CN106896469A - 镜头光学系统 - Google Patents

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姜灿求
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Abstract

本发明提供一种镜头光学系统。镜头光学系统包括在自物体至图像传感器的方向上依序排列的第一镜头至第三镜头。所述第一镜头可具有正的屈光度及朝所述物体凸出的入射表面。所述第二镜头可具有负的屈光度及朝所述图像传感器凸出的弯月面形状。所述第三镜头可具有正的屈光度，且所述第三镜头的入射表面及出射表面中的至少一个可在自中心区至其边缘的方向上具有反曲点。所述第三镜头的所述出射表面的外径D3(单位为毫米)及所述图像传感器的最大像素区的对角线长度ImgHMAX可满足2.6＜D3＜3.0及1.3＜ImgHMAX/D3＜1.5。所述系统可具有约75°至约85°的视场(FOV)。本发明的镜头光学系统具有非常小的尺寸、宽视场FOV及高性能程度。

Description

镜头光学系统
相关申请案的交叉参考
本发明主张于2015年12月18日在韩国智慧财产局提出申请的韩国专利申请案第10-2015-0181842号的权利，所述韩国专利申请案的公开内容全文并入本案供参考。
技术领域
本发明涉及一种光学装置，且更具体而言，涉及一种用于照相机的摄影镜头光学系统。
背景技术
近来，已大幅增加对包括例如互补金氧半导体(complementary metal oxidesemiconductor，简称：CMOS)图像传感器或电荷耦合装置(charge coupled device，简称：CCD)等固态成像装置的照相机的使用及应用。此外，已增大固态成像装置中的像素积分(pixel integration)的程度来提高照相机的分辨率。与此一道，已通过提高照相机中所包含的镜头光学系统的性能而开发出小且轻的照相机。
一般而言，为保证性能，小照相机的镜头光学系统是由许多镜头(例如，至少四个镜头)构成。举例而言，高像素数照相机(high pixel count camera)的镜头光学系统一般包括四个镜头或五个镜头。若镜头光学系统包括许多镜头，则可改善所述镜头光学系统的视场(field of view，简称：FOV)及像差校正能力(aberration correcting ability)。然而，可能难以减小所述镜头光学系统的尺寸及重量以及使用所述镜头光学系统的照相机的尺寸及重量。另外，现有照相手机的镜头光学系统包括至少一个玻璃镜头以提高性能。然而，玻璃镜头的制造成本相对高，且因形成/加工玻璃镜头中的限制而难以减小包括玻璃镜头的镜头光学系统的尺寸。
因此，需要一种具有例如高像差校正能力及高分辨率程度等经改善性质的小的、宽视场镜头光学系统。
发明内容
本发明的一个或多个实施例包括一种镜头光学系统，所述镜头光学系统具有(非常)小的尺寸、宽视场(FOV)及高性能程度。
本发明的一个或多个实施例包括一种镜头光学系统，所述镜头光学系统具有(非常)小的尺寸及高亮度程度。
本发明的一个或多个实施例包括一种镜头光学系统，可通过不使用玻璃镜头构造所述镜头光学系统从而以低成本制造所述镜头光学系统。
本文中将在以下说明中部分地阐述其他方面，且所述其他方面将部分地通过阅读所述说明而显而易见，或可通过对所呈现实施例的实践来习得。
根据一个或多个实施例，一种镜头光学系统包括在远离物体的方向上依序排列于所述物体与上面形成所述物体的图像的图像传感器之间的第一镜头、第二镜头及第三镜头，其中所述第一镜头具有正(+)的屈光度及朝所述物体凸出的入射表面，所述第二镜头具有负(-)的屈光度及朝所述图像传感器凸出的弯月面形状；所述第三镜头具有正(+)的屈光度，且所述第三镜头的入射表面与出射表面中的至少一个在朝其边缘远离中心区的方向上具有反曲点。
所述镜头光学系统可满足以下公式1至公式7中的至少一个：
公式1：2.6＜D3＜3.0
其中D3是指所述第三镜头的所述出射表面的外径，单位为毫米(mm)
