JP7410773B2 - 光変調器の検査方法および検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、光変調器の検査方法および検査装置に関する。

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。

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。また、特許文献１の装置では、光変調器の両端の変調素子のみ光量が増大するように操作することにより、チャンネル位置とスキャン位置とを対応付けている。

特開２０１８－１６３０１０号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、光変調素子の入出力特性が変動することがある。この場合、チャンネル位置とスキャン位置との対応付けを正確に特定できないことがある。

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と反射光の測定された位置との間の位置関係を高精度に決定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。

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み、少なくとも一方向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。前記検査方法は、変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素すべて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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返す、指令値変更工程と、前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第２オン指令値を決定する、オン指令値決定工程と、前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定する、オン指令値光量測定工程と、前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定する、位置関係決定工程とを包含する。

ある実施形態において、前記オン指令値決定工程は、前記第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オフ指令値を決定し、前記第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オフ指令値を決定し、前記オン指令値光量測定工程は、前記第１エリアのうちの前記第１オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第１オフ指令値を設定し、前記第２エリアのうちの前記第２オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第２オフ指令値を設定する。

本発明の別の局面によれば、固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含み、少なくとも一方向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。前記検査方法は、変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返す、指令値変更工程と、前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オン指令値を決定する、オン指令値決定工程と、前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定する、オン指令値光量測定工程と、前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定する、位置関係決定工程とを包含する。前記オン指令値光量測定工程は、前記第１エリア内の少なくとも２以上の変調画素に第１指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する工程と、前記第１指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第１領域を特定する工程と、前記第１エリア内の前記少なくとも２以上の変調画素に第２指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する工程と、前記第２指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を前記複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第２領域を特定する工程と、前記複数の領域のうちの前記第１領域に前記第１指令値を設定し、前記第２領域に前記第２指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する工程とを含む。

本発明のさらに別の局面によれば、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み、少なくとも一方向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、前記制御装置は、変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素すべて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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返し、前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第２オン指令値を決定し、前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定し、前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定する。

ある実施形態において、前記制御装置は、前記第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オフ指令値を決定し、前記第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オフ指令値を決定し、前記第１エリアのうちの前記第１オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第１オフ指令値を設定し、前記第２エリアのうちの前記第２オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第２オフ指令値を設定する。

本発明のさらに別の局面によれば、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み、少なくとも一方向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、前記制御装置は、変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返し、前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オン指令値を決定し、前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定し、前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定する。前記制御装置は、前記第１エリア内の少なくとも２以上の変調画素に第１指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定し、前記第１指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第１領域を特定し、前記第１エリア内の前記少なくとも２以上の変調画素に第２指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定し、前記第２指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を前記複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第２領域を特定し、前記複数の領域のうちの前記第１領域に前記第１指令値を設定し、前記第２領域に前記第２指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する。

本発明によれば、光変調器の変調画素と反射光の測定された位置との間の位置関係を高精度に決定できる。

（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。 （ａ）は、図１（ｂ）のＩＩＡ－ＩＩＡに沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）とは異なる電圧が印加された場合の模式図である。 本実施形態の検査装置の模式図である。 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。 （ａ）は、指令値を変更しながら光量を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフから求められる光学特性を示すグラフである。 （ａ）は、２つの変調画素にオン指令値が設定された本実施形態の検査装置の模式的な斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）において測定される光量を示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）のグラフから求められる位置関係を説明するための図である。 （ａ）は、１つずつの変調画素にオン指令値が設定された本実施形態の検査装置の模式的な斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）において測定される光量を示すグラフであり、（ｃ）は、３つずつの変調画素にオン指令値が設定された本実施形態の検査装置の模式的な斜視図であり、（ｄ）は、（ｃ）において測定される光量を示すグラフである。 （ａ）～（ｎ）は、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。 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平面図である。 （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平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の模式的な斜視図である。 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。

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。

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。

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。

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、少なくとも一方向に沿って配列される。変調画素２２０が一方向に沿って配列される場合、変調画素２２０は、配列方向に対して直交する方向に延びた長手形状を有する。例えば、変調画素２２０の数は、１００以上１００００以下である。

なお、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てもよい。この場合、例えば、変調画素２２０の数は、１０００以上１００００００以下である。

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。詳細には、光変調器２００は、変調画素２２０ごとに光の回折を制御する。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。

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。

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。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。ここでは、１つの変調画素２２０は、一部の固定部材２２２、および、複数の可動部材２２４から構成される。

