JP3291826B2 - 高エネルギービーム溶接における円柱状部材の位置決め方法ならびに該方法を用いた溶接装置および該方法を適用して位置決め溶接された光素子パッケージ - Google Patents
高エネルギービーム溶接における円柱状部材の位置決め方法ならびに該方法を用いた溶接装置および該方法を適用して位置決め溶接された光素子パッケージInfo
- Publication number
- JP3291826B2 JP3291826B2 JP08228793A JP8228793A JP3291826B2 JP 3291826 B2 JP3291826 B2 JP 3291826B2 JP 08228793 A JP08228793 A JP 08228793A JP 8228793 A JP8228793 A JP 8228793A JP 3291826 B2 JP3291826 B2 JP 3291826B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- columnar member
- light beam
- cylindrical member
- welding
- point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高エネルギー・ビーム
で円柱状部材と相手部材とを溶接する際の位置合わせ方
法、該位置合わせ方法を適用した溶接装置、及び、該溶
接装置によって円柱状部材と相手部材が溶接された光パ
ッケージに係り、特に、円柱状部材の中心と高エネルギ
ー・ビームの回転中心とを容易に一致させることができ
る位置合わせ方法、該位置合わせ方法により円柱状部材
の中心と高エネルギー・ビームの回転中心とを容易に一
致させて高エネルギー・ビーム溶接を行なうことができ
る溶接装置、及び、該溶接装置を適用することにより円
柱状部材と相手部材との封止力が高い光パッケージに関
する。
で円柱状部材と相手部材とを溶接する際の位置合わせ方
法、該位置合わせ方法を適用した溶接装置、及び、該溶
接装置によって円柱状部材と相手部材が溶接された光パ
ッケージに係り、特に、円柱状部材の中心と高エネルギ
ー・ビームの回転中心とを容易に一致させることができ
る位置合わせ方法、該位置合わせ方法により円柱状部材
の中心と高エネルギー・ビームの回転中心とを容易に一
致させて高エネルギー・ビーム溶接を行なうことができ
る溶接装置、及び、該溶接装置を適用することにより円
柱状部材と相手部材との封止力が高い光パッケージに関
する。
【０００２】尚、本発明における円柱状部材とは、円柱
部分又は円筒部分を有する部材をいい、その端面とは円
柱又は円筒の軸に直角に切った面、側面とは端面を除く
円柱又は円筒の外面をいう。そして、円柱状部材は端面
の周囲を相対的な回転によって溶接しうるもの全てを含
み、その直径と長さの比率については一切こだわらな
い。従って、リング状や円板状のものも含まれる。
部分又は円筒部分を有する部材をいい、その端面とは円
柱又は円筒の軸に直角に切った面、側面とは端面を除く
円柱又は円筒の外面をいう。そして、円柱状部材は端面
の周囲を相対的な回転によって溶接しうるもの全てを含
み、その直径と長さの比率については一切こだわらな
い。従って、リング状や円板状のものも含まれる。
【０００３】近年、遠距離、近距離を問わず通信システ
ムに求められる情報伝送速度は増加の一途を辿ってお
り、光通信システムが主流になっている。そして、光通
信システムにはマルチ・ギガ・ビット級の伝送速度が必
要となりつつあり，この伝送速度を実現する光通信装置
の開発が要求されている。
ムに求められる情報伝送速度は増加の一途を辿ってお
り、光通信システムが主流になっている。そして、光通
信システムにはマルチ・ギガ・ビット級の伝送速度が必
要となりつつあり，この伝送速度を実現する光通信装置
の開発が要求されている。
【０００４】 このような高速光通信システムに適用す
る光送信装置、光受信装置においては、使用する発光素
子、受光素子或いは集積回路などの高速化だけではな
く、高速特性を安定に維持するパッケージ技術の開発が
必要である。
る光送信装置、光受信装置においては、使用する発光素
子、受光素子或いは集積回路などの高速化だけではな
く、高速特性を安定に維持するパッケージ技術の開発が
必要である。
【０００５】このために、光送信装置、光受信装置内の
ボード実装密度を向上させるために、パッケージの高さ
（厚さ）を低くすることと、実装面積を小さくする小型
化技術も重要になり、更に、長期信頼性を確保するため
にレーザ溶接のような高エネルギー・ビーム溶接による
パッケージの確実な君津封止構造を採用する必要があ
る。
ボード実装密度を向上させるために、パッケージの高さ
（厚さ）を低くすることと、実装面積を小さくする小型
化技術も重要になり、更に、長期信頼性を確保するため
にレーザ溶接のような高エネルギー・ビーム溶接による
パッケージの確実な君津封止構造を採用する必要があ
る。
【０００６】 従来、光送信装置、光受信装置の光素子
パッケージの光結合部分は、パッケージの側壁面に窓を
設け、この窓を介して光ファイバとパッケージ内の光素
子とを光結合させていた。光素子から出射される光信号
ビームを絞って光ファイバ端に集束させて入射させる
か、又は、光ファイバから出射される光信号ビームを絞
って光素子と光結合させるために、必ず光路上にレンズ
を必要としていた。従って、レンズ及び光素子各々の光
結合のために正確な位置合わせを行なうことが必要であ
り、この位置合わせのための調整作業が複雑であった。
パッケージの光結合部分は、パッケージの側壁面に窓を
設け、この窓を介して光ファイバとパッケージ内の光素
子とを光結合させていた。光素子から出射される光信号
ビームを絞って光ファイバ端に集束させて入射させる
か、又は、光ファイバから出射される光信号ビームを絞
って光素子と光結合させるために、必ず光路上にレンズ
を必要としていた。従って、レンズ及び光素子各々の光
結合のために正確な位置合わせを行なうことが必要であ
り、この位置合わせのための調整作業が複雑であった。
【０００７】このようなことから、光ファイバをパッケ
ージ内に直接導入して光ファイバ端と光素子とを近接さ
せて位置調整を行なって直接結合させることによりレン
ズを不要にして調整作業の簡易化を図ることも実施され
るようになっている。
ージ内に直接導入して光ファイバ端と光素子とを近接さ
せて位置調整を行なって直接結合させることによりレン
ズを不要にして調整作業の簡易化を図ることも実施され
るようになっている。
【０００８】
【従来の技術】図７は、従来の光素子パッケージ（その
一）で、図７（ａ）は、光素子パッケージの斜視図、図
７（ｂ）は、光素子パッケージの断面図、図７（ｃ）
は、光素子パッケージの正面図である。
一）で、図７（ａ）は、光素子パッケージの斜視図、図
７（ｂ）は、光素子パッケージの断面図、図７（ｃ）
は、光素子パッケージの正面図である。
【０００９】図７において、１は光素子パッケージ、２
は光ファイバ、３は光ファイバ２を内挿した円柱状部
材、４は光素子、５は光素子４が内挿されたパッケー
ジ、６はパッケージ５の１つの端面、７は円柱状部材３
の矩形のフランジである。
は光ファイバ、３は光ファイバ２を内挿した円柱状部
材、４は光素子、５は光素子４が内挿されたパッケー
ジ、６はパッケージ５の１つの端面、７は円柱状部材３
の矩形のフランジである。
【００１０】図７（ａ）の光素子パッケージ１の斜視図
は、光ファイバ２が内挿された円柱状部材３と光素子４
が内挿されたパッケージ５とが、パッケージ５の１つの
端面６において位置合わせされた状態を示している。そ
して、図７（ｂ）の断面図及び図７（ｃ）の正面図に示
されるように、円柱状部材３の矩形のフランジ７の周囲
とパッケージの端面６の両者が、高エネルギー・ビーム
溶接法で、たとえば溶接用レーザ・ビーム８を斜め方向
から照射させ、フランジ７と端面６とを溶融させて９の
如く隅肉溶接する。
は、光ファイバ２が内挿された円柱状部材３と光素子４
が内挿されたパッケージ５とが、パッケージ５の１つの
端面６において位置合わせされた状態を示している。そ
して、図７（ｂ）の断面図及び図７（ｃ）の正面図に示
されるように、円柱状部材３の矩形のフランジ７の周囲
とパッケージの端面６の両者が、高エネルギー・ビーム
溶接法で、たとえば溶接用レーザ・ビーム８を斜め方向
から照射させ、フランジ７と端面６とを溶融させて９の
如く隅肉溶接する。
【００１１】図８は、従来の光素子パッケージ（その
二）で、図８（ａ）は、光素子パッケージの斜視図、図
８（ｂ）は、光素子パッケージの断面図、図８（ｃ）
は、光素子パッケージの正面図である。
二）で、図８（ａ）は、光素子パッケージの斜視図、図
８（ｂ）は、光素子パッケージの断面図、図８（ｃ）
は、光素子パッケージの正面図である。
【００１２】図８において、１０は光素子パッケージ、
１２は光ファイバ、１３は光ファイバ２を内挿した円柱
状部材、１４は光素子、１５は光素子１４が内挿された
パッケージ、１６はパッケージ１５の１つの端面、１７
は円柱状部材１３の円形のフランジである。
１２は光ファイバ、１３は光ファイバ２を内挿した円柱
状部材、１４は光素子、１５は光素子１４が内挿された
パッケージ、１６はパッケージ１５の１つの端面、１７
は円柱状部材１３の円形のフランジである。
【００１３】図８（ａ）の光素子パッケージ１０の斜視
図は、光ファイバ１２が内挿された円柱状部材１３と光
素子１４が内挿されたパッケージ１５とが、パッケージ
１５の１つの端面１６において位置合わせされた状態を
示している。そして、図８（ｂ）の断面図及び図８
（ｃ）の正面図に示されるように、円柱状部材１３の円
形のフランジ１７７の周囲とパッケージの端面１６の両
者が、高エネルギー・ビーム溶接法で、たとえば溶接用
レーザ・ビーム１８を円柱状部材１３の軸と平行な方向
から照射させ、フランジ１７と端面１６とを溶融させて
１９の如く貫通溶接する。
図は、光ファイバ１２が内挿された円柱状部材１３と光
素子１４が内挿されたパッケージ１５とが、パッケージ
１５の１つの端面１６において位置合わせされた状態を
示している。そして、図８（ｂ）の断面図及び図８
（ｃ）の正面図に示されるように、円柱状部材１３の円
形のフランジ１７７の周囲とパッケージの端面１６の両
者が、高エネルギー・ビーム溶接法で、たとえば溶接用
レーザ・ビーム１８を円柱状部材１３の軸と平行な方向
から照射させ、フランジ１７と端面１６とを溶融させて
１９の如く貫通溶接する。
【００１４】図９は、本発明にかかる光素子パッケージ
で、図９（ａ）は、光素子パッケージの斜視図、図９
（ｂ）は、光素子パッケージの断面図、図９（ｃ）は、
光素子パッケージの正面図である。
で、図９（ａ）は、光素子パッケージの斜視図、図９
（ｂ）は、光素子パッケージの断面図、図９（ｃ）は、
光素子パッケージの正面図である。
【００１５】図９において、２０は光素子パッケージ、
２２は光ファイバ、２３は光ファイバ２を内挿した円柱
状部材、２４は光素子、２５５は光素子２４が内挿され
たパッケージ、２６はパッケージ２５の１つの端面、２
７は円柱状部材２３の下端面である。
２２は光ファイバ、２３は光ファイバ２を内挿した円柱
状部材、２４は光素子、２５５は光素子２４が内挿され
たパッケージ、２６はパッケージ２５の１つの端面、２
７は円柱状部材２３の下端面である。
【００１６】図９（ａ）の光素子パッケージ２０の斜視
図は、光ファイバ２２が内挿された円柱状部材２３と光
素子２４が内挿されたパッケージ２５とが、パッケージ
２５の１つの端面２６において位置合わせされた状態を
示している。そして、図９（ｂ）の断面図及び図９
（ｃ）の正面図に示されるように、円柱状部材２３のし
た端面２７の周囲とパッケージの端面２６の両者が、高
エネルギー・ビーム溶接法で、たとえば溶接用レーザ・
ビーム２８を斜め方向から照射させ、円柱状部材２３の
下端面２７と光素子パッケージ２５の端面２６とを溶融
させて２９の如く隅肉溶接する。
図は、光ファイバ２２が内挿された円柱状部材２３と光
素子２４が内挿されたパッケージ２５とが、パッケージ
２５の１つの端面２６において位置合わせされた状態を
示している。そして、図９（ｂ）の断面図及び図９
（ｃ）の正面図に示されるように、円柱状部材２３のし
