WO2022113908A1

WO2022113908A1 - 光学装置および３次元造形装置

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Publication number: WO2022113908A1
Application number: PCT/JP2021/042660
Authority: WO
Inventors: 大輔菱谷; 博文水野
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: EP4252953A4; CN116685425B; EP4252953A1; JP7538016B2; JP2022086581A; US20240036344A1; CN116685425A

Abstract

遮光ユニット（２４）では、導入反射面（４１）は、１次回折ビームの光軸（Ｊ３６）上における１次回折ビームの集束位置近傍、かつ、０次回折ビーム開口（２４０）近傍に位置する。導入反射面（４１）は、１次回折ビームの入射方向から逸れる方向であって０次回折ビームの光軸（Ｊ３５）から離れる方向へと１次回折ビームを反射する。導光路（４２）は、導入反射面（４１）からの光が入射する導入口（４４）を有し、導入口（４４）から導入された光を導く。導光路（４２）の周囲は遮光部材により囲まれている。吸光部（４３）は、導光路（４２）により拡散されつつ導かれた光を吸収する。これにより、遮光ユニット（２４）から外部への光の漏出を抑制することができるとともに、遮光ユニット（２４）の温度上昇を抑制することができる。

Description

光学装置および３次元造形装置

　本発明は、対象物上の照射面に変調ビームを照射する光学装置、および、当該光学装置を備える３次元造形装置に関する。
［関連出願の参照］
　本願は、２０２０年１１月３０日に出願された日本国特許出願ＪＰ２０２０－１９８６７７からの優先権の利益を主張し、当該出願の全ての開示は、本願に組み込まれる。

　近年、金属粉末等の造形材料に変調されたレーザ光を照射し、造形材料を溶融させることにより３次元造形を行うＳＬＭ（Selective Laser Melting）式の３次元造形装置が使用されている。当該３次元造形装置では、例えば、回折型光変調器によってレーザ光を変調させて造形材料に照射する光学装置が用いられる。当該光学装置では、光変調器からの０次回折ビームが造形材料へと導かれ、造形材料に照射されない１次回折ビーム等の高次回折ビームは、光学装置内に設けられた遮光部にて遮光される。当該遮光部は、遮光部および光学装置の大型化を抑制するために、通常、１次回折ビーム等の集束位置近傍に設けられる。

　このような光学装置は、基板上にレーザ光を照射してパターンを描画するパターン描画装置にも用いられており、国際公開第２０１８／１５０９９６号（文献１）のパターン描画装置では、パターンの描画に利用されない回折ビームを吸収する吸収体がヘッド内に設けられている。なお、文献１の図３に示されるように、吸収体ＴＲを反射ミラー等の他の光学素子から離して配置すると光学装置が大型化する。

　ところで、上述の３次元造形装置では、生産性の向上が求められており、造形材料に照射されるレーザ光のパワー密度（すなわち、単位面積当たりの光強度）を増大させることが検討されている。レーザ光のパワー密度が増大すると、上記遮光部のように回折ビームを遮光または吸収する部位において、レーザ光から変換される熱量が大きくなって排熱が間に合わず、遮光部の温度が局所的に上昇して遮光部が損傷するおそれがある。また、遮光部の温度上昇に伴って周囲の部品の温度も上昇し、レーザ光の照射精度が低下するおそれもある。さらに、遮光部において吸収しきれずに周囲に漏出した散乱光により周囲の部品の温度が上昇し、レーザ光の照射精度が低下するおそれもある。

　本発明は、対象物に変調光を照射する光学装置に向けられており、遮光ユニットから外部への光の漏出を抑制するとともに、遮光ユニットの温度上昇を抑制することを目的としている。

　本発明の好ましい一の形態に係る光学装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光を所定の形状に整形する照明光学系と、前記照明光学系により整形された前記レーザ光を変調ビームに変調する光変調器と、前記変調ビームを対象物へと導く投影光学系とを備える。前記投影光学系は、前記光変調器からの０次回折ビームを通過させて１次回折ビームを遮る遮光ユニットを備える。前記遮光ユニットは、前記０次回折ビームの光軸上における前記０次回折ビームの集束位置近傍に位置し、前記０次回折ビームを通過させる０次回折ビーム開口と、前記１次回折ビームの光軸上における前記１次回折ビームの集束位置近傍かつ前記０次回折ビーム開口近傍に位置し、前記１次回折ビームの入射方向から逸れる方向であって前記０次回折ビームの光軸から離れる方向へと前記１次回折ビームを反射する導入反射面と、前記導入反射面からの光が入射する導入口を有し、前記導入口から導入された光を導く周囲が遮光部材により囲まれた導光路と、前記導光路により拡散されつつ導かれた光を吸収する吸光部とを備える。

　本発明によれば、遮光ユニットから外部への光の漏出を抑制することができるとともに、遮光ユニットの温度上昇を抑制することができる。

　好ましくは、前記導入反射面は鏡面であり、前記導光路は、前記導入反射面からの光を散乱させつつ反射して導く散乱反射面を内部に備える。

　好ましくは、前記散乱反射面は、前記導光路における、前記散乱反射面までの奥行き方向および前記散乱反射面からの奥行き方向の両方に平行な面に沿って延びる線状の微細凹凸を有する。

　好ましくは、前記導入反射面は、前記１次回折ビームの光軸上において前記１次回折ビームの集束位置よりも手前側に配置され、前記導光路において前記導入反射面からの光が直接的に入射する反射面と前記導入反射面との間にて前記１次回折ビームが集束する。

　好ましくは、前記吸光部は、吸光膜が表面に設けられた凹凸面を備える。

　好ましくは、前記遮光ユニットは、前記吸光部近傍に配置されて内部を冷媒が流れる冷却流路をさらに備える。

　好ましくは、前記導光路近傍にも、内部を冷媒が流れる冷却流路が配置される。

　好ましくは、前記遮光ユニットでは、前記０次回折ビーム開口および前記導入反射面の周囲にて前記０次回折ビームの光軸に垂直な方向に広がる外面上に、前記光変調器からの２次回折ビームを吸収する２次吸光部が設けられる。

　好ましくは、前記導光路は前記０次回折ビームの光軸に垂直な面に平行に延びる。

　好ましくは、前記導光路は、前記０次回折ビーム開口の周囲にて屈曲しつつ延びて前記０次回折ビーム開口を囲む。

　好ましくは、前記導入反射面は、前記０次回折ビーム開口の周囲を囲むとともに前記０次回折ビームの光軸方向手前側から奥側に向かうに従って前記０次回折ビームの光軸から離れる周状傾斜面の一部である。前記導光路は、前記周状傾斜面から外側へと放射状に広がる環状空間の一部である。

　好ましくは、前記０次回折ビームおよび前記１次回折ビームは、上下方向に広がる面状ビームである。前記導光路は、前記０次回折ビームの光軸に対して傾斜する方向かつ上下方向に広がる互いに平行な一対の反射面を備える。前記導入反射面は、前記一対の反射面のうち一方の反射面における前記０次回折ビームに近い側の端部である。前記導入反射面からの光は、前記一対の反射面の間で往復しつつ前記導光路内を導かれる。

　好ましくは、前記導入反射面および前記導光路は、切削加工により形成された１つの切削ブロックに設けられる。

　好ましくは、前記遮光ユニットは、前記光変調器からの複数の１次回折ビームを遮る。前記遮光ユニットは、前記複数の１次回折ビームにそれぞれ対応する複数の遮光部を備える。各遮光部は、前記導入反射面および前記導光路を備える。前記複数の遮光部の前記０次回折ビーム開口に対する相対位置は可変である。

　本発明は、３次元造形装置にも向けられている。本発明の好ましい一の形態に係る３次元造形装置は、上述の光学装置と、前記光学装置へと前記レーザ光を出射するレーザ光源と、前記光学装置からの前記変調ビームが照射される前記対象物であり、前記変調ビームを造形材料上で走査する走査部とを備える。

　上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。

第１の実施の形態に係る光学装置を備える３次元造形装置の構成を示す図である。投影光学系の構造を示す図である。投影光学系の構造を示す図である。遮光ユニットの斜視図である。遮光ユニットの内部を示す斜視図である。遮光ユニットの正面図である。遮光ユニットの内部を示す斜視図である。一方の遮光部を拡大して示す正面図である。第１内部反射面を拡大して示す斜視図である。第３部材の正面図である。第２の実施の形態に係る光学装置の投影光学系の構造を示す図である。投影光学系の構造を示す図である。遮光ユニットの斜視図である。遮光ユニットの内部を示す斜視図である。遮光ユニットの断面図である。１つの遮光部を拡大して示す断面図である。第３の実施の形態に係る遮光ユニットの斜視図である。遮光ユニットの内部を示す斜視図である。遮光ユニットの断面図である。

　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学装置１２を備える３次元造形装置１の構成を示す図である。３次元造形装置１は、粉末状またはペースト状の造形材料に変調されたレーザ光を照射し、造形材料を溶融させることにより３次元造形を行うＳＬＭ（Selective Laser Melting）式の３次元造形装置である。造形材料は、例えば、金属、エンジニアリングプラスチック、セラミックスまたは合成樹脂等である。当該造形材料は、複数種類の材料を含んでいてもよい。

　３次元造形装置１は、レーザ光源１１と、光学装置１２と、走査部１３と、材料供給機構１４とを備える。３次元造形装置１では、レーザ光源１１から出射されたレーザ光Ｌ３１は、光学装置１２により走査部１３へと導かれ、走査部１３により、材料供給機構１４の造形空間１４０内の造形材料９１上にて走査される。これにより、造形材料９１のうち、レーザ光が照射された部位が溶融する。そして、造形空間１４０への造形材料９１の供給、および、造形材料９１上におけるレーザ光の走査が繰り返されることにより、３次元造形物が形成される。図１では、図の理解を容易にするために、光学装置１２の各構成を二点鎖線にて囲む。

　３次元造形装置１では、製造される予定の３次元造形物の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）等に基づいて、レーザ光源１１、光学装置１２（例えば、後述する光変調器２２）、走査部１３および材料供給機構１４等の構成が、図示省略の制御部により制御される。当該制御部は、例えば、プロセッサと、メモリと、入出力部と、バスとを備える通常のコンピュータである。

　レーザ光源１１は、光学装置１２へとレーザ光Ｌ３１を出射する。レーザ光源１１は、例えば、ファイバレーザ光源である。レーザ光Ｌ３１の波長は、例えば１．０７０μｍである。

　光学装置１２は、レーザ光源１１からのレーザ光Ｌ３１を変調ビームＬ３３に変調し、走査部１３へと照射する。光学装置１２は、照明光学系２１と、光変調器２２と、投影光学系２３とを備える。照明光学系２１および投影光学系２３はそれぞれ、後述するように、レンズ等の光学素子を複数備える。

　照明光学系２１は、レーザ光源１１からのレーザ光Ｌ３１を、所定の形状に整形して光変調器２２へと導く。本実施の形態では、照明光学系２１は、レーザ光Ｌ３１を一の方向（以下、「長軸方向」と呼ぶ。）に長い略線状の平行ビームＬ３２に整形して光変調器２２へと導く。換言すれば、平行ビームＬ３２の断面形状は、長軸方向に長く、長軸方向に垂直な短軸方向に短い略線状である。平行ビームＬ３２の断面形状とは、平行ビームＬ３２の進行方向に対して垂直な面における平行ビームＬ３２の形状である。以下の説明において、光の断面とは、上記と同様に、当該光の進行方向に対して垂直な面における当該光の断面を意味する。平行ビームＬ３２の断面形状は、略矩形状と捉えることもできる。平行ビームＬ３２の断面の大きさは、平行ビームＬ３２の進行方向のいずれの位置においても同じである。光変調器２２上における平行ビームＬ３２の照射領域の形状は、例えば、長軸方向の長さが２８ｍｍ、短軸方向の長さが１ｍｍの略線状（または略矩形状）である。

　光変調器２２は、照明光学系２１からの平行ビームＬ３２を、変調ビームＬ３３に変調して投影光学系２３へと導く。光変調器２２としては、例えば、１次元空間光変調素子であるＧＬＶ（Grating Light Valve）（登録商標）等が利用可能である。

　光変調器２２は、平行ビームＬ３２の長軸方向に対応する方向に配列された複数の変調要素（図示省略）を備える。各変調要素は、隣接して配置される複数のリボンを備える。光変調器２２では、回折格子を利用した光変調が行われ、各変調要素からの反射光が、０次回折ビーム（すなわち、正反射光）と非０次回折ビームとの間で切り替えられる。光変調器２２から出射された０次回折ビームは、投影光学系２３により走査部１３へと導かれる。また、光変調器２２から出射された非０次回折ビームは、投影光学系２３に設けられた後述の遮光ユニット２４により、走査部１３よりも手前で遮られて吸収される。

