特開 2024-172702 光学系の駆動装置及びビームプロファイル測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172702

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】光学系の駆動装置及びビームプロファイル測定装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/08 20060101AFI20241205BHJP

   G01J 1/02 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G02B26/08 D

G01J1/02 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090584

(22)【出願日】2023-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】田原 諭

【テーマコード（参考）】

2G065

2H141

【Ｆターム（参考）】

2G065AA04

2G065AA11

2G065AB09

2G065BA04

2G065BA06

2H141MB23

2H141MC04

2H141ME01

2H141ME09

2H141ME24

2H141MF05

2H141MF28

2H141MZ02

(57)【要約】

【課題】省スペースでありながら、光学系の回転量を精密な調節が可能な光学系の駆動装置及びビームプロファイル測定装置を提供する。
【解決手段】光学系の駆動装置は、光学素子を回転させるための駆動装置であって、光学素子に接続される回転シャフトと、前記回転シャフトを回転可能に支持するための軸受と、前記回転シャフトに接続され、前記回転シャフトの径方向に沿って延びるアームと、出力部を有し、前記出力部を前記回転シャフトの周方向に沿って線形に動かすように構成されたリニアモータと、前記出力部及び前記アームに接続され、前記出力部の動きを前記アームに伝達するための弾性体と、を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学素子を回転させるための駆動装置であって、
光学素子に接続される回転シャフトと、
前記回転シャフトを回転可能に支持するための軸受と、
前記回転シャフトに接続され、前記回転シャフトの径方向に沿って延びるアームと、
出力部を有し、前記出力部を前記回転シャフトの周方向に沿って線形に動かすように構成されたリニアモータと、
前記出力部及び前記アームに接続され、前記出力部の動きを前記アームに伝達するための弾性体と、
を備える光学系の駆動装置。

【請求項2】

前記弾性体は、直線状の線材からなるばねを含む
請求項１に記載の光学系の駆動装置。

【請求項3】

前記リニアモータは、リニア型の超音波モータを含む
請求項１又は２に記載の光学系の駆動装置。

【請求項4】

前記光学素子を収容するとともに、前記光学素子及び前記リニアモータを支持するケーシングを備える
請求項１又は２に記載の光学系の駆動装置。

【請求項5】

前記回転シャフトの軸方向において、前記アームの位置を基準として前記光学素子及び前記リニアモータが同じ側に設けられている
請求項１又は２に記載の光学系の駆動装置。

【請求項6】

光学素子と、
前記光学素子を回転駆動させるように構成された請求項１又は２に記載の光学系の駆動装置と、
前記光学素子を通過したビームを撮像するための撮像部と、
を備えるビームプロファイル測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光学系の駆動装置及びビームプロファイル測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザビームや電子ビーム等のビームを用いる造形、加工又は処理等の品質向上のために、予めビームプロファイル（ビームの形状や強度分布等）を測定して適切に調整することが重要である。

【0003】

特許文献１には、レーザ光のプロファイル測定において、測定部に入射される測定対象のレーザ光を減衰するための装置が記載されている。この装置では、レーザ光を減衰するためのプリズム（光学系）をアクチュエータで駆動して回転させることで、レーザ光の減衰量を調節することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１８／１３９４８６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ビームプロファイル測定装置は、ビーム照射部からの照射方向を様々に変えてビームプロファイルを測定することがあり、限られた空間であってもなるべく広範な領域でビームプロファイルを測定するために、コンパクトであることが望まれる。また、コンパクトな構成でありながら、光学系の回転量を精密に調節可能であることが望まれる。この点、特許文献１には、光学系を回転駆動するための具体的な構成は記載されていない。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、省スペースでありながら、光学系の回転量を精密な調節が可能な光学系の駆動装置及びビームプロファイル測定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】