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。このような光変調器２００は、ＬＰＬＶ（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）とも呼ばれる。

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。

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。基台２１０の上面には、Ｓ個の共通電極２１２が設けられる。Ｓ個の共通電極２１２の各々は、ｙ方向に沿って延びる。また、Ｓ個の共通電極２１２は、ｘ方向に配列される。

固定部材２２２の下面は、Ｓ個の共通電極２１２の上面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。

光変調器２００では、例えば、１列に並ぶＶ個の可動部材２２４の集合が１つの単位空間に対応する変調画素２２０となる。従って、光変調器２００は、Ｓ個の変調画素２２０を有する光変調器として機能する。

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、１本の共通電極２１２ごとに電圧が印加される。さらに、共通電極２１２に印加する電圧を調整することで、可動部材２２４の変位量を調整する。

続いて、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、光変調器２００の一例を示す断面図である。

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２０％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の強度の約数％である。

図２（ｂ）に示すように、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。

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・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、π／ｒａｄ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。

このように、可動部材２２４の可動によって０次光の強度が大きく変化する。このため、光変調器２００は、０次光の光量を変調するために好適に用いられる。ただし、光変調器２００は、０次光以外の光を用いてもよいことは言うまでもない。

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。

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

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。

典型的には、光変調器２００は、取付部に取り付けられる。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光量測定装置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から出射されたレーザ光を光量測定装置１２０に向けて選択的に反射する。

例えば、光変調器２００は、固定して保持される。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。

光変調器２００は、レーザ光源１１０からのレーザ光を光量測定装置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次光は光量測定装置１２０に到達し、光量測定装置１２０によって反射された回折光は光量測定装置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光量測定装置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光量測定装置１２０に向けて反射する。

光量測定装置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、光量測定装置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、光量測定装置１２０の撮像領域内に到達する。このため、光量測定装置１２０は、光変調器２００の全体を撮像できる。

光量測定装置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んでもよい。例えば、光量測定装置１２０は、カメラまたはイメージセンサを含む。

なお、光量測定装置１２０は、フォトディテクターを含んでもよい。ただし、光量測定装置１２０がフォトディテクターを含む場合、フォトディテクターおよび光変調器２００の少なくとも一方は相対的に移動可能であることが好ましい。また、フォトディテクターの前には、光変調器２００の１つの変調画素２２０に対応する開口の設けられた遮蔽部材が配置されてもよい。

光量測定装置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、光量測定装置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。

制御装置１３０は、レーザ光源１１０、光変調器２００および光量測定装置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。

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。

また、制御装置１３０は、光量測定装置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、光量測定装置１２０の撮像データに基づいて、光変調器２００を制御する。

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。

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の動作手順および光量測定装置１２０の撮像データの処理を実行する。

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。

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。

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、光量測定装置１２０および光変調器２００を制御する。

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、光量測定装置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。

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。指令値の変さらにより、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。

光源制御部１３２は、レーザ光源１１０からの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。

撮像制御部１３３は、光量測定装置１２０からの撮像データを受信する。光学特性取得部１３４は、光量測定装置１２０からの撮像データから、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、光量測定装置１２０からの撮像データから、光変調器２００のＩＶ曲線を取得する。さらに、光学特性取得部１３４は、光変調器２００のＩＶ曲線から、光変調器２００の変調画素２２０と光量測定装置１２０との空間的な位置関係を決定する。

なお、検査装置１００は、光学素子１５０をさらに備えてもよい。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と光量測定装置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。

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。

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による検査方法を示すフロー図である。

図４に示すように、ステップＳ１０において、光変調器２００のすべての変調画素２２０に対する指令値を変更しながら光変調器２００によって反射された反射光の光量を測定する。例えば、変調制御部１３１がすべての変調画素２２０を同一の指令値２００に設定した状態で、レーザ光源１１０は光変調器２００にレーザ光を出射し、光量測定装置１２０は、レーザ光源１１０から出射され光変調器２００によって反射された反射光の各位置の光量を測定する。同様に、変調制御部１３１がすべての変調画素２２０に別の指令値に設定した状態で、レーザ光源１１０は光変調器２００にレーザ光を出射し、光量測定装置１２０は、レーザ光源１１０から出射され光変調器２００によって反射された反射光の各位置の光量を測定する。このように、変調画素２２０を同一の指令値を変更しながら、光量測定装置１２０は、レーザ光源１１０から出射され光変調器２００によって反射された反射光の各位置の光量を測定する。