公式2：1.3＜ImgHMAX/D3＜1.5
其中ImgHMAX是指所述图像传感器的最大像素区的对角线长度。
公式3：75°＜FOV＜85°
其中FOV是指所述镜头光学系统的视场(视角，θ)。
公式4：2.0＜Fno＜2.3
其中Fno可为所述镜头光学系统的F数。
公式5：0.75＜TTL/ImgH＜0.83
其中TTL是指自所述第一镜头的所述入射表面至所述图像传感器的距离，且ImgH是指所述图像传感器的有效像素区的对角线长度。
公式6：0.55＜f/ImgH＜0.70
其中f是指所述镜头光学系统的总焦距，且ImgH是指所述图像传感器的有效像素区的对角线长度。
公式7：1.55＜(Nd2+Nd3)/2＜1.65
其中Nd2是指所述第二镜头的折射率，且Nd3是指所述第三镜头的折射率。
所述第一镜头可具有朝所述图像传感器凸出的出射表面。
所述第一镜头具有朝所述图像传感器凹入的出射表面。
所述第三镜头的所述入射表面可在所述入射表面的中心区中朝所述物体凸出且在自所述中心区朝所述入射表面的边缘界定的区中朝所述物体凹入，且所述第三镜头的所述出射表面可在所述入射表面的中心区中朝所述图像传感器凹入且在自所述中心区朝所述出射表面的边缘界定的区中朝所述图像传感器凸出。
所述第一镜头至所述第三镜头可为非球面镜头。
所述第一镜头至所述第三镜头可为塑料镜头。
所述物体与所述图像传感器之间可排列有孔径光阑(aperture stop)。
孔径光阑可排列于所述物体与所述第一镜头之间。
在所述物体与所述图像传感器之间可还排列有红外阻挡元件(infraredblocking element)。
所述红外阻挡元件可排列于所述第三镜头与所述图像传感器之间。
根据一个或多个实施例，一种镜头光学系统包括在远离物体的方向上依序排列于所述物体与上面形成所述物体的图像的图像传感器之间的第一镜头、第二镜头及第三镜头，其中所述第一镜头具有正(+)的屈光度、所述第二镜头具有负(-)的屈光度及所述第三镜头具有正(+)的屈光度，且所述镜头光学系统满足以下公式：
2.6＜D3＜3.0
1.3＜ImgHMAX/D3＜1.5
75°＜FOV＜85°
2.0＜Fno＜2.3
其中D3是指所述第三镜头的出射表面的外径，单位为毫米(mm)，ImgHMAX是指所述图像传感器的最大像素区的对角线长度，FOV是指所述镜头光学系统的视场，且Fno是所述镜头光学系统的F数。
所述镜头光学系统可满足以下公式中的至少一个：
0.75＜TTL/ImgH＜0.83
0.55＜f/ImgH＜0.70
1.55＜(Nd2+Nd3)/2＜1.65
其中TTL是指自所述第一镜头的入射表面至所述图像传感器的距离，ImgH是指所述图像传感器的有效像素区的对角线长度，f是指所述镜头光学系统的总焦距，Nd2是指所述第二镜头的折射率，且Nd3是指所述第三镜头的折射率。
所述第一镜头可朝所述物体凸出。
所述第二镜头可朝所述图像传感器凸出。
所述第三镜头可为非球面镜头。所述第三镜头的入射表面及出射表面中的至少一个可在朝其边缘远离中心区的方向上具有反曲点。
附图说明
通过结合附图阅读以下对实施例的说明，这些和/或其他方面将变得显而易见且更易于理解，在附图中：
图1至图5是说明根据第一实施例至第五实施例的镜头光学系统的主要元件的排列的剖视图。
图6是说明所述实施例的各镜头光学系统中的每一个中图像传感器的最大像素区的对角线长度及所述图像传感器的有效像素区的对角线长度的平面图。
图7(a)、图7(b)及图7(c)是说明第一实施例的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变的像差图。
图8(a)、图8(b)及图8(c)是说明第二实施例的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变的像差图。
图9(a)、图9(b)及图9(c)是说明第三实施例的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变的像差图。
