(57)【要約】【解決手段】本発明は、積層造形によって対象物を製造する装置に関する。この装置は、電磁放射への露出により凝固可能な材料の槽を受けるプロセスチェンバと、対象物を材料の槽の表面レベルに関連付けて位置付ける支持具と、電磁放射を用いて、材料の選択した層部分を表面レベルで凝固させる凝固デバイスと、凝固デバイスの電磁放射の光路に与えられて、凝固デバイスによって放射された電磁放射のフォーカスを表面レベル上で制御するように構成されたフォーカスユニットを備えた光制御デバイスとを備える。光制御デバイスは、電磁放射のフォーカス精度の測定値を検知するように構成されたセンサ部品と、電磁放射の光路に与えられて、光路の光軸に沿った方向に運動可能であるように構成されたフォーカス補正レンズ部品と、フォーカス補正制御ユニットとを備える。フォーカス補正制御ユニットは、センサ部品とフォーカス補正レンズ部品とに接続され、センサ部品によって得られた信号に対応してフォーカス補正レンズ部品を動かすように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形によって対象物（２）を製造する装置（１）であって、
−電磁放射への露出により凝固可能な材料の槽（４）受けるプロセスチェンバ（３）と、
−前記対象物を前記材料の槽の表面レベル（Ｌ）に関連付けて位置付ける支持具（５）と、
−電磁放射を用いて、前記材料の選択した層部分を前記表面レベル（Ｌ）で凝固させる凝固デバイス（７）と、
−前記凝固デバイス（７）の電磁放射の光路に与えられて、前記凝固デバイス（７）によって放射された電磁放射のフォーカスを前記表面レベル上で制御するように構成されたフォーカスユニット（７６）を備えた光制御デバイス（１７６）と
を備え、
前記光制御デバイス（１７６）は、
−前記電磁放射のフォーカス精度の測定値を検知するように構成されたセンサ部品（９５）と、
−前記電磁放射の光路に与えられて、前記光路の光軸に沿った方向に運動可能であるように構成されたフォーカス補正レンズ部品（９３）と、
−フォーカス補正制御ユニット（９７）と
を備え、
前記フォーカス補正制御ユニット（９７）は、前記センサ部品（９５）と前記フォーカス補正レンズ部品（９３）とに接続され、前記センサ部品（９５）によって得られた信号に対応して前記フォーカス補正レンズ部品（９３）を動かすように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光制御デバイス（１７６）は、前記電磁放射の光路に与えられて、透過光ビームと反射光ビームとを与えるように構成されたビームスプリッタ部品（６１）を備え、
前記センサ部品（９５）は、前記ビームスプリッタ部品（６１）の下流に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサ部品（９５）は、前記透過光ビームを受信するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ビームスプリッタ部品（６１）は、平坦な表面を持つビームスプリッタであることを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記フォーカス補正レンズ部品（９３）は、前記ビームスプリッタ部品（６１）の下流に配置されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記フォーカス補正レンズ部品（９３）は、前記反射光ビームの光路に配置されることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記フォーカス補正レンズ部品（９３）は、前記ビームスプリッタ部品（６１）と前記フォーカスユニット（７６）との間に配置されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記フォーカス補正制御ユニット（９７）は、
前記装置（１）のシステム情報（９９）および／またはシステムデータ（９９）を受信するように構成され、
前記装置（１）のシステム情報（９９）および／またはシステムデータ（９９）に対応して、前記フォーカス補正レンズ部品（９３）を動かすように構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記フォーカス補正制御ユニット（９７）は、正レンズまたは負レンズを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記光制御デバイス（１７６）は、前記センサ部品（９５）の上流に配置された正レンズ部品（９２）を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