ステップＳ２０において、光変調器２００のエリアごとのオン指令値およびオフ指令値を決定する。例えば、光変調器２００を複数のエリアに分け、あるエリアのオン指令値およびオフ指令値ならびに別のエリアのオン指令値およびオフ指令値を決定する。

例えば、光変調器２００を、すべての変調画素２２０の半分を含む一方側のエリアと、すべての変調画素２２０の残り半分を含む他方側のエリアとに分け、一方側のエリアのオン指令値およびオフ指令値ならびに他方側のエリアのオン指令値およびオフ指令値を決定する。

なお、ステップＳ２０では、オン指令値とともにオフ指令値も決定するが、オフ指令値を決定することなくオン指令値のを決定してもよい。

ステップＳ３０において、光変調器２００の複数のエリア内の一部の変調画素２２０に対してオン指令値を設定し、残りの変調画素２２０に対してオフ指令値を設定する。この状態で、レーザ光源１１０は光変調器２００にレーザ光を出射し、光量測定装置１２０は、レーザ光源１１０から出射され光変調器２００によって反射された反射光の各位置の光量を測定する。

ステップＳ４０において、光変調器２００のうちのオン指令値に設定した変調画素２２０と、光量測定装置１２０の位置関係を決定する。例えば、光変調器２００のうちのオン指令値に設定された変調画素２２０の位置と、光量測定装置１２０における光量のピークの位置との関係から、光変調器２００の変調画素２２０と光量測定装置１２０の測定画素との関係を取得できる。

以上のようにして、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と、光量測定装置１２０の位置との対応関係を取得できる。

次に、図１～図５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５（ａ）は、図４のステップＳ１０における測定結果を示す模式的なグラフであり、図５（ｂ）は、図４のステップＳ２０におけるオン指令値およびオフ指令値の決定を説明するためのグラフである。

図５（ａ）に示すように、光変調器２００のすべての変調画素２２０に同一の指令値を設定して、レーザ光源１１０は光変調器２００に光を出射する。光量測定装置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。その後、光変調器２００のすべての変調画素２２０に別の指令値を設定して、レーザ光源１１０は光変調器２００に光を出射する。光量測定装置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。以上のように指令値を変更しながら、光変調器２００による反射光量を測定する。

図５（ａ）には、すべての変調画素２２０に指令値２００を設定したときに光量測定装置１２０によって測定された光量分布Ｄ１を示す。典型的には、指令値２００の光量分布Ｄ１において、光量は、光変調器２００の位置に沿ってほぼ一定の値を示す。ただし、厳密には、光量は一定ではない。例えば、光変調器２００の左側の光量は、光変調器２００の右側の光量よりも若干高い。

図５（ａ）には、指令値の代表値として、すべての変調画素２２０に指令値４００、６００、８００を設定したときに光量測定装置１２０によって測定された光量分布Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４をそれぞれ示す。光量分布Ｄ１と同様に、光量分布Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４のそれぞれにおいて、光量は、光変調器２００の位置に沿ってほぼ一定の値を示す。ただし、厳密には、光量は一定ではない。例えば、光量分布Ｄ４において、光変調器２００の右側の光量は、光変調器２００の左側の光量よりも若干高い。

光学特性取得部１３４は、光変調器２００のエリアごとに、光量分布に基づいた指令値に対する光量の変化を取得する。ここでは、光変調器２００の左側半分の左側エリアＡ１および光変調器２００の右側半分の右側エリアＡ２について検討する。

図５（ｂ）は、光量分布に基づいて取得された指令値に対する光量の変化を示した光学特性Ｅ１、Ｅ２を示す。図５（ｂ）において、光学特性Ｅ１は、光変調器２００の左側エリアＡ１の指令値に対する光量の変化を示し、光学特性Ｅ２は、光変調器２００の右側エリアＡ２の指令値に対する光量の変化を示す。

図５（ｂ）の光学特性Ｅ１と光学特性Ｅ２との比較から理解されるように、光学特性Ｅ１は、光学特性Ｅ２とは異なる。光学特性Ｅ１は、光学特性Ｅ２と比べて、指令値の増加に伴い速やかに増加するが、光量がピークに達した後に、指令値が増加すると、光量は低下する。光学特性Ｅ１において、光変調器２００の左側エリアＡ１に関して、指令値ＳＸａの場合に光量は最小値を示し、指令値ＳＸｂの場合に光量は最大値を示す。本明細書において、指令値ＳＸａは第１オフ指令値に相当し、指令値ＳＸｂは第１オン指令値に相当する。

