CN112965224B - 光学系统、取像模组及电子设备 - Google Patents

光学系统、取像模组及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种光学系统、取像模组及电子设备，该光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜以及第二透镜，第一透镜具有负曲折力，且第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，第二透镜具有正曲折力，且第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面，第一透镜的像侧面和/或第二透镜的像侧面为衍射面，第一透镜的焦距为f1，第一透镜于光轴处的中心厚度为CT1，且f1以及CT1满足条件式：‑8.0<f1/CT1<‑4.0，光学系统还包括光阑。该光学系统中的至少一枚透镜的像侧面采用衍射面，能够利用衍射面的负色散性质，与透镜本身的色散进行平衡，以有效地改善该光学系统的色差和热差，从而使得光学系统在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高温度测量的准确性。

Description

光学系统、取像模组及电子设备
技术领域
本申请涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。
背景技术
目前，市面上采用红外热成像技术的产品，可以看到物体表面的温度分布状况，实现非接触、远距离的体温检测或成像，且其响应速度快，可实现快速筛查，避免工作人员一对一近距离接触式的测温工作，降低了交叉感染的风险。但是，市面上现有的产品容易受到外界环境的影响而导致成像品质较差，从而降低了温度测量的准确性，因此，如何有效地提升成像品质以提高测量的准确性已成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种光学系统、取像模组及电子设备，其能够有效地改善色差和热差，使得光学系统在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高温度测量的准确性。
第一方面，本申请实施例提供了一种光学系统；该光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜以及第二透镜；
其中，第一透镜具有负曲折力，且第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，第二透镜具有正曲折力，且第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面，第一透镜的像侧面和/或第二透镜的像侧面为衍射面；
其中，第一透镜的焦距为f1，第一透镜于光轴处的中心厚度为CT1，且f1以及CT1满足条件式：
-8.0<f1/CT1<-4.0；
其中，光学系统还包括光阑。
基于本申请实施例的光学系统，该光学系统中的至少一枚透镜的像侧面采用衍射面，能够利用衍射面的负色散性质，与透镜本身的色散进行平衡，以有效地改善该光学系统的色差和热差，从而使得光学系统在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高温度测量的准确性。当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，降低了第一透镜于光轴处的中心厚度的公差敏感度，以降低单个透镜的加工工艺难度，有利于提升光学系统的组装良率，达到进一步降低生产成本的目的；当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，避免第一透镜的焦距过大而使光学系统产生较难校正的像散的现象，以提升该光学系统的成像品质；当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，避免第一透镜与光轴处的中心厚度过大/过小，既能满足该光学系统的轻量化以及小型化的特征又能降低单个透镜的加工难度。当f1/CT1≤-8.0时，第一透镜的厚度过小，导致单个透镜的加工难度增大；当f1/CT1≥-4.0时，第一透镜的焦距过大，容易产生较难校正的像散，从而降低该光学系统的成像质量。
在其中一些实施例中，第二透镜的焦距为f2，光学系统的有效焦距为f，其中，f1、f2以及f满足条件式：
-5.5mm<f1*f2/f<-3.5mm。
基于上述实施例，通过设置一具有负曲折力的第一透镜以及一具有正曲折力的第二透镜，用于校正因光线转折而产生的像差，以提升该光学系统的解像力；当-5.5mm<f1*f2/f<-3.5mm时，f1、f2以及f的比值得到合理配置，有利于降低光线转折后的射出光学系统的角度，进而减小了光线射入位于该光学系统的成像面上的感光元件的入射角度，以提升该感光元件的感光性能来提高该光学系统的成像品质；当f1*f2/f≤-5.5mm或f1*f2/f≥-3.5mm时，不利于该光学系统的像差的校正，降低光学系统的成像品质。
在其中一些实施例中，第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径为Rs2，其中，Rs2以及f1满足条件式：
-6.0<Rs2/f1<-1.0。
基于上述实施例，当-6.0<Rs2/f1<-1.0时，Rs2与f1的比值得到合理配置，对第一透镜于光轴处的曲率半径的有效控制，便于在第一透镜以及第二透镜之间放置光阑，从而有效的减少鬼影产生的风险；当Rs2/f1≤-6.0时，Rs2过小，第一透镜的像侧面过弯，不利于第一透镜的加工；当Rs2/f1≥-1.0时，Rs2过大，第一透镜的像侧面过平，容易产生鬼影。
在其中一些实施例中，第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径为Rs3，第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径为Rs4，其中，Rs3以及Rs4满足条件式：
3.5<Rs3/Rs4<17.0。
基于上述实施例，当3.5<Rs3/Rs4<17.0时，Rs3与Rs4的比值得到合理配置，能够捕捉大角度射进光学系统的光线以提升光学系统的视场角范围；通过合理的控制第二透镜的像侧端面以及物侧端面于光轴处的曲率半径，有利于降低鬼影产生的机率，削弱鬼影的强度；通过合理的控制第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，既能够降低透镜的加工难度又能够有效地避免鬼影的产生。当Rs3/Rs4≤-3.5时，Rs3过小，第二透镜的物侧面过小，第二透镜的加工难度增大，导致成本提高；当Rs3/Rs4≥-17.0时，Rs3过大，第二透镜的物侧面过平，容易产生鬼影。
在其中一些实施例中，第二透镜于光轴处的中心厚度为CT2，其中，CT1以及CT2满足条件式：
1.5<CT2/CT1<4.5。
基于上述实施例，通过对第一透镜以及第二透镜于光轴处的中心厚度进行合理的设置，有效的调节第一透镜与第二透镜之间的曲折力关系，当1.5<CT2/CT1<4.5时，CT1与CT2的比值得到合理配置，有利于实现该光学系统的广角化与小型化的设计，同时提升该光学系统的光学性能；当CT2/CT1≤1.5或CT2/CT1≥4.5时，第一透镜与第二透镜曲折力比例分配不合理，不利于该光学系统的像差的校正。
在其中一些实施例中，光学系统的最大视场角为FOV，光学系统的入瞳直径为EPD，其中，其中，FOV以及EPD满足条件式：
63.0deg/mm<FOV/EPD<79.5deg/mm。
