KR20010051088A - 하나 이상의 시스템 다이아프램을 갖는, 특히렌즈시스템에서의 광학영상장치 - Google Patents

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칼-자이스- 스티풍 트레이딩 애즈 칼 자이스
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Abstract

광학영상장치, 특히 렌즈시스템은, 시스템 다이아프램(1)을 구비한다. 시스템 다이아프램(1)의 개구는 그 개구경(D)으로 조정 가능하다. 시스템 다이아프램 (1)의 광축에 관하여 시스템 다이아프램(1)의 개구의 축상위치는 시스템 다이아프램(1)의 개구경(D)에 따라 고정된다.

Description

하나 이상의 시스템 다이아프램을 갖는, 특히 렌즈시스템에서의 광학영상장치 {Optical imaging device, in particular lens system, with at least one system diaphragm}
본 발명은 하나 이상의 시스템 다이아프램(system diaphragm)을 갖는, 특히 렌즈시스템에서의 광학영상장치(Optical imaging device, in particular lens system, with at least one system diaphragm)에 관한 것으로, 시스템 다이아프램의 개구(開口 : aperture)는 그 개구경(opening diameter)을 조절할 수 있도록 되어 있다.
광학영상장치에 있어 시스템 다이아프램으로는 여러가지형의 다이아프램을 사용한다는 사실은 이미 일반적으로 알려져 있다. 이들 다이아프램은 그러나, 그 개구경이 변환되기 때문에 광학영상장치를 통해 통과되는 광속(光束 : bundle of rays)의 직경을 계속적으로 가변되게 한다. 그 결과, 용도에 따라서, 광학영상품질 (optical imaging quality)이 예컨대 필드(field)의 해상도 (resolution), 명암 콘트라스트(contrast) 또는 깊이 등에 관하여 영향을 주게 된다.
특히, 다이아프램 중 통상적인 것으로 소위 아이리스 다이아프램(iris diaphragm)이라는 것이 있는데, 이는 적어도 4개 이상, 통상적으로는 4개보다 많고 또한 얇은 것으로 되어 있고, 일반적으로 낫형태(sickle-shaped)로 되며 또한 고정설치대(fixed mount)에 한끝이 회전가능하게 설치된다. 다른 끝은 이 경우 안내장치로서 핀이 구비되는데, 이는 그루브홈(groove)이나 또는 회전링의 슬롯트홈이 난 안내길(slotted guideway) 안으로 삽입된다. 삽입시에는 회전링(rotatable ring)을 전회시켜서 판(leaves)이 다이아프램의 잔존 개구부 구경이 가변되도록 가동 가능하게 한다.
고성능렌즈시스템의 경우, 특히 리소그라픽상(lithographically)으로 제조되는 반도체장치의 노출용인 경우에는, 점증하는 영상장치의 품질을 적정화하는데 복합기술이 이용된다.
그러나, 예컨대 렌즈의 코팅표면과 같이 오로지 광학적으로만 작용하는 엘레멘트를 활용하는 것은, 이 때문에 기술적으로 한계를 갖게 되므로, 영상품질의 향상에는 많은 비용이 들어야만 가능하다.
따라서, 본 발명의 목적은 영상장치의 광학성을 향상시키는데 있다. 예컨대 전자중심잡기에러(telecentering errors) 또는 다른 영상에러(image errors)와 같은 에러들을 방지하고 광학-기계장치를 적정화하므로써, 특히 영상장치상의 시스템 다이아프램을 적정화하므로써 상기 목적을 달성하도록 한 것이다.
이들 목적은 본 발명상의 시스템 다이아프램의 개구경에 의해 고정되는 시스템 다이아프램(system diaphragm)의 개공의 위치에 의하여 달성된다.
매우 복잡한 기계적 또는 광학적 계산은 광학필드로부터 이루어지고, 이는 개구경에 의존하는 시스템 다이아프램의 위치를 변경하는 놀라운 방법을 제공하므로써 광학영상장치의 영상품질에 관하여 품질향상을 가능케 한다. 이러한 관계로, 시스템 다이아프램의 축상위치를 변경하는 것은 의심할 여지없이 후자의 바람직한 작동일 것이며, 전술한 3개의 작동을 소정의 조합 또는 측방향작동 또는 경사작동 (tilting movement)도 또한 허용 가능하다.