一方、光学特性Ｅ２は、指令値の増加に伴って光量は一度増加した後で減少し、指令値がさらに増加すると、光量は光学特性Ｅ１に比べて遅れて徐々に増加し、最大指令値の近傍において、光量もほぼピークにする。光学特性Ｅ２において、光変調器２００の右側エリアＡ２に関して、指令値ＳＹａの場合に光量は最小値を示し、指令値ＳＹｂの場合に光量は最大値を示す。本明細書において、指令値ＳＹａは第２オフ指令値に相当し、指令値ＳＹｂは第２オン指令値に相当する。

以上のように、光変調器２００に設定された指令値に対する光量測定装置１２０において測定された光量の変化から、光変調器２００のエリアごとの光量の最大値および最小値となる指令値をそれぞれ取得できる。光変調器２００のエリアごとに、光量が最大値となる指令値をオン指令値に設定し、光量が最小値となる指令値をオフ指令値に設定する。

その後、光変調器２００の位置合わせを行う際に、光変調器２００のエリアごとの変調画素２２０の少なくとも１つをオン指令値に設定し、残りの変調画素をオフ指令値に設定する。例えば、光変調器２００の左側エリアＡ１の少なくとも１つの変調画素２２０をオン指令値に設定し、残りの変調画素２２０をオフ指令値に設定する。同様に、光変調器２００の右側エリアＡ２の少なくとも１つの変調画素２２０をオン指令値に設定し、残りの変調画素２２０をオフ指令値に設定する。

図６（ａ）は、図４のステップＳ３０における光変調器２００の模式的な斜視図である。図６（ａ）に示すように、光変調器２００の左側エリアＡ１の一部はオン指令値に設定されており、左側エリアＡ１の残りの一部はオフ指令値に設定される。このため、入射光Ｌは、オン指令値に設定された変調画素２２０によって反射光Ｌａとして反射される。ここでは、左側エリアＡ１において、オン指令値に設定された変調画素２２０を変調画素２２０ａと記載する。

なお、変調画素２２０ａは、光変調器２００内の左側エリアＡ１のうちの端部に位置することが好ましい。例えば、変調画素２２０ａは、光変調器２００内の左側エリアＡ１の最も外側（すなわち、左側）に位置してもよい。

同様に、光変調器２００の右側エリアＡ２の一部はオン指令値に設定されており、右側エリアＡ２の残りの一部はオフ指令値に設定される。このため、入射光Ｌは、オン指令値に設定された変調画素２２０によって反射光Ｌａとして反射される。ここでは、右側エリアＡ２において、オン指令値に設定された変調画素２２０を変調画素２２０ｂと記載する。

なお、変調画素２２０ｂは、光変調器２００内の右側エリアＡ２のうちの端部に位置することが好ましい。例えば、変調画素２２０ｂは、光変調器２００内の右側エリアＡ２の最も外側（すなわち、右側）に位置してもよい。

図６（ｂ）は、図４のステップＳ３０における測定結果を示す模式図である。図６（ｂ）に示すように、光量は、光量測定装置１２０の位置Ｌａおよび位置Ｌｂに対応してピークを示す。

光量測定装置１２０の位置Ｌａにおいて測定され、光量分布Ｄａで示される光は、光変調器２００の変調画素２２０ａによって反射されたものである。このため、光量測定装置１２０においてピークの示された位置Ｌａは、光変調器２００の変調画素２２０ａに対応する。同様に、光量測定装置１２０の位置Ｌｂにおいて測定され、光量分布Ｄｂで示される光は、光変調器２００の変調画素２２０ｂによって反射されたものである。このため、光量測定装置１２０においてピークの示された位置Ｌｂは、光変調器２００の変調画素２２０ｂに対応する。

図６（ｃ）は、図４のステップＳ４０における光変調器２００の変調画素２２０と光量測定装置１２０の位置との対応付けを示す模式図である。図６（ｃ）に示すように、光量測定装置１２０における位置Ｌａおよび位置Ｌｂは、光変調器２００の変調画素２２０ａおよび変調画素２２０ｂに対応する。このため、位置Ｌａと位置Ｌｂとの間の距離Ｄは、光変調器２００の変調画素２２０ａと変調画素２２０ｂとの間の変調画素２２０の数Ｎに対応する。以上のようにして、光量測定装置１２０の位置と光変調器２００の変調画素２２０との位置関係を決定できる。