【0007】

本発明の少なくとも一実施形態に係る光学系の駆動装置は、
光学素子を回転させるための駆動装置であって、
光学素子に接続される回転シャフトと、
前記回転シャフトを回転可能に支持するための軸受と、
前記回転シャフトに接続され、前記回転シャフトの径方向に沿って延びるアームと、
出力部を有し、前記出力部を前記回転シャフトの周方向に沿って線形に動かすように構成されたリニアモータと、
前記出力部及び前記アームに接続され、前記出力部の動きを前記アームに伝達するための弾性体と、
を備える。

【0008】

また、本発明の少なくとも一実施形態に係るビームプロファイル測定装置は、
光学素子と、
前記光学素子を回転駆動させるように構成された上述の光学系の駆動装置と、
前記光学素子を通過したビームを撮像するための撮像部と、
を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、省スペースでありながら、光学系の回転量を精密な調節が可能な光学系の駆動装置及びビームプロファイル測定装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係るビームプロファイル測定装置が適用される造形装置を示す概略的な模式図である。

【図2】一実施形態に係るビームプロファイル測定装置が適用される造形装置を示す概略的な模式図である。

【図3】一実施形態に係る光学系の駆動装置を含むビームプロファイル測定装置の概略図である。

【図4】図３に示すビームプロファイル測定装置の一部を示す概略的な平面図である。

【図5】一実施形態に係るビームプロファイル測定装置における撮像部を含む測定部を示す概略図である。

【図6】一実施形態に係る光学系の駆動装置の概略図である。

【図7】一実施形態に係る光学系の駆動装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0012】

（造形装置の構成）
図１及び図２は、幾つかの実施形態に係るビームプロファイル測定装置の適用対象の一例である造形装置を示す概略的な模式図である。なお、以下において、ビームプロファイル測定装置を造形装置に適用する場合について説明するが、幾つかの実施形態に係るビームプロファイル測定装置は、造形装置以外のビームを用いる装置（レーザ加工装置等）にも適用可能である。

【0013】

図１に示す造形装置１は、三次元積層造形装置であり、層状に敷設された粉末にビームを照射して積層造形を行うことにより三次元形状物を製造するための装置である。図１に示すように、造形装置１は、チャンバ２内を昇降可能な昇降テーブル６（昇降部）と、ビームＢを照射するための照射部１０と、を備える。造形装置１での造形時には、通常、チャンバ２内に不活性ガスが供給される。

【0014】

昇降テーブル６は、不図示の駆動部によって駆動されて、上下方向（Ｚ方向）に沿って移動可能となっている。昇降テーブル６の上下方向における移動は案内部４によって案内される。造形時には、昇降テーブル６の上面である設置面６ａに、三次元形状物が造形される土台となるベースプレート８が設置される。造形装置１での造形時には、ベースプレート８は、昇降テーブル６に固定されて昇降テーブル６とともに昇降するようになっている。

【0015】

照射部１０は、チャンバ２内にて造形領域Ａ_Ｆ（平面視における昇降テーブル６及びベースプレート８の領域；図２参照）に向けてビームＢを照射するように構成される。照射部１０は、ビームＢとして光ビーム（レーザビーム等）又は電子ビーム等を照射するように構成されていてもよい。
造形装置１により三次元造形物を形成するときには、ベースプレート８上には粉末が敷設されてパウダーベッド１１（パウダーの層）が形成される。パウダーベッド１１は、造形作業の間、各サイクルにて昇降テーブル６及びベースプレート８が下降する毎に、上層側に粉末が敷設されることにより新たに形成される。各サイクルにてパウダーベッド１１の上面は、所定の造形面Ｑ_Ｆに一致するようになっている。

【0016】

各サイクルで形成されたパウダーベッド１１には、照射部１０からビームＢが照射されることによって選択的に固化される。次のサイクルでは、昇降テーブル６をパウダーベッド１１の１層分だけ下降させ、前のサイクルのパウダーベッド１１の上に次のパウダーベッド１１を形成し、このパウダーベッド１１にビームＢを照射して選択的に固化させる。このサイクルを繰り返し行うことで、固化された部分が重なったものとして造形物１２が形成される。

