JPH0815227B2 - Method and apparatus for assembling light emitting module - Google Patents

Method and apparatus for assembling light emitting module

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JPH0815227B2
JPH0815227B2 JP61033187A JP3318786A JPH0815227B2 JP H0815227 B2 JPH0815227 B2 JP H0815227B2 JP 61033187 A JP61033187 A JP 61033187A JP 3318786 A JP3318786 A JP 3318786A JP H0815227 B2 JPH0815227 B2 JP H0815227B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は半導体レーザや発光ダイオード等の発光素
子と光ファイバーを結合する発光モジュールの組立方法
および組立装置に係り、特に光源と光ファイバーの光軸
の調整と調整後の固定を行う方法と装置に関するもので
ある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an assembling method and an assembling apparatus of a light emitting module for coupling a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode to an optical fiber, and particularly to The present invention relates to a method and device for performing adjustment and fixing after adjustment.

[従来の技術] 第7図は例えば“光ファイバー通信デバイスの精密組
立を可能にした自動光軸調整機”オプトロニクス(198
2)5に示された従来の組立装置を示すブロック図であ
り、図において、(20)は組立の対象になる発光モジュ
ール、(21)は光軸調整装置のステージ部、(22)は光
軸調整装置の制御部、(24)はステージ、(25)はステ
ージ(24)を駆動するためのモータ、(26)はモータを
動かすためのドライバー、(27)は光軸調整装置を制御
するためのマイクロプロセッサ、(28)はキャップ付発
光器(1)の発光素子を発光させるための光素子ドライ
バー、(29)はキャップ付発光器(1)を電気的に接続
するためのソケット、(30)は光ファイバー(3)から
の光パワーをモニターするための光センサー、(31)は
検出器、(32)は操作盤である。
[Prior Art] FIG. 7 shows, for example, "Automatic optical axis adjuster that enables precision assembly of optical fiber communication device" Optronics (198
2) A block diagram showing the conventional assembling apparatus shown in FIG. 5, in which (20) is a light emitting module to be assembled, (21) is a stage part of an optical axis adjusting device, and (22) is an optical device. (24) is a stage, (25) is a motor for driving the stage (24), (26) is a driver for moving the motor, and (27) is an optical axis adjusting device. (28) is an optical element driver for causing the light emitting element of the cap-equipped light emitter (1) to emit light, (29) is a socket for electrically connecting the cap-equipped light emitter (1), ( 30) is an optical sensor for monitoring the optical power from the optical fiber (3), (31) is a detector, and (32) is an operation panel.

従来の発光モジュールの組立装置は上記のように構成
され、発光モジュール(20)を組立てるためには、キャ
ップ付発光器(1)のリード端子をソケット(29)に挿
入して、次にファイバーホルダー(2)及び光ファイバ
ー(3)の部品を光軸調整装置に取りつけ、ファイバー
出射端(7)を光センサー(30)に接続し、操作盤(3
2)からスタートボタンを押すと、マイクロプロセッサ
(27)へ信号が送られ、光素子ドライバ(28)を経由し
てソケット(29)からキャップ付発光器(1)へ電流が
送られる。そして、キャップ付発光器(1)から出た光
は光ファイバー(3)を通って光センサー(30)によっ
て光から電気に変換されて検出器(31)にて、そのパワ
ーレベルが検出されてマイクロプロセッサ(27)へ送ら
れる。マイクロプロセッサ(27)ではこの光のレベルの
値とその時のx軸、y軸、z軸方向を移動するそれぞれ
のステージ1(24a)、ステージ2(24b)、ステージ3
(24c)の位置に情報を記憶しておく。
The conventional device for assembling the light emitting module is configured as described above. To assemble the light emitting module (20), the lead terminal of the light emitter with cap (1) is inserted into the socket (29), and then the fiber holder. Attach the parts of (2) and the optical fiber (3) to the optical axis adjusting device, connect the fiber output end (7) to the optical sensor (30), and operate the control panel (3
When the start button is pressed from 2), a signal is sent to the microprocessor (27), and current is sent from the socket (29) to the light emitter with a cap (1) via the optical element driver (28). Then, the light emitted from the cap-equipped light emitter (1) passes through the optical fiber (3) and is converted from light to electricity by the optical sensor (30), and its power level is detected by the detector (31) to detect the micro level. It is sent to the processor (27). In the microprocessor (27), the value of this light level and the respective stage 1 (24a), stage 2 (24b), and stage 3 that move in the x-axis, y-axis, and z-axis directions at that time.
Information is stored in the position of (24c).

マイクロプロセッサ(27)はドライバー(26a)、ド
ライバー(26b)、ドライバー(26c)からそれぞれ対応
したモータ(25a)、モータ(25b)、モータ(25c)を
経由してステージ1(24a)、ステージ2(24b)、ステ
ージ3(24c)を移動させながら、検出器(31)からの
パワーが最大になる点を見つけていく。
The microprocessor (27) includes a driver (26a), a driver (26b), a driver (26c), a corresponding motor (25a), a motor (25b), a motor (25c), a stage 1 (24a) and a stage 2 respectively. (24b) While moving the stage 3 (24c), find the point where the power from the detector (31) becomes maximum.

以上のようにして光軸調整を完了すると、その状態
で、キャップ付発光器(1)とファイバーホルダー
(2)及びファイバー端末の3部品をエポキシ系を接着
剤あるいはハンダ付などで固定する。
When the optical axis adjustment is completed as described above, in this state, the three components of the cap-equipped light emitter (1), the fiber holder (2) and the fiber terminal are fixed with an epoxy based adhesive or solder.