た端面２７の周囲とパッケージの端面２６の両者が、高
エネルギー・ビーム溶接法で、たとえば溶接用レーザ・
ビーム２８を斜め方向から照射させ、円柱状部材２３の
下端面２７と光素子パッケージ２５の端面２６とを溶融
させて２９の如く隅肉溶接する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】さて、図７の構成の場
合には、矩形フランジ７の辺と光素子パッケージ５の端
面６の辺との平行度を調整して、Ｘ、Ｙ方向の相対的な
移動によって位置決めをすることができるので、位置の
設定は比較的容易である。
合には、矩形フランジ７の辺と光素子パッケージ５の端
面６の辺との平行度を調整して、Ｘ、Ｙ方向の相対的な
移動によって位置決めをすることができるので、位置の
設定は比較的容易である。
【００１８】しかしながら、位置の設定を２回行なう必
要があること、矩形フランジ７と光素子パッケージ５の
対向する端面６の平面度を正確に形成するのは困難であ
ること、矩形フランジ７の４つの角部分での気密な溶接
状態を確実に得ることが困難なので、特にこの部分の溶
接に注意を払うことが必要なこと、一体のフランジ７の
部分を必要とすることから大径の材料を使用しなければ
ならないこと等の問題があり、従って、比較的コスト高
になるという問題がある。
要があること、矩形フランジ７と光素子パッケージ５の
対向する端面６の平面度を正確に形成するのは困難であ
ること、矩形フランジ７の４つの角部分での気密な溶接
状態を確実に得ることが困難なので、特にこの部分の溶
接に注意を払うことが必要なこと、一体のフランジ７の
部分を必要とすることから大径の材料を使用しなければ
ならないこと等の問題があり、従って、比較的コスト高
になるという問題がある。
【００１９】図８の構成の場合には、フランジ１７を貫
通する円形に沿って、円柱状部材１３と高エネルギー・
ビーム１８を相対的に回転させながら溶接を行なうこと
から、円柱状部材１３の位置設定は１回で済むこと、フ
ランジ１７の中心とフランジ１７の回転中心とを一致さ
せなくても溶接が可能であることから、位置の設定は容
易である。
通する円形に沿って、円柱状部材１３と高エネルギー・
ビーム１８を相対的に回転させながら溶接を行なうこと
から、円柱状部材１３の位置設定は１回で済むこと、フ
ランジ１７の中心とフランジ１７の回転中心とを一致さ
せなくても溶接が可能であることから、位置の設定は容
易である。
【００２０】しかしながら、円柱状部材１３と平行に高
エネルギー・ビーム１８を配置する必要があるので、高
エネルギー・ビーム１８の出射部の寸法を考慮するとフ
ランジ１７の直径を相当の大きさにしなければならない
ために、それに応じて光素子パッケージ１５の高さ（厚
さ）が大きくなり、光素子パッケージ１５を薄型化する
ことができないという問題が生ずる。同様に、フランジ
１７が大きいためにフランジ１７と光素子パッケージの
端面１６の平面度を正確に形成することが困難であるこ
と、一体のフランジ１７の部分を必要とすることから大
径の材料を使用しなければならないという問題も生じ、
比較的コスト高になるという問題がある。
エネルギー・ビーム１８を配置する必要があるので、高
エネルギー・ビーム１８の出射部の寸法を考慮するとフ
ランジ１７の直径を相当の大きさにしなければならない
ために、それに応じて光素子パッケージ１５の高さ（厚
さ）が大きくなり、光素子パッケージ１５を薄型化する
ことができないという問題が生ずる。同様に、フランジ
１７が大きいためにフランジ１７と光素子パッケージの
端面１６の平面度を正確に形成することが困難であるこ
と、一体のフランジ１７の部分を必要とすることから大
径の材料を使用しなければならないという問題も生じ、
比較的コスト高になるという問題がある。
【００２１】図９の構成は、図７及び図８の構成の上記
問題点を解決する可能性がある、本発明にかかる光素子
パッケージであり、円柱状部材２３にフランジを必要と
しない構成であるので、光素子パッケージ２５の高さを
小さく抑えることができるという大きなメリットがある
が、円柱状部材２３の中心を円柱状部材２３と高エネル
ギー・ビーム１８の相対的な回転中心に正確に一致させ
ることが気密封止構造の実現のための絶対的な条件とな
る。
問題点を解決する可能性がある、本発明にかかる光素子
パッケージであり、円柱状部材２３にフランジを必要と
しない構成であるので、光素子パッケージ２５の高さを
小さく抑えることができるという大きなメリットがある
が、円柱状部材２３の中心を円柱状部材２３と高エネル
ギー・ビーム１８の相対的な回転中心に正確に一致させ
ることが気密封止構造の実現のための絶対的な条件とな
る。
【００２２】しかしながら、円柱状部材２３の中心位置
を回転中心に一致させることが困難であるという問題が
ある。このため、円柱状部材２３と光素子パッケージ２
５を支持する回転テーブルを回転させると共に、ダイヤ
ル・インジケータで変位を測定しながらＸ、Ｙ方向に移
動させて調整することを繰り返す必要が生ずるが、これ
は、熟練と時間を要することである。
を回転中心に一致させることが困難であるという問題が
ある。このため、円柱状部材２３と光素子パッケージ２
５を支持する回転テーブルを回転させると共に、ダイヤ
ル・インジケータで変位を測定しながらＸ、Ｙ方向に移
動させて調整することを繰り返す必要が生ずるが、これ
は、熟練と時間を要することである。
【００２３】
【００２４】本発明は、従来の光素子パッケージの問題
を解決する、図９の構成の光素子パッケージにおいて、
回転中心と円柱状部材の中心を容易に一致させる位置決
め方法、該位置決め方法を適用した溶接装置、及び、該
溶接装置を適用して円柱状部材を溶接した光素子パッケ
ージを提供することを目的とする。
を解決する、図９の構成の光素子パッケージにおいて、
回転中心と円柱状部材の中心を容易に一致させる位置決
め方法、該位置決め方法を適用した溶接装置、及び、該
溶接装置を適用して円柱状部材を溶接した光素子パッケ
ージを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】第１発明は、円柱状部材
の端面の周囲と相手部材とを高エネルギー・ビームによ
って溶接接合する際の円柱状部材の位置決め方法であっ
て、位置合わせ用の光ビームを該円柱状部材の溶接すべ
き端面位置の点ａ2 に位置合わせをし、該円柱状部材の
中心Ｏ1 と該点ａ2 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方と
なす角θi を測定し、該円柱状部材と該光ビームを相対
的に回転させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端
面位置の点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度
θ0 と、該円柱状部材の側面上で２点ａ1 及びａ2 から
最も遠ざかった側面位置における該光ビームの照射点の
高さｈ0 とを測定し、該円柱状部材の直径ｒ1 を測定
し、上記θi 、θ0 、ｈ0 の値と、必要に応じて上記ｒ
1 の値とによって該円柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビーム
の回転中心Ｏ2 の位置誤差を補償することを特徴とする
円柱状部材の位置決め方法である。
の端面の周囲と相手部材とを高エネルギー・ビームによ
って溶接接合する際の円柱状部材の位置決め方法であっ
て、位置合わせ用の光ビームを該円柱状部材の溶接すべ
き端面位置の点ａ2 に位置合わせをし、該円柱状部材の
中心Ｏ1 と該点ａ2 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方と
なす角θi を測定し、該円柱状部材と該光ビームを相対
的に回転させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端
面位置の点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度
θ0 と、該円柱状部材の側面上で２点ａ1 及びａ2 から
最も遠ざかった側面位置における該光ビームの照射点の
高さｈ0 とを測定し、該円柱状部材の直径ｒ1 を測定
し、上記θi 、θ0 、ｈ0 の値と、必要に応じて上記ｒ
1 の値とによって該円柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビーム
の回転中心Ｏ2 の位置誤差を補償することを特徴とする
円柱状部材の位置決め方法である。
【００２６】第１発明によれば、位置合わせ用の光ビー
ムを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2 に位置
合わせをし、該円柱状部材の中心Ｏ1 と該点ａ2 とを結
ぶ直線が直交座標軸の一方となす角θi を測定し、該円
柱状部材と該光ビームを相対的に回転させて、該光ビー
ムが該円柱状部材の異なる端面位置の点ａ1 で溶接すべ
き位置に達した時の回転角度θ0 と、該円柱状部材の側
面上で２点ａ1 及びａ2 から最も遠ざかった側面位置に
おける該光ビームの照射点の高さｈ0 とを測定し、該円
柱状部材の直径ｒ1 を測定するので、上記θi 、θ0 、
ｈ0 の値と、必要に応じて上記ｒ1 の値とによって該円
柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ0 との距
離、及び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直交座標軸とな
す角度を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ2 との位置誤
差を補償することができる。
ムを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2 に位置
合わせをし、該円柱状部材の中心Ｏ1 と該点ａ2 とを結
ぶ直線が直交座標軸の一方となす角θi を測定し、該円
柱状部材と該光ビームを相対的に回転させて、該光ビー
ムが該円柱状部材の異なる端面位置の点ａ1 で溶接すべ
き位置に達した時の回転角度θ0 と、該円柱状部材の側
面上で２点ａ1 及びａ2 から最も遠ざかった側面位置に
おける該光ビームの照射点の高さｈ0 とを測定し、該円
柱状部材の直径ｒ1 を測定するので、上記θi 、θ0 、
ｈ0 の値と、必要に応じて上記ｒ1 の値とによって該円
柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ0 との距
離、及び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直交座標軸とな
す角度を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ2 との位置誤
差を補償することができる。
【００２７】第２発明は、円柱状部材の端面の周囲と相
手部材とを高エネルギー・ビームによって溶接接合する
際の円柱状部材の位置決め方法であって、位置合わせ用
の光ビームを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ
2 に位置合わせをし、該円柱状部材と該光ビームを相対
的に回転させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端
面位置の点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度
θ0 を測定し、上記θ0 の１／２だけ逆回転させた該円
柱状部材の側面位置の点ａ0 における該円柱状部材の中
心Ｏ1 と該点ａ0 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方とな
す角θi を測定すると共に、該点ａ0 から１８０度離れ
た該円柱状部材の側面位置における該光ビームの照射点
の高さｈ1 を測定し、上記θi 及びｈ1 の値によって該
円柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ2 の位
置誤差を補償することを特徴とする円柱状部材の位置決
