本发明专利技术提供了一种用于激光雷达的光学收发组件及激光雷达装置，包括：第一透镜组件，所述第一透镜组件为具有第一曲率半径的球形结构；第二透镜组件，与所述第一透镜组件形成一体结构，包括：第三透镜，沿光路轴线方向设置于所述第一透镜组件的一侧；第四透镜，沿光路轴线方向设置于所述第一透镜组件的与所述第三透镜相反的一侧；其中，所述第二透镜组件与所述第一透镜组件基本上共球心。述第一透镜组件基本上共球心。述第一透镜组件基本上共球心。
【技术实现步骤摘要】
光学收发组件和激光雷达装置
[0001]本专利技术涉及激光雷达
，具体而言，涉及一种光学收发组件和激光雷达装置。
技术介绍
[0002]激光雷达系统已经广泛应用于障碍物探测、距离探测等方面，例如自动驾驶领域、智能机器人的避障领域等，激光雷达通过发射激光脉冲和接收从周围物体反射回的激光脉冲回波，并根据发射的脉冲和接收反射的脉冲之间的时间延迟来计算激光雷达到环境物体的距离。
[0003]光学镜头是激光雷达等光电系统必不可少的组成部分，常用于激光信号的发射与接收，目前常用的激光雷达系统包括收发分离的光学系统，收发分离的光学系统装调比较复杂，且不利于激光雷达系统的小型化。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种光学收发组件和激光雷达装置，以解决如上技术问题之一，具体如下。
[0005]本专利技术实施例提供一种用于激光雷达的光学收发组件，包括：第一透镜组件，所述第一透镜组件为具有第一曲率半径的球形结构；第二透镜组件，与所述第一透镜组件形成一体结构，包括：第三透镜，沿光路轴线方向设置于所述第一透镜组件的一侧；第四透镜，沿光路轴线方向设置于所述第一透镜组件的与所述第三透镜相反的一侧；其中，所述第二透镜组件与所述第一透镜组件基本上共球心。
[0006]在一些实施例中，所述第一透镜组件包括：沿光路轴线方向设置的第一透镜和第二透镜，其中，所述第一透镜和所述第二透镜具有大致相同的所述第一曲率半径。
[0007]在一些实施例中，所述第三透镜具有第一表面和第二表面，所述第四透镜具有第三表面和第四表面，其中，所述第一表面和所述第三表面具有大致相同的所述第一曲率半径，所述第二表面和所述第四表面具有大致相同的第二曲率半径。
[0008]在一些实施例中，所述第一透镜和第二透镜由第一材料形成，所述第三透镜和第四透镜由第二材料形成，其中，所述第一材料和所述第二材料的折射率不同。
[0009]在一些实施例中，还包括：光波导组件，配置为发射和接收光信号，所述光波导组件具有与所述第四透镜间隔设置的弧形端面，其中，所述弧形端面具有第三曲率半径。
[0010]在一些实施例中，所述弧形端面与所述第二透镜组件、所述第一透镜组件基本上共球心。
[0011]在一些实施例中，所述光波导组件包括：沿所述弧形端面法线方向设置的至少一个光波导，所述至少一个光波导的光信号收发方向指向所述球心。
[0012]在一些实施例中，所述光学收发组件的光学口径为7
‑
9mm，所述光学收发组件的视
场角为
±
30
°
。
[0013]在一些实施例中，所述第三透镜和所述第四透镜分别胶合地设置在所述第一透镜组件的两侧。
[0014]在一些实施例中，所述光学收发组件在视场范围内的波前差为0.02λ，艾里斑半径为1.34 um
‑
1.98um，其中，λ为光信号波长。
[0015]本专利技术实施例还提供一种激光雷达装置，包括如上任一项所述的光学收发组件。
[0016]本专利技术实施例具有如下技术效果：本专利技术实施例提供的共球心激光雷达收发组件，该收发组件能够同时实现激光雷达的激光信号的发射和接收，收发组件采用4片透镜，两种光学材料，实现了视场内近轴像差的矫正，该球形激光雷达收发组件采用两层球透镜的结构，两球共球心，具有对称性，可以实现视场内任意一点的成像质量近乎一致，达到较好的聚焦与发射效果。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。在附图中：图1为本专利技术的一些实施例提供的光学收发组件的结构示意图；图2为本专利技术的另一些实施例提供的光学收发组件的结构示意图；图3为本专利技术的一些实施例提供的RMS 波前差与视场的关系曲线图；图4为本专利技术的一些实施例提供的光学收发组件模拟的各视场点列图；图5为本专利技术的一些实施例提供的激光雷达装置结构示意图；图6为本专利技术的一些实施例提供的激光收发芯片结构示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
[0020]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0021]应当理解，尽管在本专利技术实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些不应限于这些术语。这些术语仅用来将区分开。例如，在不脱离本专利技术实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。
[0022]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的
包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0023]下面结合附图详细说明本专利技术的可选实施例。
[0024]对于激光雷达而言，激光雷达通过发射激光脉冲和接收从周围物体反射回的激光脉冲回波，并根据发射的脉冲和接收反射的脉冲之间的时间延迟来计算激光雷达到环境物体的距离。扫描视场角表示激光束通过扫描装置所能达到的最大角度范围，分为水平视场角和垂直视场角。激光雷达通过激光收发组件发射和接收探测激光信号，为了保证在视场角范围内所有发射和接收激光信号的光学性质，必须对激光收发组件的性能进行改进。
[0025]光学镜头是激光收发组件的重要组成部分，用于扩大激光探测信号的视场范围，提升探测激光信号的光学性能。激光雷达系统的光学镜头包括收发共光路结构和收发分离结构，其中，收发分离的光学系统装调比较复杂，而目前现有的接收光路的焦面所在的表面大多采用平面分布的器件，对于大视场（比如45
°
以上的视场角）的光学系统，一般中心视场的接收性能比靠近边缘的视场的接收性能要高，因此，要实现全视场都有较高的接收性能，对于光学镜头设计的复杂度和难度都更高。此外，对于发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于激光雷达的光学收发组件，其特征在于，包括：第一透镜组件，所述第一透镜组件为具有第一曲率半径的球形结构；第二透镜组件，与所述第一透镜组件形成一体结构，包括：第三透镜，沿光路轴线方向设置于所述第一透镜组件的一侧；第四透镜，沿光路轴线方向设置于所述第一透镜组件的与所述第三透镜相反的一侧；其中，所述第二透镜组件与所述第一透镜组件基本上共球心。2.根据权利要求1所述的光学收发组件，其特征在于，所述第一透镜组件包括：沿光路轴线方向设置的第一透镜和第二透镜，其中，所述第一透镜和所述第二透镜具有大致相同的所述第一曲率半径。3.根据权利要求2所述的光学收发组件，其特征在于，所述第三透镜具有第一表面和第二表面，所述第四透镜具有第三表面和第四表面，其中，所述第一表面和所述第三表面具有大致相同的所述第一曲率半径，所述第二表面和所述第四表面具有大致相同的第二曲率半径。4.根据权利要求1所述的光学收发组件，其特征在于，所述第一透镜和第二透镜由第一材料形成，所述第三透镜和第四透镜由第二材料形成，其中，所述第一材料和所述第二材料的折射率不同。5.根据权利要求1所述的光学收发组件，其特征在于，还包括：光波导组件，配置为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，孙杰，孙天博，
申请(专利权)人：北京摩尔芯光半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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