電流値を増加して、レーザダイオードＬが発光する光によって生じる撮像画像の明部５１がなす形状の面積とその重心との関係を調べた。この実験結果を図１に示す。なお、上記明部５１とは、後述するように、ＣＣＤカメラ８によって撮像されたレーザダイオードＬの発光面の発光部分のうち、所定の閾値よりも輝度が高い部分のことである。
【００３１】
この実験によれば、図１に示すように、明部５１の面積が所定の範囲、すなわちＡｂ〜Ａａの範囲にあるとき、明部５１の形状の重心はほぼ一定の値Ｇとなっていることがわかる。
【００３２】
したがって、明部５１の面積がＡｂ程度の微小な値である場合には、レーザ光が発光点からのみ出射されていると考えられることから、明部５１の面積がＡｂ〜Ａａの範囲にあるときは、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致しているとみなすことができる。一方、明部５１の面積がＡａ以上の範囲では、明部５１の形状の重心が上述した一定値Ｇから大きくずれていることがわかる。
【００３３】
これらの関係と、実際の発光点の位置から、明部５１の面積がＡａ以上であるとき、明部５１の形状の重心は発光点の位置からずれていることがわかった。
【００３４】
以下、上記実験結果に基づいてなされた、本発明に係るレーザダイオードＬを用いた光集積素子と、この光集積素子を製造する際に用いられる発光点位置の測定方法および測定装置について説明する。
【００３５】
図４は光集積素子の構成を示す斜視図である。
【００３６】
この図に示すように、光集積素子３０は、矩形状の基板３１と、この基板３１の表面に設けられたヒートシンク３２と、このヒートシンク３２の表面に接合されたレーザダイオードＬと、上記ヒートシンク３２の表面に接合されたフォトダイオードＰと、から構成されており、上記レーザダイオードＬとフォトダイオードＰが相対的に位置合わせされて組み立てられた構造となっている。
【００３７】
図２はレーザダイオードの発光点位置の測定装置を備えた、レーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を測定する検査測定装置の構成を示す概略図である。
【００３８】
図２に示すように、検査測定装置は、搬送装置４１と、この搬送装置４１の上方に配置された本発明のレーザダイオードＬの発光点位置の測定装置４２とから構成されている。
【００３９】
上記搬送装置４１はガイドレール１を有する。このガイドレール１はベース（不図示）によってほぼ水平に支持されており、上面には基板キャリア２がガイドレール１の長手方向（図１中左右方向）に沿って移動可能に設けられている。
【００４０】
基板キャリア２にはキャリア送り部材２ａが設けられている。このキャリア送り部材２ａは送り装置（不図示）と係合しており、この送り装置を作動することで、基板キャリア２をガイドレール１の長手方向に沿って駆動できるようになっている。
【００４１】
また、基板キャリア２には、複数の穴部（不図示）がガイドレール１の長手方向に対して所定間隔で形成されている。これら穴部には、それぞれ光集積素子３０が係合保持されており、基板キャリア２を駆動することで、保持した光集積素子３０をガイドレール１の長手方向に搬送できるようになっている。
【００４２】
基板キャリア２の下側には上昇装置（不図示）が配置されている。この上昇装置は上下方向に駆動される駆動軸３を有しており、駆動軸３の上端には光集積素子３０を吸引保持する吸引ステージ４（保持部）が設けられている。
【００４３】
この吸引ステージ４は、通常基板キャリア２と干渉しないように、基板キャリア２の下側に退避している。そして、搬送される光集積素子３０が吸引ステージ４の直上の位置（以下、待機位置とする）に到達したときに上昇し、光集積素子３０を待機位置から所定距離だけ上昇した位置（以下、検査位置とする）に設定する。
【００４４】
一方、上記レーザダイオードＬの発光点位置の測定装置４２は、支持アーム５を有している。この支持アーム５は基板キャリア２の上方にほぼ平行に配置されており、その所定位置には撮像装置６（撮像手段）が固定されている。
【００４５】
撮像装置６は、支持アーム５の上面に固定されたＣＣＤカメラ７（明暗分離手段）と、支持アーム５の下面にほぼ垂直に固定された光学系８とから構成され、光学系８の先端部は上記検査位置で待機する光集積素子３０に向けられている。
【００４６】
また、基板キャリア２の上面側には通電装置９（電流印加手段）が配置されている。この通電装置９は、ガイドレール１に対して傾斜して駆動される移動支持体１０に固定されており、この移動支持体１０を駆動することで、通電装置９を検査位置で待機する光集積素子３０に対して接近および離間できるようになっている。
【００４７】
通電装置９は一対のプローブ１１を備えている。これらプローブ１１には発光電源１２が接続されており、この発光電源１２によってプローブ１１間に所定の電流を印加することができる。
