(57)【要約】【課題】光束特性変換素子を透過後の出射角度を連続して検出でき、アライメント効率を阻害することなく最適な特性値への調整が高精度化できる光束特性変換素子の実装装置及び実装方法の提供を目的とする。【解決手段】光束特性変換素子４を透過した半導体レーザ1等の光源からの光束を受けるコリメートレンズ７と、該コリメートレンズ７からの平行光を受ける４分割受光素子２１と、該受光素子２１の受光信号を所定の演算をするＣＰＵ２３と、前記光束特性変換素子把持ハンド５と、前記光束特性変換素子移動用２軸ステージ６と、前記ＣＰＵ２３の演算手段結果に基づいて前記光束特性変換素子５を移動し位置制御するＰＣ等の制御手段２５とを備えてなる。【選択図】      図１
2004205545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束特性変換素子を透過した光源からの光束を受けて平行光とするコリメートレンズと、このコリメートレンズからの平行光を受ける分割型受光素子と、該受光素子の受光信号を用いて所定の演算をする演算手段と、前記光束特性変換素子の把持手段と、前記光束特性変換素子の移動手段と、前記演算手段の結果に基づいて前記光束特性変換素子の移動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする光束特性変換素子の実装装置。
【請求項２】
前記光源の発光点位置を検出する発光点位置検出手段と、光源の把持手段と、光源の移動手段と、発光点位置検出手段からの検出情報に基づいて光源の移動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする請求項１記載の光束特性変換素子の実装装置。
【請求項３】
前記発光点位置検出手段は、前記コリメートレンズからの平行光を受ける集光レンズと、集光レンズの焦点付近に位置して集光スポットを受けるＣＣＤと、該集光スポットの位置を認識する画像処理手段と、画像処理手段からの情報を所定の処理を施す演算手段と、から成ることを特徴とする請求項２記載の光束特性変換素子の実装装置。
【請求項４】
前記コリメートレンズからの光束の平行性検出手段と、コリメートレンズの把持手段と、コリメートレンズの光軸方向への移動手段と、検出手段の情報に基づいて移動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の光束特性変換素子の実装装置。
【請求項５】
前記光束の平行性検出手段として、前記コリメートレンズからの平行光を受ける集光レンズと、集光レンズの焦点位置前後で光束を漸次遮蔽するよう移動させる２枚のナイフエッジと、ナイフエッジ通過後の光束を受ける受光素子と、受光信号から所定の演算を行う演算手段を持つダブルナイフエッジ検出機構と、を具備することを特徴とする請求項４記載の光束特性変換素子の実装装置。
【請求項６】
光束平行性検出手段として、発光点位置検出手段である集光レンズとＣＣＤと画像処理手段とを兼用し、画像処理手段からの情報を集光スポット径に関して所定の処理を施す演算手段を具備することを特徴とする請求項４記載の光束特性変換素子の実装装置。
【請求項７】
請求項１の構成において、前記分割型受光素子の受光信号演算手段の結果を基に光源からの光束出射角を検出し、この出射角が所望の特性となるよう光束特性変換素子を移動手段にて移動調整して実装することを特徴とする光束特性変換素子の実装方法。
【請求項８】
請求項２又は３の構成において、前記光束特性変換素子が存在しない状態で、発光点位置検出手段からの情報を基に、光源を移動手段にて移動し、発光点がコリメートレンズと分割型受光素子で形成する光軸上に位置するよう調整した後、光束変換素子を所定位置に挿入して実装することを特徴とする請求項７記載の光束特性変換素子の実装方法。