【0017】

なお、パウダーベッド１１の材料粉末は、三次元造形物の原料となる粉末状物質であり、例えば鉄、銅、アルミニウム又はチタン等の金属材料、又は、セラミック等の非金属材料等であってもよい。

【0018】

造形装置１においては、造形品の品質向上等のために、予めビームプロファイル（ビームの形状や強度分布等）を測定して適切に調整することが重要である。造形装置１では、造形時において、照射部１０からのビームＢが造形領域Ａ_Ｆの中央部Ｒ１及び端部Ｒ２を含む様々な位置に照射され、照射位置によって照射部１０からのビームＢの照射方向が異なる。このため、ビームプロファイルの測定時にも、照射部１０からのビームＢの様々な照射方向で測定する必要がある。

【0019】

（ビームプロファイル測定装置の構成）
図３は、一実施形態に係る光学系の駆動装置を含むビームプロファイル測定装置の概略図である。図４は、図３に示すビームプロファイル測定装置の一部を示す概略的な平面図である。図５は、一実施形態に係るビームプロファイル測定装置における撮像部を含む測定部を示す概略図である。

【0020】

ビームプロファイル測定装置１００は、ビームプロファイルを測定するための撮像部６２を含む測定部６０と、測定部６０の姿勢を調整可能に支持するための姿勢調整装置１４と、測定部６０に含まれる光学系を駆動するための駆動装置７０と、を含む。以下においては、照射部１０から照射されるビームＢ（プロファイル測定対象のビーム）が光ビームである例について説明する。

【0021】

図５に示すように測定部６０は、照射部１０から照射されたビームＢ（測定対象のビーム）を撮像するための撮像部６２と、撮像部６２に入れる測定対象のビームの光量を調節するための光学系７１と、を備えている。

【0022】

撮像部６２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を含む。撮像部６２は、測定対象のビームを受ける撮像面（受光面）Ｑ_Ｒを有する。撮像面Ｑ_Ｒは軸Ｌ_Ｒ（以下、撮像部６２の軸Ｌ_Ｒともいう。）の方向を向いている。即ち軸Ｌ_Ｒは、撮像面Ｑ_Ｒ直交する直線である。

【0023】

光学系７１は、ミラー、プリズム又はレンズ等の光学素子を含む。図示する実施形態では、光学系７１は、ミラー６６と、近接場結合素子６８と、を含む。

【0024】

ミラー６６は、照射部１０からのビームＢの一部を反射して放熱部（ビームダンパ）５２に導くように構成される。典型的には、ミラー６６は、ビームＢの大部分（例えば８０％以上）を反射して放熱部５２に導くように構成される。

【0025】

近接場結合素子６８は、ミラー６６を通過したビームＢの光量をさらに減少させて撮像部６２に入射させるように構成される。近接場結合素子６８は、ビームＢの光軸方向にてミラー６６と撮像部６２との間に設けられる。
ビームＢに直交する回転軸Ｏ（図５参照）の周りの近接場結合素子６８の角度位置を調節することで、撮像部６２に入射されるビームの光量を細かく調節することが可能である。

【0026】

近接場結合素子６８は、２つのプリズムを隙間をあけて対向配置させることで構成されている。対向面同士の間における近接場光の発生と結合によって、プリズムから出射される光と反射される光出力の比率を変化させることが可能である。

【0027】

ミラー６６、近接場結合素子６８及び撮像部６２は、それぞれの中心がビームＢの光軸を通るように、この順に直線上に配列される。

【0028】

光学系７１（ミラー６６（光学素子）及び近接場結合素子６８（光学素子））及び撮像部６２は、ケーシング６４に収容されるとともに支持されている。また、ケーシング６４及び放熱部５２は、支持部５０に支持されている。なお、ケーシング６４には貫通孔６５を設けられており、ミラーで反射されたビームＢの一部が該貫通孔６５を介して放熱部５２に導かれるようになっていてもよい。