[発明が解決しようとする問題点] 上記のような従来の発光モジュールの組立装置では、
光軸調整した後に、エポキシ系の接着剤あるいはハンド
付などで固定することが必要であり、これらの固定方法
は硬化時間が長いことと、人手による作業であるため、
光軸の調整作業から接合作業までの組立時間が長くかか
り、生産性が上がらないという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional light emitting module assembling apparatus described above,
After adjusting the optical axis, it is necessary to fix with an epoxy adhesive or with a hand, etc., because these fixing methods require a long curing time and manual work,
There has been a problem that it takes a long assembling time from the optical axis adjusting work to the joining work, and the productivity cannot be improved.

この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、熟練作業者の経験に頼らずに一般の作業者が短
時間に発光モジュールを組立が可能になる発光モジュー
ルの組立方法および組立装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and a method and an apparatus for assembling a light emitting module that enables a general worker to assemble a light emitting module in a short time without relying on the experience of a skilled worker. Aim to get.

[問題点を解決するための手段] この発明に係る発光モジュールの組立方法は、 キャップ付発光器と、光ファイバーを保持したファイ
バー端末と、上記ファイバー端末が挿入されるファイバ
ーホルダーとを具備し、 上記ファイバー端末を上記ファイバーホルダーに挿入
した状態で上記キャップ付発光器からの光が上記光ファ
イバーに最適結合するように上記ファイバー端末を移動
させる工程、 上記ファイバー端末を移動させることにより上記キャ
ップ付発光器と光ファイバーとの最適光結合位置を検出
し、その位置状態で上記ファイバー端末とファイバーホ
ルダーとをレーザ溶接して光軸(z軸)方向を固定する
工程、 上記キャップ付発光器からの光が上記光ファイバーに
最適結合する位置を、上記キャップ付発光器とファイバ
ー端末を固定したファイバーホルダーとをx,yの二次元
内で相対的に移動させることにより検出し、その位置状
態で上記キャップ付発光器とファイバーホルダーをレー
ザ溶接する工程の順序で組立てるようにしたものであ
る。
[Means for Solving Problems] A method for assembling a light emitting module according to the present invention comprises: a light emitter with a cap; a fiber terminal holding an optical fiber; and a fiber holder into which the fiber terminal is inserted, A step of moving the fiber terminal so that light from the light emitter with the cap is optimally coupled to the optical fiber in a state where the fiber terminal is inserted into the fiber holder, and the light emitter with the cap by moving the fiber terminal. The step of detecting the optimum optical coupling position with the optical fiber and laser-welding the fiber terminal and the fiber holder in that position to fix the optical axis (z-axis) direction. The optimal connection position for the Detected by relatively moving the specified fiber holder in two dimensions of x and y, and at that position, the capped light emitter and the fiber holder can be assembled in the order of laser welding. is there.

また、この発明の発光モジュールの組立方法は、 キャップ付発光器と、光ファイバーを保持したファイ
バー端末と、上記ファイバー端末が挿入されるファイバ
ーホルダーとを具備し、 上記キャップ付発光器をx軸、y軸方向に、また上記
ファイバー端末を上記ファイバーホルダーに挿入した状
態で光軸(z軸)方向に移動させて上記キャップ付発光
器からの光が上記光ファイバーに最大入射する位置を検
出する第1の工程、 上記第1の工程後に、上記ファイバー端末とファイバ
ーホルダーとをレーザ溶接して光ファイバーとキャップ
付発光器のz軸方向を固定する第2の工程、 上記第2の工程後に、上記キャップ付発光器からの光
が上記光ファイバーに最大入射する位置を、上記キャッ
プ付発光器をx,yの二次元内に移動させて検出する第3
の工程、 上記第3の工程後に、上記キャップ付発光器とファイ
バーホルダーとをレーザ溶接して光ファイバーとキャッ
プ付発光器のx,y軸方向を固定する第4の工程の順序で
組立てるようにしたものである。さらに、この発明に係
る発光モジュールの組立装置は、第1の手段として、xy
面内を移動可能なステージの上に回転が可能なステージ
を取りつけて、その上にキャップ付発光器を設定できる
ようにしており、第2の手段は第1の手段のx方向、y
方向、θ方向のステージにより発光源の位置をxyθ軸の
三次元内で移動させると共に、光ファイバーの取付けら
れたステージをz方向で動かして、光ファイバーを最も
効率良く光が入射するようにマイクロプロセッサにより
パワーモニタしながら各ステージ(x、y、z、θ軸)
を移動させて光軸調整を行う。
Also, the method for assembling a light emitting module of the present invention comprises a light emitter with a cap, a fiber terminal holding an optical fiber, and a fiber holder into which the fiber terminal is inserted. A first position is detected in which the light from the capped light-emitter is maximally incident on the optical fiber by moving in the axial direction and in the optical axis (z-axis) direction with the fiber end inserted in the fiber holder. Step, after the first step, laser welding the fiber terminal and the fiber holder to fix the optical fiber and the light emitter with a cap in the z-axis direction, and after the second step, the light emission with the cap The position where the light from the optical device is incident on the optical fiber at maximum is detected by moving the light source with the cap in two dimensions of x and y.
After the third step, the capped light emitter and the fiber holder are laser-welded to assemble the optical fiber and the capped light emitter in the x and y axis directions in the fourth step. It is a thing. Further, the device for assembling the light emitting module according to the present invention is, as a first means, xy
The rotatable stage is mounted on the stage movable in the plane, and the light emitter with a cap can be set on the stage. The second means is the x direction of the first means, y
And the θ-direction stage move the position of the light source within the three dimensions of the xy θ-axis, and move the optical fiber mounted stage in the z-direction by the microprocessor so that the light enters the optical fiber most efficiently. Each stage (x, y, z, θ axis) while monitoring power
Move to adjust the optical axis.

