KR101900895B1 - 광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법 및 디바이스 Download PDF

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Abstract

광학 이미징 시스템(12)은 주어진 정렬 축(14)에 관하여 그의 광학 축(16)이 정렬될 것이다. 이를 위해, 방사선 빔(30)은 이미징 시스템(12)의 한 측으로부터 정렬 축(14)을 따라 방사된다. 빔 전파 방향으로, 이미징 시스템(12) 뒤쪽에 한 쌍의 격판 엘리먼트들(24, 26)이 위치되고, 상기 한 쌍의 격판 엘리먼트들(24, 26)의 애퍼처들은 각각 방사선에 투과성인 재료의 피스에 의해 커버되고, 매트릭스로 배열된 복수의 센서 엘리먼트들을 보유한다. 센서 엘리먼트들은 모니터(44) 상에 이미징 시스템(12)의 현재 정렬 상태를 그래픽으로 도시하고 및/또는 이미징 시스템(12)의 자동 조정을 생성할 수 있는 측정된 방사선 강도에 관한 정보를 신호 프로세싱 유닛(42)에 공급한다.

Description

광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR ALIGNMENT OF AN OPTICAL IMAGING SYSTEM}
본 개시는 광학 이미징 시스템의 정렬을 다룬다.
광학 이미징 시스템들은 진단을 위해서든 치료를 위해서든, 안과학의 다수의 기구들에서 발견된다. 광학 이미징 시스템은 눈 내의 지점 또는 눈 상의 지점에 대해 눈의 치료를 위해 사용되는 레이저 방사선(radiation)을 포커싱하기 위하여, 예를 들어 레이저 기구에서와 같은 포커싱 기능들을 가질 수 있다. 또한 레이저 빔을 확장하기 위해 많은 레이저 디바이스들에서 사용되는 바와 같은, 빔 확장 텔레스코프(beam expanding telescope)(빔 익스팬더(beam expander))는 정렬될 필요가 있는 광학 이미징 시스템일 수 있다. 물체를 스크린 센서 상에 이미징하기 위한 렌즈들은 마찬가지로 본 개시의 관점에서의 광학 이미징 시스템들일 수 있다. 일반적으로, 본 개시는 통상적으로 안과 또는 안과 병원에서 발견되는 바와 같은, 안과학 기구들에 대한 렌즈들로 제한되지 않는다. 이러한 분야 외의 디바이스들에서의 적용도 마찬가지로 가능하다.
본 개시의 출발점은 이미징 시스템이 설치되거나 설치되어야 하는 디바이스의 구조적 피처(feature)들, 이를 테면 디바이스의 광학 컴포넌트들의 적어도 일부분을 설치하기 위한 역할을 하는 어셈블리 레일(assembly rail)에 의해 정해질 수 있는 주어진 축(이후, 정렬 축)에 관하여 정밀하게 광학 이미징 시스템을 정렬할 필요가 종종 발생하는 것이다. 정렬은 정렬 축에 관하여 특정 원하는 방식, 통상적으로 평행하게 이미징 시스템의 광학 축을 조정하는 것을 포함한다. 이를 위해, 정렬 축에 관해 이미징 시스템을 매우 정교하게 움직이는 것이 가능해야 하고 ― 일단 원하는 단부 포지션에 도달되면 ―이미징 시스템을 상기 단부 포지션에 고정(lock)하는 것이 가능해야 한다.
광학 이미징 시스템의 정렬을 위해, 예를 들어 상호 간격으로 배열된 두 개의 격판(diaphragm) 엘리먼트들이 사용될 수 있다. 격판 엘리먼트들은, 정렬 축 ― 이미징 시스템이 상기 정렬 축에 관하여 정렬됨 ― 이 격판 엘리먼트들의 애퍼처들(apertures)을 통해 이어지도록, 디바이스에 고정(fix)된다. 이는 각자의 애퍼처들을 갖는 격판 엘리먼트들이 정렬 프로세스의 목적들을 위해 정렬 축을 정의하는 것으로도 일컬어질 수 있다. 정렬이 행해진 후 디바이스의 광학 빔 경로로부터 완전히 제거되거나 적어도 펴지는(fold out) 격판 엘리먼트들은 이미징 시스템의 한 측, 구체적으로 이미지 측 상에 배치된다. 이미징 시스템의 다른 측(물체 측)으로부터, 광 빔은 정렬 축을 따라 이미징 시스템상으로 방사된다. 오로지 정렬을 수행하는 사람의 시각 관찰에만 기초하는 처리 과정에서는, 광 빔이 가시 스펙트럼 내에 있어야 한다. 정렬하는 사람은 광 빔의 광이 제 1, 더 가까운 격판 엘리먼트의 애퍼처를 통해서뿐만 아니라, 제 2, 더 먼 격판 엘리먼트의 애퍼처를 통해 통과하는 것을 사람이 관찰할 때까지 정렬 축에 관하여(및 결과적으로 두 개의 격판 엘리먼트들에 관하여) 이미징 시스템을 움직일 것이다. 따라서, 광 빔은 제 1 격판 애퍼처에 먼저 부딪쳐야 하고 그 다음 이미징 시스템의 올바른 각도 포지션은, 광이 또한 제 2 격판 애퍼처와 부딪치도록 조정되어야 한다. 이것은 정렬하는 사람에 대해 어렵고 느리며 지루한 프로세스일 수 있는데, 그 이유는 제 2 격판 애퍼처를 찾는 사람이 제 2 격판 애퍼처에 관한 정렬을 재차 쉽게 잃을 수 있기 때문이다.
