特許 7410772 光変調器の検査方法および検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-26

(45)【発行日】2024-01-10

(54)【発明の名称】光変調器の検査方法および検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 11/00 20060101AFI20231227BHJP

   G02B 26/02 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

G01M11/00 T

G02B26/02 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020053307

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021152495

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】林 由起子

(72)【発明者】

【氏名】茂野 幸英

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１３９０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４０３５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １１／００－Ｇ０１Ｍ １１／０８

Ｇ０１Ｎ ２１／００－Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７－Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０２Ｂ ６／３５

Ｇ０２Ｂ ２６／００－Ｇ０２Ｂ ２６／０８

Ｇ０３Ｆ ７／２０－Ｇ０３Ｆ ７／２４

Ｇ０３Ｆ ９／００－Ｇ０３Ｆ ９／０２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含むマトリクス状に配列された複数の変調画素を備える光変調器の検査方法であって、
変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素のうちのいくつかの変調画素からなる第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を撮像装置で撮像する工程と、
前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返すことにより、前記指令値に応じて前記レーザ光を反射した光量の変化を示すＩＶ曲線を前記第１画素群に含まれる変調画素のそれぞれについて並行して取得する工程と
を包含する、検査方法。

【請求項2】

前記光変調器を撮像する工程において、
前記撮像装置は、複数の撮像画素を有し、
前記複数の変調画素のうちの１つの変調画素を対象画素とした前記光変調器に前記レーザ光を照射した際の前記対象画素による前記撮像装置に投影されたスポットは、前記複数の撮像画素のうちのいくつかの撮像画素にまたがって検出される、請求項１に記載の検査方法。

【請求項3】

前記撮像装置で撮像する工程において、前記第１画素群として、前記複数の変調画素のうち互いに隣接しない画素を選択する、請求項１または２に記載の検査方法。

【請求項4】

前記複数の変調画素のうちの前記第１画素群とは異なるいくつかの変調画素を第２画素群として選択する工程をさらに包含し、
前記光変調器を撮像装置で撮像する工程は、変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を撮像装置で撮像する工程を含み、
前記光変調器を撮像装置で撮像することを複数回繰り返す工程は、前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返す工程を含む、請求項１から３のいずれかに記載の検査方法。

【請求項5】

固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含むマトリクス状に配列された複数の変調画素を備える光変調器を検査する検査装置であって、
前記光変調器にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記光変調器を撮像する撮像装置と、
前記光変調器、前記レーザ光源および前記撮像装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素のうちのいくつかの変調画素からなる第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像し、
前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返すことにより、前記指令値に応じて前記レーザ光を反射した光量の変化を示すＩＶ曲線を前記第１画素群に含まれる変調画素のそれぞれについて並行して取得する、検査装置。

【請求項6】

前記撮像装置は、複数の撮像画素を有し、
前記複数の変調画素のうちの１つの変調画素を対象画素とした前記光変調器に前記レーザ光を照射した際の前記対象画素による前記撮像装置に投影されたスポットは、前記複数の撮像画素のうちのいくつかの撮像画素にまたがって検出される、請求項５に記載の検査装置。

【請求項7】

前記制御装置は、前記複数の変調画素のうち互いに隣接しない画素を前記第１画素群として選択する、請求項５または６に記載の検査装置。

【請求項8】

前記制御装置は、
前記複数の変調画素のうちの前記第１画素群とは異なるいくつかの変調画素を第２画素群として選択し、
変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像し、
前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返す、請求項５から７のいずれかに記載の検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光変調器の検査方法および検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

入力光に対して出力光を画素ごとに変調可能な光変調器として、入射光を選択的に回折可能な光変調器が用いられる。この種の光変調器の一例として、ＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）が知られている。ＧＬＶは、画素に印加する電圧に応じて異なる強度の光を出力する。

【0003】

一般に、光変調器は、画素に対する入力（印加電圧）に対する出力（光強度）を示す光学特性を測定した後で使用される。あるいは、出荷された光変調器を受け取る際に、光変調器は、画素の光学特性を測定することもある。光変調器は、測定された光学特性に基づいて使用される（特許文献１参照）。特許文献１には、光変調器に対して測定系を走査することにより、ＧＬＶの光学特性を得ることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１６３０１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の装置では、光変調器に対して測定系を走査するため、測定系を高精度に走査する必要がある。また、この場合、光学特性の取得に時間を要することがある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光変調器の変調画素の光学特性を簡便に取得可能な光変調器の検査方法および検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一局面によれば、固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含むマトリクス状に配列された複数の変調画素を備える光変調器の検査方法である。検査方法は、変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素のうちのいくつかの変調画素からなる第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を撮像装置で撮像する工程と、前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返すことにより、前記指令値に応じて前記レーザ光を反射した光量の変化を示すＩＶ曲線を前記第１画素群に含まれる変調画素のそれぞれについて並行して取得する工程とを包含する。

【0008】

ある実施形態において、前記光変調器を撮像する工程において、前記撮像装置は、複数の撮像画素を有し、前記複数の変調画素のうちの１つの変調画素を対象画素とした前記光変調器に前記レーザ光を照射した際の前記対象画素による前記撮像装置に投影されたスポットは、前記複数の撮像画素のうちのいくつかの撮像画素にまたがって検出される。

【0010】

ある実施形態において、前記撮像装置で撮像する工程において、前記第１画素群として、前記複数の変調画素のうち互いに隣接しない画素を選択する。

【0011】

ある実施形態において、前記検査方法は、前記複数の変調画素のうちの前記第１画素群とは異なるいくつかの変調画素を第２画素群として選択する工程をさらに包含する。前記光変調器を撮像装置で撮像する工程は、変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を撮像装置で撮像する工程を含み、前記光変調器を撮像装置で撮像することを複数回繰り返す工程は、前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返す工程を含む。

【0012】

本発明の別の局面によれば、検査装置は、固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含むマトリクス状に配列された複数の変調画素を備える光変調器を検査する。前記検査装置は、前記光変調器にレーザ光を照射するレーザ光源と、前記光変調器を撮像する撮像装置と、前記光変調器、前記レーザ光源および前記撮像装置を制御する制御装置とを備える。前記制御装置は、変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素のうちのいくつかの変調画素からなる第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像し、前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第１画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返すことにより、前記指令値に応じて前記レーザ光を反射した光量の変化を示すＩＶ曲線を前記第１画素群に含まれる変調画素のそれぞれについて並行して取得する。

【0013】

ある実施形態において、前記撮像装置は、複数の撮像画素を有し、前記複数の変調画素のうちの１つの変調画素を対象画素とした前記光変調器に前記レーザ光を照射した際の前記対象画素による前記撮像装置に投影されたスポットは、前記複数の撮像画素のうちのいくつかの撮像画素にまたがって検出される。

【0015】

ある実施形態において、前記制御装置は、前記複数の変調画素のうち互いに隣接しない画素を前記第１画素群として選択する。

【0016】

ある実施形態において、前記制御装置は、前記複数の変調画素のうちの前記第１画素群とは異なるいくつかの変調画素を第２画素群として選択し、変更可能な指令値をいずれかの値に設定することで前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像し、前記光変調器を撮像した際の前記指令値とは異なる指令値を設定して前記第２画素群の前記可動部材を可動させ、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器を前記撮像装置で撮像することを複数回繰り返す。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、光変調器の変調画素の光学特性を簡便に取得できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】（ａ）は、本実施形態の検査装置の検査対象となる光変調器の模式的な斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の光変調器の模式的な平面図である。