图10(a)、图10(b)及图10(c)是说明第四实施例的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变的像差图。
图11(a)、图11(b)及图11(c)是说明第五实施例的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变的像差图。
具体实施方式
现在将详细参照其实例示出于附图中的实施例，其中在所有附图中相同的参考编号指代相同的元件。就此而言，本发明实施例可具有不同形式，而不应被视为仅限于本文所述说明。因此，以下通过参照图来阐述实施例仅是为了阐释本说明的各方面。本文所用用语“和/或”包括相关列出项其中一个或多个项的任意及所有组合。例如“…中的至少一个”等表达当出现在一系列元件之前时，是修饰整个系列的元件，而并非修饰所述系列的各别元件。
在下文中，将根据实施例参照附图来阐述镜头光学系统。在附图中，相同的参考编号指代相同的(或相似的)元件。
图1至图5说明根据第一实施例至第五实施例的镜头光学系统。
参照图1至图5，第一实施例至第五实施例的镜头光学系统中的每一个均包括在远离物体OBJ的方向上依序排列于物体OBJ与上面可形成物体OBJ的图像的图像传感器IMG之间的第一镜头I、第二镜头II及第三镜头III。第一镜头I可具有正(+)的屈光度，且第一镜头I的入射表面2*可朝物体OBJ凸出。第一镜头I的出射表面3*可朝图像传感器IMG凸出或凹入。第一镜头I的出射表面3*在图1、图3、图4及图5所示出的实施例中朝图像传感器IMG凸出，且在图2所示出的实施例中朝图像传感器IMG凹入。在图2所示出的实施例中，第一镜头I的出射表面3*的(被光轴穿过的)中心区朝图像传感器IMG略微凹入。在图1、图3、图4及图5所示出的实施例中，第一镜头I可为双凸镜头。第二镜头II可具有负(-)的屈光度及朝图像传感器IMG凸出的弯月面形状。因此，第二镜头II的入射表面4*及出射表面5*可朝图像传感器IMG凸出。第三镜头III可具有正(+)的屈光度，且第三镜头III的入射表面6*及出射表面7*中的至少一个可在朝其边缘远离中心区的方向上具有反曲点。第三镜头III的入射表面6*可在自中心区至入射表面6*的边缘的方向上具有一个或多个反曲点，且第三镜头III的出射表面7*可在自中心区至出射表面7*的边缘的方向上具有反曲点。第三镜头III的入射表面6*可在其中心区中朝物体OBJ凸出且在自中心区朝入射表面6*的边缘界定的区中朝物体OBJ凹入，并且第三镜头III的出射表面7*可在其中心区中朝图像传感器IMG凹入且在自中心区朝出射表面7*的边缘界定的区中朝图像传感器IMG凸出。第一镜头I至第三镜头III中的所有的可为非球面镜头。换言之，第一镜头I至第三镜头III的入射表面2*、4*及6*以及出射表面3*、5*及7*可为非球面表面。第一镜头I至第三镜头III中的每一个可包含塑料材料。
可还提供孔径光阑S1及红外阻挡元件IV。孔径光阑S1可沿第一镜头I的物侧排列。即，孔径光阑S1可位于物体OBJ与第一镜头I之间。红外阻挡元件IV可位于第三镜头III与图像传感器IMG之间。红外阻挡元件IV可为红外阻挡滤波器。孔径光阑S1的位置及红外阻挡元件Ⅳ的位置可有所变化。
所述实施例的每一镜头光学系统可满足以下公式1至公式7中的至少一个。
公式1：2.6＜D3＜3.0
公式2：1.3＜ImgHMAX/D3＜1.5
其中D3是指第三镜头III的出射表面7*的外径，单位为毫米(mm)，且ImgHMAX是指图像传感器IMG的最大像素区的对角线长度。
公式1及公式2涉及第三镜头III的出射表面7*的外径D3与图像传感器IMG的最大像素区的对角线长度ImgHMAX之间的关系。由于第三镜头III在三个镜头I至III中具有最大的外径，因此所述镜头光学系统的外径可由D3决定。在实施例中，D3可小于约3.0mm，且ImgHMAX可相对大。若满足公式1及公式2，则所述镜头光学系统可具有小的外径且可有利于实现高像素密度。另外，即便所述镜头光学系统具有小的外径，所述镜头光学系统仍可具有宽视场(FOV)及高亮度程度。以下公式3阐述实现宽视场的条件，且以下公式4阐述实现高亮度程度的条件。