렌즈시스템을 적정화하는 방법이 주어지면, 본 발명에 따라 시스템 다이아그램에 의해 얻어질 수 있는 장점과 잇점을 가진 기술향상은 영상품질을 고양시키는 비교적 간단하고 바람직한 기술을 만들어 줄 수 있다.
반도체장비 또는 컴퓨터칩의 제조분야의 경우에는 물론이고 특히 영상장치의 고영상품질과 높은 해상도(resolution)를 요하는 분야에는 더욱 그러하다. 이는 영상장치가 극히 작은 패턴(small pattern)을 영상화하는데 이용되기 때문이며 아직도 기계적으로 제작되고, 가벼운 감도층(light-sensitive layer)으로 코팅된 실리콘웨이퍼(silicon wafer)상에서 축소된 형태로 칩 레이아웃(chip layout)용으로 이용되기 때문이다.
실리콘웨이퍼가 관통하는, 여러가지 엣칭(etching)방법을 사용하면, 컴퓨터칩 또는 반도체장치의 회로는 이 방법에 노출되는 미세조직(microstructures)으로 형성된다. 실리콘웨이퍼상의 칩 레이아웃(chip layout)용 패턴의 영상에서 영상장치에 따른 극히 작은 편차와 비틀림(distortions)은 완료된 컴퓨터칩의 미세조직에서 그들 스스로 선접촉(line contacts), 짧은 회로(short circuits) 또른 다른 전자적 기능불량(electronic malfunctions)을 가져온다. 따라서, 특히 컴퓨터칩과 반도체장치제조에 사용되는 영상장치의 경우에 품질은 물론 나아가 극히 품질상 작은 향상을 가져오는데 매우 큰 장점을 부여하며, 축상위치에서 조정가능한 시스템 다이아프램의 광학적 잇점이 충분한 장점으로 나타나는 이유를 제공한다.
제 1 도는 다른 것 위에 놓여있는 다수의 다이아프램을 가진 광학영상장치 (optical imaging device)의 시스템 다이아프램(system diaphragm)의 횡단면도.
제 2 도는 축상방향으로 가동되는 다이아프램 베이스(diaphragm bases)와 판(leaves)으로 구성되는 구조유닛을 가진 시스템 다이아프램의 횡단면도이다.
제 3 도는 시스템 다이아프램의 광축에 관하여 각도를 이루어 판과 정렬되는 시스템 다이아프램의 횡단면도이다.
주요부호 :
1. 시스템 다이아프램(system diaphragm)
2, 2a, 2b. 각개 다이아프램 또는 아이리스 다이아프램(iris diaphragms)
3. 광학축에 관하여 거의 수직으로 정렬되는 판(leaves)
4. 시스템 다이아프램의 광축
5. 마운트(mount)
6a. 다이아프램 베이스 또는 그루브홈이 진 링(grooved ring)
6b, 6c. 다이아프램 베이스(diaphragm base)
7. 베아링장치
8. 안내장치
9a, 9b. 슬롯트홈을 가진 안내길(slotted guidesways)
10. 광학적으로 효과적인 가장자리부(optically effective edges)
11. 링기어
12, 13, 14. 각개 엘레멘트
15. 링기어(11)와 마운트(5) 사이의 회전베아링
16. 링기어 체결엘레멘트
18. 피니언 19. 구동유닛 23. 내부링 24. 외부링
25. 회전베아링 26. 구조체 27. 지지엘레멘트 30. 구동러그
31. 클리어런스 36. 안내 그루브홈
본 발명에 관한 최량의 실시예로서, 개구경(opening diameter)에 의하여 시스템 다이아프램의 축상위치를 변경하는 것이 비교적 간단한 설계로도 가능하게 된다. 이 시스템 다이아프램은 이 경우 적어도 2개 이상의 다이아프램을 갖는데, 이 다이아프램은 서로로부터 축상거리를 두고 정렬되며, 각기 시스템 다이아프램의 개구경에 의존하여 광학적으로 능동화되는 각기 다른 다이아프램이다. 여기에서 광학적으로 능동적이다(optically active)라는 뜻은 광학적으로 능동적인 다이아프램 또는 광학적으로 효과적인 가장자리부(edge)가 영상장치에서 광속의 측상한계 (lateral limitation)를 제공한다는 뜻이다.
