TW201912382A - 光造型裝置、發光控制方法及程式 - Google Patents

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Abstract

本技術之一形態之光造型裝置具備光源單元、光檢測部及控制部。上述光源單元具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件。上述光檢測部檢測自上述光源單元出射之上述光。上述控制部基於由上述光檢測部檢測出之光，產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖，基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。

Description

光造型裝置、發光控制方法及程式
本技術係關於使光硬化性樹脂硬化而形成造型物之光造型裝置等技術。
自先前以來，藉由使用3維CAD資料(CAD：Computer Aided Design：電腦輔助設計)，使光硬化性樹脂硬化，而形成期望形狀之造型物之光造型裝置已廣為人知(例如參照下述專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-90619號公報
[發明所欲解決之問題]
於光造型裝置中，期望可正確地控制發光元件之發光之技術。
鑑於如上情況，本技術之目的係提供一種可正確地控制發光元件之發光之光造型裝置等之技術。 [解決問題之技術手段]
本技術之一形態之光造型裝置具備光源單元、光檢測部及控制部。上述光源單元具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件。上述光檢測部檢測自上述光源單元出射之上述光。上述控制部基於由上述光檢測部檢測出之光，產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖(profile)，基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
藉此，可正確地控制複數個發光元件之發光。
上述光造型裝置中，上述控制部亦可基於上述光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。
上述光造型裝置中，上述控制部基於上述光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序之光造型裝置。
上述光造型裝置中，亦可將上述光源單元與上述光硬化性樹脂間之距離設為距離L，將上述光源單元與上述光檢測部間之距離設為距離l，將上述光源單元相對於上述光硬化性樹脂之曝光深度設為D時，滿足L≦l≦L+D之條件。
上述光造型裝置中，上述光檢測部亦可於上述光源單元與上述光檢測部間之距離l不同之狀態下，可檢測上述光。
上述光造型裝置中，上述控制部亦可基於上述距離l不同之狀態下分別檢測到之光，產生第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
上述光造型裝置中，上述控制部亦可基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。
上述光造型裝置中，上述控制部亦可基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。
上述光造型裝置中，上述光檢測部亦可具有上述距離l各不相同之第1光檢測部及第2光檢測部。
上述光造型裝置亦可進而具備移動機構，其以使上述距離l不同之方式，使上述光源單元及上述光檢測部中之至少一者移動。
上述光造型裝置中，上述控制部亦可產生表示上述光之2維光量分佈之2維光量分佈圖作為上述光量分佈圖，基於上述2維光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
上述光造型裝置中，上述控制部亦可基於上述2維光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。
上述光造型裝置中，上述控制部亦可基於上述2維光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。
本技術之一形態之發光控制方法係檢測自具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件之光源單元出射之上述光，產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖，基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
本技術之一形態之程式使電腦執行以下步驟：檢測自具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件之光源單元出射之上述光；產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖；基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。 [發明之效果]
如上述般，根據本技術，可提供一種可正確地控制發光元件之發光之光造型裝置等之技術。
以下，一面參照圖式一面說明本技術之實施形態。
《第1實施形態》 ＜光造型裝置100之全體構成及各部之構成＞ 圖1係顯示本技術之第1實施形態之光造型裝置100之側視圖。圖2係顯示光造型裝置100之電性方塊圖。另，本說明書中說明之各圖中，為了易於理解圖示而顯示，故有對於光造型裝置100，或光造型裝置100具有之各構件，與實際之尺寸不同而顯示之情形。
如該等圖所示，光造型裝置100具備：樹脂槽5，其收納液狀之光硬化性樹脂1；載台6，其浸漬於光硬化性樹脂1，支持造型物2；及昇降機構12(圖2)，其使載台6昇降。
又，光造型裝置100具備：光源單元20，其對光硬化性樹脂1照射光；刮刀7，其使光硬化性樹脂1之表面平坦化；及光源移動機構14(圖2)，其使光源單元20及刮刀7沿水平方向(XY方向)移動。又，光造型裝置100具備：冷卻機構80，其安裝於光源單元20；及循環泵15(圖2)，其於冷卻機構80內使水循環。
又，光造型裝置100具備：光檢測部60，其檢測自光源單元20出射之光；控制部11(圖2)，其統括控制光造型裝置100之各部；及記憶部17(圖2)，其記憶控制部11之處理所需要之各種程式及資料。
樹脂槽5為上方開放之容器，可於內部收納液狀之光硬化性樹脂1。作為光硬化性樹脂1，例如使用環氧系、聚胺酯系等紫外線硬化性樹脂，但光硬化性樹脂亦可為藉由可視光等其他波長區域之光硬化之樹脂，光硬化性樹脂1之材料未特別限定。載台6為平板狀之構件，自下方支持藉由自光源單元20照射之光而堅固形成之造型物2。
載台昇降機構12構成為可使載台6於上下方向(Z軸方向)移動。形成造型物2時，載台昇降機構12每次形成1層造型物2，使載台6每隔特定距離移動至下方。
載台6移動至下方之距離與造型物2之1層之厚度T相等，又，與光源單元20相對於光硬化性樹脂1之曝光深度D相等。本實施形態中，將1層之厚度T及曝光深度D設為20 μm。另，1層之厚度T及曝光深度D例如於數十μm～數百μm間之範圍內適當變更。
光源單元20一面藉由光源移動機構14於掃描方向(Y軸方向)移動，一面對光硬化性樹脂1之表面(藉由刮刀7平坦化後之表面)照射光，藉此使光硬化性樹脂1逐層曝光(硬化)。光源單元20具有沿X軸方向排列之複數個雷射元件51(參照圖7)，藉由自該等雷射元件51出射之各光，使光硬化性樹脂1點狀曝光(硬化)。
本實施形態中，將光源單元20之下端面(後述之收斂性柱狀透鏡22之下端面)與光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)間之距離L設定為2 mm。另，對於距離L可適當變更。光源單元20之高度係以自光源單元20出射之光之焦點位置變為光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)或自表面離開數μm～數十μm之位置之方式，調整其高度。另，關於光源單元20之詳細構成，於下文敍述。
刮刀7係配置於光源單元20之行進方向之前側(圖1中之左側)，可藉由光源移動機構14，與光源單元20一體移動。刮刀7與光源單元20間之距離設為例如30 mm，但對於該距離可適當變更。刮刀7為平板狀之構件，於其下表面一面與光硬化性樹脂1之表面接觸，一面藉由光源移動機構14移動，使光硬化性樹脂1之表面平坦化。
