(57)【要約】【課題】光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を自動的に位置合わせ（調芯）を行って、接続部位を有効に接着する接着方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、上記接続部位を通過する通過光の変化を観測しながら、該通過光の評価値が最適となるように確率的探索アルゴリズムに従って光ファイバ・アレイの光軸を並列的に変化させることで光ファイバ・アレイの前記導波路に対する光軸の調芯のための位置合わせを一括して行い、該調芯方法に基づき上記接続部位を接着する接着方法において、接着用のＵＶ硬化樹脂を塗布し該未硬化のＵＶ硬化樹脂を塗布した状態で前記確率的探索アルゴリズムの調芯を行い、上記調芯過程において上記未硬化のＵＶ硬化樹脂の塗布不均一性等に起因するノイズによる上記探索過程における誤差を再評価により除去し、該調芯完了後にＵＶ光を照射することにより前記光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位の接着を行う。【選択図】  図13
2006195067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を通過する通過光の変化を観測しながら、
該通過光の評価値が最適となるように確率的探索アルゴリズムに従って前記光ファイバ・
アレイの光軸を並列的に変化させることで前記光ファイバ・アレイの前記導波路に対する
光軸の調芯のための位置合わせを一括して行い、該調芯方法に基づき上記光ファイバ・ア
レイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法において、
上記確率的探索アルゴリズムによる上記調芯開始前に上記接着用のＵＶ硬化樹脂を塗布
して、該未硬化のＵＶ硬化樹脂を塗布した状態で前記確率的探索アルゴリズムの調芯を行
い、該調芯過程において上記未硬化のＵＶ硬化樹脂の塗布不均一性等に起因するノイズに
よる上記探索過程における誤差を再評価により除去し、前記調芯完了後にＵＶ光を照射す
ることにより前記光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位の接着を行うことを特徴と
する光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法。
【請求項２】
前記確率的探索アルゴリズムによる上記調芯過程において、選ばれた親個体２つから交
叉及び突然変異を経て上記各親個体毎にそれぞれ子個体２つが生成され、上記２つの親個
体と２つの子個体から適応度の高い２つの個体が選ばれ、その後上記２つの親個体と上記
適応度の高い２つの個体とを置換して評価し、該評価値が所定値を越えるまで前記確率的
探索アルゴリズムを繰り返すことを特徴とする前記請求項１記載の光ファイバ・アレイと
光導波路間の接続部位を接着する接着方法。
【請求項３】
前記選ばれた適応度の高い２つの個体について、次の前記確率的探索アルゴリズムにおけ
る親個体として再度適応度の評価をやり直してから、前記各親個体毎にそれぞれ子個体２
つが生成され、上記２つの親個体と２つの子個体から適応度の高い２つの個体が選ばれる
過程を、前記繰り返される確率的探索アルゴリズムの所定回数に一回挿入することを特徴
とする前記請求項２記載の光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方
法。
【請求項４】
前記接着方法が、第1および第2の光ファイバ・アレイと、該第1および第2の光ファイバ
・アレイ間に介在する導波路を光学部品として含む光学系の位置合わせ方法であることを
特徴とする前記請求項1〜3の内、いずれか１項記載の光ファイバ・アレイと光導波路間の
接続部位を接着する接着方法。
【請求項５】
遺伝的アルゴリズムに従って複数の前記光学部品の光軸を並列的に変化させて前記通過
光の前記評価値の最適値を探索することを特徴とする前記請求項1〜4の内、いずれか１項
記載の光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法。
【請求項６】
遺伝的アルゴリズムに従って複数の前記光学部品の光軸を並列的に変化させた後に、山
登り法に従って前記評価値の最適値を探索することを特徴とする前記請求項5記載の光フ
ァイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法。
【請求項７】
焼きなまし法に従って複数の前記光学部品の光軸を順次に変化させて前記評価値の最適
値を探索することを特徴とする前記請求項1〜４の内、いずれか１項記載の光ファイバ・
アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法。
【請求項８】
前記評価値として、前記通過光の光強度を用いることを特徴とする前記請求項1〜7の内
、いずれか1項記載の光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法。
【請求項９】
複数の前記光学部品の少なくとも一つを所定の振幅で振動させて前記光学部品の前記光
軸の位置を変化させることで、前記評価値の最適値を探索することを特徴とする前記請求
項1〜8の内、いずれか1項記載の光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する
接着方法。
【請求項１０】
前記光学系は、前記光学部品として、光導波路、光ファイバアレイ、光ファイバ、発光
素子、受光素子、ミラー、レンズのいずれかを含むことを特徴とする前記請求項1〜9の内
、いずれか1項記載の光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法。
【請求項１１】
前記請求項1〜10の内、いずれか1項記載の接着方法に用いられるプログラムであって、
複数の光学部品の複数の接続部位を含む光学系の位置合わせをコンピュータに行わせる位
置合わせプログラムにおいて、
前記光学系を通過する通過光の変化を観測するステップと、前記通過光の評価値が最適
となるように複数の前記光学部品の光軸を並列的に変化させることで複数の前記光学部品
の光軸の位置合わせを一括して行うステップと、をコンピュータに実行させることを特徴
とする位置合わせプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法、特に光フ
ァイバ・アレイと光導波路間の接続部位を通過する通過光の変化を観測しながら、該通過
光の評価値が最適となるように確率的探索アルゴリズムに従って前記光ファイバ・アレイ
の光軸を並列的に変化させることで前記光ファイバ・アレイの前記導波路に対する光軸の
調芯のための位置合わせを一括して行い、該調芯方法に基づき上記光ファイバ・アレイと
光導波路間の接続部位を接着する接着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のIT革命により、大容量の通信路を実現するインフラストラクチャとして光ファイ
バ通信に期待が集まっており、現在ではファイバ・トゥ・ザ・ホーム（FTTH）の実現に向
けて光通信網整備がどの各種施策が展開されている。また、近年の計算機システムにおい
ては、電気配線による配線遅延や、機器間の通信バンド幅の不足といった配線の間題が顕
在化しており、これを解決する手段としても、光通信技術に注目が集まっている。
【０００３】
その光通信の技術的課題のひとつとして、光デバイスの光軸の位置合わせ（調芯）技術
がある。調芯する光デバイスの代表的なものは、光ファイバ同士の接合がある。また、光
ファイバ同士の接続だけではなく、光ファイバと、発光素子、受光素子、光導波路、マイ
クロレンズ等との接続も重要である。光デバイスの接続は、電子部品とは接続原理が基本
的に異なり、接続する端面同士が数百ナノメートルという精度で完全に一致しなければな
らない。そのため、人手による接続では経験と技術をもった熟練者であっても非常に時間
がかかってしまう。この間題を解決するためにこれまでにいくつかの自動調芯システムが
開発されているが（例えば、特許文献1）、同時に調整する自由度（ある物体を動かすこ
とができる方向の数）が4以上ある場合は、位置合わせのための調芯時間が増大し、実用
的でなくなるという技術的課題があった。
【０００４】
特に、高機能な光部品の場合、複数の光部品が組み合わさって構成されるので、調芯す
べき自由度は多い。例えば、光ファイバアレイ、光導波路、光ファイバアレイの複数の部
品が接続されて、ひとつの光モジュールを構成する場合、一方の光ファイバアレイと光導
波路間の調芯に3自由度（上下、左右、回転）、光導波路と他方の光ファイバアレイの調