【0029】

図３及び図４に示すように、一実施形態に係る姿勢調整装置１４は、位置調節部１８と、姿勢調節部２０と、を備えている。

【0030】

一実施形態では、位置調節部１８はプレート状の基台１６に支持されている。また、一実施形態では、姿勢調節部２０は、位置調節部１８を介して基台１６に支持されている。レーザプロファイル測定時には、基台１６は造形装置１の昇降テーブル６の設置面６ａに固定される。すなわち、レーザプロファイル測定時には、基台１６を含む姿勢調整装置１４は、造形装置１の昇降テーブル６の上に設置される。基台１６は、造形装置１において造形時に用いるベースプレート８と同様の形状を有していてもよい。

【0031】

位置調節部１８は、撮像部６２をＺ方向に直交するＸ方向及びＹ方向を含むＸＹ平面内で移動させるように構成される。

【0032】

図示する例示的な実施形態では、位置調節部１８は、
基台１６に支持され、姿勢調節部２０を搭載する搭載部３６をＸ方向に沿って案内するための第１ガイド部と、基台１６に支持され、搭載部３６をＹ方向に沿って案内するための第２ガイド部と、を含む。

【0033】

一実施形態では、第１ガイド部は、Ｘ方向に沿って延びるＸ軸レール２４Ａ，２４Ｂと、Ｘ軸レール２４Ａ，２４Ｂ上を移動可能なＸ軸ガイド２６Ａ，２６Ｂ（第１ガイド部）と、を含む。また、第２ガイド部は、Ｙ方向に沿って延びるＹ軸レール３２と、Ｙ軸レール３２上を移動可能なＹ軸ガイド３４（第２ガイド部）と、を含む。

【0034】

Ｙ軸レール３２は、Ｘ軸ガイド２６Ａ，２６ＢとともにＸ方向に沿って移動するように構成されたレール支持部３０によって支持される。また、Ｙ軸ガイド３４には、姿勢調節部２０及び撮像部６２を含む測定部６０を搭載可能な搭載部３６（ＸＹステージ）が支持される。これにより、搭載部３６、姿勢調節部２０及び撮像部６２（測定部６０）、は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って（即ちＸＹ平面内を）移動することが可能である。なお、位置調節部１８は、搭載部３６及び／又は姿勢調節部２０のＸ軸及びＹ軸に沿った移動をそれぞれ駆動するための駆動部を含んでいてもよい。

【0035】

姿勢調節部２０は、上述の撮像部６２の軸Ｌ_Ｒの、ＸＹ平面における方位角及びＸＹ平面に対する傾斜角を調節するように構成される。図３において、撮像部６２の撮像面ＱＲを通るＸＹ平面をＱ_ＸＹで示す。

【0036】

一実施形態では、姿勢調節部２０は、撮像部６２の撮像面Ｑ_Ｒを通りＸＹ平面に直交するＺ方向に沿って延びるθ軸Ｌ_θの周りを回動可能に撮像部６２を支持するように構成された方位角調節部３８と、撮像面Ｑ_Ｒとθ軸Ｌ_θとの交点Ｐ_０を通りＸＹ平面に平行な傾斜軸Ｌ_Ｇの周りを回動可能に前記撮像部を支持するように構成された傾斜角調節部４４と、
を含む。

【0037】

方位角調節部３８は、位置調節部１８（図示する例では具体的には搭載部３６）に固定して支持される支持部４０と、該支持部４０にθ軸Ｌθの周りを回動可能に支持される回動部４２と、を含む。