【請求項９】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の構成において、光束特性変換素子が存在しない状態で、請求項８記載の発光点位置を補正し、且つ光束平行性検出手段の情報を基に、コリメートレンズを移動手段にて移動し、分割型受光素子に入射する光束が平行光となるよう調整した後、光束変換素子を所定位置に挿入して実装することを特徴とする請求項７記載の光束特性変換素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源から射出される発散光束の特性を変換させる光学素子（以下、光束特性変換素子と称す）を用いて、その出射光が所定の出射角特性となるように調整して実装する実装装置及び実装方法、特に、ＬＤ等の光源から射出される発散光束の放射角特性を変換させるマイクロ光学素子の実装装置及び実装方法に関し、光ピックアップ装置、光通信用部品及び装置の組立技術、微細部品の組立技術に有益なものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置や光通信用部品・装置において、半導体レーザ等の光源から射出される光束の放射角や強度分布特性を変換する光学素子を光束中に実装して、所望の光束を得る方法がある。
通常、半導体レーザチップから射出される発散光束は、非等方な放射角特性を持っている。非等方な放射角特性とは、お互いに光軸を含み且つお互いに直交した断面の放射角特性が異なることをその内容としている。この非等方な放射角特性をもつ光束中にアナモフィックな特性の光学素子を設け、等方な放射角特性をもつ光束に変換するというのが、光束特性変換の一般的な例である。
上述の光ピックアップ装置や光通信用部品・装置は、光利用効率の向上を主目的として、提案されてきた。その中には、半導体レーザチップの直近に微小な光束特性変換素子を実装し、所望の光束放射断面を実現するデバイスも提案されている。
本発明の従来技術として、ＬＤ等の光源から射出される光束の放射角を所望の値に変換するマイクロ光学素子の実装方法に関するものがあり、具体的には機構的位置決め（突き当て）やアライメントマークを使った方法などパッシブアライメント技術を用いた実装方法がある（例えば、特許文献１参照）。
レーザ光束の放射角度変換を行う光学素子の実装に係わるものではないが、アクティブアライメント技術に係るもの、具体的には、半導体レーザチップを実装する時に、その発光点の位置を調整し、且つレーザ光の出射角度を検出調整して実装する従来技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許第６１６０６７２号明細書
【特許文献２】特開平７−３８２０１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、半導体レーザチップと光束特性変換素子の相対位置関係は、光束特性変換素子を透過した後の光束特性に影響を及ぼすため、所望の光束特性となるよう正確に実装もしくは設置する必要がある。
しかしながら特許文献１に示すようなパッシブアライメントの類の技術は、アライメントが容易なため、高速実装が可能であり、効率的な生産ができる反面、本来の特性値である光学特性を考慮することなく実装するため、部品の外形誤差やアライメントマークの誤差等が影響を及ぼし、最適な特性値への調整が精度よく行えないという問題がある。
又、特許文献２に示すようなアクティブアライメント技術に関するものでは、検出用のＰＤを移動させる必要があり、移動前と移動後の受光信号の演算により発光点位置と出射角度を検出する為、連続した検出ができず、更に、半導体レーザチップの出射角調整が課題である為、これはあまり問題にならないが、半導体レーザチップに対して光束特性変換素子を実装する場合、断続的な検出信号はアライメント効率を大きく阻害するという問題がある。
そこで本発明は上記の問題点を鑑み、光学特性を検出しアライメントの情報とするアクティブアライメントを用い、最適な特性値への調整を高精度化でき、又、発光点位置ずれの影響を無くした状態で、光束特性変換素子を透過した後の出射角度を連続して検出でき、アライメント効率を阻害することなく最適な特性値への調整が高精度化できる光束特性変換素子の実装装置及び実装方法の提供を目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、光束特性変換素子を透過した光源からの光束を受けるコリメートレンズと、そのレンズからの平行光を受ける分割型受光素子と、該受光素子の受光信号を所定の演算をする演算手段と、前記光束特性変換素子の把持手段と、前記光束特性変換素子の移動手段と、前記演算手段の結果に基づいて前記光束特性変換素子の移動手段を制御する制御手段を具備することを最も主要な特徴とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１記載の発明において、光源の発光点位置を検出する発光点位