公式3：75°＜FOV＜85°
其中FOV是指所述镜头光学系统的视场(视角，θ)。所述视场可为所述镜头光学系统的对角线视场。
若满足公式3，则包括三个镜头的镜头光学系统可具有宽视场。一般而言，由三个镜头构成的镜头光学系统的视场的范围介于约60°至约63°之间。要将包括三个镜头的镜头光学系统(即，小镜头光学系统)制造成具有为70°或大于70°的水平的宽视场并非易事。然而，根据实施例，镜头设计被恰当地调整，且因此所述镜头光学系统可具有小的尺寸(非常小的尺寸)及等于或大于75°的宽视场。
公式4：2.0＜Fno＜2.3
其中Fno是所述镜头光学系统的F数。
公式4涉及所述镜头光学系统的亮度。所述F数Fno是所述镜头光学系统的焦距对有效直径的比率，且若镜头光学系统的F数Fno低，则所述镜头光学系统可具有高亮度。一般而言，具有三个镜头的镜头光学系统具有约2.8的F数Fno。然而，根据实施例，镜头设计被恰当地调整，且因此包括三个镜头的镜头光学系统可具有约2.3或小于2.3的F数Fno。换言之，根据实施例，所述镜头光学系统可具有小的尺寸(非常小的尺寸)及高亮度程度。因此，使用所述镜头光学系统可易于提供亮的图像。
公式5：0.75＜TTL/ImgH＜0.83
其中TTL是指自第一镜头I的入射表面2*至图像传感器IMG的距离(即，所述镜头光学系统的总长度)，且ImgH是指图像传感器IMG的有效像素区的对角线长度。
公式5规定所述镜头光学系统的总长度TTL对图像尺寸(即，ImgH)的比率。在公式5中，TTL/ImgH越接近下限值0.75，则镜头光学系统可变得越紧凑。然而，若TTL/ImgH小于下限值0.75，则例如球面像差等像差可增大。随着TTL/ImgH接近上限值0.83，像差可被更有效地校正。然而，若TTL/ImgH大于上限值0.83，则镜头光学系统的总长度TTL可为大的，从而难以将所述镜头光学系统制造成具有紧凑的结构。因此，TTL/ImgH可维持在上述范围内，以实现所述镜头光学系统的紧凑度及性能。
公式6：0.55＜f/ImgH＜0.70
其中f是指所述镜头光学系统的总焦距，且ImgH是指图像传感器IMG的有效像素区的对角线长度。
公式6规定所述镜头光学系统的总焦距对图像尺寸(即，ImgH)的比率。若公式6的f/ImgH接近或变为等于或小于下限值0.55，则即便镜头光学系统可具有短的焦距，仍难以调整所述镜头光学系统的像差。另一方面，若f/ImgH接近或变为等于或大于上限值0.70，则即便易于调整镜头光学系统的像差，所述镜头光学系统的焦距仍可能不恰当。
公式7：1.55＜(Nd2+Nd3)/2＜1.65
其中Nd2是指第二镜头II的折射率，且Nd3是指第三镜头III的折射率。
公式7阐述第二镜头II的材料及第三镜头III的材料。若满足公式7，则可使用不昂贵的塑料镜头作为第二镜头II及第三镜头III。因此，根据实施例，成本可降低。另外，若满足公式7，则第二镜头II的折射率及第三镜头III的折射率可被恰当地调整，以应对例如慧形像差(coma aberration)及像散像差(astigmatic aberration)等问题。
现在将参照图6来阐述公式2、公式5、及公式6中的ImgHMAX及ImgH。
图6是说明所述实施例的各镜头光学系统中的每一个中图像传感器IMG的最大像素区的对角线长度ImgHMAX及图像传感器IMG的有效像素区的对角线长度ImgH的平面图。在图6中，在所述各镜头光学系统中的每一个中，R1是指最大像素区，R1′是指有效像素区，R2是指最大图像区，且R2′是指有效图像区。最大像素区R1可被称作最大传感器区，且有效像素区R1′可被称作有效传感器区。最大图像区R2可为由所述镜头光学系统形成的图像的最大区。图像区R2及R2′可被称作成像圈(image circle)。
