(57)【要約】【解決手段】プリンティング装置（１０６）は、レーザ光源と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ（シリコン上液晶空間光変調器）と、を含む。本プリンティング装置は、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成する。レーザ光源（１１０）は、レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭは（１１２）、複数の入射レーザビームを受光し、複数の入射レーザビームから複数のホログラフィック波面（２１４、２１６）を生成するために、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを変調する。ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの対応する焦点を形成する。本プリンティング装置は、複数のホログラフィック波面の焦点の干渉点で、ターゲット材料（２０６）の表面層またはサブ表面層を硬化する。硬化したターゲット材料の表面層は、３次元プリントされたコンテンツを形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードウェアプロセッサと、レーザ光源と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションを備え、
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号と、を生成するように構成され、
前記レーザ光源は、前記レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成するように構成され、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、
前記複数の入射レーザビームを受光し、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、前記複数の入射レーザビームを変調し、
複数のホログラフィック波面を生成し、
前記複数のホログラフィック波面の焦点の干渉点に、複数の個別にフォーカスされた光照射野領域を生成し、
前記複数の個別にフォーカスされた光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化するように構成され、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの焦点を形成し、
前記複数の個別にフォーカスされた光照射野領域は、前記ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当し、
前記ターゲット材料の部分は、前記３次元対象体を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記レーザ光源に結合されたレーザ光源制御部と、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに結合されたＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部と、をさらに備え、
前記レーザ光源制御部は、前記レーザ制御信号を受信し、前記レーザ制御信号に応答して前記レーザ光源を制御するように構成され、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部は、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を受信し、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に応答して前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭを制御するように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の前記３次元対象体に相当する複数の所与の空間位置を特定するとともに、
変調された複数の入射レーザビームの焦点位置を、前記複数の所与の空間位置に一致させるように調整するために、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号および前記レーザ制御信号を生成するように構成され、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、前記複数の所与の空間位置に基づいて形成される干渉点で、前記ターゲット材料の一部を硬化させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の前記３次元対象体の第１の部分に相当する第１の複数の所与の空間位置を特定し、
前記第１の複数の所与の空間位置に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整し、
前記第１の複数の所与の空間位置に基づいて、複数の変調されたレーザ光ビームの第２の複数の焦点を形成する
ように構成され、
前記３次元対象体の前記第１の部分は、前記ターゲット材料内の前記第２の複数の焦点に基づく干渉点で硬化される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の３前記次元対象体の第２の部分に相当する第２の複数の所与の空間位置を特定し、
前記第２の複数の所与の空間位置に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整し、
前記第２の複数の所与の空間位置に基づいて、複数の変調されたレーザ光ビームの第３の複数の焦点を生成し、
前記第２の複数の焦点に基づく干渉点に加えて、前記第３の複数の焦点に基づいて、別の組の干渉点を生成するように構成され、
前記３次元対象体の前記第２の部分は、前記ターゲット材料内の前記別の組の干渉点で硬化される
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、
前記３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信し、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の領域を特定し、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の前記領域に相当する第２の複数の焦点を特定し、
前記第２の複数の焦点に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整するように構成され、
前記ターゲット材料内の前記領域は、前記第２の複数の焦点に基づく干渉点で硬化される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、
前記３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信し、
前記プリンティングデータに基づいて、３次元空間に沿った複数の干渉点位置を計算し、
前記複数の干渉点位置に相当する複数の焦点位置を算出し、
ホログラフィック波面を形成するために、前記複数の干渉点位置に相当する前記複数の焦点位置に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成し、
前記ホログラフィック波面の複数の干渉点位置で前記ターゲット材料を加熱し、
前記ターゲット材料の加熱された部分で前記３次元対象体を形成するように構成される
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、前記複数のホログラフィック波面を生成するために、前記複数の入射レーザビームの位相を変調するように構成される
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
ＭＥＭＳ装置と、ＭＥＭＳ制御部、をさらに備え、
前記ＭＥＭＳ装置は、前記レーザ光源から前記複数の入射レーザビームを受光するように構成され、
前記ＭＥＭＳ制御部は、前記ＭＥＭＳ装置にＭＥＭＳ制御信号を生成するように構成され、
前記ＭＥＭＳ装置は、前記ＭＥＭＳ制御信号に基づいて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ上の複数の位置で前記複数の入射レーザビームを反射し、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、
前記複数の位置で前記複数の入射レーザビームを受光し、
前記複数の位置で前記複数の入射レーザビームを変調し、
前記複数の位置で変調された前記複数の入射レーザビームから第２の複数のホログラフィック波面を生成し、
前記第２の複数のホログラフィック波面の焦点の干渉点で、前記ターゲット材料の一部を硬化するように構成される
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
変調された入射レーザビームは、位相変調光を含む
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号と、を生成するステップと、
レーザ光源を用いて、前記レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成するステップと、
ＬＣＯＳ−ＳＬＭを用いて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、前記複数の入射レーザビームを変調するステップと、
変調された前記複数の入射レーザビームから、複数のホログラフィック波面を生成するステップと、
前記複数のホログラフィック波面の焦点の干渉点に、複数の個別にフォーカスされた光照射野領域を生成するステップと、
前記複数の個別にフォーカスされた光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化するステップと、を備え、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの対応する焦点を形成し、
前記複数の個別にフォーカスされた光照射野領域は、前記ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当し、
前記ターゲット材料の部分は、前記３次元対象体を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の前記３次元対象体に相当する複数の所与の空間位置を特定するステップと、
変調された複数の入射レーザビームの焦点位置を、前記複数の所与の空間位置に一致させるように調整するために、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号および前記レーザ制御信号を生成するステップと、
前記複数の所与の空間位置に基づいて形成される干渉点で、前記ターゲット材料の一部を硬化させるステップと、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の前記３次元対象体の第１の部分に相当する第１の複数の所与の空間位置を特定するステップと、
前記第１の複数の所与の空間位置に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整するステップと、
前記第１の複数の所与の空間位置に基づいて、複数の変調されたレーザ光ビームの第２の複数の焦点を形成するステップと、をさらに備え、
前記３次元対象体の前記第１の部分は、前記ターゲット材料内の前記第２の複数の焦点に基づく干渉点で硬化される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の３前記次元対象体の第２の部分に相当する第２の複数の所与の空間位置を特定するステップと、
前記第２の複数の所与の空間位置に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整するステップと、
前記第２の複数の所与の空間位置に基づいて、複数の変調されたレーザ光ビームの第３の複数の焦点を生成するステップと、
前記第２の複数の焦点に基づく干渉点に加えて、前記第３の複数の焦点に基づいて、別の組の干渉点を生成するステップと、をさらに備え、
前記３次元対象体の前記第２の部分は、前記ターゲット材料内の前記別の組の干渉点で硬化される
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信するステップと、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の領域を特定するステップと、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の前記領域に相当する第２の複数の焦点を特定するステップと、
前記第２の複数の焦点に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整するステップと、をさらに備え、
前記ターゲット材料内の前記領域は、前記第２の複数の焦点に基づく干渉点で硬化される
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信するステップと、
前記プリンティングデータに基づいて、３次元空間に沿った複数の干渉点位置を計算し、