置検出手段と、光源の把持手段と、光源の移動手段と、検出手段の情報に基づいて光源の移動手段を制御する制御手段を具備することを主要な特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項２記載の発明において、コリメートレンズからの平行光を受ける集光レンズと、集光レンズの焦点付近に位置して集光スポットを受けるＣＣＤと、該集光スポットの位置を認識する画像処理手段と、画像処理手段からの情報を所定の処理を施す演算手段とから発光点位置検出手段を形成したことを主要な特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項１又は２記載の発明において、コリメートレンズからの光束の平行性検出手段と、コリメートレンズの把持手段と、コリメートレンズの光軸方向への移動手段と、検出手段の情報に基づいて移動手段を制御する制御手段を具備することを主要な特徴とする。
請求項５に記載の発明では、請求項４記載の発明において、光束平行性検出手段として、コリメートレンズからの平行光を受ける集光レンズと、集光レンズの焦点位置前後で光束を漸次遮蔽するよう移動させる２枚のナイフエッジと、ナイフエッジ通過後の光束を受ける受光素子と、受光信号から所定の演算を行う演算手段を持つダブルナイフエッジ検出機構を具備することを主要な特徴とする。
【０００５】
請求項６に記載の発明では、請求項４記載の発明において、光束平行性検出手段として、発光点位置検出手段である集光レンズとＣＣＤと画像処理手段を兼用し、画像処理手段からの情報を集光スポット径に関して所定の処理を施す演算手段を具備することを主要な特徴とする。
請求項７に記載の発明では、請求項１記載の発明において、分割型受光素子の受光信号演算手段の結果を基に光源からの光束出射角を検出し、この出射角が所望の特性となるよう光束特性変換素子を移動手段にて移動調整して実装することを主要な特徴とする。
請求項８に記載の発明では、請求項７記載の発明において、請求項２又は３記載の発明の構成で、光束特性変換素子の無い状態で、発光点位置検出手段の情報を基に、光源を移動手段にて移動し、発光点がコリメートレンズと分割型受光素子で形成する光軸上に位置するよう調整した後、光束変換素子を挿入して実装することを主要な特徴とする。
請求項９に記載の発明では、請求項７記載の発明において、請求項４〜６のいずれかの構成で、光束特性変換素子の無い状態で、請求項８記載の発光点位置を補正し、且つ光束平行性検出手段の情報を基に、コリメートレンズを移動手段にて移動し、分割型受光素子に入射する光束が平行光となるよう調整した後、光束変換素子を挿入して実装することを主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光束特性変換素子の実装装置の実施の形態を図１に基づき説明する。半導体レーザ（ＬＤ、又はそのチップ）１等の光源は、ＬＤ把持ハンド２に把持されていてＰＣ等の制御手段２５によりＬＤ移動用２軸ステージ３で移動され、光源が所望の位置に位置制御されるようになっている。
これと共に、該光源１から射出される光束の放射角や強度分布特性を変換する光学素子である光束特性変換素子４は、光束特性変換素子把持ハンド５に把持されていて制御手段２５により光束特性変換素子移動用２軸ステージ６で移動され所望の特性となるよう位置制御される。
更に、上記光束特性変換素子４を透過した光束を受けるコリメートレンズ（ＣＬ）７は、ＣＬ把持ハンド８に把持されていて制御手段２５によりＣＬ移動用ステージ９で移動され、後述の４分割受光素子２１に入射する光束が平行光束に制御されるようになっている。上記ＬＤ移動用２軸ステージ３、光束特性変換素子移動用２軸ステージ６の２軸は、後述の４分割受光素子２１の分割方向に対応せしめており、制御の便を図っている。
前記半導体レーザ１等の光源と、光束特性変換素子４と、該光束特性変換素子４を透過した光束を受けるコリメートレンズ７と、該コリメートレンズ７からの光束を反射し向きを変える反射ミラー２４とが所要間隔を隔てて、光軸を合わせて配置されている。
これと共に、該反射ミラー２４の反射により向きを変えられた平行光を受ける４分割受光素子２１が、反射ミラー２４から適宜離して配置されており、更に該反射ミラー２４と４分割受光素子２１との間に第一のビームスプリッタ（集光レンズ）１０と第二のビームスプリッタ（集光レンズ）１１が光軸を合わせて配置されていて、反射ミラー２４により向きを変えられたコリメートレンズ７からの平行光を受けその受けた平行光を分岐し得るようになっている。
