(57)【要約】【課題】絞り装置の作動音の低減に有利な技術を提供する。【解決手段】互いに重なりあった複数の遮光羽によって光学系の開口を規定する絞り装置において、遮光羽２−Ａは、該遮光羽２−Ａに隣接する隣接部材と接触する接触面を有する線状の接触部１５−Ａを含む。【選択図】図４
2013217984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重なりあった複数の遮光羽によって光学系の開口を規定する絞り装置であって、
各遮光羽は、該遮光羽に隣接する隣接部材と接触する接触面を有する線状の接触部を含む、
ことを特徴とする絞り装置。
【請求項２】
前記隣接部材は、他の遮光羽である、
ことを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
【請求項３】
前記接触部は、前記接触面のうち、少なくとも、前記複数の絞り羽の駆動による前記開口の調整において前記他の遮光羽と接触しうる部分は、１つの平面に属している、
ことを特徴とする請求項２に記載の絞り装置。
【請求項４】
前記遮光羽の前記接触面は、前記遮光羽の母材に被覆された膜の表面によって形成され、前記膜の表面の摩擦係数は、前記母材の表面の摩擦係数よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の絞り装置。
【請求項５】
前記遮光羽は、他の２つの遮光羽のそれぞれと対向する第１面および第２面に前記接触部を有する、
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の絞り装置。
【請求項６】
各遮光羽の線状の前記接触部とそれに隣り合う遮光羽の線状の前記接触部とが交差している、
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の絞り装置。
【請求項７】
複数の前記接触部が配列されている、
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の絞り装置。
【請求項８】
複数の前記接触部は、同心円状に配列されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の絞り装置。
【請求項９】
前記接触部は、直線形状を有する、
ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の絞り装置。
【請求項１０】
前記接触部は、曲線形状を有する、
ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の絞り装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の絞り装置が組み込まれた光学系。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれか１項に記載の絞り装置が組み込まれた光学系を備え、原版のパターンを基板に転写するように構成されていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り装置、光学系および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、絞り羽根により光学系の開口を変更する可変絞り機構において、絞り羽根の表面に少なくともニッケルと燐を含有する合金メッキを施すことによって絞り羽根同士の摺動抵抗を低減させることが開示されている。特許文献２には、複数枚の絞り羽根を有する絞り装置において、複数枚の絞り羽根の開閉駆動時に隣接する絞り羽根同士を離間させる羽根離間部を設けることによって絞り羽根の作動音を低減することが開示されている。羽根離間部は、絞り羽根の裏面側（固定環に対向する側）に設けられた複数の第１突起部と、該複数の第１突起部に接触するように固定環に設けられた複数の第２突起部とで構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０２５４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７８９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された可変絞り機構では、絞り羽根同士が擦れ合うことによって相応の作動音が発生する。特許文献２に記載された絞り装置では、絞り羽根の開閉駆動時に隣接する絞り羽根同士を離間させるものの、絞り羽根の移動を開始する際および移動を終了する際には、絞り羽根同士が接触した状態であるので、やはり相応の作動音が発生しうる。