前記複数の干渉点位置に相当する複数の焦点位置を算出するステップと、
ホログラフィック波面を形成するために、前記複数の干渉点位置に相当する前記複数の焦点位置に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成するステップと、
前記ホログラフィック波面の複数の干渉点位置で前記ターゲット材料を加熱するスッテプと、
前記ターゲット材料の加熱された部分で前記３次元対象体を形成するステップと、をさらに備える
請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記焦点に前記複数のホログラフィック波面を生成するために、前記複数の入射レーザビームの位相または強度の少なくとも１つを変調するステップをさらに備える、
請求項１１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
ＭＥＭＳ装置へのＭＥＭＳ制御信号を生成するステップを備え、
前記ＭＥＭＳ装置は、前記ＭＥＭＳ制御信号に基づいて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ上の複数の位置で前記複数の入射レーザビームを反射し、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、前記複数の位置で前記複数の入射レーザビームを受光するように構成され、
前記複数の位置で前記複数の入射レーザビームを変調するステップと、
前記複数の位置で変調された前記複数の入射レーザビームから第２の複数のホログラフィック波面を生成するステップと、
前記第２の複数のホログラフィック波面の焦点の干渉点で、前記ターゲット材料の一部を硬化するステップと、をさらに備え、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの対応する焦点を形成する
ことを特徴とする請求項１１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
変調されたレーザビームは、少なくとも空間的に変調された位相限定光と空間的に変調された強度変調光との組み合わせを含む
ことを特徴とする請求項１１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号と、を生成するステップと、
レーザ光源を用いて、前記レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成するステップと、
ＬＣＯＳ−ＳＬＭを用いて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、前記複数の入射レーザビームを変調するステップと、
変調された前記複数の入射レーザビームから、複数のホログラフィック波面を生成するステップと、
前記複数のホログラフィック波面の焦点の干渉点に、複数の個別にフォーカスされた光照射野領域を生成するステップと、
前記複数の個別にフォーカスされた光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化するステップと、をコンピュータに実行させるための命令を含む非一過性のコンピュータ読み取り可能媒体であって、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの対応する焦点を形成し、
前記複数の個別にフォーカスされた光照射野領域は、前記ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当し、
前記ターゲット材料の部分は、前記３次元対象体を含む、
ことを特徴とする非一過性のコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、装置および方法に関する。より具体的には本開示は、３Ｄプリンタおよび３Ｄプリンティングの方法に関する。さらに具体的には本開示は、ホログラフィック３Ｄプリンタおよびホログラフィック投影を用いた３Ｄプリンティングの方法に関する。いくつかの実施形態は、３Ｄターゲット表面を加熱するためのホログラフィック投影装置およびホログラフィック投影を用いて３Ｄターゲット表面を加熱する方法に関する。いくつかの実施形態は、３Ｄターゲット表面を硬化するためのホログラフィック投影装置およびホログラフィック投影を用いて３Ｄターゲット表面を硬化する方法に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
３Ｄプリンティングという用語は、３次元の対象を合成するために使われる種々のプロセスを意味する。３Ｄプリンティングでは、３次元の物理的対象を生成するために、コンピュータ制御の下で、連続する材料の層が形成される。これらの対象は、ほぼいかなる形状や幾何学構造であってもよく、３Ｄモデルその他の電子データソースから製造される。残念ながら１回にプリントされるものが１つの層に限られるため、３Ｄプリンティングには極めて長い時間がかかる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書には、ホログラフィック投影システムを用いて、ターゲット表面を加熱する（さらにいえば、硬化させる）ための装置、方法およびシステムが記載される。
【０００４】
対象から散乱される光は、強度と位相の情報を含む。この強度と位相の情報は、周知の干渉技術、すなわち干渉縞を持つホログラフィック記録（「ホログラム」）を生成する干渉技術を用いて、例えば感光性プレートの上に取り込むことができる。ホログラムは適切な光で照射することにより再構成することができ、これにより、元の対象を表現する２次元または３次元のホログラフィック再構成、すなわち再生画像が生成される。
【０００５】
コンピュータ生成ホログラフィは、干渉プロセスを数値的にシミュレートすることができる。コンピュータ生成ホログラム（Ｃｏｍｕｔｅｒ−Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ：「ＣＧＨ」）は、フレネル変換やフーリエ変換などの数学的変換に基づく技術により計算されてよい。これらのタイプのホログラムは、フレネルホログラムやフーリエホログラムと呼ばれてよい。フーリエホログラムは、対象のフーリエ領域表現または対象の周波数領域表現であると考えてよい。ＣＧＨはまた、コヒーレント・レイ・トレーシングやポイントクラウド技術などにより計算されてもよい。
【０００６】
ＣＧＨは、入射光の強度および／または位相を変調するように構成された空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｄｕｌａｔｏｒ：「ＳＬＭ」）上でコード化されてよい。光変調は、電気的にアドレス可能な液晶、光学的にアドレス可能な液晶、あるいはマイクロミラーなどを用いて実現されてよい。
【０００７】
ＳＬＭは、セルまたはエレメントとも呼ばれる個別にアドレス可能な複数のピクセルを備えてよい。光変調のスキームは、バイナリ、マルチレベルあるいは連続的でよい。代替的に、デバイスは連続的（すなわち、ピクセルから構成されない）であってもよく、従って光変調はデバイス全体にわたって連続的であってもよい。ＳＬＭは、変調光がＳＬＭから反射して出力される反射手段であってよい。同等にＳＬＭは、変調光がＳＬＭから透過して出力される透過手段であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
任意の特定の要素または動作に関する考察の区別を容易にするため、参照番号における最上位の桁は、該要素が最初に導入された図の番号を指す。
【図１】一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の一例を示すブロック図である。
【図２】一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の別の例を示すブロック図である。
【図３】別の実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の一例を示すブロック図である。
【図４】一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置を用いたプリンティング操作の一例を示すブロック図である。
【図５】一実施例に係る３次元プリント対象の一例を示すブロック図である。
【図６】一例に係るＬＣＯＳ−ＳＬＭ（シリコン上液晶空間光変調器）の断面を示す図である。
【図７】一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の操作の一例を示すフロー図である。
【図８】一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の操作の別の例を示すフロー図である。
【図９】一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の操作の別の例を示すフロー図である。
【図１０】いくつかの実施例に係るマシンの部品群であって、マシン読み取り可能媒体から命令を読み出し、本明細書で検討された任意の１つ以上の方法を実行することができるものを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
一実施例に係る方法およびシステムが、動的ホログラフィプリンティング装置に向けられる。例示は可能な変形の代表にすぎない。特段の断りのない限り、構造（例えばモジュールなどの構造的部品）は、選択自由であり結合または分割されてよい。また操作（例えば手続き、アルゴリズムその他の機能）は、順序が変更されてよく結合または分割されてよい。以下の記述では、説明を目的に多くの特定の詳細が解説され、実施例の完全な理解が与えられる。しかしながら当業者には、こうした特定の詳細がなくとも本主題が実行可能であることは明らかだろう。
【００１０】
動的ホログラフィック波面が生成され、レーザ光の建設的および破壊的干渉が３次元の空間領域全体にわたって正確に制御されるように、動的ホログラフィック波面を操作することができる。十分なエネルギーがあれば、これらの建設的および破壊的干渉点は、熱を生成するのに十分なエネルギーを持つ。従来型の３Ｄプリンティングリソグラフィ／焼結技術を用いて３次元の対象をプリントする目的で、３次元空間にフォーカスした熱／エネルギーを正確に生成するために、レーザ波面の建設的および破壊的干渉を用いて、熱の位置および強さを制御することができる。
【００１１】
全体的な空間スキャンにより、プリンティング「位置」の正確な制御が可能となる。この制御された、深さに関する動的ホログラフィ技術により、より制御された３Ｄプリンティングアプローチが与えられる。従って、単に３次元空間内にスキャン可能な「点」や完全な層「マスク」を与えることに代えて、硬化可能な体積内のすべてのホログラフィック点で材料を硬化させるのに十分なパワーを用いることにより、該体積内に完全な３Ｄホログラフィック「画像」を生成することができる。これにより、ホログラム形状の完全な３Ｄプリントが１つのパスで生成される。
【００１２】
本プリンタ装置は、ホログラフィック空間光変調器（例えばＬＣＯＳ−ＳＬＭ（シリコン上液晶空間光変調器）システム）によって回折（および光学的に屈折）されたレーザ光を使用する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ（シリコン上液晶空間光変調器）は、ホログラフィック波面（すなわち、（例えば面上で）ホログラフィック再構成またはホログラフィック画面を形成するように再構成する波面）を生成する目的で、レーザ光の位相または強度を変調するために使われる。変調光の位相は、選択的に複数の焦点または単一の焦点で、複雑なホログラフィック波面が生成できるような仕方で制御される。変調光の位相は、任意の構成を有するホログラフィック画像を生成するような仕方で制御されてよい。すなわち、ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、受信した光学的エネルギーを、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて再分配する。本開示から理解できるように、受信した光学的エネルギーは、例えば少なくとも１つの焦点にフォーカスされてよい。複数のホログラフィック波面からの建設的および破壊的干渉が焦点に発生し、これはレーザ光からのエネルギーの集中となる。集中したエネルギーは、ターゲット材料（例えば感熱紙）の表面層または基板層における材料を、加熱または硬化する。焦点は波形の再構成によって生成されるため、焦点のパターンおよび位置を極めて正確に制御することができる。これにより、レーザ光の位相および／または強度を変調することで、複雑なパターンおよび形状を生成することができる。いくつかの実施形態では、ＳＬＭはＬＣＯＳ−ＳＬＭである。こうしてユーザは、ＬＣＯＳ−ＳＬＭにより干渉パターンの位置を変化させることにより、ホログラフィック領域を操作することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、装置は、ハードウェアプロセッサと、レーザ光源と（／または）、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ、を含む。レーザ光源は、レーザ制御信号に基づいて、一群の入射レーザビームを生成するように構成される。ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、一群の入射レーザビームを受光し、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、一群の入射レーザビームを変調し、一群のホログラフィック波面を生成し、一群のホログラフィック波面の焦点の干渉点に基づいて、一群の個別にフォーカスされた光照射野領域を生成し、一群の個別にフォーカスされた光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化する、ように構成される。ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの対応する焦点を形成する。一群の個別にフォーカスされた光照射野領域は、ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当する。