이에 비교되는 바와 같이, 본 발명의 일 양상에 의해 광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은,
- 적어도 제 1 격판 엘리먼트를 이용하여 정렬 축을 정의하는 단계 ― 상기 정렬 축은 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처(aperture)를 상기 제 1 격판 엘리먼트 뒤쪽에 이격되어 위치된 타겟에 연결함 ―,
- 상기 정렬 축을 따라 상기 광학 이미징 시스템상으로 방사되는 빔의 방사선이 상기 광학 이미징 시스템을 통과한 후 상기 제 1 격판 엘리먼트의 상기 애퍼처를 통해 상기 타겟에 부딪칠 때까지 상기 정렬 축에 관하여 상기 광학 이미징 시스템을 정렬하는 단계,
- 적어도 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처 및/또는 상기 타겟의 영역에서 상기 빔의 방사선에 관해 상기 방사선의 제 1 센서 검출을 수행하는 단계,
- 신호 프로세싱 유닛에, 방사선 검출 동안 생성된 센서 신호들을 제공하는 단계를 포함한다.
하나의 예시적인 수정에 따르면, 디스플레이를 위한 이미지 데이터가 센서 신호들에 기초하여 신호 프로세싱 유닛에 의해 생성된다. 디스플레이 이미지에 대한 적절한 시각화들에 의해, 정렬을 수행하는 사람은 예를 들어, (방사선 검출이 행해지는 장소에 따라) 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처에 관하여 및/또는 타겟에 관하여 사용되는 빔의 현재 위치 및 따라서 이미징 시스템의 현재 정렬 상태를 용이하게 식별할 수 있다. 모니터 상의 현재 정렬 상태의 시각화는 정렬을 수행하는 사람의 정렬 작업을 촉진하고 단축할 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 광학 이미징 시스템의 적어도 일부의 정렬을 위한 제어 신호들이 작동기에 대한 센서 신호들에 기초하여 신호 프로세싱 유닛에 의해 생성될 수 있다. 이런 방식으로, 정렬 프로세스의 적어도 부분적인 자동화가 가능하고, 이는 추가로 정렬을 수행하는 사람에 대한 부담을 감소시킨다.
센서 방사선 검출은 제 1 격판 엘리먼트에 관한 격판 애퍼처의 구역에서만 행해질 수 있다. 그러나 마찬가지로 센서 방사선 검출이 제 1 격판 엘리먼트에 관한 격판 애퍼처의 외부에서 또한 행해질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나의 격판 애퍼처의 타겟이 제 2 격판 엘리먼트에 의해 형성된다. 이런 제 2 격판 엘리먼트에 관한 센서 방사선 검출은 격판 애퍼처의 구역에서만 행해질 수 있거나 또는 격판 애퍼처의 외부에서 또한 행해질 수 있다. 대안적으로 격판 엘리먼트에 타겟을 형성하기 위해 격판 애퍼처 없이 타겟 표면을 사용할 수 있는데, 예를 들어, (방사선이 제 1 격판 엘리먼트를 통해 얻어지는 한) 타겟 표면상에 부딪히는 방사선을 검출하기 위해 하나 또는 그 초과의 센서들이 타겟 표면상에 배열된다.
정렬 상태의 센서-기반 검출로 인해, 사용되는 빔은 가시 스펙트럼 또는 비가시 스펙트럼의 방사선을 선택적으로 포함할 수 있다. 특히, 방사선 소스가 UV 또는 IR 레이저와 같이, 가시 스펙트럼에서 방사하지 않더라도, 이미징 시스템이 사용되는 기구에 임의의 방식으로 존재할 수 있는 방사선 소스를 사용하는 것이 가능하다. 그러나 물론 기구의 실제 동작을 위해 요구되지 않는 별도의 방사선 소스가 또한 사용될 수 있다.
