CN115279574A - 三维造型装置 - Google Patents

Abstract

三维造型装置用于制造三维造型物。三维造型装置包括光束照射部、空间光调制器、分离光学系统和扫描部。光束照射部照射光束。空间光调制器对通过光束照射部照射的光束至少在第一轴进行空间调制。分离光学系统包括至少一个透镜阵列，所述透镜阵列具有沿第一轴排列的多个透镜，通过透镜阵列将由空间光调制器调制的光束分离成多个光束。扫描部使来自分离光学系统的多个光束在造型材料上扫描。

Description

三维造型装置

技术领域

本申请涉及三维造型装置。

背景技术

以往，提出了一种三维造型装置，通过对金属材料(粉末)等造型材料照射来自激光光源的光并使该光在造型材料上扫描，使造型材料熔融且烧结。另外，还研究如下三维造型方法：为了造型的高速化，使线状的光在造型材料上扫描(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-80604号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，当线状光照射到造型材料上时，在该照射的线状区域内造型材料的温度会产生偏差。当温度产生偏差时，熔融后的造型材料根据其温度分布和表面张力而流动。由此，造型材料的表面局部地隆起，冷却并一体化的造型材料的形状与预期的形状会不同。即，存在三维造型物的形状精度降低的问题。

因此，本申请的目的在于，提供能够以更高的形状精度制造三维造型物的技术。

解决课题的技术手段

三维造型装置的第一方面，一种三维造型装置，用于制造三维造型物，其中，具有：光束照射部，照射光束；空间光调制器，对通过所述光束照射部照射的光束至少在第一轴进行空间调制；分离光学系统，包括至少一个透镜阵列，所述透镜阵列具有沿所述第一轴排列的多个透镜，所述分离光学系统通过所述透镜阵列将由所述空间光调制器调制后的光束分离为多个光束；以及扫描部，使来自所述分离光学系统的多个光束在造型材料上扫描。

三维造型装置的第二方面，在第一方面的三维造型装置中，所述分离光学系统包括具有多个所述透镜阵列的无焦的缩小光学系统。

三维造型装置的第三方面，在第一方面的三维造型装置中，所述分离光学系统包括单个所述透镜阵列。

三维造型装置的第四方面，在第一方面至第三方面中的任一方面的三维造型装置中，当所述透镜阵列的所述透镜的个数为N时，其中，N为2以上的自然数，所述三维造型装置还具有：投影光学系统，使由所述空间光调制器调制后的光束在所述第一轴上放大或缩小，并且使放大或缩小后的光束入射到所述透镜阵列的M个所述透镜，其中，M为可变的；以及控制装置，控制所述投影光学系统的倍率，所述透镜阵列将照射到M个所述透镜的光束分离成M个光束。

三维造型装置的第五方面，在第四方面的三维造型装置中，所述控制装置接收所述造型材料的信息，并基于所述信息设定为所述造型材料的熔点越高则M越小。

三维造型装置的第六方面，在第四方面或第五方面的三维造型装置中，N是奇数和偶数中的一方，所述控制装置将M限制为奇数和偶数中的所述一方。

三维造型装置的第七方面，在第四方面或第五方面的三维造型装置中，所述三维造型装置还具有移动机构，所述移动机构使所述分离光学系统相对于所述投影光学系统在所述第一轴上相对地移动，所述控制装置控制所述移动机构，以来自所述投影光学系统的光束入射到所述透镜阵列的M个所述透镜的方式，对所述投影光学系统和所述分离光学系统之间的相对的位置关系进行调整。

三维建模装置的第八方面，在第四方面至第七方面中的任一方面的三维造型装置中，所述投影光学系统在与所述第一轴相交的第二轴上以可变的倍率对由所述空间光调制器调制后的光束进行放大或缩小。

三维造型装置的第九方面，在第四方面至第八方面中的任一方面的三维造型装置中，所述光束照射部包括以可变的强度射出光束的光源。

三维造型装置的第十方面，在第四方面至第九方面中的任一方面的三维造型装置中，M包括M1和比M1小的M2，在由所述扫描部进行的M1个光束的扫描路径中，当沿所述第一轴排列的M1个光束中的至少1个位于不需要扫描的不需要线时，所述控制装置通过变更所述投影光学系统的倍率，由所述投影光学系统使光束入射到M2个所述透镜，使所述透镜阵列出射M2个光束，通过由所述扫描部进行的M2个光束的扫描来省略对所述不需要线的扫描。

三维造型装置的第十一方面，在第十方面的三维造型装置中，所述扫描部使M2个光束以比M1个光束的扫描速度高的扫描速度扫描。

三维造型装置的第十二方面，在第十方面或第十一方面的三维造型装置中，所述控制装置在中断所述光束照射部的光束的照射和所述扫描部的扫描的状态下，变更所述投影光学系统的倍率。

三维造型装置的第十三方面，在第一方面至第十二方面中的任一方面的三维造型装置中，所述分离光学系统的所述透镜阵列设置于紧接在所述分离光学系统之前的光学系统的焦点。

三维造型装置的第十四方面，在第一方面至第十三方面中的任一方面的三维造型装置中，所述三维造型装置还具有光阑部，所述光阑部具有供由所述透镜阵列分离后的多个光束分别通过的多个开口。

三维造型装置的第十五方面，在第一方面至第十四方面中的任一方面的三维造型装置中，所述空间光调制器至少包括沿所述第一轴排列的多个组，所述多个组中的每一组包括多个空间调制元件，所述多个光束的强度分布分别由所述多个组控制。

三维造型装置的第十六方面，在第一方面至第十四方面中的任一方面的三维造型装置中，所述空间光调制器具有二维排列的多个空间调制元件。

三维造型装置第十七方面，在第十五方面的三维造型装置中，所述空间光调制器以使向所述分离光学系统的所述透镜阵列的所述多个透镜的边界入射的光束的强度比向所述多个透镜各自的中央入射的光束的强度小的方式，对来自所述光束照射部的光束进行调制。

三维造型装置第十八方面，在第一方面至第十七方面中的任一方面的三维造型装置中，所述三维造型装置还具有成像旋转器，所述成像旋转器使来自所述分离光学系统的多个光束以与光轴平行的旋转轴为中心以可变的旋转角度一体地旋转，所述扫描部包括检流计反射镜，所述成像旋转器设置在所述检流计反射镜的后级。

三维造型装置第十九方面，在第一方面至第十七方面中的任一方面的三维造型装置中，所述三维造型装置还具有成像旋转器，所述成像旋转器使来自所述分离光学系统的多个光束以与光轴平行的旋转轴为中心以可变的旋转角度一体地旋转，所述扫描部包括检流计反射镜，所述成像旋转器设置在所述检流计反射镜的前级。

三维造型装置的第二十方面，在第一方面至第十九方面中的任一方面的三维造型装置中，所述造型材料上的多个光束的排列方向与由所述扫描部进行的该多个光束的扫描方向倾斜地交叉，该多个光束分别位于连续的多行的扫描线上。

发明效果

根据三维造型装置的第一方面，在造型材料上形成多个光束的点。由于多个点彼此分离，因此，熔融后的造型材料可流动的范围很窄。由此，能够降低熔融后的造型材料的局部的隆起。换言之，能够以高的形状精度制造三维造型物。

根据三维造型装置的第二方面，能够提高造型材料上的各点中的与中央区域相比更靠周缘侧的周缘区域的强度。若仅点的中央区域的强度高，则可能会导致造型材料的溅射或烟尘，但由于可以提高点的周缘区域的强度，所以能够使点的强度分布均匀化，从而能够降低造型材料产生溅射或烟尘的可能性。

根据三维造型装置的第三方面，能够以简单的结构构成分离光学系统。

根据三维造型装置的第四方面，M相当于光束的数量。根据第四方面，能够调整通过阵列透镜分离的光束数M。

根据三维造型装置的第五方面，能够通过减少光束数M来增加各点的功率。由此，也能够应对熔点高的造型材料。另一方面，在熔点低的情况下，能够通过增加光束数M来扩大通过一次扫描能够熔融的区域。由此，能够提高处理能力。

根据三维造型装置的第六方面，能够以简单的结构构成投影光学系统。具体而言，不需要第七方式的移动机构。

根据三维造型装置的第七方面，可以采用偶数也可以采用奇数作为光束数M。

根据三维造型装置的第八方面，能够在第二轴上调整点的宽度，从而能够更精细地调整点的功率(强度的面积积分值)。

根据三维造型装置的第九方面，能够精细地调整点的功率。

根据三维造型装置的第十方面，通过变更光束数M，省略对不需要线的扫描。由此，能够降低不用于三维造型的光的量，从而能够提高效率。

根据三维造型装置的第十一方面，对于M2个光束的扫描而言，与M1个光束的扫描相比，各光束(各点)的强度的面积积分值增大。如果扫描速度恒定，则从各点向造型材料的各位置赋予的热量的时间积分增加，但在第十方面中，对于M2个扫描而言扫描速度高。由此，能够降低伴随光束数M的减少的行间的热量的偏差。而且，由于扫描速度高，所以也能够提高处理能力。

根据三维造型装置的第十二方面，在一边照射光束一边变更倍率时，意想不到的光被照射到造型材料上，但由于在停止了光束的照射的状态下变更倍率，因此能够避免这样的意想不到的光被照射到造型材料上。

根据三维造型装置的第十三方面，能够降低光束的串扰。

根据三维造型装置的第十四方面，通过了透镜阵列内的透镜的边界的光可能会在不期望的方向上行进，但是通过光阑部可以对这样的不需要的光进行遮光。

根据三维造型装置的第十五方面，能够更精细地调整光束的空间强度分布。

根据三维造型装置的第十六方面，能够提高光束的功率密度。

根据三维造型装置的第十七方面，能够降低通过透镜阵列内的透镜的边界的光束的强度。由此，能够降低通过透镜的边界而向不期望的方向行进的光束。

根据三维造型装置的第十八方面，能够变更造型材料上的多个点的排列方向和扫描方向。

根据三维造型装置的第十九方面，能够变更造型材料上的多个点的排列方向。另一方面，扫描方向不会因成像旋转器的旋转而旋转。由此，能够对与多个点对应的多个扫描线的间隔进行调整。

根据三维造型装置的第二十方面，能够通过使多个点相互分离同时沿扫描方向的多个点的一次移动，来对连续的多行的扫描线进行扫描。由此，能够以连续的多行为单位进行扫描。

另外，与本说明书公开的技术相关联的目的、特征、方面和优点通过以下所示的详细描述和附图而变得更加明显。

附图说明

图1是示意性地示出三维造型装置的结构的一例的图。

图2是示意性地示出空间光调制器的结构的一例的立体图。

图3是示意性地示出造型材料层的表面状态的一例的平面图。

图4是示意性地示出三维造型装置中的光路的一例的图。

图5是示出控制装置的处理的一例的流程图。

图6是示意性地示出调制光束的强度分布的一例的图。

图7是示意性地示出分离光学系统的结构的其他的一例的图。

图8是示意性地示出光束照射装置的结构的一例的图。

图9是示意性地示出光束照射装置的结构的一例的图。

图10是示意性地示出光束照射装置的结构的一例的图。

图11是示意性地示出投影光学系统的结构的一例的立体图。

图12是示出控制装置的内部结构的其他的一例的功能框图。

图13是示出控制装置的处理的其他的一例的流程图。

图14是示出调制光束的强度分布的一例的曲线图。

图15是示意性地示出投影光学系统的结构的其他的一例的立体图。

图16是示意性地示出投影光学系统的c轴的变焦光学系统的结构的一例的立体图。

图17是示意性地示出调制光束的强度分布的一例的曲线图。

图18是示意性地示出采用2作为光束数时的光路的一例的图。

图19是示意性地示出光束照射装置的结构的其他的一例的图。

图20是示出控制装置的内部结构的其他的一例的功能框图。

图21是示出控制装置的处理的其他的一例的流程图。

图22是示意性地示出点的扫描方式的一例的图。

图23是示出控制装置的处理的一例的流程图。

图24是示意性地示出光束照射装置的结构的一例的图。

图25是示出控制装置的内部结构的其他的一例的功能框图。

图26是示意性地示出成像旋转器的旋转角度为零度时的点的一例的图。

图27是示意性地示出成像旋转器的旋转角度为45度时的点的一例的图。

图28是示意性地示出成像旋转器的旋转角度为90度时的点的一例的图。

图29是示意性地示出光束照射装置的结构的其他的一例的图。

图30是示意性地示出成像旋转器的旋转角度为45度时的点的一例的图。

图31是示意性地示出空间光调制器的结构的其他的示例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。此外，本实施方式中记载的构成要素仅是示例，并不旨在将本公开的范围仅限定于此。在附图中，为了便于理解，各部分的尺寸和数量可以根据需要被夸大或简化地图示。