【図2】（ａ）は、図１（ｂ）のＩＩＡ－ＩＩＡに沿った模式的な断面図であり、（ｂ）は、（ａ）とは異なる電圧が印加された光変調器の模式的な断面図である。

【図3】本実施形態の検査装置の模式図である。

【図4】本実施形態の検査装置による検査方法のフロー図である。

【図5】本実施形態の検査装置による検査で得られた光変調器の光学特性を示すグラフである。

【図6】本実施形態の検査方法の光変調器の対象画素を示す模式図である。

【図7】（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の検査方法の光変調器の対象画素を示す模式図である。

【図8】本実施形態の検査装置において、光変調器の変調画素によって反射された反射光のスポットと、撮像装置の撮像画素との対応関係を示す模式図である。

【図9】本実施形態の検査装置において、光変調器の変調画素によって反射された反射光のスポットと、撮像装置の撮像画素との対応関係を示す模式図である。

【図10】本実施形態の検査装置において、光変調器の変調画素によって反射された反射光のスポットと、撮像装置の撮像画素との対応関係を示す模式図である。

【図11】本実施形態の検査装置において、光変調器の変調画素によって反射された反射光のスポットと、撮像装置の撮像画素との対応関係を示す模式図である。

【図12】本実施形態の検査装置において、光変調器の変調画素によって反射された反射光のスポットと、撮像装置の撮像画素との対応関係を示す模式図である。

【図13】（ａ）～（ｄ）は、本実施形態の検査方法の光変調器の対象画素を示す模式図である。

【図14】本実施形態の検査装置において検査された光変調器を備える三次元造形装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明による光変調器の検査方法および検査装置の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を記載することがある。典型的には、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。また、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸とは別に、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を記載することがある。典型的には、光変調器は、ｘ軸方向およびｙ軸方向に広がっており、光変調器の主面の法線はｚ軸に平行である。

【0020】

まず、図１を参照して、本実施形態の検査装置１００の検査対象となる光変調器２００を説明する。図１（ａ）は、光変調器２００の模式的な斜視図であり、図１（ｂ）は、光変調器２００の模式的な平面図である。

【0021】

図１（ａ）に示すように、光変調器２００は、薄板形状である。光変調器２００には、入射光Ｌが入射される。入射光Ｌはレーザ光であり、入射光Ｌの波長および強度は略一定に揃えられている。光変調器２００は、入射光Ｌを反射光Ｌａとして反射する。光変調器２００は、反射光Ｌａの強度を制御する。

【0022】

光変調器２００は、基台２１０と、変調画素２２０とを有する。基台２１０上には複数の変調画素２２０が設けられる。変調画素２２０は、複数の行および複数の列のマトリクス状に配列される。例えば、変調画素２２０の数は、１０００以上１００００００以下である。

【0023】

光変調器２００は、変調画素２２０ごとに入射光Ｌを変調した強度で反射光Ｌａとして反射する。例えば、光変調器２００は、変調画素２２０ごとに光を回折する。これにより、光変調器２００は、入射光Ｌに対して変調画素２２０ごとに強度の異なる反射光Ｌａを反射する。このような光変調器２００は、ＰＬＶ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）とも呼ばれる。

【0024】

次に、図１（ａ）および図１（ｂ）を参照して光変調器２００を説明する。図１（ｂ）は、光変調器２００の平面図である。

【0025】

複数の変調画素２２０は、光変調器２００の上面に亘って設けられた共通の固定部材２２２、および、光変調器２００の上面にマトリクス状（格子状）に配置された複数の可動部材２２４を有する。ここでは、１つの変調画素２２０は、一部の固定部材２２２および１つの可動部材２２４から構成される。

【0026】

なお、複数の変調画素２２０は、共通の固定部材２２２に対して複数の可動部材２２４を有してもよい。例えば、１つの変調画素２２０が、１つの固定部材２２２と１つの可動部材２２４を有してもよい。

【0027】

可動部材２２４は、固定部材２２２に対して可動である。ｚ軸方向から視た場合、固定部材２２２には、複数の円形状の開口が形成される。固定部材２２２の上面には、固定反射面が設けられる。複数の開口は、２次元（Ｓ×Ｖ）に配列される。すなわち、複数の開口は、ｘ方向に第１行から第Ｓ行まで順に並び、ｙ方向に第１列から第Ｖ列まで順に並ぶ。

【0028】

複数の可動部材２２４の各々は、円形状の板である。可動部材２２４の上面には可動反射面が設けられる。複数の可動部材２２４は、固定部材２２２に形成された複数の開口に配置されている。つまり、複数の可動部材２２４は、２次元状に（Ｓ×Ｖ）個、配列されている。

【0029】

次に、図１および図２（ａ）を参照して、光変調器２００を説明する。図１（ｂ）は、光変調器２００の平面図であり、図２（ａ）は、図１（ｂ）のＩＩＡ－ＩＩＡ線の断面図である。

【0030】

図１（ｂ）および図２（ａ）に示すように、光変調器２００は、基台２１０と、変調画素２２０とを有する。光変調器２００は、共通電極２１２を有する。共通電極２１２は、基台２１０の上面に設けられる。

【0031】

複数の可動部材２２４には電圧が印加される。複数の可動部材２２４に印加される電圧は、独立に制御可能である。可動部材２２４には、行ごとに異なる電圧が供給される。また、可動部材２２４には、列ごとに異なる電圧が供給される。このため、複数の可動部材２２４の電圧はそれぞれ独立に制御される。このように、光変調器２００は、行列ごとに電圧を供給するパッシブマトリクス方式であってもよい。あるいは、行列ごとに電圧を供給する方式に替えて、複数の可動部材２２４のそれぞれに対し個別に電圧を供給する方式でもよい。変調画素２２０ごとにスイッチング素子が設けられ、選択された変調画素２２０に対して電圧が供給される。このように、光変調器２００は、アクティブマトリクス方式であってもよい。

【0032】

共通電極２１２は、固定部材２２２の下面に配置される。共通電極２１２は、可動部材２２４と所定距離を空けて、基台２１０に対して固定される。また、（Ｓ×Ｖ）個の可動部材２２４は、固定部材２２２に対して、可動反射面に対して垂直な方向に移動可能である。すなわち、（Ｓ×Ｖ）個の可動部材２２４は、固定部材２２２に対して、ｚ方向に移動可能である。

【0033】

光変調器２００では、例えば、可動部材２２４のそれぞれが１つの単位空間に対応する変調画素となる。この場合、光変調器２００は、（Ｓ×Ｖ）個の変調画素２２０を有することになる。

【0034】

可動部材２２４と共通電極２１２との間に電圧（電位差）が与えられることにより、可動部材２２４は、共通電極２１２側に変位する。詳細には、可動部材２２４ごとに電圧が印加される。さらに、可動部材２２４に印加する電圧を調整することで、可動部材２２４の変位量を調整できる。

【0035】

なお、図１を参照した説明では、１つの変調画素２２０が、固定部材２２２の一部および１つの可動部材２２４から構成されたが、光変調器２００はこれに限定されない。１つの変調画素２２０が、複数の固定部材２２２および複数の可動部材２２４から構成されてもよい。

【0036】

次に、図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、光変調器２００の動作を詳細に説明する。図２（ｂ）は、可動部材２２４に図２（ａ）とは異なる電圧が印加された光変調器２００の断面図である。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）では、図面が過度に複雑になることを避ける目的で、光変調器２００の法線方向に沿って入射する入射光Ｌに対する反射光を示している。

【0037】

図２（ａ）に示すように、共通電極２１２の面に対して垂直な方向において、可動部材２２４の位置と固定部材２２２の位置とが同じ高さにある。その結果、可動部材２２４で反射した光と、固定部材２２２で反射した光との位相差は、０（ゼロ）である。なお、可動部材２２４の位置と固定部材２２２の位置とが同じ高さにある状態で反射した０次光Ｌ０の強度は、入射光Ｌの強度の例えば７０％から８０％の範囲内である。また、このときの０次光以外の回折光の強度は入射光Ｌの強度の例えば１０％から２５％の範囲内であり、その内、＋１次光Ｌ１ａの強度は入射光Ｌの強度の数％であり、－１次光Ｌ１ｂの強度は入射光Ｌの強度の数％である。

