[發明專利]光學成像系統

有效

• 申請號: 201810532892.8
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN109387925B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 張永明;賴建勛;劉燿維
• 申請（專利權）人: 先進光電科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/18
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;侯奇慧

一種光學成像系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡。第一透鏡至第六透鏡中至少一透鏡具有正屈折力。第七透鏡可具有負屈折力。光學成像系統中具屈折力的透鏡為第一透鏡至第七透鏡。當滿足特定條件時，可具備更大的收光以及更佳的光路調節能力，以提升成像質量。

技術領域

本發明涉及一種光學成像系統，且特別是有關于一種應用于電子產品上的小型光學成像系統。

背景技術

近年來，隨著具有攝影功能的可攜式電子產品的興起，光學系統的需求日漸增加。一般光學系統的感光元件不外乎為感光耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor；CMOSSensor)兩種，且隨著半導體制造技術的進步，使得感光元件的像素尺寸縮小，光學系統逐漸往高像素方向發展，因此對成像質量的要求也日益增加。

傳統搭載于便攜設備上的光學系統，多采用五片或六片式透鏡結構，然而，由于便攜設備不斷朝像素提升方向發展，并且終端消費者對大光圈的需求也逐漸增加，例如微光與夜拍功能，現有的光學成像系統已無法滿足更高階的攝影要求

因此，如何有效增加光學成像鏡頭的進光量，并進一步提高成像的質量，便成為一個相當重要的議題。

發明內容

本發明針對一種光學成像系統及光學影像擷取鏡頭，能夠利用七個透鏡的屈光力、凸面與凹面的組合(本發明所述凸面或凹面原則上指各透鏡的物側面或像側面距離光軸不同高度的幾何形狀變化的描述)，進而有效提高光學成像系統的進光量，同時提高成像質量，以應用于小型的電子產品上。

此外，在特定光學成像應用領域，有需要同時針對可見光以及紅外光波長的光源進行成像，例如IP影像監控攝影機。IP影像監控攝影機所具備的「日夜功能(DayNight)」，主要是因人類的可見光在光譜上位于400-700nm，但傳感器的成像包含了人類不可見紅外光，因此為了要確保傳感器最后僅保留了人眼可見光，可視情況在鏡頭前設置卸除式紅外線阻絕濾光片(IR Cut filter Removable，ICR)以增加影像的「真實度」，其可在白天的時候杜絕紅外光、避免色偏；夜晚的時候則讓紅外光進來提升亮度。然而，ICR元件本身占據相當體積且價格昂貴，不利未來微型監控攝影機的設計與制造。

本發明實施例的態樣同時針對一種光學成像系統及光學影像擷取鏡頭，能夠利用七個透鏡的屈光力、凸面與凹面的組合以及材質的選用，令光學成像系統對于可見光的成像焦距以及紅外光的成像焦距間的差距縮減，亦即達到接近「共焦」的效果，因此無需使用ICR元件。

本發明實施例相關的透鏡參數的用語與其代號詳列如下，作為后續描述的參考：

與光學成像系統及光學影像擷取鏡頭的放大率有關的透鏡參數：

本發明的光學成像系統及光學影像擷取鏡頭同時可設計應用于生物特征辨識，例如使用于臉孔辨識。本發明的實施例若作為臉孔辨識的影像擷取，可選用以紅外光做為工作波長，同時對于距離約25至30公分左右且寬度約15公分的臉孔，可于感光元件(像素尺寸為1.4微米(μm))于水平方向上至少成像出30個水平像素。紅外光成像面的線放大率為LM，其滿足下列條件：LM＝(30個水平像素)乘以(像素尺寸1.4微米)除以被攝物體寬度15公分；LM≥0.0003。同時，以可見光做為工作波長，同時對于距離約25至30公分左右且寬度約15公分的臉孔，可于感光元件(像素尺寸為1.4微米(μm))于水平方向上至少成像出50個水平像素。

與長度或高度有關的透鏡參數：

本發明于可見光頻譜可選用波長555nm作為主要參考波長以及衡量焦點偏移的基準，于紅外光頻譜(700nm至1300nm)可選用波長850nm作為主要參考波長以及衡量焦點偏移的基準。