光源移動機構14構成為可使光源單元20及刮刀7於X軸、Y軸及Z軸方向之3軸方向移動。形成造型物2時，光源移動機構14使光源單元20及刮刀7於Y軸方向位於樹脂槽5之一端側(曝光開始位置：圖1中之右側)後，使光源單元20及刮刀7向掃描方向(Y軸方向)移動。又，光源移動機構14以使掃描方向(Y軸方向)上移動至樹脂槽5之另一端側(左側)之光源單元20及刮刀7不與硬化性樹脂1之表面接觸之方式，移動至Z軸方向(上方)後，再次向樹脂槽5之一端側(右側)移動，返回至原位置。
另，於造型物2之寬度(X軸方向)較大，超出光源單元20可硬化光硬化性樹脂1之寬度之情形時，光源移動機構14使光源單元20及刮刀7於X軸方向移動。
另，本實施形態中，光源移動機構14構成為於水平方向，可使光源單元20及刮刀7於X軸方向及Y軸方向之2軸方向移動。另一方面，光源移動機構14亦可構成為於水平方向，可使光源單元20及刮刀7僅於Y軸方向之1軸方向移動。
冷卻機構80係安裝於光源單元20之側面，藉由接收光源單元20產生之熱而將光源單元20冷卻。冷卻機構80具有：殼體81，其可於內部收納水；及2根管82，其連接於殼體81。2根管82中，1根管82為供水用管，另一根管82為排水用管。循環泵15係配置於冷卻機構80之水之循環路徑內，於冷卻機構80中使水循環。
圖3係顯示光檢測部60之立體圖。參照圖1及圖3，光檢測部60配置於光源單元20之光出射方向之前方側(圖1中之下側)，檢測自光源單元20出射之光。
本實施形態中，光檢測部60係配置於安裝於樹脂槽5之外周面之支持台64上。另，設置光檢測部60之位置若典型上於光源單元20之移動範圍內(XY方向)，則亦可為任意位置。
光檢測部60構成為於光源單元20與光檢測部60間之距離l不同之狀態下，可檢測光。具體而言，光檢測部60具有：第1光檢測部61；及第2光檢測部62，其以距離l與第1光檢測部61不同之方式配置。另，本實施形態中，針對光檢測部60之數量為2個之情形進行說明，但光檢測部60之數量可為1個，亦可為3個以上。
第1光檢測部61及第2光檢測部62分別包含於X軸方向(雷射元件51之排列方向)較長之複數個線感測器63。線感測器63包含沿X軸方向排列之複數個受光元件(像素)。1個線感測器63所包含之受光元件之數量(像素數)於本實施形態中設為5400個(5400像素)。又，互相鄰接之受光元件間之間隔(像素間距)於本實施形態中設為4 μm，分解能設為4 μm。
此處，將線感測器63之分解能設為4 μm之較高之值，係因光檢測部60中正確地檢測窄間距之雷射元件51之光量分佈之故。另，關於受光元件之數量、受光元件間隔，不限於上述值，可適當變更。
複數個線感測器63一面鋸齒狀排列一面直線狀配置。此處，針對複數個線感測器63鋸齒狀配置之理由進行說明。
可自1個晶圓取出之線感測器63之長度不足目標長度之情形時，需要將複數個線感測器63直線狀排列。另一方面，本實施形態中，如上述般，將鄰接之受光元件間之間隔設定為4 μm之較小值。又，互相鄰接之線感測器63中，亦需要將配置於一線感測器63之最邊緣之受光元件，與配置於另一線感測器63之最邊緣之受光元件之間隔設為4 μm。
但，複數個線感測器63單純地直線狀排列之情形時，無法將配置於一線感測器63之最邊緣之受光元件，與配置於另一線感測器63之最邊緣之受光元件之間隔設為4 μm。因此，本實施形態中，藉由將複數個線感測器63鋸齒狀排列，而將配置於一線感測器63之最邊緣之受光元件，與配置於另一線感測器63之最邊緣之受光元件間之間隔設為4 μm。
參照圖1，第1光檢測部61以成像面之高度與光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)之高度一致之方式，設定其高度。即，本實施形態中，光源單元20之下端面至第1光檢測部61之成像面之距離l1，與光源單元20之下端面至光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)之距離L相等(l1=L)。
另一方面，第2檢測部以成像面之高度變成較光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)低曝光深度D之位置之方式，設定其高度。即，本實施形態中，光源單元20之下端面至第2光檢測部62之成像面之距離l2，與光源單元20之下端面至光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)之距離L加上曝光深度D之值相等(l2=L+D)。
另，若第1光檢測部61及第2光檢測部62之成像面之位置在光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)與自表面(平坦化後)降低曝光深度D之位置間之範圍內，則可適當變更。即，第1檢測部及第2光檢測部62之成像面之位置，係使用距離L、距離l(l1、l2)、曝光深度D，以滿足L≦l≦L+D之條件之方式，設定其位置。
控制部11(參照圖2)例如為CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)，統括控制光造型裝置100之各部。例如，控制部11基於造型資料(3維CAD：(Computer Aided Design：電腦輔助設計)資料)，執行形成造型物2之處理。另，對於控制部11之處理，於下文詳細敍述。
記憶部17包含：非揮發性記憶體，其記憶控制部11之處理所需要之各種程式及資料；及揮發性記憶體，其作為控制部11之作業區域使用。上述程式可自光碟或半導體記憶體等可攜性記憶體讀取，亦可自網路上之伺服器裝置下載。
＜光源單元20之構成＞ 其次，針對光源單元20之構成具體說明。圖4係顯示光源單元20之分解立體圖。
本實施形態中，對於光源單元20全體之尺寸，將寬度(X軸方向)設為420 mm，深度(Y軸方向)設為30 mm，高度(Z軸方向)設為50 mm。另，本說明書中，關於說明之各部之寬度、深度、高度之尺寸，僅為一例，可適當變更。
如圖4所示，光源單元20具備：殼體21，其於內部收納光源單元20之各部；發光模組30；及收斂性柱狀透鏡22，其配置於發光模組30之光出射側。又，光源單元20具備：連接器23；玻璃環氧基板24，其安裝有連接器23；及傳熱板25，其搭載有發光模組30及玻璃環氧基板24。
殼體21具有於X軸方向(雷射元件51之排列方向)較長之長方體形狀，包含第1基體26及第2基體27。殼體21係藉由各種金屬性材料(例如不鏽鋼)形成。另，若殼體21所使用之材料為具有一定以上強度及熱傳導率之材料，則亦可使用任何材料。第1基體26及第2基體27係藉由螺釘緊固等固定，一體化構成殼體21。
第1基體26具有用以嵌入收斂性柱狀透鏡22之槽部26a，或用以嵌入連接器23之槽部(未圖示)等。又，第2基體27具有：用以嵌入收斂性柱狀透鏡22之槽部27a，或形成於發光模組30及收斂性柱狀透鏡22間之槽部27b等。第2基體中，於對應於配置有傳熱板25之位置之外周面之位置，經由O形環83藉由螺釘緊固等固定有冷卻機構80。
收斂性柱狀透鏡22將自發光模組30之各雷射元件51發射之光分別聚光，成像於光硬化性樹脂1之表面(平坦化後)。收斂性柱狀透鏡22係對藉由第1基體26之槽部26a及第2基體27之槽部27a形成之殼體21之開口部嵌入並固定。
收斂性柱狀透鏡22係將於Z軸方向較長之圓柱狀之複數個柱狀透鏡22a於X軸及Y軸方向之2軸方向排列而構成。本實施形態中，作為收斂性柱狀透鏡22，係使用日本玻璃板公司製之Selfoc透鏡陣列(Selfoc：註冊商標)，距收斂性柱狀透鏡22之下端面之焦點距離設為約2 mm。
傳熱板25係藉由各種金屬性材料(例如銅)形成。另，若傳熱板25所使用之材料為具有一定以上強度及熱傳導率之材料，則亦可使用任何材料。於傳熱板25上，搭載發光模組30及玻璃環氧基板24，搭載有該等之傳熱板25經由熱傳導率較高之接著劑9(例如紫外線硬化型銀漿)固定於第2基體27上。
傳熱板25與第2基體27間之固定係藉由自第2基體27側將螺釘緊固而進行。又，傳熱板25與第2基體27間之螺釘緊固不於發光模組30側，而於玻璃環氧基板24側進行。另，如此，傳熱板25與第2基體27間之螺釘緊固不於發光模組30側，而於玻璃環氧基板24側進行，係為了不對發光模組30之雷射元件51間之間隔之精度產生影響。
連接器23係與玻璃環氧基板24電性連接，對該連接器23輸入用以驅動光源單元20之電力或各種信號。玻璃環氧基板24與發光模組30(後述之驅動器IC31)係藉由引線接合而接線。
另，對於第1基體26與第2基體27間之間隙、殼體21與收斂性柱狀透鏡22間之間隙、及殼體21與連接器23間之間隙，為防止光硬化性樹脂1之揮發物之侵入，而藉由接著劑將其密閉。