정렬되는 이미징 시스템은 단일 렌즈 또는 렌즈들의 어셈블리로 구성된 렌즈 시스템일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면 광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스가 제공되고, 상기 광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스는
- 격판 애퍼처를 가진 제 1 격판 엘리먼트,
- 타겟 위치를 정의하는, 상기 제 1 격판 엘리먼트 뒤쪽에 이격되어 위치된 타겟 엘리먼트,
- 방사선 빔을 위한 소스 ― 상기 소스는 상기 방사선 빔이 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처를 타겟 위치에 연결하는 정렬 축을 따라 상기 제 1 격판 엘리먼트 상으로 방사될 수 있도록 배열되거나 배열될 수 있음 ―,
- 상기 광학 이미징 시스템을 위한 정렬 지지부 ― 상기 정렬 지지부는 상기 방사선 빔의 방사선이 상기 광학 이미징 시스템을 통과한 후 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처를 통해 상기 타겟 위치에 부딪힐 때까지 상기 정렬 축에 관한 상기 광학 이미징 시스템의 정렬을 허용함 ―,
- 적어도 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처 구역 및/또는 타겟 위치에서 상기 방사선 빔의 방사선에 관한 방사선 검출을 위한 센서 어레인지먼트(sensor arrangement),
- 상기 센서 어레인지먼트의 센서 신호들의 프로세싱을 위한 신호 프로세싱 유닛을 포함한다.
일 실시예에 따라, 제 1 격판 엘리먼트 및/또는 애퍼처가 타겟 위치를 형성하는 제 2 격판 엘리먼트상의 센서 어레인지먼트는 단지 격판 애퍼처의 구역에서 방사선을 검출할 수 있다.
하나의 유리한 수정은 적어도 하나의 격판 엘리먼트의 애퍼처가 방사선에 투과성인 재료(material)의 피스(piece)에 의해 커버될 것을 요하고, 상기 재료의 피스는 방사선 빔의 방사선을 검출하기 위한 적어도 하나의 센서 엘리먼트를 보유한다. 센서 엘리먼트는 예를 들어 격판 애퍼처의 구역에서 방사선 검출을 가능하게 하기 위해 격판 엘리먼트의 애퍼처 구역에 배열될 수 있다.
하나의 샘플 실시예에서, 재료의 피스는 상호 간격을 갖도록 배열된 복수의 센서 엘리먼트들을 보유한다. 이런 센서 엘리먼트들의 적어도 하나의 서브세트(즉, 둘 또는 그 초과)는 격판 엘리먼트의 애퍼처 구역에 배열될 수 있거나, 또는 원한다면 재료의 피스의 센서 엘리먼트들 모두가 이와 같이 배열될 수 있다. 센서 엘리먼트들은 매트릭스 방식으로 규칙적인 분포를 가질 수 있거나, 원하지 않는 회절 효과들을 감소시키거나 방지하는 것을 도울 수 있게 불규칙적으로 분포될 수 있다.
제 1 격판 엘리먼트는 재료의 피스 및 센서 엘리먼트가 설비된 격판 엘리먼트에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 타겟은 재료의 피스 및 센서 엘리먼트가 설비된 격판 엘리먼트상에 형성될 수 있다.
신호 프로세싱 유닛은 디스플레이 유닛에 연결될 수 있고, 신호 프로세싱 유닛은 센서 신호들에 기초하여 디스플레이를 위한 이미지 데이터를 생성하고 디스플레이 유닛 상에 디스플레이 이미지를 디스플레이하도록 구성된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 신호 프로세싱 유닛은 이미징 시스템에 대한 작동기에 연결될 수 있고, 신호 프로세싱 유닛은 광학 이미징 시스템의 적어도 일부의 정렬을 위한 센서 신호들에 기초하여 작동기에 대한 제어 신호들을 생성하도록 구성된다.
이미징 시스템의 광학 축 외부 빔 경로들을 검사(survey)하는 것과 같은 추가적인 조사(investigation)들을 위해, 제 1 격판 엘리먼트 및/또는 타겟 위치를 형성하는 제 2 격판 엘리먼트의 애퍼처의 크기는 변화 가능할 수 있다. 예를 들어, 수동 조정 가능성이 존재할 수 있거나, 또는 격판 크기가 추가 자동화의 환경에서 신호 프로세싱 유닛에 의해 제어될 수 있다.
본 발명은 첨부된 개략도들에 의해 더욱 정확하게 지금 설명될 것이다.
도 1은 광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스의 예시적인 실시예이다.
도 2는 빔 검출을 위한 센서들이 갖춰진 도 1의 디바이스의 격판 엘리먼트를 확대도로 도시한다.
