KR100273127B1 - 광모듈조립체의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

광모듈조립체의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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KR100273127B1
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히토시 코모리야
테쓰오 고에주카
아키히코 야부키
유타카 나카무라
다카오 히라하라
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아끼구사 나오유끼
후지쯔 가부시키가이샤
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Abstract

광모듈에 광파이버를 광학적으로 결합한 광모듈조립체를, 효율적으로 조립할 수 있는 광모듈조립체의 제조방법 및 제조장치를 제공찬다. 광모듈중의 광능동소자의 광학면을, 광모듈의 일부를 구성하는 렌즈 너머로 촬영하고, 취득된 상에 기초하여 광파이버를 광학적으로 결합하는 최적위치를 결정하고, 레이져빔을 조사하여 용접한다.

Description

광모듈조립체의 제조방법 및 제조장치
제1도는 본 발명의 원리를 설명하는 도.
제2도는 본 발명의 제 1실시예에 의한 광모듈조립체를 조립하는 제조장치의 구성을 나타낸 도.
제3도는 본 발명의 제 1실시예에 의한 광모듈조립체를 조립하는 다른 제조장치의 구성을 나타낸 도.
제4도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정을 설명하는 도.
제5도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정을 설명하는 다른 도.
제6도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정을 설명하는 다른 도.
제7(a)도, 제7(b)도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정의 하나를 나타낸 도.
제8도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정의 하나를 나타낸 다른 도.
제9도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정의 하나를 나타낸 다른 도.
제10(a)도, 제10(b)도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정에서의 보정계산의 예를 나타낸 도.
제11도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정을 실행하는 제조장치의 구성을 나타낸 도.
제12도는 제11도의 제조장치를 사용하여 실행하는 본 발명의 제 2실시예에 의한 광모듈을 조립하는 공정을 설명하는 플로챠트.
제13도는 본 발명의 제 2실시예에 의해 달성되는 이상적인 광결합상태를 나타낸 도.
제14도는 제13도에 있어서, 일반적으로 생기는 광결합상태의 보정의 필요성을 설명하는 도.
제15도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 보정계산을 설명하는 도.
제16도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 보정계산을 설명하는 다른 도.
제17도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 파장보정계산을 설명하는 도.
제18도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 프리즘의 경사각을 구하는 방법을 설명하는 도.
제19도는 제2도 또는 제11도의 제조장치에서 쓰이는 조명광학계의 구성을 나타내는 도.
제20도는 본 발명의 제 4실시예에 의한, 조명광학계의 구성을 표시한 도.
제21도는 제20도의 조명광학계의 구체적인 구성의 예를 나타낸 도.
제22도는 제20도의 조명광학계의 구체적인 구성의 다른 예를 나타낸 도.
제23(a)도, 제23(b)도는 제19도의 조명광학계와 제22도의 조명광학계에서 얻어진 상을 각각 나타낸 도.
제24도는 제23도의 구성에 편광판을 더 삽입하여 반사광을 커트하는 구성의 조명광학계를 나타낸 도.
제25도는 제20도의 조명광학계의 또 다른 예를 나타낸 도.
제26(a)도~제26(c)도는 제20도의 조명광학계의 동작예를 설명하는 도.
제27(a)도∼제27(c)도는 제20도의 조명광학계의 다른 동작예를 설명하는 도.
제28도는 제20도의 조명광학계의 또 다른 구성을 나타낸 도.
제29도는 제20도의 조명광학계의 또 다른 구성을 나타낸 도.
제30도는 제29도의 조명광학계의 동작예를 설명하는 도.
제31도는 제2도 또는 제11도의 제조장치에서 쓰이는 본 발명의 제 5실시예에 의한 촬상(撮像)광학계의 구성을 나타낸 도.
제32(a)도∼제32(d)도는 등록패턴을 사용한 본 발명의 제 5실시예에 의한 자동초점맞추기공정을 설명하는 도.
제33(a)도, 제33(b)도는 등록패턴의 추출의 예를 표시하는 도.
제34(a)도, 제34(b)도는 등록패턴의 정규상관치(定規相關値)를 사용한 본 발명의 제 5실시예에 의한 자동초점맞추기 공정을 설명하는 도.
제35도는 완성하여, 용접 고정된 광모듈조립체의 구성을 나타낸 도.
제36도는 상기 광모듈을 최적위치에서 용접하기 위한 구성을 나타낸 도.
제37도는 본 발명의 제 6실시예에 의한 광모듈조립체의 용접기구의 원리를 설명하는 도.
제38도는 본 발명의 제 6실시예에 의한 용접기구의 구성을 나타낸 도.
제39도는 본 발명의 제 6실시예에 의한 용접기구의 구성을 나타낸 도.
제40도는 본 발명의 제 7실시예에 의한, 광모듈조립체의 제조장치의 구성을 나타낸 도.
제41(a)도, 제41(c)도는 제40도의 제조장치에서 각부품을 보지하는데 쓰이는 보지대의 구성을 나타낸 도.
제42(a)도, 제42(c)도는 제40도의 제조장치를 사용한 광모듈조립체의 제조공정을 나타낸 도.
제43(d)도, 제43(e)도는 제40도의 제조장치를 사용한 광모듈조립체의 제조공정을 나타낸 도.
제44(f)도~제44(h)도는 제40도의 제조장치를 사용한 광모듈조립체의 제조공정을 나타낸 도.
제45(i)도, 제45(j)도는 제40도의 제조장치를 사용한 광모듈조립체의 제조공정을 나타낸 도.
제46도는 제40도의 제조장치에서의 턴테이블의 회전궤적을 나타낸 도.
제47도는 본 발명의 제 8실시예에 의한, 광모듈조립체의 제조장치의 개략적구성을 나타낸 도.
제48도는 제47도의 장치의 일부를 나타낸 평면도.
제49도는 제47도의 장치의 일부를 나타낸 평면도.
제50도는 제47도의 장치의 측면도.
제51도는 종래의 광모듈조립체의 제조장치의 구성을 나타낸 도.
본 발명은, 일반적으로 광모듈에 관하여, 특히 광모듈중의 발광소자 또는 수광소자를 광파이버에 광학적으로 결합하는 기술에 관한 것이다.
광파이버를 사용한 통신네트워크는 대용량의 정보를 고속으로 전달할 수 있고, 동화(童畵)를 포함하는 화상신호나 음성신호를 정보의 일부로하여 취급하는 이른바 멀티미디어용도에 관련하여 큰 발전의 가망이 있다고 생각된다. 이런 멀티미디어가 사회에 보급하기 위하여는, 광네트워크 및 그에 접속되는 정보처리단말장치를 될 수 있는 한 저비용으로 제공하는 것이 필요하다.
특히, 개개의 정보처리단말장치를 네트워크에 접속하기 위해서, 포토다이오드등의 수광소자와/ 또는 레이저다이오드등의 발광소자를 일체화한 광모듈이 쓰여지나, 이런 광모듈에서는, 수광소자 또는 발광소자와 광파이버와의 최적의 광결합을 달성하기 위하여, 종래에는 상당히 번거로운 조정이 필요로 되어 있었다.
예를들면, 레이져다이오드를 발광소자로하여 가지는 광모듈을 조립하는 경우, 레이져다이오드에서 출사한 광이 렌즈에 의해서 집속(集束)되는 점의 위치를, 광파이버의 코어(core)단면에 대하여 0.1㎛이하의 정도로 조정할 필요가 있다.
종래는, 이런 조정을, 레이져디이오드를 구동하여 발광시켜, 광파이버에 입사하는 광빔의 강도가 최대로 되도록, 상기 코어단면에 대한 레이져다이오드의 위치를, 광파이버중의 광빔의 강도를 관측하면서 조정하였었다.
제51도는, 이런 종래의 광모듈조립체의 제조장치의 구성을 표시한다.
제51도를 참조하는데, 광모듈은, 렌즈 3을 보지하는 케이스 1A와 레이져다이오드 2로서 되고, 케이스 1a에 레이져다이오드의 케이스(원통부)가 끼워 넣어져 있다. 더우기, 끼워넣은 후는, 레이져다이오드 2와 렌즈 3의 위치관계는 일정하다. 케이스 1a에는, 광파이버 4의 단부를 보호하는 페룰(ferrule) 5를 보지하는 파이버홀더 6이 고정된다. 그때, 상기 파이버홀더 6은, 광파이버가 보지된 상태에서 3축스테이지 7상에 보지되고, 광파이버지단에 있어서 레이져다이오드 2로부터의 광빔강도를 관측하면서 3축스테이지 7을, 상기 광빔강도가 최대로 되도록, X, Y, Z의 각 축에 대하여 조정한다.
그러나, 이런 종래의 조립·조정공정에서는, 상기 X, Y, Z의 각 축에 대하여, 조정에 30초 정도의 시간이 걸리고, 따라서, 상기 3축의 조정을 행하는데는 1분 30초의 시간을 요하고 있다. 각 축에 대하여 이와같이 장시간의 조정을 필요로하는 이유는, (1)필요한 광학적결합을 달성하는데는, 광파이버단부와 광모듈과의 사이에 0.1㎛이내의 매우 엄밀한 정도가 요구되는것; (2)광파이버의 코어경은 약 9㎛이고, 레이져다이오드의 출력광빔이 상기 코어에 입사하지 않는 한, 상기 조정이 될 수 없는 것; (3)레이져다이오드가 출력하는 광빔은 적외선영역의 파장을 가지고, 시각 조정이 될 수 없는 것, (4) 개개의 부품의 정도(程度)에 실질적인 편차가 있고, 최적위치의 편차가 크다는 (500㎛ 정도)등이 생각될 수 있다.
그리하여, 본 발명은 상기의 과제를 해결한, 신규하고 유용한 광모듈조립체의 제조방법과 이런 제조방법을 사용한 제조장치를 제공하는 것을 개괄적 목적으로 한다.
본 발명의 보다 구체적인 과제는, 광모듈과 광파이버와의 사이의 광학적 결합을 효율적으로 실행하는 광모듈조립체의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것이다.
상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은, 광모듈에 광파이버를 결합하는 광모듈조립체의 제조방법에 있어서, (a) 상기 광모듈 중의 광소자의 광학면을 조명하는 공정과; (b) 상기 광학면의 상(像)을 취득하는 공정과; (c) 상기 광학면의 상에 기초하여, 상기 광학면에 광학적으로 결합되는 광파이버단면 및 상기 광소자의 위치를 구하는 공정과; (d) 광파이버의 단면을, 상기 광소자에 대하여, 상기 위치에 위치결정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 광소자의 광학면을 조명하는 공정(a)는, 상기 광파이버 안을 도파되어 상기 광소자와 상호작용하는 광신호의 파장의 광빔에 의해서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 광소자의 광학면을 조명하는 공정(a)는, 상기 광파이버 안을 도파되어 상기 광소자와 상호작용 하는 광신호의 파장과는 다른 가시파장의 단색광빔에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 위치를 구하는 공정(c)는, 상기 단색광빔에 대하여, 상기 광소자와 상기 광파이버와의 사이의 광결합효율이 최대화하는 제 1의 위치를, 상기 광파이버단면 및 상기 광소자에 대하여 구하는 공정과, 상기 제 1의 위치에 기초하여, 상기 광신호의 파장의 광빔에 대하여, 상기 소자와 상기 광파이버와의 사이의 광결합효율이 최대화하는 제 2의 위치를, 상기 광파이버단면과 상기 광소자에 대하여 구하는 공정으로서 되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 위치를 구하는 공정(c)는, 상기 광소자와 상기 광파이버단면과의 사이에 설치되는 광로변환소자를 제외한 상태에 대하여 실행되고, 상기 광파이버단면과 상기 광소자와의 사이의 제 1의 위치를, 상기 공정(a) 및 (b)를 실행함으로써 얻어진 상기 광소자의 광학면의 상에 기초하여 구하는 제 1의 공정과, 상기 제 1의 공정에서 얻어진 상기 제 1의 위치에 기초하여, 상기 광로변환소자를 설치된 상태에 대하여 제 2의 위치를 계산하는 보정계산공정과, 상기 광파이버단부와 상기 광소자를, 상기 제 2의 위치에 위치결정하는 제 2의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 제 1의 공정은, 상기 광소자와, 이에 협동(協)하여 상기 광파이버단면과 상기 광소자와의 사이에 통하는 렌즈와의 사이의 상대위치를, 상기 공정(a)를 실행함으로써 상기 광소자의 광학면을 조명하면서, 상기 공정(b)에 있어서 상기 렌즈너머로 취득된 상에 기초하여 최적화하는 렌즈최적화공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 광소자는 발광소자와, 상기 발광소자에 대하여 이간(離間)하여 설치된 수광소자를 포함하고, 상기 렌즈최적화공정은, 상기 광소자를, 상기 광파이버에 대하여, 그 광축의 주위에서 회전시키는 공정과, 상기 광소자와 상기 렌즈와의 사이의 상대적 위치를, 상기 광축에 수직의 면내에서 변화시키는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 광소자는 발광소자와, 상기 발광소자에 대하여 이간하여 설치된 수광소자와, 상기 발광소자와 수광소자에 공통으로 설치되고, 이들에 협동하는 렌즈를 포함하고, 상기 위치를 구하는 공정(c)는, 상기 광소자를 구성하는 상기 발광소자와 수광소자의 각각에 대하여, 상기 광소자와 상기 광파이버단면과의 사이에 설치되는 광로변환소자를 제외한 상태에 대하여 실행되고, 상기 광파이버단면과 상기 광소자와의 사이의 제 1의 위치를, 상기 광로변환소자를 제외한 상태에 대하여, 상기 공정 (a) 및 (b)를, 상기 렌즈를 개재시킨 상태에서 실행함으로써 얻어지는 광소자의 광학면의 상에 기초하여 구하는 제 1의 공정과, 상기 제 1의 공정에서 얻어진 상기 1의 위치에 기초하여, 상기 광로변환소자를 설치된 상태에 대하여 제 2의 위치를, 상기 발광소자와 수광소자의 각각에 대하여 계산하는 보정계산공정과, 상기 발광소자의 제 2의 위치와 상기 수광소자의 제 2의 위치와의 사이의 차를, 상기 광파이버단면에서의 광축방향에 대하여 구하는 공정과; 상기 차의 값에 기초하여, 상기 렌즈의 위치를, 상기 광축방향에 수직의 평면내에서 움직여서, 상기 발광소자의 위치를 상기 수광소자의 위치에, 상기 평면내에서 일치시키는 렌즈미조정(微調整)공정을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 렌즈미조정공정은, 상기 광파이버의 타단에 광을 주입하고, 상기 광파이버의 상기 단면에서 출사하는 광빔의 제 1의 위치를 측정하는 공정과, 상기 광빔이 상기 단면에서 출사한 후 상기 광로변환수단을 통과하고, 더우기 상기 광로변환수단에서 출사하는 제 2의 위치를 측정하는 공정과, 상기 제 1및 제 2의 위치에서 상기 광로변환수단을 구성하는 프리즘의 각도를 계산하는 공정과, 상기 차의 값과 상기 프리즘의 각도의 값에서, 상기 평면내에서의 렌즈의 이동량을 구하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 