第3の手段は第2の手段により光軸調整された発光源
と光ファイバーのz軸方向を固定する為にz軸用対物レ
ンズと発光モジュールの位置を設定できる機構及び制御
系を持っている。次に第4の手段は光ファイバーと発光
源の光軸方向に垂直な面つまりxy軸方向を固定する為に
発光モジュールのキャップ付発光器とファイバーホルダ
ーの付き合わせ部の周上での溶接ケ所がマイクロプロセ
ッサからの指示で自動的に設定できる機構及び制御系を
持っている。そして、第5の手段としては、光軸調整装
置のマイクロプロセッサからの要求に応じて、第3の手
段又は第4の手段と連動してYAG溶接を行うためにz軸
固定用又はxy面固定用対物レンズへ必要なパワーのレー
ザ光を分配するためのシステム制御装置を持っている。
The third means has a mechanism and control system capable of setting the positions of the z-axis objective lens and the light-emitting module in order to fix the z-axis direction of the light emitting source whose optical axis is adjusted by the second means and the optical fiber. Next, the fourth means is to fix the optical fiber and the surface perpendicular to the optical axis direction of the light emitting source, that is, the xy axis direction, in order to fix the light emitting module with the cap of the light emitting module and the welding place on the circumference of the fitting part of the fiber holder It has a mechanism and control system that can be automatically set by instructions from the microprocessor. And, as a fifth means, in response to a request from the microprocessor of the optical axis adjusting device, in order to perform YAG welding in cooperation with the third means or the fourth means, z axis fixing or xy surface fixing is performed. It has a system controller for distributing the laser light of the necessary power to the objective lens for use.

[作用] この発明においては、エポキシ系樹脂やハンダの代り
にAGレーザ溶接を使用することと、そのような構造の製
品を製造できる光軸調整からYAGレーザ溶接により接合
する作業までの一連作業が従来に比べて短時間で行える
ようにしたものである。
[Operation] In the present invention, the AG laser welding is used in place of the epoxy resin and the solder, and a series of operations from the optical axis adjustment capable of producing a product having such a structure to the operation of joining by YAG laser welding are performed. This is done in a shorter time than in the past.

さらに、θ方向に回転するステージを追加したことに
より、光軸調整時のθ軸の回転を自動的にマイクロプロ
セッサにより制御できるようになったことと、光軸調整
後のxy面内のYAG溶接による固定も同一のθステージを
回転させることにより発光モジュールの周上に複数ケ所
の溶接を自動的に行うことができる。
Furthermore, by adding a stage that rotates in the θ direction, the rotation of the θ axis when adjusting the optical axis can be automatically controlled by a microprocessor, and YAG welding in the xy plane after adjusting the optical axis is possible. In the case of fixing by the above, by rotating the same θ stage, it is possible to automatically weld a plurality of places on the circumference of the light emitting module.

[実施例] まず、この発明の発光モジュールの組立装置を説明す
る前にこの発明の対象となる発光モジュールの構造とそ
の組立作業フローについて以下に説明する。
[Embodiment] First, the structure of a light emitting module which is the subject of the present invention and the assembling work flow thereof will be described below before describing the light emitting module assembling apparatus of the present invention.

第5図はこの発明の対象とする発光モジュールの構造
を示す図であり、(1)はキャップ付発光器、(2)は
光ファイバーを保持するためのファイバーホルダー、
(3)は光ファイバー、(4)は半導体レーザや発光ダ
イオード等の発光素子、(5)は球レンズ、(6)はフ
ァイバー端末、(7)は発光モジュールから外部機器へ
光を送り出すファイバー出射端、(8)はファイバーホ
ルダー(2)とファイバー端末(6)を溶接して固定す
るためのz軸固定用溶接ケ所、(9)はキャップ付発光
器(1)とファイバーホルダー(2)を溶接して固定す
るためのxy面固定用溶接ケ所である。
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a light emitting module which is an object of the present invention, (1) is a light emitting device with a cap, (2) is a fiber holder for holding an optical fiber,
(3) is an optical fiber, (4) is a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode, (5) is a spherical lens, (6) is a fiber terminal, and (7) is a fiber emitting end for sending light from the light emitting module to an external device. , (8) is a welding place for fixing the z axis for welding and fixing the fiber holder (2) and the fiber end (6), and (9) is welding the light emitter (1) with a cap and the fiber holder (2). It is a welding place for fixing the xy plane for fixing.

組立装置が対象とする部品はキャップ付発光器(1)
とファイバーホルダー(2)と光ファイバー(3)の3
部品であり、組立とはこの3部品を最適な位置に調整し
固定することをいう。
The target parts of the assembly device are the light emitters with caps (1)
And fiber holder (2) and optical fiber (3) 3
These are parts, and assembling means adjusting and fixing these three parts at optimal positions.

発光素子(4)から出た光は球レンズ(5)により集
光されて光ファイバー端末(6)で保持された光ファイ
バー(3)へ入射してファイバー出射端(7)から外部
機器へ出射される。
The light emitted from the light emitting element (4) is condensed by the spherical lens (5), enters the optical fiber (3) held by the optical fiber terminal (6), and is emitted from the fiber emitting end (7) to an external device. .