【0038】

図２（ｂ）に示すように、可動部材２２４のそれぞれに同じ電圧を印加すると、Ｓ個の可動部材２２４は下降する。光変調器２００への入射光Ｌの入射角Ａと、可動部材２２４の位置と固定部材２２２の位置との高さの差Ｄｆとに基づいて、可動部材２２４で反射した光と固定部材２２２で反射した光との光路差（２Ｄｆ・ｃｏｓＡ）が示される。

【0039】

可動部材２２４で反射した光と固定部材２２２で反射した光の光路差（２Ｄｆ・ｃｏｓα）が、例えば、（ｍ＋１／２）・λとなるように、高さの差Ｄｆは調整される。ｍは０以上の整数であり、λは光の波長である。換言すれば、可動部材２２４で反射した光と固定部材２２２で反射した光との位相差が、πｒａｄとなるように、可動部材２２４の位置と固定部材２２２の位置との高さの差Ｄｆは調整される。位相差がπｒａｄである状態で反射した０次光Ｌ０の強度は、入射光Ｌの強度の１％未満であり、＋１次光Ｌ１ａおよび－１次光Ｌ１ｂを含む回折光の強度は、入射光Ｌの強度の例えば８４％から８９％の範囲内である。

【0040】

次に、図１～図３を参照して、光変調器２００を検査する検査装置１００を説明する。図３は、本実施形態の検査装置１００の模式図である。光変調器２００は、検査装置１００に装着される。検査装置１００は、光変調器２００を検査する。

【0041】

検査装置１００は、レーザ光源１１０と、撮像装置１２０と、制御装置１３０とを備える。制御装置１３０は、レーザ光源１１０、撮像装置１２０および光変調器２００を制御する。

【0042】

レーザ光源１１０は、光変調器２００に向けてレーザ光を出射する。例えば、レーザ光源１１０は、ファイバーレーザ光源である。一例では、レーザ光の波長は、１０６４ｎｍである。

【0043】

典型的には、光変調器２００は、固定して保持される。光変調器２００は、取付部に取り付けられる。一例として、取付部として、光変調器２００の外縁に対応した窪みの設けられたホルダを使用し、ホルダの窪みに光変調器２００が装着されてもよい。

【0044】

光変調器２００が取付部に取り付けられた状態で、光変調器２００は、レーザ光源１１０から出射されたレーザ光を撮像装置１２０に向けて反射する。詳細には、光変調器２００は、レーザ光源１１０からのレーザ光を撮像装置１２０に向けて選択的に反射する。

【0045】

光変調器２００は、レーザ光源１１０からのレーザ光を撮像装置１２０に反射する。ここでは、光変調器２００によって反射された０次光は撮像装置１２０に到達し、撮像装置１２０によって反射された回折光は撮像装置１２０に到達しない。本明細書の以下の説明において、発明の説明が過度に複雑になることを避ける目的で、光変調器２００によって反射されて撮像装置１２０に到達する光を単に「反射光」と記載することがある。光変調器２００の複数の変調画素２２０は、変調画素２２０ごとに制御されており、制御に応じた光量の反射光を撮像装置１２０に向けて反射する。

【0046】

撮像装置１２０は、光変調器２００によって反射された光の光量を検出する。ここでは、撮像装置１２０は、撮像素子を含む。光変調器２００によって反射された光は、撮像装置１２０の撮像領域内に到達する。このため、撮像装置１２０は、光変調器２００の全体を撮像できる。

【0047】

撮像装置１２０は、複数の行および複数の列からなるマトリクス状に配列された撮像画素を含む。例えば、撮像装置１２０は、カメラまたはイメージセンサを含む。

【0048】

撮像装置１２０は、光変調器２００の変調画素２２０に応じて反射された反射光の光量を検出する。光変調器２００の変調画素２２０に応じて全反射された反射光の光量を検出する。詳細には、撮像装置１２０は、撮像画素ごとに、変調画素２２０に応じて反射された反射光の光量を検出する。

【0049】

制御装置１３０は、レーザ光源１１０、光変調器２００および撮像装置１２０を制御する。制御装置１３０の制御により、レーザ光源１１０は、光変調器２００に向けてレーザ光を発振する（レーザ光源１１０をＯＮにする）。なお、レーザ光源１１０をＯＮ・ＯＦＦする方法として、レーザ光を発振させた状態で、レーザ光源１１０内またはレーザ光源１１０外に設けられたシャッター機構を開閉する方法でもよい。

【0050】

例えば、制御装置１３０は、光変調器２００の回折を変調画素２２０ごとに制御する。制御装置１３０は、光変調器２００の変調画素２２０ごとに反射光の強度を制御できる。制御装置１３０は、光変調器２００の変調画素２２０ごとに指令値を出力し、変調画素２２０は、指令値に応じて反射光を反射する。

【0051】

また、制御装置１３０は、撮像装置１２０によって撮像された撮像データを受信する。制御装置１３０は、撮像装置１２０の撮像データに基づいて、光変調器２００を制御する。

【0052】

制御装置１３０は、制御部１３０Ａと、記憶部１４０とを備える。制御部１３０Ａは、プロセッサーを有する。制御部１３０Ａは、例えば、中央処理演算機（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。または、制御部１３０Ａは、汎用演算機を有してもよい。

【0053】

記憶部１４０は、データおよびコンピュータープログラムを記憶する。コンピュータープログラムにより、光変調器２００の動作手順および撮像装置１２０の撮像データの処理を実行する。

【0054】

記憶部１４０は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよび／またはハードディスクドライブである。記憶部１４０はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。

【0055】

例えば、記憶部１４０は、制御プログラムを記憶する。制御プログラムは、非一時的コンピューター読取可能記憶媒体からインストールされて、記憶部１４０に記憶されてもよい。非一時的コンピューター読取可能記憶媒体は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、磁気ディスクまたは光データ記憶装置を含む。

【0056】

制御部１３０Ａは、記憶部１４０に記憶された制御プログラムを実行することによって、検査装置１００の各構成要素の動作を制御する。制御部１３０Ａは、記憶部１４０に記憶されたコンピュータープログラムを実行して、レーザ光源１１０、撮像装置１２０および光変調器２００を制御する。

【0057】

制御部１３０Ａは、変調制御部１３１と、光源制御部１３２と、撮像制御部１３３と、光学特性取得部１３４とを含む。変調制御部１３１は、光変調器２００を制御する。光源制御部１３２は、レーザ光源１１０を制御する。撮像制御部１３３は、撮像装置１２０を制御する。光学特性取得部１３４は、光変調器２００の光学特性を取得する。

【0058】

変調制御部１３１は、光変調器２００を変調画素２２０ごとに制御する。変調制御部１３１の制御により、光変調器２００は、変調画素２２０ごとに反射光を生成する。変調制御部１３１は、光変調器２００の各変調画素２２０に指令値を出力する。典型的には、指令値は、変調画素２２０に印加される電圧に相当する。指令値の変更により、各変調画素２２０によって反射される反射光の光量が変化する。

【0059】

光源制御部１３２は、レーザ光源１１０からのレーザ光の出射および停止を切り替えるようにレーザ光源１１０を制御する。

【0060】

撮像制御部１３３は、撮像装置１２０からの撮像データを受信する。光学特性取得部１３４は、撮像装置１２０からの撮像データに基づいて、光変調器２００の光学特性を取得する。例えば、光学特性取得部１３４は、光変調器２００を撮像した撮像データから、光変調器２００のＩＶ曲線を取得する。