광학면을 조명하는 공정 (a)는, 상기 광학면을 조명하는 광빔을, 상기 공정(b)에 쓰이는 촬상광학계의 광축에 대략 평행으로 도입하는 공정과, 상기 광빔 중, 상기 광축에 일치하는 부분을, 마스크에 의해서 커트하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 더우기 상기 공정 (a)는 상기 광학면을 조명하는 광빔을 제 1의 방향으로 편광시키는 공정을 포함하고, 상기 공정(b)은 상기 광학면에서 반사한 광빔을, 상기 제 1의 방향에 대하여 직교하는 제 2의 방향으로 검파하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 광학면을 조명하는 공정 (a)는, 각각 다른 마스크를 사용하여 실행되는 복수의 조명공정을 포함하고, 상기 상취득공정 (b)는, 상기 복수의 조명공정에서 취득되어 복수의 상을 중합하여 상기 광학면의 상을 합성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 광학면을 조명하는 공정 (a)는, 상기 광학면을 조명하는 광빔을, 상기 광소자의 일부를 구성하고 상기 광학면과 협동하는 렌즈의 광축에 대략 평행으로 도입하는 공정과, 상기 광빔을 정형(整形)하고, 상기 광축에 일치하는 부분을 마스크에 의해서 커트하는 공정과, 상기 정형된 광빔을, 상기 광학면상에 있어서 주사시키는 공정을 포함하고, 상기 상취득공정(b)는, 상기 광소자의 광학면에서 반사된 광빔에서 상기 광학면의 상을 재생하는 공정과, 상기 재생된 광학면의 상에서, 상기 마스크에 반응한 영역을, 상기 주사에 동기하여 추출하는 공정과, 상기 추출된 영역에서 상기 광학면의 상을 합성하는 공정을 포함하고, 상기 추출된 공정은, 상기 렌즈로부터의 반사광을 회피하여 실행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 상기 상취득공정(b)는, 상기 광소자의 광학면의 등록패턴과, 상기 조명공정(a)에 의해서 조명된 상기 광학면의 상과의 정규상관치를 구하는 공정과, 상기 정규상관치가 최대로 되도록, 상기 상취득공정(b)에 있어서 쓰이는 광학계의 초점을 맞추는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 더우기, 상기 초점맞추기 공정은, 상기 광학면의 상의 윤곽에 대하여 미분치를 구하여, 상의 샤프네스(sharpness)를 확인하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공하고, 본 발명은, 광모듈을 보지하는 보지수단과; 상기 보지수단에 보지된 광모듈을 조명하는 조명수단과; 상기 보지수단에 보지된 광모듈의 상을 취득하는 촬상수단과; 상기 조명수단 및 상기 촬상수단을 3축 방향으로 이동자재케 담지(持)하는 3축스테이지수단과; 상기 촬상수단이 취득한 상기 광모듈의 상에 기초하여, 상기 광모듈에 광학적으로 정합(整合)하는 광파이버의 위치를 산출하는 화상(image)처리수단으로서 되고, 광모듈과 광파이버를 광학적으로 결합하는 광모듈조립체의 제조장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 보지수단은, 보지된 상기 광모듈을, 광축의 주위에 회동(回動)시키는 회동기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 촬상수단은 촬상광학계를 갖춘 카메라로서 되고, 상기 조명수단은, 광원과, 상기 광원에서 발생한 조명광을 도입하는 도파로와, 상기 도파로중의 조명광을, 상기 촬상수단의 촬상광학계에 주입하고, 상기 촬상광학계의 광축에 평행으로 출사되는 주입수단을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 보지수단은, 상기 광모듈을 보지하는 짐벌(gimbals)기구와, 상기 짐벌 기구상에 보지된 광모듈을 광축주위에 회동시키는 회동기구를 갖추고, 더우기, 상기 제조장치는 상기 광모듈에 협동하는 렌즈를 보지하는 렌즈보지 수단을 갖추고, 상기 렌즈보지수단은, 상기 광축에 실질적으로 수직의 면내에 있어서 렌즈를 이동자재에 보지하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 조명수단은, 상기 광원과 상기 주입수단과의 사이에 상기 조명광을 정형하는 마스크수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 마스크수단은, 상기 조명광중, 상기 촬상광학계의 광축상을 운반하는 부분을 차단하도록 하는 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 마스크수단은, 각 상기 조명광의 일부를 차단하도록 하는 상태를 가지는 서로 다른 복수의 마스크와, 상기 복수의 마스크의 1개를 상기 조명광의 광로에 선택적으로 삽입하는 마스크 바꾸기 기구로서 되는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 마스크수단은, 상기 조명광의 일부를 차단하도록 하는 형태를 가지는 마스크와, 상기 마스크에 의해서 정형된 조명광에 의해서, 상기 광모듈을 주사하는 주사수단으로서 되는, 상기 화상처리수단은, 상기 주사수단에 의한 주사에 동기하여, 상기 촬상수단이 촬영한 화상을 추출하고, 더우기 추출한 화상에서 상기 광모듈의 화상을 합성하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 광 소자와, 렌즈와, 광파이버 접속소켓트를 일체화한 광모듈조립체의 제조장치에 있어서, 턴테이블과; 상기 턴테이블에 인접한 제 1의 위치에 설치되고, 광소자 위의 상에 렌즈를 광학적으로 정합하여 장치하는 제 1의 조립장치와; 상기 턴테이블에 인접하고, 상기 제 1의 조립장치에서 이간한 제 2의 위치에 설치되고, 상기 광소자상에 장치된 렌즈상에, 광파이버 접속소켓트를, 광학적으로 정합하여 장치하는 제 2의 조립장치와; 상기 턴테이블상에, 상기 턴테이블의 제 1의 각도상태(角度狀態)에 있어서 상기 제 1의 조립장치에 대응한 제 1의 각 위치를 점하도록 설치된 제 1의 부품공급 팔레트(palette), 상기 제 1의 각위치에서 제 1의 방향에 이간한 제 2의 각 위치를 점하도록 설치된 제 2의 부품공급팔레트와, 상기 제 2의 각위치에서 상기 제 2의 방향으로 이간한 제 3의 각위치를 점하도록 설치된 제 3의 부품공급팔레트와, 상기 제 3의 각위치에서 이간한 제 4의 각위치를 점하도록 설치된 제 4의 부품공급팔레트를 갖추고, 상기 제 3의 각 위치는, 상기 턴테이블이 상기 제 1의 각도상태인 경우, 상기 제 2의 조립장치에 대응하도록 형성되어 있고, 상기 제 2 및 제 4의 각위치는, 상기 턴테이블이 제 2의 각도상태인 경우, 상기 각각 제 1및 제 2의 조립장치에 대응하도록 설정되어 있고, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트의 각각은, 상기 광소자와 상기 렌즈와 상기 광파이버 접속소켓트의 어느것도 보지될 수 있도록 적합(適合)하게 되어 있고, 상기 제 1의 조립장치는, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트중 대응하는 위치에 있는 것에서 렌즈를 픽업(pick-up)하고, 다시금 픽업한 렌즈를 대응하는 위치에 있는 다른 부품공급팔레트중에 보지된 광소자상에, 광학적으로 정합한 상태로 장치하고, 상기 제 2의 조립장치는, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트중 대응하는 위치에 있는 것에서 광파이버 접속소켓트를 픽업하고, 더우기 픽업한 광파이버 접속소켓트를, 턴테이블을 회전시킨 후, 대응한 위치에 있는 다른 부품공급팔레트중에 보지된 광소자에 장치된 렌즈상에, 광학적으로 정합한 상태에서 장치하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트는, 서로 90° 이간하여 형성되어 있고, 상기 제 1 및 제 2의 조립장치는 서로 180° 이간하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 턴테이블의 최대 회전각은, 한방향에서 180°을 넘지 않을 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 공통평면상에 대략 정방형(正方形)을 형성하는 바와같이 배치된 제 1∼제 4의 회동축과, 상기 제 1∼제 4의 회동축을, 하나의 축의 회동이 다른 축에 전달되도록 기계적으로 결합하는 역전달수단(力傳達手段)과; 상기 회동축의 하나를 구동하는 구동수단과; 상기 제 1∼제 4의 회동축상에 각각 설치되고, 각각 대응하는 회동축의 회전운동을, 상기 평면상에 있어서 상기 회동축에 직교하는 방향의 직선운동으로 변환하는 제 1∼제 4의 변환수단과; 상기 제 1∼제 4의 변환수단상에 각각 담지되고, 출력광빔을 실질적으로 한점에 집속되도록 배치된 제 1∼제 4의 레이져 용접기로서 되고, 상기 제 1∼제 4의 변환수단은, 상기 구동수단의 구동에 따라 상기 제 1∼제 4의 레이져 용접기를, 상기 한점에 대하여 동시에 근접 및 이간시킨 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 광 소자와, 렌즈를 일체화한 광모듈조립체의 제조장치에 있어서, 광소자를 회동자재케 보지하는 보지대와; 상기 보지대상에 설치된 제 1층의 스테이지와; 상기 제 1층의 스테이지상에 설치되고, 상기 제 1층의 스테이지에 대하여 제 1의 방향으로 이동자재한 제 2층의 스테이지와; 상기 제 2층의 스테이지를 상기 제 1층의 스테이지에 대하여 상기 제 1의 방향으로 구동하는 제 1의 구동기구와; 상기 제 2층의 스테이지상에 설치되고, 상기 제 2층의 스테이지에 대하여, 제 2의 다른 방향으로 이동자재한 제 3층의 스테이지와; 상기 제 3층의 스테이지를 상기 제 2의 스테이지에 대하여 상기 제 2의 방향으로 구동하는 제 2의 구동기구와; 상기 제 3층의 스테이지상에, 상하로 이동자재케 설치되고, 렌즈를 보지하는 렌즈 보지기구를 담지한 Z스테이지와; 상기 Z스테이지를 상기 제 3층의 스테이지상에서 상하로 구동하는 Z구동기구와; 상기 광소자와 상기 렌즈를 용접하는 용접기구로서 되고, 상기 제 1∼3층의 스테이지에는, 상기 렌즈보지기구가 진입하고 제 1∼제 3의 개구부가 각각 형성되고, 상기 Z스테이지에는, 상기 광소자와 렌즈와의 광학정합을 검출하는 촬상수단이 진입(進入)하는 개구부가 형성되고, 상기 제 1층의 스테이지와 상기 제 2층의 스테이지와의 사이에는, 상기 제 2의 개구부를 끼운 횡방향의 양측에, 상기 제 2층의 스테이지를 상기 제 1층의 스테이지에 대하여 상기 제 1의 방향에 안내하는 제 1의 안내기구가, 복수 설치되고, 상기 제 2층의 스테이지와 상기 제 3층의 스테이지와의 사이에는, 상기 3의 개구부를 끼운 횡방향의 양측에, 상기 제 3층의 스테이지를 상기 제 2층의 스테이지에 대하여 상기 제 2의 방향에 안내하는 제 2의 안내기구가, 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 제 1의 안내기구는, 상기 제 2의 개구부에 대하여 대략 점대칭으로 형성되고, 상기 제 2의 안내기구는, 상기 제 3의 개구부에 대하여 대략 점대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 용접기구는 복수의 레이져로서 되고, 상기 제 1∼제 3층 스테이지의 각각에 상기 복수의 레이져에서 출산된 복수의 레이져빔을 통과시키는 복수의 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 제 2층의 스테이지는, 상기 제 1의 안내기구를, 그 하측면에 담지하고, 다시금 상기 제 2의 안내기구를, 그 상측면에 담지하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하고, 본 발명은, 상기 제 1 및 제 2의 안내기구는, 각각 제 1 및 제 2의 모터를 가지고, 상기 제 2층의 스테이지는, 상기 제 1및 제 2의 모터를, 각각의 회동축이 실질적으로 직교하도록 담지하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공함으로써 해결한다.
이하, 본 발명의 원리를, 제1도를 참조하면서 설명한다. 다만, 제1도중, 제51도에 대응하는 부분은 동일의 참조부호로 표시하고, 설명을 생략한다.
제1도를 참조하는데, 본 발명에서는, 광모듈 1과 광파이버 4를 결합·고정하는데 앞서서, 광모듈 1중의 레이져다이오드 2의 발광면의, 렌즈 3 너머의 상을, 3축(XYZ) 스테이지 7상에 보지된 카메라 8에 의해서 취득한다. 이 때문에, 카메라 8에는 외부의 조명광이 광모듈 9를 통하여 공급된다. 조명광은 레이져다이오드 2가 형성하는 출력광빔과 같은 정도의 파장을 가지는 것이 바람직하고, 카메라 8내에 설치된 빔스플리터(splitter) 9a로 반사된 후, 카메라의 촬상광학계 8a 및 렌즈 3을 통하여 레이져다이오드 2의 발광면상에 집속된다.
카메라 8에서 취득된 레이져다이오드 2의 발광면의 상은 도시되어 있지 않은 화상처리계로 보내고, 렌즈 3 너머로 본 발광면의 위치가 구해진다. 이런 렌즈 3 너머의 발광면의 위치는, 광파이버 4에 입사하는 레이져다이오드 2의 출력광이 최대로 되는 위치에 일치하여 있고, 따라서, 3축스테이지 7을 구동하여 광파이버 4의 단면의 위치를 이런 렌즈 너머로 본 발광면의 위치로 설정함으로써, 광파이버 4의 코어에 확실히 레이져다이오드의 출력광을 입사시킬 수 있다. 즉, 카메라 8로서, 레이져다이오드 2의 발광면을 렌즈 3 너머로 촬상함으로써, 광모듈 1과 광파이버 4와의 사이에 개략적이면서 최적화된 광결합이 달성된다.
이와같이 하여 개략적 광결합이 달성된 후, 광파이버 4의 타단에 있어서 레이져다이오드 2의 출력광의 강도를 모니터하면서 스테이지 7을 미조정하고, 광결합을 최적화한다. 이런 최적화공정에 있어서는, 광파이버 4에의 레이져다이오드로부터의 광빔의 입사가, 카메라를 사용한 개략적 광결합공정에 의해서 보증되므로, 매우 신속한 조정이 가능하다.
이하, 본 발명의 실시형태를 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
제2도는, 본 발명의 제 1실시예에 의한, 광모듈조립체의 제조장치 10의 구성을 나타낸 도이다.
제2도를 참조함에 있어서, 광모듈조립체의 제조장치 10은, 레이져다이오드 렌즈조립체(이하 ′LD조립체′ 라 칭한다) 12를 담지하는 제 1의 XYZ스테이지 11과, 상기 LD조립체 12에 대향하도록 적외선카메라 13을 담지하는 제 2의 XYZ스테이지 14로서 구성되고, LD조립체 12는, 척(chuck)기구 11a를 통하여, XYZ스테이지 11상에 회동자재케 설치된 θ스테이지 lIb상에, 광축이 스테이지 11b의 회동축에 대략 일치하도록 보지된다. 한편, 적외선카메라 13은, 척 11a상에 보지된 LD조립체 12중의 레이져다이오드 12b의 발광면을 LD조립체 12의 일부를 구성하는 렌즈 12a를 통하여 촬상하는 촬상광학계 13a를 가지고, 상기 촬상광학계 13a에는, 외부의 적외광원 15에서 광파이버 15a를 통하여 공급되는 적외선조명광을, 상기 촬상광학계 13의 광축에 평행으로 도입하고, 상기 레이져다이오드의 발광면을 조명하는 하프미러(half mirror) 13b가 설치되어 있다.
