(57)【要約】【課題】本発明は、複雑な駆動機構を操作することなく、一枚の画像からＬＤの光軸角度を認識し、且つ、ＬＤの支持体である光半導体パッケージの基準面からみて、直交座標上に占める光軸位置を事前に認識できる放射光源の光軸測定方法を提供する。【解決手段】ＬＤ１とＣＣＤカメラ７の間に拡散板としてのスクリーン８を配置し、スクリーン８を透過してくる光を２次元カメラで撮像し、その映像を画像処理装置に入力して、映像パターンの最大輝度位置をＬＤ１の光軸Ｂと判断し、ＬＤ１の支持体としての光半導体パッケージにおける基準面上の直交座標に占める光軸位置として記憶する。【選択図】　　　　図１
2004020449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射光源と２次元カメラの間に拡散板としてのスクリーンを配置し、前記スクリーンを透過してくる光を前記２次元カメラで撮像し、その映像を画像処理装置に入力して、映像パターンの最大輝度位置を放射光源の光軸と判断し、前記光軸の前記放射光源の支持体における基準面上の直交座標に占める位置として記憶することを特徴とする放射光源の光軸測定方法。
【請求項２】
前記放射光源の放射（広がり）角度と前記スクリーンの拡散特性から得られる補正値を予め前記画像処理装置に記憶させ、前記２次元カメラで捉える前記映像パターンの最大輝度位置から得られる光軸位置を、前記補正値にて補正し、前記放射光源の実際の光軸位置と認識することを特徴とする請求項１に記載の放射光源の光軸測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザーダイオードから放たれる放射光の放射光軸の測定方法に関する。詳しくは、光半導体パッケージに搭載されているレーザーダイオードの光軸角度を事前に検出し、フェルールとの接合を精度よく効率的に実施するための放射光源の光軸測定方法である。
【０００２】
【従来の技術】
光半導体パッケージにおいては、信号線である光ファイバーの端末のフェルールとパッケージ内に搭載される発光素子であるレーザーダイオード（以下ＬＤと称する）の光軸を合致させて、ＬＤに入力される微弱電気信号を光信号に変換して情報の伝達を行う。光半導体モジュールの組立ての際、フェルールとＬＤの光軸がずれると伝達効率が低下し信号のひずみを誘発することがある。従って光軸の方向が、ＬＤの支持体である光半導体パッケージの基準面からみて、直交座標上に占める位置を事前に認識できれば、フェルールとＬＤの光軸を合致させるための工程が大幅に短縮できる。
【０００３】
従来技術として、特開２００１−３１７９２６号公報にＬＤから放たれる放射光の放射角度や放射パターンを測定する測定装置及びその測定方法が開示されている。図４に、その測定装置の概要図を示す。
【０００４】
図４において、１０１は直交ステージ１０２に把持されているＬＤである。ＬＤ１０１は、駆動電源１０３の電流により矢印Ｂの如き放射光を発光する。直交ステージ１０２は、ＬＤ回転ステージ１０４に搭載され、且つ、方向設定回転ステージ１０５に載置されている。ＬＤ１０１の前方には回折格子１０６が配置され、光軸Ｘをスリット板１０７を経由して光軸合せ用受光素子１０８に導き測定軸を設定する。
【０００５】
次に、回折格子１０６を取り外して計測用受光素子１０９に直接放射光を受光する。そして、コントローラ１１０によって一定の角度で矢印Ａの如くＬＤ１０１を回転させながら、方向設定回転ステージ１０５で扇状に光軸Ｘを振り、計測用受光素子１０９に入力される光信号を光量計測装置１１１に受信し、制御演算装置１１２で放射角度や放射パターンを認識する。
【０００６】
この従来技術によれば、測定軸上に傾かせた回折格子からの一次回折光を入射する光軸合せ用受光素子を設置し、ＬＤの測定軸を中心とした任意の回転角度における最大光量位置を特定できるので、ＬＤから放たれる放射パターンの中心を測定軸に一致させる軸合せ処理が可能であり、特に測定軸を中心にＬＤを回転させる場合においても、各回転角度における正確な放射角度及び放射パターンを測定することができると説明されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、複雑な４軸の駆動機構を操作し、回折格子やスリット板を用いて放射角度や放射パターンの認識が行われる。本発明は、複雑な駆動機構を操作することなく、一枚の画像からＬＤの光軸角度を認識し、且つ、ＬＤの支持体である光半導体パッケージの基準面からみて、直交座標上に占める光軸位置を事前に認識できる放射光源の光軸測定方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
放射光源と２次元カメラの間に拡散板としてのスクリーンを配置し、スクリーンを透過してくる光を２次元カメラで撮像し、その映像を画像処理装置に入力して、映像パターンの最大輝度位置を放射光源の光軸と判断し、放射光源であるＬＤの支持体としての光半導体パッケージにおける基準面上の直交座標に占める光軸位置として記憶する。