芯に3自由度（上下、左右、回転）、合計6自由度が存在する。このように自由度が非常に
多い調芯は、現在熟練技術者の職人芸に依存しているために、高機能な光モジュールの製
造コストを大幅に押し上げている。FTTHが爆発的に普及するためには、この光モジュール
を廉価で大量生産できる必要があるといわれている。しかし、この大量生産とコストダウ
ンを阻む大きな要因として、自由度が多い場合の調芯工程が現状の障害として挙げられて
いる。
【０００５】
そこで、同じ発明者は、複数の光学部品の接続等において、位置合わせする箇所と自由
度が多い場合にも実用的な時間で自動的に位置合わせを行うことが可能な位置合わせ技術
を提供するため、また、複数の光学部品の接続等において、位置合わせする箇所と自由度
が多い場合にも、熟練した作業者による介入を必要とすることなく、低コストで位置合わ
せを行うことが可能な位置合わせ技術を提供するため、遺伝的アルゴリズムを用いた光軸
調整方法を提案している。（特開２００２−１２２７５８号公報参照。）
また、さらにこの改良したものとして、既に以下の提案を行っている。（特願２００３
−２７３７２４号。）
Ａ．複数の光学部品の複数の接続部位を含む光学系の位置合わせ方法であって、前記光学
系を通過する通過光の変化を観測しながら、前記通過光の評価値が最適となるように複数
の前記光学部品の光軸を並列的に変化させることで、複数の前記光学部品の光軸の位置合
わせを一括して行う位置合わせ方法。
Ｂ．第1および第2の光ファイバアレイと、前記第1および第2の光ファイバアレイ間に介在
する導波路を光学部品として含む光学系の位置合わせ方法であって、前記光学系を通過す
る通過光の変化を観測しながら、前記通過光の評価値が最適となるように前記第1および
第2の光ファイバアレイの光軸を並列的に変化させることで、前記第1および第2の光ファ
イバアレイの前記導波路に対する光軸の位置合わせを一括して行う位置合わせ方法。
Ｃ．複数の光学部品の複数の接続部位を含む光学系の位置合わせ装置であって、個々の前
記光学部品を支持し、支持した前記光学部品の光軸を微動させる複数の微動支持機構と、
前記光学系に通過させる光を発生する光源と、前記光源から前記光学系を経て到来する通
過光を検出する受光部と、前記光源から前記光学系を経て前記受光部に至る前記通過光の
変化を観測しながら、前記通過光の評価値が最適となるように複数の前記微動支持機構に
よって複数の前記光学部品の各々の光軸を並列的に変化させることで、複数の前記光学部
品の光軸の位置合わせを一括して行う機能を備えた位置合わせ制御部と、を具備した位置
合わせ装置。
Ｄ．第1および第2の光ファイバアレイと、前記第1および第2の光ファイバアレイ間に介在
する導波路を光学部品として含む光学系の位置合わせ装置であって、第1および第2の光フ
ァイバアレイの各々を支持し、支持した前記第1および第2の光ファイバアレイの光軸を微
動させる複数の微動支持機構と、前記光学系に通過させる光を発生する光源と、前記光源
から前記光学系を経て到来する通過光を検出する受光部と、前記光源から前記光学系を経
て前記受光部に至る前記通過光の変化を観測しながら、前記通過光の評価値が最適となる
ように複数の前記微動支持機構によって前記第1および第2の光ファイバアレイの各々の光
軸を並列的に変化させることで、前記導波路に対する前記第1および第2の光ファイバアレ
イの光軸の位置合わせを一括して行う機能を備えた位置合わせ制御部と、を具備した位置
合わせ装置。
Ｅ．複数の光学部品の複数の接続部位を含む光学系の位置合わせをコンピュータに行わせ
る位置合わせプログラムであって、前記光学系を通過する通過光の変化を観測するステッ
プと、前記通過光の評価値が最適となるように複数の前記光学部品の光軸を並列的に変化
させることで複数の前記光学部品の光軸の位置合わせを一括して行うステップと、をコン
ピュータに実行させる位置合わせプログラム。
Ｆ．複数の光学部品の複数の接続部位を含む光学系において、前記光学系を通過する通過
光の変化を観測するステップと、前記通過光の評価値が最適となるように複数の前記光学
部品の光軸を並列的に変化させることで複数の前記光学部品の光軸の位置合わせを一括し
て行うステップと、をコンピュータに実行させる位置合わせプログラムが格納された記録
媒体。
【０００６】
以下、添付図面を参照して、上記従来提案の実施の形態について説明する。
図１は、上記提案の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置の構成
の一例を示す概念図であり、図2および図3は、その一部の構成の一例を示す斜視図および
概念図、図4は、この実施の形態の位置合わせ技術が適用される位置合わせ対象物の一例
を示す斜視図である。
【０００７】
図4に例示されるように、この実施の形態では、位置合わせ対象物として、導波路41に
対して、両側から複数の光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43の光軸の位置合わ
せおよび接合を行う場合を例にとって説明する。すなわち、光ファイバアレイ42（光ファ
イバアレイ43）は、複数本の光ファイバ42a（光ファイバ43a）と、その一端を所定の配列
形状にて束ねて固定するコネクタ部42b（コネクタ部43b）で構成されている。図4の例で
は、簡単のため、一例として、複数の光ファイバ42a（光ファイバ43a）を一列（一次元的
）に配列した場合を例示しているが、n行×m列（m、nは自然数）でm・n本の光ファイバ42
a（光ファイバ43a）を二次元的に配列してもよい。
【０００８】
導波路41は、基板上に形成した図示しない光回路に屈折率の違いなどを利用して光信号
を導くことができるようにしたものであり、たとえば、光ファイバアレイ42の複数の光フ
ァイバ42aと、光ファイバアレイ43の複数の光ファイバ43aの接続切替等の動作が可能な機
能を備えている。
【０００９】
本実施の形態の位置合わせ装置は、図１において、位置合わせ機構部20と、これを制御
および駆動する位置合わせ制御部10および第1微動制御部13、第2微動制御部14と、位置合
わせ機構部20に後述のような調整用の光を供給および検出するための光源部11および光パ
ワーメータ12を備えている。
【００１０】
位置合わせ制御部10は、たとえば、記録媒体60からの情報の読み取りが可能な媒体ドラ
イブ10aを備えたコンピュータで構成されている。そして、この位置合わせ制御部10では
、後述の確率的探索手法の一つである遺伝的アルゴリズムによる位置合わせ（調芯）プロ
グラムがハードデイズク、ROM（読みだし専用メモリ）、光デイスク、光磁気ディスク、
フレキシブルディスク、磁気ディスク、フラッシュメモリ、強誘電体を利用したメモリ、
磁性体を利用したMRAM、バックアップ機能をもつ半導体メモリ、等の記録媒体60に格納さ
れている。また、上記の位置合わせプログラムは、ネットワークを経由して位置合わせ制
御部10に伝送・配信されるものであってもよい。
【００１１】
位置合わせ機構部20は、ベ一ス20aに載置された固定ブロック23と、この固走ブロック2
3を挟んで対向する複数の第1微動ステージ21および第2微動ステージ22を備えている。
図2に例示されるように、第1微動ステージ21は、対向する第2微動ステージ22に対する
対向方向（Z軸方向）に当該第1微動ステージ21の全体を移動させる手動Z1軸21aと、この
第1微動ステージ21の変位を手動調整するための手動Z1ダイヤル31と、手動Z1軸21aに搭載
され、対向する第2微動ステージ22と高さを合わせるためのスペ−サ21bと、手動Z1軸21a
に搭載され、Z軸に直交する水平方向（X方向）の変位を行う微動X1軸21cと、この微動X1
軸21cに搭載され、θ軸部材21hを両側から支持する微動Y11軸21dおよび微動Y12軸21eを備
えている。
【００１２】
θ軸部材21hには、接触センサ21fを介してジョイント機構21iが支持され、このジョイ
ント機構21iには、一方の光ブァイバアレイ42を保持した精密平行ユニット21gが支持され
る。なお、分かりやすさのため、精密平行ユニット21gは、図3にのみ例示されている。
【００１３】
微動X1軸21c、微動Y11軸21d、微動Y12軸21eの変位は、第1微動制御部13から与えられる
駆動信号13aにて制御され、この駆動信号13aは、位置合わせ制御部10からの微動制御信号
10bにて生成される。
【００１４】
そして、微動X1軸21cにて光ファイバアレイ42のX方向の変位（Δx1）が、微動Y11軸21d
および微動Y12軸21eの同一方向および同一量の変位にてY方向の変位（Δy1）が行われ、
さらに二徴動Y11軸21dと微動Y12軸21eの変位の差分にてθ軸部材21hに支持された精密平
行ユニット21g（光ファイバアレイ42）に必要な回転変位（Δθ1）が与えられる。