【０００５】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、絞り装置の作動音の低減に有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は、互いに重なりあった複数の遮光羽によって光学系の開口を規定する絞り装置に係り、各遮光羽が、該遮光羽に隣接する隣接部材と接触する接触面を有する線状の接触部を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、絞り装置の作動音の低減に有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の絞り装置の構成を説明する断面図。
【図２】本発明の実施形態の絞り装置における絞り羽の動作を説明する図。
【図３】本発明の実施形態の絞り装置の構成を説明する図。
【図４】本発明の実施形態の絞り装置における絞り羽に設けられた線状の接触部を説明する図。
【図５】本発明の実施形態の絞り装置における絞り羽に設けられた線状の接触部を例示する図。
【図６】本発明の実施形態の絞り装置の絞り装置を例示する図。
【図７】遮光羽の線状の接触部の構成例を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
[第１実施形態]
図３は、本発明の１つの実施形態の絞り装置１００の構成を示す図である。図１（ａ）は、図３におけるＡ−Ａ’線における断面図である。図１（ｂ）は、遮光羽２を図１（ａ）における左側から見た図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）の一部の拡大図である。絞り装置１００は、互いに重なりあった複数の遮光羽２によって光学系の開口ＯＰを規定するように構成されている。各遮光羽２は、他の遮光羽２に接触する接触面を有する線状の接触部１５、１６を含む。ここで、各遮光羽２は、他の２つの遮光羽２のそれぞれと対向する第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の一方または双方に接触部を有しうる。図１に示す例では、各遮光羽２は、第１面Ｓ１に接触部１５を有し、第２面Ｓ２に接触部１６を有する。線状の接触部１５、１６は、各遮光羽２の第１面Ｓ１、第２面Ｓ２に沿って延びるように構成される。
【００１１】
接触部１５、１６は、２つの他の遮光羽２のそれぞれと接触する接触面Ｃ１、Ｃ２を有する。接触部１５の接触面Ｃ１は、第１面Ｓ１から突出した面であり、接触部１６の接触面Ｃ２は、第２面Ｓ２から突出した面である。接触面Ｃ１のうち、少なくとも、複数の遮光羽２の駆動による開口ＯＰの調整において他の遮光羽２と接触しうる部分は、図１（ｂ）に模式的に示されるように、１つの平面に属しうる。
【００１２】
遮光羽２は、ガイドピン５およびピボットピン６を有する。ピボットピン６は、ベース１に設けられたピボット受け（ピボット穴）７に挿入されており、遮光羽２は、ピボット受け７を中心として回動することができる。ガイド板３は、ベース１に設けられたリング部８に対して回動可能に位置決めされている。ガイド板３にはガイド溝４が設けられていて、このガイド溝４にガイドピン５が挿入されている。ここで、ベース１は、遮光羽２を支持する固定環または支持部材として理解することができる。線状の接触部１６は、他の遮光羽２のほか、ベース１の遮光羽受け面９とも接触しうる。また、遮光羽２の線状の接触部１６は、当該遮光羽２に隣接する隣接部材（ここで挙げた例では、他の遮光羽２、ベース１の遮光羽受け面９）と接触する部分として理解することができる。
【００１３】