電磁放射のフォーカスを、電磁放射への露出により凝固可能な材料（２）の槽（４）の表面レベル（Ｌ）上で補正する方法であって、
−電磁放射のビーム（７０、７１、７２、７３）を与えるステップと、
−前記電磁放射のビームを、前記電磁放射の光路に与えられたフォーカスユニット（１７６）を用いて前記材料の槽の表面レベル（Ｌ）上でフォーカスするステップと、
−前記電磁放射のフォーカス精度の測定値を検知するステップと、
−フォーカスを補正するために、検知された前記電磁放射のフォーカス精度の測定値に対応して、フォーカス補正レンズ部品（９３）を動かすステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載の装置（１）を使用するステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形を用いて対象物を製造する装置に関し、この装置は、電磁放射への露出によって凝固可能な材料の槽を受けるプロセスチェンバと、対象物を材料の槽の表面レベルに関連付けて位置付ける支持具と、電磁放射を用いて材料の層を表面レベルで凝固させる凝固デバイスとを備える。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄプリンティングまたは積層造形とは、３次元対象物をプリントするための任意の様々な処理のことをいう。射出成形などの従来技術は、例えば大量のポリマー製品を廉価に製造することができる。しかしながら３次元対象物を比較的少量生産する場合は、３Ｄプリンティングまたは積層造形を用いることにより、より高速、柔軟、安価で製造することができる。
【０００３】
積層造形は、将来さらに重要となると考えられる。なぜなら製造会社は、一定の高品質を保ちながら製品製造の経済化を実現することのみならず、製品開発の分野における時間とコストの節約に関しても、一層強い圧力を競争相手から受けるからである。製品の寿命は常に短縮化されている。製品の成功には、品質とコストに加えて、市場導入のタイミングがますます重要になってきている。
【０００４】
３Ｄ対象物を製造する目的で粉末又は液体の材料を選択的に凝固するために向き付けられたエネルギービームを用いて、３次元対象物を製造することができる。特に、所望のデザインを層ごとに形成するためにコンピュータ制御された積層造形装置を用いて、複数の層を連続的に凝固することができる。主にコンピュータ制御の下で積層処理が使われ、材料の連続層が積層される。これらの対象物は、３Ｄモデルその他の電子データのソースから製造され、ほぼ任意の形または形状にすることができる。
【０００５】
３次元対象物をプリントするためには、コンピュータデザインパッケージや３Ｄスキャナーなどにより、プリント可能なモデルを作成する必要がある。通常入力は、ＳＴＬファイル、ＳＴＥＰファイルまたはＩＧＳファイルなどの３Ｄ−ＣＡＤファイルである。ＣＡＤファイルから対象物をプリントする前に、ファイルはソフトウェアで処理される必要がある。このソフトウェアは、モデルを一連の薄い層に変換する。さらにこれらの連続層の各々の作成を制御するための装置の設定とベクトルが生成される。
【０００６】
連続断面から３Ｄ対象物を形成することを目的に、液体状、粉末状またはシート状の材料の連続層を積層するために、コンピュータ制御の積層造形装置に備えられるレーザが、これらの装置の設定とベクトルに続く。最終的な３Ｄ対象物を製造するために、このプロセス中、ＣＡＤモデルからの仮想的な断面に相当するこれらの層が同時に結合または融合される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
３次元対象物、特に積層造形を用いて金属対象物を製造するときの課題の１つは、層の選択部分をいかに正確かつ効率的に凝固するかにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために本発明は、積層造形によって対象物を製造する装置を与える。この装置は、電磁放射への露出により凝固可能な材料の槽受けるプロセスチェンバと、対象物を材料の槽の表面レベルに関連付けて位置付ける支持具と、電磁放射を用いて、材料の選択した層部分を表面レベルで凝固させる凝固デバイスとを備える。
【０００９】
この装置は、光制御デバイスをさらに備える。光制御デバイスは、凝固デバイスの電磁放射の光路に与えられるフォーカスユニットを備える。フォーカスユニットは、凝固デバイスによって放射された電磁放射のフォーカスを表面レベル上で制御するように構成される。このフォーカス部品は、レンズ部品またはレンズを備え、電磁放射のフォーカスをフォーカス面（すなわち、材料の槽の表面レベル）上で制御するように構成されてもよい。