【００１５】
同様に他方の第2微動ステージ22は、Z方向に当該第2微動ステージ22の全体を移動させ
るための手動Z2軸22aと、この手動Z2軸22aに搭載され、X方向への手動変位を行う手動X軸
22bと、手動Z2軸22aおよび手動X軸22bを動作させる手動Z2ダイヤル32および手動X2ダイヤ
ル33と、これらに搭載された微動X2軸22cと、微動X2軸22cに搭載され、θ軸部材22hを両
側から支持する微動Y21軸22dおよび微動Y22軸22eを備えている。
【００１６】
θ軸部材22hには、接触センサ22fを介してジョイント機構22iが支持され、このジョイ
ント機構22iには、他方の光ファイバアレイ43を保持した精密平行ユニット22gが支持され
る。なお、分かりやすさのため、精密平行ユニット21g、22gは、図3にのみ例示されてい
る。
【００１７】
微動X2軸22c、微動Y21軸22dおよび微動Y22軸22eの変位は、第2微動制御部14から入カさ
れる駆動信号14aにて制御され、この駆動信号14aは、位置合わせ制御部10からの微動制御
信号10bにて生成される。
【００１８】
そして、微動X2軸22cにて、光ファイバアレイ43のX方向の変位（Δx2）が、微動Y21軸2
2dおよび微動Y22軸22eの同一方向および同一量の変位にてY方向の変位（Δy2）が行われ
、さらに、微動Y21軸22dと微動Y22軸22eの変位の差分にて、θ軸部材22hに支持された精
密平行ユニット22g（光ファイバアレイ43）に必要な回転変位（Δθ2）が与えられる。
【００１９】
以下、本実施の形態の作用の一例について説明する。まず、図5のフローチャートを参
照して、導波路41と複数の光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43の位置合わせお
よび接続工程の概路について説明する、
まず、UV（紫外線）硬化接着材を、導波路41の両端面および、その各々の端面に対向す
る光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ42のコネクタ部42bおよび光ファイバアレ
イ43および光ファイバアレイ43のコネクタ部43bの端面に塗布する（ステップSl01）。
【００２０】
次に、導波路41および光ファイバアレイ42、光ファイバアレイ43を、位置合わせ機構部
20の固定ブロック23および第1微動ステージ21の精密平行ユニット21gおよび第2微動ステ
ージ22の精密平行ユニット22gにそれぞれ固定する。そして、入光側の光ファイバアレイ4
2の光ファイバ42aの端部を光源部11に接続し、受光側の光ファイバアレイ43の光ファイバ
43aの端部を光パワーメータ12に接続する（ステップS102）。
【００２１】
次に、第1微動ステージ21側の手動Z1ダイヤル31および第2微動ステージ22側の手動Z2ダ
イヤル32、手動X2ダイヤル33を適宜操作して、導波路41の両端面（接触面）に対して、光
ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43のコネクタ部42bおよびコネクタ部43bの端面
（接触面）の位置を大まかに位置決めする（ステップS103）。
【００２２】
その後、後述のような確率的探索アルゴリズムの一種である遺伝的アルゴリズムを用い
た位置合わせ手法にて、光ファイバアレイ42および光ファィバアレイ43を導波路41に対し
て一括して位置合わせする同時調芯を行う（ステップS104）。
【００２３】
次に、一括合わせ済の、導波路41と光ファイバアレイ42の接合面、および導波路41と光
ファイバアレイ43の接合面に図示しないUV光源からUV光を照射して、UV硬化接着材を硬化
させ、導波路41と二つの光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43が一体に固定され
た光モジュールを得る（ステップS105）。
【００２４】
その後、位置合わせ機構部20から、一体に固定された導波路41と二つの光ファイバアレ
イ42および光ファイバアレイ43からなる光モジュールを取り外す（ステップS106）。
ここで、上述のステップS104の位置合わせ処理について詳細に説明する。本実施の形態
では、図6に示したフローチャートに従い、導波路41に対する二つの光ファイバアレイ42
および光ファイバアレイ43の光軸調整を同時に行う。
【００２５】
この処理手順では、まずステップS1で、光源部11を動作させ人手もしくは従来手法によ
り光ファイバアレイ42、43の光軸の粗調整を行い、さらに位置合わせ制御部10や光パワー
メータ12を初期化する。なお、粗調整後の各光軸座標値を、以下の調整では入光側の基準
点（x10、y10、θ10）、および受光側の基準点（x20、y 20、θ20）yに設定する。次のス
テップS2で、光パワーメータ12での受光強度の評価値12aを位置合わせ制御部10に送り、
次のステップS3で、位置合わせ制御部10は、受光強度（評価値12a）が所定値を超えたか
否かを判定する。
【００２６】
ここで目標値を超えていない場合には、ステップS4（詳細例は、後述する）で、位置合
わせ制御部10が、光パワーメータ12による通過光（伝送光）の観測に基づく確率的探索手
法に従って光軸座標値（x1、y1、θ1、x2、y2、θ2）を変更するための微動制御信号10b
を第1微動制御部13および第2微動制御部14に出力することで調芯を試行し、調芯に失敗し
た場合には、次のステップS5で不良品処理を行った後に当該処理を終了する。そして上記
ステヅプS3で、光学モジュールの性能が所定の仕様を満たすものとなったとの判定が得ら
れた場合には、当該処理を終了する。
【００２７】
ここで、光パワーメータ12の受光強度は、光ファイバアレイ42、43の光軸座標値を引数
とする関数Fで表すことができる。受光強度を最大にすることは、関数Fの最適解を求める
ことと等価である。本実施の形態では、この点に注目し、光ファイバアレイ42、43の光軸
調整に、遺伝的アルゴリズムを適用する。
【００２８】
遺伝的アルゴリズムの参考文献としては、例えば、出版杜ADDISON−WESLEY  PUBLISHIN
G  COMPANY、INC.が1989年に出版した、David    E.  Go1dberg著の「Genetic  A1gorith
ms  in  Search、Optimization、and  Machine  Learning」がある。なお、本実施の形態
でいう遺伝的アルゴリズムとは、進化的計算手法のことをいい、進化的戦術（Evo1ution
Strategy：ES）の手法も含むものである。進化的戦術の参考文献としては、例えば、出
版杜John  Wi1ey  &  Sonsが1995年に出版した、H.  P.  Schwefe1著の「Evo1ution  and
Optimum  Seeking」がある。
【００２９】
第1実施の形態:光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43の双方を微動させる場合
。
遺伝的アルゴリズムの枠組みは、実際のプログラミングの詳細を規定しない緩やかなも
のとなっており、個々の問題に対する詳細なアルゴリズムを規定するものではない。この
ため、遺伝的アルゴリズムをこの実施の形態の光軸調整に用いるには、以下の項目を光軸
調整用に実現する必要がある。
（a）染色体の表現方法
（b）個体の評価関数
（c）選択淘汰方法
（d）交叉方法
（e）突然変異方法
（f）探索終了条件
（a）染色体の表現方法：本実施の形態では、遺伝的アルゴリズムの染色体表現として、
光軸の座標値の組を直接用いることを特徴としており、これにより、染色体の情報を座標
値に変換するための処理等を不要とすることができる。また、このようにすることで光軸
座標値を逐次的に最適化するのではなく、すべての座標値を同時並列的に最適化すること
ができる。
【００３０】
このことを、図7を例に説明する。入光側光ファイバアレイの光軸座標値が（x1、y1、
θ1）、受光側光ファイバアレイの光軸座標値が（x2、y2、θ2）であったとき、遺伝的ア
ルゴリズムの染色体50は、基準位置（x10、y10、θ10、x20、y20、θ20）からの変位量（
Δx1、Δy1、Δθ1、Δx2、Δy2、Δθ2）で記述される。つまり、光ファイバアレイ42、
43の光軸座標値と遺伝的アルゴリズムの遺伝子データは一対一に対応することになる。
（b）個体の評価関数：遺伝的アルゴリズムの個体の評価関数Fつまりは適応度としては、
個体の染色体50が表現する光軸座標値に入光側、受光側の光ファイバアレイを変位させた
のち、光パワーメータによって観測された受光パワーを表す関数を用いる。たとえぱ、光
パワーメータのパワー値が6.2mWであった場合、適応度の値は、6.2とする.