另外，在下述记载的说明中，即便使用“第一”或“第二”等序数词，这些术语也并非用以限定因这些序数词而产生的顺序等，而只是为了便于容易理解实施方式的内容而使用的。

除非另有说明，表示相对或绝对位置关系的术语(例如“向一个方向”、“沿一个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”、“同轴”等)不仅严格地表示该位置关系，还表示在公差或大致相同的功能的范围内相对于角度或距离位移的状态。除非另有说明，表示相等状态的术语(例如“相同”、“相等”、“同质”等)不仅表示定量地严格相等的状态，还表示存在能够得到公差或大致相同的功能的差的状态。除非另有说明，表示形状的术语(例如“四边形”或“圆筒形”等)不仅在几何学上严格地表示其形状，而且在能够得到大致相同的效果的范围内，例如也表示具有凹凸或倒角等的形状。术语“包括”、“具有”、“具备”或“有”一个部件不是排除其他部件存在的排他性术语。术语“A、B和C中的至少一个”包括仅A、仅B、仅C、A、B和C中的任意两个以及A、B和C全部。

<第一实施方式>

在以下的说明中，“加热并使造型材料熔融”不仅包括被加热的全部的造型材料的温度达到熔点以上的情况，还包括被加热的造型材料的一部分在比熔点低的温度下烧结的情况。

另外，以下的说明中的术语“层”是指在通过多次反复进行进行对堆积的造型材料照射光束并使其熔融的工序，在厚度方向上堆积固化物而形成三维造型物的情况下，通过一次的工序形成的部分。此外，有时可以通过三维造型物的剖面观察等来确认层与层之间的边界，但在熔融的均匀性高的情况等下，有时也不能明确地检测出层与层之间的边界。

<关于三维造型装置的结构>

参照图1，对三维造型装置100的一例进行说明。图1是示意性地示出三维造型装置100的结构的一例的图。此外，在本实施方式中，为了方便，有时记载相互正交的X轴、Y轴及Z轴。在此，X轴和Y轴与水平方向平行，Z轴与铅垂方向平行。另外，在本实施方式中，作为光学系统的轴，有时记载相互正交的a轴、b轴和c轴。a轴是光轴。

三维造型装置100通过多次反复进行对造型材料照射光束(调制光束L33)使造型材料熔融的工序，在厚度方向上堆积固化物来制造三维造型物。三维造型装置100也被称为三维层叠造型装置。

参照图1，三维造型装置100包括光束照射装置40和控制装置20。光束照射装置40对造型材料照射调制光束L33。控制装置20控制光束照射装置40。

控制装置20例如通过执行存储在内部或外部的存储介质(包括后述的存储部30)中的程序来控制控制对象，包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、微处理器或微型计算机等处理装置。此外，控制装置20的功能的一部分或全部也可以通过不需要软件的逻辑电路等硬件电路来实现。控制装置20也被称为控制电路。

另外，三维造型装置100还包括供给机构16和存储部30。存储部30包括RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及闪存等易失性或非易失性的存储器以及HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等存储部。

三维造型装置100在造型空间SP中制造三维造型物。这里，造型空间SP是三维空间。

三维造型物使用规定的造型材料制造成期望的形状。造型材料为粉末或糊状，例如为金属粉体、工程塑料、陶瓷或合成树脂等。如果是金属粉体，例如可以采用钛、铝或不锈钢等。此外，在三维造型中使用的造型材料中，也可以含有多种造型材料。

造型材料例如由供给机构16被供给到规定的单位空间。然后，调制光束L33被照射到造型材料上。造型材料中被调制光束L33照射的部分的温度上升，使造型材料的该部分的表面或整体熔融。通过使调制光束L33在造型材料上扫描，该造型材料以期望的形状一体化。

三维造型物的形状没有特别限定。另外，表示三维造型物的期望的形状的三维造型数据例如由制造者存储在存储部30中。三维造型数据例如是CAD(Computer AidedDesign：计算机辅助设计)数据、STL(Stereolithography：立体光刻)数据。

接着，对向造型材料照射调制光束L33的光束照射装置40的具体的一例进行概述。在图1的示例中，光束照射装置40包括光束照射部10、空间光调制器14、投影光学系统15、分离光学系统18和扫描部19。

光束照射部10包括激光光源11和照明光学系统12。激光光源11向照明光学系统12射出激光L30。激光光源11例如是光纤激光光源。激光L30的波长例如为1064nm。激光L30在相对于激光L30的行进方向垂直的面上的截面形状例如为大致圆形。另外，激光L30在相对于激光L30的行进方向垂直的面上的截面尺寸随着激光L30向行进方向行进而变大。

照明光学系统12将激光L30整形为平行的光束(以下也称为平行光束L31)，将平行光束L31引导到空间光调制器14。理想情况下，平行光束L31在相对于平行光束L31的行进方向垂直的面上的截面尺寸即使在行进方向行进也是恒定的。另外，平行光束L31在该垂直的面上具有大致均匀的强度。平行光束L31在该垂直的面上具有例如在一个方向(与纸面垂直的方向)上较长的矩形形状。这样的平行光束L31也可以被称为线光束。

空间光调制器14对平行光束L31进行调制，并将调制后的调制光束L32引导到投影光学系统15。空间光调制器14例如是Linear-PLV(Planar Light Valve：平面式光阀)、GLV(Grating Light Valve：栅状式光阀)或DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜器件)。

图2是示意性地示出空间光调制器14的结构的一例的图。在图2的示例中，空间光调制器14是GLV，基板14A和平行地排列在基板14A上的带状的微桥14B和带状的微桥14C交替地排列成一组或多组。它们用作衍射光栅型的空间调制器的一个像素。微桥14B也被称为可动带，微桥14C也被称为固定带。微桥14B和微桥14C所排列的方向与平行光束L31的长度方向相同。

微桥14B的除端部以外的部分远离基板14A，与基板14A相对的下表面由氮化硅(SiNx)等构成的可挠性部件构成，与下表面相反一侧的上表面由铝等单层金属膜构成的反射电极膜构成。

空间光调制器14通过施加在微桥14B和基板14A之间的电压的导通/断开而被驱动控制。当使施加在微桥14B和基板14A之间的电压导通时，通过静电感应的电荷在微桥14B和基板14A之间产生静电吸引力，微桥14B向基板14A侧挠曲。不向微桥14C施加电荷，微桥14C维持原来的状态(形状)，因此，微桥14B和微桥14C形成衍射光栅。照射到空间光调制器14的一个像素的光被反射或衍射，光的传播方向发生变化。当微桥14B的挠曲量为光的波长的四分之一时，正反射光或0级衍射光的强度为零，而1级衍射光的强度最大。另一方面，如果使施加在微桥14B与基板14A间电压断开，则上述挠曲消除，微桥14B远离基板14A，成为与微桥14C相同的高度，空间光调制器14起到正反射镜的作用，因此正反射光或0级衍射光的强度最大。这样，通过在微桥14B的电压的导通、断开之间进行切换，作为使正反射光或1级衍射光的强度导通、断开的光调制器发挥功能。

通常，GLV元件的像素由例如三组微桥14B和微桥14C构成，并且空间光调制器14包括例如1000个像素。1000个像素沿着平行光束L31的长度方向排列。即，由三组微桥14B和微桥14C构成的组沿平行光束L31的长度方向排列1000个。进而，作为空间光调制器14的结构，将1000个像素分割为例如每200个像素为一个组的5个组，将平行光束L31作为5个组进行调制并射出调制光束L32。由于这样每个组有200个像素，因此能够对光强度分布的形状进行自由地变形。

投影光学系统15对来自空间光调制器14的调制光束L32的不需要的光进行遮光。例如，投影光学系统15对调制光束L32中包含的高级衍射光进行遮光并使0级衍射光通过。

分离光学系统18将通过了投影光学系统15的调制光束L32分离为多个调制光束L33(也参照图4)。例如，分离光学系统18针对空间光调制器14的像素的每个组来分离调制光束L32。在此，由于空间光调制器14包含5个由200像素构成的组，所以分离光学系统18将调制光束L32分离为5个调制光束L33。5个调制光束L33在与行进方向垂直的面上隔开间隔地排列。每个调制光束L33在该面上具有例如矩形形状。

扫描部19将多个调制光束L33点照射到造型材料层120上。图3是示意性地示出造型材料层120的表面的情况的一例的俯视图。在图3的示例中，在造型材料层120的表面上照射多个调制光束L33。由此，在造型材料层120的表面上形成多个点S3。点S3表示造型材料层120的表面中的由调制光束L33照射的区域。在造型材料层120的表面上，多个点S3隔开间隔地排列。以下，将在造型材料层120上点S3排列的方向也称为排列方向D2。在图3的示例中，排列方向D2与X轴平行。

扫描部19沿着与排列方向D2交叉的扫描方向D1(在此为Y轴)使多个点S3扫描(移动)。在图1的示例中，扫描部19包括检流计反射镜192。扫描部19通过检流计反射镜192的旋转，使多个点S3在造型材料层120上一体地移动。该点S3的扫描方式是任意的，但例如也可以采用光栅扫描。通过该扫描，使造型材料层120根据点S3内的强度分布而熔融和烧结，并且一体化为期望的形状。

接着，对供给造型材料的供给机构16进行说明。如图1所例示，供给机构16包括零件缸16A、进料缸16B和刮板16D。供给机构16使造型材料层120依次层叠在规定的单位空间内。造型材料层120由造型材料构成。

进料缸16B在进料缸16B的内部具有下表面16Ba。该下表面16Ba能够在进料缸16B的内部沿Z轴方向移动。在进料缸16B内部的下表面16Ba的上部收容有造型材料。

另一方面，零件缸16A在零件缸16A的内部具有下表面16Aa。该下表面16Aa能够在零件缸16A的内部沿Z轴方向移动。在零件缸16A的内部的下表面16Aa的上部设定有造型空间SP。

从进料缸16B向零件缸16A的内部供给造型材料。具体而言，使零件缸16A的下表面16Aa下降规定距离。另一方面，使进料缸16B的下表面16Ba上升规定距离。然后，使刮板16D从进料缸16B向零件缸16A移动。其结果是，规定量的造型材料从进料缸16B的内部向零件缸16A的内部移动。

接着，对控制装置20的一例进行说明。控制装置20控制光束照射装置40和供给机构16。作为具体的一例，控制装置20包括激光控制部20A、调制控制部20B、扫描控制部20C、数据获取部20D以及曝光数据生成部20E。

数据获取部20D例如从外部装置或存储介质接收三维造型数据。数据获取部20D将该三维造型数据存储在存储部30中。

曝光数据生成部20E根据由数据获取部20D获取的三维造型数据来生成曝光数据，并将曝光数据存储在存储部30中。曝光数据是表示空间光调制器14的各空间调制元件(微桥14B)的状态的数据，例如是表示施加在各微桥14B和基板14A之间的各电压的数据。曝光数据也可以说是表示空间光调制器14的调制图案的数据。曝光数据生成部20E为了能够制造由三维造型数据所示的三维造型物，确定各造型材料层120的各位置的调制光束L33的强度，并确定用于以该强度照射调制光束L33的空间光调制器14的调制图案，并且生成表示该调制图案的曝光数据。

激光控制部20A控制激光光源11，使激光光源11射出激光L30。

调制控制部20B基于由曝光数据生成部20E生成的曝光数据来控制空间光调制器14。由此，调制光束L32的光的强度分布成为反映三维造型数据所示的形状的强度分布。

扫描控制部20C控制扫描部19和供给机构16。扫描控制部20C控制扫描部19和供给机构16，以依次将调制光束L33引导到规定的单位空间。具体而言，扫描控制部20C通过使检流计反射镜192旋转，使调制光束L33在造型材料层120上扫描。

另外，扫描控制部20C通过使零件缸16A、进料缸16B和刮板16D移动，在规定的单位空间依次形成造型材料层120。

<关于光路>

接着，参照图4，对三维造型装置100中的光路的一例进行说明。图4是示意性地示出三维造型装置100中的光路的一例的图。以下，导入光学系统的正交坐标系进行说明。该正交坐标系由相互正交的a轴、b轴及c轴构成，a轴相当于光轴。b轴是沿平行光束L31的长度方向延伸的轴，c轴是沿平行光束L31的宽度方向延伸的轴。