参照图6，像素区R1及R1′可具有方形(矩形)形状，且图像区R2及R2′可具有圆形形状。有效图像区R2′的直径可小于最大像素区R1的对角线长度。有效图像区R2′的直径可对应于有效像素区R1′的对角线，且最大图像区R2的直径可对应于最大像素区R1的对角线。因此，有效图像区R2′的直径(线)可对应于有效像素区R1′的对角线长度ImgH，且最大图像区R2的直径(线)可对应于最大像素区R1的对角线长度ImgHMAX。图6中所示的像素区R1及R1′以及图像区R2及R2′是实例且可有所变化。
公式1至公式7的标准在第一实施例至第五实施例中的值示出于下表1中。在表1中，D3以毫米(mm)为单位给出，且FOV以度(°)为单位给出。表2示出用于获得表1中所示数据的变量的值。在表2中，ImgHMAX、ImgH、TTL、及f均以毫米(mm)为单位给出。
[表1]
序号 标准 第一实施例 第二实施例 第三实施例 第四实施例 第五实施例
公式1 D3 2.791 2.861 2.758 2.778 2.841
公式2 1.397 1.363 1.396 1.380 1.350
公式3 FOV 80.536 80.091 78.639 78.829 81.820
公式4 Fno 2.28 2.20 2.28 2.28 2.24
公式5 TTL/ImgH 0.7631 0.7631 0.8182 0.8287 0.7729
公式6 f/ImgH 0.622 0.624 0.632 0.635 0.606
公式7 (Nd2+Nd3)/2 1.595 1.595 1.595 1.595 1.595
[表2]
参照表1及表2，第一实施例至第五实施例的镜头光学系统满足公式1至公式7。
在所述实施例的各镜头光学系统中，第一镜头I至第三镜头III可在虑及其形状及尺度时由塑料材料形成。即，第一镜头I至第三镜头III中的所有的可为塑料镜头。由于玻璃镜头的高制造成本及玻璃镜头的形成过程中的限制，因而难以制造使用玻璃镜头的小镜头光学系统。然而，在实施例中，第一镜头I至第三镜头III中的所有的可由塑料材料形成，且因此可获得各种性质。然而，可用于形成第一镜头I至第三镜头III的材料并非仅限于塑料材料。若需要，则第一镜头I至第三镜头III中的至少一个可由玻璃形成。
在下文中，将参照镜头数据及附图来阐述第一实施例至第五实施例。
以下表3至表7示出图1至图5中所示镜头光学系统的各镜头的数据，例如曲率半径(radii of curvature)、厚度或间距、折射率及阿贝数(Abbe number)。在表3至表7中，R表示曲率半径，D表示镜头的厚度、各镜头之间的间距、或相邻元件之间的间距，Nd表示使用维线(d-line)所测得的镜头的折射率，且Vd表示镜头相对于维线的阿贝数。若表面序号附有“*”，则所述表面为非球面的。R及D以毫米(mm)为单位表达。
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
另外，在下表8中示出图1至图5中所示第一实施例至第五实施例的各镜头光学系统中的每一个的仅F数Fno、焦距f及视场。
[表8]
另外，第一实施例至第五实施例的镜头光学系统的各镜头的非球面表面中的每一个满足以下非球面表面方程式：
<非球面表面方程式>
其中x表示自镜头的镜顶(vertex)沿所述镜头的光轴方向所测得的距离，y表示自光轴沿垂直于所述光轴的方向所测得的距离，c′表示镜头的镜顶处的曲率半径的倒数(1/r)，K表示圆锥常数(conic constant)，且A、B、C、D及E表示非球面表面系数。
以下表9至表13示出图1至图5中所分别示出的第一实施例至第五实施例的各镜头光学系统的非球面表面的非球面表面系数。即，表9至表13示出表3至表7所示各镜头的入射表面2*、4*及6*的非球面表面系数、以及出射表面3*、5*及7*的非球面表面系数。
[表9]
表面 K A B C D E
2* 0.2833 -0.1443 1.5492 -87.1043 1730.6604 -19299.8857
3* 1.1308 -0.3820 -3.4721 72.3239 -986.5311 7877.9835