図8は、上述のステップS4における確率的探索手法の一例である遺伝的アルゴリズムに
よる光軸調整の詳細例を示すフローチャートである。この図8に示す処理で用いるために
、ステップS21で遺伝的アルゴリズムの初期集団として、一様乱数を用いて個体を複数作
成する。つまりこの場合には、初期集団の各染色体50の各遺伝子の値は上限値と下限値の
あいだのランダムな実数値をとることを意味する。但し、光軸の初期ずれ値の傾向につい
て何らかの予備知識が存在する場合には、より適応度が高いと思われる個体を初期集団と
して作成することができる。
【００３１】
そして、初期集団それぞれの個体について、染色体50に示す値に応じて、並列的に光軸
を変化させ、光パワーメータから送られてきた評価値から、適応度を設定する。っぎに、
ステップS22の選択、ステップS23の交叉、ステップS24の突然変異、ステップS28の置換を
行って、順次探索を行う。本手法においては、集団中の一部分の個体の置換を繰り返し行
い、一般的な遺伝的アルゴリズムのように集団全部の個体を一斉に変化させない点が大き
な特徴である。これにより、少ない集団の個体数で探索を行うことが可能である。
（f）探索終了条件：しかして、ステップS29での判断で受光強度が所定値を超えたときに
、調整処理は終了するが、一定世代数繰り返して調整処理をおこなっても所定値を超える
染色体50（光軸座標値）が得られない場合（終了条件）には、調整対象の光伝送路は不良
品と判断され、図6のステップS5で不良品としての処理を行う。
（c）選択淘汰方法:上記ステップS22の選択処理においては、集団からランダムに二つの
親個体1、2を選び、これらに対して遺伝的操作を行う。
（d）交叉方法：交叉は、従来の離散的な2進数値を扱う遺伝的アルゴリズムでは、染色体
50の遺伝子を部分的に入れ替える操作が行われている。しかしながら、2進数表現により
定義される遺伝子型の空間は、実数値に変換後における実際の光ファイバの光軸座標空間
とは、位相構造が大きく異なる。たとえば、2進数上である1ビットが反転しても、変換後
の光軸座標値は、反転したビットの位置によってその影響が異なる。最上位ビットが反転
した場合、その座標値を大きく変化するが、最下位ビットが反転した場合は、座標値はほ
とんど変化しない。
【００３２】
そのため、従来の遺伝子を部分的に入れ替える交叉方法では、光軸座標空間の連続性が
考慮されていないために、親個体の獲得した形質が子個体に適切に継承されない。そのた
めに、無駄な探索を繰り返したり、十分な探索が行われないなどの問題が生じ、効率良く
最適化が行われない。そこで本実施の形態では、光軸座標空間の連続性を考慮した、新し
い交叉方法を考案した。
【００３３】
図9は本実施の形態に使用する交叉処理の一例の概略のフローチャートを示す。先ず、
ステップS31において、個体集団から親個体3をランダムに選ぶ。つぎに、ステップS32に
おいて、図8のステップS22の選択によって選ばれた親個体1、親個体2の光軸座標空間での
中点Cを計算する。そして、ステップS33において、その中点Cの周辺に設定された連続的
な所定の生起分布、例えば正規分布確率に従って二つの子個体を生成する。具体的には、
次の式（1）に従って子個体が発生する。連続的な生起分布としては、コーシー分布など
他の微分可能な生起分布を用いてもよい。
【００３４】
【数１】
2006195067.tif 000003
【００３５】
ここで、nはパラメータの個数（パラメ−タ空間の次元数）、xkは生成された子個体kの
光軸座標空間での座標、xｃは中点Cの座標、dは親個体1、親個体2を結ぶ直線（主軸と呼
ぶ）のベクトル、Dは、主軸と親個体3の距離である。eiは、主軸に直交する部分空間（n
−1次元）を張る正規直交基底ベクトルである。ξは、正規分布N（0、σξ2）に従う乱数
、ηiは、正規分布N（0、δη2）に従う独立なn−1個の乱数である。親個体3をランダム
に2回選んで、式（1）の子個体生成を2回繰り返せば、親個体1、2から子個体xk1、xk2が
生成できる。
【００３６】
図10は、光ファイバアレイ等の光学部品の光軸座標がα,β2個（2次元空間）の場合に
おける正規分布確率の標準偏差の求め方を示す。正規分布の標準偏差の主軸方向成分σξ
は、両親の距離｜d｜に比例（σξ=a｜d｜）し、それに直交する軸成分σηは主軸と親個
体3の距離Dに比例（ση=bD）するように設定される。
【００３７】
このような交叉方法（子個体生成方法）を用いることにより、光軸座標空間の連続性を
陽に扱うことができる。陽に扱えるとは、光軸座標空間で近傍にある個体が、遺伝子空間
でも近傍にあることを意味する。もしも遺伝子表現を従来手法の2進数表現を用いた場合
、光軸座標空間で近傍にある個体が、遺伝子空間で必ずしも近傍にあるとは限らず、探索
過程が初期、終盤いずれの場合も大域的な探索が行われてしまう。しかし、上記手法によ
れば集団中の親同士の距離が離れている探索序盤では大域的に探索を行い、親同士の距離
が近い探索終盤では局所的に探索を行うことができる。
（e）突然変異方法：突然変異は、従来の離散的な2進数値を扱う遺伝的アルゴリズムでは
、染色体の遺伝子の一部を反転させる操作が行われている。しかし、この操作も光軸座標
空間の連続性を考慮していないために、探索のいずれの過程においても大域的な探索と局
所的な探索の両方を担当していた。そこで本実施の形態では、突然変異は、子個体の染色
体50の各遺伝子に正規分布N（0、σ2）に従って発生させた正規乱数を加算する操作とし
た。これにより、突然変異は局所的な探索のみを担当することとなり、探索終盤で有効に
探索を行うことができる。なお、加算する乱数として、正規分布以外のコーシー分布など
の他の分布を用いてもよい。
【００３８】
ステップS24での突然変異が終了したのち、得られた子個体A'、B'の染色体50の値で、
ステップS25AおよびステップS25Bにおいて精密位置決め装置を動作させそれぞれ光軸座標
値を変化させ、子個体A'、B'の適応度をステップS27AおよびステップS27Bで得る。
【００３９】
つぎに、ステップS28において、図11に示すフローチャートに従って個体の置換操作が
行われる。この操作では、まずステップS41において、親個体A、Bと子個体A'、B'の4個体
のうち、適応度の値が高い上位二つの個体C、Dが選ばれる。次に、ステップS42において
、集団内の親個体A、Bと、個体C、Dを置換する。この手法では、親個体が子個体よりも適
応度が高い場合は、置換は行われないので、淘汰圧が高く、探索の収束時間がはやくなる
。なお、上記置換方法以外にも、一般的な世代モデルの選択淘汰方法や、近傍モデルGAや
非世代モデルGAとよばれる公知の選択淘汰方法を用いてもよい。
【００４０】
上記の選択、交叉、突然変異、評価、置換の操作を、ステップS29の目標値の判定およ
び、ステップS30の終了条件の判定をおこないながら繰り返し、ステップS29での判断で受
光強度が目標値を超えたときに、調整処理は成功して終了する。なお、ステップS29で目
標値を超える前に、ステップS30で終了条件になった場合には、なんらかの原因で光軸調
整処理が失敗したことを意味し、上述のステップS5に至って不良品処理が行われる。
【００４１】
なお、遺伝的アルゴリズムは探索の終盤に、探索速度がおちる場合がある。それは、大
域探索手法であるため、ある局所ピークに到達する速度では、山登り法にはかなわないた
めである。よって、探索時間をさらに短縮するために、遺伝的アルゴリズムによって調整
を行ったのちに、微調整方法として従来の山登り法を組み合わせてもよい。遺伝的アルゴ
リズムから山登り法に切り替える判断基準は、たとえぱ、当初の受光強度の目標値の90%
を遺伝的アルゴリズムによって達成した時点などとすればよい。
【００４２】
なお、山登り法では、まず、一光軸方向に、所定の送りピッチで、光ファイバアレイ42