基于上述实施例，通过参数的设定控制该光学系统的进光量和入瞳直径，当63.0deg/mm<FOV/EPD<79.5deg/mm时，FOV与EPD的比值得到合理配置，使得该光学系统具有较大的视场角范围，同时还能够体现出大光圈的效果以及较远的景深范围，即实现无限远、大角度清晰成像的同时，对近处的景物依然有清晰识别的能力；当FOV/EPD≤63.0deg/mm或FOV/EPD≥79.5deg/mm时，不利于在实现大光圈效果的同时兼具对较远景物的清晰识别能力。
在其中一些实施例中，第二透镜的像侧面的最大光学有效口径为SDs4，第二透镜的像侧面于最大光学有效半口径处的矢高为SAGs4，其中，SDs4以及SAGs4满足条件式：
4.0<SDs4/|SAGs4|<7.0。
基于上述实施例，当4.0<SDs4/|SAGs4|<7.0时，避免第二透镜的像侧面型过弯，以降低第二透镜的加工难度，也能避免第二透镜的像侧面型过弯而导致镀膜不均匀的问题，还能避免大角度光线入射该光学系统从而导致该光学系统成像品质差的问题；当4.0<SDs4/|SAGs4|<7.0时，避免第二透镜的像侧面型过平，以减小产生鬼影的风险。当SDs4/|SAGs4|≤4.0时，第二透镜的像侧面过弯，不利于第二透镜的加工，同时容易导致镀膜不均匀；当SDs4/|SAGs4|≥7.0时，第二透镜的像侧面过平，容易产生鬼影。
在其中一些实施例中，第二透镜于光轴处的中心厚度为CT2，其中，f1、CT1以及CT2满足条件式：
-5.2<f1/(CT2-CT1)<-1.5。
基于上述实施例，当-5.2<f1/(CT2-CT1)<-1.5时，使具有一正一负的两个透镜的曲折力得到合理的配置，从而进行像差的相互校正，将靠近物侧的第一透镜设置为负透镜，可抓住大角度范围射进光学系统的光线，以扩大该光学系统的视场角范围，满足低敏感度以及小型化的特征，且通过控制第一透镜以及第二透镜的厚度差，在满足光学性能的前提下，使得该光学系统的结构更加紧凑。当f1/(CT2-CT1)≤-5.2或f1/(CT2-CT1)≥-1.5时，不利于该光学系统的像差的校正，从而降低该光学系统的成像品质。
第二方面，本申请实施例提供了一种取像模组，该取像模组包括图像传感器以及上述的光学系统。
基于本申请实施例中的取像模组，具有上述光学系统的取像模组，其能够有效地改善色差和热差，使得该取像模组在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高该取像模组温度测量的准确性，同时还能够实现该取像模组的小型化以及轻薄化设计。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括上述的取像模组。
基于本申请实施例中的电子设备，具有上述取像模组的电子设备，其能够有效地改善色差和热差，使得该电子设备在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高该电子设备温度测量的准确性，同时还能够实现该电子设备的小型化以及轻薄化设计。
基于本申请实施例的光学系统、取像模组及电子设备，该光学系统中的至少一枚透镜的像侧面采用衍射面，能够利用衍射面的负色散性质，与透镜本身的色散进行平衡，以有效地改善该光学系统的色差和热差，从而使得光学系统在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高温度测量的准确性。当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，降低了第一透镜于光轴处的中心厚度的公差敏感度，以降低单个透镜的加工工艺难度，有利于提升光学系统的组装良率，达到进一步降低生产成本的目的；当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，避免第一透镜的焦距过大而使光学系统产生较难校正的像散的现象，以提升该光学系统的成像品质；当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，避免第一透镜与光轴处的中心厚度过大/过小，既能满足该光学系统的轻量化以及小型化的特征又能降低单个透镜的加工难度。当f1/CT1≤-8.0时，第一透镜的厚度过小，导致单个透镜的加工难度增大；当f1/CT1≥-4.0时，第一透镜的焦距过大，容易产生较难校正的像散，从而降低该光学系统的成像质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一提供的光学系统的结构示意图；
图2A至图2C分别示意为本申请实施例一提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；
图3为本申请实施例二提供的光学系统的结构示意图；
图4A至图4C分别示意为本申请实施例二提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；
图5为本申请实施例三提供的光学系统的结构示意图；
图6A至图6C分别示意为本申请实施例三提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；
图7为本申请实施例四提供的光学系统的结构示意图；
图8A至图8C分别示意为本申请实施例四提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；
图9为本申请实施例五提供的光学系统的结构示意图；
图10A至图10C分别示意为本申请实施例五提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
附图标记：110、第一透镜；120、第二透镜；130、保护玻璃；STO、光阑；S1、第一透镜的物侧面；S2、第一透镜的像侧面；S3、第二透镜的物侧面；S4、第二透镜的像侧面；S5、第一表面；S6、第二表面；S7、成像面。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
以下首先解释本申请实施例中所涉及到的像差；像差(aberration)是指光学镜组中，由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。像差又分为两大类：色差(chromatic aberration，或称色像差)与单色像差(monochromatic aberration)。色差是由于透镜材料的折射率是波长的函数，不同波长的光通过透镜时因折射率不同而产生的像差，色差又可分为位置色像差和倍率色像差两种。色差是一种色散现象，所谓色散现象是指介质中的光速或折射率随光波波长变化的现象，光的折射率随着波长的增加而减小的色散可称为正常色散，而折射率随波长的增加而增加的色散可称为负色散(或称负反常色散)。单色像差是指即使在高度单色光时也会产生的像差，按产生的效果，单色像差又分成“使成像模糊”和“使成像变形”两类；前一类有球面像差(spherical aberration，可简称球差)、像散(astigmatism)等，后一类有像场弯曲(field curvature，可简称场曲)、畸变(distortion)等。像差还包括彗差，彗差是指由位于主轴外的某一轴外物点，向光学镜组发出的单色圆锥形光束，经该光学镜组折射后，在理想平面处不能结成清晰点，而是结成拖着明亮尾巴的彗星形光斑。
目前，红外测温仪在很多公共场所(如机场、火车站、地铁站、大型购物广场等人流聚集地)得到广泛应用。一般的，红外测温仪将视场中的景物/人物看成一个热点(或热源)进行测温，红外成像仪记录视场中的景物/人物所辐射出来的红外辐射通量的相对值及其分布，由此形成红外图像对比度，红外成像测温仪将视场中的景物/人物红外图像的温度分布测量出来，并以等温线、假彩色等方式显示，从而得到与景物/人物对应且包含温度及其分布的红外图像。