4* 0.0437 -1.1231 4.0503 63.4716 -1500.5580 15064.4163
5* 0.1046 -1.3012 6.7396 -16.6790 -26.9713 592.8674
6* -9.3371 -0.5831 -0.1265 2.2850 -5.6496 8.0927
7* -3.7773 -0.4566 0.2169 0.6759 -2.0060 2.6280
[表10]
表面 K A B C D E
2* 0.4793 -0.1307 -0.3904 6.6904 -113.4496 816.7531
3* 1.1308 -0.5838 5.1350 -97.2316 932.9594 -5637.4790
4* 1.0069 -1.3202 9.0940 -89.8649 714.4641 -3541.6744
5* 1.1576 -1.2036 3.8338 19.6590 -337.6381 2367.0671
6* -2.5309 -1.1963 1.9267 -3.9965 9.7947 -18.6484
7* -1.9672 -0.5701 0.2890 0.6613 -2.0113 2.6317
[表11]
表面 K A B C D E
2* 0.4793 -0.1307 -0.3904 6.6904 -113.4496 816.7531
3* 1.1308 -0.5838 5.1350 -97.2316 932.9594 -5637.4790
4* 1.0069 -1.3202 9.0940 -89.8649 714.4641 -3541.6744
5* 1.1576 -1.2036 3.8338 19.6590 -337.6381 2367.0671
6* -2.5308 -1.1963 1.9267 -3.9965 9.7947 -18.6484
7* -1.9672 -2.0291 1.9403 8.3758 -48.0550 118.6176
[表12]
表面 K A B C D E
2* -0.7244 -0.1744 0.1831 -5.3471 -57.3524 1528.6685
3* -1.5204 -0.5215 -1.3164 37.6099 -491.5876 3661.9884
4* -2.5982 -1.1595 12.1834 -149.7079 1583.3996 -10950.9830
5* 3.1563 -1.2373 8.6005 -32.2613 86.7166 -71.0457
6* -6.7581 -1.4037 5.2125 -20.5296 61.1584 -118.9430
7* -4.6570 -0.4780 0.9018 -1.8478 3.0786 -3.6345
[表13]
表面 K A B C D E
2* -1.6425 -0.1362 -0.5683 -1.5508 -15.4603 81.8352
3* 0.0000 -0.7991 1.0774 -23.4041 181.8097 -771.5963
4* -2.4335 -1.2997 4.5982 35.9789 -914.2714 9905.0836
5* 1.2521 -1.0907 7.2161 -23.9611 73.6132 -119.0226
6* -6.9597 -0.4880 0.3711 -0.0926 -0.0569 0.0076
7* -4.8734 -0.2915 0.1655 -0.0021 -0.1032 0.0806
图7(a)、图7(b)及图7(c)是说明具有图3中所示数据的第一实施例(如图1中所示)的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变的像差图。