【００１４】
ハードウェアプロセッサと、レーザ光源と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭと、を含む装置が与えられる。ハードウェアプロセッサは、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションを含む。動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ（シリコン上液晶空間光変調器）制御信号と、を生成するように構成される。レーザ光源は、レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成するように構成される。ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、複数の入射レーザビームを受光し、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを変調し、変調された複数の入射レーザビームから、複数のホログラフィック波面を生成し、複数のホログラフィック波面の焦点の干渉点に基づいて、複数の個別にフォーカスされた光照射野領域を生成し、複数の個別にフォーカスされた光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化する、ように構成される。ホログラフィック波面の各々は、対応する焦点を有する。複数の個別にフォーカスされた光照射野領域は、ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当する。ターゲット材料の部分は、３次元対象体を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、ハードウェアプロセッサは、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションを含んでよい。動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ（シリコン上液晶空間光変調器）制御信号と、を生成するように構成される。ターゲット材料の部分は、３次元対象体を含んでよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、こうした装置は、レーザ光源に結合されたレーザ光源制御部をさらに含んでよい。レーザ光源制御部は、レーザ制御信号を受信し、レーザ制御信号に応答してレーザ光源を制御するように構成される。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭに結合され、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を受信し、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に応答してＬＣＯＳ−ＳＬＭを制御するように構成される。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、レーザ光を少なくとも１つの焦点にフォーカスするように構成される。パワー密度が十分高い場合は、少なくとも１つの焦点で硬化が発生してもよい。すなわち、これらの実施形態では、硬化に必要なパワー密度が実現するのは、複数の焦点の干渉点である必要はない。
【００１８】
いくつかの実施形態では、ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、第１のレーザ光と第２のレーザ光とを受光するように構成される。いくつかの実施形態では、第１のレーザ光は、ＳＬＭの第１の複数のピクセル上で受光され、第２のレーザ光は、ＳＬＭの第２の複数のピクセル上で受光される。いくつかの実施形態では、第１のレーザ光および第２のレーザ光は、同時にまたは実質的に同時に受光される。第１の複数のピクセルは、第１のレーザ光を少なくとも１つの第１の焦点にフォーカスさせるように構成される。第２の複数のピクセルは、第２のレーザ光を少なくとも１つの第２の焦点にフォーカスさせるように構成される。いくつかの実施形態では、少なとも１つの第１の焦点と、少なくとも１つの第２の焦点とは、実質的に一致する。これらの実施形態では、建設的干渉が焦点に発生し、パワー密度が十分大きいときは、ターゲット表面の硬化が発生するだろう。ＳＬＭのピクセルは任意の数のサブセットに分割されていてよく、各サブセットが、それぞれのレーザ光を受光し、該それぞれのレーザ光を少なくとも１つの焦点にフォーカスさせるように構成されることが理解されるだろう。別の実施形態では、対応する複数のレーザ光ビームを共通の個別にフォーカスされた光照射野領域に導き、該個別にフォーカスされた光照射野領域でターゲット表面を硬化するために、複数のＳＬＭが使用されてよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、すくなくともいくつかの焦点が、ターゲット材料内で異なる深さにあってよい。すなわち、各焦点は、ＳＬＭから異なる距離（すなわち垂直距離）のところに形成される。いくつかの実施形態は、異なる焦点パワーを持つソフトウェアレンズを用いて実現される。この点については以下で詳述する。ターゲットにおける任意の定義された３Ｄ体は、異なるソフトウェアレンズおよびホログラムの一部としての回折格子機能を用いて、任意の複数の個別にフォーカスされた光照射野を結合することにより、照射されてよい（例えば実質的に同時に）ことが理解されてよい。この点についても以下で詳説する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、動的ホログラフィアプリケーションは、ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接するターゲット材料内の３次元対象体に相当する一群の所与の空間位置を特定するとともに、変調された一群の入射レーザビームの焦点位置を、一群の所与の空間位置に一致させるように調整するために、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号およびレーザ制御信号を生成するように構成される。ＬＣＯＳ−ＳＬＭにより、一群の所与の空間位置に基づいて形成される干渉点で、ターゲット材料の一部を硬化させることができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接するターゲット材料内の３次元対象体の第１の部分に相当する第１の群の所与の空間位置を特定し、第１の群の所与の空間位置に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整し、第１の群の所与の空間位置に基づいて、一群の変調されたレーザ光ビームの第２の群の焦点を形成するように構成される。３次元対象体の第１の部分は、ターゲット材料内の第２の群の焦点に基づく干渉点で硬化される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接するターゲット材料内の３次元対象体の第２の部分に相当する第２の群の所与の空間位置を特定し、第２の群の所与の空間位置に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整し、第２の群の所与の空間位置に基づいて、一群の変調されたレーザ光ビームの第３の群の焦点を生成し、第２の群の焦点に基づく干渉点に加えて、第３の群の焦点に基づいて、別の組の干渉点を生成するように構成される。３次元対象体の第２の部分は、ターゲット材料内の別の組の干渉点で硬化されてよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信し、プリンティングデータに基づいて、ターゲット材料内の領域を特定し、プリンティングデータに基づいて、ターゲット材料内の該領域に相当する第２の群の焦点を特定し、第２の群の焦点に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整するように構成される。ターゲット材料内の領域は、第２の群の焦点に基づく干渉点で硬化されてよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信し、プリンティングデータに基づいて、３次元空間に沿った一群の干渉点位置を計算し、一群の干渉点位置に相当する一群の焦点位置を算出し、ホログラフィック波面を形成するために、一群の干渉点位置に相当する一群の焦点位置に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成し、ホログラフィック波面の一群の干渉点位置でターゲット材料を加熱し、ターゲット材料の加熱された部分で３次元対象体を形成するように構成される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、焦点で一群のホログラフィック波面を生成するために、一群の入射レーザビームの少なくとも位相または強度を変調するように構成される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、このような装置は、ＭＥＭＳ装置および／またはＭＥＭＳ制御部をさらに含んでもよい。ＭＥＭＳ装置は、レーザ光源から一群の入射レーザビームを受光するように構成され、ＭＥＭＳ制御部は、ＭＥＭＳ装置にＭＥＭＳ制御信号を生成するように構成される。ＭＥＭＳ装置は、ＭＥＭＳ制御信号に基づいて、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ上の一群の位置に一群の入射レーザビームを反射する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、一群の位置で前記複数の入射レーザビームを受光し、一群の位置で一群の入射レーザビームを変調し、一群の位置で変調された一群の入射レーザビームから第２の複数のホログラフィック波面を生成するように構成される。
【００２７】
いくつかの実施形態では、各ホログラフィック波面は、少なくとも１つの対応する焦点を形成する。第２の群のホログラフィック波面の焦点の干渉点で、ターゲット材料の一部分が加熱される（さらにいえば硬化される）。
【００２８】
いくつかの実施形態では、変調されたレーザビームは少なくとも、空間的に変調された位相限定光と、空間的に変調された強度限定光との組み合わせを含んでよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、ＬＣＯＳ−ＳＬＭは反射型装置である。すなわちＬＣＯＳ−ＳＬＭは、空間変調光を反射して出力する。しかしながら本開示は、透過型ＬＣＯＳ−ＳＬＭにも同等に適合する。
【００３０】
「ホログラム」という用語は、対象に関する強度および／または位相の情報を含む記録の意味に用いられる。「ホログラフィック再構成」という用語は、ホログラムを照射することにより形成された対象の光学的再構成の意味に用いられる。「再生領域」という用語は、ホログラフィック再構成が形成される空間の面の意味に用いられる。「画像」および「画像領域」という用語は、ホログラフィック再構成を形成する光に照射された再生領域のエリアの意味に用いられる。
【００３１】
空間光変調器によって生成された空間変調光の波面に関する「ホログラフィック波面」について述べる。このような波面は、再生領域にホログラフィック再構成を生成することから、ホログラフィックであると記述される。いくつかの実施形態では、ホログラフィック波面は、干渉を用いて再生領域にホログラフィック再構成を生成する。いくつかの実施形態では、空間光変調器が、空間的に変化する位相遅延を波面に与える。従って各入射レーザビームは、対応するホログラフィック波面を生成する。いくつかの実施形態では、ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、複数の入射レーザビームを受光し、それぞれの複数のホログラフィック波面を出力するように構成される。
【００３２】
再生領域におけるホログラフィック再構成の生成に関する「焦点の生成（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｆｏｃａｌ  ｐｏｉｎｔｓ）」について述べる。「焦点（ｆｏｃａｌ  ｐｏｉｎｔｓ）」という用語は、再生領域における光学エネルギーの集中の存在のことをいう。例えば、各ホログラフィック波面は、再生領域における複数の比較的小さな領域に、光を集中させてよい。従って「焦（ｆｏｃａｌ）」という用語は、光学エネルギーが集中していることを反映するにすぎない。従って「点（ｐｏｉｎｔｓ）」という用語は、これらの集中領域が複数あってよく、高エネルギー密度を実現するように比較的小さくてよいことを反映するにすぎない。例えば、空間光変調器によって受光されたレーザビームは、再生領域における複数の点に集中して（またはフォーカスして）よい。