　投影光学系２３は、光変調器２２からの変調ビームＬ３３を集光しつつ走査部１３へと導く。換言すれば、走査部１３は、光学装置１２により変調ビームＬ３３が導かれる対象物である。変調ビームＬ３３は、走査部１３の照射面１３１上に照射される。

　走査部１３は、光学装置１２の投影光学系２３からの変調ビームＬ３３を反射し、材料供給機構１４の造形空間１４０内の造形材料９１上で走査する。走査部１３としては、例えば、ガルバノスキャナまたはポリゴンレーザスキャナ等が利用可能である。本実施の形態では、走査部１３は、ガルバノミラー１３２およびガルバノモータ（図示省略）を備えるガルバノスキャナであり、ガルバノミラー１３２の反射面が上述の照射面１３１となる。走査部１３では、ガルバノモータによってガルバノミラー１３２が回転することにより、ガルバノミラー１３２により反射される変調ビームＬ３３の進行方向が変更される。その結果、造形材料９１上に照射された変調ビームＬ３３が、変調ビームＬ３３の短軸方向に対応する走査方向に走査される。

　材料供給機構１４は、造形部１４１と、供給部１４２とを備える。造形部１４１は、第１シリンダ１４３と、第１ピストン１４４とを備える。第１シリンダ１４３は、上下方向に延びる筒状の部材である。第１シリンダ１４３の内部空間の平面視における形状は、例えば略矩形である。第１ピストン１４４は、第１シリンダ１４３の内部空間に収容される略平板状または略柱状の部材であり、平面視における形状は、第１シリンダ１４３の内部空間と略同じである。第１ピストン１４４は、第１シリンダ１４３の内部空間において、上下方向に移動可能である。造形部１４１では、第１シリンダ１４３の内側面と第１ピストン１４４の上面とにより囲まれる３次元空間が、変調ビームＬ３３による３次元造形が行われる造形空間１４０となる。

　供給部１４２は、第２シリンダ１４５と、第２ピストン１４６と、スキージ１４７とを備える。第２シリンダ１４５は、上下方向に延びる筒状の部材であり、第１シリンダ１４３の側方に隣接して配置される。第２シリンダ１４５の内部空間の平面視における形状は、例えば略矩形である。第２ピストン１４６は、第２シリンダ１４５の内部空間に収容される略平板状または略柱状の部材であり、平面視における形状は、第２シリンダ１４５の内部空間と略同じである。第２ピストン１４６は、第２シリンダ１４５の内部空間において、上下方向に移動可能である。供給部１４２では、第２シリンダ１４５の内側面と第２ピストン１４６の上面とにより囲まれる３次元空間が、造形部１４１に供給される予定の造形材料９１が貯溜される貯溜空間となる。スキージ１４７は、第２シリンダ１４５の上部開口を横断して水平方向に延びる棒状（例えば、略円柱状）の部材である。スキージ１４７は、第２シリンダ１４５の上端面に沿って水平方向に移動可能である。

　供給部１４２では、第２ピストン１４６が所定距離だけ上昇し、第２シリンダ１４５内の造形材料９１が上方へと持ち上げられる。そして、スキージ１４７が第２シリンダ１４５上から第１シリンダ１４３上へと移動することにより、第２シリンダ１４５の上端面よりも上側に突出する造形材料９１が、造形部１４１の造形空間１４０内に供給される。造形空間１４０内に保持された造形材料９１の上面は、所定の高さ（例えば、第１シリンダ１４３の上端面と同じ高さ）に位置する。

　３次元造形装置１では、造形空間１４０内の造形材料９１に対して、上述の変調ビームＬ３３の走査が行われる。これにより、造形空間１４０内の造形材料９１の表層部において、変調ビームＬ３３が照射された部位が溶融し、３次元造形物を上下方向に積層される複数の層に分割した場合の１つの層に相当する部位が形成される。造形空間１４０内の造形材料９１に対する上述の変調ビームＬ３３の走査が終了すると、第１ピストン１４４が所定距離だけ下降する。その後、上述のように、供給部１４２から造形空間１４０への造形材料９１の供給が行われ、変調ビームＬ３３の走査が行われる。３次元造形装置１では、造形空間１４０に対する造形材料９１の供給と、造形空間１４０内の造形材料９１に対する変調ビームＬ３３の走査とが繰り返されることにより、造形空間１４０内に３次元造形物が形成される。

　次に、光学装置１２の投影光学系２３の構造について、図２および図３を参照しつつ説明する。図２では、変調ビームＬ３３の０次回折ビームＬ３５を実線にて描き、１次回折ビームＬ３６を破線にて描く。図２では、変調ビームＬ３３の短軸方向が、紙面に垂直な方向と一致するように、変調ビームＬ３３の光路を示す。図２では、変調ビームＬ３３の長軸方向は、図中の上下方向と一致する。また、図３では、変調ビームＬ３３の長軸方向が、紙面に垂直な方向と一致するように、変調ビームＬ３３の光路を示す。図３では、変調ビームＬ３３の短軸方向は、図中の上下方向と一致する。図３では、図２中の０次回折ビームＬ３５と１次回折ビームＬ３６とは重なっている。

　投影光学系２３は、第１レンズ２３１と、第２レンズ２３２と、第３レンズ２３３と、遮光ユニット２４とを備える。第１レンズ２３１および第２レンズ２３２は、例えば、球面凸レンズである。第３レンズ２３３は、例えば、シリンドリカル凸レンズである。

　第２レンズ２３２および第３レンズ２３３は、第１レンズ２３１よりも変調ビームＬ３３の進行方向（すなわち、光変調器２２から走査部１３へと向かう変調ビームＬ３３が進行する側）に位置する。換言すれば、第２レンズ２３２および第３レンズ２３３は、変調ビームＬ３３の光路上において、第１レンズ２３１よりも走査部１３に近い側に位置する。第３レンズ２３３は、第２レンズ２３２よりも変調ビームＬ３３の進行方向に位置する。投影光学系２３では、第１レンズ２３１、第２レンズ２３２および第３レンズ２３３により、光変調器２２の変調面と、走査部１３の照射面１３１とが、長軸方向および短軸方向について光学的に共役とされる。

　遮光ユニット２４は、変調ビームＬ３３の光路上において、第１レンズ２３１と第２レンズ２３２との間に配置される。遮光ユニット２４は、光変調器２２からの０次回折ビームＬ３５を通過させ、１次回折ビームＬ３６を遮る。遮光ユニット２４は、０次回折ビームＬ３５の集束位置近傍に配置され、０次回折ビームＬ３５の長軸方向の両側にて集束する２つの１次回折ビームＬ３６を遮る。遮光ユニット２４により遮られる１次回折ビームＬ３６は、長軸方向および短軸方向の双方において集束している。また、遮光ユニット２４は、光変調器２２からの２次以上の非０次回折ビーム（図示省略）も遮る。

　なお、投影光学系２３では、第１レンズ２３１、第２レンズ２３２および第３レンズ２３３の種類は様々に変更されてよく、上記以外の光学素子が追加されてもよい。また、実際の投影光学系２３では、各レンズおよび遮光ユニット２４は互いに近接して配置されている。

　次に、遮光ユニット２４について、図４ないし図７を参照しつつ説明する。図４は、遮光ユニット２４の外観を示す斜視図である。図５は、遮光ユニット２４の内部を示す斜視図である。図６は、遮光ユニット２４の正面図である。図７は、遮光ユニット２４の内部を示す斜視図である。

　遮光ユニット２４は、略矩形平板状の構造体である。遮光ユニット２４の縦方向および横方向の長さは、例えば数十ｍｍであり、遮光ユニット２４の厚さ（すなわち、正面視における奥行き）は、例えば十数ｍｍである。遮光ユニット２４の正面視における中央部には、光変調器２２（図１参照）からの０次回折ビームが通過する０次回折ビーム開口２４０が設けられる。０次回折ビーム開口２４０は、０次回折ビームの光軸Ｊ３５上における０次回折ビームの集束位置近傍に位置する。

　図４および図５では、０次回折ビームの光軸Ｊ３５を一点鎖線にて示す。また、図４および図５では、１次回折ビームの光軸Ｊ３６も一点鎖線にて示す。以下の説明では、０次回折ビームの光軸Ｊ３５が延びる方向を「Ｘ方向」とも呼ぶ。また、Ｘ方向に垂直な互いに直交する２つの方向を「Ｙ方向」および「Ｚ方向」とも呼ぶ。Ｚ方向は、図４中の上下方向であり、上述の長軸方向に対応する。遮光ユニット２４は、Ｙ方向およびＺ方向に広がる（すなわち、Ｘ方向に略垂直に広がる）略平板状の構造体である。

　遮光ユニット２４には、２つの１次回折ビームが（－Ｘ）側から入射する。遮光ユニット２４は、２つの１次回折ビームをそれぞれ遮る２つの遮光部２４１を備える。なお、投影光学系２３では、光変調器２２から遮光ユニット２４に入射する１次回折ビームの数は２には限定されず、３以上であってもよい。すなわち、投影光学系２３では、遮光ユニット２４に複数の１次回折ビームが入射し、遮光ユニット２４は、複数の１次回折ビームにそれぞれ対応する複数の遮光部２４１を備える。

　各遮光部２４１は、導入反射面４１と、導光路４２と、吸光部４３とを備える。図５および図７では、吸光部４３に平行斜線を付す。導光路４２は、遮光ユニット２４の内部に設けられた通路（すなわち、空間）である。導光路４２の一方の端部である導入口４４は、０次回折ビーム開口２４０の近傍に配置される。導入反射面４１は、導光路４２の外側において、導入口４４および０次回折ビーム開口２４０の近傍に配置される。図５に示す例では、２つの遮光部２４１の導入反射面４１は、０次回折ビーム開口２４０の（＋Ｚ）側および（－Ｚ）側に配置される。

　導入反射面４１は、光変調器２２からの１次回折ビームの光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームの集束位置近傍に配置される。導入反射面４１は、１次回折ビームを反射して導光路４２の導入口４４へと導く。導入反射面４１による１次回折ビームの反射方向は、導入反射面４１に対する１次回折ビームの入射方向から逸れる方向であって、かつ、０次回折ビームの光軸Ｊ３５から離れる方向である。すなわち、導入反射面４１は、１次回折ビームを０次回折ビームから大きく離間する方向へと導く。

　導入反射面４１にて反射された１次回折ビームは、導入口４４から導光路４２の内部へと入射する。導光路４２は、周囲を遮光部材により囲まれた空間であり、ＹＺ平面（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５に垂直な面）に平行に延びている。導光路４２は、導入口４４から導入された光（以下、「導入１次光」とも呼ぶ。）を、図６中の矢印３６１に沿って拡散させつつ、導入口４４とは反対側の端部である終端部へと導く。吸光部４３は、導光路４２の終端部において導光路４２により導かれた導入１次光を吸収する。

　次に、遮光部２４１の構造の詳細について説明する。以下では、０次回折ビーム開口２４０の（－Ｚ）側に位置する導入反射面４１を含む一方の遮光部２４１に注目して説明する。他方の遮光部２４１の構造は、正面視において、０次回折ビームの光軸Ｊ３５を中心として上記一方の遮光部２４１の構造と略点対称である。

　当該一方の遮光部２４１では、導入反射面４１は、Ｚ方向に略平行に延びる平面であり、（＋Ｙ）側に向かうに従って（＋Ｘ）側へと向かう傾斜面である。導入反射面４１のＸ方向に対する傾斜角、および、Ｙ方向に対する傾斜角は、それぞれ約４５°である。導入反射面４１は、例えば鏡面である。ここでは、鏡面とは、入射する１次回折ビームが実質的に散乱することなく全反射される反射面を意味する。後述する遮光ユニット２４ａ，２４ｂにおいても同様である。１次回折ビームは、導入反射面４１の略中央部にて（＋Ｙ）方向へと反射され、導光路４２の導入口４４へと向かう。導入反射面４１にて反射した１次回折ビームは、実質的に全光量が導入口４４へと導かれて導光路４２の内部へと導入される。