【0038】

傾斜角調節部４４は、方位角調節部３８の回動部４２に固定して支持される支持部４６と、該支持部４６に傾斜軸Ｌ_Ｇの周りを回動可能に支持される回動部４８と、を含む。

【0039】

特に図示しないが、別の一実施形態では、姿勢調節部２０は、傾斜軸が異なる２つの傾斜角調節部を含んでいてもよい。即ち、姿勢調節部２０は、撮像面Ｑ_ＲとＺ軸との交点Ｐ_０を通りＸＹ平面に平行な第１の傾斜軸Ｌ_Ｇ１（不図示）の周りを回動可能に撮像部６２を支持するように構成された第１の傾斜角調節部と、撮像面Ｑ_ＲとＺ軸との交点Ｐ_０を通りＸＹ平面に平行であり、第１の傾斜軸Ｌ_Ｇ１とは異なる方向に延びる第２の傾斜軸Ｌ_Ｇ２（不図示）の周りを回動可能に撮像部６２を支持するように構成され、かつ、回動半径が第１の傾斜角調節部よりも小さい第２の傾斜角調節部と、を備えていてもよい。第１傾斜角調節部は、位置調節部１８（例えば具体的には搭載部３６）に固定して支持される支持部と、該支持部に第１の傾斜軸Ｌ_Ｇ１の周りを回動可能に支持される回動部と、を含んでもよい。また、第２の傾斜角調節部は、第１の傾斜角調節部の回動部に固定して支持される支持部と、該支持部に第２の傾斜軸Ｌ_Ｇ２の周りを回動可能に支持される回動部と、を含んでもよい。

【0040】

幾つかの実施形態にかかるビームプロファイル測定装置１００は、撮像部６２（測定部６０）と、撮像部６２（測定部６０）の姿勢を調節するための上述の姿勢調整装置１４と、姿勢調整装置１４をＸ方向に沿って移動させる（あるいは昇降させる）ことが可能な昇降部を備える。図１に示す造形装置１に適用されるビームプロファイル測定システムの場合、姿勢調整装置１４を昇降させるための昇降部は、造形装置１の昇降テーブル６である。

【0041】

上述のビームプロファイル測定装置１００は、撮像部６２を含む姿勢調整装置１４をＺ方向に沿って移動させることができるので、撮像部６２のＺ方向における位置を調節可能である。よって、撮像面Ｑ_Ｒ（撮像部６２）をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向において所望の位置に位置させることができ、ビームプロファイルの正確な測定がよりしやすくなる。

【0042】

幾つかの実施形態では、昇降部（図１では昇降テーブル６）の設置面（図１では設置面６ａ）は、造形装置１における造形面Ｑ_Ｆ（図１及び図３参照）よりも下方の位置にてＺ方向に沿って移動可能である。

【0043】

上述の実施形態では、造形装置１における造形面Ｑ_Ｆよりも下方に位置する設置面６ａに姿勢調整装置１４を載せた状態で昇降テーブル６を昇降させることで姿勢調整装置１４のＺ方向における位置を調節可能である。よって、撮像部６２の撮像面Ｑ_Ｒを、造形装置１における造形面Ｑ_Ｆに合わせることができる。これにより、造形装置１の造形面Ｑ_Ｆにおけるビームプロファイルを正確に測定しやすくなる。

【0044】

幾つかの実施形態では、昇降部（昇降テーブル６）は、姿勢調整装置１４の撮像面Ｑ_Ｒの位置が、造形装置１における造形面Ｑ_Ｆの位置に一致するように、姿勢調整装置１４のＺ方向における位置を調節するように構成されていてもよい。

【0045】

上述の実施形態では、昇降部（昇降テーブル６）を昇降させて姿勢調整装置１４のＺ方向における位置を調節することで、撮像部６２の撮像面Ｑ_Ｒを、造形装置１における造形面Ｑ_Ｆに合わせることができる。これにより、造形装置１の造形面Ｑ_Ｆにおけるビームプロファイルを正確に測定しやすくなる。

【0046】

（光学系の駆動装置の構成）
図６及び図７は、図３に示すビームプロファイル測定装置１００に適用される、一実施形態に係る光学系の駆動装置７０の概略図である。図７は、図６のＡ－Ａ断面を示す図である。

【0047】

駆動装置７０は、ビームプロファイル測定装置１００の光学素子（光学系７１）を回転駆動するように構成される。図示する例示的な実施形態では、駆動装置７０は、近接場結合素子６８（プリズム；光学素子）を回転駆動するように構成される。