【００３３】
「コード化」、「書き込み」または「アドレシング」という用語は、ＳＬＭの複数のピクセルに対し、各ピクセルの変調レベルを個別に決定するための複数の制御値をそれぞれ与えるプロセスを示すために使用される。ＳＬＭのピクセルは、複数の制御値を受信したことに応答して、光変調分布を「表示する」ように構成されるということができる。
【００３４】
本明細書では「光」という用語は最も広い意味で使用される。いくつかの実施形態は、可視光、赤外光、および紫外光、ならびにこれらの任意の組み合わせに対しても同等に適用可能である。
【００３５】
いくつかの実施形態により、例示のみにより１Ｄおよび２Ｄホログラフィック再構成を説明する。他の実施形態では、ホログラフィック再構成は３Ｄホログラフィック再構成である。すなわちいくつかの実施形態では、各コンピュータ生成ホログラムは、３Ｄホログラフィック再構成を生成する。
【００３６】
いくつかの実施形態は、例示のみによりレーザに言及する。本願は、前述のターゲット材料（例えば３Ｄプリンティングプリカーサ材料）を加熱し硬化させるのに十分な光学エネルギーを持つ任意の光に同等に適用可能である。
【００３７】
許容できる品質のホログラフィック再構成は、元の対象に関する位相情報のみを含む「ホログラム」から生成されることが知られている。このようなホログラフィック記録は、位相限定型ホログラム（ｐｈａｓｅ―ｏｎｌｙ  ｈｏｌｏｇｒａｍｓ）と呼ぶことができる。いくつかの実施形態は、例示のみを用いて、位相限定型ホログラフィに関する。すなわちいくつかの実施形態では、空間光変調器は、入射光に位相遅延のみを与える。いくつかの実施形態では、各ピクセルによって与えられる位相遅延はマルチレベルである。すなわち各ピクセルは、離散的な数の位相レベルの１つに設定されてよい。離散的な数の位相レベルは、より多数の位相レベルまたは「パレット」の中から選択されてもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態では、コンピュータ生成ホログラムは、再構成の対象のフーリエ変換である。これらの実施形態では、ホログラムは、対象のフーリエ領域表現または周波数領域表現であるといってよい。いくつかの実施形態は、位相限定ホログラムを表示するために反射型ＬＣＯＳを利用し、ホログラフィック再構成を再生領域（例えば、スクリーンや拡散板などの受光面）に生成する。
【００３９】
コリメーティングレンズを介してＳＬＭ１４０を照射するために、レーザやレーザダイオードなどの光源が配置される。コリメーティングレンズにより、ほぼ平面状の光の波面がＳＬＭに入射する。波面の方向は、法線方向からずれている（例えば、透明層平面に対する真の垂直方向から、２度または３度外れている）。いくつかの実施形態では、ほぼ平面状の波面は、例えばビームスプリッタを用いて、垂直入射で与えられる。いくつかの実施形態では、光源からの光が、ＳＬＭのミラー状の背面で反射し、位相変調層と相互作用して出射波面を形成するように配置がされる。出射波面は、フーリエ変換レンズを含む光学素子に適用され、スクリーン１２５に焦点を結ぶ。
【００４０】
フーリエ変換レンズは、ＳＬＭからの位相変調光を受光し、スクリーンにホログラフィック再構成を生成するために周波数領域の変換を実行する。
【００４１】
光は、ＳＬＭの位相限定層（すなわち位相変調素子のアレイ）を通って入射される。位相変調層から出射する変調光は、再生領域に配光される。特にこのタイプのホログラフィでは、ホログラムの各ピクセルは再構成全体に寄与する。すなわち、再生領域上の特定の点と特定の位相変調素子との間に１対１の相関関係は存在しない。
【００４２】
これらの実施形態では、ホログラフィック再構成の空間的位置は、フーリエ変換レンズの屈折（焦点）パワーによって決定される。いくつかの実施形態では、フーリエ変換レンズは、物理的レンズである。すなわち、フーリエ変換レンズは光学的フーリエ変換レンズであり、フーリエ変換は光学的に実行される。いかなるレンズもフーリエ変換レンズとして機能し得るが、実行されるフーリエ変換の精度はレンズの性能により制限されるだろう。当業者は、レンズを用いて光学的フーリエ変換を実行する方法を理解する。しかしながら別の実施形態では、フーリエ変換は、レンズデータをホログラフィックデータ内に包含させることにより、計算的に実行される。すなわちホログラムは、対象を表すデータとともにレンズを表すデータを含む。コンピュータ生成ホログラムの分野では、レンズを表すホログラフィックデータの計算方法が知られている。レンズを表すホログラフィックデータは、ソフトウェアレンズと呼ばれてもよい。例えば位相限定型ホログラフィックレンズの形成は、光路長の空間的変化と屈折率分布とが原因でレンズの各点で発生する位相遅延を計算することにより行われてよい。例えば凸レンズの中心における光路長は、該レンズの端部における光路長より長い。強度限定型ホログラフィックレンズは、フレネルゾーンプレートにより形成されてもよい。コンピュータ生成ホログラムの技術ではまた、物理的フーリエレンズを使用する必要なくフーリエ変換を実行できるように、レンズを表すホログラフィックデータを、対象を表すホログラフィックデータと合成する方法が知られている。いくつかの実施形態では、レンズデータは単純なベクトル和によってホログラフィックデータと合成される。いくつかの実施形態では、物理的レンズが、フーリエ変換を実行するソフトウェアレンズと組み合わせて使用される。代替的に別の実施形態では、ホログラフィック再生が遠方領域で発生するように、フーリエ変換レンズが完全に割愛される。さらなる実施形態では、ホログラムは、回折格子データ、すなわちビーム操作のような回折格子の機能を果たすように構成されたデータを含んでよい。再びコンピュータ生成ホログラムの分野では、このようなホログラフィックデータを計算する方法、および該データと対象を表すホログラフィックデータとを合成する方法が知られている。例えば、位相限定型ホログラフィック回折格子が、ブレーズド回折格子の表面上の各点で発生する位相遅延をモデル化することにより形成されてよい。強度限定型ホログラムの角度操作を実現するために、強度限定型ホログラフィック回折格子が、対象を表す強度限定型ホログラムに単純に重ね合わされてよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、ホログラムは単にソフトウェアレンズである。すなわち、ソフトウェアレンズは、対象を表すホログラフィックデータといった他のホログラフィックデータと合成されない。いくつかの実施形態では、ホログラムは、ソフトウェアレンズと、該ソフトウェアレンズによりフォーカスされる光の空間的位置を決定するように構成されたソフトウェア回折格子とを含む。すなわち、ホログラムが任意の所望の光照射野を生成することができると理解されてよい。いくつかの実施形態では、複数のホログラフィック的に生成された光照射野が干渉し（例えば建設的に干渉し）、個別にフォーカスされた光照射野領域を生成する。空間光変調器は異なるホログラムに関して動的に再構成可能なため、個別にフォーカスされた光照射野領域がソフトウェア制御されることを理解されたい。従って、少なくとも１つの個別にフォーカスされた光照射野領域で、例えば比較的高い強度（例えばエネルギーまたはパワー密度）を持つ建設的干渉で、ターゲットを制御可能に照射するためのホログラフィックシステムが与えられる。
【００４４】
所望の２Ｄ画像のフーリエホログラムは、Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ―Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムなどのアルゴリズムの利用を含む種々の方法で計算されてもよい。（２Ｄ画像のような）空間領域における強度情報から、フーリエ領域における位相情報を導出するために、Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ―Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムが使われてもよい。すなわち対象に関する位相情報は、空間領域における強度（または振幅）限定情報から「回復」されてもよい。従って、フーリエ領域における対象の位相限定型ホログラフィック表現が計算されてよい。
【００４５】
いくつかの実施形態では、コンピュータ生成ホログラムは、Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ  Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムまたはその変形を用いて、強度情報から計算される。光ビームの平面ＡおよびＢそれぞれにおける強度断面ＩＡ（ｘ，ｙ）およびＩＢ（ｘ，ｙ）が既知であり、ＩＡ（ｘ，ｙ）とＩＢ（ｘ，ｙ）とが単一のフーリエ変換で関係付けられているとき、Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ  Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムは、位相回復問題を考察する。強度断面が与えられたとき、平面ＡおよびＢそれぞれにおける位相分布ΨＡ（ｘ，ｙ）およびΨＢ（ｘ，ｙ）の近似法が得られる。Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ  Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムは、反復的プロセスに従うことによりこの問題の解を求める。
【００４６】
Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ  Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムは、ＩＡ（ｘ，ｙ）とＩＢ（ｘ，ｙ）を表すデータセット（強度と位相）を、空間領域とフーリエ（スペクトル）領域との間で繰り返し変換しながら、空間およびスペクトルの拘束条件を反復的に適用する。空間およびスペクトルの拘束条件は、それぞれＩＡ（ｘ，ｙ）とＩＢ（ｘ，ｙ）である。空間またはスペクトル領域における拘束条件は、データセットの強度に組み入れられる。相当する位相情報が、一連の反復を通して回復される。
【００４７】
いくつかの実施形態では、ホログラムは、英国特許第２、４９８、１７０号明細書や２，５０１、１１２号明細書に記載のＧｅｒｃｈｂｅｒｇ―Ｓａｘｔｏｎアルゴリズムに基づくアルゴリズムを用いて計算される。これらの明細書は、その全体が参考文献として本明細書に組み込まれる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、画像データを受信し、アルゴリズムを用いてホログラムをリアルタイムに計算するように構成されたリアルタイムエンジンが与えられる。いくつかの実施形態では、画像データは、画像フレームの連続を含むビデオである。別の実施形態では、ホログラムは、事前に計算されてコンピュータメモリに記憶され、ＳＬＭへの投影が必要なとき呼び出される。すなわちいくつかの実施形態では、事前に決定されたホログラムの記憶場所が与えられる。
【００４９】
しかしながらいくつかの実施形態は、例示としてのみフーリエホログラフィやＧｅｒｃｈｂｅｒｇ―Ｓａｘｔｏｎタイプのアルゴリズムに関係する。本開示は、ポイントクラウド法に基づくような他の技術により計算されるフレネルホログラフィやホログラムに対しても同等に適用できる。
【００５０】
本開示は、様々な異なるタイプのＳＬＭの任意のものを用いて実現されてよい。ＳＬＭは、空間変調光を反射または透過して出力してよい。いくつかの実施形態では、ＳＬＭはシリコン上液晶ＬＣＯＳ−ＳＬＭであるが、本開示はこのタイプのＳＬＭに限定されない。
【００５１】
図１は、一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の一例を示すブロック図である。動的ホログラフィプリンティング装置１０６は、レーザ光源１１０と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２と、ホログラフィックプリンティング制御部１０２と、プロセッサ１１４と、センサ１０４と、ストレージ装置１０８と、を含む。
【００５２】
レーザ光源１１０は、レーザビーム（例えば少なくとも１Ｗのレーザビーム）を生成する。レーザ光源１１０は、レーザビームをＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２に導く。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、プロセッサ１１４からの信号データに基づいて入射レーザビーム（例えば、レーザ光源１１０からのレーザ光）を、生成反射光（例えば変調レーザ光）に変調する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２からの変調されたレーザ光は、ホログラフィック波面を形成する。ホログラフィック波面の建設的干渉点で熱が形成される。入射レーザビームの変調、入射レーザビームの数、レーザビームの強度および方向などを調整することにより、熱を成形、制御および操作することができる。熱は、３次元プリンティングのためのターゲット材料における特定の３次元領域を硬化するために利用することができる。すなわち、空間光変調器に表された１つ以上のホログラムを制御することにより、加熱領域の形状を制御することができる。いくつかの実施形態では、空間光変調器は、受信光を少なくとも１つの対応焦点に導くために、少なくとも１つの位相限定レンズを与えるように構成される。いくつかの実施形態では、空間光変調器は、対応焦点を制御可能に位置づけるために、少なくとも１つの位相限定レンズと、少なくとも１つの対応する回折格子とを与えるように構成される。
