JP2003520352A - ピグテイル接続装置用自動化光チップホルダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ピグテイル接続装置に使用するための自動化光チップホルダーが、ピグテイル接続装置内で光チップのアラインメントをとるために、３次元空間におけるあらかじめ定められた位置に光チップを精確に位置決めする。光チップを位置決めするために、調整可能な集成チャックがＰＬＣ制御の下にあるステップモーターにより推進される。アラインメントがとられた後は、光チップがピグテイル接続工程中にアラインメント位置から外れることを防止するため、光チップが調整可能な集成チャックにより押付固定される。これにより、収縮応力による接着剤接合不良及びアラインメントずれの発生が大きく低減される。チップとの接触点における押付固定具は軟質弾性材料を用いてつくられる。よって、一様な圧力がチップに加えられ、微小振動が吸収され、チップの損傷が低減され、集成チャックの動きの精密制御が必要ではなくなる。この自動化チップホルダーの構成により、作業者の関与を最小限に抑えて、自動的に、光チップを装填し、ピグテイル接続済チップを取り出すことが可能になる。自動化チップホルダーはまた、デバイスを支持する集成チャックの寸法を変更することなく、様々な寸法の光チップに適合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景 １．発明の分野 本発明は概ねピグテイル接続装置の光チップホルダーに関し、特に、量産用自
動化ピグテイル接続装置において光チップを装填し、ピグテイル接続済光チップ
を取り出す、自動化光チップホルダーに関する。

【０００２】 ２．技術的背景 光ファイバは、ピグテイル接続工程中に集積化光チップ導波路と精密かつ確実
にアラインメントがとられなければならない。そうでないと、得られたデバイス
を通って伝搬する光信号は減衰及びその他の光損失のため極度に劣化してしまう
であろう。さらに、多大な人力の使用に依存する製造工程は望ましくない。効率
の見地からは、光チップの装填、精確なアラインメントどり、ピグテイル接続、
及び取出しに関するピグテイル接続工程全体が自動化され、再現性があることが
最も望ましい。

【０００３】 考えられた手法の１つに真空チャックの使用がある。一般に、光チップは、プ
レナムに通じる通気孔を有するチャック架台表面上におかれる。続いて、プレナ
ム内の空気が排気され、この結果生じた真空力により光チップがチャック架台表
面に引きつけられて保持される。しかし、この手法にはいくつかの欠点がある。
第１に、真空チャックでは小さな振動を引き起こす空気圧変動が生じ易く、光チ
ップを揺動させる。すなわち、光チップの安定性が接着剤の硬化中に維持されな
い。さらに重要なことには、接着剤の硬化中に、収縮応力により光チップの導波
路のファイバまたはファイバアレイブロックとのアラインメントずれが生じる。
この結果、デバイスの信頼性が低くなり、大きな光損失が生じる。この方法に関
わる別の欠点は、熟練労働に依存することである。作業者には、手による光チッ
プの装填及びピグテイル接続済光チップの取出しが要求される。これは極めて細
心の手際を要する作業であるから、ピグテイル接続工程の成功の如何は作業者の
経験に大きく依存している。

【０００４】 考えられた別の手法においては、光チップを所定の位置に保持するためにスラ
イド機構が用いられる。光チップ基板面が支持基準として用いられる。スライド
機構は基板面に向かってスライドして、基板面を支持体に押し付ける。光デバイ
スの安定性は向上するが、チップ厚のばらつきが結果的に製造工程の再現性に悪
影響を及ぼし易い。上述の方法と同様に、この方法でも作業者は手で光チップを
装填し、ピグテイル接続済光チップを取り出さなければならない。繰り返すが、
これは極めて細心の手際を要する作業であるから、ピグテイル接続工程の成功の
如何は作業者の経験にかかっている。

【０００５】 すなわち、ピグテイル接続装置内で光チップを、精密に、確実に、かつ繰り返
して、位置決めしてアライメントをとる自動化チップホルダーが必要とされてい
る。さらに、作業者の関与を最小限に抑えて、自動的に、光チップを装填し、ピ
グテイル接続済光チップを取り出す自動化チップホルダー；すなわち、ピグテイ
ル接続済光デバイスの量産に適する自動化チップホルダーが必要とされている。