図４～図６を参照した上述の説明から理解されるように、本実施形態では、異なるエリアごとにオン指令値およびオフ指令値を取得し、エリアごと取得されたオン指令値およびオフ指令値に基づいて、光量測定装置１２０の位置と光変調器２００の変調画素２２０との位置関係を決定する。このため、オン指令値に対応する光量は比較的多く、オフ指令値に対応する光量は比較的少ないため、光量測定装置１２０の位置と光変調器２００の変調画素２２０との位置関係を特定する際の誤りを抑制できる。

なお、図５（ｂ）を参照した上述の説明では、あるエリアの光学特性において光量の最大値をオン指令値とし、光量の最小値をオフ指令値としたが、本実施形態はこれに限定されない。オン指令値は、光量の最大値でなくてもよい。ただし、オン指令値は、指令値の増加に応じて光量の単調変化する範囲において、最大値の光量の８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。

同様に、オフ指令値は、光量の最小値でなくてもよい。ただし、オフ指令値は、指令値の増加に応じて光量の単調変化する範囲において、最小値の光量との違いは２０％以下であることが好ましく、最小値の光量との違いは１０％以下であることがさらに好ましい。

また、図５および図６を参照した上述の説明では、変調画素２２０のすべては、左側エリアＡ１および右側エリアＡ２の２つの領域のいずれかに分けられたが、本実施形態はこれに限定されない。変調画素２２０のいくつかが左側エリアＡ１を構成し、変調画素２２０の別のいくつかが右側エリアＡ２を構成し、残りの変調画素２２０は、左側エリアＡ１、右側エリアＡ２のいずれも構成しなくてもよい。

さらに、図５および図６を参照した上述の説明では、変調画素２２０は、左側エリアＡ１および右側エリアＡ２の２つの領域に分けられたが、本実施形態はこれに限定されない。変調画素２２０は、３以上の領域に分けられてもよい。

なお、図６では、１つの変調画素２２０がオン指令値に設定されたが、１つの変調画素２２０によって反射される反射光の光量が低いと、光量のピークを適切に特定できないことがある。このため、２以上の変調画素２２０をオン指令値に設定してもよい。

さらに、オン指令値に設定される変調画素２２０が一方向に偶数だけ配列されると、変調画素２２０によって反射された反射光の光量のピークが隣接する変調画素２２０の間に位置し、光量のピークを適切に特定できないことがある。このため、オン指令値に設定される変調画素２２０の一方向の配列数は奇数であることが好ましい。

次に、図７を参照して変調画素２２０の画素数による測定の違いを説明する。図７（ａ）は、オン指令値に設定される変調画素が１つの場合の光変調器２００の模式的な斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の場合の光量測定装置１２０の測定結果を示すグラフである。なお、図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ図６（ａ）および図６（ｂ）に相当する。

図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、変調画素２２０ａおよび変調画素２２０ｂをオン指令値に設定すると、変調画素２２０ａおよび変調画素２２０ｂに対応して光量測定装置１２０の位置Ｌａおよび位置Ｌｂにおいて光量のピークを検出できる。

ただし、変調画素２２０ａおよび変調画素２２０ｂをそれぞれオン指令値に設定しても変調画素２２０ａおよび変調画素２２０ｂに対応して検出される光量が少ない場合、光量測定装置１２０の位置Ｌａおよび位置Ｌｂを正確に特定できないことがある。その場合、隣接する２以上の変調画素２２０をオン指令値に設定してもよい。

図７（ｃ）は、隣接する３つの変調画素にオン指令値を設定した場合の光変調器２００の模式的な斜視図であり、図７（ｄ）は、図７（ｃ）の場合の光量測定装置１２０の測定結果を示すグラフである。

図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、変調画素２２０のうち左側エリアＡ１内に位置して隣接する変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３をオン指令値に設定する。例えば、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３に左側エリアＡ１のオン指令値（ＳＸｂ）を設定する。

同様に、変調画素２２０のうち右側エリアＡ２内に位置して隣接する変調画素２２０ｂ１、２２０ｂ２、２２０ｂ３をオン指令値に設定する。例えば、変調画素２２０ｂ１、２２０ｂ２、２２０ｂ３に右側エリアＡ２のオン指令値（ＳＹｂ）を設定する。