如图4所示，照明光学系统12将从激光光源11射出的激光L30变换为平行光束L31，将平行光束L31引导到空间光调制器14。参照图1，照明光学系统12可以包括准直透镜121、122。准直透镜121、122例如是柱面透镜或鲍威尔透镜。准直透镜121在沿c轴观察时将激光L30变换为平行光，准直透镜122在沿b轴观察时将激光L30变换为平行光。此外，照明光学系统12可以由单个准直透镜构成，另外，也可以在照明光学系统12中追加其他的光学元件。

空间光调制器14调制来自照明光学系统12的平行光束L31来调整光在b轴上的强度分布。空间光调制器14包括多个(这里为5个)调制元件组141。各调制元件组141相当于一组。空间光调制器14以组单位对平行光束L31进行调制。因此，调制光束L32通过由各组(调制元件组141)进行了调制的部分调制光束L321在b轴上连续来构成。

此外，在图4的示例中，示意性地示出了来自空间光调制器14的调制光束L32的投影像。另外，在图4中，为方便起见，在空间光调制器14的前后，光路为一条直线，但在空间光调制器14为反射式调制器的情况下，在空间光调制器14的前后的光路为相反方向(也参照图1)。

投影光学系统15对来自空间光调制器14的调制光束L32的不需要的光进行遮光。例如，投影光学系统15包括透镜15A、光阑部15B和透镜15C。透镜15A例如是傅立叶变换透镜，使来自空间光调制器14的调制光束L32中的0级衍射光聚光于光阑部15B的开口15b。光阑部15B设置在透镜15A的焦点位置，仅使调制光束L32中包含的0级衍射光通过。换言之，调制光束L32中包含的高级衍射光(例如1级衍射光)聚光于光阑部15B的除开口15b以外的部分而被遮光。透镜15C例如是傅立叶逆变换透镜，将通过了光阑部15B的调制光束L32(0级衍射光)变换为平行光。此外，也可以在投影光学系统15中追加其他的光学元件。

分离光学系统18将来自投影光学系统15的调制光束L32分离成多个调制光束L33。在图4的示例中，分离光学系统18是包括透镜阵列18A、18B的无焦的缩小光学系统。透镜阵列18A包括沿b轴排列的多个(图1中为5个)透镜18a。沿b轴排列的透镜18a的个数与空间光调制器14的组(调制元件组141)的个数相同。多个透镜18a可以连续排列。换言之，多个透镜18a可以以不隔开间隔的方式沿b轴排列而一体化。

透镜阵列18B也包括沿b轴排列的多个(这里为5个)透镜18b。沿b轴排列的透镜18b的个数与空间光调制器14的组(调制元件组141)的个数相同。多个透镜18b也可以连续排列。透镜阵列18B设置在多个透镜18b在光轴(a轴)方向上分别与透镜阵列18A的多个透镜18a相对的位置。此外，也可以在分离光学系统18中追加其他的光学元件。

来自投影光学系统15的调制光束L32入射到透镜阵列18A的5个透镜18a。具体而言，调制光束L32入射到全部的5个透镜18a。即，理想情况下，入射到透镜阵列18A的调制光束L32的宽度与5个透镜18a的整体的宽度相等。如果来自空间光调制器14的调制光束L32的宽度与透镜18a的整体的宽度不一致，则投影光学系统15使调制光束L32的宽度放大或缩小，以使调制光束L32的宽度与5个透镜18a的整体的宽度一致即可。通过适当地选择透镜15A、15C，可以实现这样的放大和缩小。

调制光束L32由沿b轴连续排列的5个部分调制光束L321构成。通过使调制光束L32入射到透镜阵列18A，5个部分调制光束L321分别入射到5个透镜18a。各透镜18a使对应的部分调制光束L321聚光到各自的焦点位置。由此，调制光束L32分离为多个(这里为5个)调制光束L33。即，各调制光束L33相当于使各部分调制光束L321缩小后的光束。

分离后的多个调制光束L33分别入射至透镜阵列18B的透镜18b。各透镜18b将入射的调制光束L33变换为平行光。由于透镜阵列18B的光源侧的焦距比透镜阵列18A的像侧的焦距短，因此，从分离光学系统18射出的各调制光束L33的宽度(沿b轴的宽度)比部分调制光束L321的宽度窄。在图4的示例中，示意性地示出了通过了透镜阵列18B的多个调制光束L33的投影像。

透镜阵列18A设置在紧接在所述透镜阵列18A之前的光学系统(投影光学系统15)的像侧的焦点位置(合成焦点位置)即可。即，透镜阵列18A设置在形成投影光学系统15的投影像的位置即可。由此，在透镜阵列18A的配置位置的调制光束L32的强度分布中，能够降低相邻的部分调制光束L321的光的串扰。

参照图1，来自分离光学系统18的多个调制光束L33经由透镜191入射到检流计反射镜192，并被检流计反射镜192的反射面反射。透镜191也可以由多个透镜构成。被检流计反射镜192反射的多个调制光束L33经由透镜193照射到造型材料层120的表面上。透镜193包括例如fθ镜头。透镜193也可以由多个透镜构成。通过使多个调制光束L33照射到造型材料层120，在造型材料层120的表面上形成多个点S3(也参照图3)。此外，透镜191、检流计反射镜192和透镜193属于扫描部19。

通过使检流计反射镜192以规定的旋转轴旋转，使多个点S3沿扫描方向D1一体地移动。在图1的示例中，示意性地仅示出了一个检流计反射镜192，但实际上设置了两个检流计反射镜。各检流计反射镜192的旋转轴彼此交叉，更具体地说为正交。能够通过独立地控制每个检流计反射镜192来使多个点S3沿任意扫描方向移动。在此，作为一例，通过仅使检流计反射镜中的一方旋转，能够使多个点S3沿扫描方向D1移动，并通过仅使检流计反射镜中的另一方旋转，能够使多个点S3沿与扫描方向D1正交的正交方向(例如排列方向D2)移动。

<关于控制装置的处理>

接着，参照图5说明控制装置20的处理的一例。图5是表示控制装置20的处理的一例的流程图。

首先，数据获取部20D例如通过从外部装置或存储介质接收三维造型数据来将该三维造型数据存储在存储部30中(步骤ST1)。另外，曝光数据生成部20E基于该三维造型数据来生成曝光数据。

接着，激光控制部20A控制激光光源11(步骤ST2)。具体而言，激光控制部20A从激光光源11射出激光L30。激光L30在照明光学系统12中被变换为平行光束L31，并入射到空间光调制器14。

调制控制部20B控制空间光调制器14，并且扫描控制部20C控制扫描部19(步骤ST3)。具体而言，调制控制部20B基于曝光数据来控制空间光调制器14。通过该控制，空间光调制器14对平行光束L31进行调制，并且射出调制后的调制光束L32。调制光束L32具有反映三维造型数据所示的形状的强度分布。调制光束L32经由投影光学系统15入射到分离光学系统18。分离光学系统18将调制光束L32分离成多个调制光束L33。扫描部19将来自分离光学系统18的多个调制光束L33引导到造型材料层120。扫描控制部20C与由调制控制部20B进行的调制控制并行地控制扫描部19，并且使点S3在造型材料层120上移动。

在此，对扫描路径的一例进行说明。在图3的示例中，点S3的间隔与点S3的宽度大致相同。即，五个点S3在初期分别位于第1行、第3行、第5行、第7行以及第9行的扫描线的开头。通过五个点S3的扫描方向D1的移动，对第1行、第3行、第5行、第7行以及第9行的扫描线的扫描结束。

接着，扫描部19使五个点S3沿排列方向D2移动与点S3的宽度大致相同的距离。由此，五个点S3分别位于第2行、第4行、第6行、第8行以及第10行的扫描线上。接着，扫描部19沿扫描方向D1扫描五个点S3。由此，对第2行、第4行、第6行、第8行以及第10行的扫描线的扫描结束。通过以上的动作，对从第1行到第10行的扫描线的扫描结束。

接着，扫描部19使五个点S3沿排列方向D2移动，以使开头的点S3位于第11行的扫描线。由此，五个点S3位于第11行、第13行、第15行、第17行以及第19行的扫描线上。之后，同样地，能够通过使五个点S3移动来由点S3扫描造型材料层120上的整个区域。由此，使造型材料层120在与三维造型数据对应的位置熔融且烧结，并整形为三维造型数据所示的形状。

当三维造型装置100在对造型材料层120的扫描结束时，层叠下一个造型材料层120并再次进行扫描。三维造型装置100通过多次进行该工序来制造三维造型物。

如上所述，三维造型装置100能够制造三维造型物。而且，根据该三维造型装置100，多个点S3在造型材料层120上相互分离(参照图3)。

为了比较，考虑五个点S3彼此连续的情况。即，考虑线性地使调制光束照射到造型材料层120上的情况。在图3的示例中，用线LS3表示造型材料层120上的线状的调制光束。在此情况下，造型材料可以在整个线LS3上熔融。由此，例如在线LS3内的一侧的端部熔融后的造型材料可以流动到靠近另一侧的端部的位置。即，熔融后的造型材料在更大范围内流动。线LS3内的造型材料的温度分布越不均匀，则造型材料从越大的范围局部地流入一部分，由此，在该一部分的造型材料的隆起越大。

对此，根据三维造型装置100，多个点S3彼此分离。由于造型材料在各点S3熔融，因此能够缩小造型材料的可流动范围。因此，能够降低造型材料的隆起。因此，能够以更接近期望的形状的状态制造三维造型物。换言之，能够以高的形状精度制造三维造型物。

为了进一步比较，还考虑通过单个点S3制造三维造型物的情况。在此情况下，为了提高处理能力，考虑一边增加点S3的光的强度一边提高点S3的移动速度(也称为扫描速度)。然而，如果变更点S3的强度和移动速度，则造型材料的现象工序(例如熔融的程度、蒸发等)改变。由于适于制造三维造型物的强度范围和移动速度的范围是预先确定的，因此，在通过单一点S3的三维造型中，处理能力的提高是有限的。

对此，在本实施方式中，能够在造型材料层120上形成多个点S3。由此，能够通过一次移动来对多个行的区域进行扫描，因此能够提高处理能力。即，即使采用适合于造型材料的强度和扫描速度，也能够通过增加点S3的个数来提高处理能力。

另外，在本实施方式中，使用单个激光光源11，分离光学系统18将调制光束L32分离为多个调制光束L33。因此，与从多个激光光源11形成多个调制光束的情况相比，能够降低光束照射装置40的装置尺寸和制造成本。

<分离光学系统>

在图4的示例中，分离光学系统18包括透镜阵列18A和18B。图6是示意性地示出入射到分离光学系统18的调制光束L32以及从分离光学系统18射出的多个调制光束L33的强度分布的一例的图。在图6的示例中，还示出了分离光学系统18。在图6的示例中，入射到分离光学系统18的调制光束L32的强度分布具有矩形的形状。即，调制光束L32的强度与b轴上的位置无关，是大致恒定的。

另一方面，从分离光学系统18射出的各调制光束L33的强度分布具有其中央的强度比两侧的强度小的凹状的形状。即，各调制光束L33的强度在两侧区域比中央区域高。这是在透镜阵列18A的透镜18a彼此之间的边界附近以及透镜阵列18B的透镜18b彼此之间的边界附近产生的衍射现象引起的。

如以上所述，包含透镜阵列18A、18B的分离光学系统18即使例如调制光束L32的强度恒定，也能够射出在两侧强度高的调制光束L33。由此，即使是造型材料层120上的点S3，其在两侧区域的强度也比中央区域高。

为了比较，考虑各调制光束L33的强度分布具有在其中央位置为峰值的凸形状的情况。能够例示高斯光束作为具有这样的凸形状的强度分布的光束。各调制光束L33的强度在中央位置为峰值，随着远离该中央位置而降低。造型材料层120上的点S3的强度分布也是同样的。

为了给点S3内的整个区域提供足够的热量，需要增加点S3内的强度的面积积分值。例如，在提高点S3的扫描速度的情况下，为了在造型材料层120上的各位置提供足够的热量，需要增加点S3的强度的面积积分值。在高斯光束中，强度在中央区域具有峰值，因此当增加面积积分值时，点S3呈现出其中央的强度与周缘的强度相比非常高的极端的强度分布。在这样的点S3中，由于集中于其中央的微小区域而被赋予热量，所以该微小区域与周缘区域相比瞬间成为高温。由此，存在在中央熔融后的造型材料向周边飞散的溅射、或者产生蒸发后的造型材料凝聚的烟尘的问题。

对此，在上述的示例中，由于在分离光学系统18中设有透镜阵列18A、18B，因此在各调制光束L33的强度分布中，其两侧区域的强度比中央区域的强度高。由此，由于峰值有2处，因此，为了提高调制光束L33(点S3)内的强度的面积积分值，不需要像高斯光束那样提高峰值。因此，能够降低溅射和烟尘发生的可能性。

