一种激光雷达接收镜头制造技术

本发明专利技术提供了一种接收镜头，包括互相垂直的X轴、Y轴、Z轴，所述Z轴为接收镜头的入射光方向，所述X轴与水平面平行，所述Y轴垂直于水平面，所述接收镜头按照光的入射方向依次由第一聚光透镜组、滤光片、第二聚光透镜组、探测器组成，所述第一聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第一聚光透镜组成，所述第二聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第二聚光透镜组成。本发明专利技术可以在大视场角度下实现窄带滤波功能，大幅减少干扰噪声的影响，同时实现大视场角度下微小尺寸的探测器接收能量的大幅提升，可以收集更宽视场的光线。

A laser radar receiving lens

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达接收镜头
本专利技术属于激光测量
，特别是涉及一种激光雷达光学系统。
技术介绍
激光雷达是以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、速度等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。由于激光雷达具有精度高、抗干扰能力强、结构较简单、成本低、使用方便，已被应用于军用和民用领域；激光雷达也是目前L3以上等级无人智能驾驶汽车上唯一能够全方位三维感知周围图像信息的传感器，无人驾驶汽车为未来激光雷达应用开辟了广阔的道路。正如现有专利申请号为：2016110641769公开了一种高稳定性、高能量激光接收镜头，所述激光接收镜头包括光阑以及由左至右共轴设置的窄带干涉滤波片、第一双凸透镜、第二凸凹透镜、第三双凹透镜、第四双凸透镜和第五凸凹透镜；所述光阑设置于所述窄带干涉滤波片左侧表面；所述四象限探测器共轴设置于第五凸凹透镜右侧的焦平面上，该专利可以在满足小型化的前提下有效的解决了激光接收镜头大相对口径、高均匀度光斑、低畸变的难题。综上所述该技术虽然可以小型化，且高精度测量，但是这只适合激光制导，在车载
中，该技术依然无法解决在大视场角度下实现窄带滤波功能，进而导致至采集到的光线信息中包含着大量的干扰噪声，影响准确测量精度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新型的接收镜头，以至少解决现有技术中接收镜头干扰噪声较多，可收集视场较窄的问题。本专利技术实施例所述的接收镜头包括互相垂直的X轴、Y轴、Z轴，所述Z轴为接收镜头的入射光方向，所述X轴与水平面平行，所述Y轴垂直于水平面，所述接收镜头按照光的入射方向依次由第一聚光透镜组、滤光片、第二聚光透镜组、探测器组成，所述第一聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第一聚光透镜组成，所述第二聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第二聚光透镜组成。所述能量接收镜头还可以包括弯月透镜，所述弯月透镜安装在第二聚光透镜组与探测器之间，所述弯月透镜组可以由单透镜组成，也可以由若干透镜组成。本专利技术技术方案实现的原理如下：接收镜头图像噪声的产生一方面来自电路，另外一方面来自于太阳辐射，太阳辐射产生的噪声可由软件滤波的方式消除一部分，但滤波的同时可能会把有用的图形信息一并过滤，从而产生图形失真；另外一种采用光学方法将不需要的波长光截止，需要波长的光透过，光学方法滤光片不会对图形产生任何影响，但当光线以较大入射角入射时，因滤波原理限制透过率急剧下降，接收的图像周围因光线能量变弱而变暗，视场变窄，大角度大视场下光线的入射角需要降低，这可通过改变滤光片在光学系统中的前后位置实现大角度下滤波。针对于现有的应用于诸如1550nm波段的砷化铟镓光电探测器，受其接收面积较小，较大视场角下接收光线的能量较低限制，可以利用上述大入射角度下通过改变滤光片前后位置同时，采用多个砷化铟镓光电探测器在某一或某些方向上排列组成阵列探测器接收方式，某个单探测器只接收一定视场区间范围内的光线，再通过一定的算法将探测器阵列接收的视场进行叠加，实现在大接收视场下的滤波功能。进一步地，所述探测器为采用砷化铟镓光电探测器、硅探测器或其它光电探测器。进一步地，所述探测器可以是单探测器，或多个单探测器组成的阵列探测器。进一步地，所述阵列探测器可包括中心探测器、第一探测单元组、第二探测单元组，所述第一探测单元组以中心探测器为中心沿Y轴两端延伸排列的第一探测单元组成，所述第二探测单元组以中心探测器为中心沿X轴两端延伸排列的第二探测单元组成。进一步地，所述中心探测器、第一探测单元、第二探测单元均设有用于探测光线的探测头结构，所述第一探测单元的探测头结构以中心探测器为中心在Y轴方向上按照平面或弧面排列，所述第二探测单元的探测头结构以中心探测器为中心在X轴方向上按照平面或弧面排列，所述中心探测器、第一探测单元、第二探测单元组成平面或弧面的探测结构。更进一步地，所述弯月透镜可为负光焦度弯月透镜。