め方法である。
手部材とを高エネルギー・ビームによって溶接接合する
際の円柱状部材の位置決め方法であって、位置合わせ用
の光ビームを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ
2 に位置合わせをし、該円柱状部材と該光ビームを相対
的に回転させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端
面位置の点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度
θ0 を測定し、上記θ0 の１／２だけ逆回転させた該円
柱状部材の側面位置の点ａ0 における該円柱状部材の中
心Ｏ1 と該点ａ0 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方とな
す角θi を測定すると共に、該点ａ0 から１８０度離れ
た該円柱状部材の側面位置における該光ビームの照射点
の高さｈ1 を測定し、上記θi 及びｈ1 の値によって該
円柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ2 の位
置誤差を補償することを特徴とする円柱状部材の位置決
め方法である。
【００２８】第２発明によれば、位置合わせ用の光ビー
ムを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2 に位置
合わせをし、該円柱状部材と該光ビームを相対的に回転
させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端面位置の
点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度θ0 を測
定し、上記θ0 の１／２だけ逆回転させた該円柱状部材
の側面位置の点ａ0 における該円柱状部材の中心Ｏ1 と
該点ａ0 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす角θi
を測定すると共に、該点ａ0 から１８０度離れた該円柱
状部材の側面位置における該光ビームの照射点の高さｈ
1 を測定するので、上記θi 及びｈ1 とから該円柱状部
材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ0 との距離、及
び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直交座標軸となす角度
を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ2 との位置誤差を補
償することができる。
ムを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2 に位置
合わせをし、該円柱状部材と該光ビームを相対的に回転
させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端面位置の
点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度θ0 を測
定し、上記θ0 の１／２だけ逆回転させた該円柱状部材
の側面位置の点ａ0 における該円柱状部材の中心Ｏ1 と
該点ａ0 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす角θi
を測定すると共に、該点ａ0 から１８０度離れた該円柱
状部材の側面位置における該光ビームの照射点の高さｈ
1 を測定するので、上記θi 及びｈ1 とから該円柱状部
材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ0 との距離、及
び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直交座標軸となす角度
を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ2 との位置誤差を補
償することができる。
【００２９】 第３発明は、高エネルギー・ビームによ
って円柱状部材と相手部材とを溶接する溶接装置であっ
て、Ｘ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転
しうる回転台とが縦列関係に配置されると共に、縦列関
係に配置されたＸ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸
回りに回転しうる回転台のいずれかの上に溶接されるべ
き円柱状部材を仮固定した相手部材を取り付け支持する
支持装置と、該円柱状部材の側面に位置合わせ用光ビー
ムを照射する光ビーム照射装置と、該光ビーム照射装置
から照射された光ビームの照射点を観測、測定する観測
装置とを備え、第１発明または第２発明のいずれかの位
置決め方法によって該円柱状部材の中心Ｏ1 と、該光ビ
ームの回転中心Ｏ 0 の位置誤差を補償して、高エネルギ
ー・ビームと縦列関係に配置されたＸ方向の移動台、Ｙ
方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台を相対的に
回転させて該円柱状部材と相手部材とを溶接することを
特徴とする溶接装置である。
って円柱状部材と相手部材とを溶接する溶接装置であっ
て、Ｘ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転
しうる回転台とが縦列関係に配置されると共に、縦列関
係に配置されたＸ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸
回りに回転しうる回転台のいずれかの上に溶接されるべ
き円柱状部材を仮固定した相手部材を取り付け支持する
支持装置と、該円柱状部材の側面に位置合わせ用光ビー
ムを照射する光ビーム照射装置と、該光ビーム照射装置
から照射された光ビームの照射点を観測、測定する観測
装置とを備え、第１発明または第２発明のいずれかの位
置決め方法によって該円柱状部材の中心Ｏ1 と、該光ビ
ームの回転中心Ｏ 0 の位置誤差を補償して、高エネルギ
ー・ビームと縦列関係に配置されたＸ方向の移動台、Ｙ
方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台を相対的に
回転させて該円柱状部材と相手部材とを溶接することを
特徴とする溶接装置である。
【００３０】 第３発明によれば、Ｘ方向の移動台、Ｙ
方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台とが縦列関
係に配置されると共に、縦列関係に配置されたＸ方向の
移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台
のいずれかの上に溶接されるべき円柱状部材を仮固定し
た相手部材を取り付け支持する支持装置と、該円柱状部
材の側面に位置合わせ用光ビームを照射する光ビーム照
射装置と、該光ビーム照射装置から照射された光ビーム
の照射点を観測、測定する観測装置とを備え、第１発明
または第２発明のいずれかの位置決め方法によって該円
柱状部材の中心Ｏ1 と、該光ビームの回転中心Ｏ 0 の位
置誤差を補償して、高エネルギー・ビームと縦列関係に
配置されたＸ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回り
に回転しうる回転台を相対的に回転させて該円柱状部材
と相手部材とを溶接するので、必ず該円柱状部材の端面
の周囲で該相手部材と溶接接合することが可能になる。
方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台とが縦列関
係に配置されると共に、縦列関係に配置されたＸ方向の
移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台
のいずれかの上に溶接されるべき円柱状部材を仮固定し
た相手部材を取り付け支持する支持装置と、該円柱状部
材の側面に位置合わせ用光ビームを照射する光ビーム照
射装置と、該光ビーム照射装置から照射された光ビーム
の照射点を観測、測定する観測装置とを備え、第１発明
または第２発明のいずれかの位置決め方法によって該円
柱状部材の中心Ｏ1 と、該光ビームの回転中心Ｏ 0 の位
置誤差を補償して、高エネルギー・ビームと縦列関係に
配置されたＸ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回り
に回転しうる回転台を相対的に回転させて該円柱状部材
と相手部材とを溶接するので、必ず該円柱状部材の端面
の周囲で該相手部材と溶接接合することが可能になる。
【００３１】 第４発明は、光ファイバが内装された円
柱状部材と、光部品が内装されたパッケージとを該円柱
状部材の端面周囲において高エネルギー・ビーム溶接に
よって溶接接合される光パッケージであって、該円柱状
部材と該パッケージとが、第３発明の溶接装置に取り付
け支持され、第１発明又は第２発明のいずれかの位置決
め方法を適用して位置決めされ、高エネルギー・ビーム
との相対的回転を伴って該高エネルギー・ビームによっ
て溶接結合されたことを特徴とする光パッケージであ
る。
柱状部材と、光部品が内装されたパッケージとを該円柱
状部材の端面周囲において高エネルギー・ビーム溶接に
よって溶接接合される光パッケージであって、該円柱状
部材と該パッケージとが、第３発明の溶接装置に取り付
け支持され、第１発明又は第２発明のいずれかの位置決
め方法を適用して位置決めされ、高エネルギー・ビーム
との相対的回転を伴って該高エネルギー・ビームによっ
て溶接結合されたことを特徴とする光パッケージであ
る。
【００３２】 第４発明によれば、該円柱状部材と該パ
ッケージとが、第３発明の溶接装置に取り付け支持さ
れ、第１発明又は第２発明のいずれかの位置決め方法を
適用して位置決めされ、高エネルギー・ビームとの相対
的回転を伴って該高エネルギー・ビームによって溶接結
合されるので、該光パッケージにおいて該パッケージは
必ず該円柱状部材の端面の周囲で溶接され、封止力が高
い光パッケージを得ることができる。
ッケージとが、第３発明の溶接装置に取り付け支持さ
れ、第１発明又は第２発明のいずれかの位置決め方法を
適用して位置決めされ、高エネルギー・ビームとの相対
的回転を伴って該高エネルギー・ビームによって溶接結
合されるので、該光パッケージにおいて該パッケージは
必ず該円柱状部材の端面の周囲で溶接され、封止力が高
い光パッケージを得ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以降、図面も用いて本発明の技術
を詳細に説明する。尚、具体的に説明するために可視光
である位置決め用の光ビームとしてヘリウム・ネオン
（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザの出力ビームを用い、溶接用の高
エネルギー・ビーム出力光源としては高出力の公知な興
行用レーザ装置を用いるものとする。又、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザは連続発振であってもパルス発振であってもよい。
を詳細に説明する。尚、具体的に説明するために可視光
である位置決め用の光ビームとしてヘリウム・ネオン
（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザの出力ビームを用い、溶接用の高
エネルギー・ビーム出力光源としては高出力の公知な興
行用レーザ装置を用いるものとする。又、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザは連続発振であってもパルス発振であってもよい。
【００３４】図１は、本発明の一実施例説明図であり、
基本的な構成について示してある。
基本的な構成について示してある。
【００３５】図１において、３１は円柱状部材、３２は
相手部材、３５は円柱状部材３１のした端面である。こ
の円柱状部材３１と当接面同士で隅肉溶接される相手部
材３２とは、位置決めされて図示しない手段によって仮