【0048】

図６及び図７に示すように、一実施形態に係る駆動装置７０は、近接場結合素子６８に結合される回転シャフト７２と、軸受７４と、アーム７６と、リニアモータ７８と、弾性体８２と、を備えている。

【0049】

回転シャフト７２は、近接場結合素子６８等を収容するケーシング６４に設けられる貫通孔６３を貫通するように設けられる。軸受は、ケーシング６４における回転シャフト７２の貫通部に設けられ、回転シャフト７２を回転可能に支持するように構成される。

【0050】

アーム７６は、回転シャフト７２に連結され、回転シャフトの径方向に沿って延びる。アーム７６は、回転シャフト７２と一体的に回転シャフト７２の回転軸Ｏの周りを回転可能になっている。即ち、回転シャフト７２の回転角度と、アーム７６の回転角度とは一致している。

【0051】

リニアモータ７８は、出力部８０（出力軸）を有し、出力部８０を、該出力部８０の長手方向に沿って線形に動かすように構成される。リニアモータ７８は、出力部８０の長手方向（出力軸の軸方向）が、回転シャフト７２の周方向に沿った方向となるように設けられる。図示するように、リニアモータ７８は、出力部８０の長手方向（軸方向）が、回転シャフト７２の軸方向とアーム７６の延在方向（概ね回転シャフトの径方向と一致する）とを含む平面に対して略直交するように設けられていてもよい。図示するように、リニアモータ７８は、近接場結合素子６８（駆動対象の光学素子）を収容するケーシング６４に支持される。

【0052】

弾性体８２は、リニアモータ７８の出力部８０及び上述のアーム７６に接続される。典型的には、弾性体８２は、出力部８０とアーム７６の間を、回転シャフト７２の軸方向（回転軸Ｏの方向）に沿って延びるように設けられる。

【0053】

図示する例示的な実施形態では、弾性体８２は、直線状の線材からなるばねを含む。ばねを形成する線材は、例えばピアノ線等の鋼線である。図示する例示的な実施形態では、弾性体８２（線材からなるばね）の一端部は、リニアモータ７８の出力部８０と、押さえプレート８４との間に設けられ、ボルト８６で出力部と押さえプレート８４とを締結することで、出力部８０と押さえプレート８４とによって挟持されている。また、図示する例示的な実施形態では、弾性体８２の他端部は、締りばめによって、アーム７６に固定されている。

【0054】

造形装置１等におけるビームプロファイルの測定においては、照射部１０からの照射方向を様々に変えてビームプロファイルを測定することがあるため、限られた空間であってもなるべく広範な領域でビームプロファイルを測定するために、ビームプロファイル測定装置はコンパクトであることが望まれる。また、ビームプロファイル測定装置は、コンパクトな構成でありながら、光学系の回転量を精密に調節可能であることが望まれる。

【0055】

この点、上述の実施形態に係る光学系の駆動装置７０によれば、リニアモータ７８が、近接場結合素子６８（光学素子）に接続される回転シャフト７２の周方向に沿って直動する出力部８０を有し、該出力部８０と、回転シャフト７２に接続されるアーム７６とが、弾性体８２を介して接続される。このため、コンパクトな構成で、回転シャフト７２の周方向に直交する方向（径方向）におけるアーム７６の動きを弾性体８２で吸収しながら、該周方向に沿ったリニアモータ７８の直動をアーム７６に精密に伝達することができる。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト７２及び近接場結合素子６８（光学素子）の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。これにより、例えばビームプロファイル測定装置１００では、限られた設置スペースであっても比較的広範囲の測定位置においてビームプロファイルの測定が可能であり、かつ、撮像部に入るビームの光量を精密に調節することができる。

【0056】

また、上述の実施形態では、弾性体８２が直線上の線材からなるばねを含むので、コンパクトな構成で、回転シャフト７２の周方向に直交する方向（径方向）におけるアーム７６の動きをばねで吸収しながら、該周方向に沿ったリニアモータ７８の直動をアーム７６に精密に伝達することができる。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト７２及び近接場結合素子６８（光学素子）の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。