其次，針對光源單元20之組裝步驟簡單說明。首先，將發光模組30及設有連接器23之玻璃環氧基板24安裝於傳熱板25上。其次，將發光模組30(驅動器IC31)及玻璃環氧基板24藉由引線接合而接線。
繼而，將安裝有發光模組30及玻璃環氧基板24之傳熱板25經由熱傳導率較高之接著劑9固定於第2基體27上。該固定係藉由螺釘緊固進行，但該螺釘緊固不於發光模組30側，而於玻璃環氧基板24側進行。
繼而，將第1基體26及第2基體27藉由螺釘緊固而固定。且，對由第1基體26之槽部26a及第2基體27之槽部27a形成之殼體21之開口部，固定收斂性柱狀透鏡22。該固定中，為提高成像位置之精度，調整收斂性柱狀透鏡22相對於發光模組30之位置，並藉由紫外線硬化接著劑將收斂性柱狀透鏡22暫時固定於殼體21。
繼而，藉由接著劑，將第1基體26與第2基體27間之間隙、殼體21與收斂性柱狀透鏡22間之間隙、及殼體21與連接器23間之間隙密閉。最後，將冷卻機構80對殼體21(第2基體27)螺釘緊固。
[發光模組30] 繼而，針對發光模組30之構成具體說明。圖5係顯示光源單元20之發光模組30之立體圖。圖6係顯示發光模組30之一部分之放大立體圖。
圖7係發光模組30之多雷射晶片50之仰視圖及自光之出射側觀察發光模組30之側視圖。圖8係自下側觀察多雷射晶片50之雷射元件之放大立體圖。另，圖8係顯示自下側觀察多雷射晶片50之情況，故圖5～圖7之上下關係成為相反。
如該等圖所示，發光模組30具有：複數個驅動器IC31(基座構件)；複數個子基座40(子基座構件)，其安裝於驅動器IC31上；及多雷射晶片50(多發光體)，其安裝於子基座40上。另，圖5中僅記載1個驅動器IC31，但發光模組30係將驅動器IC31沿X軸方向排列複數個而構成。
本實施形態中，將驅動器IC31之數設為16個。另，對於發光模組30所含之驅動器IC31之數未特別限定，可適當變更。
本實施形態中，驅動器IC31之尺寸作為一例，將寬度(X軸方向)設為20.47 mm，深度(Z軸方向)設為5 mm，高度(Y軸方向)設為0.09 mm。又，發光模組30全體之寬度(X軸方向)，作為一例，設為約330 mm。又，搭載發光模組30之傳熱板25之尺寸，作為一例，將寬度(X軸方向)設為350 mm，深度(Z軸方向)設為30 mm，高度(Y軸方向)設為3 mm。
驅動器IC31例如由矽基板構成。又，驅動器IC31於上表面上具有複數個輸入用電極墊32，及複數個輸出用電極墊33。將輸入用電極墊32藉由引線接合對玻璃環氧基板24接線。另一方面，將輸出用電極墊33藉由引線接合對設置於子基座40之輸入用電極墊42接線。
驅動器IC31於內部具有驅動電路，其用以驅動自身所搭載之複數個子基座40上之多雷射晶片50所具有之各雷射元件51。自控制部11對驅動電路輸入用以驅動各雷射元件51之發光時序及用以控制發光時間之信號。
驅動電路基於該信號，經由子基座40之開關電路(後述)，使各雷射元件51發光。將雷射元件51之1次發光時間設為1 μ秒，藉由調整每單位時間之發光次數，而調整累計光量。
另，由於負責發光控制之雷射元件51各不相同，故16個驅動器IC31自控制部11對16個驅動器IC31輸入各不相同之信號。
本實施形態中，子基座40係沿X軸方向(雷射元件51之排列方向)對1個驅動器IC31安裝32個。另，對於安裝於1個驅動器IC31之子基座40之數量，未特別限定，可適當變更。又，將子基座40經由熱傳導率較高之接著劑9(例如紫外線硬化型銀漿：參照圖7之下圖)固定於驅動器IC31上。
本實施形態中，子基座40之尺寸作為一例，寬度(X軸方向)設為630 μm，深度(Z軸方向)設為1000 μm，高度(Y軸方向)設為90 μm。
子基座40例如係藉由矽基板構成。子基座40於上表面上具有複數個接合墊41(參照圖7之下圖)、複數個輸入用電極墊42、及1個共通電極用墊43。又，子基座40於上表面上具有複數個對準標記44。
接合墊41於本實施形態中，係藉由10 μm厚度之鍍Au構成。該接合墊41與多雷射晶片50之個別電極54電性連接。將接合墊41之位置及形狀設為與多雷射晶片50之個別電極54(鍍敷部56)之位置及形狀相同之位置及形狀。
將複數個輸入用電極墊42藉由驅動器IC31之輸出用電極墊33與引線接合而接線。本實施形態中，係將輸入用電極墊42之數量設為4個，將輸入用電極墊之尺寸設為90 μm×90 μm。4個輸入用電極墊42例如係作為電源用、GND用、第1切換脈衝輸入用、第2切換脈衝輸入用而使用。
將共通電極用墊43藉由多雷射晶片50之共通電極52及引線接合而接線。本實施形態中，將共通電極用墊43之尺寸設為90 μm×90 μm。
子基座40於內部具有開關電路，其用以將自身所搭載之多雷射晶片50所具有之各雷射元件51個別切換並使之發光。具體而言，開關電路對應於經由輸入用電極墊42自驅動器IC31(驅動電路)輸入之切換脈衝，切換多雷射晶片50之複數個雷射元件51並使之發光。
對準標記44係於將多雷射晶片50安裝於子基座40上時使用，又，係於將已完成安裝多雷射晶片50之子基座40安裝於驅動器IC31上時使用。
本實施形態中，多雷射晶片50對1個子基座40安裝1個。另，對1個子基座40安裝之多雷射晶片50之數量亦可為複數個。
本實施形態中，多雷射晶片50之尺寸作為一例，寬度(X軸方向)設為630 μm(與子基座40之寬度相同)，深度(Z軸方向)設為280 μm，高度(Y軸方向)設為90 μm。
多雷射晶片50例如係藉由GaN基板構成。多雷射晶片50具有複數個雷射元件51，該等複數個雷射元件51具有於Z軸方向較長之形狀。複數個雷射元件51係於X軸方向(一方向)空出特定間隔並列配置，向Z軸方向(與一方向正交之方向)照射光。本實施形態中，將雷射元件51之振盪波長設為405 nm。
又，多雷射晶片50於其上表面上具有複數個雷射元件51共通使用之共通電極52，及對準標記53。又，多雷射晶片50於其下表面上具有複數個個別電極54，其等用以對複數個雷射元件51分別個別地供給電力。
本實施形態中，將1個多雷射晶片50所含之雷射元件51之數量設為32個。另，對於該數量可適當變更。又，本實施形態中，將互相鄰接之2個雷射元件51之間隔(隆脊之間隔)設為20 μm。另，對於雷射元件51間之間隔，亦可適當變更，但該間隔典型上設為100 μm以下。
此處，本實施形態中，發光模組30中，將驅動器IC31之數量設為16個，將安裝於1個驅動器IC31之子基座40之數量設為32個，將對應於1個子基座40之雷射元件51之數量設為32個。因此，本實施形態中，發光模組30包含合計16384個(=16×32×32)雷射元件51。
共通電極52係於多雷射晶片50之上表面遍及全體形成，藉由子基座40之共通電極用墊43及引線接合而接線。共通電極52例如係積層Au及Ge之合金、Ni、Au等而構成。對準標記53係於將多雷射晶片50安裝於子基座40上時使用，又，係於將已完成安裝多雷射晶片50之子基座40安裝於驅動器IC31上時使用。
此處，對互相鄰接之2個雷射元件51分別供給電力之2個個別電極54係共通配置於互相鄰接之2個雷射元件51間之區域(多雷射晶片50之下表面之區域)。
換言之，互相鄰接之2個雷射元件51間之區域係作為配置對互相鄰接之2個雷射元件51分別供給電力之2個個別電極53之1個區域共通使用。另，針對如此排列個別電極54之理由，於下文詳細敍述。
個別電極54包含電極本體55、及形成於電極本體55上之鍍敷部56。電極本體55例如係積層Ti、Pt、Au等而構成。電極本體55包含：以覆蓋雷射元件51之方式形成之被覆部55a，及自被覆部55a拉出之基底部55b。基底部55b對於互相鄰接之2個雷射元件51間之區域之尺寸，設為一半左右之尺寸。又，配置於上述區域之2個基底部55b，一者配置於前方側(Z軸方向)，另一者配置於後方側(Z軸方向)。
鍍敷部56於本實施形態中係藉由2 μm厚度之鍍Au構成。該以Au構成之鍍敷部56藉由對子基座40之接合墊41(Au)進行Au-Au超音波接合，而對子基座40覆晶安裝多雷射晶片50。另，對於該接合方法，不限於此，亦可為Au-Sn接合或Cu-Cu接合等。
另，個別電極54實際上具有較圖7、8所描繪者於Z軸方向更長之形狀。
參照圖8，雷射元件51成為如下構造：自共振器方向(Z軸方向)藉由一對前端面及後端面插入於Z軸方向較長之帶狀隆脊部70(導光波路)。即，雷射元件51為端面發光型半導體雷射。
該雷射元件51例如構成為包含雷射構造之積層半導體層72形成於基板71上。半導體層72包含第1被覆層73、活化層74、第2被覆層75及接觸層76。於半導體層72，進而設有上述層以外之層(例如緩衝層或引導層等)。
基板71例如係藉由GaN等III-Ⅴ族氮化物半導體構成。此處，「III-Ⅴ族氮化物半導體」構成為包含短週期型週期表之3B族元素群中之至少一種，及短週期型週期表之5B族元素中之至少N。