または光ファイバアレイ43を導波路41に対して相対移動し、移動したそれぞれの位置で光
パワーメータ12の受光強度を比較し、ピークの得られる位置を探索する。これを、X、Y、
θの三軸についてそれぞれ独立に同様の手順を受光強度が増加する限り繰り返す。また、
この山登り法では、探索時間を短縮するために送りピッチを数段階に設定し、粗調整、微
調整の順で行う方法もある。
【００４３】
以下に、上述の図6〜図11の本実施の形態の位置合わせ（調芯）方法を適用した場合の
実験結果について示す。この実験では、遺伝的アルゴリズムの集団の個体数は20とした。
この実験の結果、無調整では、光パワ一メータではまったく光が検出されなかったが、本
実施の形態の遺伝的アルゴリズムを用いた方法で調整を行ったところ、熟練者による調整
で得られるパワーとまったく同等の値にまで光パワーが検出された。
【００４４】
図12に、上述の実験中の世代中の最良個体（系列1）、最悪個体（系列3）、集団の平均
値（系列2）の評価関数値Fと世代の関係を示す。遺伝的アルゴリズムの世代が進むにつれ
て、光軸が理想的な座標値に近づき、評価値が大きくなっていることがわかる。この実験
により、本実施の形態の位置合わせ方法の有効性が確認出来た。
【００４５】
上述したように、本実施の形態の光軸調整方法では、入光側の光ファイバアレイ42およ
び受光側の光ファイバアレイ43の光軸座標を、光パワーメータ12で検出される通過光の光
強度が最大となるように遺伝的アルゴリズムに従って探索する。従って、熟練者による精
度の高い手動の調整を必要とすることなく、さらには局所的なピークにとらわれることな
く短時間で光軸を自動的かつ並列的に調整することができる。このことは、たとえば導波
路41に対して複数の光ファイバアレイ42一および光ファイバアレイ43を接続して構成され
る高機能の光モジュール等の生産工程において、作業性、生産性を著しく向上させること
を意味する。
【００４６】
すなわち、高機能の光モジュールの生産ラインにおいては、複数光デバイスの接続に要
する工程が、熟練者を必要とし、最も時間のかかる工程となっている場合が多い。そのた
め、本実施の形態の位置合わせ技術により短時間で自動調芯が可能となれば、高機能光モ
ジュールが大量生産可能になり、製造コストも削減することが可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態の位置合わせ技術の適用により、高機能光モジュールを構成する導
波路41、光ファイバアレイ42、光ファイバアレイ43等の各光デバイスの製造精度が従来よ
りも低くてもよい。例えば、光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43の光ファイバ
42aおよび光ファイバ43aは接合端面の不完全性（端面に凸凹がある等）をさけるために、
従来では、研磨機を用いて光ファイバの端面を精度良く研磨する必要があった。しかし、
本実施の形態の位置合わせ技術を用いれば、ある程度端面が不完全であっても調芯が可能
となるために、研磨のためのコストを削減できる。つまり、より単価の安い光部品を用い
ることが可能になり、高機能光モジュールのコストの削減につながる。
第2実施の形態：入光側の光ファイバアレイ42を振動させる場合。
アルゴリズム：上記アルゴリズムとまったく同じである。っまり、計測した光パワーメー
タ12のパワー値は、振動中の光パワーの平均値を示すことになるので、そのパワー値をそ
のまま評価関数F（適応度）の値として用いればよい。
【００４８】
そしてある程度高い適応度を示す染色体50が現れたところで、光ファイバアレイ42の振
動を停止させて、従来の山登り法による調整に切り替えてやればよい。
このように光ファイバアレイ42（または光ファイバアレィ43）を振動させる方法は、特
に、光ファイバ42a（光ファイバ43a）をm行×n列のような二次元配列にした本数の多い構
成の場合に位置合わせ（調芯）の所要時間の短縮の効果が大きい。
【００４９】
なお、上述の実施の形態では、確率的探索手法として遺伝的アルゴリズムを用いた。し
かしながら、遺伝的アルゴリズムにおける適応度、っまり、光軸座標値が理想的な値にど
のくらい近いかを表す評価関数Fにおいて、局所的な最適解の個数が少ない場合（おおむ
ね一桁の個数）には、焼きなまし法とよばれるアルゴリズムを遺伝的アルゴリズムの代わ
りに用いることができる。また、局所的な最適解の個数が多い場合でも、遺伝的アルゴリ
ズムと比較して調整の結果得られる性能は低下するが高速に探索することができる。
【００５０】
焼きなまし法の詳細は、例えば、JOHN  WILEY  &  SONSが1989年に出版した、E.  Aart
s  and  J.  Korst著の「Simu1ated  Annea1ing  and    Bo1tzmann  Machines」を参照
されたい。焼きなまし法は、山登り法の一種であり、温度と呼ばれる制御パラメータによ
って、局所的な最適解に探索が捕らわれないような工夫を加えたものである。
【００５１】
なお、上述の説明では、3つの光学部品の二ヶ所の接続部位における光軸の位置合わせ
を行う場合を例示したが、これに限らず、二つの光学部品の二ヶ所の接続部位における光
軸の位置合わせに適用することもできる。この例としては、たとえば、凹型の第1光学部
品の凹部内に別の第2光学部品を嵌め込み、当該凹部内の第2光学部品を横切るように光路
が設定されることで、第1および第2光学部品間で二ヶ所の位置合わせ箇所が生じる光学系
が考えられる。
【特許文献１】特開平9−311250号公報
【特許文献２】特開2002−122758号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５２】
前記のように、従来の光ファイバアレイと光導波路の接着工程は、まず、UV（紫外線）
硬化接着材を、導波路の端面およびその端面に対向する光ファイーバアレイのコネクタ部
の端面に塗布し、その後、確率的探索アルゴリズムの一種である遺伝的アルゴリズムを用
いた位置合わせ手法にて、光ファイバアレイを光導波路に対して一括して位置合わせする
同時調芯を行い、その後一括合わせ済の導波路と光ファイバアレイの接合面に図示しない
UV光源からUV光を照射してUV硬化接着材を硬化させ、導波路と光ファイバアレイが一体に
固定された光モジュールを得る工程を採用していた。
【００５３】
しかし、この工程では、UV（紫外線）硬化接着材を塗布する工程が、現状では手作業で
行われるため塗りむらがあり、塗布の膜圧に凹凸が生じる。光軸合わせには１００ナノメ
ータの精度を必要とするが、上記塗布の膜圧の凹凸や未硬化の上記接着剤が調芯時の振動
によって塗布液が振動し、モニター用の光出力がぶれたりして調芯過程における適応度計
算の評価値に誤差が生じ、その結果時として誤った個体を選択・置換してしまう欠点があ
った。
【００５４】
このように、評価値の低い個体を次の親個体として選択すると、次世代、次々世代等、
代々に渉って影響がでるので、調芯アルゴリズムの収束が遅くなると共に、時には収束し
ないといった自体も生じ、大きな問題となっていた。
【００５５】
この発明は、このような従来手法の欠点を無くし、適応度計算時おけるモニター光への
ノイズ参入による誤選択を修正する過程を新たに前記調芯アルゴリズムに取り入れて、前
記従来と同様に光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を有効に、かつ効率的に接着
する接着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
本発明の光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法は、光ファイ
バ・アレイと光導波路間の接続部位を通過する通過光の変化を観測しながら、該通過光の
評価値が最適となるように確率的探索アルゴリズムに従って前記光ファイバ・アレイの光