【０００９】
放射光源の放射（広がり）角度とスクリーンの拡散特性から得られる補正値を、予め画像処理装置に記憶させ、２次元カメラで捉える映像パターンの最大輝度位置から得られる光軸位置を補正値にて補正し、ＬＤの実際の光軸位置と認識する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施例を、添付する図面に基づいて詳細に説明する。図１に、本発明の放射光源の光軸測定方法に用いる装置の概要図を示す。
【００１１】
図１において、ＬＤ１の発光点を中心として半径Ｒにて揺動自在なるゴニオステージ４に光半導体パッケージ５は把持されている。端子２に電源６を接続することにより、配線を経由してＬＤ１に電流が流れＬＤ１は、Ｂの光軸にて放射光を発光する。２次元カメラ７と光半導体パッケージ５の間には、ポリカーボネード樹脂から成るスクリーン８が配置され、放射光はスクリーン８により拡散され、光軸Ｃの入射角で２次元カメラ７に撮像される。２次元カメラ７の画像は、画像処理装置９で処理され、画像モニタ１０のＸＹ直交座標にアナログ及びデジタル表示される。
【００１２】
次に、測定手順について説明する。先ず、光半導体パッケージ５と２次元カメラ７の中心軸Ａの芯合せを行う。直交ステージ（図示略）上に載置されているゴニオステージ４をずらし、中心軸Ａの芯合せを行った後、光半導体パッケージ５のフランジ３の端面３ａを基準面とし中心軸Ａと直角に位置するようゴニオンステージ４を操作する。電源６を接続するとＬＤ１は発光するが、ＬＤ１の搭載位置誤差によって中心軸Ａと光軸Ｂが合致するとは限らない。
【００１３】
仮に、光軸Ｂがθだけ傾いてスクリーン８に入射したとする。スクリーン８は、ポリカーボネード樹脂の表面にエポキシ層をＵＶ硬化した０．２〜０．３ｍｍの薄い平板であり、光を透過して図２のように拡散する。スクリーン８は波長依存性や偏光依存性のないものであるが、２次元カメラ７で捉える光軸Ｃの位置ｎと光軸Ｂの位置ｍは、スクリーン８の拡散特性と放射光源の放射（広がり）角度によって異なる。
【００１４】
そこで、予め中心軸Ａと光軸Ｂの合致したサンプルを用意し、ゴニオステージ４の傾き角度θとＣＣＤカメラ７の認識する角度を実測した結果、２次元カメラ７の認識する角度には図３に示す特性のあることが判明した。図３は、横軸にゴニオステージ４の振り角を、縦軸に２次元カメラ７の測定角度を設定し、直交座標上のＹ軸を静止させて、Ｘ軸上にゴニオステージ４を振って２次元カメラ７の測定角度をプロットした特性であり、Ｘ軸上の測定角度が直線的であることを示している。
【００１５】
本来、光半導体パッケージに搭載されるＬＤの光軸位置は、前工程で品質が造り込まれ放射（広がり）角度は一定で光軸の振れは、±３゜の範囲内に分布するという前提に立てば図３の予備調査の範囲は充分である。この特性を補正値として、予め画像処理装置９に記憶させ２次元カメラ７で捉える映像の見かけの最大輝度位置ｎから実際の光軸Ｂの傾きθを認識させることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、放射光源であるＬＤとＣＣＤカメラの間にスクリーンを配置し、スクリーンを透過してくる光を２次元カメラで撮像し、その映像を画像処理装置に入力して、映像パターンの最大輝度位置を放射光源の光軸と判断し、ＬＤの搭載されている光半導体パッケージに対する直交座標上の光軸位置を事前に知ることができたから、後工程のフェルールとＬＤの光軸を合致させるための作業工程が大幅に短縮できる。
【００１７】
又、放射光源であるＬＤの放射（広がり）角度とスクリーンの拡散特性から得られる補正値を、予め画像処理装置に記憶させ２次元カメラで捉える映像パターンの最大輝度位置から得られる光軸位置を補正値にて補正し、ＬＤの実際の光軸位置と認識することができるから、複雑な駆動機構を操作しなくても、一枚の画像からＬＤの光軸角度を認識し、ＬＤの搭載されている光半導体パッケージに対する直交座標上の光軸位置を事前に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光軸測定方法に用いる装置の概要図である。
【図２】本発明の光軸測定方法に用いたスクリーンを透過した光の２次元カメラの写真である。
【図３】本発明の光軸角度の補正値を設定するための予備調査の結果である。
【図４】従来技術の測定装置の概要図である。
【符号の説明】
１　ＬＤ
２　端子
３　フランジ
４　ゴニオステージ
５　光半導体パッケージ
６　電源
７　２次元カメラ
８　スクリーン
９　画像処理装置
１０　画像モニタ
【図１】
2004020449.tif 000003
【図２】
2004020449.tif 000004
【図３】
2004020449.tif 000005
【図４】
2004020449.tif 000006