TW460707B - Optical imaging device, in particular lens system, with at least one system diaphragm - Google Patents

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460707 發明說明（1) 之領域 五 本發明係有關於一種光學影像裝置，特別是一透鏡系 統，具有至少一系統光欄’系統光欄之一孔徑係可調綮其 之開.口直徑。 致之背景 使用多種形式之光攔為光學影像系統中之系統光糊係為 已知的。這些可改變其之開口直徑的光攔，允許通過光學 影像裝置之射線束的直徑可被連續地變化。其結果，依據 應用’可影響光學影像品質之例如為解像度、^比、戒祝 場深度。 、特別常用的是所謂的可變光欄，其具有至少四薄片（但 通常為更多），薄片一般為鐮刀形狀且均以一末端旋轉地 】配在-固定承座中。於此情况，另一末端設有做為導引 之一銷，該銷欲入一旋轉環之一槽或開槽導軌中，使 門^ 士 勑溥月，如此，可變化光欄之剩餘 開口直徑。 在一高功能透鏡系統中，特別θm丄 導體裝置…，已使用更；用在石印地生產半 之品質。最佳化僅光學地作用^技心最佳化影像裝置 =’具有相當大之技術"，m如為透鏡之表面 :支出才能實現進〜步地=僅有以非常大之經 登JU既述 如像品質。 四叩，枣發明之〜 ,π § 0係、改良县ί a a* ™ 由攻佳化光學機械裝置， 2I像裝置之光學性能， ___ ' 1是在一影像裝置中之系統

460707 五、發明說明（2) 欄，改善例如 此一目的可 係依據系統光 非常複雜之 之方式顯示， 獲致相關於光 改變系統之光 佳移動，但一 需之組合亦為 假定最佳化 之系統光攔可 方式強化影像 特別是在半 裝置之影像品 裝置被使用以 供在一塗覆一 計圖案 由以此 電路。 圖案影 片之微 因而， 裝置之 極大之 。使用 方式曝 由影像 像之非 型結構 特別是 情況中 優點，

C:\2D-C0DE\90-02\89124245.ptd 第6頁 為遠心誤差或其他之影像誤差。 依據本發明而達成，系統光攔之孔徑的位置 攔之開口直徑而被固定。 數學或來自光場之光學計算，已以令人驚異 依據其之開口直徑改變系統光攔之位置，可 學影像系統之影像品質的品質改良。由此， 搁之轴向位置無須懷疑的係為系統光攔之較 側向或傾斜移動’或前述三種移動之任何所 可能的。 透鏡系統之方式已大量地用盡，依據本發明 達成之效益與優點改良，可以簡單及有利之 品質。 $體裝置或電腦晶片之生產區域中，對影像 :二角:像度有特別高之要求。此係因為影像 ίϋ小之圖案（但仍可機械地生產），以 的石夕晶圓上以縮減形式形成晶片設 二之^二矽晶圓通過的蝕刻方法，然後，經 裝署道#再办成電月向日日片或半導體裝置之 常小偏差與畸晶片設計圖案的 中引致線接觸 j 足以在完工電腦晶 在影像梦署、占且 '或其他之電子故障。 ，即使在品質上之^玉恥晶片與+導體 由此可調整复之的改良，均可產生 "之軸向位置的系統光欄之光學 4 (i〇7〇7 五、發明說明（3) 利益，於此 在本發明 之構造，可 置。於此情 二光欄，依 光的。於此 光機構，提 依據本發 雜機構，可 況，至少二 二平面係轴 情況中，僅 搁之不同平 之光學效果 即為，於系 緣均於同時 確之機構， 攔或其之個 完全顯示其 之一特別較 達成依據其 況，系統光 據系統光欄 情況中，用 供在影像裝 明之雙或多 具有達成依 光欄均被安 向地相關於 有一光攔被 面及結果之 。於此情況 統光攔之某 短暫地旋光 例如由無任 別部位。 之優點 佳之實 之開口 攔具有 之開口 以旋光 置中之 光攔， 據本發 排使得 糸統光 旋光， 不同轴 中，當 一開口 。為預 何空隙 施例中，以一相 直徑改變系統光 以軸向距離互；}；目 直徑，個別之其 光攔或其之光學 射線束的橫向P艮 無須用以調整車由 明之效果的優點 其被置於至少二 欄之光軸。其結 可依據開口直捏 向位置，因而， —光攔Η重疊"時 直徑處，二光攔 防模糊效應，此 予員.壓之滾動轴承 當簡單設計 襴的軸向位 安排之至少 他•光襴係旋 有效緣之旋 制。 向位置之複 。於此情 平面中，該 果，在每一 實現系統光 可達成良好 之區域中， 之光學有效 需要非常精 元件裝配光 在本發明之一進一步的非常 有被安排在二光攔基座之間的 相相關地相對旋轉移動，至少 動’且包括薄月與二光攔基座 中0 此一用以達成依據本發明之 +良好具體例中，系統光欄具 薄片’該二光欄基座係可互 光攔基座係可旋轉地移 之單元係可移動在軸向方向 目標的解決方式之變化，僅

