光学镜头制造技术

本发明专利技术提供了光学镜头。该光学镜头从物侧到像侧依次包括：第一透镜，为具有正光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；第二透镜，为具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；第三透镜，为具有正光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凹面、像侧面为凸面；和第四透镜，为具有正光焦度的透镜，其物侧面为凸面。本发明专利技术提供的光学镜头通过优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，可以在保持镜头小型化的同时实现高入光量。

【技术实现步骤摘要】
光学镜头
本专利技术涉及光学镜头的领域，特别涉及能够在保持镜头小型化的同时实现高入光量和小畸变的光学镜头。
技术介绍
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。从工作原理上讲，激光雷达与微波雷达相同，都是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达通常包括激光发射器、光学接收器、转台和信息处理系统等组成部分，激光发射器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光学接收器再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器显示。随着无人驾驶的发展，激光雷达成为实现无人驾驶的重要设备，它依靠分析接收到的反射激光来判定障碍物体的相关信息，例如位置、速度等。光学镜头是激光雷达的重要组成部分，如上所述，在激光雷达的发射端需要使用光学镜头来准直光束，在其接收端则需要光学镜头来接收光束。因此，目前市场上所用的激光雷达需要装备两类镜头，一类是发射端镜头，一类是接收端镜头。与普通镜头不同，激光雷达的接收端镜头不要求成像，而是需要收集尽可能多的反射光，使得后方的芯片能够接收到反射光大部分的能量。所以，激光雷达的接收端镜头要求FNO小，使得镜头能够接收到更多的光线，同时对畸变的要求也很高。并且，还需要保持镜头的小型化。因此，存在对于改进的光学镜头和激光雷达的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的缺陷和不足，提供新颖的和改进的能够在保持镜头小型化的同时实现高入光量和小畸变的光学镜头和激光雷达。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，可以在保持镜头小型化的同时实现高入光量。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过第一透镜采用正光焦度的弯月形透镜，可以收集更多的光线进入光学系统，从而实现高入光量。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过第一透镜采用弯月形状，能够有效地减小第二透镜的口径以及第一透镜和第二透镜之间的距离，有助于实现光学镜头的小型化。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过第二透镜的形状和光焦度设置，可以实现光线的平稳过渡，并减小由第一透镜产生的像差。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过第三透镜的形状和光焦度设置，可以进一步减小第一透镜和第二透镜产生的像差，并有助于调整成像尺寸。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过第四透镜的物侧面为凸面，有助于收集来自第三透镜的出射光线汇聚到芯片。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过将第二透镜和第三透镜设置为口径大致相同，可以有效降低光学镜头的成本。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过将第二透镜和第三透镜设置为非球面透镜，可以控制弥散斑大小和畸变大小而提供优良的光学性能。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过将第二透镜和第三透镜设置为玻璃非球面透镜，可以实现良好的热稳定性。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过将第二透镜和第三透镜设置为材料/外形基本一致的塑料非球面透镜，可以抵消温度变化时的离焦变化而提升热稳定性，实现波动范围小的高入光量。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过将第二透镜和第三透镜设置为大致对称的接近同心圆形状，能够有效地矫正畸变，保证小畸变。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过将第二透镜和第三透镜设置为接近同心圆形状的塑料镜片，有利于镜片的加工，实现光学镜头的低成本。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过提供大的光阑孔径，能够接收更多反射光线。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过将第一透镜和第四透镜的焦距设置得大，并将第二透镜和第三透镜的焦距设置得小，可以使得进入镜头的能量高，从而实现高入光量，并且获得大的视场角。