前記第一のビームスプリッタ１０と、該第一のビームスプリッタ１０からの平行光束を受ける第一の検出レンズ１２と、該第一の検出レンズ１２の焦点位置付近で焦光スポットを受けるＣＣＤ１３と、該ＣＣＤ１３からの画像情報を受ける画像処理ボード１４と、該画像処理ボード１４からの情報により演算を行いこの結果を出力として制御手段２５に伝える第一のＣＰＵ（演算手段）１５と、から半導体レーザ１等の光源の発光点位置検出手段が形成されている。
前記第二のビームスプリッタ１１と、該第二のビームスプリッタ１１からの平行光束を受ける第二の検出レンズ１６と、該第二の検出レンズ１６の焦点位置前後で光束を漸次遮蔽するよう移動する２枚のナイフエッジ１７と、これらナイフエッジ１７通過後の光束を受ける受光素子１８と、該受光素子１８からの受光信号をデジタル信号に変換する第一のＡＤボード１９と、該第一のＡＤボード１９からの情報により演算を行い、この結果を出力として制御手段２５に伝える第二のＣＰＵ（演算手段）２０とから光束平行性を検出するダブルナイフエッジ検出機構が形成されている。
前記２枚のナイフエッジ１７の移動方向は互いに直交しており、光束の直交２方向を交互に漸次遮蔽するようになっている。
更に前記４分割受光素子２１と、該４分割受光素子２１からの受光信号をデジタル信号に変換する第二のＡＤボード２２と、該第二のＡＤボード２２からの情報により演算を行う第三のＣＰＵ（演算手段）２３とが電気的に接続されていて４分割受光素子２１の各々の素子の受光信号が第二のＡＤボード２２を介して第三のＣＰＵ２３に伝えられ、該第三のＣＰＵ２３にて所定の演算が行われ出射特性が検出され、第三のＣＰＵ２３の演算結果が前記制御手段２５に入力されるようになっている。
【０００７】
次に、光束特性変換素子４の位置調整について述べる。光束特性変換素子４を透過した半導体レーザ１等の光源からの光束はコリメートレンズ７を介し反射ミラー２４に導かれ、該反射ミラー２４で反射され、この反射平行光が４分割受光素子２１で受光される。
この受光された信号は第二のＡＤボード２２でデジタル信号に変換されて第三のＣＰＵ２３に入力され、該第三のＣＰＵ２３で所定の演算が行われて出射角特性が検出される。
この実施例の場合、４分割受光素子２１を用いているので図２のように分割しているとすると、（（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の演算で水平方向の出射角特性を検出し、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の演算で垂直方向の出射角特性が検出できる。
場合によっては、２分割受光素子を用いて、水平もしくは垂直方向のみを検出し、その方向の光束出射角特性を調整するよう光束特性変換素子４の実装を行っても良い。発光点であるＬＤ等はステムへの実装形態から水平もしくは垂直方向のどちらか一方に多くの光束出射角誤差を含む場合も多く、その場合には、適用可能と思われる。
上記第三のＣＰＵ２３の演算結果が制御手段２５に入力され、該制御手段２５により光束特性変換素子４が光束特性変換素子移動用２軸ステージ６において所望の特性となるように位置制御され実装が行われる。即ち半導体レーザ１等の光源からの検出光束出射角が所望の特性となるように光束特性変換素子４の位置調整が行われて実装が行われる。
４分割受光素子２１を用いる場合のほかに、ＣＣＤでコリメートレンズ７からの平行光束を受け、画像処理により光束位置及び光量分布を検出して、水平・垂直両方向の出射角特性を一度に検出するようにしても良い。この検出した出射角特性情報を用いて制御手段２５により、光束特性変換素子把持ハンド５に把持された光束特性変換素子４を光束特性変換素子移動用２軸ステージ６で移動し、所望の特性となるよう位置制御することができる。
【０００８】
半導体レーザ１等の光源の発光点位置検出について述べる。第一のビームスプリッタ１０からの分岐平行光束を受けた第一の検出レンズ１２による平行光束の集光スポットをＣＣＤ１３が受け、該ＣＣＤ１３から画像情報が画像処理ボード１４に入力され該画像処理ボード１４により集光スポットの位置が認識される。所望のスポット位置からのずれ量は、予め所望（基準）のスポットの位置を画素情報として記憶しておき、その差として検出する。