红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以看到物体表面的温度分布状况，实现了非接触、远距离的体温检测或成像，同时其响应数度快，可实现快速筛查，避免工作人员与患者一对一近距离接触式测温工作，降低了交叉感染的风险。
但是，相关技术中，市面上的红外成像测温产品容易受到外界环境的影响而导致成像品质较差，从而降低了温度测量的准确性，因此，如何有效地提升成像品质以提高测量的准确性已成为亟待解决的问题。
为了解决上述技术问题，请参照图1-图10C所示，本申请的第一方面提出了一种光学系统，其能够有效地改善色差和热差，使得光学系统在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高温度测量的准确性。
该光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110以及第二透镜120。
第一透镜110具有负曲折力，且第一透镜的像侧面S2于近光轴处为凹面。例如，第一透镜的像侧面S2于近光轴处为凹面，对应的第一透镜的物侧面S1于近光轴处可以为凸面、也可以为凹面、还可以为平面。
第二透镜120具有正曲折力，且第二透镜的像侧面S4于近光轴处为凸面。例如，第二透镜的像侧面S4于近光轴处为凸面，对应的第二透镜的物侧面S3于近光轴处可以为凸面、也可以为凹面、还可以为平面。
进一步地，第一透镜的像侧面S2和/或第二透镜的像侧面S4为衍射面。例如，第一透镜的像侧面S2为衍射面，对应的第二透镜的像侧面S4为非衍射面，或者第一透镜的像侧面S2为非衍射面，对应的第二透镜的像侧面S4为衍射面，或者第一透镜的像侧面S2为衍射面，对应的第二透镜的像侧面S4也为衍射面。该设计中，光学系统中的至少一枚透镜的像侧面采用衍射面，能够利用衍射面的负色散性质，与透镜本身的色散进行平衡，以校准该光学系统的色差和热差，从而使得光学系统在高低温条件下的成像质量得到改善，提高温度测量的准确性。
衍射面的相位分布函数为：
Figure GDA0003056253970000051
其中，ρ＝r/r1，r1为归一化的半径坐标，Ai为衍射面的相位系数。需要注意的是，在本申请的各实施例中，衍射面的相位系数仅列出了A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7以及A8，对于更高项的相位系数，由于数值较小，并未列出。进一步地，在一些实施例中，可以在第一透镜的像侧面S2和/或第二透镜的像侧面S4加工微结构，形成台阶式浮雕表面，以形成上述衍射面。具体地，在一些实施例中，可使用冷加工车削、激光雕刻等方式或通过高精度模压成型，在抗蚀材料上形成连续变化或多台阶的浮雕轮廓，以在第一透镜的像侧面S2和/或第二透镜的像侧面S4上形成微结构，进而形成上述衍射面。
进一步地，第一透镜110的焦距为f1，第一透镜110于光轴处的中心厚度为CT1，其中，f1以及CT1满足条件式：-8.0<f1/CT1<-4.0。具体地，f1/CT1的取值可以为-5.199、-4.285、-5.989、-7.565或-4.541。该设计中，当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，降低了第一透镜110于光轴处的中心厚度的公差敏感度，以降低单个透镜的加工工艺难度，有利于提升光学系统的组装良率，达到进一步降低生产成本的目的；当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，避免第一透镜110的焦距过大而使光学系统产生较难校正的像散的现象，以提升该光学系统的成像品质；当-8.0<f1/CT1<-4.0时，f1与CT1的比值得到合理配置，避免第一透镜110与光轴处的中心厚度过大/过小，既能满足该光学系统的轻量化以及小型化的特征又能降低单个透镜的加工难度。当f1/CT1≤-8.0时，第一透镜110的厚度过小，导致单个透镜的加工难度增大；当f1/CT1≥-4.0时，第一透镜110的焦距过大，容易产生较难校正的像散，从而降低该光学系统的成像质量。
进一步地，在一些实施例中，第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120的焦距为f2，光学系统的有效焦距为f，其中，f1、f2以及f满足条件式：-5.5mm<f1*f2/f<-3.5mm。具体地，f1*f2/f的取值可以为-4.922、-3.923、-4.299、-5.243或-5.233。该设计中，通过设置一具有负曲折力的第一透镜110以及一具有正曲折力的第二透镜120，用于校正因光线转折而产生的像差，以提升该光学系统的解像力；当-5.5mm<f1*f2/f<-3.5mm时，f1、f2以及f的比值得到合理配置，有利于降低光线转折后的射出光学系统的角度，进而减小了光线射入位于该光学系统的成像面S7上的感光元件的入射角度，以提升该感光元件的感光性能来提高该光学系统的成像品质；当f1*f2/f≤-5.5mm或f1*f2/f≥-3.5mm时，不利于该光学系统的像差的校正，降低光学系统的成像品质。
进一步地，在一些实施例中，第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为Rs2，第一透镜110的焦距为f1，其中，Rs2以及f1满足条件式：-6.0<Rs2/f1<-1.0。具体地，Rs2/f1的取值可以为-1.259、-1.321、-1.785、-1.518或-5.534。该设计中，当-6.0<Rs2/f1<-1.0时，Rs2与f1的比值得到合理配置，对第一透镜110于光轴处的曲率半径的有效控制，便于在第一透镜110以及第二透镜120之间放置光阑140，从而有效的减少鬼影产生的风险；当Rs2/f1≤-6.0时，Rs2过小，第一透镜的像侧面S2过弯，不利于第一透镜110的加工；当Rs2/f1≥-1.0时，Rs2过大，第一透镜的像侧面S2过平，容易产生鬼影。
进一步地，在一些实施例中，第二透镜的物侧面S3于光轴处的曲率半径为Rs3，第二透镜的像侧面S4于光轴处的曲率半径为Rs4，其中，Rs3以及Rs4满足条件式：1.5<Rs3/Rs4<4.5。具体地，Rs3/Rs4的取值可以为12.279、16.744、4.674、3.921或8.156。该设计中，当3.5<Rs3/Rs4<17.0时，Rs3与Rs4的比值得到合理配置，能够捕捉大角度射进光学系统的光线以提升光学系统的视场角范围；通过合理的控制第二透镜的像侧面S4以及物侧面S3于光轴处的曲率半径，有利于降低鬼影产生的机率，削弱鬼影的强度；通过合理的控制第二透镜的物侧面S3于光轴处的曲率半径，既能够降低透镜的加工难度又能够有效地避免鬼影的产生。当Rs3/Rs4≤-3.5时，Rs3过小，第二透镜的物侧面S3过小，第二透镜120的加工难度增大，导致成本提高；当Rs3/Rs4≥-17.0时，Rs3过大，第二透镜的物侧面S3过平，容易产生鬼影。
进一步地，在一些实施例中，第一透镜110于光轴处的中心厚度为CT1，第二透镜120于光轴处的中心厚度为CT2，其中，CT1以及CT2满足条件式：1.5<CT2/CT1<4.5。具体地，CT2/CT1的取值可以为3.338、3.584、4.020、3.789或1.875。该设计中，通过对第一透镜110以及第二透镜120于光轴处的中心厚度进行合理的设置，有效的调节第一透镜110与第二透镜120之间的曲折力关系，当1.5<CT2/CT1<4.5时，CT1与CT2的比值得到合理配置，有利于实现该光学系统的广角化与小型化的设计，同时提升该光学系统的光学性能；当CT2/CT1≤1.5或CT2/CT1≥4.5时，第一透镜110与第二透镜120曲折力比例分配不合理，不利于该光学系统的像差的校正。