도 1에 도시된 정렬 디바이스는 전체가 10으로서 표기된다. 상기 정렬 디바이스는 광학 이미징 시스템(12)의 광학 축(16)이 정렬 축(14)에 관하여 특정 원하는 포지션 및 배향을 가지도록 주어진 정렬 축(14)에 관하여 ― 박스(12)에 의해 개략적으로 표현된 ― 상기 이미징 시스템의 정렬, 즉 광학 이미징 시스템(12)을 공간적으로 조정하는 것을 허용한다. 대체로, 정렬 목적은, 이미징 시스템(12)의 광학 축(16)이 정렬 축(14)에 평행하고 특히 동축으로 이어지도록 이미징 시스템(12)을 조정하는 것이다.
이미징 시스템(12)은 정렬 축(14)에 관하여 유닛으로서 움직일 수 있는 임의의 주어진 수의 광학 렌즈들을 가질 수 있다. 따라서, 이미징 시스템(12)은 단일-렌즈 시스템 또는 다수의-렌즈 시스템으로서 설계될 수 있다. 순수하게 도시의 목적들을 위해, 도 1은 단일 렌즈(18)를 도시하지만; 이는 결코 제한으로서 도시되는 것이 아니다. 원하는 경우, 광학 이미징 시스템(12)은 대안적으로 또는 부가적으로 회절 엘리먼트들 같은 하나 또는 그 초과의 다른 광학 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
이미징 시스템(12)은 도 1에 단지 개략적으로 도시된, 장착 베이스(22) 상의 정렬 지지부(20)에 의해 지지된다. 장착 베이스(22)는 한 쌍의 격판 엘리먼트들(24, 26) 및 방사선 소스(28)를 포함하여, 정렬 디바이스(10)의 다양한 광학 컴포넌트들을 지지하는 역할을 하고, 상기 방사선 소스(28)는 정렬 축(14)에 평행한, 바람직하게 동축인 빔 축을 가진 방사선 빔(30)을 방사할 수 있다. 방사선 빔(30)의 전파 방향과 관련하여, 방사선 소스(28)의 장착 포지션은 정렬되는 이미징 시스템(12)의 전면에 위치되는 반면, 한 쌍의 격판 엘리먼트들(24, 26)의 장착 포지션들은 이미징 시스템(12) 뒤쪽에 놓인다. 장착 베이스(22)는 안과 진단 또는 치료 기구의 부분이다. 이미징 시스템(12), 방사선 소스(28) 및 격판 쌍(24, 26) 외에, 이미징 시스템(12)의 정렬의 목적들을 위해 필요한 것이 아니라, 진단 또는 치료 기구의 기능을 위해 요구되는 다른 광학 컴포넌트들이 장착 베이스(22)에 고정되거나 고정될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 편향 미러들, 스캐너 컴포넌트들, 하나 또는 그 초과의 카메라들, OCT(optical coherence tomography)의 컴포넌트들 또는 OLCR(optical low-coherence reflectometry) 측정 디바이스 등이 장착 베이스(22)상에 부가적으로 배열되거나 배열될 수 있다. 이러한 부가적인 광학 컴포넌트들은 당업자들에게 잘 알려져 있고 여기서 추가 설명이 필요하지 않다.
장착 베이스(22)는 예를 들어 레일 형상을 가질 수 있지만, 또한 임의의 다른 더욱 복잡한 기하구조를 가질 수 있다.
정렬 지지부(20)는 장착 베이스(22)에 관한 이미징 시스템(12)의 수동 및/또는 전기적 제어 움직임을 가능하게 한다. 정렬 축(14)은 장착 베이스(22)에 관하여 미리 결정된 포지션 및 배향을 가져서, 장착 베이스(22)에 관한 이미징 시스템(12)의 조정은 동시에 정렬 축(14)에 관한 조정을 수반한다. 정렬 지지부(20)는 예를 들어 장착 베이스(22)에 관하여 하나 또는 그 초과의 피봇 축들을 중심으로 이미징 시스템(12)의 회전을 가능하게 할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 정렬 지지부(20)는 장착 베이스(22)에 관하여 하나 또는 그 초과의 방향들의 병진(translation)으로 이미징 시스템(12)의 직선 움직임을 가능하게 할 수 있다.
격판 엘리먼트들(24, 26)은 격판 홀더(32)를 통해 장착 베이스(22)에 각각 고정된다. 격판 엘리먼트들(24, 26)이, 이미징 시스템(12)이 설치된 기구의 실제 진단 또는 치료 동작을 위해서가 아니라, 정렬 목적들을 위해서만 필요하기 때문에, 격판 홀더들(32)은 ― 정렬된 ― 이미징 시스템(12)의 광학 축(16) 영역으로부터의 격판 엘리먼트들(24, 26)의 제거를 가능하게 한다. 이를 위해, 격판 홀더들(32)은 플러그인 또는 나사 연결 방식에서와 같이, 예를 들어 장착 베이스(22)에 대한 격판 엘리먼트들(24, 26)의 탈착 가능 고정을 가능하게 할 수 있다. 대안적으로, 격판 홀더들(32)이 격판 엘리먼트들(24, 26)의 회전 또는 일부 다른 경로의 움직임을 가능하게 하는 것이 고려될 수 있어서, 상기 격판 홀더들(32)은 실제 진단 또는 치료 프로세스를 방해하지 않는다. 격판 엘리먼트들(24, 26)의 그런 회전 또는 다른 움직임은 수동으로 행해질 수 있거나 또는 격판 홀더들(32)은 사용 상태 또는 비사용 상태로의 격판 엘리먼트들(24, 26)의 자동화된 배치를 가능하게 하기 위해 적절한 구동 수단(전기 모터들 같은)으로 전기적으로 작동되고 설계될 수 있다.