본 발명에 따른 이 이중 또는 다중 다이아프램(multiple diaphragm)은 축상위치를 조정하기 위한 복잡한 기구 없이도 본 발명상의 효과로 달성될 수 있다는 장점을 갖는데 특징이 있다. 이 경우, 시스템 다이아프램의 광축에 관하여 축상으로 되는 서로 다른 2개 이상의 평면에 적어도 2개 이상의 다이아프램이 배치되도록 정렬된다. 그 결과 각각의 경우, 다이아프램의 하나만이 광학적으로 능동적으로 되고, 서로 다른 평면과 따라서 서로 다른 시스템 다이아프램의 축위치는 개구경에 따라 실제적으로 자리를 찾아가게 되므로써 양호한 광학효과가 얻어지게 된다. 이 경우 한계에 부딪치는 것은 두개의 다이아프램이 "오버라이드(override)"에 있을 때, 즉, 시스템 다이아프램의 어떤 개구경에서, 광학적으로 효과적인 2개의 다이아프램 가장자리부가 동시에 광학적으로 짧게 효과적일 때의 역(area)이다. 얼룩효과 (blurring effects)를 피하기 위해, 이는 매우 정밀한 기구를 필요로 하는데, 예를 들면 다이아프램이나 이들의 각개 부품을 어떠한 요동 또는 반동 없이도 미리 압축응력을 준 회전베아링엘레멘트에 의해 좌착(mounting)하는 것을 들 수 있다.
본 발명상의 또 하나의 매우 중요한 효과를 가진 실시예로서는, 시스템 다이아프램이 서로에 관하여 상대적으로 회전가동되는 2개의 다이아프램 베이스 (diaphragm bases) 사이에 정렬되는 판(leaves)을 갖고 있다는 점이다. 여기에서 적어도 하나의 다이아프램 베이스는 회전가동 가능하고, 판을 구성하는 유닛과 2개의 다이아프램 베이스는 축상방향으로 움직일 수 있도록 가동가능하다.
본 발명에서는 목적을 달성하기 위한 여러가지 해법이 단 하나의 다이아프램을 다루고 있는 것으로 되어 있다. 전술한 실시예에서 2개 이상의 별개로 된 축상평면 외에도, 이는 모든 축상 중간평면이 유용하게 되는 잇점을 부여한다. 이는, 다이아프램의 개구경에 따라, 후자가 그 축상위치를 변경할 수 있기 때문이고, 이는 서로에 관하여 상대적으로 가동가능한 다이아프램 베이스와 판으로 구성되는 유닛이 기계적 안내엘레멘트와 짝지워지기 때문인데, 이는 다이아프램의 축상위치를 개구경에 따라 소정의 위치로 조정할 수 있도록 하는 방법으로 이루어진다.
이와 같은 구조적인 설계는 서로에 관하여 2개의 다이아프램 베이스의 회전 및 축상작동과 연계하는 안내그루브홈이 소정의 기하학적 형태로 만들어지는 특별한 잇점을 갖고 있다. 안내그루브홈의 형태에 따라, 회전작동 사이에서 서로 다른 수학적 의존성이, 또한 결과적으로, 개구경의 변경은 그리고, 시스템 다이아프램의 축상작동은 이 경우 달성된다.
본 발명의 또 하나의 매우 중요한 특징은, 다이아프램이 판에 의해 형성되고, 이 판과 다이아프램 베이스의 표면은 판이 시스템 다이아프램의 광축에 관하여 각도를 가지고 시스템 다이아프램의 광축에 관하여 각도를 가지고 시스템 다이아프램의 개구경의 거의 가장 큰 부위를 넘어 정렬되도록 판에 맞대어 있다.
그 결과, 다이아프램의 광학적으로 효과적인 가장자리부가 판의 기하학적 형태에 의존하여, 다이아프램 베이스의 표면의 그것도 판에 맞대어, 예컨대 원추형 측면 또는 구형 캡의 측면상으로 움직이게 된다. 이 판들은 시스템 다이아프램의 광축에 관하여 회전가능하게 대칭적으로 정렬되고, 다음 영상장치의 광통로(light path) 속으로 움직이게 된다. 이는 예컨대 개구경(opening diameter)과 축상위치 (axial position) 사이에서 선형 또는 반원형으로 시스템 다이아프램이 닫혀질 때이다.