进一步地，在一些实施例中，光学系统的最大视场角为FOV，光学系统的入瞳直径为EPD，其中，FOV以及EPD满足条件式：63.0deg/mm<FOV/EPD<79.5deg/mm。具体地，FOV/EPD的取值可以为79.006、78.817、71.012、63.395或73.579。该设计中，通过参数的设定控制该光学系统的进光量和入瞳直径，当63.0deg/mm<FOV/EPD<79.5deg/mm时，FOV与EPD的比值得到合理配置，使得该光学系统具有较大的视场角范围，同时还能够体现出大光圈的效果以及较远的景深范围，即实现无限远、大角度清晰成像的同时，对近处的景物依然有清晰识别的能力；当FOV/EPD≤63.0deg/mm或FOV/EPD≥79.5deg/mm时，不利于在实现大光圈效果的同时兼具对较远景物的清晰识别能力。
进一步地，在一些实施例中，第二透镜的像侧面S4的最大光学有效口径为SDs4，第二透镜的像侧面S4于最大光学有效半口径处的矢高为SAGs4，其中，SDs4以及SAGs4满足条件式：4.0<SDs4/|SAGs4|<7.0。具体地，SDs4/|SAGs4|的取值可以为5.569、5.628、4.555、4.389或6.612。其中，矢高为第二透镜的像侧面S4中心(即第二透镜的像侧面S4与光轴的交点位置)至该面的最大光学有效半口径处于平行光轴方向上的距离，且当该值为正值时，在平行于光学系统的光轴的方向上，该面的最大有效有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近光学系统的物侧，当该值为负值时，在平行于光学系统的光轴的方向上，该面的最大有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近光学系统的像侧。该设计中，当4.0<SDs4/|SAGs4|<7.0时，避免第二透镜120的像侧面型过弯，以降低第二透镜120的加工难度，也能避免第二透镜120的像侧面型过弯而导致镀膜不均匀的问题，还能避免大角度光线入射该光学系统从而导致该光学系统成像品质差的问题；当4.0<SDs4/|SAGs4|<7.0时，避免第二透镜120的像侧面型过平，以减小产生鬼影的风险。当SDs4/|SAGs4|≤4.0时，第二透镜的像侧面S4过弯，不利于第二透镜120的加工，同时容易导致镀膜不均匀；当SDs4/|SAGs4|≥7.0时，第二透镜的像侧面S4过平，容易产生鬼影。
进一步地，在一些实施例中，第一透镜110的焦距为f1，第一透镜110于光轴处的中心厚度为CT1，第二透镜120于光轴处的中心厚度为CT2，其中，f1、CT1以及CT2满足条件式：-5.2<f1/(CT2-CT1)<-1.5。具体地，f1/(CT2-CT1)可以为-2.224、-1.659、-1.983、-2.712或-5.191。该设计中，当-5.2<f1/(CT2-CT1)<-1.5时，使具有一正一负的两个透镜的曲折力得到合理的配置，从而进行像差的相互校正，将靠近物侧的第一透镜110设置为负透镜，可抓住大角度范围射进光学系统的光线，以扩大该光学系统的视场角范围，满足低敏感度以及小型化的特征，且通过控制第一透镜110以及第二透镜120的厚度差，在满足光学性能的前提下，使得该光学系统的结构更加紧凑。当f1/(CT2-CT1)≤-5.2或f1/(CT2-CT1)≥-1.5时，不利于该光学系统的像差的校正，从而降低该光学系统的成像品质。
需要指出的是，透镜的物侧面指代透镜的朝向物面一侧的表面，透镜的像侧面指代透镜的朝向像面(也即成像面S7)一侧的表面，例如，第一透镜的物侧面S1指代第一透镜110的朝向(靠近)物侧一侧的表面，第一透镜的像侧面S2指代第一透镜110的朝向(靠近)像侧一侧的表面。以上各透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径为正表示该透镜的物侧面或像侧面朝向物面凸设，各透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径为负表示该透镜的物侧面或像侧面朝向像面凸设。
为减少该光学系统中的杂光来提升该光学系统的成像品质，该光学系统还包括一光阑140，其中，光阑140可以是孔径光阑140和/或视场光阑140，其中，本申请的实施例均采用孔径光阑。光阑140位于该光学系统的物面与成像面S7之间，例如，可以在光学系统的物面与第一透镜的物侧面S1之间、第一透镜的像侧面S2与第二透镜的物侧面S3之间、第二透镜的像侧面S4与光学系统的成像面S7之间的任意位置设置光阑140，为节约成本，也可以在第一透镜的物侧面S1、第一透镜的像侧面S2、第二透镜的物侧面S3以及第二透镜的像侧面S4中的任意一个表面上设置光阑140。在本实施例中，在第一透镜的像侧面S2以及第二透镜的物侧面S3之间设置一光阑140。
为校正该光学系统的像差以提高该光学系统的成像品质，第一透镜110和第二透镜120的多个物侧面以及第一透镜110和第二透镜120的多个像侧面中，至少有一个面为非球面，例如，第一透镜的物侧面S1可以为非球面，第二透镜的物侧面S3也可以为非球面。需要注意的是，以上表面为非球面可以是透镜的整个表面为非球面，也可以是透镜的表面的部分为非球面，例如，第一透镜110于近光轴处的部分为非球面。
为节约该光学系统的成本，第一透镜110以及第二透镜120可以均采用塑料材质制成。考虑到光学系统的成像品质不仅与光学系统中的各透镜之间的配合有关，还与各透镜的材质密切相关，为提高光学系统的成像品质，第一透镜110以及第二透镜120也可以部分或全部采用玻璃材质制成。
被拍摄物体所发射的光线由物侧依次穿过光学系统的第一透镜110以及第二透镜120后到达成像面S7，并在成像面S7成像，为实现对成像感光元件(例如图像传感器)的保护，光学系统还可以包括保护玻璃130，保护玻璃130设置于第二透镜的像侧面S4与成像面S7之间，其中，保护玻璃130包括靠近物侧的第一表面S5以及靠近像侧的第二表面S6。
综上，该光学系统能够有效地改善色差和热差，使得光学系统在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高温度测量的准确性。
根据上述各实施例的描述，以下提出更为具体的实时例及附图予以详细说明。
实施例一
请参照图1至图2C所示，图1为本申请实施例一提供的光学系统的结构示意图，图2A至图2C分别示意为本申请实施例一提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、光阑140、第二透镜120、保护玻璃130以及成像面S7。
第一透镜110具有负曲折力，第一透镜的物侧面S1于近光轴为凸面，第一透镜的像侧面S2于近光轴为凹面。
第二透镜120具有正曲折力，第二透镜的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜的像侧面S4于近光轴处为凸面。
实施例一中，各透镜的折射率的参考波长为10000nm，阿贝数和焦距的参考波长均为587.56nm。光学系统的相关参数如表1所示。其中，表1中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统的对角线方向的视场角，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。
表1
Figure GDA0003056253970000091
由上表1可知，在本申请实施例一中，第一透镜110的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f1/f＝-2.582，第二透镜120的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f2/f＝1.054。