この場合、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３に対応して光量測定装置１２０の位置Ｌａにおいて比較的高いピークを検出できる。同様に、変調画素２２０ｂ１、２２０ｂ２、２２０ｂ３に対応して光量測定装置１２０の位置Ｌｂにおいて比較的高いピークを検出できる。したがって、オン指令値に対応する光量は比較的多くできるため、光量測定装置１２０の位置と光変調器２００の変調画素２２０との位置関係を特定する際の誤りを抑制できる。

なお、図７（ｃ）および図７（ｄ）を参照した上述の説明では、隣接する３つの変調画素２２０（すなわち、３つの変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３および、３つの変調画素２２０ｂ１、２２０ｂ２、２２０ｂ３）に対して同じオン指令値を設定したが、本実施形態はこれに限定されない。隣接する３つの変調画素２２０に対して異なるオン指令値を設定してもよい。

次に、図８を参照して、本実施形態によるオン指令値の設定方法を説明する。ここでは、図面および説明が過度に複雑になることを避ける目的で、左側エリアＡ１内の変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３および対応する光量について説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３にオン指令値Ｓ１を設定する。例えば、オン指令値Ｓ１として、図５（ｂ）に示したオン指令値ＳＸｂを設定してもよい。

ここで、３つの変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３のうち、変調画素２２０ａ１は左側（端側）に位置し、変調画素２２０ａ２は、変調画素２２０ａ１と変調画素２２０ａ３との間に位置し、変調画素２２０ａ３は、変調画素２２０の中央側に位置する。

次に、図８（ｂ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３をオン指令値Ｓ１で設定した場合の光量を測定する。図８（ｂ）において光量分布を光量分布Ｄａ１と示す。光量分布Ｄａ１は、中心位置を基準として対称であることが理想的であるが、ここでは、光量分布Ｄａ１は、対称ではない。

次に、図８（ｃ）に示すように、光量分布Ｄａ１を複数の領域に分割する。ここでは、オン指令値Ｓ１として３つの変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３を設定したため、光量分布Ｄａ１を３つの領域Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃに分割する。ここで、３つの領域Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃのうち、領域Ｒａ１は左側（端側）に位置し、領域Ｒ１ｂは領域Ｒ１ａと領域Ｒ１ｃとの間に位置し、領域Ｒ１ｃは変調画素２２０の中央側に位置する。

その後、図８（ｄ）に示すように、光量分布Ｄａ１のピークの位置する領域を特定する。ここでは、光量分布Ｄａ１のピークは、領域Ｒ１ｃに位置する。以上から、少なくとも変調画素２２０ａ３については、オン指令値Ｓ１に設定すると高い光量を示すことが理解される。

次に、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３に対するオン指令値Ｓ１を変更する。例えば、オン指令値Ｓ１は、所定数だけ変化させたオン指令値Ｓ２に変更される。ここでは、オン指令値Ｓ１を所定数だけ増加してオン指令値Ｓ２に変更する。

次に、図８（ｅ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３にオン指令値Ｓ２を設定する。ここでも、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３には同一のオン指令値Ｓ２が設定される。

次に、図８（ｆ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３をオン指令値Ｓ２で設定した場合の光量を測定する。図８（ｆ）において光量分布を光量分布Ｄａ２と示す。光量分布Ｄａ２は、光量分布Ｄａ１よりは対称形に近いが、厳密には、光量分布Ｄａ２でも対称ではない。

次に、図８（ｇ）に示すように、光量分布Ｄａ２を複数の領域に分割する。ここでは、オン指令値Ｓ１として３つの変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３を設定したため、光量分布Ｄａ２を３つの領域Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃに分割する。ここで、３つの領域Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃのうち、領域Ｒｂ１は左側（端側）に位置し、領域Ｒ２ｂは、領域Ｒ２ｂと領域Ｒ２ｃとの間に位置し、領域Ｒ２ｃは変調画素２２０の中央側に位置する。

その後、図８（ｈ）に示すように、光量分布Ｄａ２のピークの位置する領域を特定する。ここでは、光量分布Ｄａ２のピークは、領域Ｒ２ｂに位置する。以上から、少なくとも変調画素２２０ａ２については、オン指令値Ｓ２に設定すると高い光量を示すことが理解される。

次に、さらに、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３に対するオン指令値を変更する。例えば、最初に指定されたオン指令値Ｓ１は、所定数だけ変化させたオン指令値Ｓ３に変更される。オン指令値Ｓ１を所定数だけ減少してオン指令値Ｓ３に変更する。