ファイバー端末(6)の位置を移動しながら、ファイ
バー出射端(7)からの光の量をモニタすると、パワー
が最大になる位置が存在するが、その状態でz軸固定溶
接ケ所(8)でYAGレーザを矢印の方向へ発射してファ
イバーホルダー(2)とファイバー端末(6)を溶接し
てz軸(第5図の高さ方向)方向を固定し、次にxy面固
定溶接ケ所(9a)と(9b)から同時にYAGレーザを発射
して固定する。
When the amount of light from the fiber output end (7) is monitored while moving the position of the fiber terminal (6), there is a position where the power becomes maximum, but in that state, at the z-axis fixed welding station (8). The YAG laser is fired in the direction of the arrow to weld the fiber holder (2) and the fiber end (6) to fix the z-axis (height direction in FIG. 5) direction, and then the xy surface fixed welding station (9a ) And (9b) simultaneously emit YAG laser and fix.

第6図は第5図で示される構造を持った発光モジュー
ルの組立作業のフローチャートである。簡単に説明する
と、光軸調整装置にキャップ付発光器(1)とファイバ
ーホルダー(2)と光ファイバー(3)のファイバー端
末(6)を作業者が部品装着(10)して、光軸調整装置
のスタートを行う。
FIG. 6 is a flowchart of the assembling work of the light emitting module having the structure shown in FIG. Briefly, the worker mounts parts (10) on the optical axis adjusting device of the light emitter (1) with the cap, the fiber holder (2), and the fiber end (6) of the optical fiber (3), and the optical axis adjusting device. To start.

すると光軸調整装置はキャップ付発光器(1)から出
てくる光線の位置を見つけるため、キャップ付発光器
(1)がxy平面内を等間隔で移動して光ファイバー
(3)へ光が入射する位置へ移動する動作を行う。この
光線捜索(11)で見つかった位置をスタート点にして、
光ファイバー(3)へ光が最も大きく入射する位置をxy
zの三次元内で見つける動作(xyzピークサーチ(12))
を行う。次にこの時のパワーレベルの確認(13)を行
い、基準レベル以下の場合は、作業者が光ファイバーを
θ軸方向に回転して、治具に取付けなおす作業(θ軸回
転(14))を行って、xyzピークサーチ(12)とパワー
レベルの確認(13)を繰り返し、光ファイバー(3)へ
の光の入射レベルが基準レベルを越えた時に、その位置
を固定するために、ファイバーホルダー(2)とファイ
バー端末(6)をYAG溶接により固定する作業(z軸YAG
溶接(15))を行って発光素子(4)とファイバー端末
(6)の間隔を固定する。YAGレーザで溶接を行うとフ
ァイバー端末(6)の位置がxy面内で位置ずれを生ずる
ので、再び光ファイバー(3)へ光が最も多く入射する
位置をxy面内で捜す作業(xyピークサーチ(16))を光
軸調整装置を使って行う。次にパワーが最も入射するよ
うになった位置でキャップ付発光器(1)とファイバー
ホルダー(2)を向い合ったxy面固定溶接ケ所(9a)と
(9b)から同時にYAGレーザを発射して固定する作業(x
y面YAG溶接(17))を行う。発光モジュールは円筒で出
来ているので、xy面の固定は付き合わせ部分の円周上で
数点(例えば2点×4回)行って引張強度等に耐えられ
るように製造する。
Then, the optical axis adjusting device finds the position of the light beam emitted from the cap-equipped light emitter (1), so that the cap-equipped light emitter (1) moves at regular intervals in the xy plane and the light enters the optical fiber (3). Perform the operation to move to the position. Starting from the position found in this ray search (11),
The position where the light is most incident on the optical fiber (3) is xy
Finding in 3D of z (xyz peak search (12))
I do. Next, check the power level at this time (13). If the power level is below the reference level, the worker must rotate the optical fiber in the θ-axis direction and reattach it to the jig (θ-axis rotation (14)). Repeat the xyz peak search (12) and check the power level (13). When the light incident level on the optical fiber (3) exceeds the reference level, the fiber holder (2 ) And the fiber end (6) are fixed by YAG welding (z-axis YAG
Welding (15) is performed to fix the distance between the light emitting element (4) and the fiber end (6). When welding is performed with a YAG laser, the position of the fiber end (6) is displaced in the xy plane, so work to search the position in the xy plane where most light again enters the optical fiber (3) (xy peak search ( 16)) is performed using the optical axis adjustment device. Next, the YAG laser is simultaneously emitted from the xy surface fixed welding stations (9a) and (9b) facing the light emitter with cap (1) and the fiber holder (2) at the position where the power is most incident. Work to fix (x
Perform YAG YAG welding (17)). Since the light emitting module is made of a cylinder, the xy plane is fixed at several points (for example, 2 points × 4 times) on the circumference of the abutting portion, and is manufactured so as to withstand the tensile strength.

よって、最初のxy面固定溶接ケ所(9)での溶接後
は、全周溶接の完了確認(18)がOKになるまで発光モジ
ュールを溶接角度回転(19)を行ってxy面YAG溶接(1
7)を繰り返し、全周溶接が完了すると、光軸の調整作
業と接合作業が終了し、発光モジュールの主な組立作業
が終了する。
Therefore, after the first welding at the xy surface fixed welding place (9), the light emitting module is rotated by the welding angle (19) until the confirmation of completion of the entire circumference welding (18) is OK, and the XY surface YAG welding (1
When 7) is repeated and the entire circumference welding is completed, the optical axis adjustment work and the joining work are completed, and the main assembly work of the light emitting module is completed.

以上で、この発明が対象とする発光モジュールの構造
及び組立作業フローについて説明を行って来たが、次の
この組立作業を行うための装置について説明する。
The structure of the light emitting module and the assembly work flow to which the present invention is directed have been described above. Next, a device for performing this assembly work will be described.