に結合固定されている。双方の材料としてはレーザ溶接
に適したステンレス鋼又はコバール（商品名）などがあ
るが、他の公知の材料を適用することも勿論可能であ
る。
相手部材、３５は円柱状部材３１のした端面である。こ
の円柱状部材３１と当接面同士で隅肉溶接される相手部
材３２とは、位置決めされて図示しない手段によって仮
に結合固定されている。双方の材料としてはレーザ溶接
に適したステンレス鋼又はコバール（商品名）などがあ
るが、他の公知の材料を適用することも勿論可能であ
る。
【００３６】図示しない回転台上に相手部材３２を取り
付け指示させた状態で、矢印で示すように斜め上方から
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３を照射させて、回転台と
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３とを相対的に回転させ
て、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が円柱状部材３１を
照射する点を観測する。ここでは、図１（ａ）の斜視図
に示す如く、回転台を回転させることを想定して示して
いる。
付け指示させた状態で、矢印で示すように斜め上方から
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３を照射させて、回転台と
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３とを相対的に回転させ
て、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が円柱状部材３１を
照射する点を観測する。ここでは、図１（ａ）の斜視図
に示す如く、回転台を回転させることを想定して示して
いる。
【００３７】さて、円柱状部材３１の中心と回転台の回
転中心との間に、図１（ｂ）の側面図に示すように回転
台の回転中心Ｏ0 と円柱状部材３１の中心Ｏ1 との間に
未知数の距離ｄの位置ずれがあると、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
・ビーム３３の照射点３４が、軌跡は残らないが図１
（ａ）に示す如く円柱状部材３１の側面を移動するよう
に認められる。
転中心との間に、図１（ｂ）の側面図に示すように回転
台の回転中心Ｏ0 と円柱状部材３１の中心Ｏ1 との間に
未知数の距離ｄの位置ずれがあると、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
・ビーム３３の照射点３４が、軌跡は残らないが図１
（ａ）に示す如く円柱状部材３１の側面を移動するよう
に認められる。
【００３８】そして、図１（ｂ）のように、最初円柱状
部材３１の下端面３５の外周と相手部材３２の両方にま
たがって照射される位置ＡをＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム
が照射していても、回転台の回転中心Ｏ0 と円柱状部材
３１の中心Ｏ1 との間に未知数の距離ｄの位置ずれがあ
るために、二点鎖線の回転位置（図では理解しやすいよ
うに、意図的に高さ方向に少しずらせて描いている。）
に至ると円柱状部材３１の側面を照射してゆき、最終的
に相手部材３２からの高さの誤差が最大ｈ0 の点Ｂを照
射するようになる。即ち、図１（ｃ）に示す如く、Ｈｅ
−Ｎｅレーザ・ビーム３３の円柱状部材３１の側面上の
照射点は点Ａから点Ｂに至る軌跡３６を描く。今、Ｈｅ
−Ｎｅレーザ・ビーム３３の相手部材３２の面に対する
角度を４５度とすると、点Ｂの高さｈ0 を相手部材３２
の面上に投影することができる。
部材３１の下端面３５の外周と相手部材３２の両方にま
たがって照射される位置ＡをＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム
が照射していても、回転台の回転中心Ｏ0 と円柱状部材
３１の中心Ｏ1 との間に未知数の距離ｄの位置ずれがあ
るために、二点鎖線の回転位置（図では理解しやすいよ
うに、意図的に高さ方向に少しずらせて描いている。）
に至ると円柱状部材３１の側面を照射してゆき、最終的
に相手部材３２からの高さの誤差が最大ｈ0 の点Ｂを照
射するようになる。即ち、図１（ｃ）に示す如く、Ｈｅ
−Ｎｅレーザ・ビーム３３の円柱状部材３１の側面上の
照射点は点Ａから点Ｂに至る軌跡３６を描く。今、Ｈｅ
−Ｎｅレーザ・ビーム３３の相手部材３２の面に対する
角度を４５度とすると、点Ｂの高さｈ0 を相手部材３２
の面上に投影することができる。
【００３９】又、図１（ｄ）の如く、相手部材３２の面
上にＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の軌跡円３７を仮定
することができ、円柱状部材３１の側面上の点Ｂの位置
で、円柱状部材３１と仮定した軌跡円３７の距離はｈ0
に等しくなる。更に、回転台を回転させると、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ・ビーム３３は再び円柱状部材３１の下端面３
５の外周と相手部材３２の両方にまたがって照射する位
置に達する。逆にいうと、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３
３が上記の如き軌跡を円柱状部材３１の側面上に描くの
は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が円柱状部材３１の
中心Ｏ1 に向いておらず回転中心Ｏ0 に向いているため
であり、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が円柱状部材３
１の中心を向いていないために円柱状部材の中心Ｏ1 及
び回転中心Ｏ0 とが一致しないのである。
上にＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の軌跡円３７を仮定
することができ、円柱状部材３１の側面上の点Ｂの位置
で、円柱状部材３１と仮定した軌跡円３７の距離はｈ0
に等しくなる。更に、回転台を回転させると、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ・ビーム３３は再び円柱状部材３１の下端面３
５の外周と相手部材３２の両方にまたがって照射する位
置に達する。逆にいうと、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３
３が上記の如き軌跡を円柱状部材３１の側面上に描くの
は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が円柱状部材３１の
中心Ｏ1 に向いておらず回転中心Ｏ0 に向いているため
であり、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が円柱状部材３
１の中心を向いていないために円柱状部材の中心Ｏ1 及
び回転中心Ｏ0 とが一致しないのである。
【００４０】最初円柱状部材３１の下端面３５の外周と
相手部材３２の両方にまたがって照射した位置をａ2 と
し、再び円柱状部材３１の下端面３５の外周と相手部材
３２の両方にまたがって照射する位置をａ1 とすると、
点Ｂは２点ａ1 及びａ2 からの最遠点となり、点Ｂと円
柱状部材の中心Ｏ1 及び回転中心Ｏ0 は一直線上に並
ぶ。従って、円柱状部材の中心Ｏ1 及び回転中心Ｏ0 の
位置ずれｄは、ｈ0 と円柱状部材３１の半径ｒ1 と回転
半径ｒ0 とから求めることができることが判る。
相手部材３２の両方にまたがって照射した位置をａ2 と
し、再び円柱状部材３１の下端面３５の外周と相手部材
３２の両方にまたがって照射する位置をａ1 とすると、
点Ｂは２点ａ1 及びａ2 からの最遠点となり、点Ｂと円
柱状部材の中心Ｏ1 及び回転中心Ｏ0 は一直線上に並
ぶ。従って、円柱状部材の中心Ｏ1 及び回転中心Ｏ0 の
位置ずれｄは、ｈ0 と円柱状部材３１の半径ｒ1 と回転
半径ｒ0 とから求めることができることが判る。
【００４１】以降、更に正確な図とそれに基づく解析を
示し、円柱状部材の中心Ｏ1 及び回転中心Ｏ0 の位置ず
れｄが容易に求められることを説明する。
示し、円柱状部材の中心Ｏ1 及び回転中心Ｏ0 の位置ず
れｄが容易に求められることを説明する。
【００４２】図２は、本発明方法の第一の発明の実施例
を詳細に示す図である。図２において、図１と同じもの
には同じ符号を付している。
を詳細に示す図である。図２において、図１と同じもの
には同じ符号を付している。
【００４３】この内、、図２（ａ）、は図１（ｄ）に対
応する投影図、図２（ｂ）は、円柱状部材３１の側面図
である。尚、図１（ｄ）では軌跡円３７の半径が円柱状
部材３１の半径より大きく描かれており、図２（ｂ）で
は軌跡円３７の半径が円柱状部材３１の半径より小さく
描かれているが、これは、円柱状部材の中心Ｏ1 及び回
転中心Ｏ0 の位置ずれｄと円柱状部材３１の半径との関
係で決まるものであり、それらの大小が本発明の技術を
左右するものではない。
応する投影図、図２（ｂ）は、円柱状部材３１の側面図
である。尚、図１（ｄ）では軌跡円３７の半径が円柱状
部材３１の半径より大きく描かれており、図２（ｂ）で
は軌跡円３７の半径が円柱状部材３１の半径より小さく
描かれているが、これは、円柱状部材の中心Ｏ1 及び回
転中心Ｏ0 の位置ずれｄと円柱状部材３１の半径との関
係で決まるものであり、それらの大小が本発明の技術を
左右するものではない。
【００４４】図２（ａ）の投影図において、円柱状部材
３１の中心Ｏ1 をＸ−Ｙ直交座標の原点に一致させるも
のとしている。そして、ａ2 −Ｏ1 −ａ1 がなす角度を
θ1、ａ2 −Ｏ0 −ａ1 がなす角度をθ0 とし、２点Ｏ
1 、Ｏ0 を結ぶ直線Ｘ’がＸ軸となす角度をθd 、２点
Ｏ1 、ａ2 を結ぶ直線がＹ軸となす角度をθi とする。
３１の中心Ｏ1 をＸ−Ｙ直交座標の原点に一致させるも
のとしている。そして、ａ2 −Ｏ1 −ａ1 がなす角度を
θ1、ａ2 −Ｏ0 −ａ1 がなす角度をθ0 とし、２点Ｏ
1 、Ｏ0 を結ぶ直線Ｘ’がＸ軸となす角度をθd 、２点
Ｏ1 、ａ2 を結ぶ直線がＹ軸となす角度をθi とする。
【００４５】又、図２（ｃ）は、図２（ａ）における三
角形Ｏ1 Ｏ0 ａ1 を抜き出して描いたものである。従っ
て、辺Ｏ1 Ｏ2 の長さはｄ、辺Ｏ0 ａ1 の長さはｒ0 、
辺Ｏ1 ａ1 の長さはｒ1 、辺Ｏ1 Ｏ2 と辺Ｏ1 ａ1 がな
す角度はθ1 ／２、辺Ｏ1 Ｏ2 と辺Ｏ0 ａ1 がなす角度
はθ0 ／２である。
角形Ｏ1 Ｏ0 ａ1 を抜き出して描いたものである。従っ
て、辺Ｏ1 Ｏ2 の長さはｄ、辺Ｏ0 ａ1 の長さはｒ0 、
辺Ｏ1 ａ1 の長さはｒ1 、辺Ｏ1 Ｏ2 と辺Ｏ1 ａ1 がな
す角度はθ1 ／２、辺Ｏ1 Ｏ2 と辺Ｏ0 ａ1 がなす角度
はθ0 ／２である。
【００４６】図２（ｃ）の三角形について余弦定理を適
用すると、次の式（１）及び式（２）が得られる。
用すると、次の式（１）及び式（２）が得られる。
【００４７】 ｒ0 2＝ｒ1 2＋ｄ2 −２ｒ1 ｄ・ｃｏｓ（θ1 ／２） （１） ｒ1 2＝ｒ0 2＋ｄ2 −２ｒ0 ｄ・ｃｏｓ（π−θ0 ／２） （２） 式（１）及び式（２）からθ1 は式（３）のように求め
られる。
られる。
【００４８】 θ1 ＝２ｃｏｓ-1〔（ｄ・ｓｉｎ2(θ0 ／２）＋Ａ）／ｒ1 〕（３） 但し、 Ａ＝〔−ｄ2 ・ｓｉｎ4(θ0 ／２）＋（ｒ1 2＋ｄ2)・ｃｏｓ2(θ0 ／２）〕1/2 である。
【００４９】又、図２（ａ）より θd ＝θ1 ／２＋θi −π／２ （４） が得られ、図２（ｂ）より、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム
３３が相手部材３２の面となす角を４５度に設定する例
においては ｄ＝ｈ0 ＋ｒ0 −ｒ1 （５） が得られる。
３３が相手部材３２の面となす角を４５度に設定する例
においては ｄ＝ｈ0 ＋ｒ0 −ｒ1 （５） が得られる。
【００５０】ここで、式（５）と式（２）よりｄは次の
ように求められる。
ように求められる。