図３に例示されているように、複数の遮光羽２は、各遮光羽２の第１面Ｓ１に他の遮光羽２の第２面Ｓ２が向き合うように重ねられてリング状に配置されている。リングの中央部には、光軸中心１１を中心とした円形状の開口１０が形成される。ガイド板３に設けられたガイド溝４は、複数の遮光羽２のそれぞれのガイドピン５をガイドする。不図示のアクチュエータによってガイド板３が光軸中心１１を回転軸として回転駆動されることによって、ガイド溝４が移動し、ガイド溝４に沿って遮光羽２も移動する。
【００１４】
図２を参照しながら遮光羽２の動きを更に詳しく説明する。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、説明を簡単化するために、複数の遮光羽２のうち２つの遮光羽２（２−Ａ、２−Ｂ）が示されている。また、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、複数のピボットピン６のうち２つのピボットピン（６−Ａ、６−Ｂとして区別）、複数のガイドピン５のうち２つのガイドピン（５−Ａ、５−Ｂ）、複数のガイド溝４のうち２つのガイド溝（４−Ａ、４−Ｂ）が示されている。
【００１５】
遮光羽２−Ａは、ピボットピン６−Ａを中心に回動可能で、遮光羽２−Ｂは、ピボットピン６−Ｂを中心に回動可能である。図２（ｂ）に示すように、遮光羽２−Ａ、２−Ｂの上には、ガイド板３が配置され、ガイドピン５−Ａはガイド溝４−Ａに挿入され、ガイドピン５−Ｂはガイド溝４−Ｂに挿入されている。光軸中心１１を軸としてガイド板３を回転方向１２に回動させると、ガイドピン５−Ｂが外周方向へ押し出されて、遮光羽２−Ｂはピボットピン６−Ｂを軸として回転方向１３に回動する。このとき、遮光羽２−Ａ、２−Ｂの光軸中心側のエッジによって描かれる稜線は、図２（ｂ）の状態では、開口１０−Ａに示す円周形状であったものが、図２（ｃ）の状態では、開口１０−Ｂに示す円周形状となり、開口径が大きくなっている。遮光羽２−Ａ、２−Ｂは、ともに絞り装置１００を含む光学系で使用される光の波長に対して遮光性を有する遮光板を母材として構成される。開口１０は、当該光学系における瞳を構成しうる。
【００１６】
遮光羽２−Ａ、２−Ｂは重なり代を持っているので、駆動されている間は、重なり代の部分で摺れ合いながら移動する。前述のように、遮光羽２の第１面Ｓ１、第２面Ｓ２には線状の接触部１５、１６が成形されている。したがって、図２（ａ）では、遮光羽２−Ａの第１面Ｓ１に設けられた接触部１５と、遮光羽２−Ｂの第２面Ｓ２に設けられた接触部１６とが接触している。
【００１７】
図４には、線状の接触部１５、１６の構成が接触部１５−Ａ、１６−Ｂとして例示されている。遮光羽２−Ａの第１面（表面）Ｓ１には、複数の線状の接触部１５−Ａの配列として複数の直線状の接触部が同一ピッチで形成されている。一例において、接触部１５−Ａの表面は、遮光羽２−Ａの第１面（表面）から紙面手前方向に１０μｍから２０μｍの範囲内の高さだけ高い位置に設けられうる（即ち、接触部１５−Ａの高さは１０μｍから２０μｍの範囲内でありうる）。各接触部１５−Ａの幅は１００μｍ、複数の接触部１５−Ａの配列ピッチは２ｍｍでありうる。接触部１５−Ａの表面は、接触部１５−Ａを構成する母材にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）を被覆して構成されうる。遮光羽２−Ｂの第２面（裏面）Ｓ２には、複数の線状の接触部１５−Ｂの配列として複数の直線状の接触部が同一ピッチで形成されている。複数の線状の接触部１５−Ｂは、複数の線状の接触部１５−Ａと同一の構成を有しうる。
【００１８】
複数の線状の接触部１５−Ａと複数の線状の接触部１５−Ｂとは、互いに交差（例えば、直交）するように設けられている。複数の線状の接触部１５−Ａと複数の線状の接触部１５−Ｂとが接触している部分以外では、遮光羽２−Ａの第１面（表面）と遮光羽２−Ｂの第２面（裏面）との間に間隙が存在する。遮光羽２−Ａ、２−Ｂは、互いに同期して回動する。この際に、線状の接触部１５−Ａと線状の接触部１５−Ｂとの交差する角度は一定に維持されるが、線状の接触部１５−Ａと線状の接触部１５−Ｂとが接触している部分は変化する。線状の接触部１５−Ａと線状の接触部１５−Ｂとが接触している部分が変化することにより、接触部１５−Ａ、１５−Ｂは特定の箇所が摩耗することがなく平均的に摩耗する。また、前述のように、接触部１５−Ａ、１５−Ｂの表面をＤＬＣ（ＤＬＣの摩擦係数は、典型的には０．１〜０．１５である。）で構成することにより、接触部１５−Ａと接触部１５−Ｂとの摺動抵抗を極めて小さくすることができる。特に、原版（レチクル）のパターンを基板に転写する露光装置の投影光学系の瞳絞りとして絞り装置１００を使用する場合は、必要とされる耐久摺動駆動回数は、例えば１００万回から１０億回にも及び、さらに、無給油潤滑である必要がある。よって、露光装置においては、高硬度を持ち、固体潤滑性に優れるＤＬＣコーティングの使用が望ましい。