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であ
り、第2図は第1図のステージ関係の機構を示すもので
あり、(20)〜(22),(24)〜(32)は上記従来装置
と全く同一のものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a stage-related mechanism of FIG. 1, which is (20) to (22), (24) to (32). Is exactly the same as the above conventional device.

図において、(23)はYAGレーザ溶接機、(33)はYAG
溶接のためのレーザレベル、パルス巾等を設定するため
のレーザ制御装置、(34)はレーザ発振器、(35)はレ
ーザ発振器(34)からのレーザを分配するための分岐ユ
ニット、(36)はYAG溶接のためのz軸固定用対物レン
ズ、(37)はxy面固定用対物レンズ、(38)は各ステー
ジを乗せると共に、水平方向の基準面になる水平定盤、
(39)は水平定盤(38)に垂直でありz軸方向に移動す
るステージ3(24c)を固定するための垂直定盤、(4
0)はファイバーホルダー用保持治具、(41)は光ファ
イバー用保持治具、(42)はz軸固定用対物レンズ(3
6)の位置を保持するためのマグネットスタンドであ
る。
In the figure, (23) is a YAG laser welder and (33) is a YAG laser welder.
A laser controller for setting a laser level, pulse width, etc. for welding, (34) a laser oscillator, (35) a branch unit for distributing a laser from the laser oscillator (34), and (36) a Objective lens for fixing z-axis for YAG welding, (37) objective lens for fixing xy plane, (38) horizontal surface plate which is a reference plane in the horizontal direction while mounting each stage.
(39) is a vertical surface plate for fixing the stage 3 (24c) which is vertical to the horizontal surface plate (38) and moves in the z-axis direction, (4
0) is a holding jig for the fiber holder, (41) is a holding jig for the optical fiber, and (42) is an objective lens for fixing the z-axis (3
It is a magnetic stand for holding the position of 6).

この発明の一実施例の発光モジュールの組立装置は上
記のように構成され、発光モジュール(20)を組立てる
ためには、キャップ付発光器(1)のリード端子をソケ
ット(29)に挿入して、次にファイバーホルダー(2)
及び光ファイバー(3)の部品を光軸調整装置に取りつ
け、ファイバー出射端(7)を光センサー(30)に接続
し、操作盤(30)からスタートボタンを押すと、マイク
ロプロセッサ(27)へ信号が送られ、光素子ドライバ
(28)を経由してソケット(29)からキャップ付発光器
(1)へ電流が送られる。そして、キャップ付発光器
(1)から出た光は光ファイバー(3)を通って光セン
サ(30)によって光から電気に変換され検出器(31)に
て、そのパワーレベルが検出されてマイクロプロセッサ
(27)へ送られる。マイクロプロセッサ(27)ではこの
光のレベルの値とその時のx軸、y軸、z軸方向を移動
するそれぞれのステージ1(24a)、ステージ2(24
b)、ステージ3(24c)の位置の情報を記憶しておく。
The device for assembling the light emitting module according to the embodiment of the present invention is configured as described above. To assemble the light emitting module (20), the lead terminal of the light emitter with a cap (1) is inserted into the socket (29). , Then the fiber holder (2)
And attach the parts of optical fiber (3) to the optical axis adjustment device, connect the fiber output end (7) to the optical sensor (30), and press the start button from the operation panel (30) to send a signal to the microprocessor (27). Is sent, and current is sent from the socket (29) to the capped light emitter (1) via the optical element driver (28). Then, the light emitted from the capped light emitter (1) passes through the optical fiber (3) and is converted from light to electricity by the optical sensor (30), and its power level is detected by the detector (31) and the microprocessor Sent to (27). In the microprocessor (27), the value of this light level and the respective stage 1 (24a) and stage 2 (24) that move in the x-axis, y-axis, and z-axis directions at that time.
b), information on the position of the stage 3 (24c) is stored.

マイクロプロセッサ(27)はドライバー(26a)、ド
ライバー(26b)、ドライバー(26c)からそれぞれに対
応したモータ(25a)、モータ(25b)、モータ(25c)
を経由してステージ1(24a)、ステージ2(24b)、ス
テージ3(24c)を移動させながら、検出器(31)から
のパワーが最大になる点を見つけていく。
The microprocessor (27) includes a driver (26a), a driver (26b), a motor (25a) corresponding to the driver (26c), a motor (25b), and a motor (25c).
While moving the stage 1 (24a), the stage 2 (24b), and the stage 3 (24c) via, the point where the power from the detector (31) becomes maximum is found.

以上のようにして光軸調整を完了すると、その状態
で、キャップ付発光器(1)とファイバーホルダー
(2)及びファイバー端末の3部品をYAGレーザ溶接機
(23)からのYAGレーザをz軸固定用対物レンズ(36)
及びxy面固定用対物レンズ(37)により溶接して固定す
る。
When the optical axis adjustment is completed as described above, the YAG laser from the YAG laser welding machine (23) is applied to the z-axis of the three parts of the light emitter with cap (1), the fiber holder (2) and the fiber terminal in that state. Fixed objective lens (36)
And the xy plane fixing objective lens (37) for welding and fixing.

