JP2015087732A - Optical axis adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光軸調整方法に関する。 The present invention relates to an optical axis adjustment method.
従来、光ファイバを光軸と垂直で互いに直交する2方向上で移動させて光量を測定し、光ファイバの移動量と光量との関係に基づいて光部品と光ファイバとの光軸調整を行う方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、微小スリットを有する測定スリット板を光軸と交わる方向に移動させ、測定スリット板を通過した光の光量が最大となる位置に測定スリット板を配置することによって、濃度計の光軸を調整する方法がある(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, the optical fiber is moved in two directions perpendicular to the optical axis and perpendicular to each other to measure the amount of light, and the optical axis of the optical component and the optical fiber is adjusted based on the relationship between the amount of movement of the optical fiber and the amount of light. There exists a method (for example, refer patent document 1). Also, the optical axis of the densitometer is adjusted by moving the measurement slit plate with a minute slit in the direction crossing the optical axis and placing the measurement slit plate at the position where the amount of light passing through the measurement slit plate is maximized. (For example, refer to Patent Document 2).
光部品を装着する対象である対象物に光部品が、光軸がずれた状態で装着された場合、光部品の位置を調整して光軸のずれを解消する必要がある。そのためには、対象物に装着された光部品の光軸がどの方向にどれだけずれているかを知る必要がある。しかしながら、従来の光軸調整方法では、対象物に光部品が装着された状態で光軸のずれ方向やずれ量を把握することができないという問題点がある。 When an optical component is mounted on a target object on which the optical component is mounted with the optical axis shifted, it is necessary to adjust the position of the optical component to eliminate the optical axis shift. For that purpose, it is necessary to know how much and in what direction the optical axis of the optical component mounted on the object is shifted. However, the conventional optical axis adjustment method has a problem in that it is impossible to grasp the direction and amount of deviation of the optical axis while the optical component is mounted on the object.
対象物に光部品が装着された状態で光軸のずれ方向やずれ量を把握して光軸調整を行うことができる光軸調整方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an optical axis adjustment method capable of adjusting the optical axis by grasping the direction and amount of deviation of the optical axis in a state where the optical component is mounted on the object.
この光軸調整方法では、光部品が装着された対象物と光部品との間の光軸に、光を通すスリットを有するスリット部材が挿入される。スリットが光軸を横切るようにスリット部材が移動しながら、スリットを通って光部品と対象物との間で結合する光の光量が検出される。スリット部材の移動に伴うスリットの位置と光量の変化量との関係から光軸のずれ方向及び光軸のずれ量が把握される。光軸のずれ方向及び光軸のずれ量に基づいて光軸調整が行われる。 In this optical axis adjustment method, a slit member having a slit through which light passes is inserted into the optical axis between the optical component and the object on which the optical component is mounted. While the slit member moves so that the slit crosses the optical axis, the amount of light coupled between the optical component and the object is detected through the slit. The shift direction of the optical axis and the shift amount of the optical axis are grasped from the relationship between the position of the slit and the amount of change in the amount of light accompanying the movement of the slit member. The optical axis adjustment is performed based on the optical axis deviation direction and the optical axis deviation amount.
この光軸調整方法によれば、対象物に光部品が装着された状態で光軸のずれ方向やずれ量を把握して光軸調整を行うことができるという効果を奏する。 According to this optical axis adjustment method, the optical axis can be adjusted by grasping the direction and amount of deviation of the optical axis while the optical component is mounted on the object.
以下に添付図面を参照して、この光軸調整方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Exemplary embodiments of the optical axis adjustment method will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of each embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
・光軸調整方法の一例
図1は、実施の形態にかかる光軸調整方法の一例を示す図である。図1に示すように、光部品が装着された対象物と光部品との間の光軸調整処理が開始されると、まず、光部品が装着された対象物と光部品との間の光軸に、光を通すスリットを有するスリット部材が挿入される(ステップS1)。スリット部材のスリット以外の部分は、光を通さない遮光部分となっている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an optical axis adjustment method according to the embodiment. As shown in FIG. 1, when an optical axis adjustment process between an optical component and an object on which an optical component is mounted is started, first, light between the object and the optical component on which the optical component is mounted A slit member having a slit through which light passes is inserted into the shaft (step S1). The portions other than the slit of the slit member are light shielding portions that do not allow light to pass through.
次いで、スリットが光軸を横切るようにスリット部材が移動しながら、スリットを通って光部品と対象物との間で結合する光の光量が検出される(ステップS2)。次いで、スリット部材の移動に伴うスリットの位置と光量の変化量との関係から光軸のずれ方向及び光軸のずれ量が把握される(ステップS3)。 Next, while the slit member moves so that the slit crosses the optical axis, the amount of light coupled between the optical component and the object through the slit is detected (step S2). Next, the deviation direction of the optical axis and the deviation amount of the optical axis are grasped from the relationship between the position of the slit and the amount of change in the light amount accompanying the movement of the slit member (step S3).
光軸のずれ方向及び光軸のずれ量に基づいて光軸調整が行われる(ステップS4)。そして、一連の光軸調整処理が終了する。 Optical axis adjustment is performed based on the optical axis deviation direction and the optical axis deviation amount (step S4). And a series of optical axis adjustment processes are complete | finished.
図2〜図7は、スリットの移動に伴ってスリットを通る光の変化の様子を順に示す図である。図2〜図7においては、発光素子を有する光部品1から光2が出射され、その光2がスリット部材3のスリット4を通って対象物5の光入射面6に入射するものとし、光入射面6に入射した光の光量が検出される。また、図2〜図7においては、スリット部材3は各図の左側から右側へ移動し、光入射面6は、例えば各図の手前側から奥側へ向かって下る傾斜面となっているものとする。
2-7 is a figure which shows the mode of the change of the light which passes along a slit in order with the movement of a slit. 2-7, the light 2 is emitted from the
光軸がずれている場合、光部品1から出射した光2が光入射面6に当たった状態において、光2の中心が光入射面6の中心からずれる。本実施の形態では、光軸がずれている場合、光入射面6の中心に対して光2の中心のずれている方向が光軸のずれ方向であり、光入射面6の中心からの光2の中心のずれ量が光軸のずれ量である。ここでは、光2の光軸が合っている状態を例にして説明する。
When the optical axis is deviated, the center of the light 2 is shifted from the center of the
図2に示すように、スリット4が光入射面6上から外れている場合、光部品1から出射された光2は、スリット部材3のスリット4でない遮光部分に遮られる。そのため、光2は、光入射面6に入射しない。
As shown in FIG. 2, when the
図3に示すように、図2の状態からスリット部材3が右側へ移動すると、スリット4の一部が光入射面6上に到達する。そのため、光2の左側の周辺部分がスリット4を通って光入射面6に入射する。