【００５１】 ｄ＝（ｈ0 −ｒ1 ＋Ｂ1/2 ） （６） 但し、 Ｂ＝（ｒ1 −ｈ0 ）2 −２ｈ0(ｈ0 −２ｒ1 ）／（１＋ｃｏｓθ0 ） ここで、円柱状部材３１の半径ｒ1 は既知又は測定可能
であり、角度θ0 及び高さｈ0 も測定可能である。従っ
て、ｄは式（６）により測定可能な量から求めることが
できる。
であり、角度θ0 及び高さｈ0 も測定可能である。従っ
て、ｄは式（６）により測定可能な量から求めることが
できる。
【００５２】又、θ1 が式（３）により測定可能な量と
距離ｄのみによって表わされ、距離ｄが求められたの
で、θd は式（１）によって求めることができる。
距離ｄのみによって表わされ、距離ｄが求められたの
で、θd は式（１）によって求めることができる。
【００５３】 そして、円柱状部材３１の中心Ｏ1 とＨ
ｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ0 とを一致さ
せるためには、Ｘ軸方向に ΔＸ＝ｄ・ｃｏｓθd （７） 移動し、Ｙ軸方向に ΔＹ＝ｄ・ｓｉｎθd （８） だけ移動すればよく、上記の如くｄとθd が求められた
ので、ΔＸ及びΔＹも求められ、円柱状部材３１の中心
Ｏ1 とＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ0 と
を一致させることができる。即ち、円柱状部材３１の中
心Ｏ 1 とＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ 0
との位置誤差をなくすことができる。
ｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ0 とを一致さ
せるためには、Ｘ軸方向に ΔＸ＝ｄ・ｃｏｓθd （７） 移動し、Ｙ軸方向に ΔＹ＝ｄ・ｓｉｎθd （８） だけ移動すればよく、上記の如くｄとθd が求められた
ので、ΔＸ及びΔＹも求められ、円柱状部材３１の中心
Ｏ1 とＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ0 と
を一致させることができる。即ち、円柱状部材３１の中
心Ｏ 1 とＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ 0
との位置誤差をなくすことができる。
【００５４】尚、上記は式（１）乃至式（５）を用いて
厳密に解く場合であるが、実際にはｄはｒ1 より十分に
小さく、ｈ0 もまたｒ1 より十分に小さいことが多い。
このような近似が成り立つ場合には、 ｄ＝ｈ0 ／（１＋ｃｏｓ（θ0 ／２）） （９） としてｄが得られ、又この時にはθ0 ＝θ1 の近似が成
り立つので、 θd ＝θ0 ／２＋θi −π／２ （１０） となる。
厳密に解く場合であるが、実際にはｄはｒ1 より十分に
小さく、ｈ0 もまたｒ1 より十分に小さいことが多い。
このような近似が成り立つ場合には、 ｄ＝ｈ0 ／（１＋ｃｏｓ（θ0 ／２）） （９） としてｄが得られ、又この時にはθ0 ＝θ1 の近似が成
り立つので、 θd ＝θ0 ／２＋θi −π／２ （１０） となる。
【００５５】 従って、式（９）のｄと式（１０）の
θd を式（７）及び式（８）に代入すれば、ΔＸ及びΔ
Ｙが求められ、円柱状部材３１の中心Ｏ1 とＨｅ−Ｎｅ
レーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ0 とを一致させること
ができる。即ち、円柱状部材３１の中心Ｏ 1 とＨｅ−Ｎ
ｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ 0 との位置誤差をな
くすことができる。
θd を式（７）及び式（８）に代入すれば、ΔＸ及びΔ
Ｙが求められ、円柱状部材３１の中心Ｏ1 とＨｅ−Ｎｅ
レーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ0 とを一致させること
ができる。即ち、円柱状部材３１の中心Ｏ 1 とＨｅ−Ｎ
ｅレーザ・ビーム３３の回転中心Ｏ 0 との位置誤差をな
くすことができる。
【００５６】尚、上記ではＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３
３が相手部材３２の面となす角が４５度の場合を例に説
明したが、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が相手部材３
２の面となす角がαである場合には、式（５）におい
て、ｈ0 の平面への投影の長さｈ0 ／ｔａｎαをｈ0 の
代わりに使用すればよい。従って、本発明はαが４５度
の場合に限定されるものではない。
３が相手部材３２の面となす角が４５度の場合を例に説
明したが、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が相手部材３
２の面となす角がαである場合には、式（５）におい
て、ｈ0 の平面への投影の長さｈ0 ／ｔａｎαをｈ0 の
代わりに使用すればよい。従って、本発明はαが４５度
の場合に限定されるものではない。
【００５７】さて、上記においては、θi は座標原点に
一致させた点Ｏ1 と点ａ2 とを結ぶ直線がＹ軸となす角
度として求めることを想定している。しかし、座標原点
と点Ｏ1 の設定誤差がある場合には、上記の如くして求
めたθi には誤差が含まれる。要は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
・ビームを円柱状部材３１の中心に向ければよく、上記
誤差を避けるための設定は容易に行ない得る。
一致させた点Ｏ1 と点ａ2 とを結ぶ直線がＹ軸となす角
度として求めることを想定している。しかし、座標原点
と点Ｏ1 の設定誤差がある場合には、上記の如くして求
めたθi には誤差が含まれる。要は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
・ビームを円柱状部材３１の中心に向ければよく、上記
誤差を避けるための設定は容易に行ない得る。
【００５８】図４は、円柱状部材の中心軸に光ビームを
一致させる方法の説明図で、図４（ａ）は斜視図、図４
（ｂ）は平面図である。
一致させる方法の説明図で、図４（ａ）は斜視図、図４
（ｂ）は平面図である。
【００５９】図４に示されているように、円柱状部材３
１の側面の下端面３５の外周と交叉する点Ｘ1 にＨｅ−
Ｎｅレーザ・ビーム３３を設定した後にＸ方向にＨｅ−
Ｎｅレーザ・ビーム３３を平行移動すると、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ・ビーム３３は円柱状部材３１側面上に弧を描い
た後再度円柱状部材３１の側面の下端面３５の外周と交
叉する点Ｘ2 に達する。この後、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビ
ームをこれら２点Ｘ1及びＸ2 の中点まで平行移動する
とＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３は直線Ｘ1 Ｘ2 に対応
する円弧に張った弦の垂直２等分線になるので、Ｈｅ−
Ｎｅレーザ・ビーム３３は円柱状部材３１の中心を向く
ことになる。ここで、図４での「Ｘ方向」とは図２のＸ
軸に一致するとは限らないので注意されたい。
１の側面の下端面３５の外周と交叉する点Ｘ1 にＨｅ−
Ｎｅレーザ・ビーム３３を設定した後にＸ方向にＨｅ−
Ｎｅレーザ・ビーム３３を平行移動すると、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ・ビーム３３は円柱状部材３１側面上に弧を描い
た後再度円柱状部材３１の側面の下端面３５の外周と交
叉する点Ｘ2 に達する。この後、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビ
ームをこれら２点Ｘ1及びＸ2 の中点まで平行移動する
とＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３は直線Ｘ1 Ｘ2 に対応
する円弧に張った弦の垂直２等分線になるので、Ｈｅ−
Ｎｅレーザ・ビーム３３は円柱状部材３１の中心を向く
ことになる。ここで、図４での「Ｘ方向」とは図２のＸ
軸に一致するとは限らないので注意されたい。
【００６０】上記操作を図２（ａ）の点ａ2 近傍で行な
うことにより、図２（ａ）に３３’として示した方向に
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３１を向けることができ。そ
の向きとＹ軸がなす角度として測定すればθi を正確に
求めることができる。
うことにより、図２（ａ）に３３’として示した方向に
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３１を向けることができ。そ
の向きとＹ軸がなす角度として測定すればθi を正確に
求めることができる。
【００６１】ところで、上で説明した第１発明において
は、上記近似が成り立たない場合には円柱状部材３１の
半径ｒ1 を正確に求めることが必要である。この手間を
省くに有効な方法を以下にて説明する。
は、上記近似が成り立たない場合には円柱状部材３１の
半径ｒ1 を正確に求めることが必要である。この手間を
省くに有効な方法を以下にて説明する。
【００６２】図３は、本発明方法の第２発明の実施例
で、図３（ａ）は、投影図、図３（ｂ）は、側面図であ
る。
で、図３（ａ）は、投影図、図３（ｂ）は、側面図であ
る。
【００６３】まず、既に説明したように、位置決め用の
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３を円柱状部材３１の下端
面の外周と相手部材３２にまたがって照射する点ａ2 に
設定し、円柱状部材３１を回転させて再びＨｅ−Ｎｅレ
ーザ・ビーム３３が円柱状部材３１の下端面の外周と相
手部材３２にまたがって照射する点ａ2 を求めて、ａ2
からａ1 に至る回転角θ0 を測定する。
Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３を円柱状部材３１の下端
面の外周と相手部材３２にまたがって照射する点ａ2 に
設定し、円柱状部材３１を回転させて再びＨｅ−Ｎｅレ
ーザ・ビーム３３が円柱状部材３１の下端面の外周と相
手部材３２にまたがって照射する点ａ2 を求めて、ａ2
からａ1 に至る回転角θ0 を測定する。
【００６４】つぎに、図３（ａ）に示すように、上記回
転角θ0 の１／２だけ逆回転させたａ0 点でＨｅ−Ｎｅ
レーザ・ビームが３３が円柱状部材３１の下端面の外周
と相手部材３２にまたがって照射するようにＨｅ−Ｎｅ
レーザ・ビーム３３の照射点を設定しなおし、円柱状部
材３１をａ0 点から１８０度回転させた位置での照射点
の高さｈ1 を測定する。
転角θ0 の１／２だけ逆回転させたａ0 点でＨｅ−Ｎｅ
レーザ・ビームが３３が円柱状部材３１の下端面の外周
と相手部材３２にまたがって照射するようにＨｅ−Ｎｅ
レーザ・ビーム３３の照射点を設定しなおし、円柱状部
材３１をａ0 点から１８０度回転させた位置での照射点
の高さｈ1 を測定する。
【００６５】今、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３が相手
部材３２の面となす角を４５度に設定してある場合に
は、図３（ｂ）より ｄ＋ｒ1 ＝ｈ1 ＋ｒ0 （１１） ｈ1 ＋２ｒ0 ＝２ｒ1 （１２） が成り立つことが判る。従って、 ｄ＝ｈ1 ／２ （１３） が得られ、円柱状部材３１の半径ｒ1 の値を求めなくて
もｄを求めることができる。又、θd は図３（ａ）より
求めることができる。
部材３２の面となす角を４５度に設定してある場合に
は、図３（ｂ）より ｄ＋ｒ1 ＝ｈ1 ＋ｒ0 （１１） ｈ1 ＋２ｒ0 ＝２ｒ1 （１２） が成り立つことが判る。従って、 ｄ＝ｈ1 ／２ （１３） が得られ、円柱状部材３１の半径ｒ1 の値を求めなくて
もｄを求めることができる。又、θd は図３（ａ）より
求めることができる。
【００６６】 θd ＝π／２−θi （１４） 従って、第２発明の場合には、ｈ1 とθi とによってｄ