　導光路４２は、０次回折ビーム開口２４０の周囲において、０次回折ビーム開口２４０を囲むように屈曲しつつ延びる。具体的には、導光路４２は、０次回折ビーム開口２４０の（－Ｚ）側から（＋Ｙ）方向へと延び、略直角に屈曲して（＋Ｚ）方向へと延び、略直角に屈曲して（－Ｙ）方向へと延び、０次回折ビーム開口２４０の（＋Ｚ）側を通過して、０次回折ビーム開口２４０よりも（－Ｙ）側まで延びる。遮光ユニット２４では、２つの導光路４２により、０次回折ビーム開口２４０の周囲が略全周に亘って囲まれる。

　導光路４２の内部には、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３が設けられている。第１内部反射面４２１は、導入反射面４１の（＋Ｙ）側において、導光路４２が屈曲する部位に配置される。第２内部反射面４２２は、第１内部反射面４２１の（＋Ｚ）側において、導光路４２が屈曲する部位に配置される。第３内部反射面４２３は、第２内部反射面４２２の（－Ｙ）側において、導光路４２の終端部に配置される。導入反射面４１により反射されて導光路４２に導入された導入１次光は、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３により、この順番で反射されて吸光部４３へと導かれる。

　第１内部反射面４２１は、Ｘ方向に略平行に延びる平面であり、（＋Ｙ）側に向かうに従って（＋Ｚ）側へと向かう傾斜面である。第１内部反射面４２１のＹ方向に対する傾斜角、および、Ｚ方向に対する傾斜角は、それぞれ約４５°である。導入反射面４１から（＋Ｙ）方向へと進む導入１次光は、他の反射面を経由することなく第１内部反射面４２１へと直接的に入射する。導入反射面４１から第１内部反射面４２１に入射した導入１次光は、第１内部反射面４２１により（＋Ｚ）方向へと反射され、第２内部反射面４２２へと向かう。第２内部反射面４２２は、Ｘ方向に略平行に延びる平面であり、（－Ｙ）側に向かうに従って（＋Ｚ）側へと向かう傾斜面である。第２内部反射面４２２のＹ方向に対する傾斜角、および、Ｚ方向に対する傾斜角は、それぞれ約４５°である。第１内部反射面４２１から第２内部反射面４２２に入射した導入１次光は、第２内部反射面４２２により（－Ｙ）方向へと反射され、第３内部反射面４２３へと向かう。

　第３内部反射面４２３は、Ｚ方向に略平行に延びる平面であり、（－Ｙ）側に向かうに従って（＋Ｘ）側へと向かう傾斜面である。第３内部反射面４２３のＸ方向に対する傾斜角、および、Ｙ方向に対する傾斜角は、それぞれ約４５°である。第２内部反射面４２２から第３内部反射面４２３に入射した導入１次光は、第３内部反射面４２３により（＋Ｘ）方向へと反射され、導光路４２の（＋Ｘ）側の側面である吸光部４３へと向かう。上述のように、導光路４２は遮光部材により囲まれているため、導入口４４から吸光部４３へと向かう導入１次光が、導光路４２から遮光ユニット２４の外部へと漏出することが防止される。

　吸光部４３は、Ｘ方向に略垂直な平面であり、表面に吸光膜が設けられる。当該吸収膜は、光を吸収しやすい材料により形成されたフィルム状またはシート状の部材であってもよく、光を吸収しやすい材料が塗布されることにより形成された塗布膜であってもよい。吸光部４３には、第３内部反射面４２３にて反射された導入１次光が照射される。換言すれば、吸光部４３は、導光路４２を通過した導入１次光が照射される被照射面を備える。吸光部４３では、導光路４２からの導入１次光が吸光膜により吸収される。

　図８は、上述の一方の遮光部２４１を拡大して示す正面図である。図８では、導入反射面４１に入射する１次回折ビームＬ３６を実線にて描き、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６を一点鎖線にて描く。また、図８では、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３において散乱等が生じない場合の導入１次光Ｌ３７を二点鎖線にて描き、導入１次光Ｌ３７の光軸Ｊ３７を一点鎖線にて描く。

　上述のように、導入反射面４１は、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０近傍に配置されている。図８に示す例では、導入反射面４１は、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０よりも手前側（すなわち、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上における光変調器２２側）に配置される。そして、導入反射面４１により反射された１次回折ビームＬ３６は、導入反射面４１と第１内部反射面４２１との間の集束位置３６０にて集束する。換言すれば、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０は、導入反射面４１と第１内部反射面４２１との間に位置する。１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０は、導入反射面４１と導光路４２の導入口４４との間（すなわち、導光路４２の外部）に位置していてもよく、導入口４４と第１内部反射面４２１との間（すなわち、導光路４２の内部）に位置してもよい。あるいは、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０は、導入口４４上に位置していてもよい。

　導入口４４から導入されて第１内部反射面４２１に向かう導入１次光Ｌ３７は、上述の集束位置３６０を通過した後、光軸Ｊ３７に垂直な断面における面積を拡大しつつ（すなわち、拡散しつつ）導光路４２の内部を（＋Ｙ）方向に進む。そして、第１内部反射面４２１に反射された後も略同様に拡散しつつ、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３を経由して吸光部４３へと導かれる。このため、吸光部４３上における導入１次光Ｌ３７の照射面積が大きくなり、導入１次光Ｌ３７のパワー密度が低減される。その結果、吸光部４３の温度上昇（特に、導入１次光Ｌ３７が照射される領域における局所的な温度上昇）を抑制することができる。

　吸光部４３では、導入１次光Ｌ３７の照射面積をさらに大きくするために、吸光膜が設けられている面（すなわち、（－Ｘ）側の面）に、Ｘ方向に凸または凹となる凹凸が設けられてもよい。当該凹凸の高さ（すなわち、Ｘ方向の高さ）は、例えば数ｍｍ程度である。吸光膜は、当該凹凸に沿って設けられる。吸光膜が設けられる面を凹凸面とすることにより、導入１次光Ｌ３７の照射面積がさらに大きくなり、吸光部４３の温度上昇がさらに抑制される。

　また、吸光部４３における導入１次光Ｌ３７の照射面積をさらに大きくするために、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３に微細な凹凸が設けられてもよい。この場合、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３に入射した導入１次光Ｌ３７が散乱しつつ反射され、導光路４２の内部を吸光部４３に向かって進む導入１次光Ｌ３７がさらに拡散する。換言すれば、遮光ユニット２４では、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３を散乱反射面とすることにより、導光路４２の内部を進む導入１次光Ｌ３７の拡散が促進され、吸光部４３における導入１次光Ｌ３７の照射面積がさらに拡大される。その結果、吸光部４３の温度上昇がさらに抑制される。

　図９は、微細凹凸４２４が設けられた第１内部反射面４２１を拡大して示す斜視図である。図９に示す例では、微細凹凸４２４は、第１内部反射面４２１に沿ってＹ方向およびＺ方向に延びる線状凹凸（すなわち、（＋Ｙ）側に向かうに従って（＋Ｚ）側へと向かうヘアライン）である。換言すれば、微細凹凸４２４は、第１内部反射面４２１向かって導光路４２が延びる方向（すなわち、Ｙ方向）と、第１内部反射面４２１から導光路４２が延びる方向（すなわち、Ｚ方向）の両方に平行な面に沿って延びる線状凹凸である。さらに換言すれば、微細凹凸４２４は、導光路４２における、第１内部反射面４２１までの奥行き方向（すなわち、Ｙ方向）および第１内部反射面４２１からの奥行き方向（すなわち、Ｚ方向）の両方に平行な面に沿って延びる線状凹凸である。第１内部反射面４２１では、上記線状の微細凹凸４２４が、長手方向に略垂直な方向に多数配列される。第１内部反射面４２１上における微細凹凸４２４の高さ（すなわち、周囲の部位からの突出量または凹み量）は、例えば数μｍ程度である。

　第１内部反射面４２１に入射した導入１次光Ｌ３７（図８参照）は、線状の微細凹凸４２４により、主にＸ方向に散乱し、導入１次光Ｌ３７の第１内部反射面４２１への入射側に戻る方向（すなわち、（－Ｙ）方向）にはほとんど散乱しない。したがって、第１内部反射面４２１にて反射される導入１次光Ｌ３７の断面積をさらに拡大しつつ、第１内部反射面４２１からの反射光が導入口４４へと戻って導光路４２から漏出することが抑制される。

　第２内部反射面４２２に設けられる微細凹凸は、例えば、第２内部反射面４２２に沿ってＹ方向およびＺ方向に延びる（すなわち、（－Ｙ）側に向かうに従って（＋Ｚ）側へと向かう）線状凹凸である。このため、第２内部反射面４２２に入射した導入１次光Ｌ３７は、主にＸ方向に散乱し、導入１次光Ｌ３７の第２内部反射面４２２への入射側に戻る方向（すなわち、（－Ｚ）方向）にはほとんど散乱しない。したがって、第２内部反射面４２２にて反射される導入１次光Ｌ３７の断面積をさらに拡大しつつ、第２内部反射面４２２からの反射光が導入口４４へと戻って導光路４２から漏出することが抑制される。

　第３内部反射面４２３に設けられる微細凹凸は、例えば、第３内部反射面４２３に沿ってＸ方向およびＹ方向に延びる（すなわち、（－Ｙ）側に向かうに従って（＋Ｘ）側へと向かう）線状凹凸である。このため、第３内部反射面４２３に入射した導入１次光Ｌ３７は、主にＺ方向に散乱し、導入１次光Ｌ３７の第３内部反射面４２３への入射側に戻る方向（すなわち、（＋Ｙ）方向）にはほとんど散乱しない。したがって、第３内部反射面４２３にて反射される導入１次光Ｌ３７の断面積をさらに拡大しつつ、第３内部反射面４２３からの反射光が導入口４４へと戻って導光路４２から漏出することが抑制される。

　なお、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３を散乱反射面とする場合、導入１次光Ｌ３７の一部が、第３内部反射面４２３に到達する前に吸光部４３に入射して吸収されてもよい。また、遮光ユニット２４では、必ずしも第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３の全てが散乱反射面とされる必要はない。第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３のうち１つ以上の内部反射面が散乱反射面とされることにより、上述のように、吸光部４３の温度上昇をさらに抑制することができる。

　また、遮光ユニット２４では、導入反射面４１が散乱反射面とされてもよい。この場合、導入反射面４１にて反射された光のうち、光量ベースで８６．５％以上の光が導入口４４へと導かれて導光路４２の内部へと導入されることが好ましく、実質的に全光量が導入口４４へと導かれて導光路４２の内部へと導入されることがさらに好ましい。導入反射面４１が散乱反射面とされることにより、上記と略同様に、導入１次光Ｌ３７の断面積を拡大し、吸光部４３の温度上昇をさらに抑制することができる。なお、導入反射面４１から反射されて拡散した光が第１内部反射面４２１に入射する際には、入射光の断面全体が第１内部反射面４２１よりも小さく、入射光の実質的に全光量が第１内部反射面４２１に入射することが好ましい。

　図４に示すように、遮光ユニット２４は、第１部材２５１と、第２部材２５２と、第３部材２５３とを備える。図５および図７では、第１部材２５１の図示を省略している。また、図７では、第２部材２５２および第３部材２５３の上端部の図示を省略している。第１部材２５１および第３部材２５３は、０次回折ビーム開口２４０に対応する貫通孔が中央部に設けられた略矩形平板状の部材である。第２部材２５２は、導光路４２を構成する隔壁２５４が内側に設けられた略矩形枠状の部材である。第１部材２５１、第２部材２５２および第３部材２５３は、０次回折ビームの光軸Ｊ３５上において、（－Ｘ）側（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５が延びる方向である光軸方向の手前側）からこの順で並べられ、互いに固定されることにより遮光ユニット２４が形成される。

　第１部材２５１、第２部材２５２および第３部材２５３は、光変調器２２からの光が透過不能な遮光部材である。第２部材２５２の空隙を、Ｘ方向の両側から第１部材２５１および第３部材２５３で閉塞することにより、遮光部材により囲まれた導光路４２が形成される。第１部材２５１、第２部材２５２および第３部材２５３は、光変調器２２からの光を反射しやすく、かつ、熱伝導性が比較的高い材料により形成される。第１部材２５１、第２部材２５２および第３部材２５３は、例えば銅（Ｃｕ）により形成される。また、上述の導入反射面４１等には、金（Ａｕ）の薄膜が設けられてもよい。なお、第１部材２５１、第２部材２５２および第３部材２５３の材料は、適宜変更されてよい。