As shown in FIG. 3, when the
図4に示すように、図3の状態からスリット部材3がさらに右側へ移動すると、スリット4のより多くの部分が光入射面6上に到達する。そのため、光2のより多くの周辺部分がスリット4を通って光入射面6に入射する。
As shown in FIG. 4, when the
図5に示すように、図4の状態からスリット部材3がさらに右側へ移動すると、スリット4が光入射面6の真上近辺に到達する。そのため、光2の中心部分がスリット4を通って光入射面6に入射する。
As shown in FIG. 5, when the
図6に示すように、図5の状態からスリット部材3がさらに右側へ移動すると、スリット部材3の左側の遮光部分が光入射面6上に到達する。そのため、光2の中心部分がスリット部材3の遮光部分に遮られ、光2の右側の周辺部分がスリット4を通って光入射面6に入射する。
As shown in FIG. 6, when the
図7に示すように、図6の状態からスリット部材3がさらに右側へ移動すると、スリット部材3の左側の遮光部分のより多くの部分が光入射面6上に到達する。そのため、スリット4を通って光入射面6に入射する光2の周辺部分がより少なくなる。
As shown in FIG. 7, when the
図8、図9及び図10は、光軸が合っている場合、光軸が左側にずれている場合及び光軸が右側にずれている場合のそれぞれについて、光量の変化の様子を示す図である。図8〜図10には、矢印で示すように各図の左側から右側へ移動するスリット部材3のスリット4を通った光2が、各図の手前側から奥側へ向かって下る傾斜面となっている光入射面6に入射し始めた状態が示されている。
8, 9, and 10 are diagrams illustrating changes in the light amount when the optical axis is aligned, when the optical axis is shifted to the left side, and when the optical axis is shifted to the right side. is there. In FIGS. 8 to 10, the light 2 that has passed through the
図8〜図10において、二点鎖線7は、設計上の光軸、すなわちずれていない場合の光軸を表し、一点鎖線8は、各図の状態に対応するグラフ9上の位置を指し示している。図8〜図10に示す各グラフ9は、スリット4の位置に対する光量の関係を表しており、縦軸は光量であり、横軸はスリットの位置である。
8 to 10, an alternate long and two short dashes line 7 represents a designed optical axis, that is, an optical axis when not shifted, and an alternate long and
光部品1から出射された光2は、中心に近いほど光が強く、周辺に行くほど光が弱くなるため、中心に近いほど光量が多く、周辺に行くほど光量が少なくなる。従って、図8に示すように、光部品1の光軸が合っている場合、スリット4が光入射面6上の左寄りに位置する状態では、光2の左側の周辺部分がスリット4を通って光入射面6に入射するため、検出される光量は少ない。
Since the light 2 emitted from the
スリット4が右側へ向かって移動し、スリット4が光部品1の光軸上もしくはその近傍に位置する状態になると、光2の中心部分がスリット4を通って光入射面6に入射する。そのため、最大の光量が検出される。スリット4がさらに右側へ向かって移動してスリット4が光入射面6上の右寄りに位置する状態になると、光2の右側の周辺部分がスリット4を通って光入射面6に入射するため、検出される光量が再び少なくなる。
When the
そして、光2の中心を挟んで左側の周辺部と右側の周辺部とでは、光2の中心から周辺へ向かって同じような傾向で光量が少なくなる。そのため、光部品1の光軸が合っている場合には、グラフ9は、光量が最大となる位置を挟んで左右対称な形状となる。
In the left peripheral portion and the right peripheral portion across the center of the light 2, the amount of light decreases in the same tendency from the center of the light 2 toward the periphery. Therefore, when the optical axis of the
図9に示すように、光部品1の光軸が左側にずれている場合、スリット4が左側から右側へ向かって移動しても、スリット4が光入射面6と重なる前の段階では、スリット4を通った光2は光入射面6に入射しない。そのため、スリット4が光入射面6と重なり始めるまでは、光量は0である。
As shown in FIG. 9, when the optical axis of the
スリット4が光入射面6上の左端に重なると、光2の中心部分がスリット4を通って光入射面6に入射するため、最大の光量が検出される。従って、グラフ9は、急峻に起ち上がる形状となる。その状態からスリット4が右側へ向かって移動するのに伴って光2のより右側の周辺部分がスリット4を通って光入射面6に入射するため、検出される光量が徐々に少なくなる。そのため、グラフ9は、緩やかに下がる形状となる。
When the
つまり、光部品1の光軸が左側にずれている場合、グラフ9は、急峻に起ち上がって最大の光量となり、その後緩やかに下がるというように、左右で非対称な形状となる。
That is, when the optical axis of the
図10に示すように、光部品1の光軸が右側にずれている場合、スリット4が左側から右側へ向かって移動しても、スリット4の右端が光2の左側の周辺部分に到達する前の段階では、光2はスリット部材3の遮光部分に遮られて光入射面6に入射しない。
As shown in FIG. 10, when the optical axis of the
その状態からスリット4が右側へ向かって移動するのに伴って光2の中心部分により近い部分がスリット4を通って光入射面6に入射するため、検出される光量が徐々に多くなる。そのため、グラフ9は、緩やかに上がる形状となる。
As the
スリット4がさらに右側へ向かって移動し、スリット4が光部品1の光軸上もしくはその近傍に位置する状態になると、光2の中心部分がスリット4を通って光入射面6に入射するため、最大の光量が検出される。スリット4がさらに右側へ向かって移動すると、スリット4が光入射面6上から外れていくため、検出される光量が急速に減る。
When the
つまり、光部品1の光軸が右側にずれている場合、グラフ9は、緩やかに上がっていって最大の光量となり、その後急速に下がるというように、左右で非対称な形状で、かつ光部品1の光軸が左側にずれている場合と逆パターンの形状となる。
That is, when the optical axis of the
スリット部材3の厚さは、光部品1と対象物5の光入射面6との間に入る程度であればよい。スリット部材3は、例えばステンレス製などの金属でできており、スリット4が打ち抜かれてできていてもよいし、例えば光を通すガラス板でできており、光を通さない遮光部分が黒く塗り潰されてできていてもよい。
The thickness of the
光入射面6に当たる光2のスポット径が光入射面6よりも大きい場合、スリット4の幅は、光入射面6の幅の半分以下であるのが好ましい。また、光入射面6に当たる光2のスポット径が光入射面6よりも小さい場合には、スリット4の幅は、スポット径の半分以下であるのが好ましい。スリット4の幅が、光入射面6の幅の1/4程度であれば、より高い精度で光軸のずれ方向及び光軸のずれ量を求めることができる。
When the spot diameter of the light 2 impinging on the
ただし、スリット4の幅が狭すぎると、スリット4を通って光入射面6に入射する光の量が少なくなるため、良好な結果が得られなくなってしまう。また、理論的には、光干渉しない程度、すなわち光学上は光源の波長以上のスリット幅が必要である。
However, if the width of the
上述したように、スリットの位置と光量の変化量との関係は、光部品1の光軸がずれているか否か、ずれている場合には、どの方向にどれだけずれているか、ということを反映している。従って、スリットの位置と光量の変化量との関係を求めることによって、光部品1の光軸のずれ方向及びずれ量を把握することができる。
As described above, the relationship between the position of the slit and the amount of change in the light amount indicates whether or not the optical axis of the
そのためには、種々の光軸のずれ方向及び種々の光軸のずれ量の組み合わせに対するスリットの位置と光量の変化量との関係を予め求めておき、その求めたデータを、光軸調整を行う装置にデータベースとして格納しておいてもよい。そして、そのデータベースの中から、図1に示す光軸調整処理におけるステップS2で光量を検出することによって得られたスリットの位置と光量の変化量との関係に一致するもの、もしくは近いものを選択してもよい。そのデータベースから選択したデータのずれ方向及びずれ量を、光部品1の光軸のずれ方向及びずれ量としてもよい。
For this purpose, the relationship between the slit position and the amount of change in the amount of light with respect to various combinations of optical axis deviation directions and various optical axis deviation amounts is obtained in advance, and the obtained data is subjected to optical axis adjustment. You may store as a database in an apparatus. Then, from the database, the one that matches or is close to the relationship between the slit position and the amount of change in the amount of light obtained by detecting the amount of light in step S2 in the optical axis adjustment process shown in FIG. May be. The shift direction and shift amount of the data selected from the database may be used as the shift direction and shift amount of the optical axis of the
種々の光軸のずれ方向及び種々の光軸のずれ量の組み合わせに対するスリットの位置と光量の変化量との関係を予め求めるにあたっては、例えば後述するように、光源から出た光をガウス分布に近似し、スリットを通過した光だけを積分するという理論計算を行ってもよい。または、光線追跡やBPM法(Beam Propagation Method、ビーム伝搬法)やFDTD法(Finite−Difference Time−Domain method、有限差分時間領域法)などのシミュレーションによって光量を計算してもよい。あるいは、設計段階や試作段階で実際にスリット部材を移動させながら光量を検出することによって、検量線となるデータを採取しておいてもよい。 In obtaining in advance the relationship between the slit position and the amount of change in the amount of light with respect to various combinations of optical axis deviation directions and various optical axis deviation amounts, for example, as described later, the light emitted from the light source has a Gaussian distribution. A theoretical calculation that approximates and integrates only the light that has passed through the slit may be performed. Alternatively, the amount of light may be calculated by simulation such as ray tracing, BPM method (Beam Propagation Method), FDTD method (Finite-Difference Time-Domain method, finite difference time domain method). Alternatively, data serving as a calibration curve may be collected by detecting the amount of light while actually moving the slit member at the design stage or the prototype stage.
