特開 2024-172703 ビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システム

(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】P2024172703

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】ビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20241205BHJP

   B23K 26/34 20140101ALI20241205BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20241205BHJP

   B23K 15/00 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G01J1/02 L

B23K26/34

B23K26/21 Z

B23K15/00 501B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090585

(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

4E066

4E168

【Ｆターム（参考）】

2G065AA04

2G065AA11

2G065AB09

2G065BA04

2G065BA06

4E066CC04

4E168BA35

4E168BA81

4E168CA06

(57)【要約】

【課題】測定位置に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすいビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システムを提供する。
【解決手段】ビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置は、測定対象のビームを撮像するための撮像部を、Ｘ方向及び前記Ｘ方向に交差するＹ方向を含むＸＹ平面内で移動させるための位置調節部と、前記撮像部の撮像面を通り、前記撮像面の向きを示す軸の、前記ＸＹ平面における方位角及び前記ＸＹ平面に対する傾斜角を調節するように構成された姿勢調節部と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置であって、
測定対象のビームを撮像するための撮像部を、Ｘ方向及び前記Ｘ方向に交差するＹ方向を含むＸＹ平面内で移動させるための位置調節部と、
前記撮像部の撮像面を通り、前記撮像面の向きを示す軸の、前記ＸＹ平面における方位角及び前記ＸＹ平面に対する傾斜角を調節するように構成された姿勢調節部と、
を備えるビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置。

【請求項2】

前記姿勢調節部は、
前記撮像面を通り前記ＸＹ平面に直交するＺ方向に沿って延びるθ軸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方位角調節部と、
前記撮像面と前記θ軸との交点を通り前記ＸＹ平面に平行な傾斜軸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と、
を含む
請求項１に記載のビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置。

【請求項3】

前記傾斜角調節部は、前記撮像部とともに前記θ軸の周りを回動可能に前記方位角調節部に支持される
請求項２に記載のビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置。

【請求項4】

前記位置調節部は、
前記姿勢調節部及び前記撮像部を搭載するための搭載部と、
基台に支持され、前記搭載部を前記Ｘ方向に沿って案内するための第１ガイド部と、
前記基台に支持され、前記搭載部を前記Ｙ方向に沿って案内するための第２ガイド部と、
を含む
請求項１乃至３の何れか一項に記載のビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置。

【請求項5】

ビームを照射するための照射部を含む造形装置用のビームプロファイル測定システムであって、
測定対象のビームを撮像するための撮像部と、
前記撮像部の姿勢を調節するように構成された請求項１乃至３の何れか一項に記載の姿勢調整装置と、
前記姿勢調整装置を前記ＸＹ平面と直交するＺ方向に沿って移動させることが可能な昇降部と、
を備える
ビームプロファイル測定システム。

【請求項6】

前記昇降部は、前記姿勢調整装置を載置するための設置面を有し、
前記設置面は、前記造形装置における造形面よりも下方の位置にて前記Ｚ方向に沿って移動可能である
請求項５に記載のビームプロファイル測定システム。

【請求項7】

前記昇降部は、前記姿勢調整装置の前記撮像面の位置が、前記造形装置における造形面の位置に一致するように、前記姿勢調整装置の前記Ｚ方向における位置を調節可能に構成された
請求項５に記載のビームプロファイル測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システムに関する。

【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、レーザビームのプロファイルを測定するための測定装置が記載されている。この測定装置は、レーザビームのプロファイルを撮像するためのカメラが配置されるステージ部をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するためのＸ軸駆動系及びＹ軸駆動系を備えており、カメラによる撮像位置をＸ軸方向及びＹ軸方向に動かすことが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－０７７７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、設置位置が固定された照射部からのビーム照射方向を様々に変化させて、各々の照射方向についてビームプロファイルを測定することがある。ここで、例えば特許文献１のように、撮像部（カメラ等）をＸ方向及びＹ方向において（即ちＸＹ平面において）移動させる場合、照射部からのビームの照射方向によっては、撮像部の撮像面に対するビームの入射角度が斜めになり、この場合、ビームプロファイルを正確に測定することが難しい。ビームプロファイルを正確に測定できない場合、ビームを用いて得られる製品（造形物等）の品質が良好でなくなると考えられる。