及びθd を求めることができ、既述の式（７）及び式
（８）からＸ、Ｙ方向の位置補正量を求めることができ
る。尚、この場合には、図４を用いて説明した方法を適
用しなくてもＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の方向が円
柱状部材３１の中心Ｏ1 の方向を向くので、θi の測定
は簡易化される。
及びθd を求めることができ、既述の式（７）及び式
（８）からＸ、Ｙ方向の位置補正量を求めることができ
る。尚、この場合には、図４を用いて説明した方法を適
用しなくてもＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３の方向が円
柱状部材３１の中心Ｏ1 の方向を向くので、θi の測定
は簡易化される。
【００６７】ここで、図２に示した第１発明では円柱状
部材３１と軌跡円３７が２点ａ1 とａ2 で交叉し、図３
に示した第２発明では円柱状部材３１と軌跡円３７が点
ａ0で交叉する（接する）。従って、便宜的に第１発明
を２点交叉法、第２発明を１点交叉法と呼ぶことがあ
る。
部材３１と軌跡円３７が２点ａ1 とａ2 で交叉し、図３
に示した第２発明では円柱状部材３１と軌跡円３７が点
ａ0で交叉する（接する）。従って、便宜的に第１発明
を２点交叉法、第２発明を１点交叉法と呼ぶことがあ
る。
【００６８】以上説明した第１発明（２点交叉法）と、
第２発明（１点交叉法）での円柱状部材３１の中心Ｏ1
と回転中心Ｏ0 の位置合わせのフローを以下にまとめて
示す。
第２発明（１点交叉法）での円柱状部材３１の中心Ｏ1
と回転中心Ｏ0 の位置合わせのフローを以下にまとめて
示す。
【００６９】第１発明の場合は、 Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３と円柱状部材３１の
下端面の外周との交叉点ａ2 とａ1 の位置確認 ２つの交叉点の間の回転角θ0 の測定 ２点ａ2 とａ1 から最遠点でのＨｅ−Ｎｅレーザ・
ビーム３３の照射点の高さｈ0 の測定 ｄとθd の算出 ΔＸ＝ｄ・ｃｏｓθd 、ΔＹ＝ｄ・ｓｉｎθd より
補正量を算出 である。
下端面の外周との交叉点ａ2 とａ1 の位置確認 ２つの交叉点の間の回転角θ0 の測定 ２点ａ2 とａ1 から最遠点でのＨｅ−Ｎｅレーザ・
ビーム３３の照射点の高さｈ0 の測定 ｄとθd の算出 ΔＸ＝ｄ・ｃｏｓθd 、ΔＹ＝ｄ・ｓｉｎθd より
補正量を算出 である。
【００７０】一方、第２発明の場合は、 Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム３３と円柱状部材３１の
下端面の外周との交叉点ａ2 とａ1 の位置確認 ２つの交叉点の間の回転角θ0 の測定 θ0 ／２だけ逆回転させて、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビ
ーム３３の照射点を円柱状部材３１の下端面外周に合わ
せる（ａ0 ）。
下端面の外周との交叉点ａ2 とａ1 の位置確認 ２つの交叉点の間の回転角θ0 の測定 θ0 ／２だけ逆回転させて、Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビ
ーム３３の照射点を円柱状部材３１の下端面外周に合わ
せる（ａ0 ）。
【００７１】 ａ0 から１８０度回転させた位置でＨｅ−Ｎｅレー
ザ・ビーム３３の照射点の高さｈ1 の測定 ｄ（ｄ＝ｈ1 ／２）とθd を算出 ΔＸ＝ｄ・ｃｏｓθd 、ΔＹ＝ｄ・ｓｉｎθd より
補正量を算出 である。
ザ・ビーム３３の照射点の高さｈ1 の測定 ｄ（ｄ＝ｈ1 ／２）とθd を算出 ΔＸ＝ｄ・ｃｏｓθd 、ΔＹ＝ｄ・ｓｉｎθd より
補正量を算出 である。
【００７２】次に、本発明の第３発明である、第１発明
及び第２発明を適用することができる溶接装置の一実施
例を図５の斜視図及び図６（ａ）を参照して説明する。
及び第２発明を適用することができる溶接装置の一実施
例を図５の斜視図及び図６（ａ）を参照して説明する。
【００７３】溶接装置４０は、基台４１上の回転台４２
とその上のＹ方向移動台４３及びＸ方向移動台４４とが
縦列関係に取り付け配置されており、更にその上に溶接
されるべき円柱状部材４５及び相手部材であるパッケー
ジ４６とを取り付け支持する支持装置４７が取り付けら
れている。ここで、回転台４２とＹ方向移動台４３及び
Ｘ方向移動台４４はそれぞれ単独に移動可能である。
とその上のＹ方向移動台４３及びＸ方向移動台４４とが
縦列関係に取り付け配置されており、更にその上に溶接
されるべき円柱状部材４５及び相手部材であるパッケー
ジ４６とを取り付け支持する支持装置４７が取り付けら
れている。ここで、回転台４２とＹ方向移動台４３及び
Ｘ方向移動台４４はそれぞれ単独に移動可能である。
【００７４】パッケージ４６の上面と円柱状部材４５の
下端面外周の境界部分に対して一合わせ用の光ビーム４
８あ照射可能なようにＨｅ−Ｎｅレーザ装置４９と、こ
の照射部分を観測ならびに計測可能な手段、例えば読み
取り顕微鏡又はテレビ・カメラ５０及び溶接用レーザ・
ビーム５１、溶接用レーザ・ビーム５１を照射する高エ
ネルギー・ビームのレーザ装置５２とから成るものであ
る。尚、図６（ａ）においてレーザ装置５２が複数図示
されているのは、円柱状部材４５の下端面の外周におい
て対象な位置を同時に溶接することによって円柱状部材
４５と相手部材４６との間の歪みを縮減することを想定
しているためである。又、図５においてレーザ装置５２
の図示を省略し、図６（ａ）においてＨｅ−Ｎｅレーザ
装置４９の図示を省略しているので注意されたい。
下端面外周の境界部分に対して一合わせ用の光ビーム４
８あ照射可能なようにＨｅ−Ｎｅレーザ装置４９と、こ
の照射部分を観測ならびに計測可能な手段、例えば読み
取り顕微鏡又はテレビ・カメラ５０及び溶接用レーザ・
ビーム５１、溶接用レーザ・ビーム５１を照射する高エ
ネルギー・ビームのレーザ装置５２とから成るものであ
る。尚、図６（ａ）においてレーザ装置５２が複数図示
されているのは、円柱状部材４５の下端面の外周におい
て対象な位置を同時に溶接することによって円柱状部材
４５と相手部材４６との間の歪みを縮減することを想定
しているためである。又、図５においてレーザ装置５２
の図示を省略し、図６（ａ）においてＨｅ−Ｎｅレーザ
装置４９の図示を省略しているので注意されたい。
【００７５】上記構成の溶接装置４０によって、上述の
第１発明乃至第３発明の位置合わせ方法を適用して円柱
状部材４５の中心と回転中心の位置ずれ量を求め、この
結果によってＹ方向移動台４３とＸ方向移動台４４とを
操作して円柱状部材４５及びパッケージ４６の中心を回
転台４２の回転中心に一致させ、その状態でレーザ装置
５２のビーム５１の方向をＨｅ−Ｎｅレーザ装置４９の
ビーム４８の方向に一致させて、回転台４２を回転させ
ながらレーザ装置５２から高エネルギな溶接用のレーザ
・ビーム５１を円柱状部材４５とパッケージ４６の境界
部分に照射して溶接を行なう。
第１発明乃至第３発明の位置合わせ方法を適用して円柱
状部材４５の中心と回転中心の位置ずれ量を求め、この
結果によってＹ方向移動台４３とＸ方向移動台４４とを
操作して円柱状部材４５及びパッケージ４６の中心を回
転台４２の回転中心に一致させ、その状態でレーザ装置
５２のビーム５１の方向をＨｅ−Ｎｅレーザ装置４９の
ビーム４８の方向に一致させて、回転台４２を回転させ
ながらレーザ装置５２から高エネルギな溶接用のレーザ
・ビーム５１を円柱状部材４５とパッケージ４６の境界
部分に照射して溶接を行なう。
【００７６】尚、回転台４２、Ｙ方向移動台４３及びＸ
方向移動台４４の上下関係は図示実施例に限るものでは
なく、例えば、回転台４２がＸ方向移動台４４上に位置
しても問題はない。むしろ、回転台４２を上とする方が
操作するのに都合がよいものとなる。又、別々なものを
結合するのではなく、一体化された構成のものはコンパ
クトで取り扱い易いものとなる。
方向移動台４４の上下関係は図示実施例に限るものでは
なく、例えば、回転台４２がＸ方向移動台４４上に位置
しても問題はない。むしろ、回転台４２を上とする方が
操作するのに都合がよいものとなる。又、別々なものを
結合するのではなく、一体化された構成のものはコンパ
クトで取り扱い易いものとなる。
【００７７】この第３発明の溶接装置の第２の実施例に
ついて図６（ｂ）の側面図を参照して説明する。
ついて図６（ｂ）の側面図を参照して説明する。
【００７８】溶接装置５５は、基台４１上に固定台５６
を取り付け、この固定台５６上にＹ方向移動台４３とＸ
方向移動台４４及び支持装置４７を縦列関係に配置す
る。固定台５６の下部空間内で基台４１上に回転台４２
を配置すると共に、支柱５７の上部に位置合わせ用の光
ビーム４８を照射するＨｅ−Ｎｅレーザ装置４９と、照
射部分を観測並びに測定可能な手段、例えば読み取り顕
微鏡又はテレビ・カメラ５０とを配置したものである。
を取り付け、この固定台５６上にＹ方向移動台４３とＸ
方向移動台４４及び支持装置４７を縦列関係に配置す
る。固定台５６の下部空間内で基台４１上に回転台４２
を配置すると共に、支柱５７の上部に位置合わせ用の光
ビーム４８を照射するＨｅ−Ｎｅレーザ装置４９と、照
射部分を観測並びに測定可能な手段、例えば読み取り顕
微鏡又はテレビ・カメラ５０とを配置したものである。
【００７９】上記構成の溶接装置５５によって上述の第
１発明乃至第３発明のいずれかを適用して位置ずれ量を
求め、この結果によってＹ方向移動台４３とＸ方向移動
台４４とを操作して円柱状部材４５の中心を回転台４２
の回転中心に一致させ、その状態で溶接用のレーザ装置
のビームの方向が円柱状部材４５の下端面の外周に当た
るように調整し、回転台４２を回転させながら溶接用の
レーザ装置を照射して溶接を行なう。
１発明乃至第３発明のいずれかを適用して位置ずれ量を
求め、この結果によってＹ方向移動台４３とＸ方向移動
台４４とを操作して円柱状部材４５の中心を回転台４２
の回転中心に一致させ、その状態で溶接用のレーザ装置
のビームの方向が円柱状部材４５の下端面の外周に当た
るように調整し、回転台４２を回転させながら溶接用の
レーザ装置を照射して溶接を行なう。
【００８０】この第２の実施例によると、Ｘ方向移動台
４４とＹ方向移動台４３が回転しないために操作性が良
好なものとなる。図示省略の高エネルギーな溶接用のレ
ーザ・ビームを出射するレーザ装置も上記回転台４２上
に配置することは当然のことである。溶接用のレーザ装
置を複数配置することにより、３６０度回転させる必要
がなくなるために支柱５７が固定台５６のアームに当た
ることがなくなる。又、支柱５７を用いることなく支持
装置４７の周囲を独立に回転させるガイド構成にする
と、固定台５６を要しないものとなる。
４４とＹ方向移動台４３が回転しないために操作性が良
好なものとなる。図示省略の高エネルギーな溶接用のレ
ーザ・ビームを出射するレーザ装置も上記回転台４２上
に配置することは当然のことである。溶接用のレーザ装
置を複数配置することにより、３６０度回転させる必要
がなくなるために支柱５７が固定台５６のアームに当た
ることがなくなる。又、支柱５７を用いることなく支持
装置４７の周囲を独立に回転させるガイド構成にする
と、固定台５６を要しないものとなる。
【００８１】上記溶接用のレーザ装置は、いずれのもの
も溶接すべき円周に対して円周上等間隔に複数箇所バラ
ンスがとれた状態に配置して同時にレーザ・ビームを出
射させるのが好ましく、１箇所又は不等間隔に配置する
のは、初期の照射による溶融固化に伴って引き込み力が
生じて、その方向に偏心させられるから不適切である。
も溶接すべき円周に対して円周上等間隔に複数箇所バラ
ンスがとれた状態に配置して同時にレーザ・ビームを出
射させるのが好ましく、１箇所又は不等間隔に配置する
のは、初期の照射による溶融固化に伴って引き込み力が
生じて、その方向に偏心させられるから不適切である。
【００８２】本発明の第４発明である光素子パッケージ
の一実施例について図９を参照して説明する。
の一実施例について図９を参照して説明する。
【００８３】光ファイバ２２が内挿された円柱状部材２
３と光部品２４が内挿されたパッケージ２５とを、円柱
状部材２３の端面２７とパッケージ２５の端面２６とを