公知の方法によって、予め求めておいた種々のスリットの位置と光量の変化量との関係のデータベース中から、実際の製品の製造段階で得られたスリットの位置と光量の変化量との関係に一致するもの、もしくは近いものを選択することができる。例えば、予め求めておいた種々のスリットの位置と光量の変化量との関係と、実際の製品の製造段階で得られたスリットの位置と光量の変化量との関係との差分の値が最も小さくなるものを解として選択してもよい。また、文字認識などで用いられているパターン認識技術を用いてもよい。予め求めておいた種々のスリットの位置と光量の変化量との関係のデータベース中から、実際の製品の製造段階で得られたスリットの位置と光量の変化量との関係に一致するもの、もしくは近いものを選択する処理は、例えばコンピュータによって実行されてもよい。 From the database of the relationship between various slit positions and the amount of change in light quantity obtained in advance by a known method, the relationship between the position of the slit and the amount of change in light quantity obtained in the actual product manufacturing stage A match or a close match can be selected. For example, the difference value between the relationship between the position of various slits and the amount of change in light amount obtained in advance and the relationship between the position of the slit and the amount of change in light amount obtained in the actual product manufacturing stage is the largest. A smaller one may be selected as a solution. Further, a pattern recognition technique used in character recognition or the like may be used. From the database of the relationship between various slit positions and the amount of change in light quantity obtained in advance, one that matches the relationship between the position of the slit and the amount of change in light quantity obtained in the actual product manufacturing stage, or The process of selecting the closest one may be executed by a computer, for example.
・理論計算の一例
図11〜図18は、光のスポットが光入射面内に納まっている場合の光量の計算結果及びプロファイルを示す図である。図11〜図18の各図において、上段の図には、光2のスポット11とスリット4と光入射面6との位置関係及びそのときの光量を数値で表した分布が示されており、下段の図には、光量の分布が3次元的に表されている。直交する2方向の一方をX方向または左右方向とし、他方をY方向または上下方向とする。
Example of Theoretical Calculation FIGS. 11 to 18 are diagrams showing calculation results and profiles of the light amount when the light spot is within the light incident surface. In each of FIGS. 11 to 18, the upper diagram shows the positional relationship between the
図11〜図18の各上段の図において、4つの同心円は光2のスポット11を表し、大きい四角は光入射面6であり、縦に細長い長方形はスリット4である。光2のスポット11に接するX方向及びY方向にそれぞれ伸びる「3」〜「30」の数値の入った帯はスケール12,13を表す。例えば図12に示すように、スリット4の右辺が「6」と「9」の間に位置する場合、スリット4の位置は6μmである。
11 to 18, the four concentric circles represent the
X方向のスケール12とY方向のスケール13との交点に記されている数値は、受光量を規格化した値を表す。例えば、図12に示す例では、X方向のスケール12とY方向のスケール13との交点に「0.5」が記されているため、受光量を規格化した値は0.5である。
The numerical value written at the intersection of the
図11〜図18の各下段の図において、四角は光入射面6を表し、光入射面6の二辺に沿って付された「3」〜「30」の数値は、上段の図におけるスケール12,13の数値に対応している。Z方向の「0」〜「10」の数値は、受光量である。下段の図では、上段の図において数値で示されている受光量が、Z方向の高さとして示される。
In each of the lower diagrams of FIGS. 11 to 18, the square represents the
例えば図14に示すように、光2のスポット11において、最も内側の円内が最も受光量の多い領域であり、その受光量を10とする。2番目に内側の環状部内がその次に受光量の多い領域であり、その受光量を6とする。3番目に内側の環状部内がさらにその次に受光量の多い領域であり、その受光量を4とする。
For example, as shown in FIG. 14, in the
最も外側の環状部内が最も受光量の少ない領域であり、その受光量を1とする。光2のスポット11の外側は、受光量が0である。また、受光量の値が異なる隣り合う領域の境界線上の受光量を、隣り合う2つの領域の受光量の値の中間の値としてもよい。
The outermost annular portion is the region with the smallest amount of received light, and the amount of received light is 1. The amount of received light is 0 outside the
図11に示すように、スリット4の位置が0μmである場合、スリット4が光2のスポット11に重ならないため、受光量を規格化した値は0.0である。図12に示すように、スリット4の位置が6μmになると、例えばスリット4の一部と光2のスポット11とが重なった部分に1及び0.5の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は0.5である。
As shown in FIG. 11, when the position of the
図13に示すように、スリット4の位置が12μmになると、例えばスリット4と光2のスポット11とが重なった部分に0.5、1、3、4、5及び6の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は2.7である。図14に示すように、スリット4の位置が18μmになると、例えばスリット4と光2のスポット11とが重なった部分に1、3、4、5、6及び10の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は5.7である。
As shown in FIG. 13, when the position of the
図15に示すように、スリット4の位置が21μmになると、例えばスリット4と光2のスポット11とが重なった部分に1、3、4、5、6及び10の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は5.7である。図16に示すように、スリット4の位置が27μmになると、例えばスリット4と光2のスポット11とが重なった部分に0.5、1、3、4、5及び6の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は2.7である。
As shown in FIG. 15, when the position of the
図17に示すように、スリット4の位置が33μmになると、例えばスリット4の一部と光2のスポット11とが重なった部分に1及び0.5の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は0.5である。図18に示すように、スリット4の位置が39μmである場合、スリット4が光2のスポット11に重ならないため、受光量を規格化した値は0.0である。
As shown in FIG. 17, when the position of the
図19は、光のスポットが光入射面内に納まっている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図19において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図19には、図11〜図18に示すデータの他に、スリット4の位置が3μm、9μm、15μm、24μm、30μm及び36μmであるときのデータも含まれている。図19に示すように、光軸がずれていない場合には、グラフは左右対称な形状となる。
FIG. 19 is a diagram illustrating the relationship between the slit position and the amount of received light when the light spot is within the light incident surface. In FIG. 19, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. FIG. 19 includes data when the positions of the
図20〜図27は、光のスポットが光入射面の左側に6μmずれている場合の光量の計算結果を示す図である。図20〜図27の各図には、光2のスポット11とスリット4と光入射面6との位置関係及びそのときの光量を数値で表した分布が示されている。光2のスポット11、光入射面6、スリット4、X方向のスケール12及びY方向のスケール13については、図11〜図18と同様である。
20 to 27 are diagrams showing calculation results of the light amount when the light spot is shifted 6 μm to the left side of the light incident surface. 20 to 27 show the positional relationship between the
図20に示すように、スリット4の位置が0μmである場合、スリット4が光入射面6上にないため、受光量を規格化した値は0.0である。図21に示すように、スリット4の位置が6μmである場合もスリット4が光入射面6上にないため、受光量を規格化した値は0.0である。
As shown in FIG. 20, when the position of the
図22に示すように、スリット4の位置が9μmになると、例えばスリット4の一部が光入射面6上に位置して光2のスポット11に重なり、その重なった部分に1、3及び4の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は0.9である。図23に示すように、スリット4の位置が18μmになると、例えばスリット4と光2のスポット11とが重なった部分に1、3、4、5、6及び10の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は5.7である。
As shown in FIG. 22, when the position of the