所望のスポット位置とは、一般的に、発光点がコリメートレンズ７と４分割受光素子２１で形成する光軸（以下、基準光軸と呼ぶ）上に位置する時に、前述のＣＣＤ１３に集光するスポットの位置である場合が多い。
所望（基準）スポットを予め記憶しておくためには、第一の検出レンズ１２とＣＣＤ１３を基準光軸上に設置することが必要であり、このように設置する。
この調整はマスターワーク等基準となるユニットがあれば、これを基準光軸上で点灯させてできるＣＣＤ１３上のスポットの位置を記憶することでできる。又、マスターワークがない場合は、基準光を１軸設置して、これにすべての光学系を合わせていく作業が必要となる。
上記のようにして検出した集光スポットの位置ずれ量を用いてＰＣ等の制御手段２５により、ＬＤ把持ハンド２に把持された半導体レーザ１等の光源をＬＤ移動用２軸ステージ３で移動し、所望のスポット位置となるよう光源を位置制御する。即ち、光源の発光点位置検出に基づき光源の位置調整を行って発光点位置ずれを補正し且つ光束特性変換素子４を透過後の光束出射角度を連続して検出し、実装を行う。
光束特性変換素子４がセットされていない状態で、上記したように半導体レーザ１等の光源の発光点位置を基準光軸上に調整した後、光束特性変換素子４を光軸ラインに挿入設置し、前記したように光束特性変換素子４の位置調整するプロセスで実装を進める。又、発光点位置調整を実施する場合には、光束特性変換素子４がない状態で必ず実施し、発光点位置調整後、光束特性変換素子４を挿入することとする。
【０００９】
図３に示すものは、コリメートレンズ７の焦点距離が２０ｍｍ、コリメートレンズ７と４分割受光素子との間隔を約１８０ｍｍとした実験光学系において、発光点位置ずれに対する出射角特性の変化を実測したものである。この実験結果からは、発光点位置ずれ量１μｍに対して約０．０２°の出射角特性変化が観察された。つまり、発光点位置ずれを補正しない場合には、この結果に対応した出射角特性検出誤差が発生することになる。前述の発光点位置検出手段による情報を基にして光源を移動手段により適宜移動してから光束特性変換素子４を挿入設置して実装することにより、上記出射角特性検出誤差を発生させることなく、最適な特性値への調整が高精度に実現できる。
【００１０】
次に、第一のビームスプリッタ１０による光源の発光点位置検出ラインと並列に設置されている、第二のビームスプリッタ１１によるコリメートレンズ７からの光束の平行性検出ラインについて述べる。
第二のビームスプリッタ１１による分岐平行光束を第二の検出レンズ１６が受け、その焦点位置前後で２枚のナイフエッジ１７が互いに直交する方向に移動して光束を漸次遮蔽し、即ち２枚のナイフエッジ１７により光束の直交２方向が交互に漸次遮蔽され、ナイフエッジ１７を通過した光束は受光素子１８に受光される。
該受光素子１８で受光された信号は第一のＡＤボード１９にてデジタル情報に変換され、第二のＣＰＵ２０の演算により、ダブルナイフエッジを用いた光束平行性検出（ダブルナイフエッジ検出法）原理に基づく処理が施され、コリメートレンズ７からの光束の平行性が検出される。
又、別の光束の平行性検出機構としては、第一の検出レンズ１２とＣＣＤ１３と画像処理ボード１４と第一のＣＰＵ１５からなる検出ライン機構を用いることも可能である。この場合、ＣＣＤ１３は第一の検出レンズ１２の焦点位置に正確に設置されているのが望ましい。正確に設置されると、平行光束が第一の検出レンズ１２に入射した際、ＣＣＤ１３面でビームウェスト位置となるため、スポットが最小となり、発散光もしくは収束光が入射した際には、ＣＣＤ１３面の前後でビームウェスト位置となるため、ＣＣＤ１３面上のスポット径が大きくなる。このスポット径に関する情報を画像処理ボード１４で処理し、コリメートレンズ７からの光束の平行性を検出する。
前述のダブルナイフエッジ検出法と比較すれば、一般的に検出分解能は低くなるが、光学系の簡易さのため、特にこの場合は発光点位置検出手段と兼用できるため、スペースメリットやコストメリットがある。
兼用する場合の第一の検出レンズ１２は、焦点距離が長いほど、発光点位置ずれの検出感度が上がる反面、光束平行性によるスポット径変化が小さくなる為、両方の特性を考慮して、決める必要がある。
【００１１】