본 발명의 특징과 장점들을 일실시예로서 종속청구항들과, 또한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
제 1 도는 시스템 다이아프램(1)을 절단한 횡단면을 나타낸 것으로, 여기에서 시스템 다이아프램(1)은 2개의 각개 다이아프램 2a, 2b 또는 아이리스 다이아프램(iris diaphragms) 2a, 2b를 갖는다. 이들 아이리스 다이아프램 2a, 2b는 판 (leaves) 3으로 이루어지는데, 이 시스템 다이아프램 1의 광축 4에 관하여 대략 수직방향으로 정렬된다. 이 시스템 다이아프램 1은 마운트(mount) 5에 좌착되고, 이 마운트 5는 렌즈시스템의 케이싱에 고정연결된다(도시안됨).
시스템 다이아프램 1의 또 다른 예(도시안됨)로서는 2개의 다이아프램 2a, 2b 외에도, 또다른 다이아프램을 갖는 것을 들 수 있다. 특히, 이 추가적인 다이아프램은 고정 다이아프램으로 되거나 또는 영구설치된 디스크(permanently installed disk)로 되고, 시스템 다이아프램 1에서 2개의 아이리스 다이아프램 2a, 2b로부터 축상거리를 두고 맞추어진다.
2개의 다이아프램 2a, 2b의 판 3은 서로에 관하여 상대적으로 각기 가동가능한 2개의 다이아프램 베이스 6a, 6b, 6c 사이에서 각각 개구경 Da, Db로부터 그 측면을 맞대고 누워있다. 이 경우, 이들 판 3은 요동없이도 미리 압축응력을 준 베아링장치 7에 의해 각기 내부작용을 가지는 다이아프램 베이스 6b, 6c 중의 하나에 좌착된다.
판 3의 각각은 다른 다이아프램 베이스 6a, 6b의 각각의 역(region)에서 안내장치 8를 갖는다. 여기에 또한 주어지는 이 안내장치 8는 각 다이아프램 베이스 6a, 6b에서 형성되는 슬롯트홈이 형성된 안내길 9a, 9b에 안내되고, 이 안내장치 8에 가해지는 예비압축(prestressing)은 슬롯트홈이 형성된 안내길 9a, 9b에 관한 요동(backlash)없이도 이루어진다.
판 3의 각각이 예컨대 회전베아링 및 각 슬롯트홈이 형성된 안내길 9a, 9b와 같이 베아링장치 7에서 요동없이 좌착가능하도록 토숀 스프링(도시안됨)에 의해 예비압축하는 방법으로 베아링장치 7 또는 안내장치 8를 반동없이 예비압축한다.
서로에 관한 다이아프램 베이스 6a, 6b 또는 6b, 6c의 회전상대운동 (rotational relative movement)에 의하여 베아링장치 7에 얹혀진 판 3은 안내장치 8에 따라 움직이고, 판 각각의 통로상에서 여러가지로 슬롯트홈이 형성된 안내길 9a, 9b을 달리게 된다. 그 결과, 판 3의 광학상 효과적인 가장자리부(edge) 10, 10는 이들의 개구경 Da, Db를 변환케 한다. 통상, 아이리스 다이아프램 2a, 2b의 슬롯트홈이 형성된 안내길 9a, 9b는 시스템 다이아프램 1의 개구(aperture) 또는 아이리스 다이아프램 2a, 2b의 각각의 개구(開口)가 대략 원형에 가까운 다각형의 형태로 되도록, 그리고 크기상으로도 증감 가능하도록 만들어진다.
시스템 다이아프램 1의 슬롯트홈이 진 안내길 9a, 9b의 조형(shaping)은, 이 경우, 각기 서로 다른 기하학적 커브를 가지며, 이는 개구경에 따라, 한편으로는 아이리스 다이아프램 2a을, 다른 한편으로는 아이리스 다이아프램 2b, 또는 이들 각각의 광학상 효과적인 가장자리부 10, 10가 광학적으로 능동적이 되는 것을 필요로 한다. 이는 광학적으로 비능동적인 아이리스 다이아프램 2a 또는 2b가 각각 광학적으로 능동적인 아이리스 다이아프램 2b 또는 2a보다 보다 큰 개구경 Da또는 Db를 가져야 한다는 것을 의미한다.