【００４８】
それによって、通電装置９を光集積素子３０に接近させて各プローブ１１を光集積素子３０に貼り付けられたレーザダイオードＬの電極にそれぞれ接触させることで、レーザダイオードＬを発光できるようになっている。
【００４９】
ＣＣＤカメラ７と発光電源１２は、制御装置１３（調整手段、算出手段、測定手段）を介して接続されている。この制御装置１３は、ＣＣＤカメラ７による撮像画像に基づいて、レーザダイオードＬに印加する電流値の制御を行うものである。
【００５０】
次に、上述した構成の検査測定装置を使用して、光集積素子３０に搭載されたレーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を測定する工程について説明する。
【００５１】
搬送される光集積素子３０が上記待機位置に到達したら、基板キャリア２を一時停止し、上昇装置を駆動して駆動軸３を上昇させる。そして、駆動軸３の上端に設けられた吸引ステージ４に上記光集積素子３０を吸引保持し、この光集積素子３０上記検査位置まで上昇させる。
【００５２】
光学集積素子３０が検査位置に設定されたならば、通電装置９を光集積素子３０に接近させ、プローブ１１をレーザダイオードＬの電極に接触させる。そして、レーザダイオードＬにプローブ１１を介して検査用電流を印加し、このレーザダイオードＬを発光させる（発光工程）。レーザダイオードＬに印加する検査用電流は、制御装置１３によって後述する方法によって制御されている。
【００５３】
レーザダイオードＬの発光面をＣＣＤカメラ７で観察し、その撮像画像のうち発光が観測された部分（明部５１）の形状の重心を求める。この明部５１の形状の重心を発光点とみなす。
【００５４】
レーザダイオードＬの発光点の位置が測定されたら、フォトダイオードＰに付けられたマークをＣＣＤカメラ７で撮像し、その撮像画像からパターンマッチング等の画像処理の手法を用いてマークの位置を測定する。
【００５５】
レーザダイオードの発光点の位置とフォトダイオードＰのマークの位置を測定したら、制御装置１３によってレーザダイオードＬの発光点とフォトダイオードＰのマークとの相対位置を測定する（測定工程）。そして、測定された相対位置を表示画面に表示するとともに、パソコン内部のＨＤＤ或いはネットワーク上のＨＤＤに保存する。
【００５６】
さて、上述した検査用電流の制御について図３を用いて説明する。
【００５７】
図３に示すように、検査用電流値を設定する場合、まず初期電流値Ｉｉを決定し（ステップ０１）、この初期電流値Ｉｉを用いてレーザダイオードＬを発光させる（ステップ０２）。
【００５８】
なお、初期電流値Ｉｉを決定する場合、予め同じ仕様かつ多数のレーザダイオードＬを実際に発光させて、ＡｍｉｎとＡｍａｘを実験を通して決定しておく。Ａｍａｘは、大部分のレーザダイオードＬにおいて、撮像画像の明部５１が発光面の端部に達しないように多少の余裕を持って決められた最大面積値であり、Ａｍｉｎは画像処理を行う上でノイズ成分と明部５１とを分離できる程度の余裕を持って決められた最小面積値である。これらＡｍａｘとＡｍｉｎを決定したら、任意のレーザダイオードＬを選び出し、その明部５１の面積がＡｍａｘとなる電流値とＡｍｉｎとなる電流値を計測する。そして、これら２つの電流値の中間値を初期電流値Ｉｉとする。
【００５９】
次に、初期電流値ＩｉによるレーザダイオードＬの発光面をＣＣＤカメラ７で撮像し（ステップ０３、撮像工程）、得られた撮像画像を所定の閾値で明部５１と暗部とに分離する。そして、撮像画像中の明部５１を画像処理の手法で処理し、明部５１の面積を算出する（ステップ０４、算出工程）。
【００６０】
次に、算出された明部５１の面積をＡｍａｘと比較し（ステップ０５）、明部５１の面積がＡｍａｘより大きい場合（ステップ０５のＹＥＳ）、印加する電流の値を僅かに減らした後（ステップ０６）、この電流値を用いて再びレーザダイオードＬを発光させる（ステップ０２）。
【００６１】
一方、明部５１の面積がＡｍａｘよりも小さい場合（ステップ０５のＮＯ）、この明部５１の面積をＡｍｉｎと比較し（ステップ０７）、明部５１の面積がＡｍｉｎよりも小さい場合（ステップ０７のＹＥＳ）、印加する電流の値を僅かに増やした後（ステップ０８）、この電流値を用いて再びレーザダイオードＬを発光させる（ステップ０２）。また、明部５１の面積がＡｍｉｎよりも大きい場合（ステップ０７のＮＯ）、その撮像画像に基づいて明部５１の形状の重心を算出する。
【００６２】
このとき、上述した工程から明らかなように、撮像画像に現れた明部５１の面積は、Ａｍｉｎ〜Ａｍａｘの範囲内にある。そのため、上述したレーザダイオードＬの第１特性実験（図１に示す）から、明部５１の形状の重心がレーザダイオードＬの発光点の位置と一致しているとみなすことができる。
【００６３】