作為III-Ⅴ族氮化物半導體，列舉例如包含Ga及N之氮化鎵系化合物。氮化鎵系化合物中例如包含GaN、AlGaN、AlGaInN等。於III-Ⅴ族氮化物半導體，視需要摻雜有Si、Ge、O、Se等Ⅳ族或Ⅵ族元素之n型雜質，或Mg、Zn、C等II或IV族元素之p型雜質。
半導體層72例如構成為主要包含III-Ⅴ族氮化物半導體。第1被覆層73例如係藉由AlGaN形成。活化層74例如具有多量子井構造，其交替積層有藉由組成比互不相同之GaInN各自形成之井層及障壁層。第2被覆層75例如係藉由AlGaN形成。接觸層76例如係藉由GaN形成。
隆脊部70係以自第2被覆層75突出之方式形成。隆脊部70為半導體層72之一部分，利用X軸方向之折射率差進行X軸方向之光之封入，又，縮小向半導體層72注入之電流。活化層74中與隆脊部70對應之部位為發光區域78。
前端面為光出射側之面，於該前端面，形成有多層反射膜(未圖示)。又，後端面為光反射側之面，於該後端面，亦形成有多層反射膜(未圖示)。前端面側封入之多層反射膜之反射率設為例如10%左右。又，後端面側之多層反射膜之反射率設為例如95%左右。
於隆脊部70之表面(接觸層76之表面)，以覆蓋隆脊部70全體之方式，設有個別電極54之被覆部55a。被覆部55a與接觸層76電性連接。另，於半導體層72上(除接觸層76外之部位)，積層有絕緣層77。絕緣層77例如係藉由SiO2 、SiN、ZrO2 等形成。
(個別電極54之排列) 繼而，針對將個別電極54設為如上述之排列之理由進行說明。此處之說明中，首先針對比較例進行說明。圖9係顯示比較例之個別電極54'之圖。如圖9所示，比較例中，互相鄰接之2個雷射元件51間之區域係作為配置1個雷射元件51之個別電極54之區域使用。
另，以下之說明中，針對多雷射晶片50，將X軸方向之兩端側中位於最邊緣之雷射元件51稱為第1雷射元件51a。
個別電極54'如圖9所示排列之情形時，會導致互相鄰接之多雷射晶片50中之一多雷射晶片50之第1雷射元件51a，與另一多雷射晶片50之第1雷射元件51a間之間隔變廣。即，個別電極54'對於一多雷射晶片50之第1雷射元件51a(左端)成為干擾，對於該部位，無法將雷射元件51間之間隔設為20 μm。若產生雷射元件51間之間隔與其他不同之間隔之部位，則無法正確地形成造型物2。
因此，本實施形態中，將對互相鄰接之2個雷射元件51分別供給電力之2個個別電極54共通配置於互相鄰接之2個雷射元件51間之1個區域。藉此，如圖7所示，可將互相鄰接之2個多雷射晶片50中之一多雷射晶片50之第1雷射元件51a，及另一多雷射晶片50之第1雷射元件51a間之間隔設為與其他間隔(20 μm)相同之間隔。
另，作為多雷射晶片50鄰接之圖案，有圖7之左側所示之圖案，及圖7之右側所示之圖案之2個圖案。
圖7之左側所示之圖案中，安裝於相同驅動器IC31上之各子基座40上之多雷射晶片50鄰接。圖7之右側所示之圖案中，配置於互相鄰接之2個驅動器IC31中一驅動器IC31之最邊緣之子基座40上之多雷射晶片50，及配置於另一驅動器IC31之最邊緣之子基座40上之多雷射晶片50鄰接。
參照圖7之左側，將相同驅動器IC31上互相鄰接之2個多雷射晶片50中之一多雷射晶片50之雷射元件51a，及另一多雷射晶片50之第1雷射元件51a之間隔，設為與其他間隔相等。
如此，以互相鄰接之2個多雷射晶片50中第1雷射元件51a彼此之間隔與其他間隔相等之方式，將搭載有各多雷射晶片50之複數個子基座40於相同之驅動器IC31上高精度安裝。另，此時之安裝中，使用上述對準標記44、53。
參照圖7之右側，將配置於互相鄰接之2個驅動器IC31中一驅動器IC31之最邊緣之子基座40上之多雷射晶片50之第1雷射元件51a，及配置於另一驅動器IC31之最邊緣之子基座40上之多雷射晶片50之第1雷射元件51a之間隔，設為與其他間隔相等。
如此，以不同之驅動器IC31上互相鄰接之2個多雷射晶片50之第1雷射元件51a彼此之間隔與其他間隔相等之方式，將已完成安裝各子基座40之複數片IC晶片於傳熱板25上高精度安裝。此時之安裝中，亦使用上述對準標記44、53。
另，如由上述說明而理解，為使互相鄰接之2個多雷射晶片50之第1雷射元件51a彼此之間隔與其他間隔相等，將對應於第1雷射元件51a之個別電極54配置於何處成為問題。該點亦可如圖10所示排列個別電極54。圖10係顯示針對個別電極54之排列之其他例之圖。
另，以下之說明中，將針對多雷射晶片50位於X軸方向之兩端側自邊緣開始第2號之雷射元件51稱為第2雷射元件51b。又，將用以對第1雷射元件51a供給電力之個別電極54稱為第1個別電極54a，將對第2雷射元件51b供給電力之個別電極54稱為第2個別電極54b。
圖10所示之例中，對應於第1雷射元件51a(左端)之第1個別電極54a，及對應於第2雷射元件51b(左端)之第2個別電極54b，係配置於第1雷射元件51a及第2雷射元件51b間之區域。即，第1雷射元件51a及第2雷射元件51b間之區域係作為配置第1個別電極54a及第2個別電極54b之區域共通使用。
對於對應於左端之2個雷射元件51之個別電極54以外之個別電極54'，係對1個區域配置1個個別電極54'。對於如圖10所示之情形，可將互相鄰接之2個多雷射晶片50之第1雷射元件51a彼此之間隔設為與其他間隔相等。
參照圖10之左側，對應於相同驅動器IC31上互相鄰接之2個多雷射晶片50中一(右側)多雷射晶片50之雷射元件51a及第2雷射元件51b之第1個別電極54a及第2個別電極54b，係共通配置於第1雷射元件51a及第2雷射元件51b間之區域。
參照圖10之右側，對應於互相鄰接之2個驅動器IC31中一(右側)驅動器IC31之最邊緣所配置之子基座40上之多雷射晶片50之第1雷射元件51a及第2雷射元件51b之第1個別電極54a及第2個別電極54b，係共通配置於第1雷射元件51a及第2雷射元件51b間之區域。
(雷射元件51間之間隔) 繼而，針對如何設定雷射元件51間之間隔進行說明。圖11係用以說明如何設定雷射元件51間之間隔之圖。圖11之上圖係顯示各雷射元件51之成像面(光硬化性樹脂1之表面附近)之平面方向(XY方向)之光量分佈，下圖係顯示圖11之上圖所示之直線上之光量分佈。另，如圖11所示之光量分佈係基於光檢測部60中檢測之光，於控制部11中產生。以下，將如圖11所示之光量分佈稱為光量分佈圖。
將自各雷射元件51出射之光藉由收斂性柱狀透鏡22收斂，於X軸方向各不相同之成像位置成像。光造型中，使1個雷射元件51中1點量之區域曝光，但於該1點量之區域中，成像中心光最強，愈遠離成像中心光愈變弱。
另一方面，光造型中，藉由互相鄰接之2個雷射元件51硬化之2個點需要適當連接。即，若互相鄰接之雷射元件51間之間隔過於遠離，則會導致各個雷射元件51之成像中心遠離，無法適當地連接2個點。
因此，本實施形態中，以滿足P2≧0.5×P1之關係之方式，設定互相鄰接之雷射元件51間之間隔。此處，P1為與自各雷射元件51出射之各光分別對應之成像中心之光密度。另一方面，P2為互相鄰接之2點成像中心之中間位置之光密度。另，對於P1與P2之關係，由於根據光硬化性樹脂1之曝光密度等改變，故不限於該關係式，只要為表示鄰接之點適當連接之條件之關係式，亦可使用任何式。
＜動作說明＞ 繼而，針對控制部11之處理進行說明。圖12係顯示控制部11之處理之流程圖。
首先，控制部11基於藉由光檢測部60檢測之光，產生表示光之光量分佈之光量分佈圖，基於光量分佈圖修正各雷射元件51之光量(步驟101)。
此時，控制部11典型上執行用以增加基於光量分佈圖判斷為光量少於基準之雷射元件51之光量之處理。例如，控制部11執行增加供給於該雷射元件51之電力之處理，或增加每單位時間之發光次數之處理等。
又，控制部11亦可執行用以減少基於光量分佈圖判斷為光量多於基準之雷射元件51之光量之處理。該情形時，例如控制部11執行減少供給於該雷射元件51之電力之處理，或增加每單位時間之發光次數之處理等。
繼而，控制部11基於光量分佈圖，修正造型資料(步驟102)。造型資料包含表示每層之曝光圖案之曝光圖案資料，及表示每層之雷射元件51之發光時序之發光時序資料。
此處，例如因伴隨發光模組30之溫度上昇之雷射元件51之位置偏移等原因，而有產生各雷射元件51之成像中心之位置偏移之情形。如此之情形時，有保持原來之造型資料(曝光圖案資料、發光時序資料)之狀態下，無法正確地形成造型物2之情形。因此，控制部11於步驟102中，進行修正造型資料之處理。
若修正造型資料，則繼而控制部11自記憶部17讀出第m層(m=1～n)發光時序資料(步驟103)。繼而，控制部11控制光源移動機構14，使光源單元20移動至曝光開始位置(圖1中之右側)(步驟104)。