軸を並列的に変化させることで前記光ファイバ・アレイの前記導波路に対する光軸の調芯
のための位置合わせを一括して行い、該調芯方法に基づき上記光ファイバ・アレイと光導
波路間の接続部位を接着する接着方法において、
上記確率的探索アルゴリズムによる上記調芯開始前に上記接着用のＵＶ硬化樹脂を塗布
して、該未硬化のＵＶ硬化樹脂を塗布した状態で前記確率的探索アルゴリズムの調芯を行
い、該調芯過程において上記未硬化のＵＶ硬化樹脂の塗布不均一性等に起因するノイズに
よる上記探索過程における誤差を再評価により除去し、前記調芯完了後にＵＶ光を照射す
ることにより前記光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位の接着を行うことを特徴と
する。
【００５７】
さらに、前記確率的探索アルゴリズムによる上記調芯過程において、選ばれた親個体２
つから交叉及び突然変異を経て上記各親個体毎にそれぞれ子個体２つが生成され、上記２
つの親個体と２つの子個体から適応度の高い２つの個体が選ばれ、その後上記２つの親個
体と上記適応度の高い２つの個体とを置換して評価し、該評価値が所定値を越えるまで前
記確率的探索アルゴリズムを繰り返すことを特徴とする。
【００５８】
またさらに、前記選ばれた適応度の高い２つの個体について、次の前記確率的探索アル
ゴリズムにおける親個体として再度適応度の評価をやり直してから、前記各親個体毎にそ
れぞれ子個体２つが生成され、上記２つの親個体と２つの子個体から適応度の高い２つの
個体が選ばれる過程を、前記繰り返される確率的探索アルゴリズムの所定回数に一回挿入
することを特徴とする。
【００５９】
あるいはさらに、前記接着方法が、第1および第2の光ファイバ・アレイと、該第1およ
び第2の光ファイバ・アレイ間に介在する導波路を光学部品として含む光学系の位置合わ
せ方法であること、また遺伝的アルゴリズムに従って複数の前記光学部品の光軸を並列的
に変化させて前記通過光の前記評価値の最適値を探索すること、さらには遺伝的アルゴリ
ズムに従って複数の前記光学部品の光軸を並列的に変化させた後に、山登り法に従って前
記評価値の最適値を探索することを特徴とする。
【００６０】
あるいは、焼きなまし法に従って複数の前記光学部品の光軸を順次に変化させて前記評
価値の最適値を探索すること、前記評価値として、前記通過光の光強度を用いること、複
数の前記光学部品の少なくとも一つを所定の振幅で振動させて前記光学部品の前記光軸の
位置を変化させることで、前記評価値の最適値を探索すること、前記光学系は、前記光学
部品として、光導波路、光ファイバアレイ、光ファイバ、発光素子、受光素子、ミラー、
レンズのいずれかを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００６１】
上記した本発明によれば、光学系を通過する通過光の変化を観測しつつ、当該光学系の
入光側および受光側の複数の光学部品の光軸を同時に並列的に変化させながら、たとえば
遺伝的アルゴリズム等の確率的探索手法にて通過光の評価値が最適となる光軸の位置関係
を探索して複数の前記光学部品の光軸の位置合わせを一括して行うので、たとえば、熟練
した作業者が通過光の目視観察等にて個々の光学部品を一つずつ位置合わせする場合に比
較して、複数の光学部品の位置合わせを短時間に行うことができ、複数の光学部品の自由
度が大きい場合でも、実用的な短い時間で、低コストで光学部品の位置合わせ（調芯）お
よび接続を行うことが可能になる。そして、上記光学部品の位置合わせ（調芯）において
、接着剤に起因するノイズを除去することにより、光学部品間の接続を有効に、かつ効率
的に行うことができる。
【００６２】
このように、本発明によれば、複数の光学部品の接続等において、調芯時の誤差要因を
除去することにより、位置合わせする箇所と自由度が多い場合にも実用的な時間で効率的
・自動的に位置合わせを行うことができる、という効果が得られる。そして、本発明によ
れば、複数の光学部品の接続等において、位置合わせする箇所と自由度が多い場合にも、
熟練した作業者による介入を必要とすることなく、低コストで位置合わせを行うことがで
きる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
この発明の光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する接着方法は前記従来
提案の方法の改良に関し、基本的には前記従来提案の図1〜4の位置合わせ装置が用いられ
、その動作も同じである。
【００６４】
すなわち、前記従来提案の方法と同様に、光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位
を通過する通過光の変化を観測しながら、該通過光の評価値が最適となるように確率的探
索アルゴリズムに従って前記光ファイバ・アレイの光軸を並列的に変化させることで前記
光ファイバ・アレイの前記導波路に対する光軸の調芯のための位置合わせを一括して行い
、該調芯方法に基づき上記光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位を接着する。
【００６５】
この接着方法は、上記確率的探索アルゴリズムによる上記調芯開始前に上記接着用のＵ
Ｖ硬化樹脂を塗布して、該未硬化のＵＶ硬化樹脂を塗布した状態で前記確率的探索アルゴ
リズムの調芯を行い、該調芯過程において上記未硬化のＵＶ硬化樹脂の塗布不均一性等に
起因するノイズによる上記探索過程における誤差を再評価により除去し、前記調芯完了後
にＵＶ光を照射することにより前記光ファイバ・アレイと光導波路間の接続部位の接着を
行うことを特徴とし、上記「調芯過程において上記未硬化のＵＶ硬化樹脂の塗布不均一性
等に起因するノイズによる上記探索過程における誤差を再評価により除去する」点が本発
明の改良点である。
【００６６】
本発明も、図1〜4において、従来提案の方法と同様図5に示されるように、導波路41お
よび光ファイバアレイ42、光ファイバアレイ43を、位置合わせ機構部20の固定ブロック23
および第1微動ステージ21の精密平行ユニット21gおよび第2微動ステージ22の精密平行ユ
ニット22gにそれぞれ固定する。そして、入光側の光ファイバアレイ42の光ファイバ42aの
端部を光源部11に接続し、受光側の光ファイバアレイ43の光ファイバ43aの端部を光パワ
ーメータ12に接続する（ステップS102）。
【００６７】
次に、第1微動ズテージ21側の手動Z1ダイヤル31、および第2微動ステージ22側の手動Z2
ダイヤル32、手動X2ダイヤル33を適宜操作して、導波路41の両端面（接触面）に対して、
光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43のコネクタ部42bおよびコネクタ部43bの端
面（接触面）の位置を大まかに位置決めする（ステップS103）。
【００６８】
その後、前述の確率的探索アルゴリズムの一種である遺伝的アルゴリズムを用いた位置
合わせ手法にて、光ファイバアレイ42および光ファィバアレイ43を導波路41に対して一括
して位置合わせする同時調芯を行う（ステップS104）。
【００６９】
次に、一括合わせ済の、導波路41と光ファイバアレイ42の接合面、および導波路41と光
ファイバアレイ43の接合面に図示しないUV光源からUV光を照射して、UV硬化接着材を硬化
させ、導波路41と二つの光ファイバアレイ42および光ファイバアレイ43が一体に固定され
た光モジュールを得る（ステップS105）。
【００７０】
その後、位置合わせ機構部20から、一体に固定された導波路41と二つの光ファイバアレ
イ42および光ファイバアレイ43からなる光モジュールを取り外す（ステップS106）。
ここで、本発明の上記ステップS104の位置合わせ処理も前記従来提案の方法と同じであ