460707 五、發明說明（4) 應用單一之光欄。除了前 軸向平面外，此亦提供戶斤 點。此係因為依據光攔之 位置’因為包括薄片與可 的單元，係由機械導引元 調整所需之光攔的軸向位 此一結構設計具有特別 相關之旋轉與軸向移動之 成。依據導槽之形式、在 及開口直徑之改變，於此 移動。 在本發明中之一非常有 片形成，薄片與面董子薄# 系統光欄之光軸的~~銳角 的至少大約地最大部份上 其結果’依據薄片與面 形狀，光攔之光學有崎# 上，或-球形頂蓋的橫： 式相關於系統光欄之光車由 閉時’以開口直徑與轴向 形’移入影像裝置之光路 較佳具體例之詳細^^ 圖1係通過一系統光攔1 別之光棚2 a、2 b或可變光 述具體例中 有轴向中間 間口直徑， 互相相關相 件所聯結， 置。 之優點，一 導槽，可以 旋轉移動之 情況中，可 利之變化中 之光攔基座 ，被安排於 方。 對薄片之光 可例如移動 表面上。被 的薄片，然 位置之間相 内。 之橫剖面， 欄 2 a、2 b 〇 所述之至少二分離之 平面均可應用之優 光攔可改變其之軸向 對地移動之光攔基座 使得可依據開口直徑 5周整一光攔基座互相 任何所需幾何形式製 間的數學相關性、以 貫現系統光欄之軸向 ’光搁係相同的由薄 的表面，均以相關於 系統光欄之開口直徑 搁基座的表面之幾何 在一圓錐的橫向表面 安排以旋轉地對稱方 後例如當系統光攔封 關性的線性或半圓 系統光棚1具有一個 這些可變光攔2a、2b