적외선 카메라 13의 출력은 화상처리장치 16에 보내어지고, 렌즈 12a를 통하여 촬영한 LD조립체 12중의 레이져다이오드 12b의 발광면의 상이 얻어진다. 얻어진 발광면의 상은 다시금 컴퓨터등의 콘트롤러(controller) 17에 보내어지고, 콘트롤러 17은 상기 상에 기초하여, LD조립체 12에 결합되는 광파이버 19의 개략적인 최적위치가 구해진다. XYZ스테이지 14상에는, 상기 촬상광학계에 인접하여 광파이버 19가 보지 되어 있고, 콘트롤러 17은 스테이지 14를 3축 콘트롤러 18을 통하여 구동하고, 광파이버 19를 상기 개략적 최적 위치에 이동시킨다.
이 공정에서는, 상기 발광면의 X 및 Y좌표 뿐만 아니라, 카메라 13의 자동초점 맞추기를 행함으로써, 발광면의 Z좌표까지가 구해진다. 이런 초점맞추기는 발광면에 대응하는 휘점(輝占)과 암점(暗占)의 콘트라스트(contrast)가 최대로 되도록 실행된다. 이와같이 하여 얻어진 X좌표, Y좌표 및 Z좌표의 값은, 상기 개략적 최적위치로서 기억된다.
더우기, LD조립체 12중의 레이져다이오드 12b를 구동하고, 광파이버 19의 타단에 있어서, 상기 발광면에서 출사되는 광빔의 강도를 관측하면서 상기 스테이지 14를 X축, Y축 및 Z축의 각각에 대하여 미조정하고, 광파이버 19와 LD조립체 12를 최대의 결합효율이 얻어지는 상태로 고정하고, 용접한다. 용접공정의 상세한 설명은 다른 실시예에 있어서 설명한다.
제2도의 구성에 있어서, 적외광원 15는, 레이져다이오드 12b가 출력하는 파장과 실질적으로 동일파장의 적외선을 조명광으로서 출력한다. 이 결과, 촬상광학계 13a가 LD조립체 12중의 렌즈 12a를 통하여 촬영한 상에 기초하여 구해진 상기 개략적 최적위치는, 그대로, 특별한 보정을 함이 없이 광파이버 19의 개략적 최적위치로서 사용할 수가 있다.
또, 제2도의 구성에 있어서, 적외광원 대신에 가시파장의 단색광원을 사용할 수도 있다. 이런 가시광에 의해서 조명함으로써, 레이져다이오드 12b의 발광면의 명료한 상을, 적외광이 레이져다이오드 12에 흡수되도록 하는 경우에는, 용이하게 취득하는 것이 가능케 된다. 다만, 이 경우, 얻어진 개략적 최적위치는, 조명에 사용할 파장이 실제로 쓰이는 파장과 다르므로, 렌즈 12a의 색수차(色收差)에 기인하여, 광파이버 19의 개략적 최적위치와는 일반적으로 달리하고 있다. 이 때문에, 가시파장의 단색광원을 광원 15로서 사용하는 경우에는, 이런 파장의 다름에 기인하여 생기는 최적위치의 시프트(shift)가 콘트롤러 17로 계산되고, 그 결과에 기초하여 스테이지 14는, 광파이버 19를, 이런 보정된 개략적 최적위치에 이동시킨다.
제2도의 구성에서는, 카메라 13으로 촬영한 후, 표준적으로는 640×480정도의 해상도를 가진다. 이 때문에, 촬상광학계 13a의 배율을 적당히 설정하여 1화소당의 분해능을 1㎛에 설정하면, 얻어진 화상이 커버하는 범위는 약 0.64mm×0.48mm가 된다. 즉, 카메라 13의 인식범위는 광파이버의 코어경에 비하여 실질적으로 크고, 또 렌즈 너머로 LD조립체의 위치인식을 1sec이하의 정도로 행하는 것이 가능하다. 그 결과, 카메라 13에서 얻어진 상에 기초하여, 광파이버 19의 위치를 최적위치에 대하여 5㎛이내에 위치결정되고, 효율적인 광모듈의 조립이 가능케 된다.
제3도는 제2도의 구성이 1변형예를 표시한다. 다만, 제3도중, 제2도에서 설명한 부분에 대응하는 부분은 동일의 참조부호를 붙여, 설명을 생략한다.
제3도의 구성에서는, 광원 15가 생략된다. 즉, 제3도의 구성에서는 구동전원 15′에 의해서 레이져다이오드 12b를 구동하여 발광면에서 레이져빔을 출사시켜, 이를 카메라 13으로 렌즈 12a 너머로 촬영한다. 따라서, 상기 개략적 최적위치는, 이와같이 하여 카메라 13으로 촬영된 상에 기초하여 구해진다.
다음에, 본 발명의 제 2실시예를 설명한다.
제4도는, 본 발명의 제 2실시예의 대상이 되는 LD소자(12b∼12f)와 렌즈(12a, 12g)와 광파이버 19와의 사이의 이상적인 광학적 결합상태를 나타낸다.
제4도를 참조하는데, LD소자는 기판 12e 및 케이스 12f를 가지고, 레이져다이오드 12b를, 기판 12e에서 연재하는 아암 12c상에 보지하고, 다시금 기판 12e상에는 포토다이오드 12d를 가진다. 렌즈는, 렌즈 12a와 케이스 12g로서 된다. LD소자와 렌즈의 조정에 의해서 레이져다이오드 12b는 렌즈 12a의 광축 ○에서 조금 어긋난 위치에 보지되고, 광축 ○에 평행으로 광빔을 발사한다.
한편, 광파이버 9는, 그 코어 9a가 상기 렌즈 12a의 광축 ○에 대하여 오프셋하도록 배치되고, 상기 LD조립체 12에 면하는 단면에 프리즘 19A를 담지한다. 프리즘 19A는 대향하는 1쌍의 면상에 하프미러 19b와 전반사미러 19c를 담지하고, 레이져다이오드 12b에서 광축 ○에 평행으로 출사한 광은 전반사미러 19c에서 반사한 후 하프미러 19b로 다시금 반사한다. 반사된 광은 광파이버의 코어 19a로 입사한다.
또, 광파이버 19의 코어 19a에서 출사한 광빔은 하프미러 19b를 통과하고, 렌즈 12a로 굴곡된 후, 포토다이오드 12d에 입사한다.
이런 구성의 광모듈을 조립하는 경우에는, 제5도에 표시와 같이, 레이져다이오드 12b 및 포토다이오드 12d를 담지하는 기판 12e와 렌즈 12a와의 사이의 정합, 및 기판 12e와 렌즈 12a로서 되는 LD조립체 12와, 단면에 프리즘을 담지한 광파이버 19와의 사이의 정합을 실현하는 것이 필요하게 된다. 특히, 이런 구성에 있어서는, 기판 12e의 광축(즉 Z축) 주위의 회전 및 플라즈마 19A의 광축주위의 회전의 2축, 렌즈 12a의 X-Y면내에서의 병진(進)의 2축, 다시금 프리즘 19A, 따라서 광파이버 19의 X-Y-Z공간에서의 병진의 3축, 즉 합계 7축에 대한 조정이 필요하게 된다. 다만, 렌즈 12a는 렌즈 케이스 12g와 케이스 12f를 통하여 기판 12e와 계합(系合)하고 있으므로, 렌즈 12a와 기판 12e와의 사이의 Z축방향에의 자유도는 존재하지 않는다.
종래는, 이런 광학계의 조정을, 레이져다이오드 12b에서 출사한 광빔을 광파이버 19의 타단에서 관측하면서 행하여 왔으나, 이와 같은 방법이면 상기 7축에 대하여 동시에 최적화할 필요가 있으므로, 조정에 상당한 시간을 요하였다. 또, 조정이전의 문제로서, 레이져다이오드 12b에서 출사하는 광빔을 광파이퍼 19의 코어 19a에 도입하는 것이 곤란 하였다.
이하, 이런 정합을 실현하는 본 발명의 제 2실시예에 의한 프로세스를 설명한다.
이하의 프로세스는, 후에 제11도에서 설명하는 제조장치에 의해서 실행되나, 제11도의 제조장치는 제2도의 제조장치와 대략 유사한 구성을 가진다.
최초는 소자의 회전조정이다.
먼저, 제6도에 표시하는 바와같이, 레이져다이드 12b 및 포토다이오드 12d를 조명광으로 조명하고, 카메라 13으로 촬영된 화상에서 레이져다이오드 12b의 발광점 A(x1,y1, z1)과 포토다이오드 12D의 수광중심 B(x2, y2, z2)를 구한다. 그리하여, 그 좌표에 기초하여 기판 12e를 Z축 주위로 회전하고, 레이져다이오드 12b의 발광점 A(좌표: x1, y1, z1)와 포토다이오드 12d의 중심점 B(좌표. x2, y2, z2)를 X평면상으로 정렬한다(y1=y2로 되도록 회전한다). 그 결과, 발광점 A및 수광중심점 B는 동일 XZ면상에 위치된다.
다음에, 렌즈의 Y위치 미조정이다.
제7(a)도, 제7(b)도의 공정에 있어서, 적외선 카메라 13에 의해서, 렌즈 12a 너머로 본 상기 레이져다이오드 12b의 상을 촬영하고, 렌즈 12a 너머로 본, 레이져다이오드 12b의 상의 위치 C(좌표: x3, y3, z3)를 구한다. 다만, 제7(a)도는 XZ면에 따른 단면도, 제7(b)도는 YZ면에 따른 단면도이다. 그리하여, 제7도와 같이 레이져다이오드의 위치 A(x1, y1, z1)와 레이져다이오드의 상의 위치 C(x3, y3, z3)의 x, y가 일치하도록 (x1=x3, y1=y3), 렌즈 12a의 위치를 조정한다.
이 조정과, 앞의 회전조정에 의해서, 레이져다이오드, 포토다이오드, 연소(連巢)중심, 레이져다이오드의 상의 위치는 모두 일치하고, 이 5개가 동일 XZ평면상에 있게 된다. 이 조정의 후의 렌즈의 X방향의 이동은, 레이져다이오드의 상, 포토다이오드의 후의 위치에 영향되지 않고, 위치는 변화하지 않는다. 그 때문에, 렌즈의 X방향의 위치조정과 Y방향의 위치조정과는 독립적으로 행해진다.
최후는 렌즈의 위치 X의 미조정이다.
다음에, 제8도의 공정에서, 렌즈 12a를 XY면내에서 화살표의 방향 X로 거리 만큼 이동시켜, 렌즈 12a 너머로 본 레이져다이오드 12b의 상 12b′의 위치 D(좌표: x4, y4, z4) 및 포토다이오드 12d의 상 12d′의 위치 E(좌표: x5, y5, z5)를 카메라 13에서 촬영된 화상에서 구한다. 그 때, 조명은, 통상 적외광원 15, 조명계광파이버 15a, 빔스플리터 13b에 의해서 만들어지는 동축조명(카메라의 광축과 동축)이 사용된다. 다만, 포토다이오드는 렌즈광축에서 떨어져 있고, 렌즈를 통한 동축조명이 닿지 못하는 경우이다. 이 경우는, 경사 조명 15a나 후술하는 조명용의 마스크 (15a)가 조명에 쓰인다.
다음에, 제9도의 공정에 있어서, 프리즘 19A를 상정(想定)하여, 상기 위치 D 및 E에서, 레이져다이오드 12b 및 포토다이오드 12d의 프리즘을 상정한 결상(結像) 12b″의 위치 F(좌표: x6, y6, z6) 및 12d″의 위치 G(좌표: x7, y7, z7)를, 기하광학적으로 계산한다. 그리하여 프리즘을 상정한 위치 F(x6, y6, z6), G(x7, y7, z7)의 위치가 일치하도록(x6=x7, y6=y7), 렌즈 12a의 X방향이동 거리 δ을 조정한다.
제10(a)도는, 레이져다이오드의 상 12b′의 위치 P1(x1, y1, z1)에서, 레이져다이오드 12b의 프리즘을 상정한 결상 12b″의 위치 P5(x5, z5)를 구하는 계산을 설명하는 도이다. 다만, 제10(a)도는 XZ면내에서의 레이져다이오드 12b에서 출사한 광빔의 광로변환의 모양을 나타내고 있다. Y좌표는 모든 점에서 동일하므로 생략하였다.
제10(a)도를 참조하는데, 프리즘 19A는 굴절율 n과 길이 d를 가지고, Z축에 대하여 각도 θ만큼 기울여서 설치된다. 그리하면, 레이져다이오드 12b에서 출사하고 XZ면내에서 Z축에 대하여 각도 θ1로 입사하는 광빔에 대하여, 프리즘 19A내에서의 광선 길이 11에 대하여 다음의 관계식이 성립한다.
Sin (θ1+θ)=n×sinθ3
따라서, θ3=Sin-1(Sin(θ1+θ)/n)
11×cosθ3=d
따라서, 11=d/cosθ3
다만, 각도θ의 값은, 프리즘을 상정한 결상위치 P5에 영향되지 않으므로 예를들면 일반적인 값인 θ1=4°를 가정한다. 영향되지 않는 이유는, 물체와 렌즈 너머로의 물체의 상의 위치관계는 1 : 1에 대응하여 있고, 도중의 광선의 경사에 의하지 않기 때문이다.
이로써, 레이져다이오드 12b에서 출사한 광빔의 프리즘 19A내에서의 Z축 방향에의 광로길이 1z2가, 1z2= (3×d×cos (θ3-θ))/ (n×cosθ3)로 되고, 이로부터 프리즘 19A와의 교점 P3의 좌표(x3, y3), P4의 좌표(x4, y4), 및 프리즘 19A를 통한 상기 광빔의 결상위치 P5의 좌표(x5, y5)가 이하와 같이 구해진다.
x3=x1-(1z2×tanθ)
z3=z1-1z2
x4=x3-(d×sinθ)
z4=z3-(d×sinθ)
x5=x4+(3×11×Sinθ3×cosθ)
z5=z4+(3×11×Sinθ3×Sinθ)
다만, 결상위치 P5는 결상위치 12b″에 대응한다.
한편, 포토다이오드 12d의 프리즘을 상정한 결상 12d″의 위치 P7에 대해서는, 이하와 같이 구해진다.
프리즘 19A를 제외한 경우의 포토다이오드상 12d′의 위치를 P3(좌표: x2, z2)로 하면, 프리즘 19A에서 포토다이오드 12d에 향하여 Z축에 대하여 θ2의 각도로 출사하는 광빔에 대하여, 제10(b)도에서 알수 있는 바와같이, 관계가,
Sin (θ2+7)=n×sinθ4
따라서, θ4=Sin-1(Sin(θ2+θ)/n)
13× cosθ4=d
따라서, 13=d/cosθ4
성립한다.