【００５３】
ホログラフィックプリンティング制御部１０２は、プロセッサ１１４によって特定されたパターンに基づいて、レーザ光源１１０へのレーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２へのＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２制御信号とを生成する。
【００５４】
プロセッサ１１４は、干渉領域（例えば加熱領域）を制御し操作するための動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８を含む。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、プリンティングパターンおよびＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２の表面に対する位置を特定する。プリンティングパターンおよびターゲット材料表面までの距離は、ユーザによって選択されてもよいし、センサ１０４からのデータに基づいて決定されてもよい。
【００５５】
一実施例では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、所望のプリンティングパターン（例えば３次元の対象のモデル）に相当する、ターゲット材料上の所与の空間位置を特定する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、複数の変調された入射レーザビームの焦点位置が所与の空間位置に一致するように調整するために、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号およびレーザ制御信号を生成する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、対応領域を硬化させることによりターゲット材料内に３Ｄ対象を形成するために、所与の空間的位置に基づいて、干渉点に加熱／高強度領域を生成する。
【００５６】
別の実施例では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２に隣接する所与の空間的位置の第１の組を特定し、この所与の空間的位置の第１の組に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、所与の空間的位置の第１の組に基づいて、変調されたレーザ光ビームの組の焦点の組を決定する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、変調されたレーザ光ビームの組の焦点の組に基づいて、個別にフォーカスされた光照射野領域を干渉点に形成する。
【００５７】
別の実施例では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、所与の空間的位置の別の組を特定し、この所与の空間的位置の別の組に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、この所与の空間的位置の別の組に基づいて、変調されたレーザ光ビームの組の焦点の組を決定する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、この所与の空間的位置の別の組に基づく変調されたレーザ光の焦点に基づく干渉点への焦点の組に基づいて、プラズマの位置を干渉点から変更する。
【００５８】
別の実施例では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、３次元コンテンツ（例えば３Ｄモデル）に基づいて、空間的位置および幾何学的プリンティングパターンの特定を受信する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、空間的位置および幾何学的プリンティングパターンの特定に相当する焦点の組を特定する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、この焦点の組に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整する。この焦点の組に基づいて、干渉点で熱が形成される。いくつかの実施形態では、第２の焦点の組に基づいて、干渉点にプラズマが形成される。これらの実施形態では、プラズマは局在化した熱の原因となる。
【００５９】
別の実施例では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、プラズマの空間的位置および幾何学的プリンティングパターンの特定を受信し、この空間的位置および幾何学的プリンティングパターンの特定に相当する干渉点の組を特定する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、この干渉点の組に基づいて、焦点の第２の組を特定し、この焦点の第２の組に基づいて、レーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整する。第２の焦点の組に基づいて、干渉点にプラズマが形成されてよい。
【００６０】
別の実施例では、プロセッサ１１４は、センサ１０４で検知された物理的対象に関するコンテンツをストレージ装置１０８から読み出す。ある実施例では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、特定の物理的対象（例えばボール）を特定し、その位置とプリンティングパターン（例えばボールの３Ｄモデル）を生成する。
【００６１】
センサ１０４は、例えば温度計、赤外線カメラ、バロメータ、湿度計、ＥＥＧセンサ、近接または位置センサ（近距離無線通信、ＧＰＳ、ブルートゥース（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）等）、光学センサ（カメラ等）、方向センサ（ジャイロスコープ等）、音響センサ（マイクロフォン等）、その他これらの任意の好適な組み合わせを含む。本明細書に記載されたセンサは説明を目的とするものであり、センサ１０４はこれらに限定されないことに注意されたい。
【００６２】
ストレージ装置１０８は、センサの特定およびそれらのそれぞれの機能を蓄積する。
ストレージ装置１０８は、視覚的参照（画像、視覚的識別子、画像の特徴等）および対応するプラズマの幾何学的形状やパターン（球面、ビーム、立方体等）のためのデータベースをさらに含む。
【００６３】
ある実施形態では、動的ホログラフィプリンティング装置１０６は、視覚的参照のデータベース部分を読み出すために、コンピュータネットワークを介してサーバと通信してよい。コンピュータネットワークは、マシン、データベースおよび装置（例えば動的ホログラフィプリンティング装置１０６）との間の通信を可能とする任意のネットワークであってよい。従ってコンピュータネットワークは、有線ネットワーク、無線ネットワーク（モバイルまたは携帯電話ネットワーク等）その他これらの任意の好適な組み合わせであってよい。コンピュータネットワークは、プライベートネットワーク、公衆ネットワーク（インターネット等）その他これらの任意の好適な組み合わせを構成する１つ以上の部分を含んでよい。
【００６４】
本明細書に記載される１つ以上のモジュールは、ハードウェア（マシンのプロセッサ等）またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを用いて実現されてよい。例えば本明細書に記載される任意のモジュールは、本明細書に記載される当該モジュールのための操作を実行するプロセッサを構成してよい。さらにこれらの任意の２つ以上のモジュールが組み合わされて単一モジュールになってもよく、本明細書に記載の単一のモジュールのための機能が複数のモジュールに分割されてもよい。さらに種々の実施例に従い、本明細書に記載の単一のマシン、データベースまたは装置に実装されたモジュールが、複数のマシン、データベースまたは装置に分散されてもよい。
【００６５】
図２は、一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の別の例を示すブロック図である。動的ホログラフィプリンティング装置１０６は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部２０２と、レーザ光源１１０と、レーザ制御部２０４と、ホログラフィックプリンティング制御部１０２と、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８を含むプロセッサ１１４と、を含む。
【００６６】
動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、加熱（またはプリンティング）パターンを特定し、加熱パターンを生成するために、ホログラフィック波の干渉点の位置およびパターンを計算する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、干渉点の位置およびパターンを、ホログラフィックプリンティング制御部１０２に通知する。別の実施例では、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、干渉点の位置およびパターンを計算し、計算された干渉点の位置およびパターンに基づいて、ホログラフィックプリンティング制御部１０２へのレーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成する。
【００６７】
ホログラフィックプリンティング制御部１０２は、レーザ制御信号をレーザ制御部２０４に送信する。ホログラフィックプリンティング制御部１０２はまた、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号をレーザ制御部２０４に送信する。レーザ制御部２０４は、レーザ光源１１０の強度、ビーム数およびビーム方向を制御するためのレーザ制御信号を生成および通信する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部２０２は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２を制御するためのＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成および通信する。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、波面干渉がエネルギー（例えば熱）を生成するように、レーザ光源からのレーザ光を変調する。
【００６８】
図２は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２に導かれる第１の入射レーザビームおよび第２の入射レーザビームを生成する、レーザ光源１１０を示す。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、第１の組のホログラフィック光照射野２１４（例えば第１のホログラフィック波面）への第１の入射レーザビームと、第２の組のホログラフィック光照射野２１６（例えば第２のホログラフィック波面）への第２の入射レーザビームとを生成する。第１の組のホログラフィック光照射野２１４と、第２の組のホログラフィック光照射野２１６との間の建設的干渉により、熱が生成される。熱の形状および位置は、レーザ制御部２０４およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部２０２への制御信号を調整することにより、制御および操作することができる。
【００６９】
図３は、一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の別の例を示すブロック図である。動的ホログラフィプリンティング装置１０６は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部２０２と、レーザ光源１１０と、レーザ制御部２０４と、ＭＥＭＳ装置３０２と、ＭＥＭＳ制御部３０４と、を含む。
【００７０】
動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、パターンを特定し、３次元の加熱パターンを生成するために、ホログラフィック波の干渉点の位置およびパターンを計算する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、干渉点の位置およびパターンを、ホログラフィックプリンティング制御部１０２に通知する。
【００７１】
ホログラフィックプリンティング制御部１０２は、レーザ制御信号をレーザ制御部２０４に送信する。ホログラフィックプリンティング制御部１０２はまた、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号をレーザ制御部２０４に送信する。ある実施例では、ホログラフィックプリンティング制御部１０２は、ＭＥＭＳ制御信号をＭＥＭＳ制御部３０４に送信する。
【００７２】