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第8頁 460707 五、發明說明（5) ------一 = 成 其相關於糸統光欄1之光軸4係均被安排 至少大約地垂亩。^ . 且 糸統光攔1係被裝配在一承座5中，承座 5被固定地連接至—、未址4 A f ^ v *主透鏡系統（未示於圖）之一外殼。 在糸統光糊1夕 . —具體例中（未示於圖），除了二個別之 光欄2 a、2 b之外，-r > , & 一 ％ 一## %可額外具有一進一步之光攔。特別的， :&以自-可以為一固定光欄或一永久安裝地圓盤， /' ° “攔2a ' 2b之一軸向距離被配接在系統光欄 —光搁 2a、2bf^u。 λ, 6c之間的個別開二片的側邊，自：光攔基座6a、6b、 可互相相對地個別2Da、Db”地；對，該光攔基座係 以無空隙地預：ί ;;於此情，薄片3均由軸承裝置7 裝配在個別之光欄基座6b、6c中並盥之亙 相用在、個別之另—光欄基座6a、6b之區域中，每一薄 ^ 有β 引义置8。導引裝置8被導引在製於個別光攔 土坐a 之開槽導軌9 a、9 b内，一相關於開槽導軌 9a 9b之無空隙的導弓丨裝置8之預壓亦被提供於此。 得引由裝Λ7與8之無空隙的預a，可被設計例如使 付母潯片3由扭薄彈簧（未示於圖）預壓，而無空隙 收納在軸承裝置7(例如為一滾動軸承）及個別之 9a、9b 中。 v 軌 經由光攔基座6a、6b或6b、6c互相相關之旋轉相對移 動’由軸承裝置7裝配之薄片3均由導引裝置8所移動，而 在多種形式形成之開槽導軌9a、9b中運轉，並移動在 別薄片用之預定通路上。其結果，薄片3之光學有效緣^固

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五、發明說明（6) 改變其之開口直徑Da、Db。通常，可變光攔2a、2b 導軌9a、9b均被製成使得系統光櫊1或每一可變光搁〗開槽 2 b之孔徑’可以一大約為圓多邊形之方式增加或小 寸。 \夕尺 於此之系統光攔1的開槽導軌9 a、9 b之成形，必須 > —情況中具有不同之幾何曲線，因為依據開口直徑，每 要在一可變光欄2a之情況中，在其他可變光攔2b之 ^需 況中、或其之個別光學有效緣1 〇，係為旋光的。此g二情 不旋光可變光欄2a或2b必須具有大於個別地旋光可=2表 2b或2a之開〇直徑Da或Db。 '交光攔 在系統光攔1具有一第三固定光攔（未示於圖）之 中，會額外地發生二可變光攔2a或礼均非旋光，而僅 以自可變光攔2a、2b之一軸向距離安排的固 有被 之情況。 爛為旋光 在示於圖1之示範具體例中，二光攔基座6a、6 地連接至一環形齒輪〗丨（特別是扭轉地固定）。由-疋 :::12、13、14製成之環形齒輪11，係由-滾動軸= =承f中，且環形齒輪U之個別元件12 二元件16互連。此外，環形齒輪11之-夂:元 具有齒Π，且可由-小齒輪⑴ 之光軸而旋轉地移動…斤示 ：關：糸統光攔^ 元19(於此係一電動馬達19)係 ；：：鈐驅動早 果，環形齒輪η與光攔基座6a m動小齒輪18 ’且結 軸4而被連接至該單元於二、、，均繞.著系統光攔1之光 、匕清况’驅動單元1 9係固定地

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第〗〇頁 ^6〇7〇7 五、發明說明（7) 連接至承座5。位於二可變光攔2a、2b之間的光攔基座 6b ’係同樣地由一緊固元件20固定至承座5。於此情況， 環形齒輪11之一個別元件1 4被引導通過在二可變光攔2 a、 2b之間的光攔基座6b中之一或更多的間隙21。光攔基座6& 係由一進一步的緊固元件22緊固至環形齒輪11的個別元件 14° 如果然後環形齒輪11與二光攔基座6a、6c被驅動單元19 轉，，經由緊固70件2 〇連接至承座5之光攔基座6 b被維持 固定於定位，且在光攔基座6&、6c與光攔基座6b之間發生 相對移動。A -相對移動具有被導引在開槽導軌&、9 之薄片3被移動之效果，及系統光攔1或二可變光攔2a、2b 之開口直徑Da、或Db被改變之效果。 然後，開槽導軌9a、9b之#打士 π 供系統光欄1之個別開口幻d二’允烀達成較佳適合 # ♦ &田/丄J閉直禮Da、Db的可變光攔2a、2b # 方疋光地效果。結果，自γ # '' 置’選擇在母-情況十光學地較適合之位置，僅需L : 引動單一之轉動移動便 二，執订與 乂 Ϊ之開口直徑Μ，上之軸向位置必須G 十旦疋相關性，或至少接折认卜…， 貝/、有 導件之開槽導執9二 = = 因為作用為機械 變光欄2a、2b係為旋光的。；人時被成形，然後其他可 圖2中可觀看系統光攔之_、隹一止 可變光欄2。相同的，於此 了 乂改良，於此僅具有_ 在二光攔基座6a、6b ,¾ π 變光攔2的薄片3係被安排 成％槽6a與光攔基座扑之間。於此

