JPH05157947A - 光素子モジュールの組立装置 - Google Patents

光素子モジュールの組立装置

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JPH05157947A
JPH05157947A JP3321765A JP32176591A JPH05157947A JP H05157947 A JPH05157947 A JP H05157947A JP 3321765 A JP3321765 A JP 3321765A JP 32176591 A JP32176591 A JP 32176591A JP H05157947 A JPH05157947 A JP H05157947A
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optical
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optical fiber
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Yoshimoto Nakajima
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光素子モジュールを組み立てる作業におい
て、光素子から発光された光の軸と光ファィバの光軸を
合わせる光軸調整作業と光素子ホルダと光ファィバホル
ダを固定する作業を行えるようにし、従来は熟練作業者
が長時間かけていた作業を簡単に行えるような組立装置
を得る。 【構成】 直線上に移動するモータ駆動のステージ9に
より光素子ホルダ1とレンズホルダ2の間でXY2軸方
向で移動できるようにし、ステージ18の上に垂直に移
動するステージ19により光ファィバホルダ7と光素子
ホルダ1の間でXYZ3軸方向で移動できるようにし、
3部品間で光軸調整した後、光素子ホルダ1とレンズホ
ルダ2の接触部分の相対傾き角を調整するために2軸方
向にある傾斜ステージ12と、それに追従してレンズホ
ルダ2が上下方向にスライドできる垂直ステージ14の
機構と、レンズホルダ2の上下方向の変位量を測定する
マグネスケール15とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザや発光ダ
イオード等の発光素子と光ファィバーを結合する発光モ
ジュールの光軸の調整と接合を行う組立装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図2は対象とする光素子モジュールの構
造の一例を示す図である。図において、1は光素子ホル
ダ、2はレスンズを保持するためのレンズホルダ、3は
光ファィバー、4は半導体レーザや発光ダイオード等の
発光素子、5は形状として球状や柱状や凸状のものがあ
るが集光する機能を持っているレンズ、6は光ファィバ
ー端末、7は光ファィバーを保持するための光ファイバ
ーホルダ、8は光素子ホルダ1とレンズホルダ2を溶接
して固定するための溶接ケ所である。
【0003】組立装置が対象とする作業は光素子ホルダ
1とレンズホルダ2と光ファィバーホルダ7との3部品
を最適な位置に調整し固定することをいう。発光素子4
から出た光はレンズ5により集光されて光ファィバー端
末6で保持された光ファィバー3へ入射して外部機器へ
出射される。
【0004】光ファィバー端末6の位置を移動しなが
ら、光ファィバー3での光の量をモニタすると、パワー
が最大になる位置が存在するが、その状態で溶接ケ所8
aと溶接ケ所8bから同時にYAGレーザを発射して光
素子ホルダ1とレンズホルダ2を固定する。
【0005】従来の光素子モジュールの組立装置は以上
のように構成されているので、光素子ホルダ1、及びレ
ンズホルダ2の接合面との間の位置決めは水平方向でし
かできないため溶接のために必要な光素子ホルダ1とレ
ンズホルダ2の接合面の平行度が保てず溶接時に軸ずれ
を起こすことが多く、これを回避するためには部品及び
保持治具の直角度を高精度で加工しなければならず、さ
らに作業時には保持治具間の平行度を極力角度を持たな
いようにセッティングすることが必要であり、部品の価
格が高価になるとともに、熟練作業者でも光素子モジュ
ールの組立作業が難しく長時間を要し、製品の生産コス
トが高くつくという問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、かかる課
題を解決するためになされたものであり、光素子から発
光された光の軸と光ファィバの光軸を合わせる光軸調整
作業と光素子ホルダとレンズホルダをYAGレーザで溶
接する接合作業を行えるようにし、従来は熟練作業者が
長時間をかけていた光素子モジュールの組立作業を簡単