【0061】

なお、検査装置１００は、光学素子１５０をさらに備える。例えば、光学素子１５０は、レーザ光源１１０と光変調器２００との間に配置された前段光学素子１５０ａと、光変調器２００と撮像装置１２０との間に配置された後段光学素子１５０ｂとを含んでもよい。また、レーザ光源１１０および光学素子１５０が一体的に構成されたビーム照射部１００Ａに光変調器２００が取り付けられてもよい。

【0062】

本実施形態の検査装置１００は、光変調器２００を検査する。典型的には、光変調器２００の複数の変調画素２２０は、高精細に形成されるため、光変調器２００の変調画素２２０の特性がばらつくことがある。例えば、検査装置１００は、光変調器２００の変調画素２２０の光学特性の検査に用いられる。

【0063】

次に、図１～図４を参照して、本実施形態の検査装置１００による光変調器２００の検査方法を説明する。図４は、本実施形態の検査装置１００による検査方法のフロー図である。

【0064】

まず、ステップＳ１０において、光変調器２００の変調画素２２０のうち光学特性を測定する対象となる対象画素２２０ｔを設定する。ここでは、いくつかの変調画素２２０を対象画素２２０ｔとして設定する。後述するように、対象画素２２０ｔの指令値は、順次変更される。なお、対象画素２２０ｔとして複数の変調画素２２０を設定する場合、指令値を変更する対象となる対象画素２２０ｔは、指令値を変更しない非対象画素２２０ｕに囲まれることが好ましい。処理は、ステップＳ２０に進む。

【0065】

ステップＳ２０において、対象画素２２０ｔに指令値を設定する。典型的には、複数の対象画素２２０ｔが設定される場合、複数の対象画素２２０ｔのそれぞれに同じ指令値が設定される。

【0066】

一方、非対象画素２２０ｕには、別の指令値が設定される。非対象画素２２０ｕの指令値は、すべて一定であってもよい。ただし、非対象画素２２０ｕは、変調画素２２０ごとに異なる指令値に設定されてもよい。典型的には、非対象画素２２０ｕの指令値は、光量の少ないと想定される値に設定されることが好ましい。処理は、ステップＳ３０に進む。

【0067】

ステップＳ３０において、レーザ光源１１０は光変調器２００に光を出射する。撮像装置１２０は、光変調器２００によって反射された反射光の光量を測定する。なお、撮像装置１２０は、対象画素２２０ｔにおいて反射された反射光の光量を測定する。ただし、厳密には、撮像装置１２０は、対象画素２２０ｔとして設定されていない変調画素２２０（すなわち、非対象画素２２０ｕ）において反射された反射光の光量も併せて測定する。処理は、ステップＳ４０に進む。

【0068】

ステップＳ４０において、すべての指令値についての光量の測定が終了したか否かを判定する。すべての指令値についての光量の測定が終了していない場合（ステップＳ４０においてＮｏ）、処理は、ステップＳ４２に進む。

【0069】

ステップＳ４２において、対象画素２２０ｔの指令値を変更する。ここでは、変調画素２２０のうちのいくつかの変調画素２２０が対象画素２２０ｔとして指令値を変更する対象として設定されており、指令値は、異なる値に更新される。その後、処理はステップＳ２０に戻る。ステップＳ２０において新しい指令値が対象画素２２０ｔに設定され、同様に、ステップＳ３０において撮像装置１２０は、対象画素２２０ｔにおいて反射された反射光の光量を測定する。

【0070】

すべての指令値についての光量の測定が終了した場合（ステップＳ４０においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ５０に進む。

【0071】

ステップＳ５０において、すべての変調画素２２０について対象画素２２０ｔとして光量の測定が終了したか否かを判定する。すべての変調画素２２０について対象画素２２０ｔとしての光量の測定が終了していない場合（ステップＳ５０においてＮｏ）、処理は、ステップＳ５２に進む。

【0072】

ステップＳ５２において、変調画素２２０の対象画素２２０ｔを変更する。ここでは、変調画素２２０の別の一部が対象画素として設定される。この場合、ステップＳ１０において新たな変調画素２２０が対象画素に設定され、その後、同様に、ステップＳ２０～ステップＳ４０においてこの対象画素２２０ｔについての反射光の光量を測定する。

【0073】

すべての変調画素２２０について対象画素２２０ｔとして光量の測定が終了した場合（ステップＳ５０においてＹｅｓ）、処理は終了する。

【0074】

以上のようにして、本実施形態では、光変調器２００を検査する。本実施形態によれば、光変調器２００の変調画素２２０について指令値に対する光量を測定できる。このとき、撮像装置１２０は、光変調器２００に対して移動することなく、複数の変調画素２２０において反射された反射光の光量をまとめて測定できるため、変調画素２２０の光学特性を短期間に取得できる。

【0075】

次に、図１～図５を参照して、検査装置１００によって測定された本実施形態の光変調器２００の光学特性を説明する。図５は、検査装置１００によって測定された本実施形態の光変調器２００の光学特性を示すグラフである。

【0076】

図５のグラフは、特定の変調画素２２０に一定光量のレーザ光を照射したときの変調画素２２０に印加される電圧の値（指令値）と、変調画素２２０から出力される０次回折光の光量の値（出力値）との関係（入出力特性）の一例を示す。

【0077】

図５の曲線は、入出力特性を示す。図５の曲線は、ＩＶ曲線とも呼ばれる。図５に示すように、ＩＶ曲線は、指令値の増大に従って極小値および極大値を示す。変調画素２２０は、光量が最大の状態と光量が最小の状態とで切り替えて使用されることもある。この場合、光量が最大の状態を「ＯＮ」、光量が最小の状態を「ＯＦＦ」と呼ぶこともある。

【0078】

また、変調画素２２０の構造によっては、光量が最大となる電圧（指令値）の方が、光量が最小となる電圧（指令値）よりも大きくなることもある。また、変調画素２２０の構造が同じ場合、各変調画素２２０の入出力特性は、似たような傾向を示すものの、厳密には、入出力特性は変調画素２２０ごとに異なる。このため、全ての変調画素２２０に同一の指令値を設定しても、各変調画素２２０の光量のバラつきが許容される範囲内に収まらない可能性がある。

【0079】

このため、光変調器２００の性能を向上させるためには、各変調画素２２０の入出力特性を特定することで、各変調画素２２０について、光量が最大／最小となる制御値を導出するとともに、それぞれの入出力特性に応じて各変調画素２２０を制御することで、光量のバラつきを補正することが好ましい。そのために、各変調画素２２０の正確な入出力特性を取得する。入出力特性の取得および取得された入出力特性に応じた補正は、キャリブレーションと呼ばれることもある。

【0080】

次に、図６を参照して、本実施形態の検査方法を説明する。図６は、本実施形態の検査方法における光変調器２００の対象画素２２０ｔを説明するための模式図である。

【0081】

図６に示すように、光変調器２００に含まれる複数の変調画素２２０のうちのいくつかの変調画素２２０が対象画素２２０ｔとして設定される。対象画素２２０ｔは互いに離れて配置される。詳細には、対象画素２２０ｔは、斜め方向に一つおきに離れて配列される。このため、対象画素２２０ｔは、非対象画素２２０ｕに囲まれている。

【0082】

このように、対象画素２２０ｔは、非対象画素２２０ｕに囲まれることが好ましい。これにより、撮像装置１２０は、１つの対象画素２２０ｔによって反射された反射光の光量を分離して測定でき、変調画素２２０ごとの光学特性を取得できる。

【0083】

なお、上述したように、光変調器２００に含まれる複数の変調画素２２０に対して、対象画素２２０ｔは、異なる変調画素２２０について順次設定されることが好ましい。

【0084】

次に、図７を参照して、本実施形態の検査方法を説明する。図７（ａ）～図７（ｃ）は、本実施形態の検査方法における光変調器２００の変調画素２２０の変化を説明するための模式図である。