繼而，控制部11一面控制光源移動機構14，使光源單元20於掃描方向(Y軸方向)移動，一面基於第m層發光時序控制各雷射元件51之發光，進行第m層之曝光(步驟105)。此時，將雷射元件51之1次發光時間設為1 μ秒，藉由調整每單位時間之發光次數，而調整累計光量。
若第m層之曝光結束，則控制部11判斷造型物2之造型是否結束(m=n)(步驟106)。造型未結束之情形時(步驟106之否)，控制部11使載台6於下方移動特定距離(步驟107)。且，控制部11對m加上1(步驟108)，針對此次之層執行步驟103～步驟106之處理。
另一方面，造型物2之造型結束之情形時(步驟106之是)，控制部11結束處理。
另，圖12中，針對以開始造型物2之造型之時序，進行光量之修正及造型資料之修正之情形進行說明。另一方面，進行該等修正之時序不限於此。例如，控制部11亦可每次結束1層之曝光，進行上述修正。
或者，控制部11亦可基於每層之發光時序，算出修正所需要之時序，以該時序進行修正。或者，控制部11亦可基於過去之蓄積資料(例如，進行修正時之資料、與完成曝光之層對應之發光時序資料等)，算出修正所需要之時序，以該時序進行修正。
(光量修正) 繼而，針對修正各雷射元件51之光量時之處理具體說明。圖13及圖14係顯示修正各雷射元件51之光量時之處理之流程圖。另，此處之說明中，為方便起見，說明分別藉由1根較長之線感測器63構成第1光檢測部61及第2光檢測部62。
首先，控制部11控制光源移動機構14，使光源單元20移動至第1光檢測部61上(步驟201)。此時，控制部11以於Y軸方向，光源單元20之中心(光源單元20之發光區域78之位置)位於自第1光檢測部61之中心離開距離d1之位置之方式，使光源單元20移動。
另，將距離d1之初始值設為-20 μm。此處，針對距離d1之值，將Y軸方向上較第1光檢測部61之中心更靠樹脂槽5側設為正，將相反側設為負。
若控制部11使光源單元20移動，則繼而使1個多雷射晶片50所含之32個雷射元件51中第n號雷射元件51發光(步驟202)。另，n值之初始值為1。此處，發光模組30中，由於具備512個多雷射晶片50，故步驟202中，使512個之各個多雷射晶片50之第n號雷射元件51同時發光。
若控制部11使第n號雷射元件51發光，則藉由第1光檢測部61檢測雷射元件51之光量(步驟203)。繼而，控制部11判定是否使所有32個雷射元件51發光。(步驟204)。
應發光之雷射元件51仍剩餘之情形時(步驟204之否)，控制部11對n加上1(步驟205)，使下個雷射元件51發光(步驟202)。且，控制部11藉由第1光檢測部61檢測雷射元件51之光量(步驟203)。
圖15及圖16之左側係顯示光源單元20之中心位於自第1光檢測部61之中心離開距離d1之位置之狀態下，第n號雷射元件51發光時之情況之圖。又，圖15及圖16之右側係顯示藉由第1光檢測部61檢測之光量之一例。
使所有32個雷射元件51發光之情形時(步驟204之是)，控制部11對距離d1加上2 μm(步驟207)，判定其和是否超出20 μm(步驟208)。
和為20 μm以下之情形時(步驟208之否)，控制部11藉由光源移動機構14使光源單元20於Y軸方向移動2 μm，使光源單元20向自第1光檢測部61之中心距離d1之位置移動(步驟201)。其後，於該新的距離d1之位置，再次執行步驟202～步驟208之處理。
步驟208中距離d1超出20 μm之情形時(步驟208之是)，控制部11進入下個步驟209。步驟209中，控制部11基於藉由第1光檢測部61檢測之各雷射元件51之光量，產生第1光量分佈圖。
圖17及圖18係顯示第1光量分佈圖之圖。如該等圖所示，本實施形態中，將第1光量分佈圖設為X軸方向(雷射元件51之排列方向)及Y軸方向(光源單元20之掃描方向)之2軸方向之2維光量資料。
若產生第1光量分佈圖，則繼而控制部11控制光源移動機構14，使光源單元20移動至第2光檢測部62上(步驟210)。此時，控制部11以於Y軸方向，光源單元20之中心(光源單元20之發光區域78之位置)位於自第2光檢測部62之中心離開距離d2之位置之方式，使光源單元20移動。
若控制部11使光源單元20移動，則繼而使1個多雷射晶片50所含之32個雷射元件51中第n號雷射元件51發光(步驟211)。繼而，控制部11藉由第2光檢測部62檢測雷射元件51之光量(步驟212)。
繼而，控制部11判定是否使所有32個雷射元件51發光(步驟213)，若仍剩餘應發光之雷射元件51，則對n加上1(步驟214)，使下個雷射元件51發光(步驟210)。
使所有32個雷射元件51發光之情形時(步驟213之是)，控制部11對距離d1加上2 μm(步驟215)，判定其和是否超出20 μm(步驟216)。
和為20 μm以下之情形時(步驟216之否)，控制部11使光源單元20於Y軸方向移動2 μm，使光源單元20向離第1光檢測部61之中心距離d2之位置移動(步驟210)。
步驟216中，距離d1超過20 μm之情形時(步驟216之是)，控制部11基於藉由第2光檢測部62檢測出之各雷射元件51之光量，產生第2光量分佈圖(步驟217)。
若產生第2光量分佈圖，則繼而控制部11基於第1光量分佈圖，產生第1複數行光量分佈圖(步驟218)。
圖19及圖20係顯示第1複數行光量分佈圖之圖。第1複數行光量分佈圖之產生，首先，控制部11準備5個步驟S209中產生之1行量之第1光量分佈圖(參照圖17)之拷貝(行為X軸方向)。且，控制部11藉由將該5個拷貝於Y軸方向(光源單元20之掃描方向)每隔曝光間距(Y軸方向：20 μm)錯位配置，而產生第1複數行光量分佈圖。
另，本實施形態中，將第1複數行光量分佈圖之行之數量設為5，但對於該值可適當變更(後述之第2複數行光量分佈圖亦相同)。
繼而，控制部11判定於第1複數行光量分佈圖中，中央2行之區域(參照圖19)之光量是否滿足第1基準(步驟219)。中央2行區域之光量未滿足第1基準之情形時(步驟219之否)，控制部11以中央2行區域之光量可滿足第1基準之方式，修正各雷射元件51之光量(步驟220)。
此時，例如存在光量較少(未滿足第1基準)之雷射元件51之情形時，控制部11執行用以增多對應於該雷射元件51之光量之處理。又，例如存在光量較多(未滿足第1基準)之雷射元件51之情形時，控制部11執行用以減少對應於該雷射元件51之光量之處理。
若修正各雷射元件51之光量，則控制部11返回至步驟201，再次執行步驟201之後的處理。
於步驟219中，中央2行區域之光量滿足第1基準之情形時(步驟219之是)，控制部11基於第2光量分佈圖，產生第2複數行光量分佈圖(步驟221)。
此時，控制部11準備5個步驟217中產生之1行量之第2光量分佈圖之拷貝，使該5個拷貝於Y軸方向每隔曝光間距(20 μm)錯位配置，藉此產生第2複數行光量分佈圖。
繼而，控制部11判定於第2複數行光量分佈圖中，中央2行區域之光量是否滿足第2基準(步驟222)。中央2行區域之光量未滿足第2基準之情形時(步驟222之否)，控制部11以中央2行區域之光量可滿足第2基準之方式，修正各雷射元件51之光量(步驟223)。
此時，例如存在光量較少(未滿足第2基準)之雷射元件51之情形時，控制部11執行用以增多對應於該雷射元件51之光量之處理。又，例如存在光量較多(未滿足第2基準)之雷射元件51之情形時，控制部11執行用以減少對應於該雷射元件51之光量之處理。
若修正各雷射元件51之光量，則控制部11返回至步驟201，再次執行步驟201之後的處理。
步驟222中，中央2行區域之光量滿足第2基準之情形時(步驟222之是)，控制部11結束處理。
(造型資料修正) 繼而，針對修正造型資料時之處理進行說明。圖21係顯示修正造型資料時之處理之流程圖。
首先，控制部11基於判定為滿足第1基準之第1複數行光量分佈圖，及判定為滿足第2基準之第2複數行光量分佈圖，判定各雷射元件51之成像中心之位置(點中心)(步驟301)。
繼而，控制部11對照所判定之成像中心之位置，將造型資料之曝光圖案資料座標轉換(步驟302)。繼而，控制部11基於經座標轉換之曝光圖案資料，算出曝光時序資料。
圖22係用以說明修正造型資料時之處理之圖。
圖22之左圖係顯示10個雷射元件51(No.1～No.10)之成像中心之位置未偏移之情形之一例。若10個雷射元件51一面於掃描方向(Y軸方向)移動，一面以特定之發光時序發光，則進行如圖22之左圖所示之曝光圖案(塗黑之區域)之曝光。
即，10個雷射元件51之成像位置未偏移之情形時，可進行目標曝光圖案之正確曝光。另，以下，將圖22之左側所示之曝光圖案稱為基準曝光圖案。