本专利技术与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1）本技术方案可以在大视场角度下实现窄带滤波功能，大幅减少干扰噪声的影响；2）本技术方案可以实现大视场角度微小尺寸的探测器接收能量的大幅提升，可以收集更宽视场的能量；3）本技术方案可以实现小型化结构的基础上实现了大视场及获得高均匀度的光斑，大大降低加工成本的同时又满足了对目标探测精度。附图说明图1为本专利技术实施例一结构示意图；图2为本专利技术实施例二结构示意图；图3为本专利技术实施例二阵列探测器结构示意图；图4为本专利技术实施例二阵列探测器在X轴方向上的结构示意图；图5为本专利技术实施例二阵列探测器在Y轴方向上的结构示意图；图6为本专利技术实施例三阵列探测器在X轴方向上的结构示意图；图7为本专利技术实施例三阵列探测器在Y轴方向上的结构示意图；图8为本专利技术实施例三阵列探测器在Y轴方向上的探测单元排列趋势示意图；图9为本专利技术实施例四阵列探测器在Y轴方向上的结构示意图；图10为本专利技术实施例四阵列探测器在Y轴方向上的探测单元排列趋势示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。实施例一本专利技术提供了一种激光雷达接收镜头，包括互相垂直的X轴、Y轴、Z轴，所述Z轴为能量接收镜头的入射光方向，所述X轴与水平面平行，所述Y轴垂直于水平面，所述接收镜头按照光的入射方向依次由第一聚光透镜组、滤光片、第二聚光透镜组、探测器组成，所述第一聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第一聚光透镜组成，所述第二聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第二聚光透镜组成。可选的，所述接收镜头还包括弯月透镜，所述弯月透镜设置在第二聚光透镜组与探测器之间，所述弯月透镜组由单透镜或若干透镜组成。可选的，所述探测器为APD探测器。其中，如图1所示，第一聚光透镜组10可由第一透镜101及第二透镜102组成，第二聚光透镜组30为第三透镜，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜可均为会聚透镜，该接收镜头可包括第一透镜101及第二透镜102，滤光片20，第三透镜，弯月透镜40，及探测器50组成。在实际使用过程中，第一聚光透镜组10、第二聚光透镜组30、弯月透镜40为减小像差影响，可分裂成数量更多的透镜。能量接收镜头的光路过程具体如下：00'为光轴（光轴与Z轴平行），透镜组10由具有正光焦度的透镜组组成，外界被激发的光子以较大视场A斜入射进入镜头，经过透镜组10折射会聚后，光束以较为水平的角度入射至滤光片20，滤光片20可以将进入系统的不需要的其它波长的光截止，其中为了避免在APD探测器50处产生较大干扰噪声，滤光片20入射角度大小应严格控制，可通过改变弯月透镜40和第三透镜30的间距，从而改变滤光片20上入射角大小。光束经过滤光片20后，以较为水平的角度入射至第三透镜30，第三透镜3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达接收镜头，其特征在于，所述接收镜头包括互相垂直的X轴、Y轴、Z轴，所述Z轴为接收镜头的入射光方向，所述X轴与水平面平行，所述Y轴垂直于水平面，所述接收镜头按照光的入射方向依次由第一聚光透镜组、滤光片、第二聚光透镜组、探测器组成，所述第一聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第一聚光透镜组成，所述第二聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第二聚光透镜组成。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达接收镜头，其特征在于，所述接收镜头包括互相垂直的X轴、Y轴、Z轴，所述Z轴为接收镜头的入射光方向，所述X轴与水平面平行，所述Y轴垂直于水平面，所述接收镜头按照光的入射方向依次由第一聚光透镜组、滤光片、第二聚光透镜组、探测器组成，所述第一聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第一聚光透镜组成，所述第二聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第二聚光透镜组成。2.根据权利要求1所述的激光雷达接收镜头，其特征在于，所述接收镜头还可以包括弯月透镜，所述弯月透镜设置在第二聚光透镜组与探测器之间。3.根据权利要求1所述的激光雷达接收镜头，其特征在于，所述探测器为采用砷化铟镓光电探测器或硅探测器或光电探测器。4.根据权利要求1所述的激光雷达接收镜头，其特征在于，所述探测器可以为阵列探测器中。5.根据权利要求4所述的激光雷达接收镜头，其特征在于，所述阵列探测器包括中心探测单元、第一探测单元组、第二探测单元组，所述第一探测单元组由若干个以中心探...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金刚，黎洪，林坚，林余斌，黄塍波，
申请(专利权)人：岭纬科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35