ＭＥＭＳ制御部３０４は、レーザ光源１１０からのレーザビームの方向を制御するために、ＭＥＭＳ制御信号をＭＥＭＳ装置３０２に通信する。ある実施例では、ＭＥＭＳ制御部３０４は、レーザ光源１１０およびＭＥＭＳ装置３０２の両方への同期信号を生成する。同期信号により、ＭＥＭＳ装置３０２は、レーザ光源１１０からの対応する個別の光ビームを操作し反射することができる。
【００７３】
ＭＥＭＳ装置３０２は、１つ以上のレーザビームをレーザ光源１１０から受光し、対応する個別の光ビームをＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２に向けて反射する。対応する個別の光ビームを、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２の対応する位置に導くために、ＭＥＭＳ装置３０２は、ＭＥＭＳ制御部３０４またはホログラフィックプリンティング制御部１０２からの同期信号に基づいて、光ビームを反射する。ＭＥＭＳ装置３０２は、例えば１つ以上のミラーを含む。ミラーの位置および向きは、ＭＥＭＳ制御部３０４から受信した同期信号に基づいて、制御および調整される。
【００７４】
図４は、一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置を用いたプリンティング操作の例を示すブロック図である。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、３次元の加熱パターンを特定し、３次元の加熱パターンを生成するために、ホログラフィック波の干渉点の位置およびパターンを計算する。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、干渉点の位置およびパターンを、ホログラフィックプリンティング制御部１０２に通知する。
【００７５】
図４は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２に導かれる第１の入射レーザビームおよび第２のレーザビームを生成する、レーザ光源１１０を示す。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、第１の組のホログラフィック光照射野４０２（例えば第１のホログラフィック波面）への第１の入射レーザビームと、第２の組のホログラフィック光照射野４０４（例えば第２のホログラフィック波面）への第２の入射レーザビームとを変調する。第１の組のホログラフィック光照射野４０２と、第２の組のホログラフィック光照射野４０４との間の建設的／破壊的干渉４０６により、熱が生成される。干渉４０６の形状および位置は、レーザ制御部２０４およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部２０２への制御信号を調整することにより、制御および操作することができる。
【００７６】
動的ホログラフィプリンティング装置１０６は、ホログラフィック光照射野を空間的に移動して調整することができる。例えばターゲット２０６は、干渉４０６で固形化する硬化性または易焼結性の材料を含む。硬化方向４０８は、硬化／焼結の位置が調整可能となるように波面が調整可能であることを示し、これにより複数点における固形化が実現する。
【００７７】
別の実施例では、複数の組ホログラフィック光照射野を生成することにより、複数領域（４０６、４１０、４１２）の干渉が同時に形成されてよい。複数領域の干渉は、３Ｄプリント対象に対応する３次元の空間領域を形成する。いくつかの実施形態では、各ホログラフィック光照射野は、１つのＳＬＭ（または共通のＳＬＭ）上のそれぞれのホログラムによって形成される。いくつかの実施形態では、各ホログラムは、各ホログラフィック光照射野のサイズ、形状および位置が正確に制御できるようなレンズ機能および／または回折格子機能をもたらす、ホログラフィックデータを含む。いくつかの実施形態では、加熱、硬化および３Ｄプリンティングの少なくとも一つに必要な光強度を得るために、ホログラフィック光照射野は干渉（例えば建設的干渉）を受ける。
【００７８】
図５は、一実施例に係る３次元プリント対象の例を示すブロック図である。動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、図４に関連する前述の技術を用いて、複数領域のホログラフィック光照射野（５１０、５１２、５０２）を生成する。組み合わされた領域５１０、５１２、５０２は、ターゲット２０６の材料内部に硬化された３次元の対象５０４を形成する。再び、対応するソフトウェアレンズの光学パワーを選択することにより、ターゲット材料内部に、異なる深さでホログラフィック光照射野が生成されてよい。
【００７９】
図６は、一例に係るＬＣＯＳ−ＳＬＭ（シリコン上液晶空間光変調器）の断面を示す図である。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ６２８は、単一のシリコン結晶基板６１６を用いて形成される。基板６１６は、ギャップ６１８により分離して配置され、基板６１６の上面に設置された、正方形の平面状アルミニウム電極６１２の２次元アレイを備える。電極６１２は、基板６１６内に埋め込まれた回路６１４を介して、基板６１６に接続される。電極６１２の各々は、それぞれ平面状のミラーを形成する。電極６１２は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部６２６に接続されてよい。換言すれば、電極６１２は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部６２６から制御信号を受信する。
【００８０】
調整層６１０が、電極６１２の２次元アレイの頂部に配置される。液晶層６０８が、調整層６１０の上に配置される。
【００８１】
第２調整層６０６が、液晶層６０８の頂部に配置される。平面状透明層６０２（例えばガラス製）が、第２調整層６０６の頂部に配置される。単一の透明電極６０４が、平面状透明層６０２と第２調整層６０６との間に配置される。
【００８２】
正方形の電極６１２の各々は、透明電極６０４のオーバレイ領域および介在する液晶層６０８とともに、制御可能な位相変調素子６２４（ピクセルとも呼ばれる）を定義する。効果的なピクセル領域（またはフィルファクタ）は、ピクセル間の空間またはギャップ６１８を考慮した上で、光学活性なピクセル全体の割合である。各電極６１２に付加される電圧を透明電極６０４に関連して制御することにより、それぞれの位相変調素子の液晶材料（液晶層６０８内の液晶）の特性は変化し得る。位相変調素子を変化させることにより、入射光６２０の遅延を変化させることができる。その効果として、波面に位相限定変調が与えられる（すなわち、結果として得られる変調光に強度的な効果は発生しない）。
【００８３】
反射型ＬＣＯＳ空間光変調器を用いる利点の１つは、透過型デバイスを用いた場合と比べて、液晶層の厚さを半分にできる点である。これにより液晶のスイッチング速度を大幅に改善することができる（これは、動画像ビデオを表示する上でのキーポイントである）。別の利点は、ＬＣＯＳデバイスはまた位相限定素子の巨大なアレイを小さな開口で表示できる点である。素子が小さい（典型的には約１０ミクロン以下）ことにより、光学システムに非常に長い光路長を与える必要なく、実用的な回折角（数度）を得ることができる。
【００８４】
ＬＣＯＳ−ＳＬＭ６２８の小さな開口（数平方センチメートル）を適切に照射することは、より大きな液晶デバイスの開口の場合と比べて容易である。またＬＣＯＳ−ＳＬＭは大きな開口比を持ち、ピクセル間のデッドスペースは非常に小さい（なぜなら、ピクセルを駆動するための回路はミラーの下に埋め込まれているからである）。開口が小さいことにより、再生領域における光学ノイズが低減される。
【００８５】
シリコンバックプレーン（例えばシリコン基板６１６）を用いることのもう１つの利点は、位相変調デバイスにとって重要であることに、ピクセルが光学的に平坦である点である。
【００８６】
実施形態が反射型ＬＣＯＳ−ＳＬＭに関する一方、当業者は、透過型ＳＬＭを含む他のタイプのＳＬＭも使用可能であることを認識するだろう。
【００８７】
図７は、一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の操作の他の例を示すフロー図である。ブロック７０４で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、所与の空間位置（例えばターゲット材料内の所望の位置）の特定を受信する。ブロック７０６で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、所与の空間位置に対応するホログラフィック波面の干渉点の位置を（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２によって生成できるように）計算する。ブロック７０８で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、ホログラフィック波面の干渉点の位置に対応する焦点の位置を算出する。ブロック７１０で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、ホログラフィック波面を生成するために、焦点の位置に基づいて、レーザ光源１１０へのレーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２へのＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成する。
【００８８】
図８は、一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の操作の他の例を示すフロー図である。ブロック８０４で、レーザ制御部２０４は、レーザビームの強度、レーザビームの方向およびレーザビームの数を制御するために、レーザ光源１１０へのレーザ制御信号を生成する。ブロック８０６で、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部２０２は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２に導かれる入射光ビームの変調を制御するために、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２へのＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成する。ブロック８１０で、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、レーザ光源１１０からの入射レーザビームを変調する。ブロック８１２で、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２は、変調されたレーザビームからホログラフィック波面を形成する。ブロック８１４で、ホログラフィック波面の干渉点の位置で熱が生成され、熱が対応する熱の位置でターゲット材料を硬化させる。
【００８９】
図９は、一実施例に係る動的ホログラフィプリンティング装置の操作の他の例を示すフロー図である。ブロック９０４で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信する。ブロック９０６で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、プリンティングデータに基づいて、ターゲット材料内部の干渉点の位置を計算する。ブロック９０８で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、干渉点の位置に相当する焦点の位置を算出する。ブロック９１０で、動的ホログラフィプリンティングアプリケーション１１８は、焦点に基づいてホログラフィック波面を形成するために、レーザ光源１１０へのレーザ制御信号およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ１１２へのＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を生成する。
【００９０】
図１０は、いくつかの実施例に従い、マシン１０００の部品を示すブロック図である。
マシン１０００は、コンピュータ読み取り可能媒体１０１８（例えば、非一過性マシン読み取り可能媒体、マシン読み取り可能ストレージ媒体、コンピュータ読み取り可能ストレージ媒体、その他それらの任意の好適な組み合わせ）から命令１００６を読み出すことができ、本明細書に記載の任意の１つ以上の方法を全体的にまたは部分的に実行することができる。特に、本例のマシン１０００は、本明細書に記載の任意の１つ以上の方法を全体的にまたは部分的にマシン１０００に実行させるための命令（例えばソフトウェア、プログラム、アプリケーション、アプレット、ａｐｐ、その他の実行可能可能コード）が内部で実行可能な、コンピュータシステム（例えばコンピュータ）を構成する。
【００９１】