在图7(a)示出所述镜头光学系统针对具有各种波长的光的球面像差，且图7(b)示出所述镜头光学系统的像散场曲线，包括切向场曲线T及弧矢场曲线S。图7(a)的数据是使用具有650.0000nm、610.0000nm、555.0000nm、510.0000nm及470.0000nm波长的光而得出的。图7(b)及图7(c)的数据是使用具有555.0000nm波长的光而得出的。图8(a)、图8(b)及图8(c)至图11(a)、图11(b)及图11(c)所示曲线是以相同的方式得出的。
图8(a)、图8(b)及图8(c)说明具有表4中所示数据的第二实施例(如图2中所示)的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变。
图9(a)、图9(b)及图9(c)说明具有表5中所示数据的第三实施例(如图3中所示)的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变。
图10(a)、图10(b)及图10(c)说明具有表6中所示数据的第四实施例(如图4中所示)的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变。
图11(a)、图11(b)及图11(c)说明具有表7中所示数据的第五实施例(如图5中所示)的镜头光学系统的纵向球差、像散场曲线及畸变。
如上所述，所述实施例的镜头光学系统中的每一个包括在朝图像传感器IMG远离物OBJ的方向上依序排列的第一镜头I至第三镜头III，且第一镜头I至第三镜头III分别具有正(+)的、负(-)的及正(+)的屈光度。所述镜头光学系统中的每一个可满足公式1至公式7中的至少一个。所述镜头光学系统中的每一个可具有因由三个镜头构成的结构而带来的短的总长度、小的有效外径(例如，约3.0mm或小于3.0mm)、及约75°或大于75°的宽视场，且所述镜头光学系统的各种像差可被轻易地校正。另外，尽管所述实施例的镜头光学系统是(非常)小的三镜头光学系统，然而所述镜头光学系统具有为约2.3或小于2.3的水平的低F数Fno且因此具有高亮度程度。因此，尽管所述实施例的镜头光学系统(非常)小，然而所述镜头光学系统中的每一个可具有宽视场、高亮度程度及高分辨率程度。另外，若第一镜头I至第三镜头III是由塑料材料所形成、且第一镜头I至第三镜头III中的每一个的两个表面(入射表面及出射表面)中的至少一个是非球面表面，则所述镜头光学系统可被制造成具有紧凑的结构及高性能，且相较于制造使用玻璃镜头的镜头光学系统的情形而言成本更低。
应理解，本文中所阐述的实施例应被视为仅用于阐述性意义，而非用于限制目的。对每一实施例内的特征或方面的说明应通常被视作可适用于其他实施例中的其他相似特征或方面。举例而言，对于所属领域中的普通技术人员而言将显而易见，尽管所述实施例的镜头光学系统的各镜头的形状均有某些程度的修改，然而若所述镜头光学系统满足公式1至公式7中的至少一个，则可获得上述效果。另外，所属领域中的普通技术人员可使用阻挡膜作为红外阻挡元件IV，而非使用滤波器来作为红外阻挡元件IV。尽管已参照图阐述了一个或多个实施例，然而所属领域中的普通技术人员应理解，可对其作出形式及细节上的各种变化，而此并不背离由以上权利要求书所界定的本发明概念的精神及范围。

Claims (15)

1.一种镜头光学系统，其特征在于，包括在远离物体的方向上依序排列于所述物体与上面形成所述物体的图像的图像传感器之间的第一镜头、第二镜头及第三镜头，
其中所述第一镜头具有正的屈光度及朝所述物体凸出的入射表面，
所述第二镜头具有负的屈光度及朝所述图像传感器凸出的弯月面形状；
所述第三镜头具有正的屈光度，且所述第三镜头的入射表面与出射表面中的至少一个在朝其边缘远离中心区的方向上具有反曲点，且
所述镜头光学系统满足以下公式：
2.6＜D3＜3.0
1.3＜ImgHMAx/D3＜1.5
其中D3是指所述第三镜头的所述出射表面的外径，单位为毫米，且ImgHMAx是指所述图像传感器的最大像素区的对角线长度。
2.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述镜头光学系统满足以下公式：