り、図6に示したフローチャートに従い、導波路41に対する二つの光ファイバアレイ42お
よび光ファイバアレイ43の光軸調整を同時に行う。
【００７１】
この処理手順も同じであるので、詳細な説明を省略する。ただし、この発明では、図6
のステップS4の「確率的探索方法」が改良されている。
図13は、図8に示される従来提案のステップS4に代わって用いられる、本発明における
ステップS4における確率的探索手法の一例である遺伝的アルゴリズムによる光軸調整の詳
細例を示すフローチャートである。図8と異なる点は、図13においてステップS53〜S56が
新たに加わった点である。
【００７２】
本発明も従来同様、図6において、まずステップS1で、光源部11を動作させ人手もしく
は従来手法により光ファイバアレイ42、43の光軸の粗調整を行い、さらに位置合わせ制御
部10や光パワーメータ12を初期化する。なお、粗調整後の各光軸座標値を、以下の調整で
は入光側の基準点（X10、Y10、θ10）、および受光側の基準点（X20、y20、θ20）に設定
する。次のステップS2で、光パワーメータ12での受光強度の評価値12aを位置合わせ制御
部10に送り、次のステップS3で、位置合わせ制御部10が、受光強度（評価値12a）が所定
値を超えたか否かを判定する。
【００７３】
ここで目標値を超えていない場合には、ステップS4（詳細例は、後述の図13にて説明す
る）で、位置合わせ制御部10が、光パワーメータ12による通過光（伝送光）に観測に基づ
く確率的探索手法に従って光軸座標値（x1、y1、θ1、x2、y2、θ2）を変更するための微
動制御信号10bを第1微動制御部13および第2微動制御部14に出力することで調芯を試行し
、調芯に失敗した場合には、次のステップS5で不良品処理を行った後に当該処理を終了す
る。そして上記ステヅプS3で、光学モジュールの性能が所定の仕様を満たすものとなった
との判定が得られた場合には、当該処理を終了する。
【００７４】
図13は、本発明の上述のステップS4における、確率的探索手法の一例である遺伝的アル
ゴリズムによる光軸調整の詳細例を示すフローチャートである。この図13に示す処理で用
いるために、ステップS51で遺伝的アルゴリズムの初期集団として、一様乱数を用いて個
体を複数作成する。つまりこの場合には、初期集団の各染色体50の各遺伝子の値は上限値
と下限値のあいだのランダムな実数値をとることを意味する。但し、光軸の初期ずれ値の
傾向について何らかの予備知識が存在する場合には、より適応度が高いと思われる個体を
初期集団として作成することができる。
【００７５】
そして、初期集団それぞれの個体について、染色体50に示す値に応じて、並列的に光軸
を変化させ、光パワーメータから送られてきた評価値から、適応度を設定する。つぎに、
ステップS52の選択、ステップS59の交叉、ステップS60の突然変異、ステップS63の置換を
行って、順次探索を行う。
【００７６】
なお、上記S52、S59、S60、S63からなる基本ルーチンは、繰り返し回数（M）が計数さ
れ、該繰り返し回数が所定回数（i）を超えるとS53〜S56のルートを通るがこの点は後述
する。フローチャートではステップの記述を省略しているが、該ルートは所定回数毎に通
る流れとなっている。
【００７７】
本手法においては、集団中の一部分の個体の置換を繰り返し行い、一般的な遺伝的アル
ゴリズムのように集団全部の個体を一斉に変化させない点が大きな特徴である。これによ
り、少ない集団の個体数で探索を行うことが可能である。
（f）探索終了条件：しかして、ステップS64での判断で受光強度が所定値を超えたときに
、調整処理は終了するが、一定世代数繰り返して調整処理をおこなっても所定値を超える
染色体50（光軸座標値）が得られない場合（終了条件）には、調整対象の光伝送路は不良
品と判断され、図13のステップS5で不良品としての処理を行う。
（c）選択淘汰方法:上記ステップS52の選択処理においては、集団からランダムに二つの
親個体1、2を選び、これらに対して遺伝的操作を行う。
（d）交叉方法：交叉は、従来提案の方法と同様に、図9の本実施の形態に使用する交叉処
理を用い、同図に概略のフローチャートを示す。先ず、ステップS31において、個体集団
から親個体3をランダムに選ぶ。つぎに、ステップS32において、図13のステップS52の選
択によって選ばれた親個体1、親個体2の光軸座標空間での中点Cを計算する。そして、ス
テップS33において、その中点Cの周辺に設定された連続的な所定の生起分布、例えば正規
分布確率に従って二つの子個体を生成する。具体的には、前記式（1）に従って子個体が
発生する。連続的な生起分布としては、コーシー分布など他の微分可能な生起分布を用い
てもよい。
【００７８】
このような交叉方法（子個体生成方法）を用いることにより、前記同様、光軸座標空間
の連続性を陽に扱うことができる。
（e）突然変異方法：突然変異も、従来提案と同様、子個体の染色体50の各遺伝子に正規
分布N（0,σ2）に従って発生させた正規乱数を加算する操作とする。これにより、突然変
異は局所的な探索のみを担当することとなり、探索終盤で有効に探索を行うことができる
。なお、加算する乱数として、正規分布以外のコーシー分布などの他の分布を用いてもよ
い。
【００７９】
ステップS60での突然変異が終了したのち、得られた子個体A'、B'の染色体50の値で、
ステップS61AおよびステップS61Bにおいて精密位置決め装置を動作させそれぞれ光軸座標
値を変化させ、子個体A'、B'の適応度をステップS62AおよびステップS62Bで得る。
【００８０】
つぎに、ステップS63において、図11に示すフローチャートに従って個体の置換操作が
行われる。この操作では、まずステップS41において、親個体A、Bと子個体A'、B'の4個体
のうち、適応度の値が高い上位二つの個体C、Dが選ばれる。次に、ステップS42において
、集団内の親個体A、Bと、個体C、Dを置換する。なお、上記置換方法以外にも、一般的な
世代モデルの選択淘汰方法や、近傍モデルGAや非世代モデルGAとよばれる公知の選択淘汰
方法を用いてもよい。
【００８１】
上記の選択、交叉、突然変異、評価、置換の操作を、ステップS64の目標値の判定およ
び、ステップS65の終了条件の判定をおこないながら繰り返し、ステップS64での判断で受
光強度が目標値を超えたときに、調整処理は成功して終了する。なお、ステップS64で目
標値を超える前に、ステップS65で終了条件になった場合には、なんらかの原因で光軸調
整処理が失敗したことを意味し、上述のステップS5に至って不良品処理が行われる。
【００８２】
なお、遺伝的アルゴリズムは探索の終盤に、探索速度がおちる場合がある。それは、大
域探索手法であるため、ある局所ピークに到達する速度では、山登り法にはかなわないた
めである。よって、探索時間をさらに短縮するために、遺伝的アルゴリズムによって調整
を行ったのちに、微調整方法として従来の山登り法を組み合わせてもよい。遺伝的アルゴ
リズムから山登り法に切り替える判断基準は、たとえぱ、当初の受光強度の目標値の90%
を遺伝的アルゴリズムによって達成した時点などとすればよい。
【００８３】
ここまでの説明は、S53〜S56のルートを通らない限り、前記従来提案の方法と同じであ
り、図12の得られる実験結果も同様である。また、第2実施の形態として、入光側の光フ
ァイバアレイ42を振動させる場合も同様に用いられる。
【００８４】
本発明においては、前記確率的探索アルゴリズムの調芯調芯過程において、前記未硬化
のＵＶ硬化樹脂の塗布不均一性等に起因するノイズによる上記探索過程における誤差を適
応度の再評価により除去し、前記調芯完了後にＵＶ光を照射することにより前記光ファイ
バ・アレイと光導波路間の接続部位の接着を行うことを特徴とする。
【００８５】
これは、前記S52,S59,S60,S61,S62,S63からなる従来提案の確率的探索アルゴリズムに