に行えるような組立装置を提供することを目的としてい
る。
【0007】光ファィバー3と光ファィバー端末6が生
産しようとする製品の一部であるピグテール構造の物
と、製品ではなく、製造設備の治具である光コネクタ式
のものがあるが、この発明の光素子モジュールの組立装
置としては基本的にはどちらの場合にも対応できるの
で、以下ではピグテール構造のものについて説明する。
【0008】光素子ホルダ1と光ファィバホルダ7との
2部品を最適な位置に調整し固定する組立方法及び装置
については別途出願しており、ここではレンズホルダ2
を加えての3部品を最適な位置に調整し固定する組立装
置について提案する。
【0009】
【課題を解決するための手段】光ファイバホルダとレン
ズホルダと光素子ホルダを別々に保持し、このレンズホ
ルダを光ファイバホルダの下方で光素子ホルダの上方に
配置し、この光ファイバホルダとレンズホルダと光素子
ホルダの相対位置を調整する機構を持ち、レンズホルダ
と光素子ホルダを接触させた状態で、その接触部分にレ
ーザ光を照射してレンズホルダと光素子ホルダを組立て
るための光素子モジュールの組立装置において、光素子
ホルダを水平方向で移動させた時の光素子から発光され
た光を光ファィバで受光し光の強さを測定し、レンズホ
ルダと光素子ホルダとの相対位置を調整するために光素
子ホルダを水平方向で2軸方向に移動する手段と、光の
強度を測定しながら光素子ホルダを水平方向でモータ駆
動の直進ステージを2軸方向に移動して光素子ホルダを
最適な位置へ調整し、レンズホルダが光素子ホルダのあ
おり手段に追従して上下方向にスライドできる機構と、
レンズホルダの上下方向の変位量を測定し、レンズホル
ダと光素子ホルダとの相対傾き角を調整するために光素
子ホルダを2軸方向に傾斜ステージであおり、上下方向
の変位量を測定しながら光素子ホルダを2軸方向にあお
り、光素子ホルダを最適な相対傾き角を調整できる機構
を具備したものである。
【0010】
【作用】上記のように構成された機構により、光素子か
らの光のパワーを光ファィバへ供給される光の量が最大
になるように光ファィバホルダとレンズホルダと光素子
ホルダとの相対位置を調整する動作に加え、下方の光素
子ホルダに追従して上下する上方のレンズホルダのZ方
向で最も下がった状態を検出できるようにし、溶接され
る2つの部品の接触面間での隙間をなくし極めて高精度
に平行を保つことができ、レーザ溶接した後も軸ずれが
生じることなく組み立てることができ、光パワーの調整
作業とレーザ溶接器による接合作業を行えるようにして
いる。
【0011】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明のステージ構成の一実施例を
示す図であり、図において、9はモータ駆動の直線ステ
ージ、10は水平定盤、11は垂直定盤、12は光素子
ホルダ1とレンズホルダ2の接合面に回転中心を持つモ
ータ駆動の傾斜ステージ、13は回転ステージ、14は
垂直スライド、15は上記垂直スライド14の移動量を
検出するためのマグネスケール、16は上記垂直スライ
ド14の落下防止のためのストッパー、17は発光器用
保持部、18は直進ステージ(2)、19は垂直ステー
ジ、20は光ファィバー端末保持具、21はレンズホル
ダ保持具である。1〜8は上記製品構造の説明と全く同
一のものである。
【0012】図1のステージのように構成され、モータ
駆動で直線上に移動するステージ9aとステージ9aに
直角方向へ移動するステージ9bを重ね、平面上でXY
2軸方向で移動できるように構成し、水平定盤10の上
に置かれ、光素子ホルダ1はステージ9bの上に保持さ
れ、レンズホルダ2は光素子ホルダ1の上に載せられ垂
直定盤11に連結されて固定され、光素子ホルダ1とレ
ンズホルダ2を光軸調整した後その接触部分に光素子ホ
ルダ1とレンズホルダ2との相対傾き角を調整するため
に光素子ホルダ1を2軸方向にあおる傾斜ステージ12
と、傾斜ステージ12の上に載せられた発光器用保持部
13は光素子ホルダ1を機械的に保持し、光素子4へ電
気的に接続されており、光素子ホルダ1のあおり動作に
追従してレンズホルダ2が上下方向にスライドできる垂
直スライド14の機構と、レンズホルダ2の上下方向の
変位量を測定するマグネスケール15、垂直スライド1
4の落下防止の為のストッパー16より構成されてい
る。17は発光器用保持部、18は水平定盤10の上に
配置されたステージ9とは別の直進ステージ(2)、1
9は垂直ステージ、20は光ファィバ端末6を固定する
ための光ファィバ端末保持具、21はレンズホルダ保持
具である。なお、垂直ステージ14、マグネスケール1
5、ストッパー16は垂直定盤11上に固定されてい
る。
【0013】光素子ホルダ1の内部にある半導体レーザ