このようにして検出した光束平行性に関する情報を基にして、即ち第二のＣＰＵ２０からの演算結果が入力されたＰＣ等の制御手段２５により、ＣＬ把持ハンド８に把持されたコリメートレンズ７をＣＬ移動用ステージ９で移動し、４分割受光素子２１に入射する光束を平行光束に制御する。尚、上記ＣＬ移動用ステージ９は光軸方向に移動可能なステージとする。
光束特性変換素子４がセットされていない状態で、光源の発光点位置を基準光軸上に調整し、コリメートレンズ７を平行光束となるよう位置調整した後、光束特性変換素子４を挿入設置して、前記した光束特性変換素子４に位置調整するプロセスで実装を進める。又、発光点位置と光束平行性の双方を調整する場合は、光束特性変換素子４がない状態で必ず実施し、二つの調整が終わった後、光束特性変換素子４を挿入する。二つの調整は発光点位置調整を実施して光束平行性調整の順で行うのが望ましい。
発光点位置ずれが完全に補正された場合、コリメートレンズ７の位置ずれは４分割受光素子２１で検出する出射角特性に影響を及ぼさないが、厳密には、発光点位置の補正誤差は存在する。その場合、コリメートレンズ７の位置ずれは４分割受光素子２１に入射する光束径に影響する為、発光点位置補正誤差による出射角特性検出誤差を増大させる恐れがある。前述のように光源の発光点位置及びコリメートレンズ７の位置の調整を行い、次いで光束特性変換素子４を挿入設置してその位置調整を行って実施することにより、上記出射角特性検出誤差を発生させることなく、最適な特性値への調整が高精度に実現できる。
尚、本発明は、図示し説明した実施の形態例にのみ限定されることなく、例えば４分割受光素子２１とコリメートレンズ７と光束特性変換素子４と半導体レーザ１等の光源とを一直線状に配設して（光軸を共通にして）反射ミラー２４を省くことは任意であり、その他本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の光束特性変換素子の実装装置によれば、光束特性変換素子を透過した光源からの光束を受けるコリメートレンズと、そのレンズからの平行光を受ける分割型受光素子と、該受光素子の受光信号を所定の演算をする演算手段と、前記光束特性変換素子の把持手段と、前記光束特性変換素子の移動手段と、前記演算手段の結果に基づいて前記光束特性変換素子の移動手段を制御する制御手段を実装装置内に有しているので、光学特性を検出情報とするアクティブアライメントを用いた実装装置が実現できる。
請求項２に記載の光束特性変換素子の実装装置によれば、請求項１の構成において、発光点位置検出手段と、光源の把持手段と、光源の移動手段と、検出手段の情報に基づいて光源の移動手段を制御する制御手段を実装装置内に有しているので、発光点位置ずれを補正し且つ光束特性変換素子を透過後の光束出射角度を連続して検出することができるアクティブアライメントを用いた実装装置が実現できる。
請求項３に記載の光束特性変換素子の実装装置によれば、請求項２の構成において、コリメートレンズからの平行光を受ける集光レンズと、集光レンズの焦点付近に位置して集光スポットを受けるＣＣＤと、該集光スポットの位置を認識する画像処理手段と、画像処理手段からの情報を所定の処理を施す演算手段とから発光点位置検出手段を形成し、該発光点位置検出手段を実装装置内に有しているので、発光点位置ずれを補正し且つ光束特性変換素子を透過後の光束出射角度を連続して検出することができるアクティブアライメントを用いた実装装置が実現できる。
【００１３】
請求項４に記載の光束特性変換素子の実装装置によれば、請求項１又は２の構成において、コリメートレンズからの光束の平行性検出手段と、コリメートレンズの把持手段と、コリメートレンズの光軸方向への移動手段と、検出手段の情報に基づいて移動手段を制御する制御手段を実装装置内に有しているので、発光点位置ずれとコリメートレンズの位置ずれを検出して補正し且つ光束特性変換素子を透過後の光束出射角度を連続して検出することができるアクティブアライメントを用いた実装装置が実現できる。
請求項５に記載の光束特性変換素子の実装装置によれば、請求項４記載の光束平行性検出手段として、コリメートレンズからの平行光を受ける集光レンズと、集光レンズの焦点位置前後で光束を漸次遮蔽するよう移動させる２枚のナイフエッジと、ナイフエッジ通過後の光束を受ける受光素子と、受光信号から所定の演算を行う演算手段を持つダブルナイフエッジ検出機構を有しているので、発光点位置ずれとコリメートレンズの位置ずれを検出して補正し且つ光束特性変換素子を透過した後の光束出射角度を連続して検出することができるアクティブアライメントを用いた実装装置が実現できる。