よる調芯過程においては、選ばれた親個体２つから交叉及び突然変異を経て上記各親個体
毎にそれぞれ子個体２つが生成され、上記２つの親個体と２つの子個体から適応度の高い
２つの個体が選ばれ、その後上記２つの親個体と上記適応度の高い２つの個体とを置換し
て評価し、該評価値が所定値を越えるまで前記確率的探索アルゴリズム（以下、確率的探
索基本アルゴリズムという。）を繰り返されるが、該調芯過程の所定回数に１回S53〜S56
のルートを通すことにより行われる。
【００８６】
S53〜S56のルートでは、前記選ばれた親個体２つの適応度を再評価する。すなわち、ス
テップS53において、第１親個体（親個体Ａ）の染色体50の値で、精密位置決め装置を動
作させ光軸座標値を変化させ、ステップS54において第１親個体の適応度を再評価する。
同様に、ステップS55において、第２親個体（親個体Ｂ）の染色体50の値で、精密位置決
め装置を動作させ光軸座標値を変化させ、ステップS56において第２親個体の適応度を再
評価する。
【００８７】
このようにすることにより、前記確率的探索基本アルゴリズムのS62A、S62Bにおいて、
UV（紫外線）硬化接着材を塗布する工程での塗りむらによる塗布の膜圧の凹凸や未硬化の
上記接着剤が調芯時の振動によって塗布液が振動し、モニター用の光出力がぶれたりして
調芯過程における適応度計算の評価値に誤差が生じ、あやまって高い適応度が計算された
としても、上記S53〜S56のルートで再評価を行い正しい適応度が計算されることで、それ
らの個体を排除することができる。該行程は、毎回行われてもよいが、アルゴリズムの収
束速度への影響を勘案し、数回に１回行われる（前記繰り返し回数Ｍ）。この繰り返し回
数Ｍは、接着剤の塗布技術や位置合わせ機構部の精度、外部環境等によって定まるが、ノ
イズ混入の度合いおよびその影響を経験的に勘案して定められる。なお、これら経験的数
値が実験的に確立されれば自動的に数値化されてもよい。また、一定間隔Ｍで再評価する
のではなく、生起確率PMを設定し、その確率にしたがって、確率的に再評価（ステップS5
3〜S56のルート）を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、光デバイスのみならず、光学機器（例えぱコピー機、FAX機、スキャナなど
）の光軸合わせや、超微細加工（例えば半導体のリソグラフィにおけるステッパ）などの
接着部位の精密位置合わせにおいて、広く応用が期待される。これら精密位置合わせでの
共通の課題として、位置合わせの自由度が増加している点にある。例えば、ある部品の位
置を精密に合わせるために、ある軸方向（たとえば横方向）を調整したとすると、ナノメ
ートルオーダの世界では、調整していない軸方向（たとえば縦方向）がわずかにずれてし
まう。次に、ずれてしまったこの軸（縦方向）のみを調整しようとすると、今度は最初に
調整した軸（横方向）がずれてしまう。緒局、単純にみえる位置合わせも、ナノメートル
オーダの世界では実は多くの自由度において一括して同時に調整を行う必要があり、非常
に難しい問題である。このような同時調整に、本発明は有効である。また、従来提案の方
法より、誤動作の発生が少なく、効率的で高速な調芯方法が実現できるので、実用性が高
いものとなる。
【００８９】
従って、光通信網敷設のために必要な高機能な光部品は、熟練者による調芯のために製
造コストが高く大量生産も難しかったが、この技術を用いることで安価に大量生産が可能
となり、光通信網の爆発的普及に道を拓く。光コンポーネント自動組み立て・試験装置の
世界市場は、数年で２０００億円以上にのぼると米国の調査会社（Electronic Cast）は
予測をしており、開発手法がデファクトスタンダードになった場合の経済的・産業的波及
効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置の一部の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置の一部の構成の一例を示す概念図である。
【図４】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ技術が適用される位置合わせ対象物の一例を示す斜視図である。
【図５】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図６】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置にて用いられる確率的探索手法の作用の一例を示すフローチャートである。
【図７】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置にて用いられる確率的探索手法の作用の一例を示す概念図である。
【図８】従来提案の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置にて用いられる確率的探索手法の作用の一例を示すフローチャートである。
【図９】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置にて用いられる確率的探索手法の作用の一例を示すフローチャートである。
【図１０】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置にて用いられる確率的探索手法の作用の一例を示す概念図である。
【図１１】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置にて用いられる確率的探索手法の作用の一例を示すフローチャートである。
【図１２】従来提案及び本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置の硬化の一例を示す線図である。
【図１３】本発明の一実施の形態である位置合わせ方法を実施する位置合わせ装置にて用いられる確率的探索手法の作用の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
10…位置合わせ制御部
10a…媒体ドライブ
10b…微動制御信号
11…光源部
12…光パワーメータ
12a…評価値
13…第1微動制御部
13a…駆動信号
14…第2微動制御部
14a…駆動信号
20…位置合わせ機構部
20a…べ−ス
21…第1微動ステ−ジ
21a…手動Z1軸
21b…スペーサ
21c…微動X1軸
21d…微動Y11軸
21e…微動Y12軸
21f…接触センサ
21g…精密平行ユニット
21h…θ軸部材
21i…ジョイント機構
22…第2微動ステージ
22a…手動Z2軸
22b…手動X軸
22c…微動X2軸
22d…微動Y21軸
22e…微動Y22軸
22f…接触センサ
22g…精密平行ユニット
22h…θ軸部材
22i…ジョイント機構
23…固定ブロック
31…手動Z1ダイヤル
32…手動Z2ダイヤル
33…手動X2ダイヤル
41…導波路
42…光ファイバアレイ
42a…光フアイバ
42b…コネクタ部
43…光フアイバアレイ
43a…光フアイバ
43b…ニコネクタ部
50…染色体
60…記録媒体
【図１】
2006195067.tif 000004
【図２】
2006195067.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006195067.tif 000009
【図７】
2006195067.tif 000010
【図８】
2006195067.tif 000011
【図９】
2006195067.tif 000012
【図１０】
2006195067.tif 000013
【図１１】
2006195067.tif 000014
【図１２】
2006195067.tif 000015
【図１３】
2006195067.tif 000016