C:\2D-CDDE\90-02\89124245.ptd 第π頁 ^•©〇7〇7 五、發明說明（8) 亦相同地具有軸承裝置7及導引裝置8或開槽導軌9(未示於 圖2) ’但每一薄片3僅具有其一。在圖2中之進一步元件， 原理上係與圖1中所解釋之那些作業的模式與構造為相容 的。 結果’圖2中亦可觀看到收納具有小齒輪丨8之驅動單元 U的承座5。小齒輪1 8經由齒1 7驅動環形齒輪丨丨（於此形成 為一零件）❶環形齒輪丨丨係由滚動軸承丨5裝配在承座5中。 立可變光欄2與槽環6 a、光欄基座6 b、一内部環2 3、一外 =4、及一滾動軸承25 , 一起形成一結構單元％。在結 單το26中，光攔基座6b被連接至内部環23，槽環以被連 至外J衣2 4内σ卩環2 3係被製成使得可相關於外部環2 4 二轉地移動。滾動軸承25被安排在内部環23與外部環Μ之 :。結果，二光攔基座6a、6b互相相關之相對移動， 表具有内部環23相關於外部環24之相對移動。 rin ^ lil ^ m 卜^衣24及一先攔基座6a被相關於承 而穩固疋固持（扭轉固持）。固持元件巧可被設 如-金屬片^接搭板27，其係由緊固元件28附接至承座】 。在外部環24上，金屬片對接搭板27然後 9之間，其允許外部環24之車由向移動，但予員防一。大起相 地，於此情況中，三至丄间姓_ 轉 里心 之圓周上方。 至-固持…牛27被分佈在系統光攔i 具有一或更多之驅動突緣30，這些均被均勺 也分佈在系統光攔】之圓周上方。於此情況，驅動=勾 個別地結合在内部環23中之間隙31内，因此，由驅動裝置

第12頁 4t 0〇*7〇7 五、發明說明（9) 19產生之環形齒輪丨丨的旋 結果傳送至光攔基座6b。驅 给破傳送至内部環23，且 在個別間隙31中，使得内部均由滾動元件32裝配 相關於環形齒輪丨丨，具有 H目關於驅動突緣30及亦 移動。 厚擦與無大空隙地軸向相對 此外驅動突緣30與内部環23之姓人士 33 ’其係被製成使得其固持^ 1簧元件 置，因此，可以相當低之力，在一轴向中央位 Π軸向移動結構單元26 ^ 向中相關於環形齒輪 進一步的，環形齒輪11具有 、 34。導引突緣34之尖梢俜#右 連接之一導引突緣 部環之導槽36内動；，其運轉在外 承35及導槽36，形成環形齒輪u之旋=:34之滾動軸 之軸向移動的機械聯結。 轉和動”結構皁元26 如果然後環形齒輪1 1被小齒輪18 由固持元件27以扭轉固定地固持之轉動： 形齒輪11之驅動突緣30同時地 目m衣由裱 旋轉之徑向方向中移動…f之内部環23 ’係不能在 單元26的軸向相對移動，可：：：於環形齒輪11之結構 突緣34之導槽36所強化。以環形或導引 Ξ m二此即代表外部環24相關於承座5而軸向地位 動亦由滚動轴承25傳送至内部環…完整 在軸向方向中。於同時，驅動突緣 導致内。Μ哀23與光欄基座6b之旋轉移動，而使可變光繼