【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、測定位置に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすいビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システム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ビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置は、
測定対象のビームを撮像するための撮像部を、Ｘ方向及び前記Ｘ方向に交差するＹ方向を含むＸＹ平面内で移動させるための位置調節部と、
前記撮像部の撮像面を通り、前記撮像面の向きを示す軸の、前記ＸＹ平面における方位角及び前記ＸＹ平面に対する傾斜角を調節するように構成された姿勢調節部と、
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システムは、
ビームを照射するための照射部を含む造形装置用のビームプロファイル測定システムであって、
上述の姿勢調整装置と、
前記姿勢調整装置を前記ＸＹ平面と直交するＺ方向に沿って移動させることが可能な昇降部と、
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、測定位置に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすいビームプロファイル測定装置用の姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る姿勢調整装置が適用される造形装置の一例を示す図である。

【図2】一実施形態に係る姿勢調整装置が適用される造形装置の一例を示す図である。

【図3】一実施形態に係る姿勢調整装置の概略図である。

【図4】図３に示す姿勢調整装置の一部を示す概略的な平面図である。

【図5】一実施形態に係る姿勢調整装置に支持される撮像部を含む測定部を示す概略図である。

【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姿勢調整装置を含むビームプロファイル測定システム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、姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システム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姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システムは、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】

このように、様々な照射方向のビームＢについてビームプロファイルを測定するとき、ビームを撮像するための撮像部（カメラ等）をＸ方向及びＹ方向において（即ち上下方向（Ｚ方向）に直交するＸＹ平面において）移動させる場合、照射部１０からのビームＢの照射方向によって（例えば造形領域Ａ_Ｆの端部Ｒ２に照射するとき等）、撮像部の撮像面に対するビームＢの入射角度が斜めになり、この場合、ビームプロファイルを正確に測定することが難しい。

【0020】

この点、以下に説明する実施形態に係る姿勢調整装置によれば、Ｘ方向及びＹ方向における撮像部の位置によらず、撮像部の撮像面を測定対象のビームに正対させることができる。よって、撮像部による測定位置（即ち、ビームＢの照射位置）に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすい。

【0021】

（姿勢調整装置及びビームプロファイル測定システムの構成）
図３は、一実施形態に係る姿勢調整装置の概略図である。図４は、図３に示す姿勢調整装置の一部を示す概略的な平面図である。図５は、一実施形態に係る姿勢調整装置に支持される撮像部を含む測定部を示す概略図である。

【0022】

姿勢調整装置１４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の姿勢を調整可能に支持するように構成される。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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。近接場結合素子６８を用いることで、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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

光学系７１（ミラー６６及び近接場結合素子６８）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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

上述のように構成された姿勢調整装置１４によれば、測定対象のビームを撮像するための撮像部６２のＸ方向及びＹ方向における位置を位置調節部１８によって調節することができるとともに、撮像部６２の撮像面Ｑ_Ｒ（受光面）を通り撮像面Ｑ_Ｒの向きを示す軸Ｌ_ＲのＸＹ平面における方位角、及び、撮像部６２の軸のＸＹ平面に対する傾斜角を姿勢調節部２０によって調節することができる。これにより、Ｘ方向及びＹ方向における撮像面Ｑ_Ｒ（撮像部６２）の位置によらず、撮像面をＱ_Ｒ測定対象のビームに正対させることができる。よって、撮像部６２による測定位置（ビームの照射位置）に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすい。

【0043】

幾つかの実施形態にかかるビームプロファイル測定システムは、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。

【0044】

上述のビームプロファイル測定システムは、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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

［１］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用の姿勢調整装置（１４）は、
測定対象のビームを撮像するための撮像部（６２）を、Ｘ方向及び前記Ｘ方向に交差するＹ方向を含むＸＹ平面内で移動させるための位置調節部（１８）と、
前記撮像部の撮像面（Ｑ_Ｒ）を通り、前記撮像面の向きを示す軸（Ｌ_Ｒ）の、前記ＸＹ平面における方位角及び前記ＸＹ平面に対する傾斜角を調節するように構成された姿勢調節部（２０）と、
を備える。

【0051】

上記［１］の構成によれば、測定対象のビームを撮像するための撮像部のＸ方向及びＹ方向における位置を位置調節部によって調節することができるとともに、撮像部の撮像面（受光面）を通り撮像面の向きを示す軸（以下、撮像部の軸ともいう。）のＸＹ平面における方位角、及び、撮像部の軸のＸＹ平面に対する傾斜角を姿勢調節部によって調節することができる。これにより、Ｘ方向及びＹ方向における撮像面（撮像部）の位置によらず、撮像面を測定対象のビームに正対させることができる。よって、撮像部による測定位置に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすい。