　第１部材２５１は、例えば、Ｙ方向およびＺ方向に広がる略平板状の銅板の中央部に貫通孔が設けられた部材である。当該貫通孔は、上述の０次回折ビーム開口２４０に対応するとともに、各遮光部２４１の導入反射面４１を遮光ユニット２４の（－Ｘ）側において露出させる。第１部材２５１の（－Ｘ）側の主面は、Ｘ方向に略垂直に広がる（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５に略垂直な方向に広がる）略平面であり、吸光膜が設けられる。当該吸収膜は、光を吸収しやすい材料により形成されたフィルム状またはシート状の部材であってもよく、光を吸収しやすい材料が塗布されることにより形成された塗布膜であってもよい。

　第１部材２５１の（－Ｘ）側の主面では、上記貫通孔の（＋Ｚ）側および（－Ｚ）側に、光変調器２２からの２次回折ビームおよび３次以上の回折ビームが入射し、上記吸光膜により吸収される。このように、第１部材２５１の（－Ｘ）側の主面上（すなわち、遮光ユニット２４の（－Ｘ）側の外面上）には、０次回折ビーム開口２４０および導入反射面４１の周囲にて、２次回折ビーム等の高次回折ビームを吸収する２次吸光部２５５が設けられる。

　第２部材２５２は、例えば、Ｙ方向およびＺ方向に広がる略平板状の銅板に対して切削加工を施すことにより形成された１つの切削ブロックである。第２部材２５２には、上述の導光路４２となる空隙が形成されている。また、第２部材２５２には、導入反射面４１、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３が形成されている。第１内部反射面４２１の微細凹凸４２４（図９参照）は、例えば、第２部材２５２に対する切削加工時にヘアライン加工を施すことにより形成される。これにより、第２部材２５２の切削加工終了後に、サンドブラスト等で第１内部反射面４２１に微細凹凸を形成する場合に比べて、第２部材２５２の製造に要する時間を短縮することができる。

　第３部材２５３は、例えば、Ｙ方向およびＺ方向に広がる略平板状の銅板の中央部に貫通孔が設けられた部材である。当該貫通孔は、上述の０次回折ビーム開口２４０に対応する。第３部材２５３の（－Ｘ）側の主面（すなわち、導光路４２に面する主面）は、上述のように、吸光膜が設けられた吸光部４３である。

　遮光ユニット２４では、第１部材２５１の（＋Ｘ）側の主面（すなわち、導光路４２に面する主面）にも、吸光膜が設けられてもよい。あるいは、第１部材２５１の（＋Ｘ）側の主面は、反射面とされてもよい。第１部材２５１および第３部材２５３も、第２部材２５２と同様、切削加工により形成されてもよい。

　図１０は、第３部材２５３を示す正面図である。図１０では、上述の導光路４２を二点鎖線にて併せて示す。第３部材２５３の内部には、冷却流路２５６が設けられる。冷却流路２５６は、吸光部４３（すなわち、第３部材２５３の（－Ｘ）側の主面）近傍に配置される。冷却流路２５６の内部には、水等の冷媒が流される。これにより、吸光部４３の温度上昇をさらに抑制することができる。なお、上述の吸光部４３近傍とは、冷却流路２５６を流れる冷媒により吸光部４３を有効に冷却することができる範囲を意味する。

　また、冷却流路２５６は、正面視において、各遮光部２４１の導光路４２と重なっていることが好ましい。このように、導光路４２近傍にも冷却流路２５６が配置されることにより、導光路４２において導入１次光の散乱等による温度上昇が生じる場合であっても、当該温度上昇が効率良く抑制される。なお、上述の導光路４２近傍とは、冷却流路２５６を流れる冷媒により導光路４２を有効に冷却することができる範囲を意味する。遮光ユニット２４では、冷却流路２５６の近傍に温度センサが配置され、吸光部４３および導光路４２の温度が測定されてもよい。これにより、遮光ユニット２４の異常昇温を容易に検出することができる。

　以上に説明したように、光学装置１２は、照明光学系２１と、光変調器２２と、投影光学系２３とを備える。照明光学系２１は、レーザ光源１１から出射されたレーザ光を所定の形状に整形する。光変調器２２は、照明光学系２１により整形されたレーザ光を変調ビームＬ３３に変調する。投影光学系２３は、変調ビームＬ３３を対象物（上記例では、走査部１３）へと導く。投影光学系２３は、光変調器２２からの０次回折ビームＬ３５を通過させて１次回折ビームＬ３６を遮る遮光ユニット２４を備える。

　遮光ユニット２４は、０次回折ビーム開口２４０と、導入反射面４１と、導光路４２と、吸光部４３とを備える。０次回折ビーム開口２４０は、０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５上における０次回折ビームＬ３５の集束位置近傍に位置し、０次回折ビームＬ３５を通過させる。導入反射面４１は、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上における１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０近傍、かつ、０次回折ビーム開口２４０近傍に位置する。導入反射面４１は、１次回折ビームＬ３６の入射方向から逸れる方向であって０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５から離れる方向へと１次回折ビームＬ３６を反射する。導光路４２は、導入反射面４１からの光が入射する導入口４４を有し、導入口４４から導入された光（すなわち、導入１次光）を導く。導光路４２の周囲は遮光部材により囲まれている。吸光部４３は、導光路４２により拡散されつつ導かれた光を吸収する。

　遮光ユニット２４では、遮光部材により囲まれた導光路４２によって導入１次光を吸光部４３へと導くことにより、遮光ユニット２４から外部への光の漏出を抑制することができる。また、導光路４２において導入１次光を拡散させつつ吸光部４３へと導くことにより、レーザ光源１１から出射されるレーザ光のパワー密度が高い場合であっても、吸光部４３に照射される導入１次光のパワー密度を低くすることができる。その結果、吸光部４３における吸光に起因する遮光ユニット２４の温度上昇を抑制することができ、遮光ユニット２４の周囲の光学素子等が昇温することを防止または抑制することができる。また、吸光部４３に要求される吸光率を低減することができるため、吸光部４３にて使用される吸光膜の選択の自由度を向上することができる。したがって、吸光率が非常に高い高価かつ短寿命の吸光膜ではなく、比較的安価で長寿命の吸光膜を使用することにより、遮光ユニット２４の製造コスト低減および長寿命化を実現することができる。

　上述のように、導入反射面４１は鏡面であることが好ましい。これにより、導入反射面４１における１次回折ビームＬ３６の散乱が防止されるため、導光路４２よりも手前側（すなわち、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６に沿って光変調器２２側）における温度上昇を防止または抑制することができる。また、導入反射面４１に入射した１次回折ビームＬ３６の実質的に全光量を、導光路４２の内部へと導入することができる。したがって、遮光ユニット２４の周囲の光学素子等が昇温することを防止または抑制することができる。また、上述のように、導光路４２は、導入反射面４１からの光を散乱させつつ反射して導く散乱反射面（例えば、第１内部反射面４２１）を内部に備えることが好ましい。これにより、導光路４２の内部における導入１次光の拡散を促進することができる。

　上記散乱反射面（例えば、第１内部反射面４２１）は、好ましくは、導光路４２における、当該散乱反射面までの奥行き方向および当該散乱反射面からの奥行き方向の両方に平行な面に沿って延びる線状の微細凹凸４２４を有する。これにより、当該散乱反射面にて反射された導入１次光が入射方向へと戻ることを抑制しつつ、導入１次光を当該散乱反射面にて散乱させることができる。その結果、導光路４２の内部における導入１次光の拡散を好適に促進することができる。

　上述のように、好ましくは、導入反射面４１は、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０よりも手前側に配置される。これにより、導入反射面４１が集束位置３６０に配置される場合に比べて、導入反射面４１上における１次回折ビームＬ３６のパワー密度を低減することができる。その結果、導入反射面４１の温度上昇や損傷等を抑制することができる。

　また、好ましくは、導光路４２において、導入反射面４１からの光が直接的に入射する反射面（すなわち、第１内部反射面４２１）と導入反射面４１との間にて、１次回折ビームＬ３６は集束する。これにより、集束位置３６０が第１内部反射面４２１上に位置する場合に比べて、第１内部反射面４２１上における導入１次光のパワー密度を低減することができる。その結果、第１内部反射面４２１の温度上昇や損傷等を抑制することができる。また、集束位置３６０が第１内部反射面４２１よりも吸光部４３側（例えば、第１内部反射面４２１と第２内部反射面４２２との間）に位置する場合に比べて、吸光部４３に到達した時点の導入１次光の拡散の程度を大きくすることができる。その結果、吸光部４３に照射される導入１次光のパワー密度を低くすることができ、遮光ユニット２４の温度上昇を抑制することができる。さらに、導入口４４を通過する光の断面積を小さくすることもできる。その結果、導入口４４および遮光ユニット２４の大型化を抑制することができる。

　なお、遮光ユニット２４では、導入反射面４１は、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０に配置されてもよい。この場合、導入反射面４１の面積を小さくすることができる。また、１次回折ビームＬ３６と０次回折ビームＬ３５との間の間隙が大きくなるため、１次回折ビームＬ３６を０次回折ビームＬ３５から容易に分離させることができる。

　導入反射面４１は、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０よりも奥側（すなわち、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上において、集束位置３６０を挟んで光変調器２２とは反対側）に配置されてもよい。この場合、導入反射面４１上における１次回折ビームＬ３６のパワー密度を低減することができる。その結果、導入反射面４１の温度上昇や損傷等を抑制することができる。また、導入反射面４１から導光路４２に導入された導入１次光が、導光路４２内におけるいずれかの反射面上にて集束することを確実に避けることができる。したがって、導光路４２内における各反射面の温度上昇や損傷等を抑制することができる。

　上述のように、吸光部４３は、吸光膜が表面に設けられた凹凸面を備えることが好ましい。これにより、吸光部４３上における導入１次光の照射面積を大きくすることができ、吸光部４３に照射される導入１次光のパワー密度を低くすることができる。その結果、遮光ユニット２４の温度上昇をさらに抑制することができる。

　上述のように、遮光ユニット２４は、吸光部４３近傍に配置されて内部を冷媒が流れる冷却流路２５６をさらに備えることが好ましい。これにより、吸光部４３を冷却することができ、遮光ユニット２４の温度上昇をさらに抑制することができる。また、導光路４２近傍にも、内部を冷媒が流れる冷却流路２５６が配置されることが好ましい。これにより、導光路４２も冷却することができ、遮光ユニット２４の温度上昇をより一層抑制することができる。

　上述のように、遮光ユニット２４では、０次回折ビーム開口２４０および導入反射面４１の周囲にて０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５に垂直な方向に広がる外面上に、光変調器２２からの２次回折ビームを吸収する２次吸光部２５５が設けられることが好ましい。これにより、遮光ユニット２４の大型化を抑制しつつ２次以上の非０次回折ビームを遮光することができる。

　上述のように、導光路４２は０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５に垂直な面に平行に延びることが好ましい。これにより、光軸Ｊ３５が延びる方向における遮光ユニット２４の小型化を実現することができる。

　上述のように、導光路４２は、０次回折ビーム開口２４０の周囲にて屈曲しつつ延びて０次回折ビーム開口２４０を囲むことが好ましい。これにより、正面視において（すなわち、０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５に沿って見た状態において）遮光ユニット２４を小型化することができる。

　上述のように、導入反射面４１および導光路４２（少なくとも、導光路４２を囲む周囲の部材の一部）は、切削加工により形成された１つの切削ブロック（上記例では、第２部材２５２）に設けられることが好ましい。これにより、導入反射面４１と導光路４２との相対位置を精度良く維持した状態で、遮光ユニット２４を製造することができる。

　上述の３次元造形装置１は、上記光学装置１２と、レーザ光源１１と、走査部１３とを備える。レーザ光源１１は、光学装置１２へとレーザ光Ｌ３１を出射する。走査部１３は、光学装置１２からの変調ビームＬ３３が照射される上記対象物であり、変調ビームＬ３３を造形材料９１上で走査する。光学装置１２では、上述のように、遮光ユニット２４の温度上昇を抑制することができるため、光学素子の昇温を抑制しつつ対象物（すなわち、走査部１３）に照射される変調ビームＬ３３のパワー密度を好適に増大させることができる。したがって、３次元造形装置１において、造形材料９１に照射される変調ビームＬ３３のパワー密度も好適に増大させることができる。その結果、３次元造形装置１における造形物の造形速度を増大させることができ、生産性を向上することができる。

　次に、本発明の第２の実施の形態に係る光学装置について説明する。第２の実施の形態に係る光学装置では、上述の遮光ユニット２４とは異なる構造を有する遮光ユニット２４ａが設けられる点を除き、図１ないし図３に示す光学装置１２と同様の構造を有する。以下の説明では、第２の実施の形態に係る光学装置の構成について、上述の光学装置１２と同様の構成には同符号を付す。

