(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成で対象物を位置決めできる位置決め方法および位置決め装置を提供すること。【解決手段】位置決め装置は、対象物２００を載置するための載置面１２０と、前記対象物を位置決めするための位置決め部１３０と、前記載置面に開口する吸引孔１４０とを有するステージと、前記吸引孔から気体を吸引するための吸引部と有する。まず、前記載置面上に対象物を載置する。次いで、前記吸引孔から気体を吸引して、前記載置面上に載置されている前記対象物を前記位置決め部に当接するまで移動させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置面と、前記載置面に開口する吸引孔と、位置決め部とを有するステージの、前記載置面上に対象物を載置する工程と、
前記吸引孔から気体を吸引して、前記載置面上に載置されている前記対象物を前記位置決め部に当接するまで移動させる工程と、
を有する、対象物の位置決め方法。
【請求項２】
前記対象物は、略直方体形状であり、かつ少なくとも１つの角部に傾斜面を有する、請求項１に記載の位置決め方法。
【請求項３】
前記載置面上に載置されている前記対象物において、前記傾斜面は、前記載置面に近づくにつれて、前記対象物の中心に近づくように傾斜している、請求項２に記載の位置決め方法。
【請求項４】
前記載置面上に載置されている前記対象物において、前記載置面に対する前記傾斜面の角度は、４０°〜６０°の範囲内である、請求項３に記載の位置決め方法。
【請求項５】
前記対象物を前記位置決め部に当接するまで移動させたとき、前記吸引孔の開口部の少なくとも一部は、前記傾斜面と対向する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置決め方法。
【請求項６】
対象物を載置するための載置面と、前記対象物を位置決めするための位置決め部と、前記載置面に開口する吸引孔とを有するステージと、
前記吸引孔から気体を吸引するための吸引部と、
を有し、
前記吸引部は、前記載置面に前記対象物が載置された状態で、前記対象物が前記位置決め部に当接するまで移動するように前記吸引孔から前記気体を吸引する、
位置決め装置。
【請求項７】
前記対象物は、略直方体形状であり、かつ少なくとも１つの角部に傾斜面を有し、
前記吸引孔は、前記対象物が前記位置決め部に当接している状態において、前記吸引孔の開口部の少なくとも一部が前記傾斜面と対向するように配置されている、
請求項６に記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の位置決め方法および位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーを用いた光通信では、送信用の発光素子または受信用の受光素子を有する光モジュールが使用される。光モジュールは、光電変換素子（発光素子または受光素子）と光ファイバーの端面とを光学的に結合する光レセプタクルを有する。送信側の光モジュールでは、光レセプタクルは、発光素子から出射された通信情報を含む光（以下「信号光」という）を光ファイバーの端面に入射させる。一方、受信側の光モジュールでは、光レセプタクルは、光ファイバーの端面から出射された信号光を受光素子に導く。複数の光電変換素子と複数の光ファイバーの端面とを一括して結合する光レセプタクルは、所定のピッチで配列された複数のレンズ面を有するため、レンズアレイと称されることもある。
【０００３】
光レセプタクルは、射出成形により製造されうる。このように射出成形により光レセプタクルを製造する場合、成形収縮などの理由により光レセプタクルがわずかに変形してしまうことがある。したがって、光レセプタクルの各光学機能部が適切に形成されているか否かを確認するため、光電変換素子側の第１光学面と、光ファイバー側の第２光学面との間で結合効率の測定を行うことがある。
【０００４】