図24に示すように、スリット4の位置が21μmになると、例えばスリット4と光2のスポット11とが重なった部分に1、3、4、5、6及び10の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は5.7である。図25に示すように、スリット4の位置が27μmになると、例えばスリット4と光2のスポット11とが重なった部分に0.5、1、3、4、5及び6の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は2.7である。
As shown in FIG. 24, when the position of the
図26に示すように、スリット4の位置が33μmになると、例えばスリット4の一部が光2のスポット11に重なり、その重なった部分に0.5及び1の受光量が分布しており、受光量を規格化した値は0.5である。図27に示すように、スリット4の位置が39μmである場合、スリット4と光2のスポット11とが重ならないため、受光量を規格化した値は0.0である。
As shown in FIG. 26, when the position of the
図28は、光のスポットが光入射面の左側に6μmずれている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図28において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図28には、図20〜図27に示すデータの他に、スリット4の位置が3μm、12μm、15μm、24μm、30μm及び36μmであるときのデータも含まれている。図28に示すように、光のスポットが光入射面の左側に6μmずれている場合には、グラフは左右で非対称な形状となり、かつスリットの位置が6μmを超えるまでは受光量を規格化した値が0となる。
FIG. 28 is a diagram showing the relationship between the slit position and the amount of received light when the light spot is shifted 6 μm to the left side of the light incident surface. In FIG. 28, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. FIG. 28 includes data when the positions of the
図29は、光のスポットが光入射面の左側に12μmずれている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図29において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図29に示すように、光のスポットが光入射面の左側に12μmずれている場合には、光のスポットが光入射面の左側に6μmずれている場合と同様に、グラフは左右で非対称な形状となり、かつスリットの位置が12μmを超えるまでは受光量を規格化した値が0となる。 FIG. 29 is a diagram showing the relationship between the slit position and the amount of received light when the light spot is shifted 12 μm to the left of the light incident surface. In FIG. 29, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. As shown in FIG. 29, when the light spot is shifted 12 μm to the left side of the light incident surface, the graph is asymmetrical on the left and right as in the case where the light spot is shifted 6 μm to the left side of the light incident surface. The value obtained by standardizing the amount of received light is 0 until the shape is reached and the slit position exceeds 12 μm.
図30は、光のスポットが光入射面の左側に18μmずれている場合の光量の計算結果を示す図である。図30には、光2のスポット11とスリット4と光入射面6との位置関係及びそのときの光量を数値で表した分布が示されている。光2のスポット11、光入射面6、スリット4、X方向のスケール12及びY方向のスケール13については、図11〜図18と同様である。
FIG. 30 is a diagram illustrating a calculation result of the light amount when the light spot is shifted by 18 μm to the left side of the light incident surface. FIG. 30 shows the positional relationship between the
図30に示すように、光のスポットが光入射面6の左側に18μmずれている場合には、光2のスポット11の最も受光量の多い領域、すなわち受光量が10である領域は、すでに光入射面6の左側に外れている。そして、スリット4の位置が27μmになると、初めてスリット4の全体が光入射面6と重なる状態となる。
As shown in FIG. 30, when the light spot is shifted to the left side of the
スリット4の位置が27μmである場合のスリット4と光2のスポット11とが重なった部分には、例えば0.5、1、3、4、5及び6の受光量が分布している。そして、受光量を規格化した値は2.7である。スリット4がさらに右側へ移動すると、光2のスポット11のより右側の周辺部分がスリット4を通って光入射面6に入射するため、受光量を規格化した値が小さくなる。
In the portion where the
図31は、光のスポットが光入射面の左側に18μmずれている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図31において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図31に示すように、光のスポットが光入射面6の左側に18μmずれている場合には、光のスポットが光入射面6の左側に6μmずれている場合と同様に、グラフは左右で非対称な形状となり、かつスリットの位置が18μmを超えるまでは受光量を規格化した値が0となる。さらに、光2のスポット11の最も受光量の多い領域が光入射面6の左側に外れているため、受光量を規格化した値の最大値が図19や図28や図29における最大値よりも小さくなる。
FIG. 31 is a diagram showing the relationship between the slit position and the amount of received light when the light spot is shifted by 18 μm to the left of the light incident surface. In FIG. 31, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. As shown in FIG. 31, when the light spot is shifted 18 μm to the left side of the
図32は、光のスポットが光入射面の下側に12μmずれている場合の光量の計算結果を示す図である。図32には、光2のスポット11とスリット4と光入射面6との位置関係及びそのときの光量を数値で表した分布が示されている。光2のスポット11、光入射面6、スリット4、X方向のスケール12及びY方向のスケール13については、図11〜図18と同様である。
FIG. 32 is a diagram illustrating the calculation result of the light amount when the light spot is shifted by 12 μm to the lower side of the light incident surface. FIG. 32 shows the positional relationship between the
図32に示すように、光のスポットが光入射面6の下側に12μmずれている場合には、光2のスポット11の下側の部分が光入射面6の下側に外れている。そのため、受光量を規格化した値は、例えば図11〜図18に示すように光2のスポット11が光入射面6に対して上下方向に外れていない場合よりも小さくなる。
As shown in FIG. 32, when the light spot is shifted by 12 μm to the lower side of the
図33は、光のスポットが光入射面の下側に12μmずれている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図33において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図33に示すように、光のスポットが光入射面6の下側に12μmずれている場合には、グラフは、光2のスポット11が光入射面6に対して上下方向に外れていない場合と同様の形状となるが、受光量を規格化した値は小さくなる。
FIG. 33 is a diagram showing the relationship between the slit position and the amount of received light when the light spot is shifted 12 μm below the light incident surface. In FIG. 33, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. As shown in FIG. 33, when the light spot is shifted 12 μm below the
図34は、光軸が左側にずれている場合のスリット位置と受光量とずれ量との関係を示す図である。図34において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図34には、光軸の左側へのずれ量が6μm、12μm及び18μmである場合のグラフと、参考として光軸のずれがない場合のグラフが示されている。図34に示すように、光軸が左側にずれている場合、グラフは、左右で非対称な形状であり、左側へのずれ量が多いほど光量が最大となる位置がより右側に位置する。 FIG. 34 is a diagram illustrating the relationship between the slit position, the received light amount, and the shift amount when the optical axis is shifted to the left side. In FIG. 34, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. FIG. 34 shows a graph when the amount of deviation of the optical axis to the left is 6 μm, 12 μm, and 18 μm, and a graph when there is no deviation of the optical axis for reference. As shown in FIG. 34, when the optical axis is shifted to the left side, the graph has an asymmetrical shape on the left and right, and the position where the light quantity is maximized is located on the right side as the shift amount to the left side increases.