【0057】

また、上述の実施形態では、近接場結合素子６８（光学素子）及びリニアモータ７８が同一のケーシング６４に支持されるので、コンパクトな構成を実現しやすい。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト７２及び近接場結合素子６８（光学素子）の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。

【0058】

図示する例示的な実施形態では、回転シャフト７２の軸方向において、アーム７６の位置を基準として近接場結合素子６８（光学素子）及びリニアモータ７８が同じ側に設けられている。

【0059】

上述の実施形態では、回転シャフト７２の軸方向において、アーム７６の位置を基準として近接場結合素子６８（光学素子）及びリニアモータ７８が同じ側に設けられるので、コンパクトな構成を実現しやすい。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト７２及び近接場結合素子６８（光学素子）の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。

【0060】

幾つかの実施形態では、リニアモータ７８は、リニア型の超音波モータであってもよい。

【0061】

超音波モータは，圧電素子を使い電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電アクチュエータの一種であり、圧電素子により振動体に超音波振動を発生させ、摩擦力を介して移動体（ロータまたはスライダー等）を駆動するものである。リニアモータ７８が超音波モータである場合、電磁気式の一般的なリニアモータとは異なり、ひとたび近接場結合素子６８（光学素子）の回転量の調整が完了したら、リニアモータ７８への電源供給を停止しても、リニアモータ７８の出力部８０は、調整された位置から動かない。このため、近接場結合素子６８（光学素子）の回転量が精密に調節された状態を維持しやすい。よって、これにより、ビームプロファイル測定装置１００において、正確な測定をしやすくなる。

【0062】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0063】

［１］本発明の少なくとも一実施形態に係る光学系の駆動装置（７０）は、
光学素子（例えば上述の近接場結合素子６８等）を回転させるための駆動装置であって、
光学素子に接続される回転シャフト（７２）と、
前記回転シャフトを回転可能に支持するための軸受（７４）と、
前記回転シャフトに接続され、前記回転シャフトの径方向に沿って延びるアーム（７６）と、
出力部（８０）を有し、前記出力部を前記回転シャフトの周方向に沿って線形に動かすように構成されたリニアモータ（７８）と、
前記出力部及び前記アームに接続され、前記出力部の動きを前記アームに伝達するための弾性体（８２）と、
を備える。

【0064】

上記［１］の構成によれば、リニアモータが、光学素子に接続される回転シャフトの周方向に沿って直動する出力軸を有し、該出力軸と、回転シャフトに接続されるアームとが、弾性体を介して接続される。このため、コンパクトな構成で、回転シャフトの周方向に直交する方向（径方向）におけるアームの動きを弾性体で吸収しながら、該周方向に沿ったリニアモータの直動をアームに精密に伝達することができる。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト及び光学素子の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。これにより、例えばビームプロファイル測定装置では、限られた設置スペースであっても比較的広範囲の測定位置においてビームプロファイルの測定が可能であり、かつ、ビームを撮像するための撮像部に入るビームの光量を精密に調節することができる。

【0065】

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］の構成において、
前記弾性体は、直線状の線材からなるばねを含む。

【0066】

上記［２］の構成によれば、弾性体が直線上の線材からなるばねを含むので、コンパクトな構成で、回転シャフトの周方向に直交する方向（径方向）におけるアームの動きをばねで吸収しながら、該周方向に沿ったリニアモータの直動をアームに精密に伝達することができる。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト及び光学素子の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。

【0067】

［３］幾つかの実施形態では、上記［１］又は［２］の構成において、
前記リニアモータは、リニア型の超音波モータを含む。

【0068】

上記［３］の構成によれば、リニアモータは、超音波モータを含むので、ひとたび光学素子の回転量の調整が完了したら、リニアモータへの電源供給を停止しても、リニアモータの出力部は、調整された位置から動かない。このため、光学素子の回転量が精密に調節された状態を維持しやすい。よって、これにより、例えばビームプロファイル測定装置等において、正確な測定をしやすくなる。