【００１０】
本発明に係る光制御デバイスは、電磁放射のフォーカス精度の測定値を検知するように構成されたセンサ部品を備える。このセンサ部品は、好ましくはインラインフォーカスセンサである。すなわちこの場合、センサ部品は電磁放射と接触するように構成される。
【００１１】
さらにフォーカス補正レンズ部品が、電磁放射の光路に与えられる。フォーカス補正レンズ部品は、好ましくは個別の部品である。すなわちこの場合、フォーカス補正レンズ部品はフォーカスユニットから離れた位置に、特にフォーカスユニットの上流または下流に配置される。フォーカス補正レンズ部品は、光路の光軸に沿った方向に運動可能であるように構成される。この運動可能なフォーカス補正レンズ部品を用いて、電磁放射のフォーカス全体をフォーカス面上で変えるまたは調整することができる。フォーカス補正レンズ部品は単一のレンズ部品であってもよいし、より複雑な対物レンズの一部であってもよい。
【００１２】
本発明に係る装置は、フォーカス補正制御ユニットをさらに備える。このフォーカス補正制御ユニットは、センサ部品とフォーカス補正レンズ部品とに接続され、センサ部品によって得られた信号に対応してフォーカス補正レンズ部品を動かすように構成される。
【００１３】
本発明に係る装置によれば、光学部品の熱力学的または熱光学的振る舞いに起因するフォーカスドリフトを受動的な補償を簡単かつ効果的に実現することができる。レーザ光の吸収による光学部品の温度上昇が、フォーカス特性の変化の原因となる可能性があることが分かった。特に熱拡散と温度に依存する屈折率の変化は、その主要因である。こうしたフォーカスドリフトによるフォーカスの変化は、製品品質のばらつきの原因となる。フォーカス補正制御ユニットに組み合わされたインラインセンサ部品とフォーカス補正レンズ部品とにより、こうしたフォーカス特性の変化を補正することができる。これにより、より高精度かつ再生可能な凝固パーツを製造することができる。このようにして本発明の目的が達成される。
【００１４】
さらに有用な実施の形態を以下で説明する。
【００１５】
ある実施の形態では、光制御デバイスは、ビームスプリッタ部品を備える。このビームスプリッタ部品は、電磁放射の光路に与えられる。このビームスプリッタ部品は、透過光ビームと反射光ビームとを与えるように構成される。このときセンサ部品は、ビームスプリッタ部品の下流に配置される。これにより、電磁放射自身のビームに関するフォーカス精度を測定することができる。従って、光学部品の熱的振る舞いの影響、特に伝播光路上に配置されたビームスプリッタ部品の上流の影響を検知することができる。測定が行われてよく、センサ部品によって変化が測定されたときはフォーカスが補正されてよい。
【００１６】
ある実施の形態では、センサ部品は、透過光ビームを受信するように構成される。この場合反射光は、槽の表面レベル上で材料の一部を凝固するための電磁放射として使われる。
【００１７】
ある効果的な実施の形態では、ビームスプリッタ部品は、部分透過性のまたは２色表面コーティングされた平坦な表面を持つビームスプリッタである。これは、反射光ビームおよび透過光ビームを得るための効率的かつ高精度な方法である。
【００１８】
ある実施の形態では、フォーカス補正レンズ部品は、センサユニットの上流に配置される。これにより、直接的なフィードバックが可能となる。すなわちセンサ部品によって測定された変化は、フォーカス補正レンズ部品を調整するために使われる。結果として生じたフォーカスの変化は、センサ部品によって再び測定される。
【００１９】
ある実施の形態では、フォーカス補正レンズ部品は、ビームスプリッタ部品の下流に配置される。これにより、非常にコンパクトな構成が可能となる。しかしこれはまた、フォーカス補正レンズ部品が動いた結果生じるフォーカスの変化に関し、いかなるフィードバックもほとんど得られないことを意味する。しかしながらこの実施の形態では、センサ部品で測定されたいかなる変化または偏差も、ビームスプリッタの上流にある光学部品の熱的振る舞いによるものであり、例えばフォーカス補正レンズ部品の精度不足によるものでないことを確かめることができる。従ってこの実施の形態は、装置の熱的状況に関して、より信頼性の高い情報を与えることができる。
【００２０】
ある実施の形態では、フォーカス補正レンズ部品は、反射光ビームの光路に配置される。特にフォーカス補正レンズ部品は、ビームスプリッタ部品とフォーカスユニットとの間に配置される。言い換えればフォーカス補正レンズ部品は、ビームスプリッタ部品の下流かつフォーカスユニットの上流に配置される。
【００２１】