다만, 각도 θ2의 값은 프리즘을 상정한 결상위치 P7에 영향되지 않으므로, 예를들면 일반적인 값θ2=4°를 가정한다 영향되지 않는 이유는, 물체와 렌즈 너머로의 물체의 상의 위치관계는 1 : 1로 대응하여 있고, 도중의 광선의 경사에 의하지 않기 때문이다. 윗식에서 θ2와 프리즘각도 θ가 결정되면 θ4가 구해진다.
따라서, 프리즘 19A내에서의 상기 광빔에 대하여 Z축 방향에의 광로 길이가,
1z3=(d×cos(θ4-θ)/ (n×cosθ3)
로 구해지고, 광로길이 1z3에서, 상기 광빔의 출사점 P6의 좌표 및 그러한 광빔의 프리즘 19A에의 입사점 P7의 좌표가
x6=x2-(1z3×tanθ2)
z6=z2-1z3
x7=x6+[13×Sin(θ4-θ)]
z7=z6+[13×cos(θ4-θ)]
에 의하여 구해진다. 다만, x2, z2는 렌즈 너머 포토다이오드 상 12d′의 X좌표 및 Y좌표의 값이다. 또, 점 P7은 제9도의 결상위치 12d″에 대응한다.
더우기, 렌즈 12a를, 상기 프리즘 19A를 상정한 점P5및 P7이 광파이버 19의 코어 단면을 상정한 소정위치에 일치하도록 X축방향으로 더 조정함으로써, LD소자 (12b∼12f)와 렌즈 (12a, 12g)사이의 조정이 완료한다.
이상으로 렌즈조정을 종료하고, 소자와 렌즈사이를 용접등으로 접속하고, LD조립체 12가 작성된다.
다음에, LD조립체 12와 광파이버 19사이의 조정이다.
이 공정에서는, 상기의 상태에서 레이져다이오드 12b를 구동하고, 광파이버의 반사측 단면에 있어서 관측되는 광빔 강도가 최대로 되도록 광파이버 19a를 미조정하고, 최적의 광학적결합을 얻을 수 있다.
제11도는, 본 실시예에 있어서 쓰이는 광모듈조립체의 제조장치를 표시한다. 제11도중, 앞에서 설명한 부분에는 동일한 참조부호를 붙여서, 설명을 생략한다.
제11도의 제조장치에서는, XYZ스테이지 11이, 스테이지콘트롤러 11A를 통하여 콘트롤러 17에 의해 제어되고, 스테이지 11상에는 θ스테이지 11b와 짐벌을 구성하는 척 11a를 통하여, 레이져포토다이오드 12b 및 포토다이오드 12d를 담지하는 기판 12e가 보지된다.
본 실시예에는, 렌즈 12a는 레이져다이오드 12b 및 포토다이오드 12d와는 다른, 스테이지콘트롤러 20A를 통하여 콘트롤러 17에 의해서 구동되는 XY스테이지 20상에, XY면내에서 이동자재케 보지된다. 즉, 본 실시예에서는 레이져다이오드 12b 및 포토다이오드 12d에 대한 렌즈 12a의 광학적 정합과, 레이져다이오드 12b, 포토다이오드 12d 및 렌즈 12a를 일체화한 광모듈 12에 대한 프리즘 19A를 담지한 광파이버 19의 광학적 정합이, 따로이 실행된다.
제12도는 제11의 제조장치를 사용하여, 앞서 설명한 광모듈을 조립하는 공정을 실행할 때의 플로차트를 표시한다.
제12도를 참조하는데, 광모듈을 조립하는 공정은, 대체로 LD소자기판 12e와 렌즈 12a를 각각의 스테이지에 세트하는 스텝 1과, 기판 12e와 렌즈 12a의 경사를 맞추는 스테이지 2와, 기판 12e의 광축주위 회전각을 조정하는 스테이지 3과, 렌즈 12a위치를 대충 조정하는 스텝 4와, 렌즈 12a의 Y축 방향위치를 미조정하는 스텝 5와 더우기 렌즈 12a의 X축 방향위치를 미조정하는 스테이지 6과, 소자케이스 12f와 렌즈케이스 12g와를 용접하는 스텝 7과, 광파이버 19를 소정위치에 이동하는 스테이지 8과, 광파이버 19를 측정광량이 최대로 되도록 위치조정하는 스테이지 9와, LD조립체 12와 광파이버 19를 용접하는 스테이지 10으로서 되고, 스테이지 1은 소자기판 12e를 스테이지 11의 척 11a상에 세트하는 서브스텝 11과, 렌즈 12a를 렌즈 20의 척상에 세트하는 서브스텝 12로서 된다. 또, 스테이지 2는, 척 11a의 짐벌지지기구를 움직여서 소자기판 12e와 렌즈 12a의 경사각을 정합시키는 서브스텝 21과, 정합한 상태로 렌즈 12a와 소자기판 12e의 일부를 구성하는 케이스 12f를 접합시켜, 이 상태에서 전체의 경사각을 소정각에 맞추는 서브스텝 22와, 기판 12e를 보지하는 척기구 11a의 짐벌을, 정합상태에서 고정하는 서브스텝 23으로서 된다. 더우기, 스텝 3의 공정은, 실제로는, 렌즈 12a를 일단 시각인식영역외에 퇴피(退避)시키는 서브스텝 31과, 렌즈 12a를 제외한 상태에서 적외선 카메라 13을 사용하여 레이져다이오드 12b에 대하여 자동초점맞추기를 실행하고, 제6도에 표시한 점A의 좌표(x1, y1, z1)를 구하는 서브스텝 32와, 같은 렌즈 12a를 제외한 상태에서 적외선 카메라 13을 사용하여 포토다이오드 12d에 대하여 자동초점 맞추기를 실행하고, 제6도에 표시한 점B의 좌표(x2, y2, z2)를 구하는 서브스텝 33과, 상기 점A와 점B를 잇는 가상적인 선분이 XZ면에 평행이 될때까지 소자기판 12e를 회전시키는 서브스텝 34와, 회전후의 점A와 점B의 위치를 인식하는 서브스텝 35로서 된다.
더우기, 스텝 4의 공정은, 렌즈 12a를 다시 기판 12e상의 시각인식영역내에 이동시키는 서브스템 41과, 적외선 카메라 13에 의한 자동초점 맞추기로, 렌즈 12a의 틀을 인식하여 렌즈위치를 취득하는 서브스텝 42와, 취득된 렌즈위치에 기초하여 스테이지 20을 구동하여 렌즈 12a의 위치를 XY면내에 있어서 개략적으로 정합시키는 서브스텝 43으로서 되고, 더우기 스텝 5의 공정은, 렌즈 12a 너머로 본 레이져다이오드 12b의 상 12b′를 적외선 카메라 13에서 촬영하고, 자동초점 맞추기를 실행함으로써 위치 C의 좌표(x3, y3, z3)를 구하는 서브스텝 51과, 렌즈 12a의 Y축 방향의 위치를 미조정하는 서브스텝 52로서 된다.
또, 스텝 6의 공정은, 제8도에 표시한 바와같이, 렌즈 12a를 프리즘 19A를 상정한 설계상의 최적위치까지 X축 방향으로 이동시켜, 이 상태에서 적외선 카메라 13에 의해서 렌즈 12a 너머로 레이져디이오드 12b의 상 12b′를 자동초점 맞추기로 촬영하고, 상 12b′의 위치 D의 좌표(x4, y4, z4)를 구하여, 다시금 이에 의하여 프리즘 19A를 삽입한 상태에서 상 12b″기 위치 F의 좌표(x6, y6, z6)를 구하는 서브스텝 61과, 카메라 13에 의해서 렌즈 12a 너머로 포토다이오드 12d의 상 12d′를 자동초점맞추기로 촬영하고, 상 12d′의 위치 E의 좌표(x5, y5, z5)를 구하는 서브스텝 62와, 상기 위치 E의 좌표(x5, y5, z5)에 기초하여, 프리즘 19A를 설치된 경우의 상 12d″의 위치 G의 좌표(x7, y7, z7)를 계산하는 서브스텝 63과, 계산된 위치 F 및 G의 좌표에 기초하여, 위치 F 및 G의 X좌표의 값이 일치하도록, 스테이지 20을 구동하여 렌즈 12a의 위치를 X축 방향에 미조정하는 서브스테이지 64로서 된다. 다만, 위치 F는 제10(a)도의 위치 P5에, 또 위치 G는 제10(b)도의 P7에 대응한다.
이런 제12도에 표시한 조정의 결과, 제13도에 표시와 같이 위치 F와 위치 G가 일치한다. 더우기 스텝 7의 공정은, YAG용접 51로 소자케이스 12f와 렌즈케이스 12g를 용접하고, LD조립체 12를 작성한다. 더우기, 스텝 8의 공정에서는, 위치 F (G도 같음)에 광파이버의 코어단면을 위치결정함으로써, 광모듈을 구성하는 레이져다이오드 12b 또는 포토다이오드 12d와 광파이버와의 사이에 높은 효율의 광결합이 달성된다. 더우기, 스텝 9의 공정에서는, 레이져다이오드 12B에 전류를 흘려서 발광시키는 서브스텝 91과, 이 상태에서, 광파이버 타단에 있어서 레이져다이오드 12b에서 출사하는 광빔을 관측하면서 파이버위치의 미조정을 행하는 서브스텝 92에 의해서 광결합을 이상적으로 최적화한다. 또, 스텝 10의 공정에서, 광결합이 이상적인 상태에서 LD조립체 12와 광파이버 19를, YAG용접 51에 의해서, 고정한다.
앞에서도 설명한 바와같이, 이런 공정에서는, 레이져다이오드 12b, 포토다이오드 12d와 렌즈 12a와의 광학적결합공정과, 이와같이 하여 얻어진 LD조립체 12와 광파이버 19와의 광학적결합공정이 따로 실행되므로, 양결합공정을 다른 장치에서 평행하게 행하는 것도 가능하고, 조정에 요하는 시간을 실질적으로 단축할 수가 있다.
그런데, 렌즈 12a, 프리즘 19A, 레이져다이오드 12b, 포토다이오드 l2d, 기판 12e 또는 포토다이오드 12d를 지지하는 아암 12c에 공작정도등에 기인하는 오차가 있는 경우, 실제로는 위치 G가 위치 F에 대하여 광축방향 즉, Z축방향으로 벗어나서, 제 2실시예에 의한 최적화의 결과, 제 13도의 상태 대신에 제 14의 상태가 생기는 일이 있다. 이와같이 위치 G와 위치 F가 Z축방향으로 벗어나면, 일반적으로 위치 G와 F의 X좌표도 벗어나서, 프리즘 19A에 접속된 광파이버 19와 광모듈과의 사이의 광의 결합손실이 증대해 버린다.
그리하여, 본 실시예에서는, 이와같은 광결합손실을 경감하는 방법에 대하여 설명한다.
제15(a)도를 표시한 LD조립체 12와 광파이버 19로서 되는 광모듈에 있어서, 실제의 상 14b″의 위치 G′의 좌표 (x7′, y7′, z7′)가, 계산된 위치 G의 좌표 (x7, y7, z7)에 대하여 Z축 방향으로 거리 △Z만큼 벗어나 있다고 한다면, 앞에 설명한 굴절각의 관계식
Sin(θ2+θ)=n×Sinθ
및 제15(b)도로, 위치 G′ 는 X축방향에도, 식
△x=△z × tanθ2
로 얻어지는 거리 △x만큼 벗어난다. 다만, n은 프리즘 19A의 굴절율, θ는 앞에서도 정의한 바와같이 프리즘 19A의 경사각이다. 그리하여, 이와 같이하여 구해진 θ2, △x, △y를 사용하면, 실제의 상 14d″의 위치는, 식
x7′= x7+△x
y7′= y1
z7′= z7+△z
으로 구해진다. 따라서, 본 실시예에서는, 이와 같이하여 구해진, Z축방향의 벗어남에 수반한 X축방향의 벗어남을 감안하면서, 렌즈 12A의 위치를, 레이져다이오드의 상 12b″의 위치 F와 포토다이오드의 상 12d″의 위치 G가, X축 및 Z축방향에 있어서 일치하도록 조정한다.
보다 구체적으로는, 먼저 위치 F와 위치 G의 Z축방향의 벗어남이, 식
△z =z7-z6
에 의해서 구해지고, 이로부터 보정한 포토다이오드 위치 G′의 좌표가, 식
x7′= x7+(△z ×tanθ2)
y7′= y1
z7′= z7+△z
에 의해서 구해진다.
다음에, 보정한 포토다이오드의 집광위치 G′와 레이져다이오드의 집광위치 F의 X축방향에의 벗어남이, 식
△x= x6-x7′
에 의해서 구해지고, 이 값이 0이 되도록, 렌즈 12a를 X축방향에 이동시킨다. 렌즈이동후, 상기 순서를 반복하고, 벗어남 △x가 0이 되는 위치에 렌즈 12a를 고정한다.
본 실시예에 의하면, 렌즈 12a, 레이져다이오드 12b, 포토다이오드 12d등에 공작정도에 기인하는 오차가 있더라도, 최적의 광결합을, 단시간에 달성할 수가 있다.
다음에, 카메라 13을 사용한 촬상공정에 있어서, 조명에, 실제로 레이져다이오드 12b가 발생하고, 또 포토다이오드 12d가 검출하는 적외파장의 광이아니고, 가시파장의 단색광을 사용한 경우의, 본 실시예에 의한 광모듈조립체의 제조방법에 대하여 제17도를 참조하면서 설명한다. 다만, 이하의 설명은, 가시광을 조명에 사용한 것에 기인한 특유의 구성의 변경에 한정하고, 앞에 설명한 부분과 중복하는 부분의 설명은 생략한다.
제17도를 참조하면, 렌즈 12a는 레이져다이오드 12b의 파장의 적외광에 대하여 초점거리 f1을, 가시광에 대하여 초점거리 f2를 가지고, 좌표(x8, y8, z8)로 표시되는 위치에 중심위치 H를 가진다. 중심위치 H는 레이져다이오드 12b의 발광면에서 Z축방향에 거리 a2만큼 이간해 두고, 렌즈 12a는 레이져다이오드 12b에서 출사한 적외파장의 광빔을, 위치 H에서 거리b1떨어진 위치 D에 집속한다. 이에 대하여, 레이져다이오드 12b가 가령 가시파장의 광빔을 출사하였다고 하면, 이런 광빔은 위치 H에서 거리 b2(b2＜ b1) 떨어진 위치 D′에 집속한다.
이런 구성에서는, 가시광 조명의 하에서 카메라 13이 촬영한 상에서 구해지는 레이저 빔의 결상위치는 D′이고, 따라서 위치 D′의 좌표 (x4′, y4′, z4′)를 위치 D의 좌표(x4, y4, z4)에 변경·보정할 필요가 있다. 이중, 제7도의 관계는 동일의 Y평면상에 있어서 성립하고 있으므로, X축방향 및 Z축방향에 대해서만 보정하면 된다.
제17도에서, 다음의 관계가 성립하는 것을 알 수 있다.
a2=｜z1-z0｜
b2=｜z4′-z8｜
b1=｜z4-z8｜
(1/a2)+(1/b2)= 1/f2
(1/a2)+(1/b1)= 1/f1
b1/a2=｜x4-x8｜/｜x1-x8｜
여기서, 렌즈위치 H의 XZ면내의 좌표 (x8, z8), 및 가시광조명에 의해서 구한 레이져다이오드의 상위치D′ 의 XZ면내의 좌표 (x4′, z4′)의 값은 이미 알고 있으므로, 상기 관계식에서 적외광조명을 행한 경우의 상위치 D의 좌표(x4, z4)가 구해진다.