このように光レセプタクルの結合効率を測定する場合、測定装置のステージ上において光レセプタクルの位置がばらつくと、測定結果もばらついてしまい、結合効率を正確に評価することができなくなる。したがって、光レセプタクルを測定装置のステージの所定の位置に正確に載置しなければならない。このように搬送される対象物の位置決めが必要とされる場合、搬送機構および位置決め機構を有する装置を使用することが提案されている。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、ベース部材と、ベース部材に支持され、対象物を搬送する搬送機構と、前記ベース部材に支持され、搬送機構で搬送される搬送対象物をベース部材に対して位置決めする位置決め機構とを有する搬送ユニットが記載されている。位置決め機構は、対象物を所定の位置まで押圧するための押圧機構を複数有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２０３５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている搬送ユニットには、装置の構成および制御が複雑であるという点で改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で対象物を位置決めできる位置決め方法および位置決め装置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】
【０００９】
本発明に係る対象物の位置決め方法は、載置面と、前記載置面に開口する吸引孔と、位置決め部とを有するステージの、前記載置面上に対象物を載置する工程と、前記吸引孔から気体を吸引して、前記載置面上に載置されている前記対象物を前記位置決め部に当接するまで移動させる工程と、を有する。
【００１０】
本発明に係る位置決め装置は、対象物を載置するための載置面と、前記対象物を位置決めするための位置決め部と、前記載置面に開口する吸引孔とを有するステージと、前記吸引孔から気体を吸引するための吸引部と、を有し、前記吸引部は、前記載置面に前記対象物が載置された状態で、前記対象物が前記位置決め部に当接するまで移動するように前記吸引孔から前記気体を吸引する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成で対象物を位置決めできる位置決め方法および位置決め装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る位置決め装置を示す図である。
【図２】図２Ａおよび２Ｂは、位置決め部を取り外した状態の位置決め装置を示す図である。
【図３】図３Ａおよび３Ｂは、位置決め部の構成を示す図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｄは、本発明の実施の形態に係る対象物（光レセプタクル）の構成を示す図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｄは、本発明の実施の形態に係る位置決め装置の動作を説明する図である。
【図６】図６Ａ〜６Ｃは、光レセプタクルの結合効率を測定する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、対象物として光レセプタクルを位置決めする位置決め装置および位置決め方法について説明する。
【００１４】
（位置決め装置の構成）
図１は、本発明の一実施の形態に係る位置決め装置１００を示す平面図である。図２Ａは、位置決め部１３０を取り外した状態の位置決め装置１００の平面図であり、図２Ｂは、位置決め部１３０を取り外した状態の位置決め装置１００の正面図である。図３Ａは、位置決め部１３０の平面図であり、図３Ｂは、位置決め部１３０の正面図である。
【００１５】
図１に示されるように、位置決め装置１００は、ステージ１１０および吸引部１５０を有する。ステージ１１０は、載置面１２０、位置決め部１３０および吸引孔１４０を有する。ステージ１１０と吸引部１５０とは、接続管１５１により互いに接続されている。
【００１６】