4 60 7Ο 7 五、發明說明（10) ^啟或封閉。結果，環形齒 系統光攔1之開口直徑D與姓—疋轉移動，同時間具有 位置可依據互相而改變之^ J早凡26或可變光攔2之軸向 依據導槽36之形狀與形式，士 可移動在幾乎任何所需曲’可變光攔2之光學有效緣1 〇 在開口直徑D與系統光而攔1之之示範具體例中， 關性，結果，可在供導槽36 %予有效緣1 〇的軸向位置之相 擇’或依據給定光學需；而生產可能性的範嘴内選 觀點言之，一般僅有作定曲’由光學觀點與技術生產 圖3顯示系統光欄i之進適的。 於先前圖形中已說明之元件^f例的基本線圖。於此， 6a被固定地連接至外部承、。可相同地見到。-光欄基座 軸承15裝配在承座5中。於同時另:光欄基錢係由滾動 環形齒輪11，且可由驅動單亓邛伤之光攔基座6b代表 蒋#。I _ 1 9相關於小齒輪1 8而旋轉地 =可變光攔2之薄片3均由已於先前 ^置了、導引裝置8、及開槽導軌9(於此圖未顯示）所移 此2體例之特別特色，係光攔2之薄片3均被安排使得 Ϊ 一 :;片/相關於系統光攔1之光袖，係被安排具有-銳 =。然後’可變光欄2或薄片3之光學有效緣1〇移動在橫向 表面上，例如-旋轉體之拋物面或一圓錐面。依據橫向表 面所規定之情況，可變光攔2之光學有效緣1〇的轴向位 置，可於此依據其之開口直徑D而被設定。 於此情況，薄片3與面對薄片3之光：基座6a、讣之表面

460707 五、發明說明（11) 3 7，均被設計為所需要之橫向表面形式。於此情況，橫向 表面應經常為相關於系統光攔1之光軸4對稱地旋轉的一本 體之橫向表面。然後，薄片3之光學有效緣1 0移動在此一 個別表面上。 元件編號之說明 1 系統光攔 2 、 2a 、 2b 光欄或可變光欄 3 薄片 4 光軸 5 承座 6a 光欄基座或槽環 6 b '6c 光棚基座 7 軸承裝置 8 導引裝置 9 、 9a 、 9b 開槽導軌 10 、 10a 、 10b 光學有效緣 11 環形齒輪 12 、 13 、 14 個別元件 15 滾動軸承 16 緊固元件 17 齒 18 小齒輪 19 驅動單元 20 緊固元件

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五、發明說明（12) 21 間隙 22 緊固元件 23 内部環 24 外部環 25 滾動軸承 26 結構單元 27 固持元件 28 緊固元件 29 突起 30 驅動突緣 31 間隙 32 滾動元件 33 彈簧元件 34 導引突緣 35 滚動軸承 36 導槽 37 表面 D 'Da ' Db 開口直徑 C:\2D-CODE\90-02\89124245.ptd 第16頁 4 60-70? 圖式簡單說明 參照所附圖式，於下將說明示範具體例與附屬申請專利 範圍之本發明的進一步優點改善，其中： 圖1顯示一光學影像裝置之一系統光欄的一橫剖面，該 裝置具有多數之一個被置於另一上的光欄； 圖2顯示一系統光欄之一橫剖面，該系統光攔具有一包 括薄片及光攔基座之可移動在軸向方向中的結構單元；及 圖3顯示一系統光攔之一橫刹面，該系統光攔具有以一 角度相關於系統光櫊之光軸的薄片之配置。

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Claims (1)