시스템 다이아프램 1이 제 3의 고정 다이아프램(도시안됨)을 가지는 때에는 2개의 아이리스 다이아프램 2a, 2b 중 어느것도 광학적으로 능동적(optically active)일 때가 아닌 경우, 다만, 아이리스 다이아프램 2a, 2b으로부터 축상거리를 두고 정렬되는 고정 다이아프램만이 능동적인 경우가 추가적으로 발생된다.
제 1 도에 예시한 실시예에는, 2개의 다이아프램 베이스 6a, 6c가, 특히 토숀(torsion), 즉 비틀림의 존재하에서 링기어 11에 고정적으로 연결되어 있다. 이 링기어 11는, 다수의 각개 엘레멘트 12, 13, 14로 이루어지고, 다수의 체결엘레멘트 16에 의해 내부연결된다. 또한, 링기어 11의 각개 엘레멘트 12의 하나는 기어잇발 17을 갖는다. 그리고 이는 피스톤 18에 의해 시스템 다이아프램 1의 광축 4에 관하여 회전구동하도록 설치된다. 본 실시예에서는, 구동유닛인 전동모터 19는, 피니언 18을 회전시킬 목적으로 작동하며, 따라서 시스템 다이아프램 1의 광축 4에 관하여 다이아프램 베이스 6a, 6c와 링기어 11가 여기에 연결된다. 이 구동유닛 19은 이 경우 마운트(mount)에 고정연결된다. 다이아프램 베이스 6b는 2개의 아이리스 다이아프램 2a, 2b 사이에 위치하고, 체결엘레멘트 20에 의해 마운트 5에 고정된다. 이 경우, 링기어 11의 각개 엘레멘트 14의 하나는 2개의 아이리스 다이아프램 2a, 2b 사이에 누워 위치하는 다이아프램 베이스에 하나 이상의 클리어런스 (clearances) 21를 통해 유도된다. 이 다이아프램 베이스 6a는 링기어 11의 각개 엘레멘트 14에 체결엘레멘트 22로 체결된다.
만일 링기어 11와 2개의 다이아프램 6a, 6c이 구동유닛 19에 의해 전회되면, 체결엘레멘트 20를 거쳐 마운트 5에 연결되는 다이아프램 베이스 6b는 고정된 상태로 자리에 남게 되고, 상대적인 작동이 다이아프램 베이스 6a, 6c와 다이아프램 베이스 6b 사이에서 일어나게 된다. 이 상대적 작동(relative movement)으로, 슬롯트홈이 형성된 안내길 9a, 9b에 안내되는 판 3이 움직여서 2개의 아이리스 다이아프램 2a, 2b의 또는 시스템 다이아프램 1의 개구부 Da또는 Db는 가변가능하게 된다.
슬롯트홈이 진 안내길 9a, 9b의 기하학적 조형은 아이리스 다이아프램 2a, 2b가 시스템 다이아프램 1의 각 개구경 Da, Db에 보다 잘 적합하게 되도록 하는 효과를 부여하므로, 광학적으로 능동적이다. 따라서, 아이리스 다이아프램 2a, 2b의 2개의 별개로 된 축상위치로부터, 광학적으로 보다 적합한 것이 선정되고, 단순 전회운동만이 이러한 목적으로 수행되거나 능동적이 된다.
여기에서 분명히 해야할 것은 이는 일정하게 일어나도록 하거나, 적어도 대략적으로 일정히 되도록 한다는 것이며, 이는 개구부 직경 Da, Db상에서 다이아프램 2a, 2b의 축상위치에 의존하여 이루어지는 것으로, 이는 슬롯트홈이 진 안내길 9a, 9b가 기계적 안내구로서 조형될 수 있기 때문이며, 이는 처음으로 하나만이 그러하고, 다음 다른 아이리스 다이아프램 2a, 2b가 광학적으로 활성화되기 때문이다.
시스템 다이아프램의 또다른 예가 제 2 도에 나타나 있다. 여기에는 단 하나의 아이리스 다이아프램 2만이 있다. 여기에서는 또한, 아이리스 다이아프램 2의 판 3이 2개의 다이아프램 베이스 6a, 6b 즉, 그루브홈이 형성된 링(grooved ring) 6a과 다이아프램 베이스 6b 사이에 정렬된다. 베아링장치 7와 안내장치 8 또는 슬롯트홈이 진 안내길 9(제 2 도에는 도시안됨)이 이와 같이 여기에 있으나, 하나의 판 3에 하나만이 있을 뿐이다. 제 2 도에서 또 하나의 엘레멘트는 기본적으로 구조상 대비가능하고, 제 1 도에서 설명한 바와 같이 작업모-드로도 대비가능하다.