載置面１２０は、対象物である光レセプタクル２００を載置される面である（図５Ｂ参照）。通常、載置面１２０は、水平に設置される。この後説明するように、本実施の形態に係る位置決め装置１００では、載置面１２０上の吸引孔１４０近傍に光レセプタクル２００が載置されている状態で、吸引孔１４０から気体を吸引すると、光レセプタクル２００は吸引孔１４０に近づくように移動する。したがって、載置面１２０は、平面であってもよいし凹凸を有していてもよいが、この光レセプタクル２００の移動を阻害しない程度に平滑であることが好ましい。載置面１２０を構成する部材の素材の種類は、特に限定されず、例えば金属または樹脂である。
【００１７】
位置決め部１３０は、光レセプタクル２００を所望の位置に位置決めするために、載置面１２０上に固定されている。前述のとおり、本実施の形態に係る位置決め装置１００では、吸引孔１４０から気体を吸引すると、光レセプタクル２００は吸引孔１４０に近づくように移動する。位置決め部１３０は、所望の位置に移動してきた光レセプタクル２００をそれ以上移動させないように設けられている。位置決め部１３０の形状および数は、所望の位置に移動してきた光レセプタクル２００をそれ以上移動させないようにすることができれば特に限定されず、対象物（本実施の形態では光レセプタクル２００）の形状に応じて適宜設定される。図３Ａに示されるように、本実施の形態では、位置決め部１３０の平面視形状は、その一部が長方形状に切り抜かれた長方形状である。以下の説明では、長方形状に切り抜かれた部分を開口部１３１ともいう。図３Ａおよび図３Ｂにおいて破線で囲まれた２つの平面（吸引孔１４０の近くにおいて開口部１３１に面する２つの平面）が、光レセプタクル２００の位置決めにおいて特に重要な面である。本実施の形態の光レセプタクル２００のように対象物が略直方体状である場合には、このように互いに垂直な２つの平面を設けることで、対象物を適切に位置決めすることができる。
【００１８】
位置決め部１３０は、載置面１２０上に固定される。位置決め部１３０の固定方法は、特に限定されない。たとえば、接着剤などにより接着してもよいし、ネジなどの固定部材を使用して固定してもよい。位置決め部１３０の位置または形状を変更する観点からは、固定部材を使用して位置決め部１３０を固定することが好ましい。本実施の形態では、位置決め部１３０は、固定部材１３２により載置面１２０上に固定されている。
【００１９】
吸引孔１４０は、載置面１２０に開口する孔であり、接続管１５１を介して吸引部１５０に接続されている。吸引孔１４０は、吸引孔１４０から気体を吸引することで、載置面１２０上に載置されている光レセプタクル２００を位置決め部１３０に当接するまで移動させうるように配置されている。本実施の形態では、吸引孔１４０は、位置決め部１３０に取り囲まれた領域（前述の開口部１３１）に配置されている。より具体的には、吸引孔１４０は、吸引孔１４０から気体を吸引することで、載置面１２０上に載置されている光レセプタクル２００を、図３Ａおよび図３Ｂにおいて破線で囲まれた２つの平面に当接するまで移動させられる位置に配置されている。吸引孔１４０の開口部の形状は、特に限定されない。吸引孔１４０の開口部の形状の例には、円、楕円、環状、矩形、多角形が含まれる。本実施の形態では、吸引孔１４０の開口部の形状は、円である。また、吸引孔１４０の大きさも、特に限定されず、対象物（本実施の形態では光レセプタクル２００）の形状および大きさなどに応じて適宜設定される。光レセプタクル２００を適切に移動させる観点からは、光レセプタクル２００を位置決め部１３０に当接するまで移動させたときに、吸引孔１４０の開口部の少なくとも一部が光レセプタクル２００の傾斜面２６０（後述）と対向するように、吸引孔１４０の位置および大きさが設定されることが好ましい（図５Ｃおよび５Ｄ参照）。
【００２０】
吸引部１５０は、接続管１５１を介して吸引孔１４０に接続されており、載置面１２０上の光レセプタクル２００を移動させるために吸引孔１４０から気体を吸引する。吸引部１５０は、例えば空気圧縮機を利用した真空発生装置、油回転真空ポンプ、ダイアフラム真空ポンプ、ドライポンプなどである。
【００２１】
（光レセプタクルの構成）
次に、位置決め対象の光レセプタクル２００について説明する。
【００２２】