装置の精度をさらに改善するために、フォーカス補正制御ユニットは、装置のシステム情報および／またはシステムデータを受信するように構成されてもよい。この装置のシステム情報および／またはシステムデータは、１つ以上の装置またはパーツ（例えば凝固デバイスおよび／またはそのビルドチェンバーやパーツ）の１つ以上のパラメータを備えてもよい。こうした１つ以上のパラメータは例えば、幾何学的情報、温度、パワー消費、稼働時間および／またはアイドル時間を備えてもよい。その他のパラメータが使われてもよい。この実施の形態では、フォーカス補正制御ユニットは、装置のシステム情報および／またはシステムデータに対応して、フォーカス補正レンズ部品を動かすように構成される。
【００２２】
ある実施の形態では、フォーカス補正制御ユニットは、正レンズまたは負レンズ（特に、単一の正レンズまたは負レンズ）を備える。これにより、全体の構成が比較的コンパクトになる。
【００２３】
ある実施の形態では、光制御デバイスは、センサ部品の上流に配置された正レンズ部品を備える。レンズ部品は、電磁放射（反射または伝搬に起因するものだが、好ましくは伝搬に起因するもの）をセンサ部品上にフォーカスするように構成される。レンズ部品は、標準的な状態では、電磁放射がセンサ部品上に実質的に完全にフォーカスするように構成される。特にこのレンズ部品は、固定的な（すなわち動かない）レンズ部品である。
【００２４】
ある態様では本発明は、電磁放射のフォーカスを、電磁放射への露出により凝固可能な材料の槽の表面レベルで補正する方法を与える。この方法は、
−電磁放射のビームを与えるステップと、
−電磁放射のビームを、電磁放射の光路に与えられたフォーカスユニットを用いて材料の槽の表面レベル上でフォーカスするステップと、
−電磁放射のフォーカス精度の測定値を検知するステップと、
−フォーカスを補正するために、検知された電磁放射のフォーカス精度の測定値に対応して、フォーカス補正レンズ部品を動かすステップと
を備える。
【００２５】
この方法は、本発明に係る装置（特に上述の装置）を使用するステップを備えてよい。
【００２６】
この方法により、装置における光学部品の熱的振る舞いに起因するフォーカスドリフトを能動的に補償することができる。この方法のさらなる利点は、装置に関連する上記の記載で説明した。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
次に以下の添付図面を用いて、本発明を説明する。
【図１】本発明に係る、積層造形を用いて対象物を製造するように構成された装置の模式図である。
【図２】凝固デバイスによって放射され、回転可能な偏向ユニットを通って材料の槽に到達する電磁放射の模式図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光制御デバイスの模式図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光制御デバイスの模式図である。
【図５】図４のセットアップに対する代替的な実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１に、積層造形を用いて対象物２を製造する装置１の概観を示す。装置１は、いくつかのフレーム部品１１、１２、１３から形成される。この装置は、凝固可能な材料４の槽を受けるプロセスチェンバ３を備える。フレーム部品１１内には、シャフトが形成される。ここで、対象物２を材料４の槽の表面レベルＬに関連付けて位置付けるための支持具５が与えられる。支持具５は、シャフト内に動作可能に与えられる。これにより、ある層が凝固された後、支持具５が下げられ、さらなる材料の層が、すでに形成された対象物２の頂部で凝固されることができる。装置１の頂部１３に、材料の選択された部分を凝固させるための凝固デバイス７が与えられる。図示された実施形態では、凝固デバイス７はレーザデバイスである。このレーザデバイスは、支持具に与えられた粉末材料を溶解させる目的で、レーザ光７１の形で電磁放射を生成するように構成される。しかしながら本発明は、凝固装置のタイプに限定されない。図示されるように、レーザデバイス７から照射される電磁放射７１は、偏向ユニット７４を用いて偏向される。この偏向ユニット７４は、照射された放射７１を、材料４の層の表面Ｌに向けて導くために、回転可能な光学部品７５（例えば１つ以上のガルバノミラー）を使用する。放射は、偏向ユニット７４の位置に応じて、例えば光線７２、７３に沿って放射されてよい。本装置は、凝固デバイス７の電磁放射の光路に与えられるフォーカスユニットを備えた、光制御デバイス１７６を備える。このフォーカスユニットは、凝固デバイスによって放射された電磁放射のフォーカスが表面レベルに上に合うよう、当該フォーカスを制御するように構成される。このフォーカスユニットは、少なくとも１つのフォーカス部品７６（図２参照）を有する。このフォーカス部品７６は、放射のフォーカスを調整する（例えば、光線７２によってカバーされる距離が光線７３に比べて長くなるように）ために使われてよい。