圖22之中央圖係顯示10個雷射元件51(No.1～No.10)之成像中心之位置於X軸方向均等延伸之情形之一例。如此，各雷射元件51之成像中心偏移之情形時，以與左圖相同之發光時序使各雷射元件51發光。該情形時，曝光圖案於中央圖成為以虛線包圍之區域， 導致對於目標基準曝光圖案(左圖)偏移。該情形時，無法正確地形成造型物2。
因此，如此之情形時，控制部11於各雷射元件51之成像中心偏移之狀態下，藉由求得最接近基準曝光圖案之曝光圖案(塗黑之區域)，進行曝光圖案之座標轉換(參照步驟302)。且，控制部11基於經座標轉換之曝光圖案，求得各雷射元件51之發光時序(步驟303)。
圖22之右圖係顯示10個雷射元件51(No.1～No.10)之成像中心之位置於X軸方向延伸或收縮之情形之一例。該情形亦同樣地，若以與左圖相同之發光時序使各雷射元件51發光，則曝光圖案於右圖變為以虛線包圍之區域，導致對於目標基準曝光圖案(左圖)偏移。
因此，該情形亦同樣地，控制部11於各雷射元件51之成像中心偏移之狀態下，藉由求得最接近基準曝光圖案之曝光圖案(塗黑之區域)，進行曝光圖案之座標轉換(參照步驟302)。且，控制部11基於經座標轉換之曝光圖案，求得各雷射元件51之發光時序(步驟303)。
另，此處之說明中，針對成像中心於X軸方向(雷射元件51之排列方向)偏移之情形進行說明，本實施形態中，亦可對應於成像中心於Y軸方向(光源單元20之掃描方向)偏移之情形。此理由係光量分佈圖(複數行光量分佈圖)不僅對應於X軸方向，亦對應於Y軸方向，2維產生之故。
(使用2個光量分佈圖之理由) 繼而，針對雷射元件51之光量修正，及造型資料之修正，對於光源單元20使用深度方向之距離l不同之狀態下取得之2個光量分佈圖之理由進行說明。
圖23係用以說明雷射元件51之光量修正，及造型資料之修正中，對於光源單元20使用深度方向之距離l不同之狀態下取得之2個光量分佈圖之理由之圖。
圖23之左圖係顯示收斂性柱狀透鏡22為正常之情形之一例。圖23之右圖係顯示收斂性柱狀透鏡22之一部分柱狀透鏡22a傾斜之情形之一例。
如圖23所示，將自雷射元件51出射之光經由複數根柱狀透鏡22a聚光。因此，如圖23之左圖所示，若於深度方向自焦點位置偏移之位置上存在光硬化性樹脂1之表面(成像面)，則導致像不僅模糊，像亦分離。又，如圖23之右圖所示，即使在與焦點位置一致之位置存在光硬化性樹脂1之表面，若複數個透鏡中之一部分透鏡傾斜則像亦分離。
像之分離狀態之程度根據光硬化性樹脂1之表面位置相對於焦點位置之偏移量而變化。又，光造型裝置100之光硬化性樹脂1之曝光狀態不僅受到光硬化性樹脂1之表面之光量，亦受到較光硬化性樹脂1之表面更深位置之光量之影響。
因此，本實施形態中，製作深度方向之距離相對於光源單元20不同之狀態下取得之第1光量分佈圖(第1複數行光量分佈圖)及第2光量分佈圖(第2複數行光量分佈圖)之2個光量分佈圖。且，基於該2個光量分佈圖，進行雷射元件51之光量之修正，及造型資料之修正。
＜作用等＞ 如上說明，本實施形態中，發光模組30構成為分別具有沿X軸方向空出特定間隔(20 μm)配置之複數個(32個)雷射元件51之複數個(512個)多雷射元件50沿X軸方向排列。
藉此，本實施形態中，由於可增多發光模組30全體之雷射元件51之數量(例如50以上)，故即使寬度(X軸方向)較廣之造型物2亦可高速造型。
又，本實施形態中，多雷射晶片50具有第1雷射元件51a，其位於多雷射晶片50中X軸方向之最邊緣；及第2雷射元件51b，其位於X軸方向自邊緣開始第2號。且，對第1雷射元件51a供給電力之第1個別電極54a，及對第2雷射元件51b供給電力之第2個別電極54b係配置於多雷射晶片50之下表面，第1雷射元件51a及第2雷射元件51b間之區域。
藉由將個別電極54設為如此之排列，可將互相鄰接之2個多雷射晶片50中一多雷射晶片50之第1雷射元件51a，及另一多雷射晶片50之第1雷射元件51a間之間隔，設為與相同之多雷射晶片50上之雷射元件51間之間隔(20 μm：以下僅為雷射元件51間之間隔)相等(參照圖7、圖10)。
因此，本實施形態中，與互相鄰接之2個多雷射晶片50之第1雷射元件51a彼此之間隔與雷射元件51間之間隔不同之情形相比，可正確地形成造型物2。
尤其於本實施形態中，即使設為如雷射元件51間之間隔為100 μm以下之窄間隔，亦可使互相鄰接之2個多雷射晶片50之第1雷射元件51a彼此之間隔與雷射元件51間之間隔(20 μm)相等。
又，本實施形態中，對於對應於第1雷射元件51a及第2雷射元件51b以外之雷射元件51之個別電極54，亦設為與上述排列相同之排列。即，第1雷射元件51a及第2雷射元件51b以外之雷射元件51中，對互相鄰接之2個雷射元件51分別供給電力之2個個別電極54係配置於互相鄰接之2個雷射元件51間之區域。
藉此，例如如自1塊晶圓切下多雷射晶圓50構成之情形時，即使於任意部位切割晶圓，亦可形成相同之多雷射晶片50。
又，本實施形態中，發光模組30具有複數個(512個)子基座40，其分別搭載有1個多雷射晶片50，並沿X軸方向排列。又，發光模組30具有複數個(16個)驅動器IC31，其分別搭載有複數個(32個)子基座40，並沿X軸方向排列。
且，本實施形態中，將相同驅動器IC31上互相鄰接之2個多雷射晶片50中一多雷射晶片50之第1雷射元件51a，與另一多雷射晶片50之第1雷射元件51a之間隔，設為與雷射元件51間之間隔(20 μm)相等(參照圖7之左側)。
再者，本實施形態中，將配置於互相鄰接之2個驅動器IC31中一驅動器IC31之最邊緣之子基座40上之多雷射晶片50之第1雷射元件51a，及配置於另一驅動器IC31之最邊緣之子基座40上之多雷射晶片50之第1雷射元件51a之間隔，設為與雷射元件51間之間隔(20 μm)相等(參照圖7之右側)。
藉此，可將發光模組30之所有(16384個)雷射元件51之間隔設為等間隔。
又，本實施形態中，子基座40具有開關電路，其用以將自身所搭載之多雷射晶片50所具有之各雷射元件51個別切換並使之發光。
此處，如本實施形態，將多雷射晶片50之個別電極54之尺寸、間隔較小構成之情形時，有難以藉由探測器進行各雷射元件51之發光測試之問題。此處，本實施形態中，如上述般，將用以個別切換各雷射元件51並使之發光之開關電路搭載於子基座40。藉此，藉由以探測器通電控制子基座40之輸入用電極墊42，而可個別地測試雷射元件51之發光。
又，本實施形態中，驅動器IC31於內部具有驅動電路，其用以驅動自身所搭載之複數個子基座40上之多雷射晶片50所具有之各雷射元件51(發光元件)。藉此，可對各驅動器IC31分擔雷射元件51之發光之控制。
又，本實施形態中，以滿足P2≧0.5×P1之關係之方式，設定互相鄰接之雷射元件51間之間隔。如上述般，P1為與自各雷射元件51出射之各光分別對應之成像中心之光密度。另一方面，P2為互相鄰接之2點成像中心之中間位置之光密度。藉此，可於X軸方向，適當連接利用曝光之各點。
又，本實施形態中，將發光模組30(驅動器IC31)搭載於傳熱板25上。且，搭載於該傳熱板上之發光模組30配置於光源單元20之殼體21之內部，對該殼體21設置冷卻機構80。藉此，可適當冷卻發光模組30之熱。
另，本實施形態中，如上述般，由於雷射元件51之數量較多(16384個)，藉由發光模組30產生之熱量較大，故藉由如上述之冷卻機構80冷卻發光模組30之熱尤其有效。
又，本實施形態中，藉由光檢測部60檢測自光源單元20出射之光。且，控制部11基於藉由光檢測部60檢測之光，產生光量分佈圖，基於該光量分佈圖控制各雷射元件51之發光。
如此，藉由基於光量分佈圖，控制各雷射元件51之發光，而可正確地控制各雷射元件51之發光。
又，本實施形態中，基於光量分佈圖，修正各雷射元件51之光量。藉此，可將各雷射元件51之光量調整為適當之光量。
又，本實施形態中，基於光量分佈圖，修正各雷射元件51之發光時序。藉此，例如因伴隨發光模組30之溫度上昇之雷射元件51之位置偏移等原因，即使產生如各雷射元件51之成像中心之位置偏移之情形時，亦可正確地形成造型物2。
又，本實施形態中，製作光源單元20及光檢測部60間之距離l不同之狀態下取得之第1光量分佈圖及第2光量分佈圖之2個光量分佈圖。且，基於該2個光量分佈圖，進行雷射元件51之光量之修正，及發光時序之修正。
藉此，可基於基於各種深度位置之光量之複數個光量分佈圖，進行上述各修正。因此，可正確地進行上述各修正。
又，本實施形態中，產生表示光之2維光量分佈之2維光量分佈圖(複數行光量分佈圖)，作為光量分佈圖。且，基於該2維光量分佈圖，進行雷射元件51之光量之修正，及發光時序之修正。藉此，可進而正確地進行上述各修正。
再者，本實施形態中，將光源單元20與光硬化性樹脂1間之距離設為距離L，將光源單元20與光檢測部60間之距離設為距離l，將光源單元20相對於上述光硬化性樹脂1之曝光深度設為D時，以滿足L≦l≦L+D之條件之方式，配置光檢測部60。藉此，可將光檢測部60配置於用以測定光量之適當位置。