방사선 소스(28)는 가시 스펙트럼 및/또는 비가시 스펙트럼의 방사선을 방사한다. 방사선 소스(28)는 안과 기구의 진단 및/또는 치료 동작을 위해 또한 필요한 방사선 소스일 수 있다. 대안적으로, 방사선 소스(28)는 안과 기구의 주(main) 동작 동안 중단한 채로 있거나 심지어 장착 베이스(22)로부터 장착 해제될 수 있는, 안과 기구의 동작을 위해 요구되지 않는 보조 방사선 소스일 수 있다. 원하는 경우, 방사선 소스(28)는 격판 엘리먼트들(24, 26)과 같이 사용 포지션과 비사용 포지션 사이에서 (회전(swiveling)에 의해서와 같이) 움직일 수 있도록 장착 베이스(22) 상에 배열될 수 있다. 방사선은 방사선 소스(28) 자체에서 생성될 수 있고; 대안적으로, 방사선 소스(28)가 정렬 디바이스(10) 또는 (방사선 소스(28)가 또한 안과 기구에 사용되는 한) 안과 기구의 다른 곳에서 생성되고 예를 들어 광섬유 또는 방사선 아암(radiation arm)에 의해 전달 헤드에 공급되는 방사선을 위한 전달 헤드(delivery head)만을 형성하는 것이 고려 가능하다.
정렬 축(14)의 방향으로의 격판 엘리먼트들(24, 26)의 상호 간격은 예를 들어 몇 센티미터 또는 몇십 센티미터이다. 유사한 간격이 이미징 시스템(12)과 제 1 격판 엘리먼트(24)(즉, 빔 전파 방향으로 두 개의 격판 엘리먼트들(24, 26) 중 제 1 격판 엘리먼트(24)) 사이에 존재할 수 있다.
두 개의 격판 엘리먼트들(24, 26) 각각은 예를 들어 원형 격판 홀(34)(도 2 참조)을 가진다. 이 도면은 대표로서 격판 엘리먼트(24)를 도시하지만, 차이들이 명확히 지적되지 않으면, 다음 언급들은 격판 엘리먼트(26)에 대해서 똑같이 유지된다. 격판 홀(34)은 예를 들어 0.1 내지 2 mm의 범위의 직경을 가질 수 있다. 격판 엘리먼트들(24, 26)의 사용 포지션에서, 즉 이미징 시스템(12)의 정렬을 수행할 때, 두 개의 격판 엘리먼트들(24, 26)의 격판 애퍼처들(34)은 정렬 축(14)에 중심이 두어진다. 다시 말하면, 정렬 축(14)은 격판 애퍼처들(34)의 애퍼처 중심점들을 통해 이어진다. 이미징 시스템(12)은 빔 축이 정렬 축(14)에 동축으로 놓이고 입구 측(물체 측)으로부터 이미징 시스템(12)으로 방사되는 방사선 빔(30)으로부터의 방사선의 적어도 부분들이 제 1 격판 엘리먼트(24)의 격판 홀(34)을 통과할 뿐 아니라, 이들 방사선 부분들이 제 2 격판 엘리먼트(26)의 애퍼처(34) 구역에 도달할 때 올바르게 정렬된다. 방사선 빔(30)은 발산될 수 있고, 이러한 경우 상기 방사선 빔(30)은 바람직하게는 매우 적은 발산을 가진다. 대안적으로, 방사선 빔(30)은 발산 없는 시준 빔(collimated beam)일 수 있다. 예를 들어, 방사선 빔(30)은 레이저 광으로 형성될 수 있다.