【００２９】
装置１は、材料４の槽の表面にレベル付けるために、槽の表面Ｌに沿ってずらすことのできるリコート装置（図示せず）をさらに備えてもよい。このようなリコート装置自体は、当業者に既知である。本発明に係る方法では、フォーカス調整は、槽の表面Ｌ上に正確にフォーカスを合わせることを目的とする。なぜなら、凝固デバイスが凝固材料に対して正確にフォーカスを合わせる必要があるのは、表面レベルだからである。
【００３０】
装置１は、センサユニット８１を備えた調整システム８を備えてもよい。センサユニット８１は、材料４の層の表面レベルＬに導かれるか、または（材料４がないときは）支持具５に導かれる。調整システム８は、ライン８２を用いて装置１に接続される。これにより調整システム８は、以下で説明するように、凝固デバイスを制御することができる。調整システム８は、装置１の固定部品であってもよいし、多かれ少なかれ、調整が必要なときに装置１に接続されるモジュラー部品であってもよい。センサユニット８１は、材料の層の表面レベルＬの画像、支持具（調整ボディなど）上に存在するその他の任意の材料の画像、あるいは支持具５自身の画像を生成するための、画像化センサを備えてもよい。この画像化センサはまた、当該画像化センサの光路が、凝固デバイスの光路と一致する（あるいは一般に両者が等しい）ように、あるいは支持具５自身の光路と一致するように構成されてもよい。これは同軸画像化センサと呼ばれる。
【００３１】
図２は、レーザビーム７１、回転可能な光学部品７５および材料４の層の表面Ｌに導かれた放射の詳細を模式的に示す。ここで光線７３と７２は、回転可能な光学部品７５の異なる角度位置に関する放射を示す。回転可能な光学部品７５が使われることにより、一般的な曲面状の焦点面７９が得られる。ビルドプレート５１（および材料４の層Ｌ）は平面である。従って与えられた位置ｘｓに関し、ｚ方向のフォーカスオフセットδｚが存在する。従って、凝固デバイス７、偏向ユニット７４および支持具５上のビルドプレート５１の幾何学的セットアップは、一般的なフォーカスオフセットを持つ。このフォーカスオフセットは、いわゆる一般フォーカス設定によって補償される。すなわち一般フォーカス設定は、与えられたｘ位置に基づいてフォーカスを調整する。一般フォーカス設定は、ルックアップテーブルに組み入れられてもよく、材料の層上の位置に応じたフォーカス偏向のための装置で利用されてもよい。この一般フォーカス設定は、任意の与えられた位置に関する「ゼロ設定」と呼ばれる。ビルドプレート上での位置が異なれば、この「ゼロ設定」の実際のフォーカスも異なることは当業者には明らかだろう。これは幾何学的セットアップの結果である。
【００３２】
例えばレーザ光の吸収による光学部品７６の温度上昇に起因して、フォーカスの特性は変わり得る。特に熱拡散と温度に依存する屈折率の変化は、その主要因である。こうしたフォーカスドリフトによるフォーカスの変化は、製品品質のばらつきの原因となる。フォーカスを改善するために、特に温度変化に起因するいわゆるフォーカスドリフトを補償するために、本発明に係るフォーカス補正レンズおよびフォーカス補正制御ユニットが与えられてよい。その可能な実施の形態を図３および図４に示す。
【００３３】
図３に、本発明に係るフォーカスドリフト制御デバイス９の第１の実施の形態を示す。図３は、凝固デバイス７と、材料の槽の表面レベルＬに向けた電磁放射の放射ビーム７０、７１、７３とを示す。フォーカスユニット１７６は、フォーカスの補正を確実なものとするために使われる。フォーカスユニット１７６は、コリメートレンズ９１と、フォーカス対象レンズ７６とを備える。さらに、偏向ユニット７４は、２つの回転可能な光学部品７５ａ、７５ｂを備える。これらの光学部品７５ａ、７５ｂは、ビームを所望のｘｙ位置に導くために使われる。
【００３４】
図３に、フォーカスドリフト制御デバイス９が与えられた様子が見られる。このデバイス９は、電磁放射のフォーカス精度の測定値を検知するように構成されたセンサ部品９５と、電磁放射の光路に与えられ、（ハウジング６３内で）少なくとも当該光路の光学軸に沿った方向に可動であるように構成されたフォーカス補正レンズ部品９３と、フォーカス補正制御ユニット９７とを備える。フォーカス補正制御ユニット９７は、ライン９６を介して前述のセンサ部品９５に接続され、ライン６４を介して前述のフォーカス補正レンズ部品９３に接続される。フォーカス補正制御ユニット９７は、前述のセンサ部品９５によって得られた信号に対応して、前述のフォーカス補正レンズ部品９３を動かすように構成される。図３に見られるように、レンズ部品６３は、ハウジング６３内で運動可能に保持される。これによりレンズ部品は、表面Ｌへのビーム７３のフォーカスを変えるために、左および／または右に動くことができる。センサ部品９５は、受信したビームの強度を測定するように構成されてもよい。フォーカス補正レンズ部品９３は、単一の正レンズまたは負レンズを備えてもよい。