次に、図８（ｉ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３にオン指令値Ｓ３を設定する。ここでも、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３には同一のオン指令値Ｓ３が設定される。

次に、図８（ｊ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３をオン指令値Ｓ３で設定した場合の光量を測定する。図８（ｊ）において光量分布を光量分布Ｄａ３と示す。ここでも、光量分布Ｄａ３は対称ではない。

次に、図８（ｆ）に示すように、光量分布Ｄａ３を複数の領域に分割する。ここでは、オン指令値Ｓ１として３つの変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３を設定したため、光量分布Ｄａ３を３つの領域Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃに分割する。ここで、３つの領域Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃのうち、領域Ｒ３ａは左側（端側）に位置し、領域Ｒ３ｂは領域Ｒ３ａと領域Ｒ３ｃとの間に位置し、領域Ｒ３ｃは変調画素２２０の中央側に位置する。

その後、図８（ｄ）に示すように、光量分布Ｄａ３のピークの位置する領域を特定する。ここでは、光量分布Ｄａ３のピークは、領域Ｒ３ａに位置する。以上から、少なくとも変調画素２２０ａ１については、オン指令値Ｓ３に設定すると高い光量を示すことが理解される。

次に、図８（ｍ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３に異なるオン指令値をそれぞれ設定する。例えば、変調画素２２０ａ１にはオン指令値Ｓ３を設定し、変調画素２２０ａ２にはオン指令値Ｓ１を設定し、変調画素２２０ａ３にはオン指令値Ｓ２を設定する。

その後、図８（ｎ）に示すように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３をオン指令値Ｓ３、Ｓ１、Ｓ２でそれぞれ設定した場合の光量を測定する。図８（ｎ）において光量分布を光量分布Ｄａ４と示す。このように、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３に対応してピークを示したオン指令値Ｓ３、Ｓ１、Ｓ２を変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３にそれぞれ個別に設定することにより、変調画素２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３のそれぞれの光量を高くすることができ、位置関係を誤って決定することを抑制できる。

なお、上述の説明では、特に図１（ｂ）および図２を参照して、光変調器２００がＬＰＬＶ（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）の形態について詳細に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。光変調器２００がＰＬＶであってもよい。あるいは、光変調器２００は、ＧＬＶであってもよい。

次に、図９を参照して、光変調器２００としてＰＬＶを用いた場合の光変調器２００を説明する。図９は、本実施形態の検査装置１００によって検査される光変調器２００の模式的な平面図である。なお、図９の光変調器２００では、図１（ｂ）を参照して上述した光変調器２００とは異なり、基台２１０の上に、共通電極２１２が分離されることなく設けられる。

また、図２の光変調器２００では、共通電極２１２ごとに独立した電圧を印加可能であったが、図９の光変調器２００では、可動部材２２４ごとに独立した電圧を印加可能である。このため、図９の光変調器２００では、図１（ｂ）を参照して上述した光変調器２００とは異なり、変調画素２２０が、ｘ方向およびｙ方向の両方にマトリクス状に配列される。

このように、変調画素２２０がマトリクス状に配列される光変調器２００にも、本実施形態の検査装置１００は好適に用いられる。なお、光変調器２００としてＧＬＶを用いてもよい。

次に、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照して、別形状の光変調器２００について説明する。図１０（ａ）は、光変調器２００の模試的な平面図である。また、図１０（ｂ）は、光変調器２００の一部の拡大斜視図である。ここでは、所定方向（ｘ方向）に並んだ複数の単位空間に対してビームを同時に導く光変調器２００として、ＧＬＶを用いる。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）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。基台２１０の上面には、共通電極２１２が配置される。

変調画素２２０は、複数の固定リボン２２２ａおよび複数の可動リボン２２４ａを有する。複数の固定リボン２２２ａの下面は、共通電極２１２の上面と所定距離を空けて、基台２１０に対して固定される。固定リボン２２２ａの上面には固定反射面が設けられる。複数の可動リボン２２４ａの下面は、共通電極２１２の上面と所定距離を空けて、基台２１０に対して、可動反射面に垂直な方向に移動可能である。可動リボン２２４ａの上面には可動反射面が設けられる。複数の可動リボン２２４ａ及び複数の固定リボン２２２ａは、所定方向（ｘ方向）に交互に平行に配列形成される。