기타의 프로세스는 앞에 설명한 것과 마찬가지이다.
앞에 제16도에서 설명한 보정계산 시에는, 프리즘 19A의 경사각 θ는 이미 구해져 있다고 가정하였으나, 실제의 경사각 θ을 구하는 것도 가능하다.
제18도를 참조하는데, 광파이버 19의 상기 프리즘 19A를 담지하는 측과는 반사측에서 광빔을 주입하면, 주입된 광빔은 코어 19a에서 출사하여 하프미러 19A로 반사되고, 다시금 전반사미러 19C로 반사되어 프리즘 19A에서 출사한다. 따라서, 프리즘 19A의 출사단측에서 보면, 하프미러 19b를 통과한 광빔에 의한 광점과, 전반사미러 19c로 반사한 광빔에 의한 광점의 2개의 점이, 서로 거리 △L만큼 떨어져서 관측된다 여기서, 프리즘 19A의 두께를 d로 하면, 상기 거리 △L은
△L= 2×d×cos2θ
에 의해서 주어지므로, 거리 △L을 측정함으로써, 바른 경사각 θ를 구할 수 가 있다.
제2 또는 제11도의 구성에 있어서 카메라 13의 촬상광학계 13a에 조입되는 조명광학계는, 일반적으로 빔스플리터 13b를 포함하고, 광원 15로 생성되고, 15a가 전송되어 선단의 렌즈 (15a)1에서 출사한 광빔을, 렌즈 (13a)1과 렌즈 (13a)2로서 되는 촬상광학계 13a중에 삽입된 빔스플리터 13b에 의해서 촬상광학계 13a의 광축에 평행하게 편향하고, LD조립체 12를 조명한다.
이런 구성에 있어서는, 빔스플리터 13b에서 편향된 조명광이, 렌즈 (13a)2로 반사되므로, 카메라 13에서 LD조립체 12의 상을 촬영한 경우, 상의 중앙부에 반사광에 의한 헐레이션(halation)이 발생하여, 명료한 상의 촬영이 곤란하다.
이와같은 헐레이션의 문제를 회피하기 위하여, 제2도 또는 제11도의 제조장치에서는, 제19도에 표시와 같이, 상기 동축조명계 15외에, 제11도에서 설명한 바와 같은 경사조명광원 15A, 또는 LD조립체 12의 중심부를 벗어나 조명하는 링 조명광원 15B가 사용된다.
이에 대하여, 제20도는, 본 실시예에 의한, 간략화한 조명계의 구성을 표시한다.
제20도를 참조하는데, 광파이버 15a의 선단에 설치된 렌즈 (15a)를 출사한 광빔은, 제 1의 편광면을 가지는 제 1의 편광자 (15a)3을 통과한 후 마스크 (15a)2로 정형되고, 조명광중, 렌즈 (13a)2의 광축부근을 통과하는 부분이 커트된다. 더우기, LD조립체 12에서 반사한 조명광은, 렌즈 (13a)2및 렌즈(13a)1을 순차 통과한 후, 상기 제 1의 편광면에 직교하는 제 2의 편광면을 가지는 제 2의 편광자 (15a)4를 통과한 후 카메라 13에 입사한다.
제21도는, 상기 마스크 (15a)2의 일예를 표시한다. 제21도의 예에서는 마스크 (15a)2는, 촬상광학계 13a의 광축에 대응하는 광파이버 153의 광축을 떼어낸 위치에 창이 형성되고, 렌즈 (13a)2의 광축 부근을 통과하는 조명광을 차단한다. 그 결과, 렌즈 (13a)2에 의한 조명광의 반사에 기인하는 헐레이션의 문제가 해소된다.
제22도는, 상기 마스크 (15a)2의 다른 일예를 표시한다. 제22도의 예에서는, 마스크 (15a)2는, 촬상광학계 13의 광축을 벗긴 위치로 형성된 1쌍의 슬리트(slits)를 포함하고, 상기 LD조립체 12를, 렌즈 (13a)2중심부 및 렌즈 12a의 중심부를 피하여 조명한다.
제23(a)도, 제23(b)도는, 제19도의 종래의 조명광학계를 사용하여 촬영한 레이져다이오드 12b의 상 12b′와, 제22도의 조명광학계를 사용하여 촬영한 레이져다이오드 12b의 상 12b′를, 각각 비교하여 표시한 도이다.
제23(a)도를 참조하는데, 종래의 조명광학계를 사용하여 조명한 경우에는, 상전체가 렌즈 (13a)2또는 렌즈 12a의 반사광에 의한 헐레이션을 받아, 상 12b′의 인식은 곤란하다. 본 발명에서는, 상 12b′에 대한 초점맞추기에 의해, 상 12b′의 위치 D의 Z좌표를 구하므로, 이런 헐레이션은, 심각한 문제가 생긴다. 이런 문제점을 회피하기 위하여, 본 발명의 제 2 또는 제 3실시예에 있어서는, 경사조명광원 15A를 사용하였다.
이에 대하여, 제23(b)도의 경우에는, 반사광은 렌즈 (13a)2의 광축을 피하여 생기므로, 매우 높은 콘트라스트에서, 명료한 레이저다이오드의 상 12b′를 얻을 수가 있다.
제24도는, 제22도의 구성에, 더우기 제20도에 개략적으로 표시한 편광자 (15a)3및 (15a)4를 설치된 구성을 표시한다. 다만, 편광자 (15a)3은 화살표로 표시한 편광면을 가지고, 한쪽 편광자 (15a)4는, 다른 화살표로 표시하는 바와 같이, 상기 편광자 (15a)3의 편광면에 직교하는 편광면을 가진다. 이런 구성에 의해서, 제23(b)도에 표시한 반사광을 실질적으로 커트하는 것이 가능케 된다.
제25는, 또 다른 개량된 조명계를 표시한다.
제25도의 예에서는, 광원 15A에서 생성되고, 렌즈(15a)1을 통하여 출사한 조명광을 편광시키는 갈바노미터미러(galvanometer mirror) (15a)5가 설치되고, 조명광은, 갈바노미터 미러(15a)5의 움직임에 따라 LD조립체 12를 주사한다. 더우기, 갈바노미터 미러(15a)5의 움직임에 동기하여, 동기신호가 화상 처리장치 16에 보내어지고, 카메라 13이 출력하는 화상신호에서, 렌즈 (13a)2에 의한 반사광을 커트한다.
제26(a)도∼제26(c)도는, 제25도의 장치를 사용하여 행하는, 카메라 13에 의한 LD조립체 12의 상의 취득의 일예를 표시한다.
제26(a)도를 참조하는데, 제25도의 장치에서는 렌즈 (15a)1로서 원통렌즈를 사용하여, 광원 15에서 생성한 조명광을 라인상으로 변형한다 더욱이, 상기 갈바노미터미러 (15a)5를 구동함으로써, 라인상조명광에 의해서 상기 LD조립체 12를 주사한다.
이러한 라인상조명광에 의한 조명의 결과, 카메라 13이 취득하는 화상에는 렌즈 (13a)2로부터 반사광에 기인하는 라인상의 포화영역이, 제26(a)도에 표시하는 바와같이 생기나, 제25도의 구성에서는, 화상처리장치에 있어서, 이런 포화영역을 커트하고, 갖가지의 주사위치에 대하여 얻어진 화상을 제26(b)도에 표시하는 바와같이 중합시킴으로써, 제26(c)도에 표시한 명료한 상을 얻는다.
제27(a)도∼제27(c)도는, 제27도의 장치를 사용하여, 카메라 13에 의한 LD조립체 12의 상의 취득의 다른 예를 표시한다.
제27(a)도를 참조하는데, 제25도의 장치에서는, 상기 갈바노미터미러 (15a)5는, 조명광을, 상기 LD조립체 12의 제 1∼제 4상한(象限)의 각각을 조명하도록 순차편향하고, 상기 화상처리장치 16에서는, 이러한 조명의 결과로 생긴 포화영역을, 제27(b)도에 표시하는 바와같이 커트한다. 다시금 이와 같이 하여 얻어진 제 1∼제 4상한의 화상을 중합시킴으로써, 제27(c)도에 표시한 화상이 합성된다.
제26(b)도 또는 제27(b)도에서의, 포화영역을 카메라 13의 화상에서 제거하는 공정은, 화상처리장치 16으로 행하는 대신에, 제28도에 표시와 같이, 제26도의 구성에 있어서 카메라 13의 앞에 차광마스크 (15a)6을 설치하고, 차광마스크 (15a)의 패턴을 상기 갈바노미터 미러 (15a)5의 움직임에 동기한 동기신호에 의해서, 하나의 패턴에서 다른 패턴과 바꿈으로써 실행하여도 좋다.
더우기, 제29도에 표시와 같이, 카메라 13으로서 CCD어레이를 이미지센서로서 가지는 CCD카메라를 사용하여, 제30(a)도에 표시하는 바와같이 라인상의 조명에 의해서 LD조립체 12를 주사하고, 이에 동기하여 카메라 13의 CCD어레이를 선순차(線順次)로 주사하고, LD조립체 12의 화상에서 1차원화상을 라인상조명에 의해서 포화하고 있는 부분을 추출해도 좋다. 이런 1차원화상을 제30(b)도에 표시와 같이 신호처리부 16에 있어서 합성함으로써, 제30(c)도에 표시하는, 헐레이션이 없는 출력화상을 얻을 수가 있다.
다음에, 제2도 또는 제 11의 제조장치에 있어서 쓰이는, 카메라 13의 자동초점맞추기방법에 대하여 설명한다.
제31도는, 제2도 또는 제11도의 제조장치 중, 카메라 13의 자동초점맞추기에 관계하는 부분을 표시한 블럭도이다.
제31도를 참조하는데, 촬상광학계 13a로 촬영되고 화상처리부 16에서 처리된 LD조립체 12의 상에 기초하여, 컴퓨터등의 연산장치 17이 초점이 맞추어져 있는지의 여부를 판정하고, 맞지 않을 경우, 스테이지콘트롤러 18을 구동하여 스테이지 14를, 초점이 맞도록 Z축 방향에 이동시킨다.
그런데, 통상의 비디오카메라등의 촬영장치에서는, 초점이 맞추어져 있는지의 여부를, 얻어진 상의 샤프네스를 평가함으로써 판정하고 있으나, 본 발명이 대상으로 하는 LD조립체에 있어서는, 포토다이오드 12d는 경사한 상태에서 기판 12e상에 장치되어 있고, 이와같은 경우에는, 어는 한 부분에서 반드시 초점이 맞추어져 있게된다. 더구나, 본 발명에서는, 얻어진 자동초점위치에 기초하여, 최적의 LD조립체 12와 광파이버 19와의 결합위치가 구해지므로, 이런 초점맞추기를 확실히, 또한 신속히 실행할 필요가 있다.
제32(a)도∼제32(d)도는, 본 실시예에 의한, 촬상광학계 13a의 초점맞추기의 원리를 설명하는 도이다.
제32(a)도를 참조하는데, 본 실시예에서는, 초점맞추기를 하고자하는 특정의 부분에 대응한 등록패턴을 연산장치 17에 보지하고, 더우기 카메라 13에서 촬영된 상과 상기 등록패턴의 사이의 패턴매칭을, 상과 등록패턴의 정규상관치를, 스테이지 14의 갖가지 Z위치에 대하여 계산함으로써 구하고, 최대의 정규상관치를 주는 Z위치를 가지고 온초점위치(on-focus state)로 한다.
이와 같은 방법을 사용하면, 제32(b)도∼제32(d)도에 표시하는, LD조립체의 면이 경사되어있는 경우에도, 제32(a)도에 표시한 등록패턴에 기초하여, 제32(c)도에 표시와 같이, 소망의 부분에 대하여 확실히 초점맞추기를 할 수가 있다. 다만, 제32(b)도 및 제32(d)도는, 제32(c)도의 온초점상태에 대하여 각각 다른 방향으로 초점이 벗어나있는 상태를 표시하고, 제32(b)도의 상태에서는 X마크에 초점이 맞추어 있고, 한편 제32(d)도의 상태에서는 링마스크에 초점이 맞추어져 있다.
제33(a)도, 제33(b)도는, 실제의 LD조립체 12의 초점맞추기에 사용하는 등록패턴의 추출 예를 표시한다.
제33(a)도를 참조하는데, 레이져다이오드 12b 또는 포토다이오드 12d의 발광점 또는 수광점을 포함하는 영역 R을 추출함과 동시에, 패턴매칭에 의해서 구해진 온초점위치를 확실하게, 미분에 의한 샤프네스의 검출에 적합한 에지(edge)위치 E1, E2가 추출되고, 제33(b)도에 표시와 같이 연산장치 17에, 각각의 좌표 R(x, y), E1(x, y) 및 E2(x, y)와 함께 기재된다.
패턴매칭은, 스테이지콘트롤러 18을 통하여 스테이지 14를 Z축 방향으로 구동하면서 실행되고, 상기 정규상관의 최대치가 구해진다.
제34(a)도, 제34(b)도는 이와같은 정규상관이 최대로된 상태의 일예를 표시한다. 다만, 제34(a)도에서 알수 있는 바와같이, 이 상태에서는 실제로는 온초점이 되어 있지 않고, 제34(b)도의 정규상관치도 단순히 극대치중의 하나로 되어 있는 것에 지나지 않다. 이와같이 잘못된 은초점상태의 검출을 회피하기 위하여, 본 실시예에서는, 먼저 등록한 에지위치 E1, E2에 있어서 얻어진 상의 미분계수가 구해지고, 미분계수에 기초하여, 상의 샤프네스는 낮고, 따라서 얻어진 Z위치는 올바른 온초점위치는 아니라고 판정된다.
이에 대하여, 제34(c)도, 제34(d)도의 경우에는, 영역 R에서의 정규상관치 및 영역 E1, E2에서의 상의 샤프네스의 어느 것이나 최대로 되어 있고, 올바른 온초점상태인것을 알 수 있다.
이와같이, 본 실시예에 의하면, 카메라 13의 바른 온초점위치와, 그에 기초한 LD조립체 12와 광파이버 19와의 사이의 최적광결합위치를, 신속하고 확실하게 구할 수가 있다.
그런데, 제2도 또는 제11도의 제조장치에 의해서 광결합효율을 최적화된 LD조립체 12와 광파이버 19는, 상기 최적위치에 있어서 용접·고정되고, 제35도에 표시한 광모듈이 완성한다.
제35도를 참조하는데, 렌즈 12a는 틀 12A중에 보지되고, 레이져다이오드 12b 또는 포토다이오드 12d(표시하지 않음)를 둘러싸는 케이스 12f상에 점 W1에서 용접된다. 더우기, 광파이버 19는, 프리즘 19A와 함께 파이버홀더 19B중에 보지되고, 파이버홀더 19B는, 상기 렌즈틀 12A상에, 점 W2에서 용접·고정된다. 또, 파이버홀더 19B에는, 렌즈틀 12A에 접합하는 측과 반사측에, 다른 광파이버와의 접속을 위한 소켓트 19C가 형성되어 있다.