【0085】

図７（ａ）は、ある時刻に設定された複数の対象画素２２０ｔを対象画素２２０ｔ１と示している。本明細書において、対象画素２２０ｔ１を第１画素群と呼ぶことがある。対象画素２２０ｔ１は、所定の間隔だけ離れて配置される。ここでは、対象画素２２０ｔ１は、行方向に２行ごとに離れて配置され、列方向に２列ごとに離れて配置される。このため、対象画素２２０ｔ１は、２行おき、かつ、２列おきに配置される。対象画素２２０ｔ１に対して指令値を変化させることにより、対象画素２２０ｔ１のそれぞれに対する光学特性を取得できる。その後、対象画素２２０ｔ１は、変調画素２２０のうちの別の変調画素に切り替えられる。

【0086】

図７（ｂ）は、次の時刻に設定された対象画素２２０ｔを対象画素２２０ｔ２と示す。本明細書において、対象画素２２０ｔ２を第２画素群と呼ぶことがある。対象画素２２０ｔ２として、変調画素２２０のうちの対象画素２２０ｔ１（第１画素群）とは別の変調画素２２０が設定される。

【0087】

対象画素２２０ｔ２は、所定の間隔だけ離れて配置される。ここでも、対象画素２２０ｔ１は、行方向に２行ごとに離れて配置され、列方向に２列ごとに離れて配置される。このため、対象画素２２０ｔ２は、２行おき、かつ、２列おきに配置される。

【0088】

対象画素２２０ｔ２に対して指令値を変化させることにより、対象画素２２０ｔ２のそれぞれに対する光学特性を取得できる。その後、対象画素２２０ｔ２は、さらに別の変調画素２２０に切り替えられる。

【0089】

図７（ｃ）は、さらに別の時刻に設定された対象画素２２０ｔを対象画素２２０ｔ３と示す。対象画素２２０ｔ３として、変調画素２２０のうちの対象画素２２０ｔ１および対象画素２２０ｔ２とは別の変調画素２２０が設定される。

【0090】

対象画素２２０ｔ３は所定の間隔だけ離れて配置される。ここでも、対象画素２２０ｔ３は、行方向に２行ごとに離れて配置され、列方向に２列ごとに離れて配置される。このため、対象画素２２０ｔ３は、２行おき、かつ、２列おきに配置される。対象画素２２０ｔ３に対して指令値を変化させることにより、対象画素２２０ｔ３のそれぞれに対する光学特性を取得できる。

【0091】

冗長を避けるためにさらなる説明を省略するが、変調画素２２０のうち対象画素２２０ｔを順次変更することにより、変調画素２２０のそれぞれの光学特性を取得できる。図７の選択パターンによれば、対象画素２２０ｔを変更しながら９回設定することにより、すべての変調画素２２０の光学特性を取得できる。

【0092】

なお、図６および図７を参照して、光変調器２００の変調画素２２０について説明したが、光変調器２００と同様に、撮像装置１２０も複数の撮像画素を備える。

【0093】

次に、図８を参照して光変調器２００の１つの変調画素２２０によって反射された反射光のスポットＬｓと、撮像装置１２０の撮像画素１２２との対応関係を説明する。図８は、光変調器２００の１つの変調画素２２０によって反射された反射光のスポットＬｓと、撮像装置１２０の撮像画素１２２との対応関係を示す模式図である。

【0094】

図８に示すように、光変調器２００の１つの変調画素２２０によって反射された光は、撮像装置１２０の撮像画素１２２に照射される。ここでは、対象画素２２０ｔによって反射され、撮像画素１２２に照射された光の領域をスポットＬｓと示す。図８では、スポットＬｓは、撮像画素１２２とほぼ同じ大きさである。ただし、厳密には、スポットＬｓは、撮像画素１２２よりも若干大きい。このため、スポットＬｘは、撮像装置１２０の撮像画素１２２のうちのいくつかの撮像画素１２２にまたがって検出される。

【0095】

次に、図８および図９を参照して、対象画素２２０ｔによって形成されたスポットＬｓと撮像画素１２２との関係を説明する。図９は、対象画素２２０ｔによって形成されたスポットＬｓと撮像画素１２２との関係を説明するための模式図である。

【0096】

図９に示すように、対象画素２２０ｔによって撮像装置１２０の撮像画素１２２に反射光のスポットＬｓが投影される。

【0097】

ここで、光変調器２００のマトリクス状に配列された変調画素２２０のうち、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０が対象画素２２０ｔとして設定された場合について説明する。ここでは、対象画素２２０ｔは、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０であり、この対象画素２２０ｔによって形成されたスポットＬｓをスポットＬｓ（ｘ，ｙ）と記載することがある。

【0098】

対象画素２２０ｔによって選択的に反射された反射光のスポットＬｓの大きさは、撮像装置１２０における撮像画素１２２とほぼ等しい。また、対象画素２２０ｔによって選択的に反射された反射光のスポットＬｓの中心は、撮像装置１２０における撮像画素１２２の中心と一致する。ここでは、スポットＬｓ（ｘ，ｙ）は、撮像装置１２０の第ｐ行第ｑ列の撮像画素１２２に対応するものとする。

【0099】

ただし、より詳細には、スポットＬｓ（ｘ，ｙ）は、撮像装置１２０における１つの撮像画素１２２よりもわずかに大きい。この場合、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０のスポットＬｓは、第ｐ行第ｑ列の撮像画素１２２だけでなくその周囲の撮像画素１２２にも照射されることになる。この場合、スポットＬｓ（ｘ，ｙ）は、第ｐ行第ｑ列の撮像画素１２２に加えて、第（ｐ－１）行第（ｑ－１）列、第（ｐ－１）行第ｑ列、第（ｐ－１）行第（ｑ＋１）列、第ｐ行第（ｑ－１）列、第ｐ行第（ｑ＋１）列、第（ｐ＋１）行第（ｑ－１）列、第（ｐ＋１）行第ｑ列および第（ｐ＋１）行第（ｑ－１）列の撮像画素１２２に照射されることになる。

【0100】

図９には、スポットＬｓの強度分布を併せて示している。スポットＬｓ（ｘ，ｙ）の強度分布から理解されるように、スポットＬｓ（ｘ，ｙ）の大部分が第ｐ行第ｑ列の撮像画素１２２に照射される一方で、スポットＬｓ（ｘ，ｙ）の一部は周囲の撮像画素１２２に照射される。

【0101】

なお、図９から明らかであるように、第（ｘ－１）行第ｙ列の変調画素２２０のスポットは、第（ｐ－１）行第ｑ列の撮像画素１２２およびその周囲に照射され、第（ｘ－１）行第ｙ列の変調画素２２０のスポットの大部分は、第（ｐ－１）行第ｑ列の撮像画素１２２に照射される。同様に、第（ｘ－２）行第ｙ列の変調画素２２０のスポットは、第（ｐ－２）行第ｑ列の撮像画素１２２およびその周囲に照射され、第（ｘ－２）行第ｙ列の変調画素２２０のスポットの大部分は、第（ｐ－２）行第ｑ列の撮像画素１２２に照射される。

【0102】

ここで、対象画素２２０ｔとして、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０および第（ｘ－２）行第ｙ列の変調画素２２０が対象画素２２０ｔとして設定されると、第（ｐ－１）行第ｑ列の撮像画素１２２は、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０によるスポットＬｓの成分だけでなく、第（ｘ－２）行第ｙ列の変調画素２２０によるスポットＬｓの成分を受光することになる。このように、１つの撮像画素１２２に２以上の対象画素２２０ｔのスポットＬｓが照射されると、１つの対象画素２２０ｔによる光量を正確に測定できないことがある。このため、対象画素２２０ｔは、隣接する対象画素２２０ｔのスポットＬｓが同一の撮像画素１２２に照射されないように設定されることが好ましい。