另外，由于在点S3内的两个峰值附近产生的热量也向点S3的中央侧移动，所以能够使点S3中的造型材料的温度分布更均匀，从而能够有效利用热量。

<点的分离>

接着，参照图6，对点S3的两端的位置进行说明。该点S3的两端由点S3内的光的强度成为其峰值p的规定比例的强度的位置规定。具体而言，点S3的两端由其强度为p/e2的位置规定。e是纳皮尔常数。即，如图6所例示，强度为p/e2的位置为点S3的在b轴上的两端。点S3分离是指相邻的点S3的端部彼此分离。

<调制元件组>

在上述的示例中，空间光调制器14的组(调制元件组141)由多个空间调制元件(微桥14B和微桥14C)构成。由此，各组(调制元件组141)能够精细地调整部分调制光束L321的强度分布。例如，空间光调制器14可以以各调制光束L32的强度分布具有多个(例如三个以上)的峰值的方式控制各部分调制光束L321。由此，为了提高点S3内的强度的面积积分值，不需要像高斯光束那样提高峰值，也能够使点S3内的造型材料的温度分布更均匀。

另外，如上所述，在图6的示例中，通过使在b轴上具有均匀强度的调制光束L32(多个部分调制光束L321)经由透镜阵列18A、18B，由此，在多个调制光束L33的每一个中，其强度在中央区域比两侧区域小。因此，空间光调制器14的各调制元件组141也可以以各部分调制光束L321的两侧区域的强度比中央区域低的方式，调整部分调制光束L321的强度分布。由此，通过使调制光束L32经由透镜阵列18A、18B，能够使各调制光束L33的强度分布接近顶帽形状(即大致矩形)。换言之，空间光调制器14可以以各调制光束L32的强度分布具有大致矩形形状的方式，控制各部分调制光束L321。由此，能够使点S3内的造型材料的温度分布更均匀。

如果采用GLV或PLV作为空间光调制器14，则各空间调制元件能够多级地调整强度，因此能够更精细地对调制光束L33的光的强度分布进行调整。另外，即使在空间调制元件以二值(ON/OFF)调整强度的情况下，也能够通过使构成调制元件组141的空间调制元件的个数变多，来精细地调整光的强度分布。此外，通过在时间上调制空间调制元件的ON/OFF，也能够多级地调整强度的时间平均值。这样的调制与脉宽调制相同。由此，也能够模拟地多级地调整强度。

此外，例如在点S3内的造型材料的温度分布没有问题的情况下，空间光调制器14的各组(调制元件组141)也可以由单个像素构成。

<分离光学系统的其他的示例>

图7是示意性地示出分离光学系统18的结构的其他的一例的图。在图7的示例中，分离光学系统18包括单个透镜阵列18C。透镜阵列18C包括沿b轴排列的多个(这里为5个)透镜18c。沿b轴排列的透镜18c的个数与空间光调制器14的组(调制元件组141)的个数相同。多个透镜18c可以连续排列。换言之，多个透镜18c可以以不隔开间隔的方式沿b轴排列并一体化。透镜阵列18C的像侧的焦距例如比透镜阵列18A的焦距长。

调制光束L32中的每个部分调制光束L321入射到对应的透镜18c。由此，调制光束L32被分离为多个调制光束L33。调制光束L33在与其行进方向垂直的截面上具有例如矩形形状。

根据该结构，调制光束L33的强度分布(远场图像)如Sinc函数那样，在其中央为第一峰值，并且在远离其中央的两侧为比第一峰值小的第二峰值。因此，与不具有第二峰值的高斯光束相比，能够使点S3内的造型材料的温度分布更均匀，能够有效利用热量。另外，与不具有第二峰值的高斯光束相比，点S3内的强度的面积积分值高。由此，为了提高该面积积分值，不需要像高斯光束那样增加峰值。因此，也能够降低溅射或烟尘发生的可能性。

图7的分离光学系统18由单个透镜阵列18C构成，因此能够更简单地构成分离光学系统18。因此，能够降低光束照射装置40的装置尺寸及制造成本。另一方面，根据图6的分离光学系统18，能够使调制光束L33的两侧区域的强度更高，能够使强度分布更均匀化。由此，能够使点S3内的造型材料的温度分布更均匀化。

<空间光调制器>

也可以使用相位型的空间光调制器作为空间光调制器14。例如，能够采用相位型的PLV和相位型的GLV。该空间光调制器14能够通过相位差引起的光的干涉来对平行光束L31进行调制。由此，由于不需要利用光阑部15B对不需要的光进行遮光，因此能够降低光的损失。

另外，在上述的示例中，空间光调制器14是一维的空间光调制器，但也可以是二维的空间光调制器。即，空间调制元件也可以在bc平面上以二维排列。由此，能够以二维(bc平面)对调制光束L33的强度分布进行调整。

<扫描方式>

在图3的示例中，点S3的间隔与点S3的宽度大致相同，但点S3的间隔也可以适当变更。例如，可以通过调整分离光学系统18中的缩小倍率来调整点S3的间隔。例如，也可以将点S3的间隔设定为与点S3的宽度的整数倍大致相同。

另外，由于在点S3产生的热量也向其周围移动，因此在该周围也可以使造型材料熔融或烧结。因此，通过将点S3的间隔设定得非常窄，也可以在点S3之间使造型材料层120熔融或烧结。在此情况下，五个点S3分别相当于第1行至第5行的扫描线。通过使这五个点S3沿扫描方向D1移动，能够对从第1行到第5行的扫描线进行扫描。接着，在使五个点S3沿排列方向D2移动5个行的量之后，再次使五个点S3沿扫描方向D1移动，由此能够对从第6行到第10行的扫描线进行扫描。之后，同样地，能够通过使五个点S3移动来用点S3扫描造型材料层120上的整个区域。由此，使造型材料层120熔融且烧结，从而以期望的形状进行一体化。

更一般地说，扫描部19也可以通过N(N为2以上的自然数)个点S3的沿扫描方向D1的移动来反复进行对连续的N个行的扫描线扫描的工序和使N个点S3在与扫描方向D1交叉的方向上移动N个行的工序。

即使在此情况下，由于点S3彼此分离，因此点S3之间的造型材料的温度比点S3内的造型材料的温度低。由此，能够降低在点S3之间的造型材料的流动性。由此，能够抑制在扫描线间的造型材料的混入。由此，能够降低造型材料层120的局部的隆起，从而能够以高的形状精度将造型材料层120造型成期望的形状。

<第二实施方式>

除了光束照射装置40的内部结构以外，第二实施方式的三维造型装置100具有与第一实施方式的三维造型装置100相同的结构。以下，将第二实施方式的光束照射装置40称为光束照射装置40A。

图8～图10是示意性地示出光束照射装置40A的结构的一例的图。光束照射装置40A能够变更调制光束L33的光束数M。换言之，光束照射装置40A能够以可变的光束数M向造型材料层120照射调制光束L33。在图8的示例中，光束照射装置40A射出5个调制光束L33，在图9的示例中，光束照射装置40A射出三个调制光束L33，在图10的示例中，光束照射装置40A射出1个调制光束L33。

以下，将光束照射装置40A可射出的调制光束L33的光束数M的最大值设为N。在此，作为一例，N是5。光束数M在N以下且是可变的。

除了投影光学系统15的内部结构以外，光束照射装置40A具有与光束照射装置40同样的结构。以下，将第二实施方式的投影光学系统15称为投影光学系统150。

投影光学系统150是用于对调制光束L32的宽度(b轴上的宽度)进行调整的放大或缩小光学系统(也可称为变焦光学系统)。投影光学系统150放大或缩小调制光束L32的宽度，并且使放大或缩小后的调制光束L32(以下称为调制光束L32A)入射到全部的M个透镜18c。换言之，投影光学系统150以使调制光束L32A入射到全部的M个透镜18c的方式对调制光束L32的宽度进行调整。透镜阵列18C将调制光束L32A分离成M个调制光束L33。即，能够通过调整投影光学系统150的倍率来对调制光束L32A向透镜18c的入射个数进行调整，使光束数M可变。

以下，将调制光束L32A入射到透镜阵列18C的全部的N个透镜18c时的投影光学系统150的b轴的倍率设为Db0。

投影光学系统150使来自空间光调制器14的调制光束L32的宽度变为(M·Db0/N)倍，并将调制光束L32A引导到分离光学系统18。投影光学系统150是无焦的光学系统。投影光学系统150的倍率(M·Db 0/N)由控制装置20控制。

参考图8，当光束数M为5时，投影光学系统150使调制光束L32在b轴上变为Db0倍，并将调制光束L32A引导到分离光学系统18。来自投影光学系统150的调制光束L32A入射到透镜阵列18C的全部的5个透镜18c。由此，透镜阵列18C将调制光束L32A分离为5个调制光束L33。因此，在造型材料层120上形成五个点S3。

另一方面，在光束数M为3的情况下，投影光学系统150使调制光束L32在b轴上变为(3·Db0/5)倍，并将调制光束L32A引导到分离光学系统18(参照图9)。由于投影光学系统150以光轴(a轴)为中心对调制光束L32的宽度进行调整，因此调制光束L32A入射到透镜阵列18C中在中央侧排列的全部的三个透镜18c。因此，透镜阵列18C将调制光束L32A分离为三个调制光束L33。因此，在造型材料层120上形成三个点S3。

这样，在光束数M为3的情况下，调制光束L32A被分离为三个调制光束L33。由于每个调制光束L33对应于一组，因此调制光束L32A在b轴上的强度分布需要具有与三个组相对应的强度分布。因此，需要变更空间光调制器14中的一组的结构(分配)。

例如，在光束数M为5的情况下，空间光调制器14以5个组对平行光束L31进行调制并射出调制后的调制光束L32。以下，将空间光调制器14的空间调制元件(例如，微桥14B和微桥14C)的个数设为30个。在此情况下，空间光调制器14将6个空间调制元件作为一组(调制元件组141)来对平行光束L31进行调制。

另一方面，如果光束数M为3，则空间光调制器14以三个组对平行光束L31进行调制。即，在光束数M为3的情况下，空间光调制器14将10个空间调制元件作为一组，对平行光束L31进行调制。总之，在光束数M为5的情况下，将6个空间调制元件分配给一组，而在光束数M为3的情况下，将10个空间调制元件分配给一组。

这样的组的分配由曝光数据生成部20E实现。具体地说，曝光数据生成部20E在光束数M为5时，以6个空间调制元件构成一组的方式生成曝光数据，在光束数M为3时，以由10个空间调制元件构成一组的方式生成曝光数据。调制控制部20B基于该曝光数据来控制空间光调制器14。

由此，空间光调制器14如上所述能够以与光束数M对应的组数对平行光束L31进行调制。具体而言，当光束数M为5时，空间光调制器14以5个组对平行光束L31进行调制。此时，调制光束L32通过与5个组对应的5个部分调制光束L321在b轴上连续而构成(参照图8)。5个部分调制光束L321经由投影光学系统15，分别入射到透镜阵列18C的5个透镜18c。各透镜18c使入射的部分调制光束L321缩小，并将其作为调制光束L33引导到扫描部19。由此，能够向造型材料层120照射与空间光调制器14的5个组分别对应的5个调制光束L33。

另一方面，当光束数M为3时，空间光调制器14以三个组对平行光束L31进行调制。此时，调制光束L32通过与三个组对应的三个部分调制光束L321在b轴上连续而构成(参照图9)。三个部分调制光束L321经由投影光学系统15，分别入射到透镜阵列18C的中央侧的三个透镜18c。各透镜18c使入射的部分调制光束L321缩小，并将其作为调制光束L33引导到扫描部19。由此，能够向造型材料层120照射与空间光调制器14的三个组分别对应的三个调制光束L33。

在光束数M为1的情况下，投影光学系统150使调制光束L32在b轴上变为(Db0/5)倍，并将调制光束L32A引导到分离光学系统18(参照图10)。由于投影光学系统150以光轴(a轴)为中心对调制光束L32的宽度进行调整，因此调制光束L32A入射到透镜阵列18C中的中央侧的整个一个透镜18c。透镜阵列18C使该一个调制光束L32A缩小，并将缩小后的调制光束L32A作为一个调制光束L33射出。因此，在造型材料层120上形成一个点S3。

此外，在光束数M为1的情况下，空间光调制器14以一个组对平行光束L31进行调制。在上述的示例中，由于空间光调制器14包括30个空间调制元件，因此将该30个空间调制元件作为一组对平行光束L31进行调制。换言之，将30个空间调制元件分配给一组。