《第2實施形態》 繼而，針對本技術之第2實施形態進行說明。第2實施形態中，光源單元20之發光模組130之構成與上述第1實施形態不同。因此，以該點為中心進行說明。另，第2實施形態之後的說明中，對於具有與上述第1實施形態相同之構成及功能之構件，標註相同符號，省略或簡化說明。
圖24係顯示第2實施形態之發光模組130之立體圖。圖25係顯示發光模組130之一部分之放大立體圖。圖26係發光模組130之多雷射晶片50之仰視圖及自光之出射側觀察發光模組130之側視圖。
第2實施形態中，主要係多雷射晶片50非配置於子基座140之上側而配置於下側之點，以及不藉由引線接合而藉由覆晶安裝將子基座140安裝於驅動器IC131上之點，與第1實施形態不同。
如圖24～圖26所示，第2實施形態之發光模組130與第1實施形態同樣地，具有：複數個驅動器IC131；複數個子基座140，其等安裝於驅動器IC131上；及多雷射晶片50，其安裝於子基座140上。
子基座140於下表面側，具有複數個輸入用電極墊142(圖25)、複數個對準標記44(圖25)、及複數個接合墊41(圖26之下圖)。又，驅動器IC131於上表面側，具有複數個輸出用電極墊(未圖示)，其電性連接於子基座40之複數個輸入用電極墊142。
第2實施形態中，將子基座140之輸入用電極墊142之數量設為17個，將輸入用電極墊142之尺寸設為50 μm×50 μm。17個輸入用電極墊142例如3個為電源用，3個為第1GND用，1個為第2GND用，1個為切換脈衝輸入用，其他9個作為虛設使用。
多雷射晶片50配置為設有個別電極54之方為上側，設有共通電極52之方作為下側。第2實施形態中，由於多雷射晶片50係配置於子基座40之下側，故多雷射晶片50鄰接於傳熱板25。
第2實施形態中，如此，多雷射晶片50鄰接於傳熱板25，故可提高多雷射晶片50之冷卻性能。又，第2實施形態中，於多雷射晶片50與傳熱板25之間，例如介置有熱傳達率較高之接著劑9(圖26之下圖)。藉此，可進而提高多雷射晶片50之冷卻性能。
《各種變化例》 圖27係顯示光檢測部之其他例之圖。圖27所示之例中，將光檢測部160之數量設為1個，該光檢測部160藉由移動機構於上下方向移動。移動機構以使光源單元20與光檢測部160間之距離l不同之方式，使光檢測部160於上下方向移動。藉由如此之構成，光檢測部160亦可於上述距離l不同之狀態下檢測光。
另，亦可不藉由光檢測部160，而藉由移動機構使光源單元20於上下方向移動。又，亦可使光檢測部160及光源單元20之兩者於上下方向移動。
圖28係顯示光檢測部之進而其他例之圖。圖28所示之例中，攝像機161藉由移動機構於X軸方向(雷射元件51之排列方向)移動。將攝像機之例如像素數設為640×480，焦點位置之分解能設為4 μm。
另，以於上述距離l不同之狀態下，攝像機160可檢測光之方式，設置上述距離l不同之複數台(例如2台)攝像機161。又，亦可藉由移動機構使1台攝像機161於上下方向移動。又，可藉由移動機構，不使攝像機161而使光源單元20於上下方向移動，亦可藉由移動機構使攝像機161及光源單元20之兩者於上下方向移動。
再者，亦可以於上述距離l不同之狀態下，攝像機161可檢測光之方式，使攝像機161之攝像元件162之成像面相對於X軸方向(雷射元件51之排列方向)傾斜(該情形時，無需上下方向之移動機構)。圖29係顯示攝像機之攝像元件162之成像面相對於軸方向(雷射元件51之排列方向)傾斜時之情況之圖。
圖30係顯示光檢測部之進而其他例之圖。該光檢測部163包含第1攝像元件164，及第2攝像元件165。第1攝像元件164及第2攝像元件165以與光源單元20間之距離l不同之方式，配置於支持台166上不同高度之位置。
又，藉由移動機構，使第1攝像元件164及第2攝像元件165與支持台166一起，於X軸方向(雷射元件51之排列方向)移動。將第1攝像元件164及第2攝像元件165之例如像素數分別設為640×480，將焦點位置之分解能設為4 μm。
如此之構成中，光檢測部163亦可於上述距離l不同之狀態下檢測光。另，攝像元件之數量可為1個，亦可為3個以上。
又，亦可以於上述距離l不同之狀態下，攝像元件可檢測光之方式，藉由移動機構使1個攝像元件於上下方向移動。又，可藉由移動機構，不使攝像元件而使光源單元20於上下方向移動，亦可藉由移動機構使攝像元件及光源單元20之兩者於上下方向移動。
再者，以於上述距離l不同之狀態下，攝像元件可檢測光之方式，使攝像元件之成像面相對於X軸方向(雷射元件51之排列方向)傾斜(該情形時，無需上下方向之移動機構)。
以上之說明中，針對形成造型物2時，光源單元20相對於樹脂槽5相對移動之情形進行說明。另一方面，亦可於形成造型物2時，樹脂槽5相對於光源單元20相對移動。或者，亦可構成為光源單元20及樹脂槽5之兩者可移動。
以上之說明中，作為發光元件之一例，舉雷射元件51為例進行說明，但發光元件亦可為LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等其他發光元件。
以上之說明中，針對光量分佈圖為2維光量分佈圖之情形進行說明。另一方面，光量分佈圖亦可為X軸方向(雷射元件51之排列方向)之1維光量分佈圖(參照圖11之下圖)。
以上之說明中，針對使用上述距離l不同之2個光量分佈圖之情形進行說明。另一方面，光量分佈圖亦可為1個。或者，亦可使用上述距離l不同之3個以上之光量分佈圖。
以上之說明中，針對將發光模組30應用於光造型裝置100之情形進行說明。另一方面，本技術之發光模組30亦可應用於雷射印表機、雷射顯示器裝置、計測裝置等各種裝置。
以上說明之控制部11之處理亦可由網路上之伺服器裝置執行。
本技術亦可採取以下之構成。 (1)一種光造型裝置，其具備： 光源單元，其具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件； 光檢測部，其檢測自上述光源單元出射之上述光；及 控制部，其基於由上述光檢測部檢測出之光，產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖，基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。 (2)如上述(1)之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。 (3)如上述(1)或(2)之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。 (4)如上述(1)～(3)中任一項之光造型裝置，其中 將上述光源單元與上述光硬化性樹脂間之距離設為距離L，將上述光源單元與上述光檢測部間之距離設為距離l，將上述光源單元相對於上述光硬化性樹脂之曝光深度設為D時，滿足L≦l≦L+D之條件。 (5)如上述(1)～(4)中任一項之光造型裝置，其中 上述光檢測部於上述光源單元與上述光檢測部間之距離l不同之狀態下，可檢測上述光。 (6)如上述(5)之光造型裝置，其中 上述控制部基於在上述距離l不同之狀態下分別檢測到之光，產生第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。 (7)如上述(6)之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。 (8)如上述(6)或(7)之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。 (9)如上述(5)之光造型裝置，其中 上述光檢測部具有上述距離l各不相同之第1光檢測部及第2光檢測部。 (10)如上述(5)之光造型裝置，其 進而具備移動機構，該移動機構以使上述距離l不同之方式，使上述光源單元及上述光檢測部中之至少一者移動。 (11)如上述(1)～(10)中任一項之光造型裝置，其中 上述控制部產生表示上述光之2維光量分佈之2維光量分佈圖作為上述光量分佈圖，並基於上述2維光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。 (12)如上述(11)之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述2維光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。 (13)如上述(11)或(12)之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述2維光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。 (14)一種發光控制方法， 其檢測自具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件之光源單元出射之上述光， 產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖， 基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。 (15)一種程式，其使電腦執行以下步驟： 檢測自具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件之光源單元出射之上述光； 產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖； 基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