上述したレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法、測定装置および検査測定装置によれば、レーザダイオードＬの発光点の位置を測定する際に、明部５１の面積がＡｂ〜Ａａの範囲に収まるように、レーザダイオードＬに印加する電流値を制御している。
【００６４】
そのため、撮像画像に現れた明部５１が発光面の端部に達することがないから、明部５１の形状の重心とレーザダイオードＬの発光点の位置とが一致しているとみなすことができる。したがって、明部５１の形状の重心を算出することで、ほぼ正確にレーザダイオードＬの発光点を測定することができる。
【００６５】
また、明部５１が発光面の端部に達しているかを、明部５１の面積に基づいて判断するようにしている。
【００６６】
そのため、撮像画像に現れた明部５１が発光面の端部に達するときの明部５１の面積は、レーザダイオードＬ毎の個体差が少ないから、初期電流値ＩｉをレーザダイオードＬに印加したときに、大部分のレーザダイオードＬにおいて、撮像画像に現れた明部５１が発光面の端部に達することがない。
【００６７】
したがって、レーザダイオードＬの発光点の位置を測定するために印加する検査用電流の設定が不要となることがあり、発光点の位置を測定する時間を短縮することができる。
【００６８】
また、光集積素子３０に貼り付けられたレーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を測定する検査測定装置に、上述したレーザダイオードＬの発光点位置の測定装置を適用している。
【００６９】
そのため、光集積素子３０に貼り付けられたレーザダイオードＬとフォトダイオードＰの相対位置を正確に測定できるとともに、測定に要する時間を短縮することができる。
【００７０】
次に、図５〜図７を用いて本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７１】
図５は本発明が適用されるマウント装置の構成を示す概略図である。なお、マウント装置の構成の大部分は、上述した第１の実施の形態に係る検査測定装置の構成と同一であるため、同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７２】
図５に示すように、光集積素子３０の搬送方向に対して撮像装置６の上流側には、基板３１にＵＶ接着剤を供給するためのディスペンサ２１が配置されている。ディスペンサ２１と支持アーム５の間にはマウントユニット２２（マウント手段）が設けられている。
【００７３】
このマウントユニット２２は、ほぼ垂直に設けられた支持柱２３を有している。この支持柱２３にはヘッド２４の一端部が上下動可能、かつ回動可能に支持されている。そして、ヘッド２４の他端部にはフォトダイオードＰ等が保持されるハンド２４ａが設けられている。
【００７４】
ヘッド２４には、駆動装置（不図示）が接続されており、この駆動装置を作動することで、ハンド２４ａに保持されたフォトダイオードＰを検査位置で待機する基板３１の所定位置にマウントできるようになっている。
【００７５】
次に、上述した構成のマウント装置を使用する際の作用について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７６】
図６に示すように、マウント装置を使用して基板３１にフォトダイオードＰを搭載する場合、まず、基板キャリア２の穴部にレーザダイオードＬを備えた基板３１を搬入する（ステップ１１）。
【００７７】
基板３１が基板キャリア２に搬送されてディスペンサ２１の下方に到達したならば、このディスペンサ２１からＵＶ接着剤を基板３１の所定位置に供給し（ステップ１２）、基板３１上のレーザダイオードＬの発光点の位置および発光面の角度を上述した第１の実施の形態と同様の手順で測定する（ステップ１３）。
【００７８】
一方で、ウエハＵ上のフォトダイオードＰの位置を検出し（ステップ１４）、ウエハＵを移動させることにより、このフォトダイオードＰをピックアップ位置へ設定する（ステップ１５）。
【００７９】
そして、ピックアップ位置に設定されたフォトダイオードＰをヘッド２４のハンド２４ａで保持し（ステップ１６）、そのフォトダイオードＰを光学系８の下方に移動させる。
【００８０】
次に、フォトダイオードＰに設けられたマークをＣＣＤカメラ８により撮像し、その撮像画像からパターンマッチング等の画像処理の手法を用いて、マークの位置を算出する（ステップ１７）。
【００８１】
次に、フォトダイオードＰがレーザダイオードＬの発光点に対して基板３１表面の予め指定された相対位置に来るようにヘッド２４を駆動し（ステップ１８）、そのフォトダイオードＰを基板３１にマウントする（ステップ１９）。
【００８２】
そして、ＵＶ照射によりＵＶ接着剤が硬化するのを待って（ステップ２０）、基板３１を払い出す（ステップ２１）。以上で基板３１にフォトダイオードＰをマウントする工程が終了する。