如上所述，这样的组的分配由曝光数据生成部20E实现。具体而言，曝光数据生成部20E以由30个空间调制元件构成一组的方式生成曝光数据。调制控制部20B基于该曝光数据来控制空间光调制器14。由此，空间光调制器14以一组对平行光束L31进行调制。调制光束L32由一个部分调制光束L321构成。

图11是示意性地示出在投影光学系统150中仅b轴的变焦光学系统的结构的一例的立体图。投影光学系统150包括第一透镜组151、光阑部152和第二透镜组153。来自空间光调制器14的调制光束L32入射到第一透镜组151。第一透镜组151使调制光束L32在b轴上聚光，并聚光于光阑部152的狭缝状的开口1521。

第一透镜组151包括例如透镜1511、1512。透镜1511是凸透镜，透镜1512是凹透镜。在图11的示例中，透镜1511、1512是柱面透镜。在图11的示例中，透镜1511相对于透镜1512位于空间光调制器14侧。

开口1521具有以b轴为短轴、以c轴为长轴的长条状的形状，来自第一透镜组151的调制光束L32通过该开口1521。光阑部152对调制光束L32中包含的不需要的光(例如空间光调制器14的高级衍射光)进行遮光。另外，光阑部152也可以作为光圈发挥功能。

第二透镜组153将通过了开口1521的调制光束L32变换为在b轴上平行的调制光束L32A。第二透镜组153包括例如透镜1531、1532。透镜1531是凹透镜，透镜1532是凸透镜。在图11的示例中，透镜1531、1532是柱面透镜。在图11的示例中，透镜1531相对于透镜1532位于空间光调制器14侧。

第一透镜组151的透镜1511、1512、光阑部152以及第二透镜组153的透镜1531、1532构成为能够彼此独立地沿光轴(a轴)方向移动。换言之，设有使这些光学元件独立地移动的移动机构159(也参照图8至图10)。移动机构159例如由滚珠丝杠机构等构成，由控制装置20控制。

投影光学系统150的b轴侧构成所谓的两侧远心光学系统，该倍率使用第一透镜组151的合成焦距fb1和第二透镜组153的合成焦距fb2，由fb2/fb1表示。移动机构159以投影光学系统150的b轴的倍率(fb2/fb1)与M/N一致的方式，使投影光学系统150内的上述光学元件适当地移动。由此，投影光学系统150能够使调制光束L32在b轴上变为(M/N)倍，并将调制光束L32A引导到分离光学系统18。此外，以空间光调制器14、光阑部152分别与第一透镜组151的前侧焦点位置、后侧焦点位置一致，而且，光阑部152和透镜阵列18C分别与第二透镜组153的前侧焦点位置、后侧焦点位置一致的方式，调整投影光学系统150的各光学元件的位置。

如上所述，在第二实施方式中，可以变更调制光束L33的光束数M。调制光束L33的光束数M越多，造型材料层120上的点S3的个数也越多，因此通过沿扫描方向D1的多个点S3的一体移动，能够对更大的区域进行扫描。由此，光束数M越多，越能够提高处理能力。

另外，如果忽略投影光学系统150中的光的损失，则调制光束L32A的功率(单位为瓦特)与调制光束L32的功率相等。光束的功率相当于该光束的强度的面积积分值。另外，如果忽略分离光学系统18中的光的损失，则各调制光束L33的功率与将调制光束L32A的功率除以光束数M而得到的值相等。即，调制光束L33的功率随着光束数M的减少而变高。由此，光束数M越少，在点S3中赋予造型材料层120的每单位面积的热量越大。因此，即使是熔点高的造型材料，也能够通过减少光束数M来使该造型材料熔融且烧结。

如上所述，根据三维造型装置100，能够通过变更照射在造型材料层120上的调制光束L33(点S3)的光束数M来变更各调制光束L33的功率。例如，控制装置20对于熔点高的造型材料设定较少的调制光束L33的光束数M。由此，能够适当地使高熔点的造型材料熔融且烧结。另一方面，对于熔点低的造型材料，将调制光束L33的光束数M设定得较多。由此，能够通过一次扫描对更大的区域进行扫描，从而能够提高处理能力。

图12是示意性地示出控制装置20的内部结构的一例的功能框图。与图1的控制装置20相比，控制装置20还包括投影光学系统控制部20F和光束数确定部20G。光束数确定部20G确定照射在造型材料层120上的调制光束L33的光束数M(即，点S3的个数)。光束数确定部20G例如根据造型材料的种类来确定光束数M。表示造型材料的种类的信息也可以通过使用者对未图示的输入设备的操作来输入到控制装置20。或者，控制装置20可以从未图示的外部装置接收该信息，也可以从未图示的外部存储装置读取该信息。造型材料的种类与光束数M之间的对应关系例如也可以被预先确定并存储在存储部30中。

曝光数据生成部20E根据三维造型数据和由光束数确定部20G确定的光束数M来生成曝光数据。具体而言，曝光数据生成部20E根据由光束数确定部20G确定的光束数M来将空间调制元件分配给一组(调制元件组141)。然后，曝光数据生成部20E以使空间光调制器14能够以M个组对平行光束L31进行调制的方式，基于三维造型数据来生成曝光数据。

调制控制部20B基于由曝光数据生成部20E生成的曝光数据来控制空间光调制器14。由此，空间光调制器14以M个组对平行光束L31进行调制。

投影光学系统控制部20F根据由光束数确定部20G确定的光束数M来控制投影光学系统150的倍率。具体而言，投影光学系统控制部20F以投影光学系统150的倍率为M/N的方式控制移动机构159。

扫描控制部20C根据由光束数确定部20G确定的光束数M来确定点S3的移动路径。即，如果点S3的光束数M不同，则用于扫描造型材料层120上的整个区域的点S3的移动路径不同，因此扫描控制部20C根据光束数M来确定其移动路径。具体而言，例如在以一个点S3进行扫描的情况下，扫描部19每当1行的扫描结束时，使点S3沿排列方向D2移动1行，并进行下一行的扫描。另一方面，例如如图3所示，在使隔开1个行的间隔的M个(5个)点S3扫描的情况下，当对M个(5个)行的扫描结束时，使点S3沿排列方向D2移动1行，并进行对下一个M个(5个)行的扫描，当对该M个(5个)行的扫描结束时，使点S3沿排列方向D2移动M(5)行，并进行对下一个M个(5个)行的扫描。以后同样进行扫描。

<关于控制装置的处理>

接着，参照图13说明控制装置20的处理的一例。图13是示出控制装置20的处理的一例的流程图。首先，数据获取部20D例如通过从外部装置或存储介质接收三维造型数据，将该三维造型数据存储在存储部30中(步骤ST11)。

接着，光束数确定部20G确定光束数M(步骤ST12)。例如，表示造型材料的种类的信息被输入到控制装置20，光束数确定部20G根据该种类来确定光束数M。例如造型材料的熔点越大，光束数确定部20G将光束数M确定为越小的值。

接着，曝光数据生成部20E基于光束数M和三维造型数据来生成曝光数据(步骤ST13)。曝光数据生成部20E以空间光调制器14能够作为具有M个组的空间光调制器进行动作的方式，基于光束数M和三维造型数据来生成曝光数据。

接着，投影光学系统控制部20F根据由光束数确定部20G确定的光束数M来控制投影光学系统150的倍率(步骤ST14)。具体而言，投影光学系统控制部20F以使投影光学系统150的倍率为M/N的方式控制移动机构159的动作，并调整投影光学系统150的各光学元件的位置。

接着，激光控制部20A控制激光光源11(步骤ST15)。具体而言，激光控制部20A从激光光源11射出激光L30。激光L30在照明光学系统12中被变换为平行光束L31，并向空间光调制器14入射。

接着，调制控制部20B控制空间光调制器14，并且扫描控制部20C控制扫描部19(步骤ST16)。具体而言，调制控制部20B基于由曝光数据生成部20E生成的曝光数据来控制空间光调制器14。由此，空间光调制器14以M个组对平行光束L31进行调制。调制后的调制光束L32通过投影光学系统150在b轴上变为M/N倍而作为调制光束L32A入射到分离光学系统18。分离光学系统18将调制光束L32A分离成M个调制光束L33。各调制光束L33具有反映造型数据所示的形状的强度分布。

M个调制光束L33经由扫描部19照射到造型材料层120上。扫描控制部20C与调制控制部20B对空间光调制器14的控制并行地控制扫描部19，并且在与光束数M对应的移动路径上使M个点S3在造型材料层120上移动(步骤ST16)。由此，点S3以反映三维造型数据所示的形状的强度在造型材料层120上移动。由此，使造型材料层120在与造型数据对应的位置熔融且烧结，并整形为造型数据所示的形状。

通过第二实施方式的三维造型装置100，多个点S3也在造型材料层120上相互分离(参照图3)。因此，与第一实施方式同样，能够以高的形状精度制造三维造型物。

而且，在第二实施方式中，能够通过变更光束数M来变更各点S3的功率。例如，对于熔点高的造型材料，通过采用较少的光束数M，能够增加点S3的功率。由此，能够在点S3向造型材料提供更高的热量，并且即使熔点高也能够使造型材料熔融且烧结。

另一方面，对于熔点低的造型材料，通过采用更多的光束数M，能够由扫描方向D1的一次移动在更大的区域进行扫描。由此，能够提高处理能力。

此外，如图13所例示，投影光学系统150的倍率控制(步骤ST14)在调制光束L33还未照射到造型材料层120上的状态下进行即可。由此，能够在投影光学系统150的倍率控制中，即在投影光学系统150的各光学元件的移动中，避免不需要的调制光束照射到造型材料层120上。

<投影光学系统150的其它的结构>

如上所述，调制光束L33的光束数M越少，调制光束L33的功率越高。换言之，调制光束L33内的b轴上的各位置的光的强度提高。图14是示出调制光束L33的强度分布的一例的曲线图。在图14的示例中，用实线表示光束数M为5时的调制光束L33的强度分布，用虚线表示光束数M为3时的调制光束L33的强度分布，用点划线表示光束数M为1时的调制光束L33的强度分布。如图14所示，光束数M越少，调制光束L33的强度越高。这是因为光束数M越多，投影光学系统150的b轴的倍率(M·Db0/N)越小。即，投影光学系统150在b轴上越使调制光束L32缩小，调制光束L32A的强度越高，其结果，从调制光束L32A分离后的调制光束L33的强度也越高。

如图14所示，随光束数M的变更，点S3的强度的变化量变大，因此难以通过光束数M的变更来精细地调整点S3的强度的峰值。而且，如果强度的峰值过高，则造型材料层120中的点S3的中央区域瞬间被急剧地加热，因此有可能导致造型材料的溅射或烟尘。因此，投影光学系统150也可以对调制光束L32A的c轴的宽度进行调整。

例如，投影光学系统150通过扩大调制光束L32A的c轴的宽度，能够缓和随着光束数M的减少的调制光束L32A的强度的大幅增加。进而，能够避免调制光束L33的强度的峰值的过度增加。

相反，在强度稍微不足的情况下，与减少光束数M相比，有时更使优选为投影光学系统150缩小调制光束L32A的c轴的宽度。这是因为当光束数M减少时，处理能力大幅降低。在此情况下，投影光学系统15能够通过缩小调制光束L32A的c轴的宽度，来增加调制光束L33的强度，从而消除强度不足。

图15是示意性地示出投影光学系统150的结构的一例的立体图。投影光学系统150在b轴上对调制光束L32的宽度进行调整的同时，也在c轴上对调制光束L32的宽度进行调整。与图11的投影光学系统150相比，投影光学系统150还包括作为c轴的放大或缩小光学系统(变焦光学系统)的第三透镜组154、光阑部155和第四透镜组156。

图16是示意性地示出投影光学系统150中仅c轴的变焦光学系统的结构的一例的立体图。来自空间光调制器14的调制光束L32入射到第三透镜组154。第三透镜组154将调制光束L32在c轴上聚光，并被聚光于光阑部155的狭缝状的开口1551。

第三透镜组154例如包括透镜1541、1542。透镜1541是凸透镜，透镜1542是凹透镜。在图15和图16的示例中，透镜1541、1542是柱面透镜。在图15和图16的示例中，透镜1541相对于透镜1542位于空间光调制器14侧。另外，在图15的示例中，透镜1541位于第一透镜组151和光阑部152之间，透镜1542位于光阑部152和第二透镜组153之间。

在光阑部155形成有开口1551。开口1551具有以c轴为短轴、以b轴为长轴的长条状形状，来自第三透镜组154的调制光束L32通过开口1551。光阑部155对调制光束L32中包含的高级衍射光等不需要的光进行遮光。光阑部155可以用作光圈。在图15的示例中，光阑部155位于第二透镜组153和第四透镜组156之间。在空间光调制器14采用Linear PLV的情况下，衍射光不仅出现在长轴上，也出现在短轴上，因此需要用光阑部155对高级衍射光进行遮光。此外，下面将描述Linear PLV。