【００３５】
図３に示される実施の形態では、電磁放射６０の光路にビームスプリッタ部品６１が与えられる。ビームスプリッタ部品６１は、透過光ビーム（図３では上に向かう）と反射光ビーム（図３では右に向かう）とを与えるように構成される。センサ部品９５は、ビームスプリッタ部品６１の下流に配置され、前述の透過光ビームを受信するように構成される。ある実施の形態では、このビームスプリッタは平坦な表面を持つビームスプリッタであってもよい。フォーカス補正レンズ部品９３は、ビームスプリッタ部品６１の下流であって、反射光ビームの光路に配置される。図３に示される実施の形態は、非常にコンパクトなものとすることができる。なぜなら、フォーカス補正レンズ９３は、ビームスプリッタ部品６１とフォーカスユニット７６との間に配置されるからである。
【００３６】
さらにフォーカス補正制御ユニット９７は、装置１のシステム情報９９および／またはシステムデータ９９を受信するように構成される。そしてフォーカス補正制御ユニット９７は、装置１のシステム情報９９および／またはシステムデータ９９に対応して、フォーカス補正レンズ９３を動かすように構成される。このシステム情報は、例えば装置の温度情報であってもよく、操作パラメータを含んでもよい。
【００３７】
図４に、図３に示されるデバイス９の代替的な実施の形態を示す。ここではセンサ部品９５の配置に関し、いくつかの変形がなされている。簡単のため、主要な相違点に焦点を当てる。同一または類似の部品には同じ符号を付す。図４では、ビームスプリッタ部品６１ｂが、光路のより下流に与えられることが見られる。ビームスプリッタ部品６１ｂは、偏向ユニット７４の下流に与えられる。これにより、偏向ユニット７４、光学部品７６およびその他のすべての上流側の部品に影響を与える温度変化が、センサ部品９５によって検知される。これにより、これらの影響が補償される。図４では、凝固デバイスからのビームを偏向するためにミラー６１ａが使われる。しかしいうまでもなく、ミラー６１ａは完全に割愛されてもよく、凝固デバイス７とコリメートレンズ９１が一直線上に配置されてもよい。
【００３８】
フォーカス補正レンズ９３は、依然として光学部品７６の上流に与えられる。しかし、センサ部品９５はフォーカス補正レンズ９３の下流に与えられるので、正のフィードバック制御ループが可能となる。これは図３のセットアップで実現するのは難しい。いうまでもなく、センサ部品９５はビーム光路の異なる部分に配置され、フォーカス補正レンズ部品９３はビーム光路の別の部分に配置されることが理解される。さらに（または代替的に）、調整システム８（図１参照）のセンサユニット８１は電磁放射のフォーカス精度の測定値を検知するために使われることが理解される。このようなセンサ８１は、カメラのような画像化ユニットであってもよい。
【００３９】
図５に、図４のセットアップの代替的な実施の形態を示す。ここではセンサ部品は、表面レベルＬの下流に配置される。その結果表面レベルＬ上の光は、ビームスプリッタ部品６１ｂに向けて後方に反射され、その後センサ部品９５に到達する。これにより、正のフィードバック制御ループが可能となる。これにより、表面レベルＬでのフォーカスを正確に制御することができる。
【００４０】
図面を用いて説明した上述のデバイスおよび装置により、以下のようにフォーカス補正を行うことができる。最初に電磁放射のビーム７０、７１、７３が与えられる。これらのビームは、電磁放射の光路に与えられたフォーカスユニット７６を用いて、材料４の槽の表面レベルＬ上にフォーカスされる。次に、センサ部品９５を用いて、電磁放射のフォーカス精度の測定値が検知される。フォーカスを補正するために、検知された電磁放射のフォーカス精度の測定値に対応して、フォーカス補正レンズ９３が動かされる。これによりビームのフォーカスが改善される。方法の発明は、上述の装置を使ってよい。
【図１】
2021504198.tif 000003
【図２】
2021504198.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2021504198.tif 000008
2021504198.tif 000009