【0103】

例えば、隣接する対象画素２２０ｔのスポットＬｓが同一の撮像画素１２２に照射されないようにするためには、隣接する対象画素２２０ｔの間の変調画素２２０の数が多いほど好ましい。ただし、隣接する対象画素２２０ｔの間の変調画素２２０の数を多くすると、１度に設定可能な対象画素２２０ｔの数が減少するため、すべての変調画素２２０の光学特性を取得するためには時間を要することになる。

【0104】

また、隣接する対象画素２２０ｔのスポットＬｓが同一の撮像画素１２２に照射されないようにするためには、スポットＬｓに対する撮像画素１２２のサイズを小さくすることが好ましい。例えば、対象画素２２０ｔのスポットＬｓのサイズは、少なくとも３行３列の撮像画素１２２に相当することが好ましい。

【0105】

次に、図１０および図１１を参照して、光変調器２００の１つの変調画素２２０によって反射された反射光のスポットＬｓと、撮像装置１２０の撮像画素１２２との対応関係を説明する。図１０は、光変調器２００の１つの変調画素２２０によって反射された反射光のスポットＬｓと、撮像装置１２０の撮像画素１２２との対応関係を示す模式図である。図１１は、対象画素２２０ｔによって形成されたスポットＬｓと撮像画素１２２との関係を説明するための模式図である。

【0106】

図１０に示すように、対象画素２２０ｔによって撮像装置１２０の撮像画素１２２に反射光のスポットＬｓが投影される。ここでは、光変調器２００のマトリクス状に配列された変調画素２２０のうち、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０が対象画素２２０ｔとして設定された場合について説明する。また、対象画素２２０ｔによって選択的に反射された反射光のスポットＬｓ（ｘ，ｙ）の大きさは、撮像装置１２０における３行３列の撮像画素１２２の大きさとほぼ等しい。

【0107】

図１１に示すように、対象画素２２０ｔによって選択的に反射された反射光のスポットＬｓ（ｘ，ｙ）の中心は、撮像装置１２０における３行３列の撮像画素１２２の中心と一致する。ここでは、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０によるスポットＬｓの中心は、撮像装置１２０の第ｐ行第ｑ列の撮像画素１２２に対応するものとする。第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０のスポットＬｓは、３行３列の撮像画素１２２（すなわち、第（ｐ－１）行第（ｑ－１）列、第（ｐ－１）行第ｑ列、第（ｐ－１）行第（ｑ＋１）列、第ｐ行第（ｑ－１）列、第ｐ行第ｑ列、第ｐ行第（ｑ＋１）列、第（ｐ＋１）行第（ｑ－１）列、第（ｐ＋１）行第ｑ列および第（ｐ＋１）行第（ｑ－１）列の撮像画素１２２）に照射される。なお、第ｐ行第ｑ列の撮像画素１２２の光量が最も多く、第（ｐ－１）行第（ｑ－１）列、第（ｐ－１）行第ｑ列、第（ｐ－１）行第（ｑ＋１）列、第ｐ行第（ｑ－１）列、第ｐ行第（ｑ＋１）列、第（ｐ＋１）行第（ｑ－１）列、第（ｐ＋１）行第ｑ列および第（ｐ＋１）行第（ｑ－１）列の撮像画素１２２の光量は第ｐ行第ｑ列の撮像画素１２２の光量よりも少なく、同程度である。

【0108】

ただし、より詳細には、反射光のスポットＬｓ（ｘ，ｙ）は撮像装置１２０における３行３列の撮像画素１２２よりもわずかに大きい。この場合、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０のスポットＬｓは、上述した３行３列の変調画素２２０だけでなくその周囲の撮像画素１２２にも照射されることになる。この場合、変調画素２２０のスポットＬｓは、上記３行３列変調画素２２０に加えて、第（ｐ－２）行第（ｑ－２）列、第（ｐ－２）行第（ｑ－１）列、第（ｐ－２）行第ｑ列、第（ｐ－２）行第（ｑ＋１）列、第（ｐ－２）行第（ｑ＋２）列、第（ｐ－１）行第（ｑ－２）列、第（ｐ－１）行第（ｑ＋２）列、第ｐ行第（ｑ－２）列、第ｐ行第（ｑ＋２）列、第（ｐ＋１）行第（ｑ－２）列、第（ｐ＋１）行第（ｑ＋２）列、第（ｐ＋２）行第（ｑ＋１）列、第（ｐ＋２）行第（ｑ＋２）列、第（ｐ＋１）行第（ｑ－２）列、および、第（ｐ＋１）行第（ｑ＋２）列の撮像画素１２２に照射されることになる。

【0109】

次に、図１２を参照して光変調器２００の１つの変調画素２２０によって反射された反射光のスポットＬｓ１、Ｌｓ２と、撮像装置１２０の撮像画素１２２との対応関係を説明する。図１２は、光変調器２００の１つの変調画素２２０によって反射された反射光のスポットＬｓ１、Ｌｓ２と、撮像装置１２０の撮像画素１２２との対応関係を示す模式図である。

【0110】

図１２に示すように、光変調器２００のマトリクス状に配列された変調画素２２０のうち、第ｘ行第ｙ列および第（ｘ＋２）行第（ｙ＋２）列の変調画素２２０が対象画素２２０ｔとして設定された場合について説明する。ここでは、第ｘ行第ｙ列の変調画素２２０によるスポットをスポットＬｓ１またはＬｓ１（ｘ，ｙ）と示し、第（ｘ＋２）行第（ｙ＋２）列の変調画素２２０によるスポットをスポットＬｓ２またはＬｓ２（ｘ＋２，ｙ＋２）と示す。

【0111】

スポットＬｓ１は、３行３列の撮像画素１２２に相当するが、３行３列の撮像画素１２２よりもわずかに大きい。同様に、スポットＬｓ２は、３行３列の撮像画素１２２に相当するが、３行３列の撮像画素１２２よりもわずかに大きい。ここでは、スポットＬｓ１の外縁に対応する撮像画素１２２は、スポットＬｓ２の外縁に対応する撮像画素１２２に対して１個の撮像画素１２２だけ離れている。このため、収差または公差等に起因して、スポットＬｓ１および／またはスポットＬｓ２の位置および大きさが多少変動しても、同時刻に設定された異なる対象画素２２０ｔのスポットが撮像装置１２０のうちの同一の撮像画素１２２に照射されることを抑制できる。

【0112】

次に、図１３を参照して光変調器２００において対象画素２２０ｔとして選択される変調画素２２０のパターンを説明する。図１３（ａ）～図１３（ｄ）は、光変調器２００において対象画素２２０ｔとして選択される変調画素２２０のパターンを説明するための模式図である。

【0113】

図１３（ａ）では、ある時刻において、変調画素２２０のうち設定された対象画素２２０ｔを対象画素２２０ｔ１と示している。変調画素２２０のうち対象画素２２０ｔ１が所定のパターンに設定される。列方向には対象画素２２０ｔ１は１つおきに配置されている。また、行方向には、対象画素２２０ｔ１は３つおきに配置されており、ある対象画素２２０ｔ１に対して２列離れた変調画素２２０の行方向に隣接する変調画素２２０が対象画素２２０ｔ１に設定される。

【0114】

例えば、変調画素２２０のうち、第（ｘ－２）行第（ｙ－３）列、第（ｘ－２）行第（ｙ－１）列、第（ｘ－２）行第（ｙ＋１）列、第ｘ行第（ｙ－２）列、第ｘ行第ｙ列、第ｘ行第（ｙ＋２）列、第（ｘ＋２）行第（ｙ－３）列、第（ｘ＋２）行第（ｙ－１）列、第（ｘ＋２）行第（ｙ＋１）列、第（ｘ＋４）行第（ｙ－２）列、第（ｘ＋４）行第ｙ列、および、第（ｘ＋４）行第（ｙ＋２）列の変調画素２２０が対象画素２２０ｔ１として設定される。