第四透镜组156将通过了开口1551的调制光束L32整形为在c轴上平行的调制光束L32。第四透镜组156例如包括透镜1561、1562。透镜1561是凹透镜，透镜1562是凸透镜。在图15和图16的示例中，透镜1561、1562是柱面透镜。在图15和图16的示例中，透镜1561相对于透镜1562位于空间光调制器14侧。在图15的示例中，第四透镜组156位于光阑部155和分离光学系统18之间。

第三透镜组154的透镜1541、1542、光阑部155以及第四透镜组156的透镜1561、1562构成为能够相互独立地沿光轴(a轴)方向移动。移动机构159也使这些光学元件独立地移动。

投影光学系统150的c轴侧也与b轴相同，构成两侧远心光学系统，该倍率使用第三透镜组154的合成焦距fc1和第四透镜组156的合成焦距fc2，由fc2/fc1表示。此外，以空间光调制器14、光阑部155分别与第三透镜组154的前侧焦点位置、后侧焦点位置一致，而且，光阑部155和透镜阵列18C分别与第四透镜组156的前侧焦点位置、后侧焦点位置一致的方式，调整投影光学系统150的各光学元件的位置。

如以上所述，投影光学系统150还可以在c轴上放大或缩小调制光束L32。由此，能够相对于伴随光束数M的变更的调制光束L33的强度的大幅变化，更精细地对调制光束L33的强度进行调整。换言之，移动机构159具有能够以比随着光束数M的变化的调制光束L33的强度的变化量小的调整量来对调制光束L33的强度进行调整的程度的位置分辨率。由此，能够抑制造型材料的溅射或烟尘。或者，也能够弥补调制光束L33的强度不足。

<激光光源>

在上述的示例中，调制光束L33的强度的精细调整通过基于投影光学系统150的c轴的放大或缩小来进行。但是，不一定限于此。也可以代替c轴的放大、缩小或者与c轴的放大、缩小一起，例如采用能够以可变的强度射出激光L30的光源作为激光光源11。激光控制部20A控制从激光光源11射出的激光L30的强度。例如，如果是半导体激光器，则能够通过调整流过半导体激光器的电流值来调整强度。由此，也能够相对于伴随光束数M的变更的调制光束L33的强度的大幅变化，更精细地对调制光束L33的强度进行调整。换言之，激光光源11能够以比伴随光束数M的变化的调制光束L33的强度的变化量小的分辨率来调整激光L30的强度。

<光阑部>

如图8至图10所例示，在分离光学系统18中可以设有光阑部18D。光阑部18D设置在透镜阵列18C的像侧的焦点位置。在光阑部18D形成有沿b轴排列的多个(在此为5个)开口18d。各开口18d设置在各透镜18c的像侧的焦点位置。来自透镜阵列18C的多个调制光束L33分别通过光阑部18D的多个开口18d。由此，能够对调制光束L33中包含的不需要的光进行遮光。该不需要的光例如包括通过透镜阵列18C的多个透镜18c彼此之间的边界的光。在边界处，被认为与中央相比实际的透镜形状容易偏离设计形状。在此情况下，通过该边界的光会在不期望的方向上行进。光阑部18D能够对这样的不需要的光进行遮光。由此，能够降低照射在造型材料层120上的不需要的光。

<空间光调制器的控制>

控制装置20的曝光数据生成部20E也可以以各部分调制光束L321的两端的强度比其中央侧的强度小的方式生成空间光调制器14的曝光数据。通过调制控制部20B基于该曝光数据来控制空间光调制器14，由此，在调制光束L32中使部分调制光束L321的两端的强度比其中央侧的强度小。

图17是示意性地示出了调制光束L32的强度分布的一例的图。在图17的示例中，调制光束L32由5个部分调制光束L321构成。在图17的示例中，各部分调制光束L321的强度分布具有顶帽形状，其两端的强度比中央侧的强度小。其中，根据三维造型数据，在b轴之上的任意位置都可以存在强度几乎为零的部分调制光束L321。即，会存在变为OFF的组。在该情况下，该部分调制光束L321的两端的强度与其中央侧的强度相等，几乎为零。

当各部分调制光束L321的两端的强度变小时，入射到透镜阵列18C的透镜18c彼此之间的边界的光的强度比入射到各透镜18c的中央的光的强度小。理想情况下，入射到该边界的光的强度为零。由此，能够降低或消除通过透镜18c彼此之间的边界而产生的不需要的光。

如上所述，通过使光在部分调制光束L321的端部的强度充分地变小，即使未设有光阑部18D，也能够降低照射到造型材料层120上的不需要的光。

在未设有光阑部18D的情况下，能够降低装置尺寸和制造成本。在设有光阑部18D的情况下，能够以更高的精度对不需要的光进行遮光。当然，也可以在设置光阑部18D的同时使空间光调制器14以部分调制光束L321的两端的强度比其中央侧的强度小的方式对平行光束L31进行调制。

<分离光学系统>

在上述的示例中，分离光学系统18包括透镜阵列18C，但也可以包括透镜阵列18A、18B来代替透镜阵列18C。在此情况下，光阑部18D在透镜阵列18A、18B之间设置在透镜阵列18A、18B的焦点位置。

<透镜阵列的移动机构>

如上所述，来自投影光学系统150的调制光束L32A入射到全部的M个透镜18c(参照图8至图10)。由此，透镜阵列18C能够适当地将调制光束L32A分离为M个调制光束L33。而且，为了使调制光束L32A如此入射到M个透镜18c，需要采用奇数作为光束数M。即，需要投影光学系统控制部20F将光束数M限制为奇数(例如1、3、5)，并以与光束数M对应的倍率(M·Db0/N)控制投影光学系统150。以下，对其理由进行说明。

在此，考虑为了使光束数M为2，投影光学系统150将调制光束L32在b轴上变为(2·Db0/5)倍的情况。图18示意性地示出了当采用2作为光束数M时的光路的一例。在此情况下，由于空间光调制器14以两个组(调制元件组141)对平行光束L31进行调制，因此调制光束L32由两个部分调制光束L321构成。投影光学系统150以光轴(a轴)为中心将调制光束L32变为(2·Db0/5)倍。在此情况下，如图18所示，调制光束L32A入射到中央透镜18c和其两侧透镜18c的一半。在此情况下，透镜阵列18C不能将调制光束L32A分离成两个。

如上所述，如果采用偶数作为光束数M，则分离光学系统18不能适当地分离调制光束L32A，因此在上述的示例中，将光束数M限制为奇数。

但是，在透镜阵列18C的透镜18c的个数N为偶数(例如4)的情况下，需要将光束数M限制为偶数。下面说明其理由。即，在个数N为偶数的情况下，若以光轴(a轴)通过透镜阵列18C的中心的方式配置透镜阵列18C，则光轴不是通过透镜18c的中心，而是通过中央侧的两个透镜18c彼此之间的边界。而且，由于投影光学系统150以光轴为中心对调制光束L32A的宽度进行调整，因此调制光束L32A只能入射到偶数个透镜18c。因此，需要将光束数M限制为偶数。

如上所述，在透镜18c的个数N为奇数的情况下，将光束数M限制为奇数，在透镜18c的个数N为偶数的情况下，将光束数M限制为偶数即可。换言之，在光轴(a轴)通过透镜18c的中心时，将光束数M限制为奇数，在光轴通过透镜18c彼此之间的边界时，将光束数M限制为偶数即可。

然而，也优选地可以任意选择偶数和奇数作为调制光束L33的光束数M。以下，对能够采用偶数和奇数中的任一方作为调制光束L33的光束数M的三维造型装置100进行说明。

图19是示意性地示出该三维造型装置100的结构的一例的图。除了移动机构181的有无以外，该三维造型装置100具有与上述三维造型装置100相同的结构。图19还示意性地示出三维造型装置100中的光路的一例。移动机构181是使分离光学系统18相对于投影光学系统150在b轴上相对移动的机构。在图19的示例中，分离光学系统18包括透镜阵列18C和光阑部18D，移动机构181使透镜阵列18C和光阑部18D一体地移动。移动机构181包括例如滚珠丝杠机构或气缸机构等移动机构。移动机构181由控制装置20控制。

透镜阵列18C和光阑部18D可以通过未示出的连结构件彼此连接。移动机构181通过使该连结构件移动，能够使透镜阵列18C和光阑部18D一体地移动。

在图19的示例中，透镜阵列18C的透镜18c的个数N为5(奇数)。移动机构181以来自投影光学系统150的调制光束L32A入射到全部的M个透镜18c的方式调整投影光学系统150和分离光学系统18的相对位置关系。例如，在光束数M为与个数N相同的奇数的情况下，移动机构181使透镜阵列18C和光阑部18D停止在下面说明的第一位置。第一位置例如是投影光学系统150的光轴(a轴)通过b轴上的透镜阵列18C的中心时的位置(参照图8至图10)。即，第一位置是投影光学系统150的光轴通过透镜阵列18C的中央的透镜18c的中心时的位置。由此，能够使来自投影光学系统150的调制光束L32A入射到奇数个透镜18c。由此，分离光学系统18能够将调制光束L32A分离为奇数个调制光束L33。

另一方面，在光束数M是与个数N不同的偶数的情况下，移动机构181使透镜阵列18C和光阑部18D停止在下面说明的第二位置。第二位置例如是使第一位置沿b轴偏移b轴上的透镜18c的宽度的一半的位置。在第二位置，投影光学系统150的光轴(a轴)通过相邻的两个透镜18c的边界(参照图19)。由此，能够使来自投影光学系统150的调制光束L32A入射到偶数个透镜18c。由此，分离光学系统18能够将调制光束L32A分离为偶数个调制光束L33。

图20是表示控制装置20的结构的一例的功能框图。与图12的控制装置20相比，控制装置20还包括分离光学系统控制部20H。在由光束数确定部20G确定的光束数M为奇数时，分离光学系统控制部20H控制移动机构181，使分离光学系统18停止在第一位置。另外，当由光束数确定部20G确定的光束数M为偶数时，分离光学系统控制部20H控制移动机构181，使分离光学系统18停止在第二位置。

此外，如上所述，通过设置移动机构181，可以采用偶数和奇数中的任一方作为光束数M。反过来说，通过将光束数M限制为与个数N相同的偶数或奇数，可以省略移动机构181。在此情况下，能够以简单的结构构成光束照射装置40A。

<关于控制装置的处理>

接着，参照图21说明控制装置20的处理的一例。图21是表示控制装置20的处理的一例的流程图。首先，数据获取部20D例如通过从外部装置或存储介质接收三维造型数据来将该三维造型数据存储在存储部30中(步骤ST21)。

接着，光束数确定部20G确定光束数M(步骤ST22)。例如，表示造型材料的种类的信息被输入到控制装置20，光束数确定部20G根据该种类来确定光束数M。光束数确定部20G例如确定为造型材料的熔点越大，光束数M越少。

接着，曝光数据生成部20E基于光束数M和三维造型数据来生成曝光数据(步骤ST23)。曝光数据生成部20E以空间光调制器14能够作为具有M个组的空间光调制器进行动作的方式，基于光束数M和三维造型数据来生成曝光数据。

接着，投影光学系统控制部20F根据由光束数确定部20G确定的光束数M来控制投影光学系统150的倍率(步骤ST24)。具体而言，投影光学系统控制部20F以投影光学系统150的b轴的倍率为M·Db0/N的方式控制移动机构159的动作。此外，投影光学系统控制部20F也可以以上述方式对c轴的倍率进行调整。

接着，分离光学系统控制部20H根据由光束数确定部20G确定的光束数M来控制分离光学系统18的位置(步骤ST25)。具体而言，移动机构181在光束数M为奇数时使分离光学系统18移动到第一位置，在光束数M为偶数时使分离光学系统18移动到第二位置。

接着，激光控制部20A控制激光光源11(步骤ST26)。具体而言，激光控制部20A从激光光源11射出激光L30。激光L30在照明光学系统12中被整形为平行光束L31，并入射到空间光调制器14。

接着，调制控制部20B基于曝光数据来控制空间光调制器14对平行光束L31进行调制，并且扫描控制部20C控制扫描部19，以与光束数M对应的移动路径使M个点S3在造型材料层120上移动(步骤ST27)。此外，各调制光束L33具有反映造型数据所示的形状的强度的分布。