在本申请实施例一中，将该光学系统的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表2。
表2
f1/CT1 f1*f2/f Rs2/f1 Rs3/Rs4
实施例一 -5.199 -4.922 -1.259 12.279
CT2/CT1 FOV/EPD SDs4/|SAGs4| f1/(CT2-CT1)
实施例一 3.338 79.006 5.569 -2.224
光学系统的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：
Figure GDA0003056253970000092
其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r为非球面上相应点到光轴的距离，c为非球面顶点的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例一中，第一透镜110以及第二透镜120的朝向物侧一侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表3所示：
表3
Figure GDA0003056253970000093
Figure GDA0003056253970000101
光学系统的透镜的表面可能是衍射面，对于这些衍射面的表面，衍射面表面的衍射面方程为：
Figure GDA0003056253970000102
其中，ρ＝r/r1，r1为归一化的半径坐标，Ai为衍射面的相位系数。本申请实施例一中，第一透镜110以及第二透镜120的朝向像侧一侧的表面均为衍射面，各透镜所对应的衍射面的表面对应衍射面系数如表4所示：
表4
面序号 2 5
R**2(HCO C1) -2.478E-04 -5.051E-03
R**4(HCO C2) -8.786E-03 8.719E-04
R**6(HCO C3) 4.961E-03 -2.318E-04
R**8(HCO C4) 2.585E-03 1.910E-05
R**10(HCO C5) 0.000E+00 0.000E+00
R**12(HCO C6) 0.000E+00 0.000E+00
R**14(HCO C7) 0.000E+00 0.000E+00
R**16(HCO C8) 0.000E+00 0.000E+00
R**18(HCO C9) 0.000E+00 0.000E+00
R**20(HCO C10) 0.000E+00 0.000E+00
图2A为本申请实施例一中在波长为8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的光学系统的纵向球差曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场角。
由图2A可以看出8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例一中的光学系统的成像质量较好。
图2B为本申请实施例一中的光学系统的像散曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示视场角。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图2B可以看出视场角位于65.00度以内，得到了较好的补偿。
图2C为本申请实施例一中的光学系统的畸变曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示视场角。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图2C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例二
请参照图3至图4C所示，图3为本申请实施例二提供的光学系统的结构示意图，图4A至图4C分别示意为本申请实施例二提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、光阑140、第二透镜120、保护玻璃130以及成像面S7。
第一透镜110具有负曲折力，第一透镜的物侧面S1于近光轴为凸面，第一透镜的像侧面S2于近光轴为凹面。
第二透镜120具有正曲折力，第二透镜的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜的像侧面S4于近光轴处为凸面。
实施例二中，各透镜的折射率的参考波长为10000nm，阿贝数和焦距的参考波长均为587.56nm。光学系统的相关参数如表5所示。其中，表5中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统的对角线方向的视场角，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。
表5
Figure GDA0003056253970000111
由上表5可知，在本申请实施例二中，第一透镜110的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f1/f＝-1.894，第二透镜120的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f2/f＝1.144。
在本申请实施例二中，将该光学系统的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表6。
表6
f1/CT1 f1*f2/f Rs2/f1 Rs3/Rs4
实施例二 -4.285 -3.923 -1.321 16.744
CT2/CT1 FOV/EPD SDs4/|SAGs4| f1/(CT2-CT1)
实施例二 3.584 78.817 5.628 -1.659
光学系统的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：
Figure GDA0003056253970000112
其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r为非球面上相应点到光轴的距离，c为非球面顶点的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例二中，第一透镜110以及第二透镜120的朝向物侧一侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表7所示：
表7
面序号 1 4
K -3.930E+01 9.990E+01
A4 4.839E-02 -1.617E-02
A6 -3.304E-02 2.877E-02
A8 2.039E-02 -3.696E-02
A10 -6.501E-03 2.663E-02
A12 8.584E-04 -1.074E-02
A14 2.025E-05 2.257E-03
A16 -1.047E-05 -1.923E-04
A18 0.000E+00 0.000E+00
A20 0.000E+00 0.000E+00
光学系统的透镜的表面可能是衍射面，对于这些衍射面的表面，衍射面表面的衍射面方程为：
Figure GDA0003056253970000121
其中，ρ＝r/r1，r1为归一化的半径坐标，Ai为衍射面的相位系数。本申请实施例二中，第一透镜110以及第二透镜120的朝向像侧一侧的表面均为衍射面，各透镜所对应的衍射面的表面对应衍射面系数如表8所示：
表8
面序号 2 5