방사선 빔(30)의 방사선이 두 개의 격판 엘리먼트들(24, 26)의 애퍼처들(34) 상에 부딪히는지를 검출하기 위해, 도시된 샘플 실시예에서 두 개의 격판 엘리먼트들의 각각은 특정 격판 애퍼처(34)의 구역에서 방사선 빔(30)의 방사선의 부딪힘을 검출하도록 적당한 센서들이 갖춰진다. 격판 엘리먼트(24)의 예에 대해 도 2에 도시된 바와 같이, 방사선 빔(28)의 방사선에 감응하는(sensitive) 몇몇 센서 엘리먼트(36)의 어레인지먼트가 격판 애퍼처(34) 구역 내부에 배치되고, 도시된 예에서 2차원 그리드 패턴으로 분포된다. 센서 엘리먼트들(36)은 적어도 격판 엘리먼트(24)의 경우 격판 애퍼처(34)의 전체 애퍼처 단면을 채우는 것이 아니라, 대신 서로의 사이 및 또한 격판 애퍼처(34)의 가장자리에 갭(gap)들을 남긴다. 이들 갭들은 격판 애퍼처(34)를 통한 방사선 빔(30)의 방사선의 통과를 가능하게 한다. 대안적인 실시예에서, 단지 단일의 센서 엘리먼트(36)가 격판 애퍼처(34)의 외면 내에 제공될 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 센서 엘리먼트들(34)은 격판 애퍼처(34)의 원주 외부가 아닌 원주 내부에만 발견된다. 그러나, 격판 애퍼처(34) 외부에 하나 또는 그 초과의 센서 엘리먼트들을 또한 배열하는 것이 본 발명의 환경에서 배제되는 것은 아니다.
센서 엘리먼트들(36)의 캐리어(carrier)는 방사선 소스(28)의 방사선에 적어도 부분적으로 투과성이고, 격판 애퍼처(34)를 완전히 커버하고 예를 들어 접착에 의해 또는 다른 방식으로 격판 엘리먼트(24)에 고정되는 재료(38)의 피스이다. 재료(38)의 피스는 단단한, 즉 형상-안정적 재료로 형성될 수 있거나, 유연한 재료로 형성될 수 있다. 재료 피스의 두께에 관해서는 필름만큼 얇거나 플레이트 또는 디스크 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 재료(38)는 PMMA(polymethylmethacrylate) 또는 PE(polyethylene) 또는 PC(polycarbonate)의 유리로 이루어질 수 있다. 물론, 임의의 투과성 또는 반투과성 재료는, 센서 엘리먼트들(36)이 원하는 포지션 안정성을 제공받을 수 있는 한, 재료(38)의 피스를 형성하기에 적당하다. 센서 엘리먼트들(36)은 예를 들어 재료(38)의 피스에 접착될 수 있거나, 또는 리소그래피 방법에 의해 재료(38)의 피스에 적용될 수 있다. 유리하게는, 재료(38)의 피스 상에 몇몇 센서 엘리먼트들(36)의 분산된 배열로, 부딪치는 방사선의 강도에 대한 포지션-분석 정보를 얻는 것이 가능하다.
물론, 원형 애퍼처 대신 격판 애퍼처(34)는 직사각형 또는 정사각형 애퍼처일 수 있다. 센서 엘리먼트들(36)은 바람직하게는 격판 애퍼처(34)의 형상에 무관하게, 애퍼처의 전체 단면에 걸쳐 가능한 한 균일하게 분포된다.
제 2 격판 엘리먼트(26)는 하나의 대안적인 실시예에서 제거될 수 있고 플레이트 타입 같은, 센서 엘리먼트들(36)에 대한 상이한 캐리어(이런 캐리어는 격판으로서 역할을 하는 개구를 요구하지 않음)에 의해 대체될 수 있다. 정렬 축(14)이 캐리어를 관통하는 구역에서 하나 또는 그 초과의 센서 엘리먼트들(36)이 캐리어에 갖춰지는 것으로 충분하다. 방사선 빔(30)의 방사선에 대한 캐리어의 투과성(transparency)은 요구되지 않는다. 이 캐리어가 방사선에 투과성이 아니더라도, 이미징 광학기구들(12)이 올바르게 정렬되는지 아닌지에 관한 정보가 센서 엘리먼트들(36)로부터 얻어질 수 있다.
센서 엘리먼트들(36)은 그들의 센서 신호들을, 대응하는 신호 라인들(40)을 통하여 센서 신호들을 프로세싱하는 전자 신호 프로세싱 유닛(42)으로 전달한다. 프로세싱은 디스플레이를 위해 디스플레이 유닛(모니터)(44) 상에 신호 프로세싱 유닛(42)에 의해 배치될 수 있는 이미지 신호들을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 디스플레이되는 이미지는 정렬 축(14) 및/또는 격판 애퍼처(들)(34)에 관한 이미징 시스템(12)의 현재 정렬 상태의 그래픽 표현을 포함할 수 있다. 이미징 시스템(12)의 수동 정렬의 경우, 이러한 그래픽 표현은 사용자에 대해 지루한 정렬을 보다 용이하게 하게 할 수 있다. 신호 프로세싱 유닛(42)과 디스플레이 유닛(44) 사이의 이미지 신호 라인(46)은 도 1의 이미지 신호들을 전송하는 역할을 한다.