図４Ａ〜４Ｄは、本実施の形態に係る光レセプタクル２００の構成を示す図である。図４Ａは、光レセプタクル２００の平面図であり、図４Ｂは、光レセプタクル２００の正面図であり、図４Ｃは、光レセプタクル２００の底面図であり、図４Ｄは、光レセプタクル２００の右側面図である。なお、光レセプタクル２００は、光レセプタクル２００の天面（図４Ａに示される面）が位置決め装置１００の載置面１２０と接触するように、位置決め装置１００の載置面１２０上に載置される。すなわち、光レセプタクル２００は、上下ひっくり返した状態で載置面１２０上に載置される。
【００２３】
図４Ａ〜４Ｄに示されるように、光レセプタクル２００は、複数の第１光学面２１０、反射面２２０、複数の第２光学面２３０、２つの位置決め用凸部２４０、２つの位置決め用凹部２５０を有する。本実施の形態では、第１光学面２１０および第２光学面２３０の数は、それぞれ１２個である。光レセプタクル２００は、光通信に用いられる波長の光に対して透光性を有する材料を用いて形成される。光レセプタクル２００の材料の例としては、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）や環状オレフィン樹脂などの透明な樹脂を挙げることができる。また、光レセプタクル２００は、例えば射出成形により一体として製造される。
【００２４】
光レセプタクル２００は、基板上に複数の光電変換素子（発光素子または受光素子）が一列に配置された光電変換装置の上に配置されて使用される。光レセプタクル２００は、基板に設けられた２つの位置決め用凸部を光レセプタクル２００の２つの位置決め用凹部２５０に嵌合させることで基板上に位置決めされる。これにより、複数の光電変換素子のそれぞれが対応する第１光学面２１０と対向する。また、光レセプタクル２００の正面（第２光学面２３０側の面）には、複数の光ファイバーがフェルールを介して接続される。フェルールは、光レセプタクル２００の２つの位置決め用凸部２４０をフェルールに設けられた２つの位置決め用凹部に嵌合させることで位置決めされる。これにより、複数の光ファイバーのそれぞれが対応する第２光学面２３０と対向する。
【００２５】
光電変換素子が発光素子の場合、発光素子から出射された光は、第１光学面２１０で光レセプタクル２００内に入射し、反射面２２０で第２光学面２３０に向かって反射され、第２光学面２３０で光レセプタクル２００外に出射され、光ファイバーの端面に到達する。一方、光電変換素子が受光素子の場合、光ファイバーの端面から出射された光は、第２光学面２３０で光レセプタクル２００内に入射し、反射面２２０で第１光学面２１０に向かって反射され、第１光学面２１０で光レセプタクル２００外に出射され、受光素子に到達する。
【００２６】
図４Ａおよび４Ｄに示されるように、光レセプタクル２００は、略直方体形状であり、１つの角部に傾斜面２６０を有する。傾斜面２６０は、位置決め装置１００が吸引孔１４０から気体を吸引したときに、光レセプタクル２００が吸引孔１４０に向かって吸引されやすくするために設けられている。したがって、傾斜面２６０は、光レセプタクル２００を位置決め装置１００の載置面１２０上に載置したときに載置面１２０側に位置する角部に設けられる。本実施の形態では、傾斜面２６０は、光レセプタクル２００の天面側の４つの角部のうちの背面側の１つの角部に設けられている。傾斜面２６０は、他の角部に設けられてもよい。しかしながら、本実施の形態では、この後説明するように、位置決め後に行われる結合効率の測定において、光ファイバー（コネクタ）を第１光学面２１０および第２光学面２３０の近傍に設置するので（図６Ａ〜６Ｃ参照）、光レセプタクル２００の８つの角部のうち背面側の４つの角部のいずれかに傾斜面２６０が設けられることが好ましい。
【００２７】
光レセプタクル２００を位置決め装置１００の載置面１２０上に載置したときに、傾斜面２６０は、載置面１２０に近づくにつれて（つまり、光レセプタクル２００の天面に近づくにつれて）、光レセプタクル２００の中心に近づくように傾斜している。位置決め装置１００が吸引孔１４０から気体を吸引したときに、光レセプタクル２００が吸引孔１４０に向かって吸引されやすくする観点からは、載置面１２０に対する傾斜面２６０の角度（つまり、光レセプタクル２００の天面に対する傾斜面２６０の角度）は、例えば２０°〜８０°の範囲であり、４０°〜６０°の範囲内が好ましい。本実施の形態では、傾斜面２６０の角度は、４５°である。
【００２８】