【０００６】発明の概要 本発明は、上で論じた従来装置の問題点を処理する。本発明の自動化チップホ
ルダーは、あらかじめ定められた位置に光チップを自動的に装填し、精確に位置
決めする。チップは、チップを２次元で確実に保持する軟質弾性材料を用いてピ
グテイル接続のための位置に押付固定される。弾性押付固定材料は、チャック架
台の固い表面にある凹凸を補償して、チップに加えられる圧力をより一様に分布
させる。すなわち、微小振動が実質的に低減され、チップの損傷が避けられ、よ
って製造歩留が改善される。さらに押付固定材料の弾力性が、集成チャックの比
較的粗い位置調整を、位置決め及びアライメント作業中に補償するであろう。ピ
グテイル接続後、ピグテイル接続済チップは作業者の関与を最小限に抑えて自動
的に取り出される。チップホルダーは様々な形状及び寸法を有する光チップに適
合する。

【０００７】 本発明の一態様は、ピグテイル接続装置において光チップを位置決めするため
の自動化チップホルダーである。光チップは、位置合せ端縁及び位置合せ面を有
する。自動化チップホルダーは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する直交座標系で表さ
れる３次元空間内で光チップを位置決めする。自動化チップホルダーは：ｘ軸に
平行に配されたスライド軌道を有する支持台；３次元空間内でアライメント位置
を定めるための、支持台に固定された位置合せ部材；デバイス交換位置とアライ
メント位置との間で光デバイスを移動させるための、スライド軌道上にスライド
できるように配された調整可能な整集成チャック。調整可能な集成チャックはｘ
軸方向に移動可能であり、ｘ軸方向に向けられた力に応答するｚ軸方向での調整
が可能である；及び調整可能な集成チャックにｘ軸方向の力を印加するための、
調整可能な集成チャックに結合された推進ユニットを備える。

【０００８】 別の態様において、本発明は、自動化チップホルダーを用いるピグテイル接続
装置内で光デバイスを位置決めするための方法を含む。光デバイスは、位置合せ
端縁及び位置合せ面を備える。自動化チップホルダーは、スライド軌道を有する
支持台及び、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する直交座標系で表される３次元空間内で
アライメント位置を定めるための、支持台に固定された位置合せ部材を備える。
位置決めのための方法は：デバイス交換位置とアライメント位置との間で光デバ
イスを移動させるための、スライド軌道上にスライドできるように配された調整
可能な集成チャックを準備する工程。調整可能な集成チャックはｘ軸方向に移動
可能であり、ｘ軸方向の力に応答するｚ軸方向での調整が可能である；及びｘ軸
力を印加し、よって光デバイスをデバイス交換位置からアライメント位置まで移
動させる工程を含む。

【０００９】 本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度はそ
の記述から当業者には容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明及
び特許請求の範囲を添付図面とともに含む本明細書に記述されるように本発明を
実施することにより認められるであろう。

【００１０】 上述の一般的説明及び以下の詳細な説明は本発明の例示に過ぎず、特許請求さ
れる本発明の性質及び特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを
目的としていることは当然である。添付図面は本発明をさらに理解するために与
えられ、本明細書に含められて、本明細書の一部をなす。図面は本発明の様々な
実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作の説明に役立つ。

【００１１】好ましい実施形態の詳細な説明 ここでは本発明の現在好ましい実施形態が詳細に参照され、その例が添付図面
に示される。可能であれば必ず、同じかまたは同様の部品を指示するために同じ
参照数字が全図面を通して用いられる。本発明の自動化チップホルダーの例示的
実施形態が図１に示され、全体を通して参照数字１０で指定される。

【００１２】 本発明にしたがえば、自動化チップホルダー１０のための本発明は、光チップ
１００を３次元空間内の精確な位置に移動させる、調整可能な集成チャック４０
を備える。光チップ１００は、押付固定中の損傷からチップを保護するために、
弾性パッド上で弾性くさびに隣接して配置される。弾性材料はピグテイル接続工
程中に水平及び垂直方向に作用する一様な押付固定力を印加する。これは、微小
振動を吸収し、収縮応力によるチップのアラインメントずれを排除する重要な特
徴である。弾性材料の使用にともなう他の利点がある。本押付固定具の漸進運動
は固い非弾性面を有する押付固定具ほど精確である必要がない。非弾性押付固定
具が大きすぎる力をチップに加えると、チップに損傷を与えるであろう。すなわ
ち、そのような損傷を避けるためには、許容度がより厳しい運動制御システムを
実装しなければならない。他方で弾性材料は、押付固定時の漸進運動がより粗い
集成チャックを許容し、そのような集成チャックに適合する。すなわち、高精度
運動制御の必要性が、付随するコストとともに回避される。弾性くさびは交換可
能であり、よって調整可能な集成チャック４０を様々な寸法及び形状を有する光
チップに適合させ得ることにも注意されたい。