1. 感S〇7〇7 六、申請專利範圍 1统=光學影像裝置，特別是—透鏡系統，具有至少— m’糸統光攔之—孔徑係可調整其之開口直徑，其 (V之孔的统光攔⑴之開口直役(D5'Da、此），系統光欄 (1)之孔徑的位置係被固定。 二π^Λ利範圍第11 貝之光學影像裝置，其中，系統 具有被設計使得可互相相關地移動之薄片（3)，至 ^邛份之溥片（3)係被安排在可互相相關地相對移動之二 光攔基座（6a、6b或6b、6c)之間，且光攔基座（6a、讣、 6c)具有可將每一個別薄片（3)導引在一規定 裝置（8)。 等51 3. 如申請專利範圍第2項之光學影像裝置，其中，光 基座（6a、jb、6c)可由一驅動裝置（19)互相相關地相對 動，每一薄片（3)係由一被無空隙預壓之導引裝置（7 )穿夕 在個別之一光攔基座（6a或6b)中，且由一被無空隙預 軸承裝置導引在個別之另一光攔基座（6b或以）中。之 4. 如申請專利範圍第2項之光學影像裝置，其中，系統 光欄（1 )之薄片（3 )均被安排相關於光軸（4 )至少為大約番 直。 、，、、 5. 如申請專利範圍第1項之光學影像裝置，其中，系統 光欄（1 )具有互相以一軸向距離配置之至少二光欄（2 a、 2b) ’依據系統光攔（1)之開口直徑（D或Da、Db)，個別地 另一光欄（2a、2b)係旋光的。 6. 如申請專利範圍第5項之光學影像裝置，其中，光铜 (2 a、2 b )個別地具有薄片（3 )’在每一情況中，部份之薄 11 __ NMlI；

   C:\2D-C0DE\90-02\89124245.ptd 460707 六、申請專利範圍 片（3)被安排在可互相相g ⑻之間，且光攔基座之m 二光搁基座…. 片（3)之軸承褒置⑺，及有—光棚（2a)之薄 裝置（7)或導弓丨裝置⑻。先梢（2b)之薄片（3)的軸承 7. 如申請專利範圍第1項之光學 光攔（1 )之壤Η Μ、沾I置· /、中’系統 光棚Λ座(6 L 排在可互相相關地相對移動之二 之間，至少一光攔基座⑽係可旋轉地 H 匕溥片（3)與二光攔基座（6a、6b)之結構單元 (2 6 )係可移動在軸向方向中。 8. 如申請專利範圍第7項之光學影像裝置，其中，至少 一光攔基座（6b)之旋轉移動，係由機械元件（34、託、 36)與包括薄片（3)及二光攔基座（6a、6b)之結構單元 (2 6 )的軸向移動聯結。 L如申請專利範圍第7項之光學影像裝置，其中，為預 防光攔基座之一（6a)的旋轉移動，提供一或更多之固持元 件（27)，另一光攔基座（6b)係由驅動突緣（3〇)連接至一町 旋轉地移動之環形齒輪（11)，且由一導槽（36)及一導引突 緣（3 4)互相地聯結一光攔基座（6 a)與環形齒輪（丨1 )。 1 0.如申請專利範圍第9項之光學影像裝置，其中，驅動 突緣（30)與環形齒輪（11)均被固定在軸向方向中之定位， 驅動突緣（30)在軸向方向中具有被連接至光攔基座之一 (6b)的一彈簧元件（33)。 1 1.如申請專利範圍第1項之光學影像裝置，其中，薄片 (3)與面對薄片（3)之光欄基座（6a、6b)的表面（37)，均以

   C:\2D-CODE\90-02\89124245.ptd 第19頁 、申睛專利範圍 __ 相關 櫚（;系統光欄（1)之光軸（4)的一銳角，被安排於系 1 〕之開口直徑（D)的至少大約地最大部份上方。、允光 2.如申請專利範圍第9項之光學影像裝置，宜 與面對薄片（3)之光攔基座（6a、6b)的表& ，薄片 被設計使得其相關於系統光棚⑴之光二= 座匕互之:相= 表面2、.先先欄（1)之光攔（4)對稱地旋轉之幾何本體的橫向

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