이미징 시스템(12)의 자동화된 정렬을 위해, 신호 프로세싱 유닛(42)은 대안적으로 또는 부가적으로 제어 신호들을 생성할 수 있고, 상기 제어 신호들은 예를 들어, 제어 신호 라인(48)(도 1에 점선으로 도시됨)을 통해 이미징 시스템(12)에 대한 서보 드라이브(servo drive)(달리 도면에서 도시되지 않음)로 전송될 수 있고, 상기 서보 드라이브는 정렬 지지부(20)에 통합된다. 미리 결정된 공칭(nominal) 상태와 비교에 의해, 신호 프로세싱 유닛(42)은 언급된 서보 드라이브를 이에 따라 조정 및 작동시키기 위한 추가적인 필요성을 확인하기 위해 현재 공급되는 센서 신호들을 사용할 수 있다. 공칭 상태는 예를 들어, 센서 엘리먼트들(36)의 센서 신호들의 신호 강도에 대한 하나 또는 그 초과의 임계 값들에 의해 정의될 수 있으며, 임계 값들은 개별 센서 엘리먼트들(36) 및/또는 센서 엘리먼트들(36)의 하나 또는 그 초과의 그룹들에 대해 특정하게 설정될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 공칭 상태는 센서 엘리먼트들(36)에 의해 검출되는 방사선 강도의 미리 결정된 로컬 분포에 의해 정의될 수 있다. 물론, 언급된 기준들은 단지 예들이고 따라서 원해지는 경우 다른 기준들이 공칭 상태를 설정하기 위해 사용될 수 있다. 특정 환경들에서, 제 1 격판 엘리먼트(24)에 대한 것과는 상이한 기준들이 (도 1의 샘플 실시예에서 제 2 격판 엘리먼트(26)의 격판 애퍼처(34)에 의해 표현된) 타겟 위치에 대해 설정될 수 있다.
신호 라인들(46, 48)에 의해 이미지 및 제어 신호들의 유선 송신 대신, WLAN, WiFi, 또는 Bluetooth 같은 이들 신호들의 적어도 일부의 무선 송신이 고려될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
게다가, 제 1 격판 엘리먼트(24) 및/또는 제 2 격판 엘리먼트(26)의 애퍼처(34)는 수동으로 또는 신호 프로세싱 유닛(42)에 의해 제어되어 크기가 조정 가능할 수 있다. 격판 애퍼처(34)의 확대된 단면에 의해, 광학 축(16) 외부에 놓이는 방사선 경로들이 또한 측정될 수 있다. 물론, 조정 가능-크기 격판 애퍼처(34)로 인해, 센서 엘리먼트들(36)이 갖춰진 재료(38)의 피스 구역은 격판 애퍼처(34)의 가장 큰 단면에서도 본질적으로 전체 애퍼처 단면에 걸쳐 방사선 측정들을 수행할 수 있도록 충분히 크다. 그 다음 센서 엘리먼트들(36)의 적어도 일부는 감소된 크기의 격판 애퍼처(34)에서 애퍼처의 가장자리 외부에 있을 것이다. 예를 들어, 증가된 격판 애퍼처(34)에서, 방사선 빔(30)의 강도 프로파일 및/또는 발산에 관한 측정들을 수행하는 것이 가능하다. 게다가, 제 1 격판 애퍼처(34)(즉, 제 1 격판 엘리먼트(24)의 애퍼처(34))의 에지(edge)에서의 회절은 제 2 검출기 ― 제 2 격판 엘리먼트(26)의 센서 엘리먼트(36)에 의해 형성됨 ― 에서 회절 패턴을 생성할 수 있고, 상기 회절 패턴은 방사선 빔(30)의 특정 특성들에 관한 정보를 얻기 위해 이런 제 2 검출기의 센서 신호들의 도움으로 신호 프로세싱 유닛(42)에 의해 평가될 수 있다.