【００１３】 上で論じたように、自動化チップホルダー１０は光チップ１００を３次元空間
内の精確な位置に合せる。３次元空間内の運きは、本明細書を通して、互いに直
交するｘ，ｙ及びｚ軸を有するデカルト座標系に関連して記述される。自動化チ
ップホルダー１０の長さはｘ軸に対応し、幅はｙ軸に対応し、高さはｚ軸に対応
する。

【００１４】 本明細書で具現化され、図１に示されるように、自動化チップホルダー１０は
自動化チップホルダー１０用シャーシとして機能する支持台１２を備える。支持
台１２は、調整可能な集成チャック４０をｘ軸に沿って双方向に誘導するために
用いられる隆起部分である、スライド軌道１４を備える。位置合せ部材２０が支
持台１２に結合され、３次元空間内で光チップ１００のアラインメント位置を定
める。調整可能な集成チャック４０は、支持台１２上にスライドできるように配
置され、光チップ１００をデバイス交換位置とアラインメント位置との間で搬送
する。調整可能な集成チャック４０は、ｘ軸に沿って移動可能な搬送部材４２及
び光チップ１００の位置をｚ軸に沿って調整する調整可能な架台５０を備える。
デバイス交換位置及びアラインメント位置は以下でより詳細に説明される。可回
転スクリュー６２が、調整可能な集成チャック４０に結合される。可回転スクリ
ュー６２は、スクリュートランスファー運動を用いて、調整可能な集成チャック
４０をｘ軸に沿って双方向に推進する。可逆回転ステップモーター６０が可回転
スクリュー６２に結合され、必要に応じて時計回りまたは反時計回りのいずれの
方向にも回転する。プログラマブルロジックコントローラ(ＰＬＣ)６４がステッ
プモーター６０に接続される。自動化ホルダー１０の動作シーケンスは、ＰＬＣ
６４に入っている。

【００１５】 本発明にしたがえば、位置合せ部材２０はさらに、支持台１２に固定され、ｚ
軸に平行な方向に伸びる柱部材２６を備えることができる。支持台１２に平行な
片持ち梁形部材２８が、柱部材２６に結合される。調整可能なストップ部材３０
が、柱部材２６から間隔をおいて片持ち梁形部材２８に配される。この間隔は、
様々なチップ寸法に適合するために可変である。ストップ部材３０と柱部材２６
との間隔内に位置する片持ち梁形部材２８の表面領域２４が位置合せ面１０４に
対応するｚ軸アラインメント基準である。柱表面２２が光チップ１００の位置合
せ端縁１０２のアラインメントをとるためのｘ軸アラインメント基準を与える。

【００１６】 本明細書で具現化され、図２に示されるように、本発明の自動化チップホルダ
ー１０の背面には、開放領域２８４を形成するアーム２８０及び２８２を有する
片持ち梁形部材２８がある。調整可能なストップ部材３０は、開放領域２８４内
にｚ軸方向で下方に伸びるストップタブ３２を備える。調整可能な架台５０は、
ｚ軸方向で上方に伸びる突縁部材５４を備える。光チップ１００は、ｚ軸に沿っ
て上方に動きながら、位置合せ面１０４をｚ軸アラインメントにおいて位置決め
する、調整可能な架台５０により表面２４に押付固定される。押付固定中は弾性
パッド５２４が光チップ１００を支持し、一様な押付固定力をｚ方向に与える。
弾性パッド５２４は、弾性パッド５２４がなければ不均一な圧力分布を生じさせ
るであろう、調整可能な架台の表面の凹凸を補償する。ある状況においては突縁
部材５４とストップタブ３２がインターロックして、調整可能な架台５０の移動
を防止することに注意されたい。

【００１７】 本明細書で具現化され、図３に示されるように、弾性パッド５２４により印加
される一様な押付固定力は１００グラム／ｍｍにほぼ等しい。“一様な力”とは
、弾性パッド５２４により印加される直線力の大きさが弾性パッド５２４と光チ
ップ１００との間の全ての接触点において等しいことを意味する。