일반적으로, 이와같은 광모듈의 조립에서, 제36도에 표시와 같이, 용접은 Z축 주위의 4방향에서, YAG레이져에 의해서 레이져빔을 조사하여 행하나, 종래는, 4개의 YAG레이져를 각각의 XYZ스테이지 위에 보지하고 있었으므로, 레이져빔의 위치맞추기가 번거로운 문제점이 있었다. 다만, 제36도에 있어서, 앞에 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
그러나, 제35도에 표시한 구성의 광모듈에 용접을 하는 경우에는, YAG레이져의 위치를 제36의 구성과 같이 따로 조정할 필요는 없고, 제37도에 개략적으로 표시한 바와같이, 반경이 r1의 1개의 공통의 원 ○1의 원주상에 정렬되는 용접점 W11, W12, W13, W14에 대하여 용접을 하고, 다시금 원점을 옮겨서 반경이 r2의 다른 원 ○2의 원주상에 정렬되는 용접점 W21, W22, W23,W24에 대하여 행하면 좋다는 것을 알 수 있다.
제38도는, 이와같은 원주상에 배열한 점을 YAG레이져에 의해서 용접하기 위한 용접기구의 구성을 표시한다.
제38도를 참조하면, 용접기구는, 중심점 ○을 통한 대칭축의 주위에서 서로 대칭적인 위치관계로 배열되고, 중심을 ○으로하는 원주상의 점 S1∼S4에 레이져빔을 조사하는 각각 제 1∼제 4의 YAG레이져 51∼54를 포함하고, 각각의 YAG레이져, 예를들면 레이져 51은, 상기 대칭축에 직교하는 평면상에 있어서 상기 중심점 ○과 레이져 51을 맺는 방향으로 직교하여 연재하는 샤프트(shaft) 51b상에, 상기 샤프트 51b의 회동운동을, 상기 중심점 ○에 대하여 상기 평면상에서 근접·이간하는 직선운동에 변환하는 직선운동변환기구를 통하여 보지된다. 샤프트 51b는 그 양단을 축받이 (51b)1, (51b)2에 의해서 보지되고, 다시금 그 일단에는 베벨(bevel)기어 51d가 형성되어 있다. 더우기, YAG레이져 51은, 중심점 ○에 향하여, 스프링 51a에 의해서 밀어진다.
마찬가지의 구성이, YAG레이져 52, 53, 54에 대해서도 형성되고, 이 중, 레이져 52와 협동하는 샤프트 52b의 일단에 형성된 베벨기어 52c는, 상기 샤프트 51b의 베벨기어 51d와 맞물린다. 마찬가지로, YAG레이져 53에 협동하는 샤프트 53b의 일단 형성된 베벨기어 53c는, 상기 샤프트 52b의 타방의 베벨기어 52d와 맞물린다. 더우기, YAG레이져 54에 협동하는 샤프트 54b의 일단에 형성된 베벨기어 54c는, 상기 샤프트 53b의 타방의 베벨기어 53d와 맞물린다.
샤프트 54b의 타단에는 모터 55가 결합되어 있고, 모터 55의 구동에 따라 대응 샤프트 51b∼54b는 일제히 회동하고, YAG레이져 51∼54는 상기 중심점 ○에 대하여 근접·이간을 행한다. 이런 YAG레이져 51∼54의 근접·이간운동에 수반하여, 상기 점S1∼S4를 포함하는 원주의 반경r이 증대 또는 감소한다.
따라서, 제38도의 용접기구를 제2도 또는 제11도의 제조장치와 조합하여 사용함으로써, 모터 55를 단순히 적의 회동시키는 것만으로, 임의의 반경 r 상의 점 S1∼S4에 레이져빔을 조사하고, 효율적인 용접을 행할 수가 있다.
제39도는 제38도의 구성의 측면도를 표시한다. 다만, 제39도는 제38도의 구성을 제38도의 바로 앞측에서 본 상태를 표시하고, YAG레이져 51, 53만이 표시되어 있으나, YAG레이져 52, 54에 대하여도 마찬가지인 구성이 형성되어 있다.
제39도를 참조하여, YAG레이져 51, 53은 공통의 프레임 50상에 담지되고, 각각 리니어가이드(linear guide) 51g 및 53g에 의해서, 상기 중심점 ○에 대하여 근접·이간운동자재케 보지되어 있다. 더우기, 도시의 예에서는, 회동샤프트 51b의 대응하여 종동차(從東車) 51e가, 또 회동샤프트 53b에 대응하여 종동차 53e가 설치되고, YAG레이져 51은 리니어가이드 51g에 따라, 샤프트 51b와 종동차 51e와의 사이에 설치된 벨트 51f에 의해, 샤프트 51b의 회동에 따라 구동된다. 마찬가지로, YAG레이져 53은, 리니어가이드 53g에 따라, 샤프트 53b와 종동차 53e와의 사이에 설치된 혜드 53f에 의해서, 샤프트 53b의 회동에 따라 구동된다. 더우기, 프레임 50은 XYZ스테이지 60상에 담지되고, 제37도에 표시와 같이, 필요에 따라 용접의 중심점 ○을 이동시킨다.
제39도의 구성을 제2도 또는 제11도의 구성과 조합하여 사용함으로써 광모듈의 조립작업의 효율을 현저히 향상시킬 수가 있다.
다음에, 제2도 또는 제11도의 제조장치와, 제 38 또는 39의 용접장치를 조립하여, 제35도에 표시한 광모듈을 효율적으로 생산하는 광모듈의 제조장치에 대하여 설명한다.
제40도를 참조하여, 광모듈의 제조장치는, 회동축 71a상에 회동자재로 설치된 턴테이블 71과, 상기 턴테이블 71을 중심에 서로 대향하는 제 1 및 제 2의 지주(支柱) 72, 73을 포함하고, 상기 지주 72상에는, 상기 카메라 13에 대응하는 카메라 72B를 보지하는 XYZ스테이지 72A와, YAG레이져 72D를 포함하는 용접기구를 담지하는 XYZ스테이지 72C가 설치되고, 상기 XYZ스테이지 72C에는, 상기 LD조립체 12의 케이스 12f, 또는 렌즈 12a의 틀 12A, 또는 파이버홀더 19B를 보지하는 핸드 72E가 설치된다.
마찬가지로, 상기 지주 73상에는, 상기 카메라 13에 대응하는 카메라 73B를 보지하는 XYZ스테이지 73A와, YAG레이져 73D를 포함하는 용접기구를 담지하는 XYZ스테이지 73C가 설치되고, 상기 XYZ스테이지 73C에는, 상기 LD조립체 12의 케이스 l2f, 또는 렌즈 12a의 틀 12A, 또는 파이버홀더 19B를 보지하는 핸드 73E가 설치된다.
더우기, 상기 턴테이블 71에 인접하여, 렌즈 12a를 미장착 상태의 LD조립체 12와, 틀 12A에 보지된 렌즈 12a와, 광파이버 19를 보지하는 파이버홀더 19A와를 공급하는 부품공급 팔레트 74와, 완성한 광모듈을 회수하는 완성품 팔레트 75가 설치되고, 상기 턴테이블 71상에는, 상기 회동축에 대향하는 위치에, 상기 LD조립체 12의 반제품을 보지하는 LD보지대 71A, 71B와, 상기 보지대 71A, 71B틀 맺는 방향에 직교하는 방향상에, 상기 회동축에 대하여 대향하도록, 상기 렌즈틀 12A 및 상기 파이버홀더 19A를 보지하는 보지대 71C, 71D가 설치된다. 다만, 렌즈틀 12A 및 파이버홀더 19A와 동일한 외형을 가지고, 보지대 71C, 71D의 어느것에 두어도 보지할 수가 있다.
제41(a)도는 보지대 71A, 71B의 구성을 표시한다.
제41(a)도를 참조함에, 보지대 71A, 71B는 LD조립체반제품 12의 케이스 12f를 보지하는 척 (71A)1과, 스프링으로 상하이동자재케 보지된 표면 프로파일판(Surface-Profilingplate)(71A)2와, 상기 면 프로파일판(71A)2를 고정하는 클램프부 (71A)3으로서 되고, 더우기 보지된 LD조립체반제품 12중의 레이져다이오드 12b를 케이블 (71A)4에 접속하여 이를 구동하기 위한 접점 (71A)5가 형성되어 있다.
한편, 보지대 71C, 71D는 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 제4(b)도에 표시하는 바와같이 렌즈틀 12A를, 또는 제41(c)도에 표시하는 바와같이 파이버홀더 13A를 보지한다.
이하, 제40도의 제조장치를 사용한 광모듈의 제조공정을 설명한다.
제42(a)도∼제45(j)도를 참조하여, 제42(a)도의 공정에서 턴테이블 71상의 보지대 71C에 신호 F로 표시한 파이버홀더 19A를 공급하고, 제42(b)도의 공정으로 턴테이블 71을 시계방향으로 90° 회전시켜, 보지대 71A에 신호 D에서 표시한 LD조립체 12의 반제품을 공급한다. 더우기 제42(c)도의 공정으로 턴테이블 71을 시계방향으로 90° 회전시켜, 상기 보지대 71A상에 보지된 LD조립체반제품 D의 위치를 카메라 72B에 의해서 측정하고, 렌즈 12a의 최적위치를 구한다. 또, 이 상태에서, 보지대 71D에 신호 L에서 표시한 렌즈 12를, 틀 12A와 함께 공급한다.
다음에, 제43(d)도의 공정으로 턴테이블 71을 다시금 시계방향으로 90도 회전시켜, 이 상태에서 보지대 71D에서 핸드 72E에 의해서 렌즈 L을 픽업, 또한 보지대 71C에서 73E에 의해서 파이버홀더 F를 픽업한다. 더우기, 제43(i)도의 공정에서 턴테이블 71을 반시계방향으로 90도 회전시켜, 보지대 71A상의 LD조립체반제품 D상의 최적위치에 있어서, 상기 렌즈 L을 용접·고정한다. 또, 이 상태에서, 보지대 71D상에 파이버홀더 F가 공급된다.
다음에, 제44(f)도의 공정으로, 턴테이블 71을 반시계방향으로 180도 회전시켜, 상기 제43(i)도의 공정에서 형성되는 보지대 71A상에 보지되어 있는 LD조립체 LD의 위치를 카메라 73B에서 측정하고, 먼저 제43(d)도의 공정으로 핸드 73E에 보지되어 있던 파이버홀더 F를, 보지대 71A상의 LD조립체 LD상에 용접·고정한다. 동시에, 보지대 71C에 렌즈 L을 공급한다. 더우기, 보지대 71B상에 보지되어 있는 LD조립체반제품 D의 위치를, 카메라 72B에 의해서 측정한다.
다음에, 제44(g)도의 공정으로, 턴테이블 71을 시계방향으로 90도 회전시켜 보지대 71A에서 완성된 광모듈을 꺼내어, 대신 새로운 LD조립체반제품 D를 공급한다.
더우기, 보지대 71C에서 렌즈 2를 핸드 72E에 의해서, 또 보지대 71D에서 파이버홀더 F를 핸드 73E에 의해서 픽업한다.
더우기, 제44(h)도의 공정으로, 턴테이블 71을 반시계방향으로 90도 회전시켜, 상기 보지대 71B에 보지되어 있는 LD조립체반제품 D상에 상기 핸드 72E에 의해 보지되어 있는 렌즈 L을 용접·고정한다. 동시에, 보지대 71C에 파이버홀더 F를 공급한다.
다음에, 제45(i)도의 공정으로, 턴테이블 71을 시계방향으로 180도 회전시켜, 보지대 71B상에 보지되어 있는 LD조립체 LD의 위치를 카메라 73B에 의해서 측정하고, 먼저 제44(g)도의 공정으로 핸드 73E에 의해서 픽업하여 있는 파이버홀더 F를, 보지대 71B상의 LD조립체 LD상에 용접·고정한다.
동시에, 보지대 71A상에 보지되어 있는 LD조립체반제품 D의 위치를 카메라 72B에 의해서 측정한다.
더우기, 제45(j)도의 공정으로, 턴테이블 71을 시계방향으로 90도 더 회전시켜, 보지대 71B에서 완성한 광모듈 FLD를 꺼내어, 대신 새로운 LD조립체반제품 D를 세트한다. 더우기 보지대 71D에서 렌즈 L을 핸드 72E에 의해서, 또 보지대 71C에서 파이버홀더 F를 핸드 73E에 의해서 픽업하고, 제43(i)도의 공정으로 되돌아온다.
이하, 제43(i)도∼제45(j)도의 공정을 반복함으로써, 연속하여, 효율적으로, 광모듈을 생산할 수가 있다. 특히, 본 실시예의 공정에서는, LD조립체 12의 반제품 D와 렌즈 L의 결합의 최적화와, 렌즈를 장착한 LD조립체 12와 파이버홀더 19A의 결합의 최적화가 따로 실행되고, 효율적인 최적화가 가능하다.
제46도는, 제42(a)도∼제45(j)도에 표시한 공정에서의 턴테이블 71의 회전궤적을 표시한다.
제46도를 참조하여, 턴테이블 71의 회전각의 범위는 270도 이내에 한정되어 있고, 360도를 넘는 회전은 생기지 않는다. 이 때문에, 제41(a)도에 표시하는 바와같이, 보지대 71A 또는 71B에 레이져다이오드 12b를 구동하는 케이블이 접속되어 있더라도, 이로 인하여 단선되는 등의 문제는 생기지 않는다.
더우기, 청구항에 기재한, 광소자는, 레이져다이오드 등의 발광소자만이 아니고, 수광소자나 프리즘 또는 렌즈도 포함한다.
다음에, 제40도의 구성에 있어서, LD소자 케이스 12f와 렌즈틀 12A를 광학적으로 정합한 상태에서 접속하는 기구를 제47도∼ 제50도를 참조하면서 설명한다. 다만, 이하에 설명하는 구성은, 제40도의 턴테이블을 사용한 구성에 한정되는 것은 아니고, 단독으로도, 또 다른 제조장치에 부가하여 작용하는 것도 가능하다.
제47도를 참조하여, 용접기구는, 상기 턴테이블 71등의 기태(基台)상에 θ축의 주위에 회동자재케 형성되고, LD소자케이스 12f를 보지하는 보지대 71A, 71B의 상부에 구성되어 있고, 나사구멍 81a를 기대(표시함)에 고정된 제 1층 스테이지기구 81과, 상기 제 1층 스테이지기구 81상에 X축방향으로 이동자재케 형성된 제 2층스테이지기구 82와, 상기 제 2층스테이지기구 82상에 Y축 방향으로 이동자재케 형성된 제 3층스테이지기구 83을 포함하고, 상기 제 3층 스테이지기구 83상에는 다시금 제47도에는 표시되어 있지 않은 Z축방향으로 이동자재한 Z스테이지 84가 설치된다. 또, Z스테이지 84의 하측에는 렌즈틀 12A를 보지하는 핸드 72E가 형성되고, 스테이지기구 81∼83에는, 각각의 중앙부에 핸드 72E가 진입하는 운형의 개구부 81A∼83A가 축방향에 대략 정열하여 형성된다.