【００１９】
従来のように遮光羽同士が面接触する構成では、遮光羽同士が吸着現象を起こしたり、表面やエッジの微小な凹凸により、理想的な状態の摩擦係数よりも大きな摩擦係数で示される摺動抵抗を発生したりしうる。しかし、一方、本発明の第１実施形態の絞り装置では、遮光羽２の摺動部分の接触面積を小さくしたため、吸着現象を起こす可能性が低減され、低い摺動抵抗で、安定した駆動が可能となり、耐久性が向上するとともに、作動音（摺動音）を低減することができる。絞り装置がビデオカメラなどのカメラの光学系に使用される場合は、作動音（摺動音）が録音ノイズとなる場合があるので、作動音の小さな絞り装置の構成が有効である。一般に、絞り装置は、光学系に組み込まれるので、潤滑油に由来するガスを嫌い、また、装置の寿命期間中は、給油補充作業がないことが望まれることから、固体潤滑タイプが有用である。しかし、潤滑油を遮光羽２の摺動部分に用いる必要がある場合もある。このような場合、潤滑油の粘性による摺動抵抗が高まるので、摺動面の接触面積が小さい第１実施形態の絞り装置が有利である。
【００２０】
更に、遮光羽２同士の摺動抵抗が低いことは、接触面を構成する物質が摩耗による剥がれること防止する点でも有利である。ここで、摩耗によって発生したパーティクルや、周囲環境からのパーティクルが接触面と接触面との間に挟まると、そのパーティクルが砥粒として作用し、摩耗を助長しうる。しかし、第１実施形態によれば、線状の接触部１５、１６によって遮光羽２の第１面Ｓ１と遮光羽２の第２面Ｓ２との間に隙間が形成され、接触部１５と接触部１６との交点が移動する際にパーティクルが隙間に掃き出される。したがって、パーティクルによる摩耗の増大が低減される。
【００２１】
更に、遮光羽２同士の摺動抵抗が低いことは、遮光羽２を回動させるためにガイド板３を駆動するアクチュエータを小さい電力で駆動することができ、該アクチュエータおよびそのドライバから発生する熱を低減することができる。遮光羽２と遮光羽２との間に形成される空気層は、放熱層として機能し、絞り装置１００周辺の熱上昇を抑制しうる。
【００２２】
図５（ａ）には、図４（ａ）における１枚の遮光羽２の構成が示されている。遮光羽２の第１面（表面）には複数の線状の接触部１５が互いに平行に形成され、遮光羽２の第２面（裏面）には複数の線状の接触部１６が互いに平行に形成されている。図５（ａ）において、遮光羽２は、図４（ａ）の遮光羽２Ｂの位置に合わせて示されている。線状の接触部１５と線状の接触部１６とは３６度（５４度）で交差する。
【００２３】
図３および図４に示す例では、絞り装置１００は、１０枚の遮光羽２を有する。図４（ａ）に示された遮光羽２−Ａは、遮光羽２−Ｂの位置から、光軸中心１１を軸として、反時計回りに３６度だけ回転した位置である。このため、図５（ａ）に示された遮光羽２を図４（ａ）の配置に従って連続的に１０枚配置すれば、すべての隣接した遮光羽２の重なり代部分では、線状の接触部１５、１６が直交する組み合わせとなる。
【００２４】
[第２実施形態]
以下、本発明の第２実施形態を説明する。ここで言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第１実施形態では線状の接触部１５、１６が直線形状を有するが、第２実施形態では、線状の接触部１５、１６が曲線形状を有する。線状の接触部１５、１６の少なくとも一方が曲線形状を有する構成は、例えば、遮光羽２が回動する絞り装置において有用である。図５（ｂ）には、第２実施形態における遮光羽２の１つの例、図５（ｂ）には、第２実施形態における遮光羽２の他の例が示されている。
【００２５】