【００１８】 図４は、ｘ軸とｙ軸でつくられる平面における、本発明の位置合せ部材２０の
詳細図である。片持ち梁形部材２８のアーム２８０及び２８２は柱部材２６に結
合されて、開放領域２８４を有するＵ字形を形成する。調整可能なストップ部材
３０がアーム２８０及び２８２上に配され、いかなる寸法の光チップにも適合さ
せるためのｘ軸に沿う調整が可能である。調整可能なストップ部材３０の位置は
特定の寸法の光デバイスに合せて、固定具３４により固定される。固定具３４は
いずれか適当な既知のタイプのものとすることができるが、アーム２８０に押し
付けられる固定ネジが例として示されている。図４は、突縁部材５４とインター
ロックしているストップタブ３２も示す。ｘ軸アラインメントにおいては、搬送
部材４２がｘ軸方向に前進すると、位置合せ端縁１０２が弾性くさび５２２によ
り柱表面２２に弾性的に押し付けられる。柱表面２２はｘ軸基準である。光チッ
プ１００とｘ軸基準２２との間の摩擦力を小さくするため及び基準の精度を保証
するため、切込み２２０が柱部材２６に形成される。すなわち、光チップ１００
とｘ軸基準２２との間の接触点は小さな領域に縮小される。

【００１９】 図５は、本発明の調整可能な集成チャックの詳細側面図である。本発明にした
がえば、調整可能な集成チャック４０はさらに、搬送部材４２及び調整可能な架
台５０を備えることができる。搬送部材４２は支持台１２上に配され、回転スク
リュー６２に結合される。搬送部材４２は、回転スクリュー６２の回転によりｘ
軸に沿って双方向に推進される。搬送部材４２は調整可能な架台５０を支持する
ための搬送傾斜面４６及び４８を備える。傾斜面４６及び４８は精密研磨され、
摩擦係数を小さくするためにテフロン（登録商標）被覆が施される。調整可能な
架台５０の移動を制限するため、搬送停止端４４が設けられる。

【００２０】 図５には、搬送部材４２上に配される調整可能な架台５０も示される。調整可
能な架台５０は取り外しが可能であり、何らかのコネクターまたは接着剤で搬送
部材４２に固定されることはない。調整可能な架台５０は、重力及び摩擦力のみ
によって搬送部材４２上の位置を保ち、よって研磨された傾斜面４６及び４８上
を自由にスライドできる。調整可能な架台５０は、ステージ部材５２，突縁部材
５４及び架台停止端５６を備える。ステージ部材５２には、上述したように、押
付固定及びアライメント中にｘ方向に一様な押付固定力を与える弾性くさび５２
２が装備される。光チップ１００は弾性パッド５２４上に配置される。搬送傾斜
面４６及び４８に対応する、ステージ傾斜面５２６及び５２８も備えられる。傾
斜面５２６及び５２８も研磨され、テフロン（登録商標）被覆が施される。ｚ軸
に沿う光チップ１００の位置は、傾斜面５２６及び５２８に傾斜面４６及び４８
上をスライドさせることにより調整される。上で論じたように、突縁部材５４が
調整可能なストップ部材３０のストップタブ３２にインターロックされると、突
縁部材５４は調整可能な架台５０のｘ軸に沿う移動を防止する。架台停止端５６
は搬送停止端４４とインターロックして、調整可能な架台５０が搬送部材４２か
ら完全に外れてしまうまでスライドすることを防止する。

【００２１】 本明細書で具現化され、図６に示されるように、弾性くさび５２２により印加
される一様な押付固定力は４０グラム／ｍｍにほぼ等しい。ｚ方向力とｘ方向力
の比はほぼ５：２である。しかし、ｘ方向力は１０グラム／ｍｍまで小さくする
ことができる。繰り返すが、“一様な力”とは、弾性くさび５２２により印加さ
れる直線力の大きさが弾性くさび５２２と光チップ１００との間の全ての接触点
において等しいことを意味する。弾性くさび５２２は、弾性くさび５２２がなけ
れば光チップ１００に不均一な圧力分布を生じさせるであろう、ステージ部材５
２上のいかなる表面の凹凸も補償する。