Claims (21)

  1. 광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법으로서,
    적어도 제 1 격판 엘리먼트(diaphragm element)를 이용하여 정렬 축을 정의하는 단계 ― 상기 정렬 축은 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처(aperture)를 상기 제 1 격판 엘리먼트 뒤쪽에 이격되어 위치된 타겟에 연결하고, 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처를 커버하는 재료(material) 내에 복수의 센서 엘리먼트들이 배치되고, 상기 센서 엘리먼트들은 상기 애퍼처 내에 2차원 패턴으로 배열됨 ―;
    상기 정렬 축을 따라 상기 광학 이미징 시스템상으로 방사되는 빔의 방사선이 상기 광학 이미징 시스템을 통과한 후 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처를 통해 상기 타겟에 부딪칠 때까지 상기 정렬 축에 관하여 상기 광학 이미징 시스템을 정렬하는 단계 ― 상기 재료는 상기 방사선에 적어도 부분적으로 투과성임 ―;
    상기 센서 엘리먼트들을 이용하여, 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처 내에서 상기 빔의 방사선에 관해 상기 방사선의 제 1 센서 검출을 수행하는 단계; 및
    신호 프로세싱 유닛에, 방사선 검출 동안 생성된 센서 신호들을 제공하는 단계를 포함하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟은 제 2 격판 엘리먼트에 의해 형성되는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    격판 애퍼처의 외부에서 상기 제 1 격판 엘리먼트에 관한 센서 방사선 검출을 수행하는 단계를 더 포함하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 프로세싱 유닛에 의해, 상기 센서 신호들을 프로세싱함으로써 디스플레이를 위한 이미지 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 프로세싱 유닛에 의해, 작동기에 대한 상기 센서 신호들을 프로세싱함으로써, 상기 광학 이미징 시스템의 적어도 일부를 정렬하기 위한 제어 신호들을 생성하는 단계를 더 포함하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 방법.
  8. 광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스로서,
    격판 애퍼처를 갖는 제 1 격판 엘리먼트;
    타겟 위치를 정의하는, 상기 제 1 격판 엘리먼트 뒤쪽에 이격되어 위치된 타겟 엘리먼트;
    방사선 빔을 위한 소스(source) ― 상기 소스는 상기 방사선 빔이 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처를 상기 타겟 위치에 연결하는 정렬 축을 따라 상기 제 1 격판 엘리먼트 상으로 방사될 수 있도록 배열되거나 또는 배열될 수 있음 ―;
    상기 광학 이미징 시스템을 위한 정렬 지지부 ― 상기 정렬 지지부는 상기 방사선 빔의 방사선이 상기 광학 이미징 시스템을 통과한 후 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처를 통해 상기 타겟 위치에 부딪힐 때까지 상기 정렬 축에 관한 상기 광학 이미징 시스템의 정렬을 허용함 ―;
    적어도 상기 타겟 위치 또는 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처 내에서 상기 방사선 빔의 방사선에 관한 방사선 검출을 위한 센서 어레인지먼트(sensor arrangement) ― 상기 센서 어레인지먼트는 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처를 커버하는 재료 내에 배치되는 복수의 센서 엘리먼트들을 포함하고, 상기 센서 엘리먼트들은 상기 애퍼처 내에 2차원 패턴으로 배열되고, 상기 재료는 상기 방사선에 적어도 부분적으로 투과성임 ―; 및
    상기 센서 어레인지먼트의 센서 신호들의 프로세싱을 위한 신호 프로세싱 유닛을 포함하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제 2 격판 엘리먼트를 더 포함하고,
    상기 제 2 격판 엘리먼트의 애퍼처는 상기 타겟 위치를 형성하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  10. 제 8 항에 있어서,
    제 2 격판 엘리먼트 상의 제 2 센서 어레인지먼트를 더 포함하고,
    상기 제 2 격판 엘리먼트의 애퍼처는 상기 타겟 위치를 형성하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  11. 제 8 항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 격판 엘리먼트의 애퍼처는 상기 방사선에 투과성인 재료의 피스(piece)에 의해 커버되고, 그리고
    상기 재료의 피스는 상기 방사선 빔의 방사선을 검출하기 위해 상기 복수의 센서 엘리먼트들의 적어도 하나의 센서 엘리먼트를 보유하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 재료의 피스는 상호 간격을 갖도록 배열된 상기 복수의 센서 엘리먼트들을 보유하는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 센서 엘리먼트들은 매트릭스(matrix)로 배열되는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 8 항에 있어서,
    상기 신호 프로세싱 유닛에 연결된 디스플레이 유닛을 더 포함하고, 상기 신호 프로세싱 유닛은 상기 센서 신호들을 프로세싱함으로써 디스플레이를 위한 이미지 데이터를 생성하고 그리고 상기 디스플레이 유닛 상에 디스플레이 이미지를 디스플레이하도록 구성되는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  19. 제 8 항에 있어서,
    상기 신호 프로세싱 유닛에 연결된 상기 광학 이미징 시스템을 위한 작동기를 더 포함하고, 상기 신호 프로세싱 유닛은 상기 센서 신호들을 프로세싱함으로써 상기 광학 이미징 시스템의 적어도 일부를 정렬하기 위한 상기 작동기에 대한 제어 신호들을 생성하도록 구성되는,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  20. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 격판 엘리먼트 또는 상기 타겟 위치를 형성하는 제 2 격판 엘리먼트의 애퍼처의 크기는 변화 가능한,
    광학 이미징 시스템의 정렬을 위한 디바이스.
  21. 삭제
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