75°＜FOV＜85°
其中FOV是指所述镜头光学系统的视场。
3.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述镜头光学系统满足以下公式：
2.0＜Fno＜2.3
其中Fno是所述镜头光学系统的F数。
4.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述镜头光学系统满足以下公式：
0.75＜TTL/ImgH＜0.83
其中TTL是指自所述第一镜头的所述入射表面至所述图像传感器的距离，且ImgH是指所述图像传感器的有效像素区的对角线长度。
5.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述镜头光学系统满足以下公式：
0.55＜f/ImgH＜0.70
其中f是指所述镜头光学系统的总焦距，且ImgH是指所述图像传感器的有效像素区的对角线长度。
6.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述镜头光学系统满足以下公式：
1.55＜(Nd2+Nd3)/2＜1.65
其中Nd2是指所述第二镜头的折射率，且Nd3是指所述第三镜头的折射率。
7.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述第一镜头具有朝所述图像传感器凸出的出射表面。
8.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述第一镜头具有朝所述图像传感器凹入的出射表面。
9.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述第三镜头的所述入射表面在所述入射表面的中心区中朝所述物体凸出且在自所述中心区朝所述入射表面的边缘界定的区中朝所述物体凹入，且
所述第三镜头的所述出射表面在所述入射表面的中心区中朝所述图像传感器凹入且在自所述中心区朝所述出射表面的边缘界定的区中朝所述图像传感器凸出。
10.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述第一镜头至所述第三镜头是非球面镜头。
11.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，所述第一镜头至所述第三镜头是塑料镜头。
12.根据权利要求1所述的镜头光学系统，其特征在于，还包括位于所述物体与所述第一镜头之间的孔径光阑。
13.一种镜头光学系统，其特征在于，包括在远离物体的方向上依序排列于所述物体与上面形成所述物体的图像的图像传感器之间的第一镜头、第二镜头及第三镜头，
其中所述第一镜头具有正的屈光度、所述第二镜头具有负的屈光度及所述第三镜头具有正的屈光度，且
所述镜头光学系统满足以下公式：
2.6＜D3＜3.0
1.3＜ImgHMAx/D3＜1.5
75°＜FOV＜85°
2.0＜Fno＜2.3
其中D3是指所述第三镜头的出射表面的外径，单位为毫米，ImgHMAx是指所述图像传感器的最大像素区的对角线长度，FOV是指所述镜头光学系统的视场，且Fno是所述镜头光学系统的F数。
14.根据权利要求13所述的镜头光学系统，其特征在于，所述镜头光学系统满足以下公式中的至少一个：
0.75＜TTL/ImgH＜0.83
0.55＜f/ImgH＜0.70
1.55＜(Nd2+Nd3)/2＜1.65
其中TTL是指自所述第一镜头的入射表面至所述图像传感器的距离，ImgH是指所述图像传感器的有效像素区的对角线长度，f是指所述镜头光学系统的总焦距，Nd2是指所述第二镜头的折射率，且Nd3是指所述第三镜头的折射率。
15.根据权利要求13所述的镜头光学系统，其特征在于，所述第一镜朝所述物体凸出，
所述第二镜头朝所述图像传感器凸出，且
所述第三镜头是非球面镜头。
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