【００８３】
上記構成によれば、このマウント装置は、上述したレーザダイオードＬの発光点位置の測定装置４１を備えており、この発光点位置の測定装置４１を用いて、フォトダイオードＰをレーザダイオードＬに対して位置決めしている。
【００８４】
そのため、光集積素子３０に搭載されたレーザダイオードＬの発光点の位置に対して極めて正確にフォトダイオードＰを位置決めすることができるから、フォトダイオードＰを高い位置精度で基板３１にマウントできるとともに、マウントに要する時間を短縮することができる。
【００８５】
なお、上記実施の形態では、明部５１が発光面の端部に達しているかを、明部５１の面積に基づいて判断したが、これに限定されるものではない。すなわち、明部５１の面積の代わりに、その面積と電流値との関係を調べておき、レーザダイオードＬに印加する電流値に基づいて判断するようにしてもよい。
【００８６】
以下、本発明に係るレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法および測定装置の基礎となる、レーザダイオードＬの第２特性実験について説明する。
【００８７】
この実験は、上述した第１特性実験と同様に、レーザダイオードＬを発光させた場合に、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致する発光条件を得るためになされたものであり、具体的には、レーザダイオードＬに印加する電流値を除序に増加し、電流値と明部５１の形状の重心との関係を調べた。この実験結果を図７に示す。
【００８８】
この実験によれば、図７に示すように、電流値が所定の範囲、すなわちＩｂ〜Ｉａの範囲にあるとき、明部５１の形状の重心はほぼ一定の値Ｇ´となっていることがわかる。
【００８９】
したがって、電流値がＩｂ程度の微小な値である場合には、レーザ光が発光点からのみ出射されていると考えられることから、電流値がＩｂ〜Ｉａの範囲にあるときは、明部５１の形状の重心と発光点の位置とが一致しているとみなすことができる。
【００９０】
一方、電流値がＩａ以上の範囲では、明部５１の形状の重心が上述した一定値Ｇ´から大きくずれていることがわかる。したがって、電流値がＩａ以上であるとき、明部５１の形状の重心は発光点からずれているとみなすことができる。
【００９１】
このように、レーザダイオードＬに印加する電流値を測定することによっても、明部５１が発光面の端部に達しているかを判断することが可能である。しかしながら、レーザダイオードＬには個体差があり、明部５１が発光面の端部に達する時に印加されている電流値Ｉａは個体によって大きく異なっていることがある。
【００９２】
そのため、この特性を用いたレーザダイオードＬの発光点位置の測定方法、測定装置および検査測定装置、マウント装置は、個体差が少ないと考えられる少量生産に向いているといえる。
【００９３】
また、上記各実施の形態では、レーザダイオードＬに印加する電流値を制御することで、明部５１が発光面の端部に達しないようにしている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、フィルタリングによる減光を行ってもよい。その実現手段としては、会長を切り替えられる減光性フィルムを介装したり、ＣＣＤカメラ７のシャッタースピードを制御することで、露光時間を短縮するようにしてもよい。
【００９４】
こうすることで、実際には明部５１が発光面の端部に達した場合であっても、明部５１の中心部に比べて輝度が低い明部５１の周辺部が、撮像画像に現像されないよう調整できるから、この撮像画像に基づいて明部５１の形状の重心を算出することで、レーザダイオードＬの発光点の位置をほぼ正確に測定することができる。
【００９５】
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能であるのは勿論である。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザダイオードの発光点位置を高精度、かつ迅速に測定することができる。
【００９７】
また、レーザダイオードが搭載された基板上にフォトダイオードを高精度、かつ迅速に位置決めしてマウントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るレーザダイオードの明部の面積と明部の形状の重心との関係を示すグラフ。
【図２】 同実施の形態に係るレーザダイオードの発光点位置の測定装置を備えた、レーザダイオードとフォトダイオードの相対位置を測定する検査測定装置の構成を示す概略図。
【図３】 同実施の形態に係るレーザダイオードに印加する電流値の制御を説明するフローチャート。
【図４】 同実施の形態に係る光集積素子の構成を示す斜視図。
【図５】 本発明の第２の実施の形態に係るマウント装置の構成を示す概略図で。Ｉ