請求項６に記載の光束特性変換素子の実装装置によれば、請求項４記載の光束平行性検出手段として、請求項３記載の発光点位置検出手段である集光レンズとＣＣＤと画像処理手段を兼用し、画像処理手段からの情報を集光スポット径に関して所定の処理を施す演算手段を有しているので、少ない光学素子による検出光学系を使って、発光点位置ずれとコリメートレンズの位置ずれを検出して補正し且つ光束特性変換素子を透過後の光束出射角度を連続して検出することができるアクティブアライメントを用いた実装装置が実現できる。
請求項７に記載の光束特性変換素子の実装方法によれば、請求項１の構成において、分割型受光素子の受光信号演算手段の結果を基に光源からの光束出射角を検出し、この出射角が所望の特性となるよう光束特性変換素子を移動手段にて移動調整して実装しているので、光学特性を検出情報とするアクティブアライメントを用いて、最適な特性値への調整が高精度に実現できる。
【００１４】
請求項８に記載の光束特性変換素子の実装方法によれば、請求項２又は３の構成において、光束特性変換素子の無い状態で、発光点位置検出手段の情報を基に、光源を移動手段にて移動し、発光点がコリメートレンズと分割型受光素子で形成する光軸上に位置するよう調整した後、光束変換素子を挿入し、請求項７の方法で実装しているので、発光点位置ずれの影響を無くした状態で、光束特性変換素子を透過後の出射角度を連続して検出でき、アライメント効率を阻害することなく最適な特性値への調整が高精度に実現できる。尚、図３に示す実験結果によれば、発光点位置ずれ１μｍに対して約０．００２°の出射角特性変化が観察され、つまり、発光点位置ずれを補正しない場合には、この結果に対応した出射角特性検出誤差が発生することになるが、本実装方法を実施することにより、上記出射角特性検出誤差を発生させることなく、最適な特性値への調整が高精度に実現できる。
請求項９に記載の光束特性変換素子の実装方法によれば、請求項４〜６記載のいずれかの構成において、光束特性変換素子の無い状態で、請求項８記載の発光点位置を補正し、且つ光束平行性検出手段の情報を基に、コリメートレンズを移動手段にて移動し、分割型受光素子に入射する光束が平行光となるよう調整した後、光束変換素子を挿入して実装しているので、発光点位置ずれとコリメートレンズ位置ずれの影響を無くした状態で、光束特性変換素子を透過後の出射角度を連続して検出でき、アライメント効率を阻害することなく最適な特性値への調整が高精度に実現できる。請求項９記載の実装方法を実施することにより、発光点位置の補正誤差が存在する場合、コリメートレンズの位置ずれは分割型受光素子に入射する光束径に影響する為、発光点位置補正誤差による出射角特性検出誤差増大させる恐れがあるが、上記出射角特性検出誤差を発生させることなく、最適な特性値への調整が高精度に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光束特性変換素子の実装装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の光束特性変換素子の実装装置に使用する分割型受光素子の分割例を示す説明図である。
【図３】発光点位置ずれによる出射角特性への影響を示すグラフである。
【符号の説明】
１  半導体レーザ（光源）、２  ＬＤ把持ハンド、３  ＬＤ移動用２軸ステージ、４  光束特性変換素子、５  光束特性変換素子把持ハンド、６  光束特性変換素子移動用２軸ステージ、７  コリメートレンズ、８  ＣＬ把持ハンド、９  ＣＬ移動用ステージ、１０  第一のビームスプリッタ（集光レンズ）、１１  第二のビームスプリッタ（集光レンズ）、１２  第一の検出レンズ、１３  ＣＣＤ、１４  画像処理ボード、１５  第一のＣＰＵ、１６  第二の検出レンズ、１７ナイフエッジ、１８  受光素子、１９  第一のＡＤボード、２０  第二のＣＰＵ、２１  ４分割受光素子、２２  第三のＡＤボード、２３  第三のＣＰＵ、２４  反射ミラー、２５  制御手段
【図１】
2004205545.tif 000003
【図２】
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【図３】
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