図35は、光軸が右側にずれている場合のスリット位置と受光量とずれ量との関係を示す図である。図35において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図35には、光軸の右側へのずれ量が6μm、12μm及び18μmである場合のグラフと、参考として光軸のずれがない場合のグラフが示されている。図35に示すように、光軸が右側にずれている場合、グラフは、左右で非対称な形状であり、右側へのずれ量が多いほど光量が最大となる位置がより左側に位置する。 FIG. 35 is a diagram illustrating the relationship among the slit position, the received light amount, and the shift amount when the optical axis is shifted to the right side. In FIG. 35, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. FIG. 35 shows a graph when the amount of deviation to the right side of the optical axis is 6 μm, 12 μm, and 18 μm, and a graph when there is no deviation of the optical axis as a reference. As shown in FIG. 35, when the optical axis is shifted to the right side, the graph has an asymmetric shape on the left and right sides, and the position where the light quantity is maximized is located on the left side as the amount of shift to the right side increases.
図36は、光軸が左側及び右側のそれぞれにずれている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図36において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図36には、図34における光軸の左側へのずれ量が12μmである場合のグラフと、図35における光軸の右側へのずれ量が12μmである場合のグラフとが示されている。図36に示すように、光軸が右側にずれている場合のグラフは、光軸が左側にずれている場合のグラフを反転させた形状となる。ずれ量が12μm以外である場合も同様である。 FIG. 36 is a diagram illustrating the relationship between the slit position and the amount of received light when the optical axis is shifted to the left and right. In FIG. 36, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. FIG. 36 shows a graph when the amount of deviation of the optical axis to the left in FIG. 34 is 12 μm and a graph when the amount of deviation of the optical axis to the right in FIG. 35 is 12 μm. As shown in FIG. 36, the graph in the case where the optical axis is shifted to the right side has a shape obtained by inverting the graph in the case where the optical axis is shifted to the left side. The same applies when the amount of deviation is other than 12 μm.
図37は、光軸が左側、下側及び左下側にずれている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図37において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図37には、図34における光軸の左側へのずれ量が12μmである場合のグラフと、光軸の下側へのずれ量が12μmである場合のグラフと、光軸の左側及び下側へのずれ量がそれぞれ12μmである場合のグラフとが示されている。図37に示すように、光軸が下側にずれている場合のグラフの形状は、光軸が下側にずれていない場合のグラフと同様であるが、受光量は小さくなる。ずれ量が12μm以外である場合も同様である。 FIG. 37 is a diagram illustrating the relationship between the slit position and the amount of received light when the optical axis is shifted to the left side, lower side, and lower left side. In FIG. 37, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. FIG. 37 shows a graph when the shift amount to the left of the optical axis in FIG. 34 is 12 μm, a graph when the shift amount to the lower side of the optical axis is 12 μm, and the left and lower sides of the optical axis. The graph in the case where the amount of deviation is 12 μm is shown. As shown in FIG. 37, the shape of the graph when the optical axis is shifted downward is the same as the graph when the optical axis is not shifted downward, but the amount of received light is small. The same applies when the amount of deviation is other than 12 μm.
図38は、光軸が左下側及び右下側のそれぞれにずれている場合のスリット位置と受光量との関係を示す図である。図38において、縦軸は受光量であり、横軸はスリットの位置である。図38には、光軸の左側及び下側へのずれ量がそれぞれ12μmである場合のグラフと、光軸の右側及び下側へのずれ量がそれぞれ12μmである場合のグラフとが示されている。図38に示すように、光軸が右下側にずれている場合のグラフは、光軸が左下側にずれている場合のグラフを反転させた形状となる。ずれ量が12μm以外である場合も同様である。 FIG. 38 is a diagram illustrating the relationship between the slit position and the amount of received light when the optical axis is shifted to each of the lower left side and the lower right side. In FIG. 38, the vertical axis represents the amount of received light, and the horizontal axis represents the position of the slit. FIG. 38 shows a graph in the case where the shift amount to the left and the lower side of the optical axis is 12 μm, and a graph in which the shift amount to the right and the lower side of the optical axis is 12 μm, respectively. Yes. As shown in FIG. 38, the graph when the optical axis is shifted to the lower right side has a shape obtained by inverting the graph when the optical axis is shifted to the lower left side. The same applies when the amount of deviation is other than 12 μm.
図1に示す光軸調整方法によれば、スリット4を通って光部品1と対象物5との間で結合する光2の光量がスリット4の位置に応じて変化するため、スリット4の位置と光量の変化量との関係を求めることによって、対象物5に光部品1が装着された状態で光軸のずれ方向やずれ量を把握することができる。従って、把握した光軸のずれ方向やずれ量に基づいて光部品1の光軸を調整することができる。
According to the optical axis adjustment method shown in FIG. 1, the light amount of the light 2 that is coupled between the
・光インターコネクト技術への適用
近時、光インターコネクト技術が注目されている。光インターコネクト技術は、例えばスーパーコンピュータを用いたサーバシステムやネットワークシステム機器におけるデータ伝送を光通信で行うものである。光インターコネクト技術を適用したプリント配線板には光導波路が設けられており、この光導波路の一端に、発光素子を有する光部品から出射された信号光が入射する。光導波路内を伝搬した信号光は、光導波路の他端から出射し、受光素子を有する光部品で受光される。
・ Application to optical interconnect technology Recently, optical interconnect technology has attracted attention. The optical interconnect technology performs data transmission by optical communication in a server system or a network system device using, for example, a supercomputer. An optical waveguide is provided on a printed wiring board to which the optical interconnect technology is applied, and signal light emitted from an optical component having a light emitting element is incident on one end of the optical waveguide. The signal light propagated in the optical waveguide is emitted from the other end of the optical waveguide and received by an optical component having a light receiving element.
光インターコネクト技術を適用したプリント配線板では、例えば光導波路の一端の真上に発光素子が配置され、光導波路の他端の真上に受光素子が配置されることがある。この構成の場合、発光素子から下向きに出射した光は、光導波路の一端に形成された45°ミラーで反射して光導波路のコア内へ入射し、光導波路のコア内を伝搬して、光導波路の他端に形成された45°ミラーで反射してコアから出射し、受光素子へ入射する。 In a printed wiring board to which the optical interconnect technology is applied, for example, a light emitting element may be disposed right above one end of the optical waveguide, and a light receiving element may be disposed right above the other end of the optical waveguide. In this configuration, the light emitted downward from the light emitting element is reflected by a 45 ° mirror formed at one end of the optical waveguide, enters the core of the optical waveguide, propagates in the core of the optical waveguide, The light is reflected by a 45 ° mirror formed at the other end of the waveguide, exits from the core, and enters the light receiving element.
光導波路のコアの大きさは、おおよそ30μm〜50μm四方である。光を光導波路の45°ミラーから外さないためには、45°ミラーに対する発光素子または受光素子の位置をおおよそ±5μm以下の精度で合わせることが望まれる。将来、光導波路のコアがさらに小さくなると、プリント配線板に発光素子または受光素子を取り付ける際に、さらに高い位置合わせ精度が要求される。 The size of the core of the optical waveguide is approximately 30 μm to 50 μm square. In order not to remove light from the 45 ° mirror of the optical waveguide, it is desirable to align the position of the light emitting element or the light receiving element with respect to the 45 ° mirror with an accuracy of approximately ± 5 μm or less. If the core of the optical waveguide becomes smaller in the future, higher alignment accuracy is required when attaching the light emitting element or the light receiving element to the printed wiring board.
また、発光素子から出射して45°ミラーへ入射する光の伝搬方向と、光導波路内の光の伝搬方向とのなす角度が90°に近いほど、45°ミラーにおける結合損失が小さくなる。従って、45°ミラーにおける結合損失を最小限に抑えるためには、発光素子が45°ミラーの真上に位置するのが望ましい。 Also, the closer the angle between the propagation direction of the light emitted from the light emitting element and entering the 45 ° mirror and the propagation direction of the light in the optical waveguide is closer to 90 °, the smaller the coupling loss in the 45 ° mirror. Therefore, in order to minimize the coupling loss in the 45 ° mirror, it is desirable that the light emitting element is positioned directly above the 45 ° mirror.