【0052】

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］の構成において、
前記姿勢調節部は、
前記撮像面を通り前記ＸＹ平面に直交するＺ方向に沿って延びるθ軸（_Ｌθ）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方位角調節部（３８）と、
前記撮像面と前記θ軸との交点を通り前記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。

【0053】

上記［２］の構成によれば、撮像部は、姿勢調節部によって、θ軸の周りを回動可能に、かつ、傾斜軸（ゴニオ軸）の周りを回動可能に支持されるので、上述の方位角及び傾斜角を適切に調整することができる。よって、撮像部による測定位置に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすい。

【0054】

［３］幾つかの実施形態では、上記［２］の構成において、
前記傾斜角調節部は、前記撮像部とともに前記θ軸の周りを回動可能に前記方位角調節部に支持される。

【0055】

上記［３］の構成によれば、上述の傾斜角を調節するための傾斜角調節部及び撮像部が、上述の方位角を調節するための方位角調節部に支持されるので、上述の方位角及び傾斜角の両方を適切に調節することができる。よって、撮像部による測定位置に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすい。

【0056】

［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、
前記位置調節部は、
前記姿勢調節部及び前記撮像部を搭載するための搭載部（３６）と、
基台（１６）に支持され、前記搭載部を前記Ｘ方向に沿って案内するための第１ガイド部（例えば上述のＸ軸レール２４Ａ，２４Ｂ及びＸ軸ガイド２６Ａ，２６Ｂ）と、
前記基台に支持され、前記搭載部を前記Ｙ方向に沿って案内するための第２ガイド部（例えば上述のＹ軸レール３２及びＹ軸ガイド３４）と、
を含む。

【0057】

上記［４］の構成によれば、姿勢調節部及び撮像部を搭載する搭載部が、基台に支持される第１ガイド部及び第２ガイド部によって、Ｘ方向及びＹ方向に沿ってそれぞれ案内される。よって、撮像部がＸ方向及びＹ方向に沿って移動可能でありＸ方向及びＹ方向における撮像部の位置を適切に調節であるとともに、上述の方位角及び傾斜角を適切に調節可能である。よって、撮像部による測定位置に関わらずビームプロファイルを正確に測定しやすい。

【0058】

［５］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システムは、
ビームを照射するための照射部（１０）を含む造形装置用のビームプロファイル測定システムであって、
測定対象のビームを撮像するための撮像部（６２）と、
前記撮像部の姿勢を調節するように構成された上記［１］乃至［４］の何れか一項に記載の姿勢調整装置（１４）と、
前記姿勢調整装置を前記ＸＹ平面と直交するＺ方向に沿って移動させることが可能な昇降部（６）と、
を備える。

【0059】

上記［５］の構成によれば、撮像部を含む姿勢調整装置をＺ方向に沿って移動させることができるので、撮像部のＺ方向における位置を調節可能である。よって、撮像面（撮像部）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。

【0060】

［６］幾つかの実施形態では、上記［５］の構成において、
前記昇降部は、前記姿勢調整装置を載置するための設置面（６ａ）を有し、
前記設置面は、前記造形装置における造形面よりも下方の位置にて前記Ｚ方向に沿って移動可能である。

【0061】

上記［６］の構成によれば、造形装置における造形面よりも下方に位置する設置面に姿勢調整装置を載せた状態で昇降部を昇降させることで姿勢調整装置のＺ方向における位置を調節可能である。よって、撮像部の撮像面を、造形装置における造形面に合わせることができる。これにより、造形装置の造形面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。

【0062】

［７］幾つかの実施形態では、上記［５］又は［６］の構成において、
前記昇降部は、前記姿勢調整装置の前記撮像面の位置が、前記造形装置における造形面の位置に一致するように、前記姿勢調整装置の前記Ｚ方向における位置を調節可能に構成される。

【0063】

上記［７］の構成によれば、昇降部を昇降させて姿勢調整装置のＺ方向における位置を調節することで、撮像部の撮像面を、造形装置における造形面に合わせることができる。これにより、造形装置の造形面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。

【0064】

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。

【0065】

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】

【0066】

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 Ｘ軸レール
２４Ｂ Ｘ軸レール
２６Ａ Ｘ軸ガイド
２６Ｂ Ｘ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
６４ ケーシング
６５ 貫通孔
６６ ミラー
６８ 近接場結合素子
７１ 光学系
Ａ_Ｆ 造形領域
Ｂ ビーム
Ｌ_Ｇ 傾斜軸
Ｌ_Ｇ１ 第１の傾斜軸
Ｌ_Ｇ２ 第２の傾斜軸
Ｌ_Ｒ 撮像部の軸
Ｌ_θ θ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】