　図１１および図１２は、遮光ユニット２４ａが設けられる投影光学系２３ａの構造を湿す図であり、上述の図２および図３に対応する。すなわち、図１１では、紙面に垂直な方向が変調ビームＬ３３の短軸方向に対応し、図中の上下方向が変調ビームＬ３３の長軸方向に対応する。また、図１２では、紙面に垂直な方向が変調ビームＬ３３の長軸方向に対応し、図中の上下方向が変調ビームＬ３３の短軸方向に対応する。

　光変調器２２は、例えば、２次元空間光変調素子である。光変調器２２としては、例えば、ＰＬＶ（Planar Light Valve）、ＬＰＬＶ（Liner Planar Light Valve）、または、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等が利用可能である。

　遮光ユニット２４ａは、変調ビームＬ３３の光路上において、第１レンズ２３１と第２レンズ２３２との間に配置される。遮光ユニット２４ａは、光変調器２２からの０次回折ビームＬ３５を通過させ、１次回折ビームＬ３６を遮る。遮光ユニット２４ａは、０次回折ビームＬ３５の集束位置近傍に配置され、０次回折ビームＬ３５の長軸方向の両側および短軸方向の両側にて集束する４つの１次回折ビームＬ３６を遮る。遮光ユニット２４ａにより遮られる１次回折ビームＬ３６は、長軸方向および短軸方向の双方において集束している。また、遮光ユニット２４ａは、光変調器２２からの２次以上の非０次回折ビーム（図示省略）も遮る。

　次に、遮光ユニット２４ａについて、図１３ないし図１５を参照しつつ説明する。図１３は、遮光ユニット２４ａの外観を示す斜視図である。図１４は、遮光ユニット２４ａの内部を示す斜視図である。図１５は、光変調器２２からの０次回折ビームの光軸Ｊ３５を通る断面における遮光ユニット２４ａの縦断面図である。遮光ユニット２４ａは、０次回折ビームを通過させる０次回折ビーム開口２４０ａを備える。０次回折ビーム開口２４０ａは、上述の０次回折ビーム開口２４０（図４参照）と同様に、０次回折ビームの光軸Ｊ３５上における０次回折ビームの集束位置近傍に位置する。

　遮光ユニット２４ａは、第１部材２５１ａと、第２部材２５２ａとを備える。図１４では、第１部材２５１ａの図示を省略している。第１部材２５１ａおよび第２部材２５２ａは、中央部に０次回折ビーム開口２４０ａに対応する略円形の貫通孔が設けられた略矩形平板状の部材である。第１部材２５１ａおよび第２部材２５２ａは、０次回折ビームの光軸Ｊ３５上において、（－Ｘ）側（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５が延びる方向である光軸方向の手前側）からこの順で並べられ、互いに固定されることにより遮光ユニット２４ａが形成される。

　第１部材２５１ａおよび第２部材２５２ａは、光変調器２２からの光が透過不能な遮光部材である。第１部材２５１ａおよび第２部材２５２ａの材料は、例えば、上述の遮光ユニット２４の第１部材２５１、第２部材２５２および第３部材２５３と同じである。第２部材２５２ａは、例えば、切削加工により形成された１つの切削ブロックである。第１部材２５１ａも切削加工により形成されてよい。

　第２部材２５２ａの（－Ｘ）側（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５が延びる方向における光変調器２２側）の主面には、環状の内突出部２５７ａと、環状凹部２５８ａとが設けられている。内突出部２５７ａは、第２部材２５２の中央部の貫通孔（すなわち、０次回折ビーム開口２４０ａに対応する貫通孔）の周縁に沿って設けられる。内突出部２５７ａは、第２部材２５２の（－Ｘ）側の主面から（－Ｘ）側へと突出する。

　環状凹部２５８ａは、０次回折ビームの光軸Ｊ３５を中心とする径方向（以下、単に「径方向」とも呼ぶ。）において、内突出部２５７ａの外周縁から連続して径方向外方へと広がる環状の凹部である。環状凹部２５８ａは、内突出部２５７ａ、および、環状凹部２５８ａよりも径方向外側の部位に比べて、（＋Ｘ）側へと凹んでいる。図１４に示す例では、内突出部２５７ａおよび環状凹部２５８ａは、正面視において、０次回折ビームの光軸Ｊ３５を中心として同心円状に配置された略円環状である。

　内突出部２５７ａは、光軸Ｊ３５を中心とする略円錐台の中央部に略円柱状の貫通孔を設けた形状を有する。内突出部２５７ａの径方向外側の側面（すなわち、環状凹部２５８ａの径方向内側の側面である内周面）は、上述の導入反射面４１に対応する導入反射面４１ａである。導入反射面４１ａは、０次回折ビーム開口２４０ａ近傍に位置し、０次回折ビーム開口２４０ａの周囲を囲む。導入反射面４１ａは、光軸Ｊ３５を中心とする略円環状の周状傾斜面（すなわち、略円錐台側面形状を有する面）である。導入反射面４１ａは、径方向外方に向かうに従って（＋Ｘ）側へと向かう。換言すれば、導入反射面４１ａは、０次回折ビームの光軸Ｊ３５が延びる方向（すなわち、光軸方向）の手前側から奥側に向かうに従って光軸Ｊ３５から離れる。導入反射面４１ａは、例えば鏡面である。なお、導入反射面４１ａは散乱反射面とされてもよい。

　環状凹部２５８ａは、中央部に貫通孔を有する第１部材２５１ａによって（－Ｘ）側から閉塞されることにより、上述の導光路４２に対応する導光路４２ａとなる。導光路４２ａは、０次回折ビームの光軸Ｊ３５を中心として径方向外方へと放射状に広がる略円環状の空間であり、遮光部材により囲まれる。第１部材２５１の上記貫通孔は、正面視において、内突出部２５７ａよりも大きい直径を有する略円形であり、導入反射面４１ａを遮光ユニット２４ａの（－Ｘ）側において露出させる。導光路４２ａの導入口４４ａは、第１部材２５１ａの当該貫通孔の外周縁と、環状凹部２５８ａの（＋Ｘ）側の面との間にてＸ方向に延びる略円筒面状の領域である。導入口４４ａは、導入反射面４１ａと径方向にて対向する。

　環状凹部２５８ａの径方向外側の側面である外周面は、上述の第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３に対応する内部反射面４２１ａである。内部反射面４２１ａは、光軸Ｊ３５を中心とする略円環状の傾斜面である。内部反射面４２１ａは、径方向外方に向かうに従って（－Ｘ）側へと向かう略円錐台側面形状を有する。内部反射面４２１ａは、導入口４４ａおよび導入反射面４１ａと径方向にて対向する。内部反射面４２１ａのＸ方向における高さは、導入反射面４１ａのＸ方向における高さと略同じである。

　内部反射面４２１ａは、第１内部反射面４２１等と略同様に、微細凹凸が設けられた散乱反射面である。当該微細凹凸は、例えば、内部反射面４２１ａに沿って径方向に延びる線状凹凸（すなわち、ヘアライン）である。換言すれば、当該線状凹凸は、導光路４２ａにおける、内部反射面４２１ａまでの奥行き方向（すなわち、径方向）、および、内部反射面４２１ａからの奥行き方向（すなわち、Ｘ方向）の両方に平行な面に沿って延びる。

　第１部材２５１ａの（＋Ｘ）側の主面のうち、第２部材２５２ａの環状凹部２５８ａとＸ方向に対向する部位は、上述の吸光部４３に対応する吸光部４３ａである。吸光部４３ａは、Ｘ方向に略垂直な平面であり、表面に吸光部４３と同様の吸光膜が設けられる。図１５に示す例では、吸光部４３ａは、吸光膜が表面に設けられた凹凸面である。吸光部４３ａに設けられる凹凸は、例えば、光軸Ｊ３５を中心とする同心円状であり、当該凹凸の高さ（すなわち、Ｘ方向の高さ）は、例えば数ｍｍ程度である。なお、吸光部４３ａは、実質的に凹凸を有しない平滑面であってもよい。

　第１部材２５１ａの（－Ｘ）側の主面（すなわち、遮光ユニット２４ａの（－Ｘ）側の主面）は、Ｘ方向に略垂直に広がる略平面であり、上述の２次吸光部２５５に対応する２次吸光部２５５ａを備える。２次吸光部２５５ａは、０次回折ビーム開口２４０ａおよび導入反射面４１ａの周囲にて、２次回折ビーム等の高次回折ビームを吸収する。

　遮光ユニット２４ａでは、光変調器２２からの上記４つの１次回折ビームが、導入反射面４１ａに入射する。当該４つの１次回折ビームは、導入反射面４１ａ上において、０次回折ビーム開口２４０ａの（＋Ｙ）側、（－Ｙ）側、（＋Ｚ）側および（－Ｚ）側に入射する。導入反射面４１ａは、４つの１次回折ビームの光軸Ｊ３６上において、４つの１次回折ビームの集束位置近傍に配置される。

　導入反射面４１ａは、当該４つの１次回折ビームをそれぞれ反射して導光路４２ａの導入口４４ａへと導く。具体的には、０次回折ビーム開口２４０ａの（＋Ｙ）側にて導入反射面４１ａに入射した１次回折ビームは、（＋Ｙ）方向へと反射されて導光路４２ａに導入される。０次回折ビーム開口２４０ａの（－Ｙ）側にて導入反射面４１ａに入射した１次回折ビームは、（－Ｙ）方向へと反射されて導光路４２ａに導入される。０次回折ビーム開口２４０ａの（＋Ｚ）側にて導入反射面４１ａに入射した１次回折ビームは、（＋Ｚ）方向へと反射されて導光路４２ａに導入される。０次回折ビーム開口２４０ａの（－Ｚ）側にて導入反射面４１ａに入射した１次回折ビームは、（－Ｚ）方向へと反射されて導光路４２ａに導入される。導入反射面４１ａによる各１次回折ビームの反射方向は、導入反射面４１ａに対する各１次回折ビームの入射方向から逸れる方向であって、かつ、０次回折ビームの光軸Ｊ３５から離れる方向である。すなわち、導入反射面４１ａは、各１次回折ビームを０次回折ビームから大きく離間する方向へと導く。

　導光路４２ａは、周囲を遮光部材により囲まれた空間であり、ＹＺ平面（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５に垂直な面）に平行に放射状に延びている。導光路４２ａは、導入口４４ａから導入された４つの導入１次光を、図１５中の矢印３６２に沿って拡散させつつ、導入口４４ａとは反対側の端部（すなわち、径方向の外端部である終端部）に位置する内部反射面４２１ａへと導く。

　内部反射面４２１ａに入射した４つの導入１次光はそれぞれ、（－Ｘ）方向へと反射され、導光路４２ａの終端部に設けられた被照射面である吸光部４３ａに照射される。吸光部４３ａは、導光路４２ａにより導かれた４つの導入１次光を吸収する。上述の内部反射面４２１ａでは、上述の径方向に沿って延びる線状凹凸により、導入１次光が光軸Ｊ３５を中心とする周方向（以下、単に「周方向」とも呼ぶ。）に散乱されつつ反射される。このため、吸光部４３ａに照射される導入１次光の断面積（すなわち、照射面積）が拡大される。内部反射面４２１ａでは、導入１次光は径方向にはほとんど散乱しないため、内部反射面４２１ａからの反射光が導入口４４ａへと戻って導光路４２ａから漏出することが抑制される。また、図１５に示すように、吸光部４３ａの表面がＺ方向に対してＸ方向に傾斜した傾斜面からなる凹凸面となっているため、吸光部４３ａに入射した導入１次光のうち、吸光部４３ａが吸収しきれず反射される光が、内部反射面４２１ａの方向（すなわち（＋Ｘ）方向）へ向けて反射されることを抑制することができる。すなわち、吸光部４３ａの表面をＸ方向に対して傾斜した傾斜面とすることにより、内部反射面４２１ａから吸光部４３ａの傾斜面に入射して反射される光を、（＋Ｚ）方向もしくは（－Ｚ）方向へと向かわせ、吸光部４３ａの別の箇所へと入射させることができる。これにより、より多くの光を吸光部４３ａで吸収することができ、導光路４２ａから外部へ漏出する光量をさらに低減することができる。