【００２２】 図７は、本発明の調整可能な集成チャック４０の詳細背面図である。搬送部材
４２は底面に形成された軌道ガイド１６を有する。軌道ガイド１６は支持台１２
のスライド軌道１４と嵌合する。傾斜面５２６及び５２８が傾斜面４６及び４８
上に載るように、停止端部材５６が搬送部材４２に上からはまり込む。この設計
により、ｙ軸に沿う集成チャック４０の移動が抑えられる。光チップ１００は弾
性パッド５２４上に配置される。図示されるように、弾性パッド５２４はステー
ジ部材５２の縁に沿って形成される溝に挿入され、上述したように、ｚ方向に一
様な押付固定力を与える。一実施形態において、ステージ部材５２上の光チップ
１００の位置はあらかじめ定められ、調整可能な架台５０が搬送部材４２上に配
置される前に固定されることにより、ｙ軸アライメントが確定される。続いて、
光チップ１００及び調整可能な架台５０は一体として搬送部材４２上に降ろされ
る。別の実施形態においては、光チップ１００を装填する前に、調整可能な架台
５０が搬送部材４２上に配置される。この実施形態においては、真空チャックが
光チップ１００を調整可能な架台５０まで運び、光チップ１００を調整可能な架
台５０上のあらかじめ定められた位置に配する。すなわち、いずれの実施形態に
おいても、光チップ１００は自動化ホルダー１０に装填されると、ｙ軸に対して
自動的にアラインメントがとられる。

【００２３】 次に、自動化チップホルダー１０の動作を図８及び９を参照して説明する。図
８は、本発明の自動化チップホルダー１０のデバイス交換位置における集成チャ
ック４０の詳細図である。調整可能な集成チャック４０は、支持台１２上で支持
台１２の端壁１８に近接するｘ軸上の位置に配置される。この位置で、光チップ
が装填され、ピグテイル接続済光チップが自動化チップホルダー１０から取り出
される。上で論じたように、ｙ軸アライメントは装填工程中に達成される。弾性
くさび５２２の寸法を適切に選択することにより、位置合せ端縁１０２がステー
ジ端５２０に位置合せされる。ステージ端５２０は、調整可能な架台５０と片持
ち梁形部材２８との間に所要のｘ軸クリアランスを与えるように、搬送部材端４
２０と位置合せされる。装填が完了してしまうと、調整可能な架台５０に、架台
停止端５６が搬送停止端４４に接触するまで、搬送部材４２上を前方にスライド
させることができる。これにより、位置合せ面１０４と、ｚ軸アライメント基準
の、表面２４との間のｚ軸クリアランスが大きくなるであろう。搬送部材４２が
ｘ軸方向におけるアラインメント位置に向かって前進するときには、突縁部材５
４が調整可能なストップ部材３０のストップタブ３２の下を通過できるに十分な
クリアランスがなければならない。

【００２４】 図９は、本発明の自動化チップホルダー１０のアラインメント位置の詳細図で
ある。光チップ１００の寸法及び厚さに基づいて、ＰＬＣ６４(図示せず)の制御
の下に、ステップモーター６０(図示せず)が搬送部材４２をデバイス交換位置か
らｘ軸アライメント位置まで推進する。搬送部材４２がｘ軸アラインメント位置
に到達すると、位置合せ端縁１０２がｘ軸アラインメント基準に押し付けられ、
ｘ軸における調整可能な架台５０の動きが止まる。この時点で、一様なｘ軸力が
弾性くさび５２２により光チップ１００の対縁に加えられる。調整可能な架台５
０はもはやｘ軸に沿って動くことができないから、傾斜面４６及び４８が傾斜面
５２６及び５２８の下でスライドし、ｚ軸アラインメント基準に向けて調整可能
な架台５０をｚ軸に沿ってスライド上昇させる。続いて突縁部材５４がストップ
タブ３２にインターロックし、位置合せ面１０４が表面２４に押付固定される。
光チップ１００が弾性的に押付固定されると、ステップモーター６０の電源が切
られ、可回転スクリュー６２の回転が止まる。弾性くさび５２２及び弾性パッド
５２８により光チップ１００に加えられる一様な力は、ピグテイル接続工程が完
了するまで、所定の位置に固定された可回転スクリュー６２により維持される。