【図６】 同実施の形態に係るマウント装置を使用して光集積素子にフォトダイオードを搭載する工程を説明するフローチャート。
【図７】 同実施の形態に係るレーザダイオードに印加する電流値と明部の形状の重心との関係を示すグラフ。
【図８】 レーザダイオードの発光面を示す概略図。
【図９】 レーザダイオードに電流を印加したときに、その発光面を撮像した撮像画像の一例を示す概略図。
【図１０】 レーザダイオードに印加する電流値を除序に増加したときの発光面の撮像画像を示す概略図。
【図１１】 レーザダイオードの明部が発光面の下端に到達したときにおける発光面を撮像した撮像画像を示す概略図。
【符号の説明】
４…吸引ステージ（保持部）、６…撮像装置（撮像手段）、７…ＣＣＤカメラ（明暗分離手段）、９…通電装置（電流印加手段）、１３…制御装置（制御手段、算出手段、測定手段）、２２…マウントユニット（マウント手段）、Ｌ…レーザダイオード、Ｐ…フォトダイオード、３１…基板、５１…明部。
Claims (5)
- レーザダイオードを発光させるとともに、その発光面を撮像し、得られた撮像画像の明暗により識別可能な領域のうち、その明部がなす形状の重心から発光点の位置を推定するレーザダイオードの発光点位置の測定方法において、
上記レーザダイオードを通電により発光させる発光工程と、
この発光工程中に上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像工程と、
この撮像工程により得られる撮像画像の上記明部が上記発光面の端部に達することがないよう上記明部の面積が所定の範囲になるよう調整する調整工程と、
この調整工程によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部の形状の重心を算出する算出工程と、
を具備することを特徴とするレーザダイオードの発光点位置の測定方法。 - 上記発光面を撮像して得られる撮像画像において生じる明部と暗部のうち上記明部がなす形状の重心位置と発光点の位置とのずれ量との関係から決定された上記ずれ量が所定値以下となる上記明部がなす形状の面積の範囲に対応する電流値の範囲内で、上記レーザダイオードに印加する電流を制御する調整工程であることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードの発光点位置の測定方法。
- 上記発光面を撮像して得られる撮像画像において生じる明部と暗部のうち上記明部がなす形状の重心位置と上記発光点の位置とのずれ量との関係から決定された上記ずれ量が所定値以下となる上記明部がなす形状の面積の範囲内となるよう、撮像装置の露光時間を制御する調整工程であることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードの発光点位置の測定方法。
- レーザダイオードを発光させるとともに、その発光面を撮像し、得られた撮像画像の明暗により識別可能な領域のうち、その明部がなす形状の重心から発光点の位置を推定するレーザダイオードの発光点位置の測定装置において、
上記レーザダイオードに電流を印加して発光させる電流印加手段と、
この電流印加手段によって発光した上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像手段と、
上記発光面の撮像画像の発光部分を所定の閾値で明部と暗部とに分離する明暗分離手段と、
上記明部が上記発光面の端部より内側の範囲に収まるように上記電流値を調整する調整手段と、
この調手段によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部の形状の重心を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とするレーザダイオードの発光点位置の測定装置。 - レーザダイオードが搭載された基板上にフォトダイオードをマウントするマウント装置において、
上記基板を保持する保持部と、
この保持部に保持された基板上の上記レーザダイオードに電流を印加して発光させる電流印加手段と、
上記保持部に保持された基板の上方に配置され、上記電流印加手段によって発光した上記レーザダイオードの発光面を撮像する撮像手段と、
上記発光面の撮像画像の発光部分を所定の閾値で明部と暗部とに分離する明暗分離手段と、
上記明部が上記発光面の端部より内側の範囲に収まるように上記電流値を調整する調整手段と、
この調整手段によって調整された撮像画像に基づいて、上記明部がなす形状の重心を算出する算出手段と、
上記フォトダイオードを保持するとともに、このフォトダイオードを上記明部の形状の重心を基準に位置決めして上記基板にマウントするマウント手段と、
を具備することを特徴とするマウント装置。
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