レーザ制御装置(33)は作業者からの指令を受けると
レーザ発振器(34)へトリガー信号を送るとともに、あ
らかじめ設定されたレーザのレベルとパルス巾の情報に
より発せらたレーザ光を分岐ユニット(35)へ送られ、
分岐ユニット(35)ではレーザ制御装置(33)からの情
報によりz軸固定用対物レンズ(36)又はxy面固定用対
物レンズ(37)の一方へYAGレーザを供給する。作業者
が、z軸固定用溶接ケ所(8)の溶接を終了後対物レン
ズをxy面固定用溶接ケ所(9)へ移動させて使用する場
合には、z軸用対物レンズ(36)とxy面固定用対物レン
ズ(37)は兼用できることは自明のことであり分岐ユニ
ット(35)も不要である。
Upon receiving a command from the operator, the laser control device (33) sends a trigger signal to the laser oscillator (34) and splits the laser light emitted by preset laser level and pulse width information (35). ) Sent to
The branch unit (35) supplies the YAG laser to one of the z-axis fixing objective lens (36) or the xy plane fixing objective lens (37) according to the information from the laser control device (33). When the operator moves the objective lens to the xy-plane fixing welding station (9) after welding at the z-axis fixing welding station (8) and uses it, the z-axis objective lens (36) and xy It is obvious that the surface fixing objective lens (37) can also be used, and the branch unit (35) is also unnecessary.

次にステージの構成について説明する。水平定盤(3
8)の上にx軸方向に移動するステージ1(24a)が在
り、その上にy軸方向に移動するステージ2(24b)が
配置されており、キャップ付発光器(1)はステージ2
(24b)の上に保持される。ファイバーホルダー(2)
はキャップ付発光器(1)の上にのせ垂直定盤(39)に
連結されたファイバーホルダー用保持治具(40)に固定
される。
Next, the structure of the stage will be described. Horizontal surface plate (3
The stage 1 (24a) that moves in the x-axis direction is on top of 8), and the stage 2 (24b) that moves in the y-axis direction is placed on the stage 1 (24a).
Retained on (24b). Fiber holder (2)
Is mounted on the light emitter (1) with a cap and fixed to a holding jig (40) for a fiber holder connected to a vertical surface plate (39).

そしてファイバー端末(6)はファイバーホルダー
(2)に多小挿入した状態で光ファイバー用保持治具
(41)に固定され、光ファイバー保持治具(41)はステ
ージ3(24c)により垂直定盤(39)の上に移動してz
軸方向に上下する。以上は光軸調整に使用されるステー
ジ関係の構造であるが、接合のための位置決めは作業者
によりマグネットスタンド(42)などによりz軸固定用
対物レンズ(36)の位置決めが行われる。
Then, the fiber end (6) is fixed to the optical fiber holding jig (41) in a state of being inserted into the fiber holder (2) in a small number, and the optical fiber holding jig (41) is fixed to the vertical plate (39) by the stage 3 (24c). ) On top of z
Move up and down in the axial direction. The above is the structure related to the stage used for adjusting the optical axis. For the positioning for joining, the operator positions the z-axis fixing objective lens (36) using the magnet stand (42) or the like.

また、第3図はこの発明の他の実施例を示すブロック
図であり、第4図は第1図のステージ関係の機構を示す
図であり、(20)〜(42)は上記従来装置と全く同一の
ものである。(24d)はθ方向に回転するステージ4、
(24e)はz軸固定用対物レンズ(36)を移動させるた
めのステージ5、(43)はシステム全体を制御及び管理
するためのシステム制御装置、(44)はステージ5(24
e)を駆動させるための支点、(45)はxy面固定用対物
レンズ(37)を保持するための保持治具である。
Further, FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing a stage-related mechanism of FIG. 1, and (20) to (42) are the conventional devices described above. They are exactly the same. (24d) is the stage 4 rotating in the θ direction,
(24e) is a stage 5 for moving the z-axis fixing objective lens (36), (43) is a system controller for controlling and managing the entire system, and (44) is a stage 5 (24
e) is a fulcrum for driving, and (45) is a holding jig for holding the objective lens (37) for fixing the xy plane.

上記のように構成された発光モジュールの組立装置に
おいては、第6図の作業フローチャートのうち、部品装
着(10)を除いて全ての作業を自動で行うことが可能に
なる。
In the light emitting module assembling apparatus configured as described above, all the operations in the operation flowchart of FIG. 6 except the component mounting (10) can be automatically performed.

ステージ(24b)の上に取付けられたステージ4(24
d)によりキャップ付発光器(1)を回転させることが
でき、θ軸回転(14)を調整作業が可能になり、パワー
レベルの確認(13)の作業はマイクロプロセッサ(27)
により自動的に判定可能になる。xyzθの4軸方向での
光軸調整作業を終了するとマイクロプロセッサ(27)は
ステージ5(24e)を支点(44)を中心にして回転させ
てz軸固定用対物レンズ(36)を溶接位置まで移動させ
るとともに、システム制御装置(43)へ溶接要求の信号
を出す。すると、システム制御装置(43)からレーザ制
御装置(33)へ送られたデータにより分岐ユニット(3
5)からYAGレーザ光がz軸固定用対物レンズ(36)へ供
給されて、z軸YAG溶接(15)の接業が自動的に行われ
る。xy面内のYAG溶接については、ステージ2(24b)の
上に設定された保持治具(45a)と保持治具(45b)で位
置決めされたxy面固定用対物レンズ(37a)と(37b)に
より同時に向い合った2ケ所から発射されて、次にステ
ージ4(24d)を溶接角度分だけ回転してレーザを発射
する動作を繰り返す。
Stage 4 (24) mounted on the stage (24b)
d) The light emitter with cap (1) can be rotated, the θ-axis rotation (14) can be adjusted, and the power level check (13) can be done by the microprocessor (27).
Can automatically determine. When the optical axis adjustment work in the four axes of xyzθ is completed, the microprocessor (27) rotates the stage 5 (24e) around the fulcrum (44) to move the z-axis fixing objective lens (36) to the welding position. Along with the movement, it sends a welding request signal to the system controller (43). Then, according to the data sent from the system controller (43) to the laser controller (33), the branch unit (3
The YAG laser light is supplied from 5) to the z-axis fixing objective lens (36), and the z-axis YAG welding (15) is automatically performed. For YAG welding in the xy plane, the holding jig (45a) set on the stage 2 (24b) and the objective lenses (37a) and (37b) for fixing the xy plane positioned by the holding jig (45b). Are simultaneously fired from two facing places, and then the operation of rotating the stage 4 (24d) by the welding angle and emitting a laser is repeated.