根据该三维造型装置100，可以采用偶数和奇数中的任一方作为调制光束L33的光束数M。因此，能够更精细地对调制光束L33的光束数M进行调整。

<第三实施方式>

在第二实施方式中，根据造型材料的种类来确定调制光束L33的光束数M，并且对于造型材料层120的整个区域以确定后的光束数M进行扫描。但是，不一定限于此，也可以根据相对于造型材料层120的造型区域来变更光束数M。造型区域是使造型材料熔融或烧结的区域。

图22示意性地示出了点S3的扫描模式的一例。在图22的示例中，矩形R12表示造型区域的一例。矩形R12内的造型材料通过点S3被扫描而被熔融且烧结。在图22的示例中，在最后的扫描方向D1的移动中，纸面下侧的一个点S3位于矩形R12外(图22的右侧且下侧的点S3)。该一个点所处的扫描线是不需要扫描的不需要线。即，在最后的扫描中，全部的五个点S3不是必须的，四个点S3就足够了。在此情况下，也可以在就要进行最后的扫描之前使光束数M减少。

在此，作为一例，将光束数M从5变更为3，并对剩余的4行的扫描线中的3行的扫描线进行扫描，进而将光束数M从3变更为1，并对剩余的1行的扫描线进行扫描。

当光束数M从5减小到3时，位于5个调制光束L33中的两端的调制光束L33消失(也参见图8和图9)。即，造型材料层120的五个点S3中两端的点S3消失而形成三个点S3。由此，还需要修正沿排列方向D2的点S3的移动量。即，由于光束数M的减少，五个点S3中的第一个(纸面最上)点S3消失，第二个点S3位于最上，因此排列方向D2的移动量也需要根据点S3的消失而进行修正。

在图22中，在对最后的5行扫描线的扫描结束后，在使光束数M从5减少到3的基础上，扫描部19使三个点S3例如向上移动1行。由此，能够使三个点S3分别位于剩余的3行的扫描线上。扫描部19通过使三个点S3沿扫描方向D1移动，进行对3行的扫描线的扫描。由此，与由五个点S3进行扫描的情况相比，能够降低不用于三维造型的不需要的光的量，从而能够更有效地对3行的扫描线进行扫描。

接着，将光束数M从3减小到1。由此，两侧的点S3消失(也参照图9及图10)，中央的一个点S3残留。扫描部19使该一个点S3向下侧移动4行。由此，点S3位于最后一行的扫描线。扫描部19通过使一个点S3沿扫描方向D1移动，进行对最后一行的扫描线的扫描。由此，与由五个点S3扫描的情况相比，能够降低光的损失，从而能够更有效地进行对3行的扫描线的扫描。

如上所述，根据第三实施方式，在M1(例如5)个光束的扫描路径中，当M1个点S3中的至少一个位于不需要扫描的不需要线时，使光束数M从M1减小到M2(例如3或1)。具体而言，投影光学系统150通过变更倍率，使调制光束L32入射到M2个透镜18c，使M2个调制光束L33出射到透镜阵列18C。扫描部19进行M2个点S3的扫描。由此，省略了对不需要线的扫描。由此，能够降低不用于三维造型的不需要的光的量，从而能够提高效率。

<扫描速度>

随着光束数M的减少，点S3的功率(强度的面积积分值)增加。由此，如果扫描方向D1的点S3的移动速度(以下也称为扫描速度)恒定，则在不同行的扫描线间产生热量差。在上述的示例中，由三个点S3赋予三行的扫描线的第二热量大于由五个点赋予五行的扫描线的第一热量，由一个点S3赋予一行的扫描线的第三热量大于第二热量。

因此，扫描控制部20C也可以将光束数M减少后的扫描速度设定得比光束数M减少前的扫描速度高。由此，能够降低由点S3的强度的面积积分值的增加引起的热量的时间积分的扫描线间的偏差。作为更具体的一例，扫描控制部20C将光束数M减少后的扫描速度设定为光束数M减少前的扫描速度的{(减少前的光束数M)/(减少后的光束数M)}倍。由此，能够避免伴随光束数M的减少的扫描线间的热量的偏差。

<控制装置>

接着，对实现上述动作的控制装置20进行说明。光束数确定部20G基于造型材料的种类和造型数据来确定光束数M。作为具体的一例，首先，光束数确定部20G根据造型材料的种类来确定光束数M。例如造型材料的熔点越高，该光束数M被设定得越少。

在确定后的光束数M为2以上的情况下，光束数确定部20G判断在三维造型数据中是否存在不需要点S3的照射的扫描线。例如，在沿着最后的扫描方向D1的移动中，在M个点S3的至少一个位于造型区域外的情况下，不需要该一个点S3。

因此，光束数确定部20G将沿着最后的扫描方向D1移动时的光束数M设定得比其他移动时的光束数M少。在图22的示例中，在使光束数M从5减少到3而通过三个点S3进行扫描后，使光束数M从3减少到1而通过一个点S3进行扫描。

控制装置20的处理的一例与图21相同。但是，在步骤ST22中，光束数确定部20G如上所述也根据三维造型数据来确定光束数M，在步骤ST27中，扫描部19通过反映了扫描中的光束数M的减少的移动路径使点S3移动。

由此，能够在扫描的中途变更光束数M而使不需要的点S3消失。由此，能够降低不用于三维造型的不需要的光的量，从而能够以高效率进行三维造型。

另外，扫描部19将光束数M减少后的点S3的扫描速度设定得比光束数M减少前的点S3的扫描速度高。因此，能够降低由光束数M的减少引起的扫描线间的热量的偏差，并且能够提高处理能力。更具体地说，通过将光束数M减少后的点S3的扫描速度设定为光束数M减少前的点S3的扫描速度的{(减少前的光束数M)/(减少后的光束数M)}倍，能够消除因光束数M的减少而引起的扫描线间的热量的偏差。

此外，在图22的示例中，在进行五个点S3的扫描的情况下，在最后的5行中产生了不需要的点S3，但是有时也因三维造型数据而在扫描的途中产生不需要的点S3的情况。例如，在造型材料层120上，在第一造型区域和第二造型区域在排列方向D2上彼此分离的情况下，在该第一造型区域和第二造型区域之间的分离区域不需要点S3的照射。因此，在M1个点中的几个位于第一造型区域，并且剩余的点位于分离区域内时，也可以使点S3的光束数M减少，使点S3在分离区域内消失。而且，在对第二造型区域进行扫描时，也可以再次使光束数M增加到M1。

考虑到使光束数M增加的情况，可以以如下方式设定扫描速度。即，将光束数M的变更后的点S3的扫描速度设定为光束数M的变更前的点S3的扫描速度的{(变更前的光束数M)/(变更后的光束数M)}倍即可。由此，能够消除因光束数M的减少而引起的扫描线间的热量的偏差。

另外，造型区域对于每个造型材料层120也可以是不同的。而且，在某个造型材料层120中，有时造型区域的宽度(排列方向D2的宽度)小于5个行的扫描线。在此情况下，在对该造型材料层120的扫描中，也可以适当地减少光束数M。

<照射和扫描的中断>

优选地，在变更光束数M时暂时中断光束L30的照射和扫描。图23是示出控制装置20的处理的一例的流程图。图23在点S3的扫描中(步骤ST27)执行。控制装置20判断是否变更光束数M(步骤ST271)。在还未变更光束数M的情况下，再次执行步骤ST271。在变更光束数M的情况下，激光控制部20A使激光光源11中断激光L30的照射，同时扫描控制部20C使扫描部19中断点S3的移动(步骤ST272)。

接着，投影光学系统控制部20F基于变更后的光束数M来控制投影光学系统150的倍率(步骤ST273)。例如，在光束数M从M1减少到M2的情况下，投影光学系统控制部20F将投影光学系统150的倍率从M1/N变更为M2/N。另外，根据需要，分离光学系统控制部20H控制移动机构181来调整分离光学系统18的位置。具体地说，在光束数M的偶奇在变更前后不同时，需要进行分离光学系统18的位置调整，因此移动机构181调整分离光学系统18的位置。

接着，激光控制部20A使激光光源11重新开始激光L30的照射，并且扫描控制部20C使扫描部19重新开始点S3的移动(步骤ST274)。

由此，能够避免在变更投影光学系统150的倍率时不需要的光束照射到造型材料层120上。

<第四实施方式>

除了成像旋转器的有无以外，第四实施方式的三维造型装置100具有与第一实施方式至第三实施方式的三维造型装置100相同的结构。图24是示意性地示出第四实施方式的三维造型装置100的光束照射装置40的结构的一例的图。以下，将第四实施方式的光束照射装置40称为光束照射装置40B。

光束照射装置40B包括光束照射部10、空间光调制器14、投影光学系统15(或投影光学系统150)、分离光学系统18、成像旋转器13和扫描部19。在图24的示例中，分离光学系统18包括透镜阵列18C，但也可以代替透镜阵列18C而包括透镜阵列18A、18B。另外，在图24的示例中，分离光学系统18包括光阑部18D，但也可以省略光阑部18D。

在图24的示例中，成像旋转器13设置在检流计反射镜192的后级，作为更具体的一例，设置在检流计反射镜192和透镜193之间。来自检流计反射镜192的多个调制光束L33入射到成像旋转器13。成像旋转器13使多个调制光束L33以光轴(a轴)为中心一体地旋转。由此，能够使调制光束L33在bc平面中的排列方向旋转。成像旋转器13包括光学元件(例如凸耳棱镜或三面镜)以及旋转机构，该旋转机构使该光学元件以旋转轴(a轴)为中心旋转。

成像旋转器13由控制器20控制。图25是示意性地示出控制装置20的内部结构的一例的功能框图。与图1的控制装置20相比，控制装置20还包括旋转器控制部20J。旋转器控制部20J控制成像旋转器13，对调制光束L33的排列方向进行调整。

通过成像旋转器13使多个调制光束L33一体地旋转，能够变更造型材料层120上的点S3的排列方向D2。图26～图28是示意性地示出多个点S3的一例的图。

图26示意性地示出了成像旋转器13的旋转角度是初始角度(零度)时的点S3的一例。在图26的示例中，当成像旋转器13的旋转角度为零度时，多个点S3沿Y轴方向排列。即，排列方向D2是Y轴方向。

扫描方向D1通过使两个检流计反射镜192并行动作，能够设定为任意的方向，但在此，仅使一个检流计反射镜192动作，并使多个点S3沿扫描方向D1移动。这里，作为一例，扫描方向D1与排列方向D2正交。下面，将旋转角度为零度时的扫描方向D1也称为扫描方向D10。

图27示意性地示出了成像旋转器13的旋转角度为45度时的点S3的示例。在图27的示例中，当旋转角度为45度时，多个点S3沿着+X侧且+Y侧的倾斜45度方向排列。由此，排列方向D2平行于+X侧且+Y侧的倾斜45度方向。

在图24的示例中，由于成像旋转器13位于检流计反射镜192的后级，所以扫描方向D1也通过成像旋转器13旋转。由于扫描方向D1与排列方向D2正交，所以扫描方向D1与+X侧且-Y侧的倾斜45度方向平行。以下，将旋转角度为45度时的扫描方向D1也称为扫描方向D11。

图28示出成像旋转器13的旋转角度为90度时的点S3。在图28的示例中，当旋转角度为90度时，多个点S3沿X轴方向排列。由此，排列方向D2为X轴方向。扫描方向D1与点S3的排列方向D2正交，所以是Y轴方向。以下，将旋转角度为90度时的扫描方向D1也称为扫描方向D12。

控制器20可以针对层叠的每个造型材料层120来变更扫描方向D1。例如，三维造型装置100在扫描方向D10上对某一第一造型材料层120扫描点S3。由此，根据造型数据使该第一造型材料层120熔融且烧结。接着，三维造型装置100的供给机构16向第一造型材料层120之上供给第二造型材料层120，旋转器控制部20J使成像旋转器13旋转而使旋转角度为45度。然后，三维造型装置100在扫描方向D11上对该第二造型材料层120扫描点S3。由此，根据造型数据使第二造型材料层120熔融且烧结。接着，供给机构16向第二造型材料层120之上供给第三造型材料层120，旋转器控制部20J使成像旋转器13旋转而使旋转角度为90度。然后，三维造型装置100在扫描方向D12上对该第三造型材料层120扫描点S3。此外，不仅可以针对层叠的每个造型材料层120变更扫描方向D1，还可以在同一造型材料层120中变更扫描方向D1，另外，也可以对在同一造型材料层120内的扫描方向的变更和针对每个造型材料层120的扫描方向的变更进行组合。

之后，针对每个造型材料层120使扫描方向D1不同，使点S3在该造型材料层120上移动。此外，无需针对每一层使扫描方向D1不同，也可以针对多层使扫描方向D1不同。

为了比较，考虑在多层中以相同的扫描方向D1扫描点S3的情况。在此情况下，沿扫描方向D1产生的各层的造型变形可以蓄积。另外，在三维造型物的表面形成沿扫描方向D1延伸的筋(凸部或凹部)，或者有时由于内部应力的不均衡，三维造型物的强度在一个方向上变弱。