　遮光ユニット２４ａでは、４つの１次回折ビームが入射して４つの導入１次光として吸光部４３ａへとそれぞれ導かれる４つの領域（すなわち、０次回折ビーム開口２４０ａの（＋Ｙ）側、（－Ｙ）側、（＋Ｚ）側および（－Ｚ）側の領域）は、４つの遮光部２４１ａと捉えることができる。各遮光部２４１ａは、上述のように、導入反射面４１ａ、導光路４２ａ、内部反射面４２１ａおよび吸光部４３ａを備える。各遮光部２４１ａの導入反射面４１ａ、導光路４２ａおよび内部反射面４２１ａは、環状凹部２５８ａの内周面の一部、環状凹部２５８ａの一部、および、環状凹部２５８ａの外周面の一部である。

　図１６は、１つの遮光部２４１ａを拡大して示す断面図である。図１６では、導入反射面４１ａに入射する１次回折ビームＬ３６を実線にて描き、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６を一点鎖線にて描く。また、図１６では、内部反射面４２１ａにおいて散乱等が生じない場合の導入１次光Ｌ３７を実線にて描き、導入１次光Ｌ３７の光軸Ｊ３７を一点鎖線にて描く。

　上述のように、導入反射面４１ａは、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０近傍に配置されている。図１６に示す例では、導入反射面４１ａは、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０よりも奥側（すなわち、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６に沿って、集束位置３６０を挟んで光変調器２２側とは反対側）に配置される。換言すれば、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０は、導入反射面４１ａと光変調器２２（図１１および図１２参照）との間に位置する。

　光変調器２２から導入反射面４１ａに向かう１次回折ビームＬ３６は、上述の集束位置３６０を通過した後、光軸Ｊ３６に垂直な断面における面積を拡大しつつ（すなわち、拡散しつつ）導入反射面４１ａに入射する。導入反射面４１ａにより反射されて導光路４２ａへと導入された導入１次光Ｌ３７は、略同様に拡散しつつ導光路４２ａの内部を内部反射面４２１ａへと進む。導入１次光ｌ３７は、内部反射面４２１ａに反射された後も略同様に拡散しつつ、吸光部４３ａへと導かれる。このため、吸光部４３ａ上における導入１次光Ｌ３７の照射面積が大きくなり、導入１次光Ｌ３７のパワー密度が低減される。その結果、吸光部４３ａの温度上昇（特に、導入１次光Ｌ３７が照射される領域における局所的な温度上昇）を抑制することができる。

　図１５に示すように、第１部材２５１ａの内部には、吸光部４３ａの（－Ｘ）側に冷却流路２５６ａが設けられる。冷却流路２５６ａは、吸光部４３ａ（すなわち、第１部材２５１ａの（＋Ｘ）側の主面）近傍に配置される。冷却流路２５６ａは、例えば、正面視において環状凹部２５８ａと略重なる矩形枠状である。冷却流路２５６ａの内部には、水等の冷媒が流される。これにより、吸光部４３ａの温度上昇をさらに抑制することができる。

　また、第２部材２５２ａの内部には、導光路４２ａの（＋Ｘ）側に冷却流路２５９ａが設けられる。冷却流路２５９ａは、導光路４２ａ近傍に配置される。冷却流路２５９ａは、例えば、正面視において環状凹部２５８ａと略重なる矩形枠状である。冷却流路２５９ａの内部には、冷却流路２５６ａと同様に、水等の冷媒が流される。これにより、導光路４２ａにおいて導入１次光の散乱等による温度上昇が生じる場合であっても、当該温度上昇が効率良く抑制される。遮光ユニット２４ａでは、冷却流路２５６ａ，２５９ａの近傍に温度センサが配置され、吸光部４３ａおよび導光路４２ａの温度が測定されてもよい。これにより、遮光ユニット２４ａの異常昇温を容易に検出することができる。

　以上に説明したように、第２の実施の形態に係る光学装置においても、第１の実施の形態と同様に、投影光学系２３ａは、光変調器２２からの０次回折ビームＬ３５を通過させて１次回折ビームＬ３６を遮る遮光ユニット２４ａを備える。遮光ユニット２４ａは、０次回折ビーム開口２４０ａと、導入反射面４１ａと、導光路４２ａと、吸光部４３ａとを備える。０次回折ビーム開口２４０ａは、０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５上における０次回折ビームＬ３５の集束位置近傍に位置し、０次回折ビームＬ３５を通過させる。導入反射面４１ａは、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上における１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０近傍、かつ、０次回折ビーム開口２４０ａ近傍に位置する。導入反射面４１ａは、１次回折ビームＬ３６の入射方向から逸れる方向であって０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５から離れる方向へと１次回折ビームＬ３６を反射する。導光路４２ａは、導入反射面４１ａからの光が入射する導入口４４ａを有し、導入口４４ａから導入された光（すなわち、導入１次光）を導く。導光路４２ａの周囲は遮光部材により囲まれている。吸光部４３ａは、導光路４２ａにより拡散されつつ導かれた光を吸収する。

　遮光ユニット２４ａでは、上述の遮光ユニット２４と略同様に、遮光ユニット２４ａから外部への光の漏出を抑制することができるとともに、遮光ユニット２４ａの温度上昇を抑制することができる。また、比較的安価で長寿命の吸光膜を使用することができるため、遮光ユニット２４ａの製造コスト低減および長寿命化を実現することができる。

　上述のように、導入反射面４１ａは鏡面であることが好ましい。また、導光路４２ａは、導入反射面４１ａからの光を散乱させつつ反射して導く散乱反射面（すなわち、内部反射面４２１ａ）を内部に備えることが好ましい。これにより、導入反射面４１ａにおける１次回折ビームＬ３６の散乱を防止し、導入反射面４１ａに入射した１次回折ビームＬ３６の実質的に全光量を、導光路４２ａの内部へと導入することができる。また、導光路４２ａの内部における導入１次光の拡散を促進することができる。

　内部反射面４２１ａは、好ましくは、導光路４２ａにおける、内部反射面４２１ａまでの奥行き方向（すなわち、径方向）、および、内部反射面４２１ａからの奥行き方向（すなわち、Ｘ方向）の両方に平行な面に沿って延びる線状の微細凹凸を有する。これにより、内部反射面４２１ａに入射する導入１次光が入射方向（すなわち、径方向内方）へと戻ることを抑制しつつ、導入１次光を散乱させることができる。その結果、導光路４２ａの内部における導入１次光の拡散を好適に促進することができる。

　上述のように、好ましくは、導入反射面４１ａは、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０よりも奥側に配置される。これにより、導入反射面４１ａ上における１次回折ビームＬ３６のパワー密度を低減することができる。その結果、導入反射面４１ａの温度上昇や損傷等を抑制することができる。また、導入反射面４１ａから導光路４２ａに導入された導入１次光が、導光路４２ａ内における反射面（すなわち、内部反射面４２１ａ）上にて集束することを確実に避けることができる。したがって、内部反射面４２１ａの温度上昇や損傷等を抑制することができる。

　なお、導入反射面４１ａは、１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０よりも手前側に配置されてもよい。この場合も、上記と同様に、導入反射面４１ａ上における１次回折ビームＬ３６のパワー密度を低減することができる。その結果、導入反射面４１ａの温度上昇や損傷等を抑制することができる。また、この場合、導光路４２ａにおいて、導入反射面４１ａからの導入１次光が直接的に入射する反射面（すなわち、内部反射面４２１ａ）と導入反射面４１ａとの間にて、１次回折ビームＬ３６が集束することが好ましい。これにより、内部反射面４２１ａ上における１次回折ビームＬ３６のパワー密度を低減することができる。その結果、内部反射面４２１ａの温度上昇や損傷等を抑制することができる。

　導入反射面４１ａは、１次回折ビームＬ３６の集束位置３６０に配置されてもよい。この場合、導入反射面４１ａの面積を小さくすることができる。また、１次回折ビームＬ３６と０次回折ビームＬ３５との間の間隙が大きくなるため、１次回折ビームＬ３６を０次回折ビームＬ３５から容易に分離させることができる。

　上述のように、吸光部４３ａは、吸光膜が表面に設けられた凹凸面を備えることが好ましい。これにより、吸光部４３ａ上における導入１次光の照射面積を大きくすることができ、吸光部４３ａに照射される導入１次光のパワー密度を低くすることができる。その結果、遮光ユニット２４ａの温度上昇をさらに抑制することができる。

　上述のように、遮光ユニット２４ａは、吸光部４３ａ近傍に配置されて内部を冷媒が流れる冷却流路２５６ａをさらに備えることが好ましい。これにより、吸光部４３ａを冷却することができ、遮光ユニット２４ａの温度上昇をさらに抑制することができる。また、導光路４２ａ近傍にも、内部を冷媒が流れる冷却流路２５９ａが配置されることが好ましい。これにより、導光路４２ａも冷却することができ、遮光ユニット２４ａの温度上昇をより一層抑制することができる。

　上述のように、遮光ユニット２４ａでは、０次回折ビーム開口２４０ａおよび導入反射面４１ａの周囲にて０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５に垂直な方向に広がる外面上に、光変調器２２からの２次回折ビームを吸収する２次吸光部２５５ａが設けられることが好ましい。これにより、遮光ユニット２４ａの大型化を抑制しつつ２次以上の非０次回折ビームを遮光することができる。

　上述のように、導光路４２ａは０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５に垂直な面に平行に延びることが好ましい。これにより、光軸Ｊ３５が延びる方向における遮光ユニット２４ａの小型化を実現することができる。

　上述のように、導入反射面４１ａおよび導光路４２ａ（少なくとも、導光路４２ａを囲む周囲の部材の一部）は、切削加工により形成された１つの切削ブロック（上記例では、第２部材２５２ａ）に設けられることが好ましい。これにより、導入反射面４１ａと導光路４２ａとの相対位置を精度良く維持した状態で、遮光ユニット２４ａを製造することができる。

　上述のように、導入反射面４１ａは、０次回折ビーム開口２４０ａの周囲を囲むとともに、０次回折ビームＬ３５の光軸方向手前側から奥側に向かうに従って０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５から離れる周状傾斜面の一部であることが好ましい。また、導光路４２ａは、当該周状傾斜面から外側へと放射状に広がる環状空間の一部であることが好ましい。これにより、遮光ユニット２４ａにて遮光する１次回折ビームＬ３６の数が多い場合であっても、遮光ユニット２４ａの構造を変更することなく容易に対応することができる。

　遮光ユニット２４ａが設けられる３次元造形装置１（図１参照）でも、上記と同様に、造形材料９１に照射される変調ビームＬ３３のパワー密度も好適に増大させることができる。その結果、３次元造形装置１における造形物の造形速度を増大させることができ、生産性を向上することができる。

　次に、本発明の第３の実施の形態に係る光学装置について説明する。第３の実施の形態に係る光学装置では、上述の遮光ユニット２４，２４ａとは異なる構造を有する遮光ユニット２４ｂが設けられる。また、当該光学装置では、光変調器２２として２次元空間光変調素子（例えば、ＬＰＬＶ）が利用され、照明光学系２１および投影光学系２３（図１参照）の光学素子が変更されることにより、遮光ユニット２４ｂに入射する０次回折ビーム、１次回折ビームおよび２次以上の非０次回折ビームは、長軸方向および短軸方向のうち、１つの方向においてのみ集束された状態である。

　図１７は、遮光ユニット２４ｂの外観を示す斜視図である。図１８は、遮光ユニット２４ｂの内部を示す斜視図である。図１８では、遮光ユニット２４ｂの上部の図示を省略している。図１９は、遮光ユニット２４ｂの横断面図である。

　遮光ユニット２４ｂは、光変調器２２（図１参照）からの０次回折ビームｂの集束位置近傍に配置され、０次回折ビームが通過する０次回折ビーム開口２４０ｂを備えるとともに、１次回折ビームを遮る。遮光ユニット２４ｂに入射する０次回折ビームおよび１次回折ビームは、短軸方向においてのみ集束しており、長軸方向（すなわち、図１７中の上下方向）には集束していない。換言すれば、０次回折ビームおよび１次回折ビームは、長軸方向に広がる面状ビームである。０次回折ビーム開口２４０ｂは、長軸方向（すなわち、Ｚ方向）に延びるスリット状である。遮光ユニット２４ｂは、０次回折ビームの短軸方向の両側（すなわち、（＋Ｙ）側および（－Ｙ）側）にて集束する２つの１次回折ビームを遮る。

　遮光ユニット２４ｂは、第１部材２５１ｂと、第２部材２５２ｂとを備える。第１部材２５１ｂおよび第２部材２５２ｂは、中央部に０次回折ビーム開口２４０ｂに対応するスリット（すなわち、上下方向に長い貫通孔または溝）が設けられた略直方体状の部材である。第１部材２５１ｂおよび第２部材２５２ｂは、０次回折ビームの光軸Ｊ３５上において、（－Ｘ）側（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５が延びる方向である光軸方向の手前側）からこの順で並べられ、互いに固定されることにより遮光ユニット２４ｂが形成される。