そして、光変調器２００では、１本の可動リボン２２４ａと１本の固定リボン２２２ａとを格子要素とすると、例えば、隣接する４個の格子要素の集合が１つの単位空間に対応する変調画素となる。

変調制御部１３１は、可動リボン２２４ａと共通電極２１２との間に電圧（電位差）を与えることにより、可動リボン２２４ａを共通電極２１２側に変位させる。詳細には、変調制御部１３１は、１本の可動リボン２２４ａごとに電圧を印加する。更に、変調制御部１３１は、可動リボン２２４ａに印加する電圧を調整することで、可動リボン２２４ａの変位量を調整する。

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、三次元造形装置に好適に用いられる。

次に、図１１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１１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１１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。

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。

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。

１００ 検査装置
１１０ レーザ光源
１２０ 光量測定装置
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

Claims (6)

1. 固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含み、少なくとも一方向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、
   変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素すべて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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返す、指令値変更工程と、
   前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第２オン指令値を決定する、オン指令値決定工程と、
   前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定する、オン指令値光量測定工程と、
   前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定する、位置関係決定工程と
   を包含する、検査方法。
2. 前記オン指令値決定工程は、前記第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オフ指令値を決定し、前記第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オフ指令値を決定し、
   前記オン指令値光量測定工程は、前記第１エリアのうちの前記第１オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第１オフ指令値を設定し、前記第２エリアのうちの前記第２オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第２オフ指令値を設定する、請求項１に記載の検査方法。
3. 固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含み、少なくとも一方向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、
   変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返す、指令値変更工程と、
   前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オン指令値を決定する、オン指令値決定工程と、
   前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定する、オン指令値光量測定工程と、
   前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定する、位置関係決定工程と
   を包含し、
   前記オン指令値光量測定工程は、
   前記第１エリア内の少なくとも２以上の変調画素に第１指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する工程と、
   前記第１指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第１領域を特定する工程と、
   前記第１エリア内の前記少なくとも２以上の変調画素に第２指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する工程と、
   前記第２指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を前記複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第２領域を特定する工程と、
   前記複数の領域のうちの前記第１領域に前記第１指令値を設定し、前記第２領域に前記第２指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する工程と
   を含む、検査方法。
4. 固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含み、少なくとも一方向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、
   変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素すべて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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返し、
   前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアにおける前記反射光の光量のピーク値を示す第２オン指令値を決定し、
   前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定し、
   前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定する、
   検査装置。
5. 前記制御装置は、
   前記第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オフ指令値を決定し、前記第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オフ指令値を決定し、
   前記第１エリアのうちの前記第１オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第１オフ指令値を設定し、前記第２エリアのうちの前記第２オン指令値を設定された変調画素以外の変調画素に前記第２オフ指令値を設定する、請求項４に記載の検査装置。
6. 固定部材に対して可動する可動部材をそれぞれ含み、少なくとも一方向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、
   変更可能な指令値のいずれかに設定された前記光変調器に含まれる前記複数の変調画素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によって反射された反射光の光量を測定することを、前記指令値を変更しながら繰り返し、
   前記光変調器に含まれる第１エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第１エリアの第１オン指令値を決定し、前記光変調器に含まれる前記第１エリアとは異なる第２エリア内における前記指令値の変更に対する前記反射光の光量の変化に基づいて前記第２エリアの第２オン指令値を決定し、
   前記複数の変調画素のうちの前記第１エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第１オン指令値を設定し、前記複数の変調画素のうちの前記第２エリア内の少なくとも１つの変調画素に前記第２オン指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光の光量を測定し、
   前記第１オン指令値の設定された変調画素と、前記第２オン指令値の設定された変調画素と、前記第１オン指令値および前記第２オン指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布に基づいて、前記光変調器の前記変調画素と前記反射光の測定された位置との位置関係を決定し、
   前記制御装置は、
   前記第１エリア内の少なくとも２以上の変調画素に第１指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定し、
   前記第１指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第１領域を特定し、
   前記第１エリア内の前記少なくとも２以上の変調画素に第２指令値を設定して前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定し、
   前記第２指令値を設定した際の前記反射光の光量の分布を前記複数の領域に分けて、前記複数の領域のうち前記反射光がピークを示す第２領域を特定し、
   前記複数の領域のうちの前記第１領域に前記第１指令値を設定し、前記第２領域に前記第２指令値を設定して、前記光変調器にレーザ光を照射して前記光変調器によって反射された反射光を測定する、検査装置。

Images