【００２５】 ピグテイル接続の完了後、ピグテイル接続済光チップは図８に示されるデバイ
ス交換位置まで戻される。ステップモーター６０の電源が再び入れられ、可回転
スクリュー６２が逆方向に回転し始めて、搬送部材４２がｘ軸に沿って引き戻さ
れる。搬送部材４２がｘ軸に沿って逆方向に移動すると、突縁部材５４がストッ
プタブ３２に押し付けられて、調整可能な架台５０のｘ軸に沿う移動を妨げる。
傾斜面４６及び４８が傾斜面５２６及び５２８の下でスライドし、調整可能な架
台５０が支持台１２に向かってｚ方向に移動する。突縁部材５４がストップタブ
３２から外れてしまうと、調整可能な集成チャック４０は一体となってデバイス
交換位置に向けてｘ軸を逆方向に移動する。デバイス交換位置に到達すると、ピ
グテイル接続済チップが未加工チップと交換され、上述の過程が繰り返されるで
あろう。

【００２６】 本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなさ
れ得ることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形
が特許請求事項または特許請求事項の等価物の範囲に入れば、本発明はそれらの
改変及び変形を包含するとされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の自動化チップホルダーの側面図

【図２】 本発明の自動化チップホルダーの背面図

【図３】 アライメント中にｚ方向に印加される一様な力を示す詳細図

【図４】 本発明の位置合せ部材の詳細図

【図５】 本発明の調整可能な集成チャックの詳細側面図

【図６】 アライメント中にｘ方向に印加される一様な力を示す詳細図

【図７】 本発明の調整可能な集成チャックの詳細背面図

【図８】 本発明の自動化チップホルダーのデバイス交換位置の詳細図

【図９】 本発明の自動化チップホルダーのアライメント位置の詳細図

【符号の説明】

１０ 自動化光チップホルダー １２ 支持台 １４ スライド軌道 ２０ 位置合せ部材 ２６ 柱部材 ２８ 片持ち梁形部材 ３０ ストップ部材 ４０ 集成チャック ４２ 搬送部材 ５０ 架台 ６０ ステップモーター ６２ 可回転スクリュー ６４ ＰＬＣ １００ 光チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 チャックの寸法を変更することなく、様々な寸法の光チ ップに適合する。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピグテイル接続装置における、位置合せ端縁及び位置合せ面
   を有する光チップを、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する直交座標系で表される３次元
   空間内で位置決めするための自動化チップホルダーにおいて、前記自動化チップ
   ホルダーが： 前記ｘ軸に平行に配されたスライド軌道を有する支持台； 前記３次元空間内でアラインメント位置を定めるための、前記支持台に対して
   固定された位置合せ部材； 前記光チップをデバイス交換位置と前記アライメント位置との間で移動させる
   ための、前記スライド軌道上にスライドできるように配された調整可能な集成チ
   ャック；前記調整可能な集成チャックは前記ｘ軸の方向に移動可能であり、前記
   ｘ軸方向に向けられた力に応答する前記ｚ方向での調整が可能である；及び 前記調整可能な集成チャックに前記ｘ軸方向の力を印加するための、前記調整
   可能な集成チャックに結合された推進ユニット； を備えることを特徴とする自動化チップホルダー。
2. 【請求項２】 前記推進ユニットが： 前記調整可能な集成チャックに結合された回転可能なスクリュー素子；前記回
   転可能なスクリュー素子は回転することにより前記ｘ軸力を印加する； 前記回転可能なスクリュー素子を回転させるための、前記回転可能なスクリュ
   ー素子に結合されたステップモーター；前記ステップモーターは時計回り方向に
   も反時計回り方向にも回転可能である；及び 前記ステップモーターを制御するための、前記ステップモーターに接続された
   プログラマブルロジックコントローラ； をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の自動化チップホルダー。
3. 【請求項３】 前記位置合せ部材が： 前記ｘ軸方向で前記光チップのアラインメントをとるためのｘ軸アラインメン
   ト基準；前記アラインメントは前記位置合せ端縁を前記ｘ軸アラインメント基準
   と位置合せすることによりとられる；及び 前記ｚ軸方向で前記光チップのアラインメントをとるためのｚ軸アラインメン
   ト基準；前記アラインメントは前記位置合せ面を前記ｚ軸アラインメント基準と
   位置合せすることによりとられる； をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の自動化チップホルダー。