결국, 피니언 18을 구비하는 구동유닛 19이 채용되고 제 2 도에서와 같이 또한 나타나게 된다. 이 피니언 18은 링기어 11를 구동시키며, 기어잇발 17을 통해 하나의 부위로 형성된다. 이 링기어 11는 마운트(mount) 5에서 회전베아링 15에 의해 설치된다.
전술한 그루브홈이 진 링 6a과 다이아프램 베이스 6b와 같이, 내부링 23, 외부링 24 및 회전베아링 25, 아이리스 다이아프램 2은 구조체(structural unit) 26를 구성한다. 이 구조체 26 안에는, 다이아프램 베이스 6b가 내부링 23에 연결되고, 그루브홈이 진 링 6a은 외부링 24에 연결된다. 이 내부링 23은 외부링 24에 관하여 회전가동되도록 만들어지고, 회전베아링 25은 내부링 23과 외부링 24 사이에서 정렬된다. 이는 결론적으로 말해 2개의 다이아프램 베이스 6a, 6b는 서로 외부링 24에 관하여 내부링 23의 상대적 작동이 있다는 것을 의미한다.
외부링 24과, 하나의 다이아프램 베이스 6a는 지지엘레멘트(holding elements) 27에 의해 마운트 5에 관하여 토숀, 즉 비틀림에 대해서는 견고하게 지지된다. 이 지지엘레멘트 27는 금속박판 버트스트랩(sheet-metal butt straps) 27, 즉, 얇은 금속띠와 같은 형태로 만들 수 있는데, 이는 체결엘레멘트 28에 의해 마운트 5에 부착된다. 외부링 24위에서, 금속박판 버트스트랩은 다음, 2개의 돌출부 29 사이에 놓여지는데, 이는 비틀림예방은 안되지만 외부링 24의 축상작동을 허락한다. 이상적으로는, 이 경우 3~6개의 지지엘레멘트 27가 시스템 다이아프램 1의 주변으로 배치되는 것이다.
링기어 11는 하나 이상의 구동러그(driving lugs) 30을 갖는데, 이들 구동러그는 시스템 다이아프램 1의 주변으로 골고루 적합하게 맞게 분포배치된다. 이 경우 구동러그 30는 각기 내부링 23에서 클리어런스(clearance) 31에 계합되기 때문에 구동장치 19에 의해 이루어지는 링기어 11의 회전가동이 내부링 23에 전달되고 이에 따라 다이아프램 베이스 6b에 전달된다. 이 구동러그 30는 회전엘레멘트 (rolling elements) 32에 의해 각각의 클리어런스 31에 놓여지는데, 이 때 구동러그 30에 관하여 내부링 23의 저마찰 및 큰 요동이 없는 축상 상대적 작동이 되도록, 또한 이에 따라 링기어 11에 관한 상기 작동이 가능하도록 놓여진다.
여기에, 구동러그 30와 내부링 23의 연결시 스프링 엘레멘트 33가 구비되는데, 이는 축상중심위치에서 구조체 26를 지지하도록 이루어지므로써, 링기어 11에 관하여 구조체 26의 축상작동이 비교적 작은 동력으로도 양방향으로 구동가능하도록 하여준다.
더욱이, 이 링기어 11는 이에 고정적으로 연결되는 안내러그(guiding lugs)를 갖는다. 이 안내러그의 선단(tip)은, 회전베아링 35으로 구비되는데, 이는 외부링 24에 있는 안내그루브홈(guiding groove) 36 안에서 움직이도록 되어 있다. 이 안내 그루브홈 36과 안내러그 34의 회전베아링 35은 이 경우 구조체 26의 축상작동과 링기어 11의 회전작동을 기계적으로 조합시켜 준다.
다음, 링기어 11가 피니언 18이나 구동유닛 19에 의해 전회되면, 외부링 24은 지지엘레멘트 27에 의해 비틀림에 대해 고정지지되어, 링기어 11의 구동러그 30에 의해 동시에 전회하는 내부링 23에 관하여 회전반경방향으로 움직이지 않게 된다.