当接させて造語の一決めをした後図示しない公知の手段
にて固定支持させる。
３と光部品２４が内挿されたパッケージ２５とを、円柱
状部材２３の端面２７とパッケージ２５の端面２６とを
当接させて造語の一決めをした後図示しない公知の手段
にて固定支持させる。
【００８４】このような固定状態で図５又は図６に示し
た溶接装置４０又は溶接装置５５の支持装置４７に取り
つてけ、上述の第１発明乃至第３発明のいずれかを適用
することで能率よく円柱状部材２３の中心を回転中心に
一決めさせて溶接することができる。
た溶接装置４０又は溶接装置５５の支持装置４７に取り
つてけ、上述の第１発明乃至第３発明のいずれかを適用
することで能率よく円柱状部材２３の中心を回転中心に
一決めさせて溶接することができる。
【００８５】この実施例は、光ファイバトランジスタ光
素子とを直接光結合させるものとしているが、本発明の
光素子パッケージはこのようなものに限定されることな
く、レンズを介して光結合するものや、光素子として発
光素子又は受光素子或いは光導波路、光変調器その他の
各種光素子に適用することが可能なものである。
素子とを直接光結合させるものとしているが、本発明の
光素子パッケージはこのようなものに限定されることな
く、レンズを介して光結合するものや、光素子として発
光素子又は受光素子或いは光導波路、光変調器その他の
各種光素子に適用することが可能なものである。
【００８６】最後に、本発明の第１発明乃至第３発明に
ついては、適用が光素子パッケージに限定されるもので
はなく、各種の分野における円柱状部材の溶接一決めに
適用実施し得るものであり、円柱状部材と平面との溶接
に限らず円柱状部材同士の溶接にも適用実施可能であ
る。又、高エネルギー・ビーム源としてレーザ光以外の
電子ビームとすることも含まれる。更に、位置合わせ用
の光ビーム源についてはＨｅ−Ｎｅレーザ装置として説
明したが、これについても通常の可視光源であることを
含むものである。
ついては、適用が光素子パッケージに限定されるもので
はなく、各種の分野における円柱状部材の溶接一決めに
適用実施し得るものであり、円柱状部材と平面との溶接
に限らず円柱状部材同士の溶接にも適用実施可能であ
る。又、高エネルギー・ビーム源としてレーザ光以外の
電子ビームとすることも含まれる。更に、位置合わせ用
の光ビーム源についてはＨｅ−Ｎｅレーザ装置として説
明したが、これについても通常の可視光源であることを
含むものである。
【００８７】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明により、円柱
状部材の中心と高エネルギー・ビームの回転中心とを容
易に一致させることができる位置合わせ方法、円柱状部
材の中心と高エネルギー・ビームの回転中心とを容易に
一致させて高エネルギー・ビーム溶接を行なうことがで
きる溶接装置、及び、円柱状部材と相手部材との封止力
が高い光パッケージを実現することができる。
状部材の中心と高エネルギー・ビームの回転中心とを容
易に一致させることができる位置合わせ方法、円柱状部
材の中心と高エネルギー・ビームの回転中心とを容易に
一致させて高エネルギー・ビーム溶接を行なうことがで
きる溶接装置、及び、円柱状部材と相手部材との封止力
が高い光パッケージを実現することができる。
【００８８】即ち、第１発明によれば、位置合わせ用の
光ビームを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2
に位置合わせをし、該円柱状部材の中心Ｏ1 と該点ａ2
とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす角θi を測定
し、該円柱状部材と該光ビームを相対的に回転させて、
該光ビームが該円柱状部材の異なる端面位置の点ａ1 で
溶接すべき位置に達した時の回転角度θ0 と、該円柱状
部材の側面上で２点ａ1及びａ2 から最も遠ざかった側
面位置における該光ビームの照射点の高さｈ0 とを測定
し、該円柱状部材の直径ｒ1 を測定するので、上記
θi 、θ0 、ｈ0 の値と、必要に応じて上記ｒ1 の値と
によって該円柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中
心Ｏ0 との距離、及び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直
交座標軸となす角度を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ
2 との位置誤差を補償することができる。
光ビームを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2
に位置合わせをし、該円柱状部材の中心Ｏ1 と該点ａ2
とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす角θi を測定
し、該円柱状部材と該光ビームを相対的に回転させて、
該光ビームが該円柱状部材の異なる端面位置の点ａ1 で
溶接すべき位置に達した時の回転角度θ0 と、該円柱状
部材の側面上で２点ａ1及びａ2 から最も遠ざかった側
面位置における該光ビームの照射点の高さｈ0 とを測定
し、該円柱状部材の直径ｒ1 を測定するので、上記
θi 、θ0 、ｈ0 の値と、必要に応じて上記ｒ1 の値と
によって該円柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中
心Ｏ0 との距離、及び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直
交座標軸となす角度を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ
2 との位置誤差を補償することができる。
【００８９】又、第２発明によれば、位置合わせ用の光
ビームを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2 に
位置合わせをし、該円柱状部材と該光ビームを相対的に
回転させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端面位
置の点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度θ0
を測定し、上記θ0 の１／２だけ逆回転させた該円柱状
部材の側面位置の点ａ0 における該円柱状部材の中心Ｏ
1 と該点ａ0 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす角
θi を測定すると共に、該点ａ0 から１８０度離れた該
円柱状部材の側面位置における該光ビームの照射点の高
さｈ1 を測定するので、上記θi 及びｈ1 とから該円柱
状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ0 との距
離、及び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直交座標軸とな
す角度を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ2 との位置誤
差を補償することができる。
ビームを該円柱状部材の溶接すべき端面位置の点ａ2 に
位置合わせをし、該円柱状部材と該光ビームを相対的に
回転させて、該光ビームが該円柱状部材の異なる端面位
置の点ａ1 で溶接すべき位置に達した時の回転角度θ0
を測定し、上記θ0 の１／２だけ逆回転させた該円柱状
部材の側面位置の点ａ0 における該円柱状部材の中心Ｏ
1 と該点ａ0 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす角
θi を測定すると共に、該点ａ0 から１８０度離れた該
円柱状部材の側面位置における該光ビームの照射点の高
さｈ1 を測定するので、上記θi 及びｈ1 とから該円柱
状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ0 との距
離、及び、２点Ｏ1 とＯ2 を結ぶ直線が直交座標軸とな
す角度を求めることができ、２点Ｏ1 とＯ2 との位置誤
差を補償することができる。
【００９０】又、第３発明によれば、Ｘ方向の移動台、
Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台とが縦列
関係に配置されると共に、縦列関係に配置されたＸ方向
の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転
台のいずれかの上に溶接されるべき円柱状部材を仮固定
した相手部材を取り付け指示する支持装置と、該円柱状
部材の側面に位置合わせ用光ビームを照射する光ビーム
照射装置と、該光ビーム照射装置から照射された光ビー
ムの照射点を観測、測定する観測装置とを備え、第１発
明又は第２発明のいずれかの位置決め方法によって該円
柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ2 の位置
誤差を補償して、高エネルギー・ビームと縦列関係に配
置されたＸ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに
回転しうる回転台を相対的に回転させて該円柱状部材と
相手部材とを溶接するので、必ず該円柱状部材の端面の
周囲で該相手部材と溶接接合することが可能になる。
Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台とが縦列
関係に配置されると共に、縦列関係に配置されたＸ方向
の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転
台のいずれかの上に溶接されるべき円柱状部材を仮固定
した相手部材を取り付け指示する支持装置と、該円柱状
部材の側面に位置合わせ用光ビームを照射する光ビーム
照射装置と、該光ビーム照射装置から照射された光ビー
ムの照射点を観測、測定する観測装置とを備え、第１発
明又は第２発明のいずれかの位置決め方法によって該円
柱状部材の中心Ｏ1 と該光ビームの回転中心Ｏ2 の位置
誤差を補償して、高エネルギー・ビームと縦列関係に配
置されたＸ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに
回転しうる回転台を相対的に回転させて該円柱状部材と
相手部材とを溶接するので、必ず該円柱状部材の端面の
周囲で該相手部材と溶接接合することが可能になる。
【００９１】更に、第４発明によれば、該円柱状部材と
該パッケージとが、第３発明の溶接装置に取り付け支持
され、第１発明又は第２発明のいずれかの位置決め方法
を適用して位置決めされ、高エネルギー・ビームとの相
対的回転を伴って該高エネルギー・ビームによって溶接
結合されので、該光パッケージにおいて該パッケージは
必ず該円柱状部材の端面の周囲で溶接され、封止力が高
い光パッケージを得ることができる。
該パッケージとが、第３発明の溶接装置に取り付け支持
され、第１発明又は第２発明のいずれかの位置決め方法
を適用して位置決めされ、高エネルギー・ビームとの相
対的回転を伴って該高エネルギー・ビームによって溶接
結合されので、該光パッケージにおいて該パッケージは
必ず該円柱状部材の端面の周囲で溶接され、封止力が高
い光パッケージを得ることができる。
【図１】 本発明方法の一実施例説明図。
【図２】 本発明方法の第１発明の実施例。
【図３】 本発明方法の第２発明の実施例。
【図４】 円柱状部材の中心に光ビームを一致させる説
明図。
明図。
【図５】 第３発明の溶接装置。
【図６】 図５の正面図及び溶接装置の第２実施例。
【図７】 従来の光素子パッケージ（その一）。
【図８】 従来の光素子パッケージ（その二）。
【図９】 本発明にかかる光素子パッケージ。
２０ 光素子パッケージ ２２ 光ファイバ ２３ 円柱状部材 ２４ 光素子 ２５ パッケージ ３１ 円柱状部材 ３２ 相手部材 ３３ 位置決め用のＨｅ−Ｎｅレーザ・ビーム ３３’ 円柱状部材の中心を向けたＨｅ−Ｎｅレーザ・