【0115】

図１２（ｂ）では、次の時刻において、変調画素２２０のうち設定された対象画素２２０ｔを対象画素２２０ｔ２と示している。対象画素２２０ｔ２は、対象画素２２０ｔ１とは異なる変調画素２２０である。

【0116】

変調画素２２０のうち対象画素２２０ｔ２が所定のパターンに設定される。列方向には対象画素２２０ｔ２は１つおきに配置されている。また、行方向には、対象画素２２０ｔ２は３つおきに配置されており、ある対象画素２２０ｔ２に対して２列離れた変調画素２２０の行方向に隣接する変調画素２２０が対象画素２２０ｔ２に設定される。

【0117】

例えば、変調画素２２０のうち、第（ｘ－２）行第（ｙ－２）列、第（ｘ－２）行第ｙ列、第（ｘ－２）行第（ｙ＋２）列、第ｘ行第（ｙ－３）列、第ｘ行第（ｙ－１）列、第ｘ行第（ｙ＋１）列、第（ｘ＋２）行第（ｙ－２）列、第（ｘ＋２）行第ｙ列、第（ｘ＋２）行第（ｙ＋２）列、第（ｘ＋４）行第（ｙ－３）列、第（ｘ＋４）行第（ｙ－１）列、および、第（ｘ＋４）行第（ｙ＋１）の変調画素２２０が対象画素２２０ｔ２として設定される。

【0118】

図１３（ｃ）では、さらに次の時刻において、変調画素２２０のうち設定された対象画素２２０ｔを対象画素２２０ｔ３と示している。対象画素２２０ｔ３は、複数の変調画素２２０のうちの対象画素２２０ｔ１および対象画素２２０ｔ２とは異なる変調画素２２０である。

【0119】

変調画素２２０のうち対象画素２２０ｔ３が所定のパターンに設定される。列方向には対象画素２２０ｔ３は１つおきに配置されている。また、行方向には、対象画素２２０ｔ３は３つおきに配置されており、ある対象画素２２０ｔ３に対して２列離れた変調画素２２０の行方向に隣接する変調画素２２０が対象画素２２０ｔ３に設定される。

【0120】

例えば、変調画素２２０のうち、第（ｘ－３）行第（ｙ－２）列、第（ｘ－３）行第ｙ列、第（ｘ－３）行第（ｙ＋２）列、第（ｘ－１）行第（ｙ－３）列、第（ｘ－１）行第（ｙ－１）列、第（ｘ－１）行第（ｙ＋１）列、第（ｘ＋１）行第（ｙ－２）列、第（ｘ＋１）行第ｙ列、第（ｘ＋１）行第（ｙ＋２）列、第（ｘ＋３）行第（ｙ－３）列、第（ｘ＋３）行第（ｙ－１）列、第（ｘ＋３）行第（ｙ＋１）列の変調画素２２０が対象画素２２０ｔ３として設定される。

【0121】

図１３（ｄ）では、さらに次の時刻において、変調画素２２０のうち設定された対象画素２２０ｔを対象画素２２０ｔ４と示している。対象画素２２０ｔ４は、複数の変調画素２２０のうちの対象画素２２０ｔ１～対象画素２２０ｔ３とは異なる変調画素２２０である。

【0122】

変調画素２２０のうち対象画素２２０ｔ４が所定のパターンに設定される。列方向には対象画素２２０ｔ４は１つおきに配置されている。また、行方向には、対象画素２２０ｔ４は３つおきに配置されており、ある対象画素２２０ｔ４に対して２列離れた変調画素２２０の行方向に隣接する変調画素２２０が対象画素２２０ｔ４に設定される。

【0123】

例えば、変調画素２２０のうち、第（ｘ－３）行第（ｙ－３）列、第（ｘ－３）行第（ｙ－１）列、第（ｘ－３）行第（ｙ＋１）列、第（ｘ－１）行第（ｙ－２）列、第（ｘ－１）行第ｙ列、第（ｘ－１）行第（ｙ＋２）列、第（ｘ＋１）行第（ｙ－３）列、第（ｘ＋１）行第（ｙ－１）列、第（ｘ＋１）行第（ｙ＋１）列、第（ｘ＋３）行第（ｙ－２）列、第（ｘ＋３）行第ｙ列、第（ｘ＋３）行第（ｙ＋２）列の変調画素２２０が対象画素２２０ｔ４として設定される。

【0124】

以上のように、対象画素２２０ｔ１～対象画素２２０ｔ４を設定することにより、変調画素２２０のすべてについて光学特性を取得できる。

【0125】

なお、本実施形態の検査装置１００において検査された光変調器２００は、三次元造形製造装置に好適に用いられる。

【0126】

次に、図１４を参照して、光変調器２００を備えた三次元造形装置３００を説明する。図１４は、三次元造形装置３００の模式図である。なお、本明細書の以下の説明おいて、三次元造形装置３００を単に造形装置３００と記載することがある。

【0127】

造形装置３００は、光変調器２００と、ビーム照射部３００Ａと、制御装置３３０とを備える。ビーム照射部３００Ａは、造形材料にビームＬｆを照射する。制御装置３３０は、ビーム照射部３００Ａを制御する。具体的には、制御装置３３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含む。

【0128】

また、造形装置３００は、走査機構（走査部）３２０と、供給機構３６０と、記憶部３４０とをさらに備える。記憶部３４０は、記憶装置を含む。具体的には、記憶部３４０は、半導体メモリのような主記憶装置、並びに、半導体メモリおよび／またはハードディスクドライブのような補助記憶装置を含む。

【0129】

造形装置３００は、所定造形空間ＳＰ中に三次元造形物を製造する。所定造形空間ＳＰは、三次元空間である。所定造形空間ＳＰは、複数の単位空間を含む。例えば、複数の単位空間は、それぞれ互いに同じ体積を有する立方体形状を有する。例えば、複数の単位空間は、Ｎ行×Ｍ列×Ｓ層の単位空間を含む。Ｎ、ＭおよびＳのうちの少なくとも１つは２以上の整数を示す。複数の単位空間は、Ｙ方向に第１行から第Ｎ行まで順に並び、Ｘ方向に第１列から第Ｍ列まで順に並び、Ｚ方向に第１層から第Ｓ層まで順に並んでいる。供給機構３６０の所定の空間に所定造形空間ＳＰが設定されたデータを、記憶部３４０は記憶する。

【0130】

三次元造形物は、造形材料によって所望の形状に製造される。造形材料は、粉末またはペーストであり、例えば、金属粉体、エンジニアリングプラスチック、セラミックス、合成樹脂である。金属粉体は、チタン、アルミニウムまたはステンレスである。三次元造形物を製造する造形材料には、複数の種類の造形材料が含まれてもよい。

【0131】

造形材料は、例えば、供給機構３６０によって所定の単位空間に供給される。そして、ビームＬｆが照射されると造形材料の温度が上昇して、造形材料の表面または全体が溶融して、ビームＬｆの照射が停止されると、造形材料は焼結体となる。また、所望の形状としては、特に限定されない。所望の形状を示す造形データは、例えば、製造者により記憶部３４０に記憶される。造形データは、例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データである。

【0132】

引き続き、造形材料にビームＬｆを照射するビーム照射部３００Ａの詳細を説明する。ビーム照射部３００Ａは、レーザ光源３１０と、光変調器２００と、光学素子３５０とを有する。

【0133】

光学素子３５０は、照明光学素子３５０ａと、投影光学素子３５０ｂとを含む。照明光学素子３５０ａは、レーザ光源３１０と光変調器２００との間に配置される。また、投影光学素子３５０ｂは、光変調器２００と走査機構３２０との間に配置される。