이런 용접기구에서는, 제 2층 및 제 3층의 스테이지기구 82, 83을 구동함으로써, 렌즈틀 12A의, LD소자 케이스 l2f, 따라서 LD소자에 대한 위치가 X-Y면내에서 조정되고, 더우기 Z스테이지 84를 구동함으로써, LD소자에 대한 렌즈를 12A의 거리가 조정된다. 또, 보지대 71A, 71B를 턴테이블 71상에 있어서 회동시킴으로써, θ축 주위의 조정이 된다. 이런 조정은, 앞서 설명한 바와같이, 카메라 72B를 사용하여 실행된다.
더우기, 제47도의 구성에서는, 앞서 설명한 YAG레이져 72D와는 따로, YAG레이져 91A∼91D가 설치되고, 제35도에 표시한 용접점 W1에, 각각의 레이져빔 91a∼91d를 집속시킨다. 레이져빔 91a∼91d를 통과시키기 위해서, 스테이지기구 81∼83에는, 각각 광빔의 통로 81B∼83B가 형성된다. 이런 용접의 결과, LD소자의 케이스 12f와 렌즈틀 12A가 결합된다.
제48도는, 제47도의 용접기구의 평면도를 나타낸다. 다만, 제47도는, 제48도중의 선 X-X′에 다른 단면도이다.
제48도를 참조하여, 최상층의 제 3층 스테이지기구 83상에는, YAG레이져 91A∼91D가 배치되고, 스테이지기구 83상에는 레이져에서 출사하는 광빔 91a∼91d의 광로에 대응하여, 창 83B가 형성되어 있다. 즉, 4개의 창 83B의 각각을 통하여, 레이져 91A∼91D에서 출사한 레이져빔이, 스테이지기구 83을 상측에서 하측에, 경사로 통과한다.
더우기, 스테이지기구 83상에는, Z스테이지 84를 Z축방향으로 가이드하는 리니어가이드 84B∼84D가 형성되고, 더우기, Z스테이지 84를 Z축 방향으로 구동하는 구동기구 85가 형성되어 있다. 구동기구 85는, 제48도에는 표시되지 않은 구동모터 85A를 포함하고, Z스테이지 84를 Z축 방향으로 상하시킨다. 제48도는, 더우기 스테이지기구 83을 X축 방향에 구동하는 모터 83M, 및 스테이지기구 82를 Y축 방향에 구동하는 모터 82M을 표시한다.
제48도에서 알 수 있는 바와같이, Z스테이지 84에는, 상기 핸드 72E에 대응하여 개구부 84C가, 대략 중앙부에 형성되어 있고, 이런 개구부 84C를 통하여 상기 핸드 72E에 보지된 LD소자케이스 12f 및 LD소자 12b가, 앞의 실시예에서 설명한 촬상광학계, 예를들면 카메라 72B에 대하여 노출된다. 또, 핸드 72E상에는, 이상(異常)한 힘이 핸드 72E에 가해진 경우에 이를 검지하는 힘 센서 72e가 설치되고, 이에 의해, 핸드 72E와 LD소자 케이스12f와의 사이의 계합의 이상이 검출된다. 개구부 84C는, 스테이지 83의 중앙개구부 83A에 정합하여 형성되어 있다.
제49도는, 제 2층 스테이지기구 82의 구성을 표시한 평면도이다.
제49도를 참조하여, 스테이지기구 82에는, 상기 중앙개구부 83A에 정합하여 중앙개구부 82A가 형성되어 있고, 핸드 72E를 수납한다. 또, 상기 레이져빔의 광로에 대응하여 창 82B가 형성되고, 스테이지기구 83의 창 83B를 통과한 레이져빔은 창 82B를 통하여, 스테이지기구 82를, 상측에서 하측으로, 경사로 통과한다.
스테이지기구 82에는, 다시금 모터 81M 및 82M이 설치되고, 이중에서 모터 81M은, 스테이지기구 82의 하측에 설치된 커플링(coupling) 81p와 베어링 81q를 통하여, 스테이지기구 81의 상측에 고정된 볼너트(ball-nut)기구 81N을 구동한다. 그 결과, 스테이지기구 82는, 스테이지기구 81에 대하여 X방향으로 구동된다. 더우기, 모터 82M은, 스테이지기구 82의 상측에 설치된 커플링 82p 및 베어링 82q를 통하여, 스테이지기구 83의 하측에 볼트 82n으로 고정된 볼너트기구 83N을 구동한다. 그 결과, 스테이지기구로 83은, 스테이지기구 82에 대하여 Y축방향으로 구동된다.
또, 스테이지기구 82의 상측에는, 상기 핸드 72E중의 LD소자 케이스 12f에 대하여 대략 대칭이 되도록, Y축 방향의 리니어가이드 82C∼82F가 설치되고, 더우기 하측에는, 상기 소자케이스 82f에 대하여 마찬가지로 대략 점대칭이 되도록, X축 방향의 리니어가이드 81C∼81F가 설치된다. 이런 구성에서는, 리니어가이드 81C∼81F, 82C∼82F는, 용접이 되는 케이스 12f의 양측에서 스테이지기구 81, 82를 지지하기 위해서, 용접에 있어 팽창·수축에 수반하는 반력(反力)이 생겨도, 스테이지의 기계적인 변형이 최대화되고, 안정된 용접이 가능하다. 또, 이런 구성에서는, 모터 81M, 82M 및 협동하는 역전달계 81p, 8lq 또는, 82p, 82q가, 동일의 스테이지기구 82의 상하면에 설치하기위한, 각축의 스테이지기구를 단순히 중합한 경우 보다, 스테이지 81∼83의 전체적인 두께가 감소하고, YAG레이져 91A∼91D의 초점거리가 한정되어 있는 경우에서도, 용접점 W1에 레이져빔을 집속시키는 것이 가능케 된다.
제49도에 표시와 같이, 핸드 72E는, 실린더 72e′에 의해서 구동되는 가동콘(movable cone) 72e를 가지고, 케이스 12f는, 가동콘 72e에 의해서 보지된다. 실린더 72e′는, Z스테이지 84의 하면에, 핸드 72E와 함께 장치된다.
제50도는, 제48도, 49의 구성을, X축방향에서 본 측면도이다. 다만, 보지대 71A, 71B 및 레이져 91A∼91D의 표시는 생략한다.
제50도를 참조하여, Z스테이지 84는, 스테이지기구 83상에 있어서, 리니어가이드 84C, 84D 및 표시하지 않은 가이드 84B에 의해서 상하자재케 보지되고, 모터 85A를 포함하는 구동기구 85에 의해서, 상하로 구동된다 또, Z스테이지 84중에 형성된 중앙개구부 84A중에 수납된 원추형태의 핸드 72E는, 그 하단에 LD소자 케이스 12f를 보지하고 있고, 더우기 상기 핸드 72E중에는, 카메라 72B의 광학계를 구성하는 대물렌즈 13a가 진입한다.
대물렌즈 13a는, 원추형태의 선단을 가지고, 대응하는 원추형태의 핸드 72E 중에 주입하여 LD소자의 근접촬영을 행하는 것이 가능케 된다.
더우기, 제47도∼제50도의 구성은, 결코 제40도에 표시한 턴테이블 71을 사용한 특정의 자동화조립공정에 한정되는 것은 아니고, 다른 자동화조립공정, 또는 LD소자 케이스 12f 및 렌즈 12A를 수동으로 착탈(着脫)하는 수동조립 공정에 대하여도 적용가능하다.
또, 이상에 설명한 실시예에서는, 광파이버 단면과 광소자에 대하여, 최대의 광결합효율이 높은 위치를 탐색하고 있으나, 본 발명은, 이런 최적위치의 탐색에 한정되는 것은 아니고, 광결합효율이 보다 낮은 비최적위치를 탐색하는데도 적용가능하다. 이런 비최적위치의 탐색에는, 의도적으로 최적위치를 피한 위치를 탐색하는 경우도 포함된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 청구항에 기재한 요지내에 있어서 갖가지의 변형·변경이 가능하다.
본 발명의 특징에 의하면, 카메라에 의해서 광모듈의 광학면을 촬영함으로써, 광모듈에 대하여 광파이버를 효율적으로 위치결정할 수가 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 카메라에 의한 광모듈 광학면의 촬영을 행할때에, 광모듈 중의 광능동소자, 예를들면 레이져다이오드가 출력하는 광빔과 실질적으로 동일파장의 조명광을 사용함으로써, 특별한 파장의 보정을 하지 않고, 최적의 위치에 광파이버를 위치결정할 수가 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 카메라에 의한 광모듈 광학면의 촬영을 행할때에, 가시파장의 단색광을 조명에 사용함으로써, 조명광이 광모듈의 광능동소자에 흡수되는 일이 없이, 명료한 상을 확실히 취득할 수가 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 최적의 광파이버 위치가, 프리즘등의 광로변환소자를 광로로부터 제외한 상태에서 취득한 경우에 기초하여 구해지므로, 이런 광로변환소자를 광로중에 포함한 상태에서 최적광파이버 위치를 탐색하는 경우와 비하여 단시간에 소망의 최적화가 완료한다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 광모듈을 구성하는 광소자와 렌즈와의 사이의 위치관계의 최적화와, 광모듈과 광파이버와의 사이의 위치관계의 최적화가 따로 실행되기 되므로, 이들을 동시에 최적화하는 경우보다 최적화의 작업효율이 실질적으로 향상한다.
본 발명의 특징에 의하면, 각 광학부품의 제조오차에 기인하여, 구해진 최적위치가 광모듈을 구성하는 레이져다이오드와 포토다이오드로 서로 다른 경우에도, 렌즈위치를 미조정함으로써, 양자를 일치시키는 것이 가능하다. 그 결과, 레이져다이오드 및 포토다이오드의 각각에 대하여, 광파이버와의 최적의 광결합을 실현할 수 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 광모듈의 조립시에, 광로변환수단을 구성하는 프리즘의 실제의 경사각을 최적화하는 것이 가능케되고, 프리즘의 경사각의 오차에 수반한 최적화위치로부터의 벗어남을 보상할 수가 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 광소자의 광학면을 카메라로 촬영할 때에, 조명광 중, 카메라의 촬상광학계의 광축에 따라 입사하는 부분을 커트함으로써, 헐레이션이 없는, 콘트라스트가 높은, 명료한 상을 상기 광학면에 대하여 취득할 수가 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 조명광 중, 상기 촬상광학계에 의해서 반사되는 조명광이 서로 직교하는 편광판에 의해 커트되고, 취득되는 상의 콘트라스트가 더 향상한다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 조명광으로 조명된 상기 광소자의 광학면을, 헐레이션을 피하여 촬영함으로써, 명료한 상을 얻을 수가 있다.
본 발명의 특징에 의하면, 소망의 특정의 등록패턴에 대하여 자동초점 맞추기가 가능케되고, 카메라로 촬영된 상중 소망의 부분의 위치를 간단히 구할 수 있고, 그 결과, 각 광학부품의 위치결정이 확실히 하고, 또한 효율적으로 실행된다.
본 발명의 특징에 의하면, 다시금 초점맞추기에 상의 샤프네스를 병용함으로써, 잘못된 최적위치를 얻는 위험이 회피된다.
본 발명의 특징에 의하면, 광모듈을 광축주위에 회동시키는 수단을 설치함으로써, 광모듈내의 레이져다이오드등의 발광소자와 포토다이오드등의 수광소자가 설치되어 있는 경우에도, 이들의 쌍방에 대하여 광파이버와의 최적의 결합위치를 각각 구하는 것이 가능케 된다.
본 발명의 특징에 의하면, 조명광학계를 카메라의 촬상광학계에 일치시킴으로써, 카메라외에 갖가지의 조명광학계를 설치한 필요가 없게된다.
본 발명의 특징에 의하면, 턴테이블에 대하여 대향하는 제 1 및 제 2의 위치에, 광모듈을 구성하는 레이져다이오드나 포토다이오드등의 광소자에 렌즈를 결합하는 제 1의 조립위치와, 조립된 광모듈상에 광파이버를 결합하는 제 2의 조립장치를 형성함으로써, 연속적인 공정에 의한, 효율적인 광모듈조립체의 조립이 가능케 된다.
본 발명의 특징에 의하면, 렌즈와 광소자를 용접하여 LD조립체를 형성하는 제조장치에 있어서, 용접시에 렌즈를 보지하는 핸드에 가하는 반력이, 핸드에 대하여 대략 점대칭으로 배치한 복수의 리니어가이드에 의해서 지승(支承)되고, 각 스테이지의 기계적변형이 최소화되고, 안정된 용접이 가능케 된다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 제 2층의 스테이지에 제 1 및 제 2의 모터를 설치함으로써, 제 1∼제 3층의 스테이지로서 되는 스테이지구성의 두께가 최소화되고, 용접에 쓰이는 레이져빔을, 상기 제 1-제 3의 스테이지에 형성한 창에서, 피용접부에 집속되는 것이 용이하게 가능케 된다.