그러나, 링기어 11에 관한 구조체 26의 축상 상대적 작동은 회전베아링 35 또는 안내러그 34에 대응하여 안내그루브홈 36에 의해 이루어진다. 마운트 5에 관하여 축상으로 고정되는 링기어 11와 같이, 이는 외부링 24이 마운트 5에 관하여 축상으로 배치된다는 것을 의미한다. 이 축상작동은 또한 내부링 23으로 회전베아링 25에 의해 전달되고 완전한 구조체 26는 축방향으로 옮겨진다. 동시에, 구동러그 30는 내부링 23과 다이아프램 베이스 6b의 회전작동을 일으키고, 이에 따라 아이리스 다이아프램 2은 개폐된다. 링기어 11의 회전작동은 따라서 시스템 다이아프램 1의 개구경 D과 구조체 26의 축상위치 또는 아이리스 다이아프램 2의 축상위치가 상호의존하에 변경됨과 동시에 이루어지는 효과를 가지고 있다.
안내그루브홈 36의 형상에 따라, 아이리스 다이아프램 2의 광학적으로 효과적인 가장자리부 10는 소정의 커브로 움직인다. 제 2 도의 일시예에서는, 시스템 다이아프램 1의 광학적으로 효과적인 가장자리부 10의 축상위치와 개구경 D 사이에서의 의존도는 안내그루브홈 36에 대한 제조가능성의 범위내에서 결국 선택적으로 되거나, 또는 주어진 광학요건에 따라, 일정한 커브가 일반적으로 광학상으로나 제조기술상으로나 적절하게 됨을 나타내고 있다.
제 3 도는 시스템 다이아프램 1의 또다른 실시예로서의 기본 다이아프램을 나타낸다. 여기에서의 엘레멘트들은 앞서의 그림으로 이미 설명한 바와 같이, 나타나 있음을 알 수 있다. 다이아프램 베이스 6a는 외부마운트 5에 고정연결된다. 다른 다이아프램 베이스 6b도 회전베아링 15에 의해 마운트 5에 얹혀진다. 동시에 다이아프램 베이스 6b의 일부는 링기어 11를 나타내고, 피니언 18으로 구동유닛 19에 의해 회전가동된다. 아이리스 다이아프램 2의 판 3들은 베아링장치 7에 의해 가동되며, 안내장치 8과 (여기에서는 모두 나타나 있지 않지만) 슬롯트홈이 진 안내길 (slotted guideways) 9도 앞서의 도면들로 설명한 바와 같다.
본 발명상의 실시예에서의 특징은 다이아프램 2의 판 3들은 각 하나씩의 판들이 시스템 다이아프램 1의 광축에 관하여 예각을 가지고 정렬된다는 점이다. 이 판 3의 광학적으로 효과적인 가장자리부(optically effective edges) 10 또는 아이리스 다이아프램 2은 레볼루션(revolution)의 원추 또는 포물선 형상과 같은 형상으로 측면상으로 움직인다. 측면에 의해 전술한 위치에 따라, 아이리스 다이아프램 2의 광학적으로 효과적인 가장자리부 10의 광축위치는 여기에서는 그 개구경 D에 의해 정해진다.
이 경우, 판 3과 이 판 3에 대면한 다이아프램 베이스 6a, 6b의 표면은 소정의 측면형태로 디자인된다. 이 경우 측면은 언제나 시스템 다이아프램 1의 광축 4에 관하여 회전대칭되는 몸체의 측면이 된다. 다음 이 판 3의 광학적으로 효과적인 가장자리부 10는 각 표면상으로 움직이게 되는 것이다.
이상 상술한 바에 의하여 본 발명의 목적이 달성되므로써 일층 광학영상품질, 해상도 등이 현저히 향상 가능하게 된다.

Claims (12)

  1. 하나 이상의 시스템 다이아프램(system diaphragm)과 이 시스템 다이아프램의 개구(aperture)를 가진 광학영상장치, 특히 렌즈시스템은 그 개구경(opening diameter)으로 조정가능하게 되고, 여기에서 이 시스템 다이아프램(1)의 개구위치는 시스템 다이아프램(1)의 개구경(D 또는 Da, Db)에 따라 고정되는 것을 특징으로 하는 광학영상장치(An optical imaging device).