次に、図５Ａ〜５Ｄを参照して、本実施の形態に係る位置決め装置１００の動作（本実施の形態に係る位置決め方法）について説明する。
【００２９】
まず、図５Ａ（左側面図）および図５Ｂ（平面図）に示されるように、光レセプタクル２００を位置決め装置１００の載置面１２０上に載置する。このとき、傾斜面２６０が吸引孔１４０側に向くように光レセプタクル２００を載置する。光レセプタクル２００を載置する位置は、位置決め装置１００が吸引孔１４０から気体を吸引したときに、光レセプタクル２００が吸引孔１４０に向かって吸引されれば特に限定されない。本実施の形態では、光レセプタクル２００を、位置決め部１３０に取り囲まれた領域（前述の開口部１３１）に載置する。
【００３０】
つぎに、図５Ｃ（左側面図）および図５Ｄ（平面図）に示されるように、吸引部１５０を作動させ、吸引孔１４０から気体（本実施の形態では空気）を吸引する。これにより、載置面１２０上の光レセプタクル２００は、吸引孔１４０に向かって徐々に移動し、位置決め部１３０に当接する。光レセプタクル２００が位置決め部１３０に当接したら吸引を終了する。光レセプタクル２００が位置決め部１３０に当接すると、図５Ｃに示されるように、光レセプタクル２００の傾斜面２６０は、吸引孔１４０の開口部の少なくとも一部と対向する。
【００３１】
前述のとおり、載置面１２０に対する傾斜面２６０の角度は、４０°〜６０°の範囲内であることが好ましく、４５°であることが最も好ましい。傾斜面２６０の角度が小さすぎる場合、吸引孔１４０と傾斜面２６０とが対向したときに、傾斜面２６０が吸引孔１４０を塞ぐように光レセプタクル２００が傾いてしまい、光レセプタクル２００を位置決め部１３０まで移動させることができなくなるおそれがある。また、傾斜面２６０の角度が大きすぎる場合、吸引孔１４０から気体を吸引しても、光レセプタクル２００を移動させることができなくなるおそれがある。なお、光レセプタクル２００が傾斜面２６０を有さない場合には、吸引孔１４０から気体を吸引しても、光レセプタクル２００を適切に移動させることはできない。
【００３２】
以上の手順により、光レセプタクル２００は、載置面１２０上の適切な位置に位置決めされる。
【００３３】
なお、本実施の形態に係る位置決め装置１００では、載置面１２０に吸引孔１４０が設けられているが、位置決め部１３０に吸引孔を設けて載置面１２０に平行な方向に吸引しても、光レセプタクル２００を位置決め部１３０に当接するまで移動させることはできる。しかしながら、この場合、より強い吸引力が必要となり、かつ位置決め部１３０内に吸引管を設けなければならないため、好ましくない。
【００３４】
（結合効率測定）
たとえば、本実施の形態に係る位置決め装置１００を用いて光レセプタクル２００の位置決めを行った後に、光レセプタクル２００の結合効率の評価を行ってもよい。
【００３５】
図６Ａ〜６Ｃは、光レセプタクル２００の結合効率を測定する様子を示す図である。
図６Ａは、光レセプタクル２００の正面（第２光学面２３０側の面）に対向するように、複数の光ファイバーの端部が固定された第１コネクタ３１０を配置した様子を示す平面図である。図６Ｂは、光レセプタクル２００の底面（第１光学面２１０側の面）に対向するように、複数の光ファイバーの端部が固定された第２コネクタ３２０を配置した様子を示す正面図である。図６Ｃは、第１コネクタ３１０および第２コネクタ３２０を所定の位置に配置した状態で光レセプタクル２００の結合効率を測定する様子を示す右側面図である。
【００３６】
図６Ａに示されるように、結合効率の測定では、光レセプタクル２００が位置決め部１３０に当接するように所定の位置に位置決めされた状態において、光レセプタクル２００の正面（第２光学面２３０側の面）に第１コネクタ３１０が配置される。このとき、第１コネクタ３１０と光レセプタクル２００とは非接触状態であり、かつ第１コネクタ３１０内の複数の光ファイバーの端面のそれぞれは、対応する第２光学面２３０と対向する。同様に、図６Ｂに示されるように、光レセプタクル２００が位置決め部１３０に当接するように所定の位置に位置決めされた状態において、光レセプタクル２００の底面（第１光学面２１０側の面）に第２コネクタ３２０が配置される。このとき、第２コネクタ３２０と光レセプタクル２００とは非接触状態であり、かつ第２コネクタ３２０内の複数の光ファイバーの端面のそれぞれは、対応する第１光学面２１０と対向する。この状態において、第１コネクタ３１０内の各光ファイバーの端面から光を出射させて、第２コネクタ３２０内の各光ファイバーの端面に入射する光を検出するか、または第２コネクタ３２０内の各光ファイバーの端面から光を出射させて、第１コネクタ３１０内の各光ファイバーの端面に入射する光を検出することで、光レセプタクル２００内の各光路における光結合効率を測定することができる。