对此，通过针对每个造型材料层120适当地变更扫描方向D1，能够降低这种不良情况的发生。

但是，能够通过并行驱动两个检流计反射镜192并调整其各自的旋转速度，来变更扫描方向D1。但是，由于需要始终驱动两个检流计反射镜192双方，所以驱动机构的损耗变快。

对此，在上述的示例中，仅通过其中一个检流计反射镜192使点S3沿扫描方向D1移动，并通过成像旋转器13变更扫描方向D1。由此，即使针对每个造型材料层120变更扫描方向D1，也能够在扫描方向D1的移动中使其中另一个检流计反射镜192的驱动停止。由此，能够降低检流计反射镜192的驱动机构的损耗。

图29是示意性地示出第四实施方式的三维造型装置100的光束照射装置40B的结构的其他的一例的图。除了成像旋转器13的位置这一点以外，该光束照射装置40B具有与图25的光束照射装置40B相同的结构。在图29的示例中，成像旋转器13设置在检流计反射镜192的前级，作为更具体的一例，设置在分离光学系统18和透镜191之间。

由于成像旋转器13使多个调制光束L33一体地旋转，所以能够变更调制光束L33在bc平面上的排列方向。由此，也能够变更造型材料层120上的多个点S3的排列方向D2。但是，由于成像旋转器13设置在检流计反射镜192的前级，所以即使成像旋转器13旋转，扫描方向D1也不会改变。

图30是示意性地示出成像旋转器13的旋转角度为45度时的点S3的一例的图。在图30的示例中，排列方向D2与+X侧且+Y侧的倾斜45度方向平行，扫描方向D1为X轴方向。扫描方向D1与排列方向D2倾斜地交叉。在图30的示例中，形成有五个点S3，扫描部19使该五个点S3一体地沿扫描方向D1移动。

在图30的示例中，区域R1是非造型区域。由此，当点S3位于区域R1内时，以使该点S3的强度为零的方式控制空间光调制器14。区域R1的+X侧的区域R2是造型区域。当点S3位于区域R2内时，以点S3具有反映三维造型数据的强度分布的方式控制空间光调制器14。此外，区域R2的+X侧也可以存在相当于区域R1的非造型区域，但在图30中省略了图示。

在图30的示例中，与各点S3对应的扫描线隔着双点划线来表示。在图30的示例中，扫描线的间隔为零。即，点S3彼此分离，但与各点S3对应的扫描线在Y轴方向上连续。换言之，以扫描线的间隔为零的方式使成像旋转器13调整排列方向D2。

由此，能够通过一次的扫描方向D1的移动来对连续的5行的扫描线进行扫描。扫描部19在每次扫描方向D1的移动时，使五个点S3沿着与扫描方向D1正交的正交方向移动5行，并对下一个5行的区域进行扫描。以后，同样地，以连续的5行为单位进行扫描。在该扫描路径中，由于不需要改变向正交方向的移动量，所以扫描部19的控制容易。

而且，由于点S3相互分离，因此与第一实施方式相同，能够缩小造型材料的能够流动范围。由此，能够降低造型材料的隆起。因此，能够以高的形状精度制造三维造型物。

此外，扫描线的间隔不是必须为零。能够通过利用成像旋转器13使排列方向D2旋转来调整扫描线的间隔。

如上所述，已经详细描述了该三维造型装置100，但是上述描述在所有方面都是示例性的，并且三维造型装置100不限于此。应理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以设想许多未例示的变形例。上述各实施方式及各变形例中说明的各结构只要相互不矛盾，可以适当组合或省略。

例如，在上述的示例中，扫描部19变更调制光束L33的行进方向并使点S3在造型材料层120上移动，但不一定限于此。扫描部19也可以包括使供给机构16在XY平面上移动的移动机构。由此，也能够使点S3在造型材料层120上移动。

另外，在上述的示例中，移动机构181使分离光学系统18移动，但不一定限于此。移动机构181也可以使在分离光学系统18的前级的光学系统一体地在b轴上移动。

另外，在第二实施方式中，投影光学系统150包括b轴的变焦光学系统和c轴的变焦光学系统，但c轴的变焦光学系统不是必须的。在未设有c轴的变焦光学系统的情况下，投影光学系统150的各种透镜也可以不是柱面透镜，而是由球面构成的通常的透镜。相反，在第一实施方式中，投影光学系统15的透镜15A、15C也可以是通常的透镜，还可以是柱面透镜。第三实施方式和第四实施方式也是同样的。

分离光学系统18也同样，透镜阵列18A～18C可以是柱面透镜阵列。在此情况下，还可以设置有c轴用的柱面透镜阵列。

另外，在上述的示例中，使用GLV作为空间光调制器14的一例来进行了说明，但并不限于此，也可以采用Linear-PLV作为空间光调制器14。使用图31说明Linear-PLV。

图31示意性地示出作为空间光调制器14的结构的其他的示例的Linear-PLV22。Linear-PLV22具备多个大致矩形的空间调制元件221，所述空间调制元件221邻接于省略图示的基板上并矩阵形地(即，二维排列)配置。在Linear-PLV22中，该多个空间调制元件221的表面成为调制面。在图31所示的示例中，在图中的纵向上配置有M个且在横向上配置有N个的空间调制元件221。图31中的横向对应于平行光束L31(参见图4)的长轴方向，图31中的纵向对应于平行光束L31的短轴方向。

各空间调制元件221具备固定构件222和可动构件223。固定构件222是固定在上述基板上的平面状的大致矩形的部件，在中央设有大致圆形的开口。可动构件223是设置在固定构件222的该开口上的大致圆形的构件。在固定构件222的上表面(即，与图31中的纸面垂直的方向上的近前侧的面)设有固定反射面。在可动构件223的上表面设有可动反射面。可动构件223能够在与图31中的与纸面垂直的方向上移动。

在各空间调制元件221中，通过变更固定构件222和可动构件223之间的相对位置，来自空间调制元件221的反射光在0级衍射光(即，正反射光)和非0级衍射光之间切换。换言之，在空间调制元件221中，通过使可动构件223相对于固定构件222相对移动，进行利用衍射光栅的光调制。从光调制器22射出的0级衍射光通过投影光学系统15(参照图1)被引导到扫描部19。另外，从空间光调制器14射出的非0级衍射光(主要是1级衍射光)通过投影光学系统15向与扫描部19不同的方向被引导而被遮光。

在投影光学系统15中，来自在图31中的纵向上排列成一列的M个空间调制元件221的反射光被累计，并作为调制后的平行光束L32向扫描部19照射。由此，能够增大从扫描部19向造型材料层120照射的平行光束L32的功率密度。在空间光调制器14中，一列的M个空间调制元件221(即，M个空间调制元件)也可以被视为与一个单位空间对应的一个调制构件。换言之，例如由在纵向上排列的M个空间调制元件221构成的组相当于一个像素。空间光调制器14作为在空间光调制器14上的平行光束L31的长轴方向(即，图31的横向)上具有排列成一列的N个调制构件的空间光调制器发挥作用更。通过使用这样的空间光调制器来整形为以沿纵向延伸的列单位累计的光束，因此，能够向造型材料照射更大的光能(光束强度)。

附图标记的说明：

10：光束照射部

11：光源(激光光源)

13：成像旋转器

14：空间光调制器

141：调制元件组

22：Linear-PLV

221：空间调制元件

15：投影光学系统

18：分离光学系统

181：移动机构

18A～18C：透镜阵列

18a、18b：透镜

18D：光阑部

18d：开口

19：扫描部

192：检流计反射镜

20：控制器

30：存储部

40：光束照射部

41a：固定构件

41b：可动构件

100：三维造型装置

L30：光束(激光)

L31：光束(平行光束)

L32、L32A、L33：光束(调制光束)

S3：点

Claims (20)

1.一种三维造型装置，用于制造三维造型物，其中，

具有：

光束照射部，照射光束；

空间光调制器，对通过所述光束照射部照射的光束至少在第一轴进行空间调制；

分离光学系统，包括至少一个透镜阵列，所述透镜阵列具有沿所述第一轴排列的多个透镜，所述分离光学系统通过所述透镜阵列将由所述空间光调制器调制后的光束分离为多个光束；以及

扫描部，使来自所述分离光学系统的多个光束在造型材料上扫描。

2.根据权利要求1所述的三维造型装置，其中，

所述分离光学系统包括具有多个所述透镜阵列的无焦的缩小光学系统。

3.根据权利要求1所述的三维造型装置，其中，

所述分离光学系统包括单个所述透镜阵列。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的三维造型装置，其中，

当所述透镜阵列的所述透镜的个数为N时，其中，N为2以上的自然数，

所述三维造型装置还具有：

投影光学系统，使由所述空间光调制器调制后的光束在所述第一轴上放大或缩小，并且使放大或缩小后的光束入射到所述透镜阵列的M个所述透镜，其中，M为可变的；以及

控制装置，控制所述投影光学系统的倍率，

所述透镜阵列将照射到M个所述透镜的光束分离成M个光束。

5.根据权利要求4所述的三维造型装置，其中，

所述控制装置接收所述造型材料的信息，并基于所述信息设定为所述造型材料的熔点越高则M越小。

6.根据权利要求4或5所述的三维造型装置，其中，

N是奇数和偶数中的一方，

所述控制装置将M限制为奇数和偶数中的所述一方。

7.根据权利要求4或5所述的三维造型装置，其中，

所述三维造型装置还具有移动机构，所述移动机构使所述分离光学系统相对于所述投影光学系统在所述第一轴上相对地移动，

所述控制装置控制所述移动机构，以来自所述投影光学系统的光束入射到所述透镜阵列的M个所述透镜的方式，对所述投影光学系统和所述分离光学系统之间的相对的位置关系进行调整。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述投影光学系统在与所述第一轴相交的第二轴上以可变的倍率对由所述空间光调制器调制后的光束进行放大或缩小。

9.根据权利要求4～8中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述光束照射部包括以可变的强度射出光束的光源。

10.根据权利要求4～9中任一项所述的三维造型装置，其中，

M包括M1和比M1小的M2，

在由所述扫描部进行的M1个光束的扫描路径中，当沿所述第一轴排列的M1个光束中的至少1个位于不需要扫描的不需要线时，所述控制装置通过变更所述投影光学系统的倍率，由所述投影光学系统使光束入射到M2个所述透镜，使所述透镜阵列出射M2个光束，通过由所述扫描部进行的M2个光束的扫描来省略对所述不需要线的扫描。

11.根据权利要求10所述的三维造型装置，其中，

所述扫描部使M2个光束以比M1个光束的扫描速度高的扫描速度扫描。

12.根据权利要求10或11所述的三维造型装置，其中，

所述控制装置在中断所述光束照射部的光束的照射和所述扫描部的扫描的状态下，变更所述投影光学系统的倍率。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述分离光学系统的所述透镜阵列设置于紧接在所述分离光学系统之前的光学系统的焦点。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述三维造型装置还具有光阑部，所述光阑部具有供由所述透镜阵列分离后的多个光束分别通过的多个开口。

15.根据权利要求1～14中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述空间光调制器至少包括沿所述第一轴排列的多个组，

所述多个组中的每一组包括多个空间调制元件，

所述多个光束的强度分布分别由所述多个组控制。

16.根据权利要求1～14中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述空间光调制器具有二维排列的多个空间调制元件。

17.根据权利要求15所述的三维造型装置，其中，

所述空间光调制器以使向所述分离光学系统的所述透镜阵列的所述多个透镜的边界入射的光束的强度比向所述多个透镜各自的中央入射的光束的强度小的方式，对来自所述光束照射部的光束进行调制。

18.根据权利要求1～17中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述三维造型装置还具有成像旋转器，所述成像旋转器使来自所述分离光学系统的多个光束以与光轴平行的旋转轴为中心以可变的旋转角度一体地旋转，

所述扫描部包括检流计反射镜，

所述成像旋转器设置在所述检流计反射镜的后级。

19.根据权利要求1～17中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述三维造型装置还具有成像旋转器，所述成像旋转器使来自所述分离光学系统的多个光束以与光轴平行的旋转轴为中心以可变的旋转角度一体地旋转，

所述扫描部包括检流计反射镜，

所述成像旋转器设置在所述检流计反射镜的前级。

20.根据权利要求1～19中任一项所述的三维造型装置，其中，

所述造型材料上的多个光束的排列方向与由所述扫描部进行的该多个光束的扫描方向倾斜地交叉，该多个光束分别位于连续的多行的扫描线上。

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