R**2(HCO C1) -1.334E-03 -6.587E-03
R**4(HCO C2) -1.202E-02 2.234E-03
R**6(HCO C3) 1.591E-02 -5.146E-04
R**8(HCO C4) -4.029E-03 3.780E-05
R**10(HCO C5) 0.000E+00 0.000E+00
R**12(HCO C6) 0.000E+00 0.000E+00
R**14(HCO C7) 0.000E+00 0.000E+00
R**16(HCO C8) 0.000E+00 0.000E+00
R**18(HCO C9) 0.000E+00 0.000E+00
R**20(HCO C10) 0.000E+00 0.000E+00
图4A为本申请实施例二中在波长为8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的光学系统的纵向球差曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场角。
由图4A可以看出8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例二中的光学系统的成像质量较好。
图4B为本申请实施例二中的光学系统的像散曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图4B可以看出像散位于2.17mm以内，得到了较好的补偿。
图4C为本申请实施例二中的光学系统的畸变曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图4C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例三
请参照图5至图6C所示，图5为本申请实施例三提供的光学系统的结构示意图，图6A至图6C分别示意为本申请实施例三提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、光阑140、第二透镜120、保护玻璃130以及成像面S7。
第一透镜110具有负曲折力，第一透镜的物侧面S1于近光轴为凸面，第一透镜的像侧面S2于近光轴为凹面。
第二透镜120具有正曲折力，第二透镜的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜的像侧面S4于近光轴处为凸面。
实施例三中，各透镜的折射率的参考波长为10000nm，阿贝数和焦距的参考波长均为587.56nm。光学系统的相关参数如表9所示。其中，表9中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统的对角线方向的视场角，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。
表9
Figure GDA0003056253970000131
由上表9可知，在本申请实施例三中，第一透镜110的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f1/f＝-1.987，第二透镜120的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f2/f＝1.026。
在本申请实施例三中，将该光学系统的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表10。
表10
f1/CT1 f1*f2/f Rs2/f1 Rs3/Rs4
实施例三 -5.989 -4.299 -1.785 4.674
CT2/CT1 FOV/EPD SDs4/|SAGs4| f1/(CT2-CT1)
实施例三 4.020 71.012 4.555 -1.983
光学系统的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：
Figure GDA0003056253970000132
其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r为非球面上相应点到光轴的距离，c为非球面顶点的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例三中，第一透镜110的朝向物侧一侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表11所示：
表11
面序号 1
K -2.682E+01
A4 3.228E-02
A6 -1.991E-02
A8 2.311E-02
A10 -1.778E-02
A12 8.862E-03
A14 -2.816E-03
A16 5.506E-04
A18 -6.032E-05
A20 2.841E-06
光学系统的透镜的表面可能是衍射面，对于这些衍射面的表面，衍射面表面的衍射面方程为：
Figure GDA0003056253970000141
其中，ρ＝r/r1，r1为归一化的半径坐标，Ai为衍射面的相位系数。本申请实施例三中，第一透镜110的朝向像侧一侧的表面、第二透镜120的朝向物侧一侧的表面以及第二透镜120的朝向像侧一侧的表面均为衍射面，各透镜所对应的衍射面的表面对应衍射面系数如表12所示：
表12
面序号 2 4 5
R**2(HCO C1) 4.025E-02 -6.079E-02 2.541E-02
R**4(HCO C2) 5.887E-03 -1.090E-02 4.600E-03
R**6(HCO C3) -4.376E-02 -2.041E-03 -1.713E-04
R**8(HCO C4) 6.818E-02 -5.220E-04 -1.838E-05
R**10(HCO C5) -1.131E-02 4.859E-05 5.095E-06
R**12(HCO C6) -1.384E-02 5.335E-05 5.987E-07
R**14(HCO C7) -1.649E-03 5.414E-06 1.356E-08
R**16(HCO C8) 3.903E-03 -1.615E-05 -1.730E-08
R**18(HCO C9) 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
R**20(HCO C10) 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
图6A为本申请实施例三中在波长为8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的光学系统的纵向球差曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场角。
由图6A可以看出8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例三中的光学系统的成像质量较好。
图6B为本申请实施例三中的光学系统的像散曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图6B可以看出像散位于2.10mm以内，得到了较好的补偿。
图6C为本申请实施例三中的光学系统的畸变曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图6C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例四