図39は、実施の形態にかかる光軸調整方法によって、発光素子を有する光部品の光軸調整を行う様子を示す図である。図40は、スリットがX方向へ移動する場合のスリット部材及び光導波路を上から見た様子を示す図である。図41は、スリットがY方向へ移動する場合のスリット部材及び光導波路を上から見た様子を示す図である。 FIG. 39 is a diagram illustrating how the optical axis of an optical component having a light emitting element is adjusted by the optical axis adjustment method according to the embodiment. FIG. 40 is a diagram illustrating a state in which the slit member and the optical waveguide are viewed from above when the slit moves in the X direction. FIG. 41 is a diagram illustrating a state in which the slit member and the optical waveguide are viewed from above when the slit moves in the Y direction.
図39〜図41において、符号21は、光部品1に設けられている発光素子である。VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ)は、発光素子21の一例である。符号22は、スリット部材3を移動させる図示しない微動マシンに取り付けられる取付部であり、この取付部はスリット部材3に固定されている。符号23は、プリント配線板であり、このプリント配線板23の上側の面に光導波路24が取り付けられている。光導波路24を備えたプリント配線板23は、対象物の一例である。
39 to 41,
光導波路24は、コア25及びクラッド26を有し、コア25の両端面に45°ミラー27,28が形成されている。一方の45°ミラー27は、光入射面の一例であり、発光素子21から出射された光2を反射させて光導波路24のコア25内へ導く。発光素子21を有する光部品1の光軸調整を行う場合には、もう一方の45°ミラー28の上に例えば光パワーメータ29が配置される。光パワーメータ29は、もう一方の45°ミラー28から出射する光の光量を測定する。
The
図39においては、プリント配線板23の表面に設けられているフットプリント、光部品1の裏面に設けられている端子、及び光部品1の端子とフットプリントとを接合している半田などの接合材は、図示省略されている。
In FIG. 39, the footprint provided on the front surface of the printed
図40に示す例では、光部品1に複数の発光素子21がX方向に一列に設けられている。例えば、光部品1には12個の発光素子21が設けられていてもよい。複数の発光素子21が設けられている場合、図40に示すように、X方向に移動するスリット部材3には、発光素子21の数と同じ数だけY方向に伸びるスリット4が設けられていてもよい。
In the example shown in FIG. 40, the
図41に示す例では、光部品1に複数の発光素子21がX方向に一列に設けられているため、Y方向に移動するスリット部材3には、X方向に伸びるスリット4が1個以上設けられていればよい。X方向及びY方向は、直交する2方向であれば、図40及び図41に示す方向に限らない。
In the example shown in FIG. 41, since a plurality of
図42は、光部品の取付手順の一例を示す図である。図42に示すように、発光素子21を有する光部品1の取り付けが開始されると、まず、プリント配線板23のフットプリントの上に半田などの接合材が塗布される(ステップS11)。次いで、マウンターなどの装置の吸着ノズルによって光部品1が吸着され(ステップS12)、吸着ノズルに吸着された光部品1の位置が認識される(ステップS13)。
FIG. 42 is a diagram illustrating an example of an optical component attachment procedure. As shown in FIG. 42, when attachment of the
次いで、光部品1がプリント配線板23の所定の搭載位置まで移動され(ステップS14)、所定の搭載位置に搭載される(ステップS15)。次いで、リフロー半田付けによって光部品1がプリント配線板23に固定される(ステップS16)。なお、リフロー半田付けによって、光部品1以外の他の電子部品や光部品もプリント配線板23に固定される。ただし、この段階では、受光素子を有する光部品は取り付けられない。
Next, the
リフロー半田付けの終了後、図39に示すように、発光素子21から出射された光2を受ける側の45°ミラー28の上に光パワーメータ29が配置され、発光素子21を光らせて光パワーメータ29で光量が測定される。その結果、所望の光量が得られた場合には、光パワーメータ29が外され、発光素子21を有する光部品1の取り付けが終了する。
After completion of the reflow soldering, as shown in FIG. 39, an
一方、光パワーメータ29で所望の光量が得られなかった場合には、図39に示すように、光パワーメータ29が配置された状態で、光部品1と光導波路24との間にスリット部材3が挿入される。そして、発光素子21を光らせ、図40に示すように、スリット部材3の移動によってスリット4がX方向に移動しながら、光パワーメータ29で光量が測定される。それによって、X方向について、図8〜図10にそれぞれ示すグラフ9のようなスリットの位置と光量の変化量との関係が得られる。
On the other hand, when a desired light quantity cannot be obtained by the
続いて、発光素子21が光った状態で、図41に示すように、スリット部材3の移動によってスリット4がY方向に移動しながら、光パワーメータ29で光量が測定される。それによって、Y方向について、図8〜図10にそれぞれ示すグラフ9のようなスリットの位置と光量の変化量との関係が得られる(ステップS17)。
Subsequently, in the state where the
次いで、ステップS17で得られたX方向及びY方向のグラフのそれぞれについて、図34〜図38に示すような検量線となるデータとのマッチングが行われ、一致または近い検量線のデータが選択される。それによって、X方向の光軸のずれ方向及びずれ量、並びにY方向の光軸のずれ方向及びずれ量が把握される(ステップS18)。X方向とY方向とで別々に光軸のずれ方向及びずれ量を把握してもよいし、X方向の光軸のずれ方向及びずれ量とY方向の光軸のずれ方向及びずれ量とを合成して、光軸がどちらの方向へどれだけずれているかということを把握してもよい。 Next, each of the graphs in the X direction and the Y direction obtained in step S17 is matched with the data to be a calibration curve as shown in FIGS. 34 to 38, and the calibration curve data that matches or is close is selected. The Thereby, the deviation direction and deviation amount of the optical axis in the X direction and the deviation direction and deviation amount of the optical axis in the Y direction are grasped (step S18). The optical axis deviation direction and deviation amount may be grasped separately in the X direction and the Y direction, or the optical axis deviation direction and deviation amount in the X direction and the optical axis deviation direction and deviation amount in the Y direction are determined. By combining, it may be understood how much the optical axis is shifted in which direction.