4. 【請求項４】 前記位置合せ部材が： 前記支持台に固定され、前記ｚ軸に平行な方向に伸びる柱部材；前記ｘ軸アラ
   インメント基準は前記柱部材の少なくとも１つの表面である； 前記柱部材に固定され、前記支持台に平行な方向に伸びる片持ち梁形部材；前
   記ｚ軸アラインメント基準は前記片持ち梁形部材の表面領域である；及び 前記片持ち梁形部材に可動結合された調整可能なストップ部材；前記ｚ軸アラ
   インメント基準は前記調整可能なストップ部材と前記柱部材との間に配置される
   ； をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の自動化チップホルダー。
5. 【請求項５】 前記調整可能な集成チャックが、前記位置合せ端縁を前記ｘ
   軸アラインメント基準と位置合せし、前記位置合せ面を前記ｚ軸アラインメント
   基準と位置合せすることにより、アラインメントをとることを特徴とする請求項
   ４記載の自動化チップホルダー。
6. 【請求項６】 前記調整可能なストップ部材が、前記調整可能な集成チャッ
   クが前記アラインメント位置にある間の、前記調整可能な集成チャックの前記ｘ
   軸方向での移動を防止するためのストップタブを備えることを特徴とする請求項
   ５記載の自動化チップホルダー。
7. 【請求項７】 前記調整可能な集成チャックが： 前記スライド軌道上に配置され、前記推進ユニットに可動結合され、前記ｘ軸
   力に応答する前記ｘ軸方向での移動が可能な搬送部材；及び 前記光チップを保持するための調整可能な架台；前記調整可能な架台は前記搬
   送部材上に配置され、前記ｘ軸方向での前記搬送部材の移動に応答する前記ｚ軸
   方向での調整が可能であり；前記調整可能な架台部材及び前記光チップは、前記
   デバイス交換位置において、一体となって、前記調整可能な集成チャックに装填
   され、前記調整可能な集成チャックから取り出される； をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の自動化チップホルダー。
8. 【請求項８】 前記搬送部材が： 前記調整可能な架台を支持するための第１の傾斜面； 前記搬送部材を前記ｘ軸方向で移動させるための推進スクリュー；及び 前記デバイス交換位置において前記調整可能な架台に位置合せされる第１の前
   縁； をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の自動化チップホルダー。
9. 【請求項９】 前記調整可能な架台が： 前記光チップを保持するためのステージ面、アラインメント端縁及び前記第１
   の傾斜面に対応する第２の傾斜面を有するステージ部材；前記アラインメント端
   縁は前記デバイス交換位置において前記第１の前縁に位置合せされる；及び 前記アラインメント位置にある間は前記調整可能なストップ部材とインターロ
   ックするための、前記ステージ部材に結合された突縁部材； をさらに備えることを特徴とする請求項８記載の自動化チップホルダー。
10. 【請求項１０】 前記アラインメント位置に向かう前記ｘ軸方向での前記搬
    送部材による運動が前記位置合せ端縁を前記ｘ軸アライメント基準に押し付けて
    、前記第２の傾斜面に前記第１の傾斜面上をスライドさせ、よって前記ｚ軸アラ
    イメント基準に向けて前記位置合せ面を前記ｚ軸方向に移動させることを特徴と
    する請求項９記載の自動化チップホルダー。
11. 【請求項１１】 前記デバイス交換位置に向かう前記ｘ軸方向での前記搬送
    部材による運動が前記突縁部材を前記調整可能なストップ部材に押し付けて、前
    記第２の傾斜面に前記第１の傾斜面上をスライドさせ、よって前記突縁部材が前
    記調整可能なストップ部材から外れるまで前記ステージ部材を前記支持台に向け
    て前記ｚ軸方向に移動させることを特徴とする請求項９記載の自動化チップホル
    ダー。
12. 【請求項１２】 前記ステージ部材が： 前記突縁部材と前記光チップとの間で前記ステージ面上に配置された弾性くさ
    び；前記弾性くさびは前記位置合せ端縁を前記ｘ軸アラインメント基準に一様な
    力で押し付ける；及び 前記光チップを弾性的に支持するための、前記ステージ面上に配置された弾性
    パッド；前記弾性パッドは前記位置合せ面を前記ｚ軸アラインメント基準に一様
    な力で押し付ける； をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の自動化チップホルダー。
13. 【請求項１３】 前記弾性くさびが前記光チップの寸法及び形状に適合する
    ように選ばれることを特徴とする請求項１２記載の自動化チップホルダー。
14. 【請求項１４】 前記調整可能な架台を前記搬送部材上に配することにより
    前記調整可能な架台及び前記光チップが前記調整可能な集成チャックに装填され
    るときにｙ軸アラインメントがとられることを特徴とする請求項７記載の自動化
    チップホルダー。