【0134】

レーザ光源３１０は、レーザ光Ｌｄを照明光学素子３５０ａに発振する。レーザ光源３１０は、例えば、ファイバーレーザ光源である。レーザ光Ｌｄの波長は、例えば、１０６４ｎｍである。例えば、レーザ光Ｌｄの進行方向に対して垂直な面におけるレーザ光の断面形状は、略円形である。また、レーザ光Ｌｄの進行方向に対して垂直な面におけるレーザ光の断面寸法は、進行方向に進行すればするほど大きくなっていく。

【0135】

照明光学素子３５０ａは、レーザ光ＬｄをラインビームＬｅに整形して、ラインビームＬｅを光変調器２００に導く。具体的には、照明光学素子３５０ａは、複数のレンズを備える。例えば、ラインビームＬｅは、ラインビームＬｅの進行方向に対して垂直な面において進行方向に進行しても大きさが略一定な略平行光である。また、ラインビームＬｅは、垂直な面において略均一な強度を有する。例えば、ラインビームＬｅは、垂直な面において所定方向に長い略長方形を有する。所定方向は、例えばＹ軸方向である。

【0136】

光変調器２００は、ラインビームＬｅをビームＬｆに変調して、ビームＬｆを投影光学素子３５０ｂに出射する。光変調器２００は、制御装置３３０によって制御される。その結果、ビームＬｆは、少なくとも所定方向において異なる強度の分布を有する。

【0137】

投影光学素子３５０ｂは、ビームＬｆで中間像を形成した後、ビームＬｆを走査機構３２０に出射する。例えば、投影光学素子３５０ｂは、複数のレンズを備える。

【0138】

引き続き、走査機構３２０の詳細を説明する。走査機構３２０は、ビームＬｆを反射して、ビームＬｆを造形材料に照射する。走査機構３２０は、例えば、ガルバノミラーを有する。ガルバノミラーは、例えば、所定方向を回転軸として回転する。

【0139】

詳細には、走査機構３２０は、複数の単位空間のうち少なくとも２つの単位空間に対して、それぞれ、互いに異なる強度を有するビームＬｆを導く。具体的には、走査機構３２０は、所定方向に並んだ複数の単位空間に対してビームＬｆを導く。例えば、第１の単位空間に対して、第１の強度を有するビームＬｆを導く。また、第２の単位空間に対して、第２の強度を有するビームＬｆを導く。その結果、複数の単位空間に造形材料が供給されていると、第１の単位空間に存在する造形材料に第１の強度を有するビームＬｆが照射され、第２の単位空間に存在する造形材料に第２の強度を有するビームＬｆが照射される。

【0140】

また、走査機構３２０は、複数の単位空間のうち選択された所定の複数の単位空間に順次、ビームＬｆを導く。すなわち、走査機構３２０は、ビームＬｆを走査する。例えば、ガルバノミラーは、ビーム照射部３００Ａから出射されたビームＬｆの進行方向を変更する。具体的には、ガルバノミラーが回転して、ビームＬｆを走査方向に走査する。走査方向は、所定方向に垂直な方向であり、例えば、Ｘ軸方向である。具体的には、第ｍ列の複数の単位空間に対してビームＬｆを導く。例えば、第ｍ列第ｎ行の単位空間に対して、第１の強度を有するビームＬｆを導くと同時に、第ｍ列第（ｎ＋１）行の単位空間に対して、第２の強度を有するビームＬｆを導く。その後、第（ｍ＋１）列の複数の単位空間に対してビームＬｆを導く。例えば、第（ｍ＋１）列第ｎ行の単位空間に対して、第３の強度を有するビームＬｆを導くと同時に、第（ｍ＋１）列第（ｎ＋１）行の単位空間に対して、第４の強度を有するビームＬｆを導く。

【0141】

引き続き、複数の単位空間に造形材料を供給する供給機構３６０の詳細を説明する。詳細には、供給機構３６０は、複数の単位空間のうち選択された所定の複数の単位空間に順次、造形材料層を形成する。造形材料層は、造形材料からなる。例えば、第ｓ層の複数の単位空間に第１の造形材料層を形成する。その後、第（ｓ＋１）層の複数の単位空間に第２の造形材料層を形成する。具体的には、供給機構３６０は、パートシリンダー３６２と、フィードシリンダー３６４と、スキージ３６６とを備える。

【0142】

フィードシリンダー３６４は、フィードシリンダー３６４の内部に下面を有する。下面は、フィードシリンダー３６４の内部でＺ軸方向に移動可能である。フィードシリンダー３６４の内部で下面の上部には、造形材料が収容されている。一方、パートシリンダー３６２は、パートシリンダー３６２の内部に下面を有する。下面は、パートシリンダー３６２の内部でＺ軸方向に移動可能である。パートシリンダー３６２の内部で下面の上部には、所定造形空間ＳＰが設定されている。

【0143】

パートシリンダー３６２の内部には、フィードシリンダー３６４から造形材料が供給される。具体的には、パートシリンダー３６２の下面を所定距離、下降させる。一方、フィードシリンダー３６４の下面を所定距離、上昇させる。そして、フィードシリンダー３６４からパートシリンダー３６２へ向かって、スキージ３６６を移動させる。その結果、所定量の造形材料がフィードシリンダー３６４の内部からパートシリンダー３６２の内部へ移動する。

【0144】

次に、制御装置３３０の詳細を説明する。制御装置３３０は、ビーム照射部３００Ａおよび供給機構３６０を制御する。制御装置３３０のプロセッサーは、記憶部３４０の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行する。

【0145】

制御装置３３０は、ビーム照射部３００Ａを制御する。具体的には、制御装置３３０は、変調制御部３３１と、光源制御部３３２とを有する。

【0146】

光源制御部３３２は、レーザ光源３１０を制御する。詳細には、光源制御部３３２は、レーザ光源３１０からレーザ光Ｌｄを発振させる。

【0147】

変調制御部３３１は、ビームＬｆを造形材料に照射するように、光変調器２００を制御する。ビームＬｆは、強度の分布を有する。強度の分布は、造形データおよび流動情報に基づいて作成される。流動情報は、少なくとも２つの単位空間が隣接する場合に、少なくとも２つの単位空間の間で、造形材料が流動する情報を含む。流動情報は、例えば、対流情報および／または表面張力情報を含む。流動情報は、造形材料の種類の情報を含んでもよい。また、２つの単位空間の間に隙間（空間）が形成されている場合に、２つの単位空間の間で造形材料が移動するときには、２つの単位空間は隣接することに含まれる。

【0148】

制御装置３３０は、走査制御部３３４をさらに有する。走査制御部３３４は、走査機構３２０を制御する。

【0149】

強度の分布を示すデータは、露光データ（露光強度のプロファイル）ＢＰとして、記憶部３４０に記憶されている。すなわち、変調制御部３３１は、露光データＢＰに基づいて光変調器２００を制御することによって、造形データおよび流動情報に基づいて作成された強度の分布を有するビームＬｆを作成する。

【0150】

なお、図２に示した検査装置１００のレーザ光源１１０および光学素子１５０として、図１４に示したレーザ光源３１０および光学素子３５０を用いてもよい。

【0151】

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0152】

本発明は、光変調器の検査方法および検査装置に好適に用いられる。

【符号の説明】

【0153】

１００ 検査装置
１１０ レーザ光源
１２０ 撮像装置
１３０ 制御装置
１３０Ａ 制御部
１３１ 変調制御部
１３２ 光源制御部
１３３ 撮像制御部
１４０ 記憶部
１５０ 光学素子
２００ 光変調器
２１０ 基台
２２０ 変調画素
２２０ｔ 対象画素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】