次いで、光部品1が加熱され、光部品1を固定している半田などの接合材が溶融し、光部品1が自由に動くようになる(ステップS19)。次いで、ステップS18で把握された光軸のずれ方向及びずれ量に基づいて、光軸のずれ方向と反対の方向に光軸のずれ量分だけ光部品1が移動させられる(ステップS20)。
Next, the
光部品1を移動させる際に光部品1を持ち上げる場合には、光部品1を持ち上げ過ぎると、溶融した半田などの接合材が途切れてしまうため、接合材が途切れないように、光部品1を持ち上げる高さに注意が必要である。その後、溶融した半田などの接合材が冷却されて固まり(ステップS21)、光部品1の取り付けが終了する。
When the
なお、リフロー半田付けによってプリント配線板23に光部品を取り付ける代わりに、フリップチップボンダーを用いてフリップチップボンディングによってプリント配線板23に光部品1を取り付けてもよい。また、ステップS17で得られるスリットの位置と光量の変化量との関係が波形であるため、ステップS18において、フーリエ変換後にスペクトルで検量線となるデータとのマッチングを行ってもよい。波形のマッチングを行う場合、判別分析や分散分析などの統計的な手法を用いてもよい。統計的な手法を用いることによって、マッチングの精度が向上する。
Instead of attaching the optical component to the printed
発光素子21を有する光部品1の取り付けが終了したら、受光素子を有する光部品がプリント配線板23に搭載される。プリント配線板23に、受光素子を有する光部品を半田などの接合材を用いて取り付けた後、既に光軸が合っている発光素子21を光らせて、受光素子に流れる電流量を測定することによって、受光素子で所望の光量が得られているか否かがわかる。所望の光量が得られた場合には、受光素子を有する光部品の取り付けが終了する。所望の光量が得られなかった場合には、図42のステップS17以降を行うことによって、受光素子を有する光部品の光軸が調整される。
When the attachment of the
図43は、実施の形態にかかる光軸調整方法によって、受光素子を有する光部品の光軸調整を行う様子を示す図である。図43において、符号31は、光部品1に設けられている受光素子である。符号32は、発光素子21を有する光部品である。受光素子31を有する光部品1の光軸調整を行う場合には、既に光軸が合っている発光素子21を光らせ、45°ミラー28から出射する光を受光素子31で受光し、受光素子31を流れる電流量を測定すればよい。
FIG. 43 is a diagram illustrating a state in which the optical axis of the optical component having the light receiving element is adjusted by the optical axis adjusting method according to the embodiment. In FIG. 43,
図43においては、プリント配線板23の表面に設けられているフットプリント、光部品1,32の裏面に設けられている端子、及び光部品1,32の端子とフットプリントとを接合している半田などの接合材は、図示省略されている。
43, the footprint provided on the front surface of the printed
図44は、複数の発光素子を有する光部品が傾いて取り付けられている様子を示す図である。光部品1に複数の発光素子21が設けられている場合、X方向の光軸のずれ方向及びずれ量と、Y方向の光軸のずれ方向及びずれ量とから、光導波路24のコア25の伸びる方向に対する光部品1の傾きを求めることができる。
FIG. 44 is a diagram illustrating a state in which an optical component having a plurality of light emitting elements is attached to be inclined. When a plurality of
例えば、図44に示すように、光導波路24の複数のコア25の一端にそれぞれ設けられた45°ミラー27を結ぶ線41と、複数の発光素子21からそれぞれ出射された光の照射位置42を結ぶ線43とのなす角度θを求めることによって、光部品1の傾きを求めることができる。45°ミラー27を結ぶ線41は、例えば各45°ミラー27の位置から最小二乗法により各45°ミラー27を結ぶ近似線を求めることにより、求められる。
For example, as shown in FIG. 44, a
同様に、光の照射位置42を結ぶ線43は、例えば各光の照射位置42から最小二乗法により各光の照射位置42を結ぶ近似線を求めることにより、求められる。あるいは、例えば、図44において、左端の45°ミラー27に対する光の照射位置42の位置と、例えば右端の45°ミラー27に対する光の照射位置42の位置とから、45°ミラー27を結ぶ線41と光の照射位置42とのなす角度θを求めてもよい。
Similarly, the
光導波路24のコア25の伸びる方向に対する光部品1の傾きがわかれば、ステップS20で光部品1を移動させて光軸調整を行う際に、各光の照射位置42が各45°ミラー27に一致するように、光部品1の傾きをなくすことができる。光部品1の傾きがなくなれば、各発光素子21から出射して各45°ミラー27へ入射する光の伝搬方向と、光導波路24のコア25内の光の伝搬方向とのなす角度が90°になるため、45°ミラー27における結合損失を小さくすることができる。
If the inclination of the
図1に示す光軸調整方法を適用してプリント配線板23に光部品1を取り付けることによって、プリント配線板23に光部品1が装着された状態で光軸のずれ方向やずれ量を把握することができるため、光部品1を取り外さずに光部品1の光軸を調整することができる。この場合には、プリント配線板23に光部品1を固定している半田を加熱溶融して光軸を調整するため、プリント配線板23や光導波路24にかかる熱履歴が1回で済む。
By attaching the
それに対して、所望の光量が得られない場合に、光部品1を新しいものに取り替えることもできる。しかし、その場合には、光部品1を固定している半田を加熱溶融して光部品1を取り外し、プリント配線板23に残った半田を加熱溶融して取り除き、新たな光部品1を半田付けすることになるため、プリント配線板23や光導波路24に熱履歴が3回かかってしまう。高速用の部品の耐熱性は低い傾向にあるため、熱履歴の回数は少ない方が好ましい。従って、図1に示す光軸調整方法を適用して光部品1を取り付けることによって、プリント配線板23及び光導波路24への熱の負担を軽減することができる。また、新しい光部品1が不要となるため、光部品1のコストや取り付け作業のコストを下げることができる。
On the other hand, when a desired light quantity cannot be obtained, the
また、図1に示す光軸調整方法を適用してプリント配線板23に光部品1を取り付けることによって、プリント配線板23に光部品1が装着された状態で光軸のずれ方向やずれ量を把握することができるため、光軸のずれ方向及びずれ量のデータを蓄積することができる。そして、蓄積した光軸ずれのデータを、光部品1を取り付ける作業や装置にフィードバックすることができる。
In addition, by applying the optical axis adjustment method shown in FIG. 1 to attach the
それに対して、所望の光量が得られない場合に、光部品1と光導波路24との光結合部分を切断して、光軸のずれの有無を確かめることもできる。しかし、その場合には、光部品1及びプリント配線板23が破壊されているため、実際に発光素子21を光らせて光路を確認することができない。また、切断面に対して直交する方向の光軸のずれを求めることができない。そのため、光軸のずれ方向及びずれ量を正確に把握することができない。従って、光軸のずれ方向及びずれ量のデータを蓄積して、光部品1を取り付ける作業や装置にそのデータをフィードバックすることができない。また、光部品1及びプリント配線板23を再利用することができないため、コストの増大を招く。
On the other hand, when a desired amount of light cannot be obtained, the optical coupling portion between the
また、光路が複数チャネルある場合には、光導波路24に複数のコア25があり、光部品1に、コア25の数に対応する数の発光素子21または受光素子31がある。この場合には、図1に示す光軸調整方法を適用してプリント配線板23に光部品1を取り付けることによって、光部品1の搭載位置のずれが原因で所望の光量が得られないのか、素子の破壊または光路への異物の混入が原因で所望の光量が得られないのか、を判別することができる。例えば、ほぼ全部のチャネルで所望の光量が得られない場合には、光部品1の搭載位置がずれていることが原因であると判断することができる。一方、ほぼ全部のチャネルで所望の光量が得られているが、一部のチャネルで所望の光量が得られない場合には、所望の光量が得られないチャネルの発光素子21または受光素子31が破壊されているか、所望の光量が得られないチャネルの光路に異物が混入していることが原因であると判断することができる。
When there are a plurality of optical paths, the
また、図1に示す光軸調整方法を適用してプリント配線板23に光部品1を取り付けることによって、実際にスリットの位置と光量の変化量との関係を測定した後、予め求めておいたスリットの位置と光量の変化量との関係の中から、実際の測定によって得た関係に一致するもの、もしくは近いものを選択すればよい。そのため、容易に光軸のずれ方向やずれ量を把握することができる。
In addition, by applying the optical axis adjustment method shown in FIG. 1 and attaching the
また、図1に示す光軸調整方法を適用してプリント配線板23に光部品1を取り付けることによって、スリットの位置と光量の変化量との関係が対称性を有するか否かによって光軸がずれているか否かがわかるため、光軸がずれているか否かを容易に把握することができる。また、スリット4が光軸を直交する2方向に横切るように移動することによって、45°ミラー27,28の面に対していずれの方向に光軸がずれていても、光軸のずれ方向やずれ量を把握することができる。
Further, by applying the optical axis adjustment method shown in FIG. 1 to attach the
また、図1に示す光軸調整方法を適用してプリント配線板23に光部品1を取り付けることによって、発光素子21及び受光素子31のそれぞれについて、光軸のずれ方向及びずれ量を把握して調整することができる。そのため、プリント配線板23に発光素子21及び受光素子31の両方を高い結合効率で取り付けることができる。
Further, by applying the optical axis adjustment method shown in FIG. 1 and attaching the
図45は、図1に示す光軸調整方法を適用した別の例を示す図である。図45に示すように、発光素子を有する発光側光部品51と受光素子を有する受光側光部品52とが相対峙する光学系において、図1に示す光軸調整方法を適用してもよい。例えば、スリット部材3を移動させて、発光側光部品51から出射して受光側光部品52に入射する光2の光軸をスリット4が横切ることによって、光軸のずれ方向及びずれ量を把握してもよい。そして、把握した光軸のずれ方向及びずれ量に基づいて発光側光部品51または受光側光部品52を移動させることによって、光軸調整を行うようにしてもよい。
FIG. 45 is a diagram showing another example to which the optical axis adjusting method shown in FIG. 1 is applied. As shown in FIG. 45, the optical axis adjustment method shown in FIG. 1 may be applied to an optical system in which a light emitting side
図46は、図1に示す光軸調整方法を適用したさらに別の例を示す図である。図46に示すように、発光素子を有する発光側光部品51と受光素子を有する受光側光部品52との間にレンズ53,54が挿入されている光学系において、図1に示す光軸調整方法を適用してもよい。例えば、スリット部材3を移動させて、発光側光部品51から出射してレンズ53を通り、さらにレンズ54を通って受光側光部品52に入射する光2の光軸をスリット4が横切ることによって、光軸のずれ方向及びずれ量を把握してもよい。そして、把握した光軸のずれ方向及びずれ量に基づいて発光側光部品51、レンズ53、レンズ54または受光側光部品52を移動させることによって、光軸調整を行うようにしてもよい。
FIG. 46 is a diagram showing still another example to which the optical axis adjustment method shown in FIG. 1 is applied. As shown in FIG. 46, in an optical system in which
上述した各実施例を含む実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiments including the above-described examples.