　第１部材２５１ｂおよび第２部材２５２ｂは、光変調器２２からの光が透過不能な遮光部材である。第１部材２５１ｂおよび第２部材２５２ｂの材料は、例えば、上述の遮光ユニット２４の第１部材２５１、第２部材２５２および第３部材２５３と同じである。第１部材２５１ｂは、Ｙ方向にて隣接して配置された２つの第１ブロック２６１ｂが接続されることにより形成される。各第１ブロック２６１ｂは、後述するように、導入反射面４１ｂおよび導光路４２ｂを備える遮光部２４１ｂである。２つの第１ブロック２６１ｂはそれぞれ、例えば、切削加工により形成された１つの切削ブロックである。あるいは、各第１ブロック２６１ｂは、複数の切削ブロックが互いに固定されたものであってもよい。

　第１部材２５１ｂでは、Ｙ方向に離間する２つの第１ブロック２６１ｂの間のＺ方向に延びるスリット状の空間が、０次回折ビーム開口２４０ｂに対応する。また、各第１ブロック２６１ｂには、（＋Ｘ）方向に向かうに従って０次回折ビーム開口２４０ｂから離れる方向（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５から離れる方向）へと向かう導光路４２ｂが設けられる。導光路４２ｂは、０次回折ビームの光軸Ｊ３５に対して傾斜する方向かつＺ方向に広がるスリット状の空間である。

　導光路４２ｂの両側の側面は、互いに平行な一対の反射面４２１ｂである。各反射面４２１ｂは、例えば鏡面である。光変調器２２からの１次回折ビームは、図１９中にて矢印３６３に示すように、一対の反射面４２１ｂのうち（＋Ｘ）側の反射面４２１ｂの（－Ｘ）側の端部（すなわち、０次回折ビームの光軸Ｊ３５に近い側の端部）に入射し、当該端部にて反射して導光路４２ｂへと導かれる。すなわち、当該端部は、導光路４２ｂへと１次回折ビームを導く導入反射面４１ｂである。また、導光路４２ｂの導入反射面４１ｂ近傍の空間は、導入口４４ｂである。

　導入反射面４１ｂから導光路４２ｂの内部に導入された導入１次光は、矢印３６３に沿って一対の反射面４２１ｂの間で繰り返し反射され、一対の反射面４２１ｂの間を往復しつつ、導光路４２ｂ内を（＋Ｘ）方向かつ０次回折ビームの光軸Ｊ３５から離れる方向へと導かれる。すなわち、一対の反射面４２１ｂのうち、導入反射面４１ｂ（すなわち、（＋Ｘ）側の反射面４２１ｂの（－Ｘ）側の端部）を除く部位は、導光路４２ｂの内部に設けられた内部反射面である。

　導入１次光は、上記と同様に拡散しつつ導光路４２ｂの終端部４２５ｂ（すなわち、（＋Ｘ）側の端部）へと導かれる。導光路４２ｂの終端部４２５ｂでは、一対の反射面４２１ｂ間の平面視における距離が、（＋Ｘ）側に向かうに従って漸次増大している。導入１次光は、導光路４２ｂの終端部４２５ｂにおいて、一対の反射面４２１ｂの間で繰り返し反射されることにより、さらに拡散する。導光路４２ｂの終端部４２５ｂを通過した導入１次光は、第２部材２５２ｂの（－Ｘ）側の主面において終端部４２５ｂとＸ方向に対向する領域に設けられた吸光部４３ｂにより吸収される。導入１次光が上述のように拡散されることにより、吸光部４３ｂ上における導入１次光の照射面積が大きくなり、導入１次光のパワー密度が低減される。その結果、吸光部４３ｂの温度上昇（特に、導入１次光が照射される領域における局所的な温度上昇）を抑制することができる。

　導光路４２ｂでは、終端部４２５ｂにおいて、一対の反射面４２１ｂに微細な凹凸が設けられて散乱反射面とされてもよい。これにより、終端部４２５ｂにおける導入１次光の拡散が促進され、吸光部４３ｂの温度上昇がさらに抑制される。当該微細凹凸は、例えば、各反射面４２１ｂに沿ってＸ方向に延びる（すなわち、導光路４２ｂの終端部４２５ｂにおける、各反射面４２１ｂまでの奥行き方向および各反射面４２１ｂからの奥行き方向の両方に平行な面に沿って延びる）線状凹凸である。これにより、各反射面４２１ｂの終端部４２５ｂにおける反射光が導入口４４ｂへと戻って導光路４２ｂから漏出することが抑制される。

　吸光部４３ｂは、吸光膜が表面に設けられた凹凸面である。吸光部４３ｂに設けられる凹凸は、例えば、Ｚ方向に略平行に延びる溝状であり、当該凹凸の高さ（すなわち、Ｘ方向の高さ）は、例えば数ｍｍ程度である。吸光部４３ｂが凹凸面とされることにより、吸光部４３ｂ上における導入１次光の照射面積が増大されてパワー密度が低減される。その結果、吸光部４３ｂの温度上昇をさらに抑制することができる。

　第２部材２５２ｂの内部には、吸光部４３ｂの（＋Ｘ）側に冷却流路２５６ｂが設けられる。冷却流路２５６ｂは、吸光部４３ｂ近傍に配置される。冷却流路２５６ｂは、例えば、Ｚ方向に略直線状に延び、正面視において吸光部４３ｂと略重なる。これにより、吸光部４３ｂが冷却され、遮光ユニット２４ｂの温度上昇がさらに抑制される。

　第１部材２５１ｂの内部には、導光路４２ｂを挟んで０次回折ビーム開口２４０ｂの反対側に冷却流路２５９ｂが設けられる。冷却流路２５９ｂは、導光路４２ｂ近傍に配置される。冷却流路２５９ｂは、例えば、Ｚ方向に略直線状に延び、正面視および側面視において導光路４２ｂと略重なる。これにより、導光路４２ｂが冷却され、遮光ユニット２４ｂの温度上昇がさらに抑制される。遮光ユニット２４ｂでは、冷却流路２５６ｂ，２５９ｂの近傍に温度センサが配置され、吸光部４３ｂおよび導光路４２ｂの温度が測定されてもよい。これにより、遮光ユニット２４ｂの異常昇温を容易に検出することができる。

　遮光ユニット２４ｂでは、第１部材２５１ｂの２つの第１ブロック２６１ｂの間のＹ方向の距離が変更可能とされてもよい。当該距離の変更は、例えば、２つの第１ブロック２６１ｂを接続する接続部材のＹ方向の長さを変更することにより行われる。これにより、０次回折ビーム開口２４０ｂと各第１ブロック２６１ｂの導入反射面４１ｂとの間のＹ方向の距離を変更することができるため、光変調器２２の変更等による０次回折ビームの光軸Ｊ３５と１次回折ビームの光軸Ｊ３６との間のＹ方向の距離の変化に容易に対応することができる。

　遮光ユニット２４ｂでは、第１部材２５１ｂの（－Ｘ）側の主面（すなわち、遮光ユニット２４ｂの（－Ｘ）側の主面）は、Ｘ方向に略垂直に広がる略平面であり、上述の２次吸光部２５５に対応する２次吸光部２５５ｂを備える。２次吸光部２５５ｂは、０次回折ビーム開口２４０ｂおよび導入反射面４１ｂの周囲にて、２次回折ビーム等の高次回折ビームを吸収する。

　以上に説明したように、第３の実施の形態に係る光学装置においても、第１の実施の形態と同様に、遮光ユニット２４ｂは、０次回折ビーム開口２４０ｂと、導入反射面４１ｂと、導光路４２ｂと、吸光部４３ｂとを備える。０次回折ビーム開口２４０ｂは、０次回折ビームの光軸Ｊ３５上における０次回折ビームの集束位置近傍に位置し、０次回折ビームを通過させる。導入反射面４１ｂは、１次回折ビームの光軸Ｊ３６上における１次回折ビームの集束位置近傍、かつ、０次回折ビーム開口２４０ｂ近傍に位置する。導入反射面４１ｂは、１次回折ビームの入射方向から逸れる方向であって０次回折ビームの光軸Ｊ３５から離れる方向へと１次回折ビームを反射する。導光路４２ｂは、導入反射面４１ｂからの光が入射する導入口４４ｂを有し、導入口４４ｂから導入された光（すなわち、導入１次光）を導く。導光路４２ｂの周囲は遮光部材により囲まれている。吸光部４３ｂは、導光路４２ｂにより拡散されつつ導かれた光を吸収する。

　遮光ユニット２４ｂでは、上述の遮光ユニット２４と略同様に、遮光ユニット２４ｂから外部への光の漏出を抑制することができるとともに、遮光ユニット２４ｂの温度上昇を抑制することができる。また、比較的安価で長寿命の吸光膜を使用することができるため、遮光ユニット２４ｂの製造コスト低減および長寿命化を実現することができる。

　上述のように、導入反射面４１ｂは鏡面であることが好ましい。また、導光路４２ｂは、導入反射面４１ｂからの光を散乱させつつ反射して導く散乱反射面（上述の例では、導光路４２ｂの終端部４２５ｂにおける反射面４２１ｂ）を内部に備えることが好ましい。これにより、導入反射面４１ｂにおける１次回折ビームの散乱を防止し、導入反射面４１ｂに入射した１次回折ビームの実質的に全光量を、導光路４２ｂの内部へと導入することができる。また、導光路４２ｂの内部における導入１次光の拡散を促進することができる。

　上記散乱反射面（すなわち、導光路４２ｂの終端部４２５ｂにおける反射面４２１ｂ）は、好ましくは、導光路４２ｂにおける、当該散乱反射面までの奥行き方向および当該散乱反射面からの奥行き方向の両方に平行な面に沿って延びる線状の微細凹凸を有する。これにより、当該散乱反射面にて反射された導入１次光が入射方向へと戻ることを抑制しつつ、導入１次光を散乱させることができる。その結果、導光路４２ｂの内部における導入１次光の拡散を好適に促進することができる。なお、遮光ユニット２４ｂでは、一対の反射面４２１ｂのうち終端部４２５ｂを除く部位、および／または、導入反射面４１ｂも散乱反射面であってもよい。

　遮光ユニット２４ｂでは、遮光ユニット２４ａと同様に、導入反射面４１ｂは、１次回折ビームの光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームの集束位置よりも奥側に配置されてもよい。これにより、導入反射面４１ｂ上における１次回折ビームのパワー密度を低減することができる。その結果、導入反射面４１ｂの温度上昇や損傷等を抑制することができる。また、導入反射面４１ｂから導光路４２ｂに導入された導入１次光が、導光路４２ｂ内における反射面４２１ｂ上にて集束することを確実に避けることができる。したがって、反射面４２１ｂの温度上昇や損傷等を抑制することができる。

　また、遮光ユニット２４ｂでは、遮光ユニット２４と略同様に、導入反射面４１ｂは、１次回折ビームの光軸Ｊ３６上において、１次回折ビームの集束位置よりも手前側に配置されてもよい。この場合も、上記と同様に、導入反射面４１ｂ上における１次回折ビームのパワー密度を低減することができる。その結果、導入反射面４１ｂの温度上昇や損傷等を抑制することができる。また、この場合、導光路４２ｂにおいて、導入反射面４１ｂからの導入１次光が直接的に入射する反射面（すなわち、導入反射面４１ｂと対向する反射面４２１ｂ）と導入反射面４１ｂとの間にて、１次回折ビームが集束することが好ましい。これにより、導入反射面４１ｂと対向する反射面４２１ｂ上における１次回折ビームのパワー密度を低減することができる。その結果、反射面４２１ｂの温度上昇や損傷等を抑制することができる。

　なお、導入反射面４１ｂは、１次回折ビームの集束位置に配置されてもよい。この場合、１次回折ビームと０次回折ビームとの間のＹ方向における間隙が大きくなるため、１次回折ビームを０次回折ビームから容易に分離させることができる。

　上述のように、吸光部４３ｂは、吸光膜が表面に設けられた凹凸面を備えることが好ましい。これにより、吸光部４３ｂ上における導入１次光の照射面積を大きくすることができ、吸光部４３ｂに照射される導入１次光のパワー密度を低くすることができる。その結果、遮光ユニット２４ｂの温度上昇をさらに抑制することができる。