【００３７】
上記のように、光レセプタクル２００の光結合効率の測定は、第１コネクタ３１０および第２コネクタ３２０を光レセプタクル２００に接触させることなく行われる。したがって、光レセプタクル２００の形状にゆがみが無い場合であっても、光レセプタクル２００の位置がずれてしまうと、光レセプタクル２００の光結合効率の測定値が低下してしまうことになる。すなわち、光レセプタクル２００の光結合効率を高精度に測定するためには、光レセプタクル２００の位置決め精度が重要である。
【００３８】
本実施の形態に係る位置決め方法における傾斜面２６０の効果を確認するため、傾斜面２６０を有する本実施の形態に係る光レセプタクル２００および傾斜面２６０を有しない比較例に係る光レセプタクルについて、位置決めを行った後に、１２個の第１光学面２１０の中心位置の測定を行った。この測定では、光レセプタクルの位置決めおよび第１光学面２１０の中心位置の測定の組み合わせを１１回行った。その結果を表１に示す。表１において、１−Ｘ、１−Ｙ、１−Ｘ’および１−Ｙ’は、１２個の第１光学面２１０のうちの一方の端部の第１光学面２１０の中心位置の測定結果であり、１２−Ｘ、１２−Ｙ、１２−Ｘ’および１２−Ｙ’は、１２個の第１光学面２１０のうちの他方の端部の第１光学面２１０の中心位置の測定結果である。また、表１において、１−Ｘ、１２−Ｘ、１−Ｘ’および１２−Ｘ’は、Ｘ方向（図６Ａにおいて左右方向）の位置ずれの度合いであり、１−Ｙ、１２−Ｙ、１−Ｙ’および１２−Ｙ’は、Ｙ方向（図６Ａにおいて上下方向）の位置ずれの度合いである。
【００３９】
【表１】
2019128481.tif 000003
【００４０】
表１から、傾斜面２６０を有する本実施の形態に係る光レセプタクル２００は、傾斜面２６０を有しない比較例に係る光レセプタクル２００よりも正確に位置決めされたことがわかる。したがって、この後に結合効率の測定を行う場合、本実施の形態に係る光レセプタクル２００は、比較例に係る光レセプタクル２００よりも正確に結合効率が測定されると考えられる。
【００４１】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る位置決め装置１００は、簡易な構成で正確に対象物（光レセプタクル２００）を位置決めすることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、位置決めの対象物が光レセプタクルである例について説明したが、対象物は光レセプタクルに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る位置決め方法および位置決め装置は、例えば、光レセプタクルの結合効率の測定に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  位置決め装置
１１０  ステージ
１２０  載置面
１３０  位置決め部
１３１  開口部
１３２  固定部材
１４０  吸引孔
１５０  吸引部
１５１  接続管
２００  光レセプタクル
２１０  第１光学面
２２０  反射面
２３０  第２光学面
２４０  位置決め用凸部
２５０  位置決め用凹部
２６０  傾斜面
３１０  第１コネクタ
３２０  第２コネクタ 
【図１】
2019128481.tif 000004
【図２】
2019128481.tif 000005
【図３】
2019128481.tif 000006
【図４】
2019128481.tif 000007
【図５】
2019128481.tif 000008
【図６】
2019128481.tif 000009