(付記1)光部品が装着された対象物と、前記光部品との間の光軸に、光を通すスリットを有するスリット部材を挿入し、前記スリットが前記光軸を横切るように前記スリット部材を移動させながら、前記スリットを通って前記光部品と前記対象物との間で結合する光の光量を検出し、前記スリット部材の移動に伴う前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係から前記光軸のずれ方向及び前記光軸のずれ量を把握し、前記光軸のずれ方向及び前記光軸のずれ量に基づいて光軸調整を行うことを特徴とする光軸調整方法。 (Appendix 1) A slit member having a slit through which light passes is inserted into the optical axis between the optical component and the object on which the optical component is mounted, and the slit member crosses the optical axis. The amount of light coupled between the optical component and the object through the slit is detected, and the relationship between the position of the slit and the amount of change in the amount of light accompanying the movement of the slit member is detected. An optical axis adjustment method comprising: grasping a deviation direction of the optical axis and a deviation amount of the optical axis, and performing an optical axis adjustment based on the deviation direction of the optical axis and the deviation amount of the optical axis.
(付記2)種々の光軸のずれ方向及び種々の光軸のずれ量の組み合わせに対する前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係を予め求めておき、予め求めておいた前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係の中から、前記スリット部材を移動させることによって取得した前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係に一致するもの、もしくは近いものを選択することによって、前記光軸のずれ方向及び前記光軸のずれ量を把握することを特徴とする付記1に記載の光軸調整方法。
(Additional remark 2) The relationship between the position of the slit and the amount of change in the amount of light with respect to combinations of various optical axis deviation directions and various optical axis deviation amounts is obtained in advance, and the slit position obtained in advance. By selecting one that matches or is close to the relationship between the slit position acquired by moving the slit member and the amount of change in the amount of light, from the relationship between the amount of change in the amount of light and the amount of change in the amount of light. 2. The optical axis adjusting method according to
(付記3)前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係は、前記光軸が合っている場合に前記光量のピーク位置に対して対称性を有し、前記光軸がずれている場合に前記光量のピーク位置に対して非対称性を有することを特徴とする付記1または2に記載の光軸調整方法。
(Supplementary Note 3) The relationship between the position of the slit and the amount of change in the light amount is symmetrical with respect to the peak position of the light amount when the optical axis is aligned, and the optical axis is deviated. The optical axis adjustment method according to
(付記4)前記スリットが前記光軸を直交する2方向に横切るように前記スリット部材を移動させることを特徴とする付記1乃至3のいずれか一つに記載の光軸調整方法。
(Supplementary note 4) The optical axis adjusting method according to any one of
(付記5)前記光部品は、発光素子を有し、前記対象物は、前記発光素子から出射された光が入射する光導波路を備えたプリント配線板であり、前記光部品と前記対象物との間で結合する光が前記光導波路の一端の端面に入射することを特徴とする付記1乃至4のいずれか一つに記載の光軸調整方法。
(Additional remark 5) The said optical component has a light emitting element, The said target object is a printed wiring board provided with the optical waveguide in which the light radiate | emitted from the said light emitting element injects, The said optical component, the said target object, The optical axis adjustment method according to any one of
(付記6)前記光部品は、受光素子を有し、前記対象物は、前記受光素子へ光を出射する光導波路を備えたプリント配線板であり、前記光部品と前記対象物との間で結合する光が前記光導波路の一端の端面から出射することを特徴とする付記1乃至4のいずれか一つに記載の光軸調整方法。
(Additional remark 6) The said optical component has a light receiving element, The said target object is a printed wiring board provided with the optical waveguide which radiate | emits light to the said light receiving element, Between the said optical component and the said target object The optical axis adjusting method according to any one of
1 光部品
2 光
3 スリット部材
4 スリット
5 対象物
21 発光素子
23 プリント配線板
24 光導波路
31 受光素子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記スリットが前記光軸を横切るように前記スリット部材を移動させながら、前記スリットを通って前記光部品と前記対象物との間で結合する光の光量を検出し、
前記スリット部材の移動に伴う前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係から前記光軸のずれ方向及び前記光軸のずれ量を把握し、
前記光軸のずれ方向及び前記光軸のずれ量に基づいて光軸調整を行うことを特徴とする光軸調整方法。 Insert a slit member having a slit through which light passes into the optical axis between the optical component and the object on which the optical component is mounted,
While moving the slit member so that the slit crosses the optical axis, the amount of light coupled between the optical component and the object through the slit is detected,
From the relationship between the position of the slit accompanying the movement of the slit member and the amount of change in the light amount, grasp the deviation direction of the optical axis and the deviation amount of the optical axis,
An optical axis adjustment method, wherein an optical axis adjustment is performed based on a deviation direction of the optical axis and an amount of deviation of the optical axis.
予め求めておいた前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係の中から、前記スリット部材を移動させることによって取得した前記スリットの位置と前記光量の変化量との関係に一致するもの、もしくは近いものを選択することによって、前記光軸のずれ方向及び前記光軸のずれ量を把握することを特徴とする請求項1に記載の光軸調整方法。 The relationship between the position of the slit and the amount of change in the amount of light with respect to combinations of various optical axis deviation directions and various optical axis deviation amounts is obtained in advance,
Among the relationship between the position of the slit and the amount of change in the light amount obtained in advance, one that matches the relationship between the position of the slit and the amount of change in the light amount obtained by moving the slit member, 2. The optical axis adjustment method according to claim 1, further comprising: grasping a deviation direction of the optical axis and an amount of deviation of the optical axis by selecting close ones.
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