代替的な実施形態では、マシン１０００は、スタンドアロン装置として動作してよく、あるいは他のマシンと通信可能に結合（例えばネットワーク化）されてよい。ネットワーク化された構成では、マシン１０００は、サーバクライアント環境内のサーバマシンまたはクライアントマシンの役割で動作してよく、あるいは分散ネットワーク（例えばピア・トゥ・ピア）ネットワーク環境内のピアマシンとして動作してもよい。マシン１０００は、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、セットトップボックス（ＳＴＢ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ウェブアプライアンス、ネットワークルータ、ネットワークスイッチ、ネットワークブリッジなどであってよく、また命令１００６（すなわちマシンが実行する動作を特定する命令）を連続的にまたはその他の仕方で実行可能な任意のマシンであってよい。さらに、単一のマシンのみが記載されるが、「マシン」という用語はまた、個別にまたは共同して命令１００６を実行し、本明細書に記載の任意の１つ以上の方法を全体的にまたは部分的に実行する複数のマシンの集合を含むと解釈されてよい。
【００９２】
マシン１０００は、プロセッサ１００４（例えば中央処理装置（ＣＰＵ））、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、高周波集積回路（ＲＦＩＣ）その他これらの任意の好適な組み合わせ）、メインメモリ１０１０および静的メモリ１０２２を含み、これらはバス１０１２を介して互いに通信するように構成される。プロセッサ１００４は、プロセッサ１００４が本明細書に記載の任意の１つ以上の方法を全体的にまたは部分的に実行するために構成されるように、命令１００６の一部または全部を用いて一時的または永久的に設定可能な、固体デジタルマイクロ回路（例えば電気的、光学的、またはその両方）を含む。例えば、プロセッサ１００４の１つ以上のマイクロ回路の組は、本明細書に記載の１つ以上のモジュール（例えばソフトウェアモジュール）を実行するように設定可能であってよい。いくつかの実施例では、プロセッサは、内部で複数のコアの各々が本明細書に記載の任意の１つ以上の方法を全体的にまたは部分的に実行することのできる別個のプロセッサとして振る舞うマルチＣＰＵ（例えばデュアルコアＣＰＵ、クアッドコアＣＰＵ、または１２８コアＣＰＵ）である。本明細書に記載の有利な効果は少なくともプロセッサ１００４を備えるマシン１０００によって与えられるが、プロセッサレスマシンが本明細書に記載の１つ以上の方法を実行するように構成された場合は、同等の有利な効果がプロセッサを備えない別種のマシン（例えば純粋機械システム、純粋油圧システム、または機械油圧ハイブリッドシステム）によって与えられてよい。
【００９３】
マシン１０００は、ビデオディスプレイ１００８（例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ））、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、液晶（ＬＣＤ）ディスプレイ、プロジェクタ、ブラウン管（ＣＲＴ）その他の、画像やビデオを表示可能な任意のディスプレイをさらに含んでよい。マシン１０００はまた、英数字入力デバイス１０１４（例えばキーボードまたはキーパッド）、カーソル制御デバイス１０１６（例えばマウス、タッチパッド、トラックボール、ジョイスティック、モーションセンサ、アイトラッキングデバイスその他のポインティング手段）、ドライブユニット１００２、信号発生デバイス１０２０（例えばサウンドカード、アンプ、スピーカ、ヘッドホンジャックまたはこれらの任意の好適な組み合わせ）、およびネットワークインターフェースデバイス１０２４を含んでよい。
【００９４】
ドライブユニット１００２（例えばデータストレージ装置）は、本明細書に記載の任意の１つ以上の方法また機能を具現化する命令１００６が蓄積されるコンピュータ読み取り可能媒体１０１８（例えば有形かつ非一過性マシン読み取り可能媒体）を含む。命令１００６はまた、マシンの１０００による実行前または実行中、その全体または少なくとも一部が、メインメモリ１０１０の中、プロセッサ１００４の中（例えばプロセッサのキャッシュメモリの中）またはその両方の中にあってよい。従って、メインメモリ１０１０およびプロセッサ１００４は、マシン読み取り可能媒体（例えば有形かつ非一過性マシン読み取り可能媒体）であると考えられてよい。命令１００６は、ネットワークインターフェースデバイス１０２４を介して、コンピュータネットワーク上で伝達または受信されてよい。例えば、ネットワークインターフェースデバイス１０２４は、任意の１つ以上の通信プロトコル（例えばハイパーテキストトランスファープロトコル（ＨＴＴＰ））を用いて、命令１００６を通信してよい。
【００９５】
いくつかの実施例では、マシン１０００は、携帯型計算装置（例えばスマートフォン、タブレットコンピュータその他のウェアラブルデバイス）であってよく、１つ以上の追加的な入力部品（例えばセンサやゲージ）を有してよい。このような入力部品の例は、画像入力部品（例えば１つ以上のカメラ）、音響入力部品（例えば１つ以上のマイクロホン）、向き入力部品（例えばコンパス）、位置入力部品（例えばグルーバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信機）、方向部品（例えばジャイロスコープ）、モーション検知部品（例えば１つ以上の加速度センサ）、高度検知部品（例えば１つ以上の高度計）、バイオメトリック入力部品（例えば心拍計や血圧計）およびガス検知部品（例えばガスセンサ）を含む。これらの１つ以上の任意の入力部品で収集された入力データは、本明細書に記載の任意のモジュールでの使用のためにアクセス可能であり入手可能であってよい。
【００９６】
本明細書で用いられる「メモリ」という用語は、データを一時的または永久に蓄積可能なマシン読み取り可能媒体のことをいい、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、バッファメモリ、フラッシュメモリ、およびキャッシュメモリなどを含む（しかし限定されない）と解釈されてよい。実施例ではコンピュータ読み取り可能媒体１０８０が単一媒体として記述されるが、「マシン読み取り可能媒体」という用語は、命令を蓄積可能な単一媒体または複数媒体（例えば集中データベースまたは分散データベース、あるいは関連するキャッシュおよびサーバ）を含むと解釈されるべきである。「コンピュータ読み取り可能媒体」という用語はまた、マシン１０００による実行命令１００６を蓄積可能な任意の媒体または複数の媒体の組み合わせを含むと理解されてよい。ここで、この命令１００６がマシン１０００の１つ以上のプロセッサ（例えばプロセッサ１００４）で実行されると、前述の任意の１つ以上の方法が、全体的または部分的にマシン１０００により実行される。従って「マシン読み取り可能媒体」は、単一の蓄積装置またはデバイスを指すとともに、クラウドベースのストレージシステムや、複数の蓄積装置またはデバイスを含むストレージネットワークを指す。従って「マシン読み取り可能媒体」という用語は、例えば固体メモリチップ、光ディスク、磁気ディスクその他これらの任意の好適な組み合わせといった形態の１つ以上の具体的かつ非一過性のデータ収納場所（すなわちデータボリューム）を含む（しかし限定されない）と解釈されるべきである。本明細書で用いられる「非一過性」マシン読み取り可能媒体は、特に伝播信号自体を含まない。いくつかの実施形態例では、マシン１０００による実行のための命令１００６は搬送媒体を用いて通信されてもよい。このような搬送媒体の例は、ストレージ媒体（例えば固体メモリなどの非一過性マシン読み取り可能媒体で、ある場所から他の場所に物理的に移動されるもの）と、一時的媒体（例えば命令１００６を通信する伝送信号）とを含む。
【００９７】
本明細書に記載のある実施例は、モジュールを含むと記載される。モジュールはソフトウェアモジュール（例えば保存されたコード、またはマシン読み取り可能媒体や伝送媒体中でその他の方法により具現化されたコード）、ハードウェアモジュールまたはこれらの任意の好適な組み合わせを構成してよい。「ハードウェアモジュール」は、ある命令を実行可能な有形の（例えば非一過性の）物理的な部品（例えば１つ以上のプロセッサの組）であり、何らかの物理的な方法で構成され配置されてよい。様々な実施例で、１つ以上のコンピュータシステムまたはそれらの１つ以上のハードウェアモジュールは、ソフトウェア（例えばアプリケーションやその一部）により、本明細書に記載の当該モジュールのための操作を実行するために動作するハードウェアモジュールとして構成されてよい。
【００９８】
いくつかの実施例では、ハードウェアモジュールは、機械的に、電気的に、油圧的にまたはこれらの任意の好適な組み合わせにより具現化されてよい。例えばハードウェアモジュールは、ある操作を実行するように永久的に構成される専用の回路またはロジックを含んでよい。ハードウェアモジュールは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）やＡＳＩＣなどの特定目的プロセッサであってよく、これらを含んでもよい。ハードウェアモジュールは、ある操作を実行するようにソフトウェアにより一時的に構成される、プログラム可能なロジックまたは回路を含んでもよい。一例として、ハードウェアモジュールは、ＣＰＵその他のプログラム可能なプロセッサに包含されるソフトウェアを含んでよい。ハードウェアモジュールを、機械的に、油圧的に、専用の永久的に構成した回路内に具現化するか、あるいは一時的に構成した（例えばソフトウェアで構成した）回路内に具現化するかに関する決定は、コストや時間を考慮してされてよいことは理解されるだろう。
【００９９】
従って「ハードウェアモジュール」という表現は、物理的に、永久的に（例えば配線され）あるいは一時的に構成される（例えばプログラムされる）ものであって、本明細書に記載の操作をある方法で操作または実行する有形の実体を含むことは理解されるべきである。さらに本明細書で使用される「ハードウェアで具現化されたモジュール」という表現は、ハードウェアモジュールのことをいう。ハードウェアモジュールが一時的に構成された（例えばプログラムされた）実施例を考慮すると、ハードウェアモジュールの各々は、時間的に同時に構成または具体化される必要はない。例えば、ハードウェアモジュールがソフトウェアにより特定目的のプロセッサに設定されるＣＰＵを含む場合、該ＣＰＵは、異なる時に、それぞれ異なる特定目的のプロセッサ（例えば異なるハードウェアモジュールに含まれる）に設定されてよい。従ってソフトウェア（例えばソフトウェアモジュール）は、１つ以上のプロセッサを設定し、例えば、時間的なある時にある特定ハードウェアモジュールになる（または構成する）ようにし、時間的な別の時に別のハードウェアモジュールになる（または構成する）ようにしてよい。
【０１００】
ハードウェアモジュールは、他のハードウェアモジュールに情報を提供し、他のハードウェアモジュールから情報を受信することができる。従って、記載されるハードウェアモジュールは、通信可能に結合されていると考えられてよい。複数のハードウェアモジュールが同時に存在する場合、通信は２つ以上のハードウェアモジュール間の信号伝達（例えば好適な回路やバスを介した）により実現されてよい。複数のハードウェアが異なる時に構成または設定される実施形態では、こうしたハードウェアモジュール間の通信は、例えば該ハードウェアモジュールがアクセス可能なストレージやメモリ構造内の情報の読み出しにより実現されてよい。例えばハードウェアモジュールは、操作を実行し、該操作の結果を、通信可能に結合されたメモリ（例えばメモリデバイス）内に蓄積してよい。その後、さらなるハードウェアモジュールが該メモリにアクセスし、蓄積された結果を読み出して処理してもよい。ハードウェアモジュールはまた、入力または出力デバイスでの通信を初期化してもよく、リソース（例えば計算リソースからの情報の集合）上で動作してもよい。
【０１０１】
本明細書に例示により記載された方法の種々の操作は、少なくとも部分的には、関連する操作を実行するように一時的に（例えばソフトウェアによって）または永久的に設定された１つ以上のプロセッサにより実行されてよい。構成が一時的であれ永久的でれ、このようなプロセッサは、本明細書に記載の１つ以上の操作または機能を実行するように動作するプロセッサ実現モジュールを構成してよい。本明細書で使用される「プロセッサ実現モジュール」という用語は、内部に１つ以上のプロセッサを含むハードウェアモジュールのことをいう。従って本明細書に記載の操作は、少なくとも部分的には、プロセッサ実現、ハードウェア実現またはその両方であってよい。なぜなら、プロセッサはハードウェアの一例であり、本明細書で検討された任意の１つ以上の方法内の少なくともいくつかの操作は、１つ以上のプロセッサ実現モジュール、ハードウェア実現モジュールまたはこれらの任意の好適な組み合わせで実行されてよいからである。
【０１０２】
さらに、このような１つ以上のプロセッサは、「クラウドコンピューティング」環境で、またはそのサービス（例えば「Ｓｏｆｔｗａｒｅ  ａｓ  ａ  Ｓｅｒｖｉｃｅ」（ＳａａＳ））として操作を実行してよい。例えば、本明細書に記載で検討された任意の１つ以上の方法内の少なくともいくつかの操作は、コンピュータ群（例えばプロセッサを含むマシン群）で実行されてよく、これらの操作は、ネットワーク（例えばインターネット）および１つ以上の適切なインタフェース（例えばアプリケーションやプログラムインタフェース（ＡＰＩ））を介してアクセス可能である。ある操作が単一のマシン内にあろうと複数のマシンをまたいで分散していようと、該操作は１つ以上のプロセッサの間で分散されて実行されてよい。いくつかの実施例では、１つ以上のプロセッサまたはハードウェアモジュール（例えばプロセッサ実現モジュール）は、１つの地理的位置（例えば宅内環境、オフィス環境またはサーバファーム内）にあってよい。他の実施例では、１つ以上のプロセッサまたはハードウェアモジュールは、複数の地理的位置をまたいで分散していてもよい。