请参照图7至图8C所示，图7为本申请实施例四提供的光学系统的结构示意图，图8A至图8C分别示意为本申请实施例四提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、光阑140、第二透镜120、保护玻璃130以及成像面S7。
第一透镜110具有负曲折力，第一透镜的物侧面S1于近光轴为凸面，第一透镜的像侧面S2于近光轴为凹面。
第二透镜120具有正曲折力，第二透镜的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜的像侧面S4于近光轴处为凸面。
实施例四中，各透镜的折射率的参考波长为10000nm，阿贝数和焦距的参考波长均为587.56nm。光学系统的相关参数如表13所示。其中，表13中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统的对角线方向的视场角，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。
表13
Figure GDA0003056253970000151
由上表13可知，在本申请实施例四中，第一透镜110的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f1/f＝-2.475，第二透镜120的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f2/f＝0.990。
在本申请实施例四中，将该光学系统的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表14。
表14
f1/CT1 f1*f2/f Rs2/f1 Rs3/Rs4
实施例四 -7.565 -5.243 -1.518 3.921
CT2/CT1 FOV/EPD SDs4/|SAGs4| f1/(CT2-CT1)
实施例四 3.789 63.395 4.389 -2.712
光学系统的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：
Figure GDA0003056253970000161
其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r为非球面上相应点到光轴的距离，c为非球面顶点的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例四中，第一透镜110的朝向物侧一侧的表面为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表15所示：
表15
面序号 1
K -9.990E+01
A4 2.491E-02
A6 -2.151E-02
A8 2.953E-02
A10 -2.557E-02
A12 1.410E-02
A14 -4.878E-03
A16 1.023E-03
A18 -1.187E-04
A20 5.843E-06
光学系统的透镜的表面可能是衍射面，对于这些衍射面的表面，衍射面表面的衍射面方程为：
Figure GDA0003056253970000162
其中，ρ＝r/r1，r1为归一化的半径坐标，Ai为衍射面的相位系数。本申请实施例四中，第一透镜110的朝向像侧一侧的表面、第二透镜120的朝向物侧一侧的表面以及第二透镜120的朝向像侧一侧的表面均为衍射面，各透镜所对应的衍射面的表面对应衍射面系数如表16所示：
表16
面序号 2 4 5
R**2(HCO C1) 2.847E-02 -5.180E-02 1.936E-02
R**4(HCO C2) -1.050E-02 -1.033E-02 2.744E-03
R**6(HCO C3) 1.387E-02 -9.224E-04 1.396E-04
R**8(HCO C4) -2.784E-03 -7.760E-04 -3.329E-05
R**10(HCO C5) 1.141E-02 -6.364E-04 3.516E-06
R**12(HCO C6) -6.640E-03 -3.360E-04 -1.201E-08
R**14(HCO C7) -1.762E-03 -8.508E-05 -4.009E-08
R**16(HCO C8) 1.831E-03 1.327E-04 -7.568E-09
R**18(HCO C9) 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
R**20(HCO C10) 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
图8A为本申请实施例四中在波长为8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的光学系统的纵向球差曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场角。
由图8A可以看出8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例四中的光学系统的成像质量较好。
图8B为本申请实施例四中的光学系统的像散曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图8B可以看出场曲位于1.92mm以内，得到了较好的补偿。
图8C为本申请实施例四中的光学系统的畸变曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图8C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例五
请参照图9至图10C所示，图9为本申请实施例五提供的光学系统的结构示意图，图10A至图10C分别示意为本申请实施例五提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
光学系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、光阑140、第二透镜120、保护玻璃130以及成像面S7。
第一透镜110具有负曲折力，第一透镜的物侧面S1于近光轴为凹面，第一透镜的像侧面S2于近光轴为凹面。
第二透镜120具有正曲折力，第二透镜的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜的像侧面S4于近光轴处为凸面。
实施例五中，各透镜的折射率的参考波长为10000nm，阿贝数和焦距的参考波长均为587.56nm。光学系统的相关参数如表17所示。其中，表17中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统的对角线方向的视场角，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。
表17
Figure GDA0003056253970000171
由上表17可知，在本申请实施例五中，第一透镜110的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f1/f＝-2.633，第二透镜120的焦距与光学系统的焦距之间的关系为f2/f＝1.080。
在本申请实施例五中，将该光学系统的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表18。
表18
Figure GDA0003056253970000172
Figure GDA0003056253970000181
光学系统的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：
