[發明專利]透鏡偏移測量設備、透鏡偏移測量方法和光學模塊制造方法

無效

• 申請號: 201010505581.6
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102032982A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 田中良治
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01B11/00;G02B6/42
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;安翔

本申請基于日本專利申請No.2009-224989，該申請的內容通過參引合并于此。

技術領域

本發明涉及一種透鏡偏移測量設備、透鏡偏移測量方法和光學模塊制造方法。

背景技術

例如，在用于光學通信的光學半導體元件的CAN封裝中，通常使用其中透鏡氣密密封到中央部的蓋(下文，稱為透鏡蓋)來執行封裝，以便實現與光纖的光學耦合或與用以連接光纖的插座的光學耦合。透鏡蓋通過電阻焊相對于圓盤狀組塊(管座：stem)氣密密封，諸如激光二極管這樣的芯片被安裝在該圓盤狀組塊(管座)處。

當透鏡蓋被氣密密封時，管座和透鏡蓋基于其外部位置定位并彼此焊接。在此情形中，如果透鏡相對于蓋是偏心的，則由于透鏡相對于安裝在管座的中心上的激光二極管的發光點的位置偏移，所以通過該透鏡聚焦光的激光二極管的聚焦點的位置也可能從CAN封裝的中心偏移。

這樣，如果激光二極管的聚焦點的位置從CAN封裝的中心偏移，則在下面的過程中，當將CAN封裝結合到光纖或插座以構成光學模塊(光學半導體器件)時，需要時間來調節光軸或光學模塊的光學耦合效率降低。

為此，當對用于光學模塊的光學半導體元件進行組裝時，在密封CAN封裝之前，需要預先測量透鏡蓋的透鏡偏心量并排除偏心量超出標準的透鏡蓋，或當密封CAN封裝時，根據所測量的偏心量來執行位置校正。因此，用于測量透鏡蓋的透鏡偏心的技術變得重要。

在日本特開專利公布No.2005-221471中，描述了一種測量透鏡的偏心量的透鏡偏心測量設備。此透鏡偏心測量設備具有透鏡偏心測量夾具，當測量透鏡的偏心時，該透鏡偏心測量夾具保持透鏡。該透鏡偏心測量夾具包括安裝臺、保持構件和旋轉機構，其中，其中將透鏡保持在框體中的附透鏡構件被安裝在該安裝臺上，該保持構件與設置在安裝臺上的附透鏡構件的框體的外邊緣接觸并對該附透鏡構件進行定位，而該旋轉機構旋轉附透鏡構件。

通過日本特開專利公布No.2005-221471中公開的透鏡偏心測量設備的測量執行如下。首先，將附透鏡構件安裝在安裝臺上，在附透鏡構件通過旋轉機構旋轉的同時，將測量光通過針孔輻射到附透鏡構件的透鏡上，并通過使來自透鏡表面的返回光成像來獲得多個圖像數據。接下來，通過對該圖像數據執行圖像處理來計算透鏡相對于附透鏡構件的框體的偏心量。具體地，如果通過對多個圖像數據執行圖像處理檢測到點光源(光通過針孔從所述點光源輻射到透鏡上)的虛像的位置的跡線并且該虛像的位置不改變，則確定透鏡不偏心。同時，如果虛像的位置改變并且形成圓形跡線，則確定透鏡是偏心的并且將該跡線的半徑計算為透鏡相對于框體的偏心量。

發明內容

然而，本發明人已認識如下。根據日本特開專利公布No.2005-221471中公開的技術，出現如下問題。

首先，由于通過旋轉附透鏡構件來測量透鏡的偏心量，所以需要旋轉附透鏡構件的旋轉機構，設備構造復雜，并且制造成本增加。

多個圖像數據在旋轉附透鏡構件的過程中獲取并基于圖像數據的處理結果來計算偏心量。為此，可能需要測量時間。

由于將測量光輻射到透鏡表面上并檢測反射光(返回光)的位置，所以不能測量當透鏡安裝為相對于框體傾斜時出現的透鏡的光軸的偏移。為此，不能精確地估計當光學模塊組裝時激光二極管的聚焦點由于透鏡引起的位置偏移。

這樣，使用具有簡單構造的設備難以在短時間內計算由于透鏡相對于框體的偏心導致的透鏡的聚焦點的位置偏移量以及計算由于透鏡相對于框體的傾斜導致的透鏡的聚焦點的位置偏移量。

在一個實施例中，提供一種透鏡偏移測量設備，該透鏡偏移測量設備包括：輻射單元，其將光輻射到附透鏡構件上，該附透鏡構件具有透鏡和用以保持該透鏡的框體，從而產生來自框體的反射光和通過借助透鏡聚焦透射通過該透鏡的光而形成的聚焦點；成像單元，其中，所述附透鏡構件位于所述成像單元的成像范圍中；以及圖像處理單元，其對通過該成像單元獲得的成像結果執行圖像處理并計算透鏡的偏移，其中成像單元使來自框體的反射光和透射通過透鏡的光成像，而作為圖像處理，圖像處理單元執行第一過程、第二過程和第三過程，在該第一過程中，基于反射光的成像結果來計算框體的預定部的位置，在該第二過程中，基于透射通過透鏡的光的成像結果來計算聚焦點的位置，而在該第三過程中，基于第一和第二過程的處理結果來計算聚焦點的位置相對于該預定部的偏移量，作為透鏡的偏移。