15. 【請求項１５】 前記調整可能な集成チャックが： 前記位置合せ端縁を前記位置合せ部材に前記ｘ軸方向に向けられた一様な力で
    押し付けるための弾性くさび；及び 前記位置合せ面を前記位置合せ部材に前記ｚ方向に向けられた一様な力で押し
    付けるための弾性パッド； をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の位置合せ部材。
16. 【請求項１６】 スライド軌道を有する支持台並びにｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を
    有する直交座標系で表される３次元空間内で前記光チップのアラインメント位置
    を定めるための前記支持台に固定された位置合せ部材を備える自動化チップホル
    ダーを有するピグテイル接続装置内で、位置合せ端縁及び位置合せ面を備える光
    チップを自動的に位置決めするための方法において、前記光チップを自動的に位
    置決めするための前記方法が： デバイス交換位置と前記アラインメント位置との間で前記光チップを移動させ
    るために前記スライド軌道上にスライドできるように配された調整可能な集成チ
    ャックを準備する工程；前記調整可能な集成チャックは前記ｘ軸の方向での移動
    が可能であり、前記ｘ軸方向の力に応答する前記ｚ軸の方向での調整が可能であ
    る； 前記ｘ軸力を印加し、よって前記光チップを前記デバイス交換位置から前記ア
    ラインメント位置まで移動させる工程；及び ピグテイル光ファイバを前記光チップに接続する工程； を含むことを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 調整可能な集成チャックを準備する前記工程が： 前記スライド軌道上に配置され、推進ユニットに可動結合され、前記ｘ軸力に
    応答する前記ｘ軸方向での移動が可能な搬送部材を準備する工程；及び 前記光チップを保持するための調整可能な架台を準備する工程；前記調整可能
    な架台は前記搬送部材上に配置され、前記搬送部材の前記ｘ軸方向での移動に応
    答する前記ｚ軸方向での調整が可能であり；前記調整可能な架台及び前記光チッ
    プは前記デバイス交換位置において、一体となって、前記調整可能な集成チャッ
    クに装填され、前記調整可能な集成チャックから取り出される； をさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記位置合せ部材が：ｘ軸アラインメント基準を有する柱
    部材；前記柱部材に固定され、ｚ軸アラインメント基準を有する片持ち梁形部材
    ；及びアラインメント中は前記調整可能な架台とインターロックするために前記
    片持ち梁形部材に結合された調整可能なストップ部材をさらに備えることを特徴
    とする請求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記ｘ軸力を印加する前記工程が： ｘ軸アラインメントをとるために前記位置合せ端縁を前記ｘ軸アラインメント
    基準に押し付ける工程；前記押付け工程は、前記調整可能な架台に前記搬送部材
    上をスライドさせ、前記ｚ軸アラインメント基準に向けて前記調整可能な架台を
    前記ｚ軸方向に移動させる；及び ｚ軸アラインメントをとるために前記位置合せ面を前記ｚ軸アラインメント基
    準に押し付ける工程；前記ｘ軸アラインメント及び前記ｚ軸アラインメントがと
    もにとられたときに、前記アラインメント位置が得られる； をさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
20. 【請求項２０】 ピグテイル接続済光デバイスを前記アラインメント位置か
    ら前記デバイス交換位置まで移動させる工程をさらに含むことを特徴とする請求
    項１８記載の方法。
21. 【請求項２１】 ピグテイル接続済光デバイスを前記アラインメント位置か
    ら前記デバイス交換位置まで移動させる前記工程が： 前記調整可能な架台を前記調整可能なストップ部材に押し付け、よって前記調
    整可能な架台に前記搬送部材上をスライドさせて、前記調整可能な架台が前記調
    整可能なストップ部材から外れるまで、前記支持台に向けて前記調整可能な架台
    を前記ｚ軸方向に移動させる工程；及び 前記搬送部材及び前記調整可能な架台を前記デバイス交換位置に向けて前記ｘ
    軸方向に一緒に移動させる工程； をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
22. 【請求項２２】 請求項２１記載の方法において： 前記デバイス交換位置において前記調整可能な架台を持ち上げて前記搬送部材
    から外すことによりピグテイル接続済光チップを取り出す工程；及び 前記搬送部材が前記デバイス交換位置にある間に前記調整可能な架台を前記搬
    送部材上に配置することにより第２の光チップを装填する工程； をさらに含むことを特徴とする方法。