1‧‧‧光硬化性樹脂
2‧‧‧造型物
5‧‧‧樹脂槽
6‧‧‧載台
7‧‧‧刮刀
9‧‧‧接著劑
11‧‧‧控制部
12‧‧‧載台昇降機構
13‧‧‧光源單元
14‧‧‧光源移動機構
15‧‧‧循環泵
17‧‧‧記憶部
20‧‧‧光源單元
21‧‧‧殼體
22‧‧‧收斂性柱狀透鏡
22a‧‧‧柱狀透鏡
23‧‧‧連接器
24‧‧‧玻璃環氧基板
26‧‧‧第1基體
26a‧‧‧槽部
27‧‧‧第2基體
27a‧‧‧槽部
30‧‧‧發光模組
31‧‧‧驅動器IC
32‧‧‧輸入用電極墊
33‧‧‧輸出用電極墊
40‧‧‧子基座
41‧‧‧接合墊
42‧‧‧輸入用電極墊
43‧‧‧共通電極用墊
44‧‧‧對準標記
50‧‧‧多雷射晶片
51‧‧‧雷射元件
51a‧‧‧第1雷射元件
51b‧‧‧第2雷射元件
52‧‧‧共通電極
53‧‧‧對準標記
54‧‧‧個別電極
54'‧‧‧個別電極
54a‧‧‧第1個別電極
54b‧‧‧第2個別電極
55‧‧‧電極本體
55a‧‧‧被覆部
56‧‧‧鍍敷部
60‧‧‧光檢測部
61‧‧‧第1光檢測部
62‧‧‧第2光檢測部
63‧‧‧線感測器
64‧‧‧支持台
70‧‧‧隆脊部
71‧‧‧基板
72‧‧‧半導體層
73‧‧‧第1被覆層
74‧‧‧活化層
75‧‧‧第2被覆層
76‧‧‧接觸層
77‧‧‧絕緣層
78‧‧‧發光區域
80‧‧‧冷卻機構
81‧‧‧殼體
82‧‧‧管
83‧‧‧O形環
100‧‧‧光造型裝置
130‧‧‧發光模組
131‧‧‧驅動器IC
140‧‧‧子基座
142‧‧‧輸入用電極墊
160‧‧‧光檢測部
161‧‧‧攝像機
162‧‧‧攝像元件
163‧‧‧光檢測部
164‧‧‧第1攝像元件
165‧‧‧第2攝像元件
166‧‧‧支持台
d1‧‧‧距離
L‧‧‧距離
l1‧‧‧距離
l2‧‧‧距離
ST101～ST108‧‧‧步驟
ST201～ST217‧‧‧步驟
ST218～ST223‧‧‧步驟
ST301～ST303‧‧‧步驟
圖1係顯示本技術之第1實施形態之光造型裝置之側視圖。 圖2係顯示光造型裝置之電性方塊圖。 圖3係顯示光檢測部之立體圖。 圖4係顯示光源單元之分解立體圖。 圖5係顯示光源單元之發光模組之立體圖。 圖6係顯示發光模組之一部分之放大立體圖。 圖7係發光模組之多雷射晶片之仰視圖及自光之出射側觀察發光模組之側視圖。 圖8係自下側觀察多雷射晶片之雷射元件之放大立體圖。 圖9係顯示比較例之個別電極之圖。 圖10係顯示針對個別電極之排列之其他例之圖。 圖11係用以說明如何設定雷射元件間之間隔之圖。 圖12係顯示控制部之處理之流程圖。 圖13係顯示修正各雷射元件之光量時之處理之流程圖。 圖14係顯示修正各雷射元件之光量時之處理之流程圖。 圖15係顯示光源單元之中心位於自第1光檢測部之中心離開距離d1之位置之狀態下，第n號雷射元件51發光時之情況之圖。 圖16係顯示光源單元之中心位於自第1光檢測部之中心離開距離d1之位置之狀態下，第n號雷射元件51發光時之情況之圖。 圖17係顯示第1光量分佈圖之圖。 圖18係顯示第1光量分佈圖之圖。 圖19係顯示第1複數行光量分佈圖之圖。 圖20係顯示第1複數行光量分佈圖之圖。 圖21係顯示修正造型資料時之處理之流程圖。 圖22係用以說明修正造型資料時之處理之圖。 圖23係用以說明使用2個光量分佈圖之理由之圖。 圖24係顯示第2實施形態之發光模組之立體圖。 圖25係顯示發光模組之一部分之放大立體圖。 圖26係發光模組之多雷射晶片之仰視圖及自光之出射側觀察發光模組之側視圖。 圖27係顯示光檢測部之其他例之圖。 圖28係顯示光檢測部之進而其他例之圖。 圖29係顯示攝像機之攝像元件之成像面相對於X軸方向傾斜時之情況之圖。 圖30係顯示光檢測部之進而其他例之圖。

Claims (15)

  1. 一種光造型裝置，其具備： 光源單元，其具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件； 光檢測部，其檢測自上述光源單元出射之上述光；及 控制部，其基於由上述光檢測部檢測出之光，產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖，基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
  2. 如請求項1之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。
  3. 如請求項1之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。
  4. 如請求項1之光造型裝置，其中 將上述光源單元與上述光硬化性樹脂間之距離設為距離L，將上述光源單元與上述光檢測部間之距離設為距離l，將上述光源單元相對於上述光硬化性樹脂之曝光深度設為D時，滿足L≦l≦L+D之條件。
  5. 如請求項1之光造型裝置，其中 上述光檢測部於上述光源單元與上述光檢測部間之距離l不同之狀態下，可檢測上述光。
  6. 如請求項5之光造型裝置，其中 上述控制部基於在上述距離l不同之狀態下分別檢測到之光，產生第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
  7. 如請求項6之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。
  8. 如請求項6之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述第1光量分佈圖及第2光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。
  9. 如請求項5之光造型裝置，其中 上述光檢測部具有上述距離l各不相同之第1光檢測部及第2光檢測部。
  10. 如請求項5之光造型裝置，其進而具備移動機構，該移動機構以使上述距離l不同之方式，使上述光源單元及上述光檢測部中之至少一者移動。
  11. 如請求項1之光造型裝置，其中 上述控制部產生表示上述光之2維光量分佈之2維光量分佈圖作為上述光量分佈圖，並基於上述2維光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
  12. 如請求項11之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述2維光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之光量。
  13. 如請求項11之光造型裝置，其中 上述控制部基於上述2維光量分佈圖，修正上述複數個發光元件各者之發光時序。
  14. 一種發光控制方法， 其檢測自具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件之光源單元出射之上述光， 產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖， 基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
  15. 一種程式，其使電腦執行以下步驟： 檢測自具有出射用以使光硬化性樹脂硬化之光之複數個發光元件之光源單元出射之上述光； 產生表示上述光之光量分佈之光量分佈圖； 基於上述光量分佈圖，控制上述複數個發光元件之發光。
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