　上述のように、遮光ユニット２４ｂは、吸光部４３ｂ近傍に配置されて内部を冷媒が流れる冷却流路２５６ｂをさらに備えることが好ましい。これにより、吸光部４３ｂを冷却することができ、遮光ユニット２４ｂの温度上昇をさらに抑制することができる。また、導光路４２ｂ近傍にも、内部を冷媒が流れる冷却流路２５９ｂが配置されることが好ましい。これにより、導光路４２ｂも冷却することができ、遮光ユニット２４ｂの温度上昇をより一層抑制することができる。

　遮光ユニット２４ｂでは、遮光ユニット２４と略同様に、０次回折ビーム開口２４０ｂおよび導入反射面４１ｂの周囲にて０次回折ビームの光軸Ｊ３５に垂直な方向に広がる外面上に、光変調器２２からの２次回折ビームを吸収する２次吸光部２５５ｂが設けられることが好ましい。これにより、遮光ユニット２４ｂの大型化を抑制しつつ２次以上の非０次回折ビームを遮光することができる。

　上述のように、１組の導入反射面４１ｂおよび導光路４２ｂ（少なくとも、導光路４２ｂを囲む周囲の部材の一部）は、切削加工により形成された１つの切削ブロック（上記例では、第１部材２５１ｂの第１ブロック２６１ｂ）に設けられることが好ましい。これにより、導入反射面４１ｂと導光路４２ｂとの相対位置を精度良く維持した状態で、遮光ユニット２４ｂを製造することができる。

　上述のように、遮光ユニット２４ｂは、光変調器２２からの複数（上記例では、２つ）の１次回折ビームを遮り、当該複数の１次回折ビームにそれぞれ対応する複数の遮光部２４１ｂを備える。各遮光部２４１ｂは、導入反射面４１ａおよび導光路４２ｂを備える。好ましくは、複数の遮光部２４１ａ（上記例では、２つの第１ブロック２６１ｂ）の０次回折ビーム開口２４０ｂに対する相対位置は可変である。これにより、０次回折ビーム開口２４０ｂと各第１ブロック２６１ｂの導入反射面４１ｂとの間のＹ方向の距離を変更することができるため、光変調器２２の変更等による０次回折ビームの光軸Ｊ３５と１次回折ビームの光軸Ｊ３６との間のＹ方向の距離の変化に容易に対応することができる。

　遮光ユニット２４ｂが設けられる３次元造形装置１（図１参照）でも、上記と同様に、造形材料９１に照射される変調ビームＬ３３のパワー密度も好適に増大させることができる。その結果、３次元造形装置１における造形物の造形速度を増大させることができ、生産性を向上することができる。

　上述の遮光ユニット２４，２４ａ，２４ｂ、光学装置１２、および、３次元造形装置１では、様々な変更が可能である。

　例えば、遮光ユニット２４の吸光部４３の形状および構造は様々に変更されてよい。例えば、吸光部４３は凹凸面を備えていてもよく、凹凸面に代えて平滑面が吸光部４３に設けられていてもよい。遮光ユニット２４ａの吸光部４３ａ、および、遮光ユニット２４ｂの吸光部４３ｂについても同様である。

　遮光ユニット２４の２次吸光部２５５の形状および構造は様々に変更されてよい。あるいは、遮光ユニット２４では、２次吸光部２５５が省略されてもよい。遮光ユニット２４ａの２次吸光部２５５ａ、および、遮光ユニット２４ｂの２次吸光部２５５ｂについても同様である。

　遮光ユニット２４では、導入反射面４１、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３は、鏡面であってもよく、散乱反射面であってもよい。遮光ユニット２４ａの導入反射面４１ａおよび内部反射面４２１ａ、並びに、遮光ユニット２４ｂの導入反射面４１ｂおよび反射面４２１ｂについても同様である。

　遮光ユニット２４では、第１内部反射面４２１、第２内部反射面４２２および第３内部反射面４２３に微細凹凸４２４が設けられる場合、微細凹凸４２４は、必ずしも上述の向きに延びる線状の微細凹凸である必要はなく、例えば梨地状の微細凹凸等、様々に変更されてよい。遮光ユニット２４ａの内部反射面４２１ａ、および、遮光ユニット２４ｂの反射面４２１ｂについても同様である。

　遮光ユニット２４では、冷却流路２５６の配置は上記例には限定されず、様々に変更されてよい。また、遮光ユニット２４では、冷却流路２５６は省略されてもよい。遮光ユニット２４ａの冷却流路２５６ａ，２５９ａ、および、遮光ユニット２４ｂの冷却流路２５６ｂ，２５９ｂについても同様である。

　遮光ユニット２４では、導光路４２は必ずしも０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５に垂直な面に平行に延びる必要はなく、当該面に対して傾斜する方向に延びていてもよい。遮光ユニット２４ａにおいても同様である。

　遮光ユニット２４ａでは、導入反射面４１ａ、導光路４２ａ、内部反射面４２１ａおよび吸光部４３ａの正面視における形状は、必ずしも円環状である必要はなく、略矩形環状等、環状であれば様々に変更されてよい。

　遮光ユニット２４ｂは、必ずしも、長軸方向または短軸方向の一方のみにおいて集束されている面状ビームの遮光に利用される必要はなく、長軸方向および短軸方向の双方において集束されているビームの遮光に利用されてもよい。また、遮光ユニット２４，２４ａが面状ビームの遮光に利用されてもよい。

　遮光ユニット２４においても、遮光ユニット２４ｂと同様に、複数の遮光部２４１の０次回折ビーム開口２４０に対する相対位置が可変とされてもよい。これにより、上述のように、光変調器２２の変更等による０次回折ビームＬ３５の光軸Ｊ３５と１次回折ビームＬ３６の光軸Ｊ３６との間の距離の変化に容易に対応することができる。遮光ユニット２４ａについても同様である。

　遮光ユニット２４，２４ａ，２４ｂを構成する各部材は、必ずしも切削加工により形成される必要はなく、他の様々な方法により形成されてよい。

　光学装置１２の光変調器２２は、上述のＧＬＶ、ＰＬＶ、ＬＰＬＶまたはＤＭＤには限定されず、様々に変更されてよい。また、照明光学系２１により整形されるレーザ光の形状は、上記例には限定されず、様々に変更されてよい。

　３次元造形装置１の走査部１３は、必ずしもガルバノミラー１３２を備える必要はなく、上述のように、ポリゴンレーザスキャナ等、他の構造を有するものであってもよい。あるいは、走査部１３は、投影光学系２３からの変調ビームＬ３３の進行方向を変更するものには限定されず、例えば、変調ビームＬ３３の照射位置が固定された状態で造形材料９１を保持する造形部１４１を水平方向に移動させるリニアモータ等の移動機構であってもよい。

　光学装置１２は、必ずしも３次元造形装置１に設けられる必要はなく、例えば、レーザーマーキング装置等のレーザ加工機にて使用されてもよい。

　上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

　発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。

　１　　３次元造形装置
　１１　　レーザ光源
　１２　　光学装置
　１３　　走査部
　２１　　照明光学系
　２２　　光変調器
　２３，２３ａ　　投影光学系
　２４，２４ａ，２４ｂ　　遮光ユニット
　４１，４１ａ，４１ｂ　　導入反射面
　４２，４２ａ，４２ｂ　　導光路
　４３，４３ａ，４３ｂ　　吸光部
　４４，４４ａ，４４ｂ　　導入口
　９１　　造形材料
　２４０，２４０ａ，２４０ｂ　　０次回折ビーム開口
　２４１，２４１ａ，２４１ｂ　　遮光部
　２５１，２５１ａ，２５１ｂ　　第１部材
　２５２，２５２ａ，２５２ｂ　　第２部材
　２５３　　第３部材
　２５５，２５５ａ，２５５ｂ　　２次吸光部
　２５６，２５６ａ，２５６ｂ，２５９ａ，２５９ｂ　　冷却流路
　２６１ｂ　　第１ブロック
　３６０　　集束位置
　４２１　　第１内部反射面
　４２１ａ　　内部反射面
　４２１ｂ　　反射面
　４２２　　第２内部反射面
　４２３　　第３内部反射面
　４２４　　微細凹凸
　Ｊ３５，Ｊ３６，Ｊ３７　　光軸
　Ｌ３１　　レーザ光
　Ｌ３２　　平行ビーム
　Ｌ３３　　変調ビーム
　Ｌ３５　　０次回折ビーム
　Ｌ３６　　１次回折ビーム
　Ｌ３７　　導入１次光

Claims

　対象物に変調光を照射する光学装置であって、
　レーザ光源から出射されたレーザ光を所定の形状に整形する照明光学系と、
　前記照明光学系により整形された前記レーザ光を変調ビームに変調する光変調器と、
　前記変調ビームを対象物へと導く投影光学系と、
を備え、
　前記投影光学系は、前記光変調器からの０次回折ビームを通過させて１次回折ビームを遮る遮光ユニットを備え、
　前記遮光ユニットは、
　前記０次回折ビームの光軸上における前記０次回折ビームの集束位置近傍に位置し、前記０次回折ビームを通過させる０次回折ビーム開口と、
　前記１次回折ビームの光軸上における前記１次回折ビームの集束位置近傍かつ前記０次回折ビーム開口近傍に位置し、前記１次回折ビームの入射方向から逸れる方向であって前記０次回折ビームの光軸から離れる方向へと前記１次回折ビームを反射する導入反射面と、
　前記導入反射面からの光が入射する導入口を有し、前記導入口から導入された光を導く周囲が遮光部材により囲まれた導光路と、
　前記導光路により拡散されつつ導かれた光を吸収する吸光部と、
を備える。
　請求項１に記載の光学装置であって、
　前記導入反射面は鏡面であり、
　前記導光路は、前記導入反射面からの光を散乱させつつ反射して導く散乱反射面を内部に備える。
　請求項２に記載の光学装置であって、
　前記散乱反射面は、前記導光路における、前記散乱反射面までの奥行き方向および前記散乱反射面からの奥行き方向の両方に平行な面に沿って延びる線状の微細凹凸を有する。
　請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記導入反射面は、前記１次回折ビームの光軸上において前記１次回折ビームの集束位置よりも手前側に配置され、
　前記導光路において前記導入反射面からの光が直接的に入射する反射面と前記導入反射面との間にて前記１次回折ビームが集束する。
　請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記吸光部は、吸光膜が表面に設けられた凹凸面を備える。
　請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記遮光ユニットは、前記吸光部近傍に配置されて内部を冷媒が流れる冷却流路をさらに備える。
　請求項６に記載の光学装置であって、
　前記導光路近傍にも、内部を冷媒が流れる冷却流路が配置される。
　請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記遮光ユニットでは、前記０次回折ビーム開口および前記導入反射面の周囲にて前記０次回折ビームの光軸に垂直な方向に広がる外面上に、前記光変調器からの２次回折ビームを吸収する２次吸光部が設けられる。
　請求項１ないし８のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記導光路は前記０次回折ビームの光軸に垂直な面に平行に延びる。
　請求項９に記載の光学装置であって、
　前記導光路は、前記０次回折ビーム開口の周囲にて屈曲しつつ延びて前記０次回折ビーム開口を囲む。
　請求項１ないし９のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記導入反射面は、前記０次回折ビーム開口の周囲を囲むとともに前記０次回折ビームの光軸方向手前側から奥側に向かうに従って前記０次回折ビームの光軸から離れる周状傾斜面の一部であり、
　前記導光路は、前記周状傾斜面から外側へと放射状に広がる環状空間の一部である。
　請求項１ないし８のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記０次回折ビームおよび前記１次回折ビームは、上下方向に広がる面状ビームであり、
　前記導光路は、前記０次回折ビームの光軸に対して傾斜する方向かつ上下方向に広がる互いに平行な一対の反射面を備え、
　前記導入反射面は、前記一対の反射面のうち一方の反射面における前記０次回折ビームに近い側の端部であり、
　前記導入反射面からの光は、前記一対の反射面の間で往復しつつ前記導光路内を導かれる。
　請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の光学装置であって、
　前記導入反射面および前記導光路は、切削加工により形成された１つの切削ブロックに設けられる。
　請求項１３に記載の光学装置であって、
　前記遮光ユニットは、前記光変調器からの複数の１次回折ビームを遮り、
　前記遮光ユニットは、前記複数の１次回折ビームにそれぞれ対応する複数の遮光部を備え、
　各遮光部は、前記導入反射面および前記導光路を備え、
　前記複数の遮光部の前記０次回折ビーム開口に対する相対位置は可変である。
　３次元造形装置であって、
　請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の光学装置と、
　前記光学装置へと前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
　前記光学装置からの前記変調ビームが照射される前記対象物であり、前記変調ビームを造形材料上で走査する走査部と、
を備える。