  2. 제 1 항에 있어서, 시스템 다이아프램(1)은 서로에 관하여 움직일 수 있도록 한 판(leaves)(3)을 가지는 것으로 설계되고, 또한 하나 이상의 판(3)은 2개의 다이아프램 베이스(6a, 6b 또는 6b, 6c) 사이에 정렬되며, 이들 다이아프램 베이스는 서로에 관하여 가동가능하고, 다이아프램 베이스(6a, 6b, 6c)는 각개 판(3)이 통로상에서 안내될 수 있도록 안내장치(8)를 구비하도록 한 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다이아프램 베이스(6a, 6b, 6c)는 구동장치(19)에 의하여 서로에 관해 가동가능하고, 각각의 판(3)은 반동(backlash)없이 미리 압축응력을 준 안내장치(7)에 의하여 다이아프램 베이스(6a 또는 6b) 중의 하나에 각기 설치되고, 또한 다른 다이아프램 베이스(6b 또는 6c) 중의 하나에 요동없이 미리 압축응력을 준 베아링장치에 의하여 설치되도록 한 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 시스템 다이아프램(1)의 판(3)은 광축(4)에 관하여 대략 수직으로 정렬되도록 한 광학영상장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템 다이아프램(1)은 서로간에 축상거리를 두고 정렬되는 2개 이상의 다이아프램(2a, 2b)을 가지며, 상기 다이아프램(2a, 2b)은 각기 시스템 다이아프램(1)의 개구경(D 또는 Da, Db)에 따라 광학적으로 능동적으로 되는 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 다이아프램(2a, 2b)은 각각 판(3)을 가지고, 이들 판(3)의 일부는 각기 2개의 다이아프램 베이스(6a, 6b)의 사이에서 정렬되며, 이는 서로에 관하여 가동되고, 또한 다이아프램 베이스(6a 또는 6b) 중의 하나는 하나의 다이아프램(2a)의 판(3)의 베아링장치(7)를 가지며, 이 베아링장치(7) 또는 다른 다이아프램(2b)의 판(3)의 안내장치를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템 다이아프램(1)의 판(3)은 서로에 관하여 가동 가능한 2개의 다이아프램 베이스(6a, 6b) 사이에 정렬되고, 다이아프램 베이스 (6b)의 하나 이상은, 회전가동 가능하며, 또한 구조체(26)는 축방향으로 가동가능하게 되는 2개의 다이아프램 베이스(diaphragm bases : 6a, 6b)와 판(leaves) (3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 다이아프램 베이스(6b)의 회전작동 (rotational movement)은 판(3)과 2개의 다이아프램 베이스(6a, 6b)로 구성되는 구조체(26)의 축상작동을 가진 기계적 엘레멘트(34, 35, 36)로 짝지워져 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 다이아프램 베이스(6a)의 하나의 회전작동을 방지하기 위하여, 하나 또는 그 이상의 지지엘레멘트(holding elements)(27)가 구비되고, 다른 다이아프램 베이스(6b)는 회전작동 가능한 링기어(11)에 구동러그(driving lugs : 30)에 의하여 연결되고, 또한 하나의 다이아프램 베이스(6a)와 링기어(11)는 안내그루브홈(36)과 안내러그(34)에 의해 서로에 짝지워지도록 한 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 구동러그(30)와 링기어(11)는 축방향으로 위치고정되고, 이 구동러그(30)는 축방향으로 다이아프램 베이스(6b)의 하나에 연결되는 스프링 엘레멘트(33)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 판(3)에 대면되는 다이아프램(6a, 6b)의 판(3)과 표면 (37)은 시스템 다이아프램(1)의 광축(4)에 관하여 예각으로 시스템 다이아프램 (1)의 개구경(D)의 대부분을 차지하여 정렬되는 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 판(3)에 대면되는 다이아프램 베이스(6a, 6b)의 표면(37)과 판(3)은 시스템 다이아프램(1)의 광축(4)에 관하여 회전대칭되도록 설계되는 형태로 정렬되고, 상기 판(3)의 광학상 효과적인 가장자리부(10)는 시스템 다이아프램(1)의 광축(4)에 관하여 회전대칭되도록 기하학적 몸체의 측면상에 서로에 관하여 다이아프램 베이스(6)의 상대적 운동에 의해 가동되도록 한 것을 특징으로 하는 광학영상장치.
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