【0069】

［４］幾つかの実施形態では、上記［１］乃至［３］の何れかの構成において、
前記駆動装置は、
前記光学素子を収容するとともに、前記光学素子及び前記リニアモータを支持するケーシング（６４）を備える。

【0070】

上記［４］の構成によれば、光学素子及びリニアモータが同一のケーシングに支持されるので、コンパクトな構成を実現しやすい。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト及び光学素子の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。

【0071】

［５］幾つかの実施形態では、上記［１］乃至［４］の何れかの構成において、
前記回転シャフトの軸方向において、前記アームの位置を基準として前記光学素子及び前記リニアモータが同じ側に設けられている。

【0072】

上記［５］の構成によれば、回転シャフトの軸方向において、アームの位置を基準として光学素子及びリニアモータが同じ側に設けられるので、コンパクトな構成を実現しやすい。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト及び光学素子の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。

【0073】

［６］本発明の少なくとも一実施形態に係るビームプロファイル測定装置（１００）は、
光学素子（例えば上述の近接場結合素子６８等）と、
前記光学素子を回転駆動させるように構成された上記［１］乃至［５］の何れか一項に記載の光学系の駆動装置（７０）と、
前記光学素子を通過したビームを撮像するための撮像部（６２）と、
を備える。

【0074】

上記［６］の構成によれば、リニアモータが、光学素子に接続される回転シャフトの周方向に沿って直動する出力軸を有し、該出力軸と、回転シャフトに接続されるアームとが、弾性体を介して接続される。このため、コンパクトな構成で、回転シャフトの周方向に直交する方向（径方向）におけるアームの動きを弾性体で吸収しながら、該周方向に沿ったリニアモータの直動をアームに精密に伝達することができる。よって、省スペースであるとともに、回転シャフト及び光学素子の回転量（回転角度）を精密に調節可能である。これにより、例えばビームプロファイル測定装置では、限られた設置スペースであっても比較的広範囲の測定位置においてビームプロファイルの測定が可能であり、かつ、ビームを撮像するための撮像部に入るビームの光量を精密に調節することができる。

【0075】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0076】

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0077】

１ 造形装置
２ チャンバ
４ 案内部
６ 昇降テーブル
６ａ 設置面
８ ベースプレート
１０ 照射部
１１ パウダーベッド
１２ 造形物
１４ 姿勢調整装置
１６ 基台
１８ 位置調節部
２０ 姿勢調節部
２４Ａ 軸レール
２４Ｂ 軸レール
２６Ａ 軸ガイド
２６Ｂ 軸ガイド
３０ レール支持部
３２ Ｙ軸レール
３４ Ｙ軸ガイド
３６ 搭載部
３８ 方位角調節部
４０ 支持部
４２ 回動部
４４ 傾斜角調節部
４６ 支持部
４８ 回動部
５０ 支持部
５２ 放熱部
６０ 測定部
６２ 撮像部
６３ 貫通孔
６４ ケーシング
６５ 貫通孔
６６ ミラー
６８ 近接場結合素子
７０ 駆動装置
７１ 光学系
７２ 回転シャフト
７４ 軸受
７６ アーム
７８ リニアモータ
８０ 出力部
８２ 弾性体
８４ 押さえプレート
８６ ボルト
１００ ビームプロファイル測定装置
Ａ_Ｆ 造形領域
Ｂ ビーム
Ｌ_Ｇ 傾斜軸
ＬＧ１ 第１の傾斜軸
ＬＧ２ 第２の傾斜軸
Ｌ_Ｒ 撮像部の軸
Ｌ_θ θ軸
Ｏ 回転軸
Ｐ_０ 交点
Ｑ_Ｆ 造形面
Ｑ_Ｒ 撮像面
Ｒ_１ 中央部
Ｒ_２ 端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】