図５（ｂ）の例では、遮光羽２の第１面（表面）には、遮光羽２の回転中心であるピボットピン６から放射状に延びる直線形状を構成するように線状の接触部１５が形成されている。また、遮光羽２の第２面（裏面）には、該遮光羽２が図４（ａ）の遮光羽２−Ａの位置に配置されたときに、図５（ｂ）におけるピボットピン６を中心とした同心円状となる複数の円弧形状の線状の接触部１６が形成されている。図５（ｃ）の例では、図１に示されたベース１の遮光羽受け面９に対しても、線状の接触部１６が垂直に近い角度で交わるため、遮光羽２同士の接触部分以外においても、摺動抵抗を小さくすることができる。
【００２６】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について説明する。図６には、第３実施形態における絞り装置２００が例示されている。絞り装置２００は、開口１０の大きさを調整するように構成されている。絞り装置２００は、直線駆動される遮光羽２Ａ、２Ｂを有する。遮光羽２Ａは、ガイド溝２２Ａに沿って駆動方向２３−Ａに駆動され、遮光羽２Ｂは、ガイド溝２２Ｂに沿って駆動方向２３−Ｂに駆動される。これによって、開口１０の面積を連続的または段階的に変更することができる。ここで、遮光羽２Ａの表面には、紙面右上がりの４５度方向の直線形状の接触部１５が形成され、遮光羽２Ｂの裏面には、紙面左上がりの４５度方向の直線形状の接触部１６が形成されている。そのため、接触部１５、１６は、互いに直交しており、互いに点接触する。これにより、小さな摺動抵抗で、静粛な駆動が可能である。
【００２７】
なお、本発明の絞り装置は、光学系の瞳のみならず、焦点面（像面）などの他の位置に配置されてもよい。本発明の絞り装置は、例えば、フォーカルプレーンシャッタとして構成されてもよい。
【００２８】
[第４実施形態]
遮光羽２の厚さは、例えば、５０μｍから２００μｍの範囲内でありうる。接触部１５、１６の高さは、例えば、１０μｍから２０μｍの範囲内でありうる。絞り装置は、瞳面や焦点面での絞りとして用いられることが多いため、遮光羽２の厚みが１ｍｍを超えるような場合には、瞳面または焦点面での光学ボケが大きくなり、これによって光学性能が劣化するため、このような薄い遮光羽２が有利である。接触部の高さが１０μｍ以上である場合、接触部１５、１６は、母材の上に低摩擦の表面処理層を形成し、これをパターニングすることによって接触部を形成してもよい。
【００２９】
図７（ａ）〜（ｅ）には、遮光羽２の線状の接触部１５、１６の構成例が例示されている。前述のように、低摩擦の接触部１５、１６を構成するためには、ＤＬＣ膜で被覆することが有利である。ＤＬＣ膜の厚さは、例えば、１μｍから２０μｍの範囲内でありうる。図７（ａ）および図７（ｂ）の例では、遮光羽２の母材１９は、その両面が平坦に構成され、母材１９の一方の面にＤＬＣ膜１７による線状の接触部１５が形成され、母材１９の他方の面にＤＬＣ膜１７による線状の接触部１６が形成されている。図７（ａ）に例示された遮光羽２は、例えば、母材１９の両面にネガタイプのマスキングを施した後にＤＬＣ膜で被覆し、その後にマスキングを剥がすことで実現可能である。図７（ａ）および図７（ｂ）に例示された遮光羽２は、母材１９の２つの面の全面をＤＬＣ膜で被覆し、その後に、線状の接触部となるべき部分以外をエッチングや研削で削り落すことによって実現可能である。図７（ｃ）および図７（ｄ）に例示される遮光羽２は、母材１９の表面に凸部１８を形成した後に低摩擦膜としてＤＬＣ膜１７を形成することによって形成されている。図７（ｅ）に例示される遮光羽２７は、断面が波型の母材１９の２つの面の全面をＤＬＣ膜１７で被覆したものである。
【００３０】
低摩擦膜としては、ＤＬＣ膜のほか、例えば、硬質クロムメッキ膜またはフッ素含有カニゼンメッキ膜などのように、その表面が母材１９の表面よりも、摩擦係数が低い膜であればよく、材料等が特定のものに限定されるものではない。
【００３１】
[応用例]
上記の絞り装置は、例えば、カメラ又はその光学系、又は、原版のパターンを基板に転写する露光装置の光学系（例えば、投影光学系、照明光学系）に組み込まれうる。
【図１】
2013217984.tif 000003
【図２】
2013217984.tif 000004
【図３】
2013217984.tif 000005
【図４】
2013217984.tif 000006
【図５】
2013217984.tif 000007
【図６】
2013217984.tif 000008
【図７】
2013217984.tif 000009