Claims (28)

  1. 렌즈를 포함하는 광모듈과 광모듈에 광학적으로 결합된 광파이버를 포함하는 광모듈조립체의 제조방법에 있어서, (a) 상기 렌즈를 통하여 상기 광모듈에 포함된 광소자의 광학면을 조명하는 공정과; (b) 상기 렌즈를 통하여 바라보면서 상기 광학면의 상을 취득하는 공정과; (c) 상기 렌즈를 통하여 취득된 상기 광학면의 상에 기초하여, 상기 렌즈를 통하여 바라보면서 광소자의 상기 광학면에 대하여, 상기 광파이버단면의 위치를 구함에 있어서, 상기 광소자와 상기 광파이버단면과의 사이에 설치되는 광로변환소자를 제외한 상태에 대하여 실행되고, 상기 광파이버단면과 상기 광소자와의 사이의 제 1의 위치를, 상기 공정(a) 및 (b)를 실행함으로써 얻은 상기 광소자의 광학면의 상에 기초하여 구하는 제 1의 공정과, 상기 제 1의 공정에서 얻어진 상기 제 1의 위치에 기초하여, 상기 광로변환소자를 설치한 상태에 대하여 제 2의 위치를 계산하는 보정계산공정과, 상기 광파이버 단부와 상기 광소자와, 상기 제 2의 위치에 위치 결정하는 제 2의 공정에 의해 상기 광파이버단면의 위치를 구하는 공정과; (d) 상기 공정(c)에서 취득되고 상기 렌즈를 통하여 바라보면서 상기 위치에 상기 광파이버의 단면을 위치 결정하는 공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광소자의 광학면을 조명하는 공정(a)는, 상기 광파이버를 통하여 도파되어 상기 광소자와 상호 작용하는 광신호의 파장의 광빔에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광소자의 광학면을 조명하는 공정(a)는, 상기 광파이버를 통하여 도파되어 상기 광소자와 상호 작용하는 광신호의 파장과는 다른 가시파장의 단색광빔에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위치를 구하는 공정(c)는, 상기 단색광빔에 대하여, 상기 광소자와 상기 광파이버와의 사이의 광결합효율이 최대화하는 제 1의 위치를, 상기 광파이버단면 및 상기 광소자에 대하여 구하는 공정과, 상기 제 1의 위치에 기초하여, 상기 광신호의 파장의 광빔에 대하여, 상기 광소자와 상기 광파이버와의 사이의 광결합효율이 최대화되는 제 2의 위치를 상기 광파이버단면 및 상기 광소자에 대하여 구하는 공정으로서 되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위치를 구하는 공정(c)에서의 제 1의 공정은, 상기 광소자와, 이에 협동하여 상기 광파이버단면과 상기 광소자와의 사이에 개재되는 렌즈와의 사이의 상대위치를, 상기 공정(a)을 실행함으로써 상기 광소자의 광학면을 조명하면서, 상기 공정(b)에 있어서 상기 렌즈너머로 취득된 상에 기초하여 최적화하는 렌즈최적화공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광소자는 발광소자와, 상기 발광소자에 대하여 이간하여 설치된 수광소자를 포함하고, 상기 렌즈최적화공정은, 상기 광소자를, 상기 광파이버에 대하여, 그 광축 주변에서 회전시키는 공정과, 상기 광소자와 상기 렌즈와의 사이의 상대적위치를, 상기 광축에 수직인 면내에서 변화시키는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광소자는 발광소자와, 상기 발광소자에 대하여 이간하여 설치된 수광소자와, 상기 발광소자와 수광소자에 공통으로 설치되고, 이들에 협동하는 렌즈를 포함하고, 상기 위치를 구하는 공정(c)는, 상기 광소자를 구성하는 상기 발광소자와 수광소자의 각각에 대하여, 상기 광소자와 상기 광파이버단면과의 사이에 설치되는 광로변환소자를 제외한 상태에 대하여 실행되고, 상기 광파이버단면과 상기 광소자와의 사이의 제 1의 위치를, 상기 광로변환소자를 제외한 상태에 대하여, 상기 공정(a) 및 (b)를, 상기 렌즈를 개재시킨 상태에서 실행함으로써 얻어지는 광소자의 광학면의 상에 의하여 구하는 공정과, 상기 공정에서 얻어진 상기 제 1의 위치에 의하여, 상기 광로변환소자가 설치된 상태에 대한 제 2의 위치를, 상기 발광소자와 수광소자의 각각에 대하여 계산하는 보정계산공정과, 상기 발광소자의 제 2의 위치와 상기 수광소자의 제 2의 위치와의 사이의 차를, 상기 광파이버단면에서의 광축방향에 대하여 구하는 공정과; 상기 차의 값에 의하여, 상기 렌즈의 위치를, 상기 광축방향에 수직의 평면내에서 움직여서, 상기 발광소자의 위치를 상기 수광소자의 위치에, 상기 평면내에서 일치시키는 렌즈 미조정공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 렌즈미조정공정은, 상기 광파이버의 타단에 광을 주입하고, 상기 광파이버의 상기 단면에서 출사하는 광빔의 제 1의 위치를 측정하는 공정과, 상기 광빔이 상기 단면에서 출사한 후 상기 광로변환수단을 통과하고, 더우기 상기 광로변환수단에서 출사하는 제 2의 위치를 측정하는 공정과, 상기 제 1 및 제 2의 위치에서 상기 광로변환수단을 구성하는 프리즘의 각도를 계산하는 공정과, 상기 차의 값과 상기 프리즘의 각도의 값에서, 상기 평면내에서의 렌즈의 이동량을 구하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학면을 조명하는 공정(a)는, 상기 광학면을 조명하는 광빔을, 상기 공정(b)에서 쓰이는 촬상광학계의 광축에 대략 평행하게 도입하는 공정과, 상기 광빔중, 상기 광축에 일치하는 부분을, 마스크에 의해, 커트하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 공정(a)는 상기 광학면을 조명하는 광빔을 제 1의 방향으로 편광시키는 공정을 더 포함하고, 상기 공정(b)는 상기 광학면에서 반사한 광빔을, 상기 제 1의 방법에 대하여 직교하는 제 2의 방향으로 검파하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광학면을 조명하는 공정(a)는, 각각 다른 마스크를 사용하여 실행되는 복수의 조명하는 공정을 포함하고, 상기 공정(b)는, 상기 복수의 조명하는 공정에서 취득되어 복수의 상을 중합시켜서 상기 광학면의 상을 합성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광학면을 조명하는 공정(a)는, 상기 광학면을 조명하는 광빔을, 상기 광소자의 일부를 구성하고 상기 광학면과 협동하는 렌즈의 광축에 대략 평행하게 도입하는 공정과, 상기 광빔을 정형하고, 상기 광축에 일치하는 부분을 마스크에 의해 커트하는 공정과, 상기 정형된 광빔을, 상기 광학면상에 있어서 주사시키는 공정을 포함하고, 상기 공정(b)는, 상기 광소자의 광학면에서 반사한 광빔에서 상기 광학면의 상을 재생하는 공정과, 상기 재생된 광학면의 상에서 상기 마스크에 대응한 영역을, 상기 주사에 동기하여 추출하는 공정과, 상기 추출된 영역에서 상기 광학면의 상을 합성하는 공정을 포함하고, 상기 추출공정은, 상기 렌즈에서의 반사광을 회피하여 실행되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 공정(b)는, 상기 광소자의 광학면의 등록패턴과, 상기 공정(a)에 의해 조명된 상기 광학면의 상과의 정규상관치를 구하는 공정과, 상기 정규상관치가 최대로 되도록, 상기 공정(b)에 있어서 사용되는 광학계의 초점을 맞추는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 초점맞추기공정은, 상기 광학면의 상의 윤곽에 대하여 미분치를 구하고, 상의 샤프네스를 확인하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조방법.
  15. 광모듈이 광파이버에 광학적으로 결합된 광모듈조립체의 제조장치에 있어서, 렌즈를 포함하는 상기 광모듈을 보지하고, 보지한 상기 광모듈을, 광축의 주위로 회동시키는 회동기구를 갖추고 있는 보지수단과; 광원과, 이 광원에서 발생한 조명광을 도입하는 도파로와, 도파로중의 조명광을, 촬상수단의 촬상광학계에 주입하고, 상기 촬상광학계의 광축에 평행하게 출사시키는 주입수단과, 상기 광원과 상기 주입수단과의 사이에 상기 조명광을 정형하는 마스크수단을 가지고, 상기 광모듈이 상기 보지수단에 의해 보지될 때 상기 렌즈를 통하여 상기 광모듈을 조명하는 조명수단과; 상기 광모듈이 상기 보지수단에 의해 보지될 때 상기 렌즈를 통하여 상기 광모듈의 상을 취득하는 촬상광학계를 갖춘 카메라로서되는 촬상수단과; 상기 조명수단 및 상기 촬상수단을 3개의 다른축으로 이동가능하게 담지하는 3축 스테이지 수단과; 상기 렌즈를 통하여 상기 촬상수단에 의해 취득된 상기 상에 일치하여 상기 광모듈에 광학적으로 정합하는 상기 광파이버의 위치를 획득하는 화상처리수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  16. 제15항에 있어서,상기 보지수단은, 상기 광모듈을 보지하는 짐벌기구와, 상기 짐벌기구상에 보지된 광모듈을 광축주위에 회동시키는 회동기구을 갖추고, 상기 제조장치는 상기 광모듈에 협동하는 렌즈를 보지하는 렌즈보지수단을 더 갖추고, 상기 보지수단은, 상기 광축에 실질적으로 수직의 면내에 있어서 렌즈를 이동가능하게 보지하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 마스크수단은, 상기 조명광 중, 상기 촬상광학계의 광축상을 운반하는 부분을 차단하도록 하는 형태을 가지는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 마스크수단은, 각각 상기 조명광의 일부를 차단하도록 하는 형태을 가지는 서로 다른 복수의 마스크와, 상기 복수의 마스크의 1개를 상기 조명광의 광로에 선택적으로 삽입하는 마스크 바꾸기 기구로서 되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 마스크수단은, 상기 조명광의 일부를 차단하도록 하는 형태를 가지는 마스크와, 상기 마스크에 의해 정형된 조명광에 의하여, 상기 광모듈을 주사하는 주사수단으로서 되고, 상기 화상처리수단은, 상기 주사수단에 의한 주사에 동기하여, 상기 촬상수단이 촬영한 화상을 추출하고, 추출된 화상에서 상기 광모듈의 화상을 더 합성하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  20. 광소자와, 렌즈와, 광파이버 접속소켓트를 일체화한 광모듈 조립체의 제조장치에 있어서, 턴테이블과; 상기 턴테이블에 인접한 제 1의 위치에 설치되고 광소자의 상에 렌즈를 광학적으로 정합하여 장치하는 제 1의 조립장치와; 상기 턴테이블에 인접하고, 상기 제 1의 조립위치에서 이간한 제 2의 위치에 설치되고, 상기 광소자상에 장치된 렌즈위에, 광파이버 접속소케트를, 광학적으로 정합하여 장치하는 제 2의 조립장치와; 상기 턴테이블 위에, 상기 턴테이블의 제 1의 각도상태에 있어서 상기 제 1의 조립장치에 대응한 제 1의 각위치를 점하도록 설치된 제 1의 부품공급팔레트와, 상기 제 1의 각 위치에서 제 1의 방향으로 이간한 제 2의 각 위치를 점하도록 설치된 제 2의 부품공급팔레트와, 상기 제 2의 각위치에서 상기 제 2의 방향으로 이간한 제 3의 각위치를 점하도록 설치된 제 3의 부품공급팔레트와, 상기 제 3의 각위치에서 이간한 제 4의 각위치를 점하도록 설치된 제 4의 부품공급팔레트를 갖추고, 상기 제 3의 각위치와, 상기 턴테이블이 상기 제 1의 각도상태에 있는 경우, 상기 제 2의 조립장치에 대응하도록 형성되어 있고, 상기 제 2 및 제 4의 각위치는, 상기 턴테이블이 제 2의 각도상태에 있는 경우, 상기 각각 제 1 및 제 2의 조립장치에 대응하도록 설정되어 있고, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트의 각각은, 상기 광소자와 상기 렌즈와 상기 광파이버 접속소켓트의 어느 것도 보지될 수 있도록 구성되어 있고, 상기 제 1의 조립장치는, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트중, 대응하는 위치에 있는 것에서 렌즈를 픽업하고, 픽업한 렌즈를, 대응하는 위치에 있는 다른 부품공급팔레트중에 보지된 광소자상에, 광학적으로 정합한 상태에 장치 하고, 상기 제 2의 조립장치는, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트중, 대응하는 위치에 있는 것에서 광파이버 접속소켓트를 픽업하고, 픽업한 광파이버 접속소켓트를, 턴테이블을 회전시킨 후, 대응하는 위치에 있는 다른 부품공급팔레트중에 보지된 광소자에 장치된 렌즈위에, 광학적으로 정합한 상태로 장치하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제 1∼제 4의 부품공급팔레트는, 서로 90° 이간하여 형성되어 있고, 상기 제 1 및 제 2의 조립장치는 서로 180° 이간하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 턴테이블의 최대회전각은, 한방향에서 180°를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  23. 제15항에 있어서, 공통평면상에 대략 정방형을 형성하도록 배치된 제 1∼제 4의 회동축과; 상기 제 1∼제 4의 회동축을, 하나의 축의 회동이 다른 축에 전달되도록 기계적으로 결합하는 역(力)전달수단과; 상기 회동축의 하나를 구동하는 구동수단과; 상기 제 1∼제 4의 회동축상에 각각 설치되고, 각각 대응하는 회동축의 회전운동을, 상기 평면상에 있어서 상기 회동축에 직교하는 방향의 직선운동으로 변환하는 제 1∼제 4의 변환수단과; 상기 제 1∼제 4의 변환수단상에 각각 담지되고, 출력광빔을 실질적으로 한점에 집속되도록 배치된 제 1∼제 4의 레이져 용접기로 더 구성되어 있고, 상기 제 1∼제 4의 변환수단은, 상기 구동수단의 구동에 따라 상기 제1∼제 4의 레이져 용접기를, 상기 한점에 대하여 동시에 근접 및 이간시키는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  24. 광소자와, 렌즈를 일체화한 광모듈조립체의 제조장치에 있어서, 광소자를 회동가능하게 보지하는 보지대와; 상기 보지대상에 설치된 제 1층의 스테이지와; 상기 제 1층의 스테이지에 설치되고, 상기 제 1층의 스테이지에 대하여 제 1의 방향으로 이동가능한 제 2층의 스테이지와; 상기 제 2층의 스테이지를 상기 제 1층의 스테이지에 대하여 상기 제 1의 방향으로 구동하는 제 1의 구동기구와; 상기 제 2층의 스테이지상에 설치되고, 상기 제 2층의 스테이지에 대하여, 제 2의 다른 방향으로 이동가능한 제 3층의 스테이지와; 상기 제 3층의 스테이지를 상기 제 2층의 스테이지에 대하여 상기 제 2의 방향으로 구동하는 제 2의 구동기구와; 상기 제 3층의 스테이지상에, 상하로 이동가능하게 설치되고, 렌즈를 보지하는 렌즈보지기구를 담지한 Z스테이지와; 상기 Z스테이지를 상기 제 3층의 스테이지상에서 상하로 구동하는 Z구동기구와; 상기 광소자와 상기 렌즈를 용접하는 용접기구로서 되고, 상기 제 1∼3층의 스테이지에는, 상기 렌즈보지기구가 진입하는 제 1∼제 3의 개구부가 형성되고, 상기 Z스테이지에는, 상기 광소자와 렌즈와의 광학적 정합을 검출하는 촬상수단이 진입하는 개구부가 형성되고, 상기 제 1층의 스테이지와 상기 제 2층의 스테이지와의 사이에는, 상기 제 2의 개구부를 끼운 횡방향의 양측에, 상기 제 2층의 스테이지를 상기 제 1층의 스테이지에 대하여 상기 제 1의 방향에 안내하는 제 1의 안내기구가, 복수 설치되고; 상기 제 2층의 스테이지와 상기 제 3층의 스테이지와의 사이에는, 상기 제 3의 개구부를 끼운 횡방향의 양측에, 상기 제 3층의 스테이지를 상기 제 2층의 스테이지에 대하여 상기 제 2의 방향으로 안내하는 제 2의 안내기구가, 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제 1의 안내기구는, 상기 제 2의 개구부에 대하여 대략 점대칭으로 형성되고, 상기 제 2의 안내기구는, 상기 제 3의 개구부에 대하여 대략 점대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 용접기구는 복수의 레이져로서 되고, 상기 제 1∼제 3층 스테이지의 각각에는, 상기 복수의 레이져에서 출사한 복수의 레이져빔을 통과시키는 복수의 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  27. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 제 2층의 스테이지는, 상기 제 1의 안내기구를, 그 하측면에 담지하고, 더우기 상기 제 2의 안내기구를, 그 상측면에 담지하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
  28. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2의 안내기구는, 각각 제 1 및 제 2의 모터를 가지고, 상기 제 2층의 스테이지는, 상기 제 1 및 제 2의 모터를, 각각의 회전축이 실질적으로 직교하도록 담지하는 것을 특징으로 하는 광모듈조립체의 제조장치.
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