や発光ダイオード等の発光素子4から出た光は光ファィ
バー端末6で保持された光ファィバー3へ入射して光フ
ァィバー3から光の量を電気信号へ変換した後に制御装
置へ送られる。光ファィバホルダ2と光素子ホルダ1と
の相対位置を調整するために光素子ホルダ1を水平方向
で移動する手段としてステージ9、光ファィバホルダ2
が光素子ホルダ1のあおり動作に追従して上下方向にス
ライドできる機構として垂直ステージ14、光ファィバ
ホルダ2の上下方向の変位量を測定する手段のマグネス
ケール15と、光ファィバホルダ2と光素子ホルダ1と
の相対傾き角を調整するために光素子ホルダ1を2軸方
向にモータ駆動の傾斜ステージ12であおり、上下方向
の変位量をマグネスケール15で検出しマグネスケール
測定器で測定することにより光素子ホルダ1を2軸方向
にあおる手段を駆動して光素子ホルダ1を最適な相対傾
き角を調整する。
【0014】光素子モジュールは円筒形でできているの
で、XY面の固定はつき合わせ部分の円周上で数点回転
ステージ13を回転させて溶接を行って組み立てる。
【0015】ステージ18の上に配置された光ファィバ
ホルダ6を3次元で動かすための垂直ステージ19、垂
直ステージ19から光ファィバー端末6を固定するため
の光ファィバー端末保持具20、垂直ステージ14から
レンズホルダ5を固定するためのレンズホルダ保持具2
1である。
【0016】光素子モジュールは円筒形でできているの
で、XY面の固定はつき合わせ部分の円周上で数点(例
えば3点×2回)行って引っ張り強度等に耐えられるよ
うに組み立てる。よって、全周が溶接完了が満足される
まで溶接角度回転を行って溶接作業を終了し、最終的に
パワーレベルの確認を行い、規格内に入っていることを
確認して光素子モジュールの調整作業と接合作業からな
る組立を完了する。
【0017】また、上記実施例では光素子として発光素
子を例にとり説明したが、受光素子の場合も同様の方法
及び装置で光の向きを逆にして生産できることが容易に
推察できる。
【0018】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、光素子
モジュールの組立装置において、光素子から発光された
光の強度を測定しながらレンズホルダと光素子ホルダと
の水平方向での相対位置を調整することと、下方の光素
子ホルダに追従して上下する上方のレンズホルダのZ方
向で最も下がった状態を検出できるようにし、光パワー
の調整作業とレーザ溶接器による接合作業を行えるよう
にしたことにより、従来は熟練作業者が長時間をかけて
行っていた光素子モジュールの組立作業が簡単に行える
ようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例であるステージの構成を示
す図である。
【図2】対象とする光素子モジュールの構造の一例を示
す図である。
【符号の説明】
1 光素子ホルダ 2 レンズホルダ 3 光ファィバー 4 発光素子 5 レンズ 6 光ファィバー端末 7 光ファイバホルダ 8 溶接箇所 9 直進ステージ1 10 水平定盤 11 垂直定盤 12 モータ駆動の傾斜ステージ 13 回転ステージ 14 垂直スライド 15 マグネスケール 16 ストッパー 17 発光器用保持部 18 直進ステージ2 19 垂直ステージ 20 光ファィバー端末保持具 21 レンズホルダ保持具

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光素子モジュールの光ファイバホルダと
    レンズホルダと光素子ホルダを光軸調整した後にレーザ
    光を照射して固定する組立装置において、レンズホルダ
    を光ファイバホルダの下方で光素子ホルダの上方に配置
    し、光素子ホルダに追従して上下するレンズホルダのZ
    方向での変位を検出しながら、前記光素子ホルダを2軸
    方向にあおり、最も下がった状態を検出する第1の手段
    と、前記光素子ホルダを前記レンズホルダに対してXY
    平面内を等間隔で移動する第2の手段と、前記光ファイ
    バホルダを前記レンズホルダに対してXYZ3軸方向で
    移動する第3の手段と、前記第2の手段と前記第3の手
    段を繰り返し行って前記光素子ホルダの内部の光素子か
    ら出てくる光が光ファィバーへ最も多く入る位置を5次
    元内で見つける第4の手段と、その位置で、前記光素子
    ホルダと前記レンズホルダをYAG溶接によりXY面の
    付き合わせ部分を固定する第5の手段により調整作業と
    接合作業を行うことを特徴とする光素子モジュールの組
    立装置。
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