Figure GDA0003056253970000182
其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r为非球面上相应点到光轴的距离，c为非球面顶点的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例五中，第一透镜110的朝向物侧一侧的表面、第一透镜110的朝向像侧的表面以及第二透镜120的朝向物侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表19所示：
表19
面序号 1 2 4
K -2.652E+01 9.990E+01 8.972E+01
A4 3.500E-02 9.579E-04 7.460E-03
A6 -1.583E-02 2.182E-01 -1.644E-02
A8 1.081E-02 -5.558E-01 1.640E-02
A10 -4.642E-03 8.324E-01 -8.291E-03
A12 1.143E-03 -6.834E-01 2.319E-03
A14 -1.460E-04 2.842E-01 -3.341E-04
A16 7.479E-06 -4.494E-02 1.921E-05
A18 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
A20 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
光学系统的透镜的表面可能是衍射面，对于这些衍射面的表面，衍射面表面的衍射面方程为：
Figure GDA0003056253970000183
其中，ρ＝r/r1，r1为归一化的半径坐标，Ai为衍射面的相位系数。本申请实施例五中，第二透镜120的朝向像侧一侧的表面为衍射面，各透镜所对应的衍射面的表面对应衍射面系数如表20所示：
表20
面序号 5
R**2(HCO C1) -5.768E-03
R**4(HCO C2) 1.579E-03
R**6(HCO C3) -4.913E-04
R**8(HCO C4) 4.546E-05
R**10(HCO C5) 0.000E+00
R**12(HCO C6) 0.000E+00
R**14(HCO C7) 0.000E+00
R**16(HCO C8) 0.000E+00
R**18(HCO C9) 0.000E+00
R**20(HCO C10) 0.000E+00
图10A为本申请实施例五中在波长为8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的光学系统的纵向球差曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场角。
由图10A可以看出8000.000nm、9000.000nm、10000.000nm、11000.000nm以及12000.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例五中的光学系统的成像质量较好。
图10B为本申请实施例五中的光学系统的像散曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图10B可以看出像散位于2.07mm以内，得到了较好的补偿。
图10C为本申请实施例五中的光学系统的畸变曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。
在参考波长为10000.000nm的情况下，由图10C可以看出畸变得到了很好的校正。
本申请实施例的第二方面提供了一种取像模组，该取像模组包括图像传感器以及上述的光学系统，其中，光学系统用于接收被拍摄物体所发射的光线并投射至图像传感器上，图像传感器用于将光线的光信号转化成图像信号。具有上述光学系统的取像模组，其能够有效地改善色差和热差，使得该取像模组在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高该取像模组温度测量的准确性，同时还能够实现该取像模组的小型化以及轻薄化设计。
本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，该电子设备包括上述的取像模组。具有上述取像模组的电子设备，其能够有效地改善色差和热差，使得该电子设备在高低温条件下的成像质量得到改善，以提高该电子设备温度测量的准确性，同时还能够实现该电子设备的小型化以及轻薄化设计。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光学系统，其特征在于，包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜以及第二透镜；
其中，所述第一透镜具有负曲折力，且所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，所述第二透镜具有正曲折力，且所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面和/或所述第二透镜的像侧面为衍射面；
其中，所述第一透镜的焦距为f1，所述第一透镜于光轴处的中心厚度为CT1，且f1以及CT1满足条件式：
-8.0<f1/CT1<-4.0；
其中，所述光学系统还包括光阑；
其中，所述光学系统中具有光焦度的透镜为两片；
所述光学系统的最大视场角为FOV，所述光学系统的入瞳直径为EPD，其中，FOV以及EPD满足条件式：
63.0deg/mm<FOV/EPD<79.5deg/mm。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第二透镜的焦距为f2，所述光学系统的有效焦距为f，其中，f1、f2以及f满足条件式：
-5.5mm<f1*f2/f<-3.5mm。
3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径为Rs2，其中，Rs2以及f1满足条件式：
-6.0<Rs2/f1<-1.0。
4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径为Rs3，所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径为Rs4，其中，Rs3以及Rs4满足条件式：
3.5<Rs3/Rs4<17.0。
5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第二透镜于光轴处的中心厚度为CT2，其中，CT1以及CT2满足条件式：
1.5<CT2/CT1<4.5。
6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第二透镜的像侧面的最大光学有效口径为SDs4，所述第二透镜的像侧面于最大光学有效半口径处的矢高为SAGs4，其中，SDs4以及SAGs4满足条件式：
4.0<SDs4/|SAGs4|<7.0。
7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第二透镜于光轴处的中心厚度为CT2，其中，f1、CT1以及CT2满足条件式：
-5.2<f1/(CT2-CT1)<-1.5。
8.一种取像模组，其特征在于，包括：
图像传感器；及
权利要求1-7中任一项所述的光学系统。
9.一种电子设备，其特征在于，
包括权利要求8所述的取像模组。
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