[発明の効果] この発明は以上説明したとおり、光軸調整した後の固
定作業を、エポキシ系の樹脂やハンダで作業者が固定し
た作業をレーザ溶接機を使って瞬時に固定する溶接へ変
更すると共に、光軸調整装置と連動して、光軸調整作業
から固定作業までを従来に比べて短時間で行えるように
したことにより、従来は熟練作業者が長時間をかけて行
っていた発光モジュールの組立作業が簡単に行えるよう
になった。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the fixing work after the optical axis adjustment is changed to the welding in which the work fixed by the worker with the epoxy resin or the solder is instantly fixed using the laser welding machine. In addition, by linking with the optical axis adjustment device, it is possible to perform the optical axis adjustment work and the fixing work in a shorter time than before, so that a skilled worker conventionally took a long time to emit light. Module assembly work has become easier.

さらに、この発明は、機構的には回転するステージを
追加することにより、光軸調整作業とxy面固定用の溶接
角度回転にも使用できるようにして、マイクロプロセッ
サで自動的に光軸調整を行い、接合をシステム制御装置
の制御で自動的に行えるようにしたことにより、従来は
熟練作業者が長時間かけて行っていた発光モジュールの
組立作業が簡単に行えるようになった。
Furthermore, this invention can be used for optical axis adjustment work and welding angle rotation for fixing the xy plane by adding a mechanically rotating stage, and the optical axis adjustment is automatically performed by the microprocessor. By performing the bonding and automatically performing the bonding under the control of the system control device, it becomes possible to easily perform the assembly work of the light emitting module, which has conventionally been performed by a skilled worker for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図のステージ関係の機構を示す図、第3図はこの
発明の他の実施例を示すブロック図、第4図は第3図の
ステージ関係の機構を示す図、第5図は対象とする発光
モジュールの構造を説明するための図、第6図は発光モ
ジュールの組立作業フローを説明するための図、第7図
は従来の組立装置を示すブロック図である。 図において、(1)はキャップ付発光器、(2)はファ
イバーホルダー、(3)は光ファイバー、(4)は発光
素子、(5)は球レンズ、(6)はファイバー端末、
(7)はファイバー出射端、(8)はz軸固定用溶接ケ
所、(9)はxy面固定用溶接ケ所、(10)は部品装着、
(11)は光線捜索、(12)はxyzピークサーチ、(13)
はパワーレベルの確認、(14)はθ軸回転、(15)はz
軸YAG溶接、(16)はxyピークサーチ、(17)はxy面YAG
溶接、(18)は全周溶接の完了確認、(19)は溶接角度
回転、(20)は発光モジュール、(21)は光軸調整装置
のステージ部、(22)は光軸調整装置の制御部、(23)
はYAGレーザ溶接機、(24)はステージ、(25)はモー
タ、(26)はドライバー、(27)はマイクロプロセッ
サ、(28)は光素子ドライバ、(29)はソケット、(3
0)は光センサー、(31)は検出器、(32)は操作盤、
(33)はレーザ制御装置、(34)はレーザ発振器、(3
5)は分岐ユニット、(36)はz軸固定用対物レンズ、
(37)はxy面固定用対物レンズ、(38)は水平定盤、
(39)は垂直定盤、(40)はファイバーホルダー用保持
治具、(41)は光ファイバー用保持治具、(42)はマグ
ネットスタンド、(43)はシステム制御装置、(44)は
支点、(45)は保持治具である。 なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。
1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a stage-related mechanism of FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a stage-related mechanism in FIG. 3, FIG. 5 is a diagram for explaining a structure of a target light emitting module, FIG. 6 is a diagram for explaining an assembling work flow of the light emitting module, and FIG. The figure is a block diagram showing a conventional assembling apparatus. In the figure, (1) is a light emitter with a cap, (2) is a fiber holder, (3) is an optical fiber, (4) is a light emitting element, (5) is a spherical lens, (6) is a fiber terminal,
(7) is a fiber output end, (8) is a welding place for fixing the z-axis, (9) is a welding place for fixing the xy plane, (10) is component mounting,
(11) ray search, (12) xyz peak search, (13)
Is the power level confirmation, (14) is the θ axis rotation, (15) is z
Axis YAG welding, (16) xy peak search, (17) xy plane YAG
Welding, (18) Confirmation of completion of full circumference welding, (19) Rotation of welding angle, (20) Light emitting module, (21) Stage part of optical axis adjusting device, (22) Control of optical axis adjusting device Division, (23)
YAG laser welder, (24) stage, (25) motor, (26) driver, (27) microprocessor, (28) optical device driver, (29) socket, (3
0) is an optical sensor, (31) is a detector, (32) is a control panel,
(33) is a laser controller, (34) is a laser oscillator, (3
5) is a branch unit, (36) is an objective lens for fixing the z-axis,
(37) is an objective lens for fixing the xy plane, (38) is a horizontal surface plate,
(39) is a vertical surface plate, (40) is a fiber holder holding jig, (41) is an optical fiber holding jig, (42) is a magnetic stand, (43) is a system controller, (44) is a fulcrum, (45) is a holding jig. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】キャップ付発光器と、光ファイバーを保持
したファイバー端末と、上記ファイバー端末が挿入され
るファイバーホルダーとを具備し、 (a)上記ファイバー端末を上記ファイバーホルダーに