本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头和激光雷达，通过设置第一透镜到第四透镜的折射率和阿贝系数，有助于实现光线在整个光学系统中的平缓过渡，从而获得高入光量和大视场角。根据本专利技术的一方面，提供了一种光学镜头，从物侧到像侧依次包括：第一透镜，是具有正光焦度的弯月形透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜，是具有正光焦度的弯月形透镜，所述所述第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；和，第四透镜，是具有正光焦度的透镜，所述第四透镜的物侧面是凸面。在上述光学镜头中，所述第四透镜的像侧面为平面，或者所述第四透镜的像侧面为凹面。在上述光学镜头中，所述第二透镜和所述第三透镜至少一非球面透镜。在上述光学镜头中，所述第二透镜和所述第三透镜具有接近同心圆的形状。在上述光学镜头中，所述第二透镜和所述第三透镜是塑料镜片。在上述光学镜头中，进一步包括：大的孔径光阑，位于所述第二透镜和所述第三透镜之间。在上述光学镜头中，所述第一透镜到所述第四透镜满足以下条件表达式(1)：TTL/F≤1.6(1)其中，F是所述光学镜头的整组焦距值，且TTL是所述光学镜头的光学长度。在上述光学镜头中，所述第一透镜到所述第四透镜的焦距满足以下条件表达式(2)：F1/F≤1.6(2)其中，F1是所述第一透镜的焦距，且F是所述光学镜头的整组焦距值。在上述光学镜头中，所述第一透镜到所述第四透镜的焦距满足以下条件表达式(3)：丨F2/F丨≥4(3)其中，F2是所述第二透镜的焦距，且F是所述光学镜头的整组焦距值。在上述光学镜头中，所述第一透镜到所述第四透镜的焦距满足以下条件表达式(4)：F3/F≥12(4)其中，F3是所述第三透镜的焦距，且F是所述光学镜头的整组焦距值。在上述光学镜头中，所述第一透镜到所述第四透镜的焦距满足以下条件表达式(5)：F4/F≤1.4(5)其中，F4是所述第四透镜的焦距，且F是所述光学镜头的整组焦距值。在上述光学镜头中，所述第二透镜满足以下条件表达式(6)：0.5≤(R4+d3)/R3≤1.5(6)其中，R3是所述第二透镜的物侧面的曲率半径，R4是所述第二透镜的像侧面的曲率半径，d3是所述第二透镜的厚度。在上述光学镜头中，所述第三透镜满足以下条件表达式(7)：0.5≤(丨R6丨+d6)/丨R7丨≤1.5(7)其中，R6是所述第三透镜的物侧面的曲率半径，R7是所述第三透镜的像侧面的曲率半径，且d6是所述第三透镜的厚度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种激光雷达，包括上述的光学镜头作为接收端镜头。本专利技术提供的光学镜头和激光雷达，通过优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，可以在保持镜头小型化的同时实现高入光量。附图说明图1图示根据本专利技术第一实施例的光学镜头的透镜配置；图2图示根据本专利技术第二实施例的光学镜头的透镜配置；图3是根据本专利技术实施例的激光雷达的示意性框图。具体实施方式以下描述用于公开本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学镜头，从物侧到像侧依次包括：第一透镜，是具有正光焦度的弯月形透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜，是具有正光焦度的弯月形透镜，所述第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；和第四透镜，是具有正光焦度的透镜，所述第四透镜的物侧面是凸面。

【技术特征摘要】
1.一种光学镜头，从物侧到像侧依次包括：第一透镜，是具有正光焦度的弯月形透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜，是具有正光焦度的弯月形透镜，所述第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；和第四透镜，是具有正光焦度的透镜，所述第四透镜的物侧面是凸面。2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面为平面；或者所述第四透镜的像侧面为凹面。3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜中的至少一个是非球面透镜。4.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜具有接近同心圆的形状。5.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜是塑料镜片。6.根据权利要求1至3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，进一步包括：大的孔径光阑，位于所述第二透镜和所述第三透镜之间。7.根据权利要求1至3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜到所述第四透镜满足以下条件表达式(1)：TTL/F≤1.6(1)其中，F是所述光学镜头的整组焦距值，且TTL是所述光学镜头的光学长度。8.根据权利要求1至3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜到所述第四透镜的焦距满足以下条件表达式(2)：F1/F≤1.6(2)其中，F1是所述第一透镜的焦距，F是所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍鹏，徐超，杨佳，
申请(专利权)人：宁波舜宇车载光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33