【０１０３】
本明細書全体を通して、単一の例として記載された部品、操作または構造を、複数の例が実現してよい。１つ以上の方法の個々の操作は別個の操作として記述され説明されているが、１つ以上の個々の操作が同時に実行されてもよく、これらの操作が本明細書で説明された順序で実行される必要もない。例示された構成では別個の部品または機能として示された構造およびその機能は、組み合わされた機能を有する組み合わされた構造または部品であってもよい。同様に、単一の部品として示された構造および機能は、別個の部品および機能として実現されてもよい。これらまたはその他の変形、修正、追加および改良は、本明細書の主題の範囲内にある。
【０１０４】
本明細書で検討された主題のある部分は、アルゴリズムで示されてもよく、あるいは、メモリ（例えばコンピュータメモリまたは他のマシンメモリ）内のビットまたはバイナリデジタル信号として蓄積されたデータ上の操作の記号表現で表されてもよい。このようなアルゴリズムまたは記号表現は、データ処理分野の当業者が、他の当業者に内容を伝えるために使用する技術の一例である。本明細書で使用される「アルゴリズム」は、自己矛盾のない操作または同様の処理の連続であって、所望の結果を導くものである。この文脈において、アルゴリズムおよび操作は、物理的実体の物理的操作を含む。典型的に、しかし必然的ではなく、このような実体は、記憶、アクセス、伝達、結合、比較などといったマシンによる操作が可能な、電気的、磁気的または光学的信号の形を取ってよい。主に共通的使用という目的から、このような信号は時に「データ」「コンテンツ」「ビット」「値」「エレメント」「記号」「文字」「ターム」「数」「数値」などといった用語を使って参照されてもよい。しかしながらこれらの単語は単なる便宜的なラベルであって、適切な物理的実体と関連すべきである。
【０１０５】
特段の断りのない限り、本明細書で「アクセスする」「処理する」「検知する」「計算する」「算出する」「決定する」「生成する」「示す」「表示する」などといった用語を使ってなされた検討は、１つ以上のメモリ（例えば揮発性メモリ、不揮発性メモリまたはこれらの任意の好適な組み合わせ）、レジスタその他の情報を受信、蓄積、伝達または表示するマシン部品内の物理的（例えば電気的、磁気的または光学的）実体として表現されたデータを処理または変換するマシン（例えばコンピュータ）により実行可能な動作または処理のことをいう。さらに特許文献では共通であるように、特段の断りのない限り、本明細書で使用される「一つの（ａ、ａｎ）」という用語は１つ以上の例を含む。最後に、特段の断りのない限り、本明細書で使用される「または（ｏｒ）」という接続詞は、非排他的な意味の「または」のことをいう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月16日(2018.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードウェアプロセッサと、レーザ光源と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、動的ホログラフィプリンティングアプリケーションを備え、
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号と、を生成するように構成され、
前記レーザ光源は、前記レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成するように構成され、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、
前記複数の入射レーザビームを受光し、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、前記複数の入射レーザビームを変調し、
複数のホログラフィック波面を生成するように構成され、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの焦点を備える複数の光照射野領域を形成し、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、前記複数の光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化するようにさらに構成され、
前記複数の光照射野領域は、ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当し、
前記ターゲット材料の部分は、前記３次元対象体を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記レーザ光源に結合されたレーザ光源制御部と、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに結合されたＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部と、をさらに備え、
前記レーザ光源制御部は、前記レーザ制御信号を受信し、前記レーザ制御信号に応答して前記レーザ光源を制御するように構成され、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御部は、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を受信し、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に応答して前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭを制御するように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の前記３次元対象体に相当する複数の所与の空間位置を特定するとともに、
変調された複数の入射レーザビームの焦点位置を、前記複数の所与の空間位置に一致させるように調整するために、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号および前記レーザ制御信号を生成するように構成され、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、前記複数の所与の空間位置で、前記ターゲット材料の一部を硬化させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記動的ホログラフィプリンティングアプリケーションは、
前記３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信し、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の領域を特定し、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の前記領域に相当する複数の焦点を特定し、
前記複数の焦点に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整するように構成され、
前記ターゲット材料内の前記領域は、前記複数の焦点で硬化される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、前記複数のホログラフィック波面を生成するために、前記複数の入射レーザビームの位相を変調するように構成される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
ＭＥＭＳ装置と、ＭＥＭＳ制御部、をさらに備え、
前記ＭＥＭＳ装置は、前記レーザ光源から前記複数の入射レーザビームを受光するように構成され、
前記ＭＥＭＳ制御部は、前記ＭＥＭＳ装置のためのＭＥＭＳ制御信号を生成するように構成され、
前記ＭＥＭＳ装置は、前記ＭＥＭＳ制御信号に基づいて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ上の複数の位置に前記複数の入射レーザビームを反射する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
変調された入射レーザビームは、位相変調光を含む
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
方法であって、
前記方法は、３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号と、を生成するステップと、
レーザ光源を用いて、前記レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成するステップと、
ＬＣＯＳ−ＳＬＭを用いて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、前記複数の入射レーザビームを変調するステップと、
変調された前記複数の入射レーザビームから、複数のホログラフィック波面を生成するステップと、を備え、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの焦点を備える複数の光照射野領域を形成し、
前記方法は、前記複数の光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化するステップをさらに備え、
前記複数の光照射野領域は、前記ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当し、
前記ターゲット材料の部分は、前記３次元対象体を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭに隣接する前記ターゲット材料内の前記３次元対象体に相当する複数の所与の空間位置を特定するステップと、
変調された複数の入射レーザビームの焦点位置を、前記複数の所与の空間位置に一致させるように調整するために、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号および前記レーザ制御信号を生成するステップと、
前記複数の所与の空間位置で、前記ターゲット材料の一部を硬化させるステップと、をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記３次元の対象に相当するプリンティングデータを受信するステップと、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の領域を特定するステップと、
前記プリンティングデータに基づいて、前記ターゲット材料内の前記領域に相当する複数の焦点を特定するステップと、
前記複数の焦点に基づいて、前記レーザ制御信号および前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号を調整するステップと、をさらに備え、
前記ターゲット材料内の前記領域は、前記複数の焦点で硬化される
ことを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のホログラフィック波面を生成するために、前記複数の入射レーザビームの位相または強度の少なくとも１つを変調するステップをさらに備える、
請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
ＭＥＭＳ装置のためのＭＥＭＳ制御信号を生成するステップをさらに備え、
前記ＭＥＭＳ装置は、前記ＭＥＭＳ制御信号に基づいて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ上の複数の位置に前記複数の入射レーザビームを反射し、
前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭは、前記複数の位置で前記複数の入射レーザビームを受光するように構成される
ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
変調されたレーザビームは、位相限定光を含む
ことを特徴とする請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
３次元の対象に基づいて、レーザ制御信号と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号と、を生成するステップと、
レーザ光源を用いて、前記レーザ制御信号に基づいて、複数の入射レーザビームを生成するステップと、
ＬＣＯＳ−ＳＬＭを用いて、前記ＬＣＯＳ−ＳＬＭ制御信号に基づいて、前記複数の入射レーザビームを変調するステップと、
変調された前記複数の入射レーザビームから、複数のホログラフィック波面を生成するステップと、をコンピュータに実行させるための命令を含み、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの焦点を備える複数の光照射野領域を形成し、
前記複数の光照射野領域でターゲット材料の部分を硬化するステップをコンピュータに実行させるための命令をさらに含む非一過性のコンピュータ読み取り可能媒体であって、
前記ホログラフィック波面の各々は、少なくとも１つの焦点を備える複数の光照射野領域を形成し、
前記複数の光照射野領域は、前記ターゲット材料内で形成される３次元対象体に相当し、
前記ターゲット材料の部分は、前記３次元対象体を含む、
ことを特徴とする非一過性のコンピュータ読み取り可能媒体。
【国際調査報告】
2018525659.tif 000013
2018525659.tif 000014