挿入した状態で上記キャップ付発光器からの光が上記光
ファイバーに最適結合するように上記ファイバー端末を
移動させる工程、 (b)上記ファイバー端末を移動させることにより上記
キャップ付発光器と光ファイバーとの最適光結合位置を
検出し、その位置状態で上記ファイバー端末とファイバ
ーホルダーとをレーザ溶接して光ファイバーとキャップ
付発光器のz軸方向を固定する工程、 (c)上記キャップ付発光器からの光が上記光ファイバ
ーに最適結合する位置を、上記キャップ付発光器とファ
イバー端末を固定したファイバーホルダーとをx,yの二
次元内で相対的に移動させることにより検出し、その位
置状態で上記キャップ付発光器とファイバーホルダーを
レーザ溶接する工程の順序で組立てることを特徴とする
発光モジュールの組立方法。
1. A light emitter with a cap, a fiber terminal holding an optical fiber, and a fiber holder into which the fiber terminal is inserted. (A) The cap in a state where the fiber terminal is inserted into the fiber holder. Moving the fiber terminal so that the light from the light-emitter with a light is optimally coupled to the optical fiber; and (b) moving the fiber end to detect an optimum optical coupling position between the light-emitter with a cap and the optical fiber. Laser-welding the fiber end and the fiber holder in that position to fix the optical fiber and the capped light emitter in the z-axis direction, (c) the light from the capped light emitter is optimally coupled to the optical fiber. Set the position to the fiber ho Of the light-emitting module characterized by assembling in order of laser welding the light-emitting device with a cap and the fiber holder in that position state by detecting relative movement in the two dimensions of x and y. Assembly method.
【請求項2】キャップ付発光器と、光ファイバーを保持
したファイバー端末と、上記ファイバー端末が挿入され
るファイバーホルダーとを具備し、 (a)上記キャップ付発光器をx軸、y軸方向に、また
上記ファイバー端末を上記ファイバーホルダーに挿入し
た状態で光軸(z軸)方向に移動させて上記キャップ付
発光器からの光が上記光ファイバーに最大入射する位置
を検出する工程、 (b)上記(a)工程後に、上記ファイバー端末とファ
イバーホルダーとをレーザ溶接して光ファイバーとキャ
ップ付発光器のz軸方向を固定する工程、 (c)上記(b)工程後に、上記キャップ付発光器から
の光が上記光ファイバに最大入射する位置を、上記キャ
ップ付発光器をx,yの二次元内に移動させて検出する工
程、 (d)上記(c)工程後に、上記キャップ付発光器とフ
ァイバーホルダーとをレーザ溶接して光ファイバーとキ
ャップ付発光器のx,y軸方向を固定する工程の順序で組
立てることを特徴とする発光モジュールの組立方法。
2. A light emitter with a cap, a fiber terminal holding an optical fiber, and a fiber holder into which the fiber terminal is inserted, (a) the light emitter with a cap in the x-axis and y-axis directions, The step of moving the fiber terminal in the optical axis (z-axis) direction with the fiber terminal inserted in the fiber holder to detect the position where the light from the capped light-emitter is incident on the optical fiber at the maximum, (b) After the step a), the fiber end and the fiber holder are laser-welded to fix the optical fiber and the light emitter with a cap in the z-axis direction, (c) After the step (b), the light from the light emitter with the cap is used. Detecting the maximum incident position on the optical fiber by moving the capped light emitter in two dimensions x, y, (d) after the step (c), A method for assembling a light emitting module, characterized in that the light emitter with a cap and the fiber holder are laser-welded to assemble the optical fiber and the light emitter with a cap in the x and y axis directions in this order.
【請求項3】キャップ付発光器をx方向、y方向及びθ
方向に移動可能な第1の手段と、前記第1の手段により
キャップ付発光器をx,y,θの三次元内で移動させると共
に光ファイバーをz方向に移動させて光ファイバーへ最
も光が入射する位置を求める第2の手段と、前記第2の
手段を動作後に光ファイバーとキャップ付発光器のz軸
方向を固定するための溶接位置を設定する第3の手段
と、前記第3の手段の動作後に光ファイバーとキャップ
付発光器のxy軸方向を固定するために発光モジュールの
周上の溶接位置を設定する第4の手段と、前記第3およ
び第4の手段と連動してそれぞれ設定された溶接位置に
レーザ溶接機からのレーザ光を分配するための第5の手
段とを具備したことを特徴とする発光モジュールの組立
装置。
3. A light emitting device with a cap is provided in an x direction, ay direction and a θ direction.
First means movable in the direction, and by the first means, the capped light emitter is moved in the three dimensions of x, y, and θ, and the optical fiber is moved in the z direction so that the light is most incident on the optical fiber. Second means for determining the position, third means for setting a welding position for fixing the optical fiber and the light emitter with a cap in the z-axis direction after operating the second means, and the operation of the third means Fourth means for setting the welding position on the circumference of the light emitting module to fix the xy axis direction of the optical fiber and the light emitter with a cap later, and welding set in conjunction with the third and fourth means, respectively. And a fifth means for distributing the laser light from the laser welding machine to the position.
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