ビーム ３５ 下端面 ３７ 回転軌跡円 ４０ 溶接装置 ４２ 回転第 ４３ Ｙ方向移動第 ４４ Ｘ方向移動第 ４５ 円柱状部材 ４６ パッケージ（相手部材） ４７ 支持台 ４８ Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム ４９ Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置 ５０ 観測並びに計測手段 ５５ 溶接装置 ａ0 、ａ1 、ａ2 交点 ｄ 位置ずれ量 ｈ0 、ｈ1 高さ Ｏ0 回転中心 Ｏ1 円柱状部材の中心 ｒ0 回転軌跡円の半径 ｒ1 円柱状部材の半径 θ0 回転軌跡円における交叉点の角度 θ1 円柱状部材外周における交叉点の角度 θi Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビームの照射角
ビーム ３５ 下端面 ３７ 回転軌跡円 ４０ 溶接装置 ４２ 回転第 ４３ Ｙ方向移動第 ４４ Ｘ方向移動第 ４５ 円柱状部材 ４６ パッケージ（相手部材） ４７ 支持台 ４８ Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビーム ４９ Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置 ５０ 観測並びに計測手段 ５５ 溶接装置 ａ0 、ａ1 、ａ2 交点 ｄ 位置ずれ量 ｈ0 、ｈ1 高さ Ｏ0 回転中心 Ｏ1 円柱状部材の中心 ｒ0 回転軌跡円の半径 ｒ1 円柱状部材の半径 θ0 回転軌跡円における交叉点の角度 θ1 円柱状部材外周における交叉点の角度 θi Ｈｅ−Ｎｅレーザ・ビームの照射角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/02 B23K 26/00 H01L 31/02 H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 円柱状部材の端面の周囲と相手部材と
を高エネルギー・ビームによって溶接接合する際の円柱
状部材の位置決め方法であって、 位置合わせ用の光ビームを該円柱状部材の溶接すべき端
面位置の点ａ2 に位置合わせをし、該円柱状部材の中心
Ｏ1 と該点ａ2 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす
角度θi を測定し、 該円柱状部材と該光ビームを相対的に回転させて、該光
ビームが該円柱状部材の異なる端面位置の点ａ1 で溶接
すべき位置に達した時の回転角度θ0 と、該円柱状部材
の側面上で２点ａ1 及びａ2 から最も遠ざかった側面位
置における該光ビームの照射点の高さｈ0 とを測定する
と共に、 該円柱状部材の半径ｒ1 を測定し、 少なくとも、上記θi 、θ0 、ｈ0 の値によって、該円
柱状部材の中心Ｏ1 と、該光ビームの回転中心Ｏ2 との
位置誤差を補償する ことを特徴とする円柱状部材の位置決め方法。 - 【請求項２】 円柱状部材の端面の周囲と相手部材と
を高エネルギー・ビームによって溶接接合する際の円柱
状部材の位置決め方法であって、 該円柱状部材と該光ビームを相対的に回転させて、該光
ビームが該円柱状部材の異なる端面位置の点ａ1 で溶接
すべき位置に達した時の回転角度θ0 を測定し、 上記θ0 の１／２だけ逆回転させた該円柱状部材の側面
位置の点ａ0 における該円柱状部材の中心Ｏ1 と該点ａ
0 とを結ぶ直線が直交座標軸の一方となす角度θi を測
定し、 該点ａ0 から１８０度離れた該円柱状部材の側面位置に
おける該光ビームの照射点の高さｈ1 を測定し、 上記θ1 及びｈ1 の値によって、該円柱状部材の中心Ｏ
1 と、該光ビームの回転中心Ｏ 0 との位置誤差を補償す
る ことを特徴とする円柱状部材の位置決め方法。 - 【請求項３】 高エネルギー・ビームによって円柱状
部材と相手部材とを溶接する溶接装置であって、 Ｘ方向の移動台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しう
る回転台とが縦列関係に配置されると共に、 縦列関係に配置されたＸ方向の移動台、Ｙ方向の移動台
及び軸回りに回転しうる回転台のいずれかの上に溶接さ
れるべき円柱状部材を仮固定した相手部材を取り付け支
持する支持装置と、 該円柱状部材の側面に位置合わせ用光ビームを照射する
光ビーム照射装置と、該光ビーム照射装置から照射され
た光ビームの照射点を観測、測定する観測装置と を備え、 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の円柱状部材の
位置決め方法によって、該円柱状部材の中心Ｏ1 と該光
ビームの回転中心Ｏ 0 との位置誤差を補償して、高エネ
ルギー・ビームと、縦列関係に配置されたＸ方向の移動
台、Ｙ方向の移動台及び軸回りに回転しうる回転台とを
相対的に回転させて該円柱状部材と相手部材とを溶接す
る ことを特徴とする溶接装置。 - 【請求項４】 光ファイバが内装された円柱状部材
と、光部品が内装されたパッケージとを該円柱状部材の
端面周囲において高エネルギー・ビーム溶接によって溶
接接合される光素子パッケージであって、 該円柱状部材と該パッケージとが、請求項３に記載の溶
接装置に取り付け支持され、 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の位置決め方法
を適用して位置決めされ、高エネルギー・ビームとの相
対的回転を伴って該高エネルギー・ビームによって溶接
接合された ことを特徴とする光素子パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08228793A JP3291826B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 高エネルギービーム溶接における円柱状部材の位置決め方法ならびに該方法を用いた溶接装置および該方法を適用して位置決め溶接された光素子パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08228793A JP3291826B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 高エネルギービーム溶接における円柱状部材の位置決め方法ならびに該方法を用いた溶接装置および該方法を適用して位置決め溶接された光素子パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292987A JPH06292987A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3291826B2 true JP3291826B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=13770318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08228793A Expired - Fee Related JP3291826B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 高エネルギービーム溶接における円柱状部材の位置決め方法ならびに該方法を用いた溶接装置および該方法を適用して位置決め溶接された光素子パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291826B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100903579B1 (ko) * | 2007-07-05 | 2009-06-23 | 삼성중공업 주식회사 | 용접기 회전정밀도 보정방법 |
| WO2012039381A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ用の電極を形成するための電極用複合体の製造方法、及びスパークプラグの製造方法 |
| KR101978884B1 (ko) * | 2018-06-11 | 2019-05-15 | 송광열 | 광통신 부품용 레이저 웰딩 장치 |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP08228793A patent/JP3291826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06292987A (ja) | 1994-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07288276A (ja) | 基板の位置決め装置 | |
| JPH0990308A (ja) | 矩形基板の位置決め装置 | |
| JP3291826B2 (ja) | 高エネルギービーム溶接における円柱状部材の位置決め方法ならびに該方法を用いた溶接装置および該方法を適用して位置決め溶接された光素子パッケージ | |
| JP4273679B2 (ja) | 分割逐次近接露光装置 | |
| CN114812392A (zh) | 一种激光六自由度运动误差同步测量系统 | |
| CN113290330B (zh) | 一种六轴五联动机床的激光加工头空间位置标定方法 | |
| JPS60201626A (ja) | 位置合わせ装置 | |
| JP3068843B2 (ja) | 露光装置の位置決め方法と位置決め機構 | |
| JP3180357B2 (ja) | 円形基板の位置決め装置および方法 | |
| JPH0926314A (ja) | 回転機械と駆動機との芯出し装置 | |
| CN215725650U (zh) | 一种激光器输出头玻璃柱的装配同轴度控制及测量装置 | |
| JP3454610B2 (ja) | 光モジュールの光軸測定方法 | |
| JP2578015B2 (ja) | 光源モジュール製造用光ファイバ調芯固定装置 | |
| JPS62150106A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH06265759A (ja) | 自動光軸合わせ装置 | |
| JP2515504Y2 (ja) | Ｘ線回折装置のゴニオメータ光軸調整治具 | |
| JP2835778B2 (ja) | 光学ヘッドとその調整方法 | |
| JP2513075B2 (ja) | 光学機器のレ―ザ溶接方法 | |
| JPH05157947A (ja) | 光素子モジュールの組立装置 | |
| CN114964063B (zh) | 工件两侧轴孔外端面与轴线垂直偏差的测量装置及方法 | |
| CN113701609B (zh) | 激光器输出头玻璃柱的装配同轴度控制及测量方法与装置 | |
| US4564738A (en) | Method for alignment of an electron beam to the adjacent faces of segments of rock drill bits | |
| JPH0335205A (ja) | 光ユニットの製造方法及び製造装置 | |
| JP2000180658A (ja) | 光部品の調心装置 | |
| JP2744518B2 (ja) | 光学素子のボンディング方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020226 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080329 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090329 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100329 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100329 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110329 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |