一种激光雷达接收系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种激光雷达接收系统，涉及激光雷达技术领域，为解决现有激光雷达接收系统会使得接收到的信号的信噪比劣化的问题而设计。该激光雷达接收系统包括依次设置的正透镜组、负柱面透镜和光电探测器，其中，正透镜组被配置为对由目标物返回的信号光进行聚焦；负柱面透镜的平面朝向正透镜组，负柱面透镜的凹面朝向光电探测器，负柱面透镜被配置为接收经正透镜组聚焦后的光线；光电探测器被配置为接收经负柱面透镜出射的光线。本实用新型专利技术能够降低环境光噪声带来的不利影响，提高所接收信号的信噪比。收信号的信噪比。收信号的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达接收系统


[0001]本技术涉及激光雷达
，具体而言，涉及一种激光雷达接收系统。

技术介绍

[0002]激光雷达主要由发射系统、接收系统和信息处理系统组成，其中，发射系统用于向目标物发射激光信号；接收系统用于接收在目标物上进行发射后的激光信号；信息处理系统用于对接收到的激光信号进行处理。在接收系统中，由于光电探测器的接收口径远小于接收系统的光学接收口径，所以，在接收系统接收到由目标物反射的信号光后，会进行光束压缩，以适应光电探测器的接收口径。
[0003]然而，由于现有的激光雷达，大部分在发射视场都不是圆对称的，即：发射系统发出的激光在水平方向和竖直方向上的发散角不一致，这就导致，在使用常规的接收系统进行激光信号接收时，存在如下问题：发散角较小的那一维会有较多的环境背景光进入光电探测器，从而使得接收到的信号的信噪比劣化。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种激光雷达接收系统，以解决现有激光雷达接收系统会使得接收到的信号的信噪比劣化的技术问题。
[0005]本技术提供的激光雷达接收系统，包括依次设置的正透镜组、负柱面透镜和光电探测器，其中，所述正透镜组被配置为对由目标物返回的信号光进行聚焦；所述负柱面透镜的平面朝向所述正透镜组，所述负柱面透镜的凹面朝向所述光电探测器，所述负柱面透镜被配置为接收经所述正透镜组聚焦后的光线；所述光电探测器被配置为接收经所述负柱面透镜出射的光线。
[0006]进一步地，所述正透镜组包括n片正透镜和m片负透镜，其中，n≥1，m≥0。
[0007]进一步地，所述正透镜组包括一片正透镜和一片负透镜，其中，所述正透镜为弯月型正透镜，所述负透镜为双凹型负透镜。
[0008]进一步地，所述正透镜组还包括光阑，沿由所述目标物返回的信号光的光路方向，所述正透镜、所述光阑和所述负透镜依次设置，其中，所述光阑具有位于其中部的通光孔，所述通光孔被配置为接收经所述正透镜聚焦后的光线。
[0009]进一步地，所述通光孔为圆孔，所述圆孔的直径为2～4mm；和/或，所述光阑至所述负透镜的距离为L1，L1的取值范围为0.2～4mm。
[0010]进一步地，所述正透镜组中的透镜的表面以及所述负柱面透镜的表面均设置有防反射膜。
[0011]进一步地，所述光电探测器为APD(Avalanche Photo Diode，雪崩二极管)、PIN(Positive
‑
Intrinsic
‑
Negative，P型半导体
‑
杂质
‑
N型半导体)、MPPC(multi
‑
pixel photon counter，多像素光子计数器)、SPAD(Single Photon Avalanche Diode，单光子雪崩二极管)和SiPM(Silicon photomultiplier，硅光电倍增管)中的任意一种。
[0012]进一步地，所述光电探测器至所述负柱面透镜的距离为L2，其中，L2为所述正透镜组的焦距的1％～20％。
[0013]进一步地，所述正透镜组中的透镜的折射率以及所述负柱面透镜的折射率均在1.3～1.7之间。
[0014]进一步地，所述正透镜组中的透镜的侧面为磨砂面，所述侧面为相应透镜的非通光面。
[0015]本技术激光雷达接收系统带来的有益效果是：
[0016]通过设置主要由正透镜组、负柱面透镜和光电探测器组成的激光雷达接收系统，该激光雷达接收系统在使用时，由目标物返回的信号光经正透镜组进行聚焦，随后，上述经过聚焦的光线由负柱面透镜的平面射入，并进一步经负柱面透镜的凹面射出，最终由光电探测器进行接收。其中，负柱面透镜的设置，使得经其出射的光线，在水平方向和竖直方向具有不同的视场，也就是说，通过设置负柱面透镜，使得在相同尺寸的光电探测器上，水平方向和竖直方向两个维度方向的视场角不同，具体为添加负柱面透镜的方向视场角减小，实现了接收视场在水平方向和竖直方向上的不一致。
[0017]综上所述，该激光雷达接收系统能够在水平方向和竖直方向获得不同的视场，从而在接收由发射视场发出的在水平方向和竖直方向上发散角不一致的光信号时，减少甚至避免环境中的背景光进入光电探测器中，有效地降低了环境光噪声带来的不利影响，提高了所接收信号的信噪比。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术实施例提供的激光雷达接收系统的接收水平视场的原理示意图；
[0020]图2为本技术实施例提供的激光雷达接收系统的接收垂直视场的原理示意图；
[0021]图3为本技术实施例提供的激光雷达接收系统设置有光阑时的结构示意图；
[0022]图4为本技术实施例提供的激光雷达接收系统的镜片的形状示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]100
‑
正透镜组；200
‑
负柱面透镜；300
‑
光电探测器；400
‑
光阑；500
‑
信号光；
[0025]110
‑
弯月型正透镜；120
‑
双凹型负透镜；
[0026]410
‑
通光孔。
具体实施方式
[0027]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0028]图1为本实施例提供的激光雷达接收系统的接收水平视场的原理示意图，图2为本实施例提供的激光雷达接收系统的接收垂直视场的原理示意图。如图1和图2所示，本实施例提供了一种激光雷达接收系统，包括依次设置的正透镜组100、负柱面透镜200和光电探测器300，其中，正透镜组100被配置为对由目标物返回的信号光500进行聚焦；负柱面透镜200的平面朝向正透镜组100，负柱面透镜200的凹面朝向光电探测器300，负柱面透镜200被配置为接收经正透镜组100聚焦后的光线；光电探测器300被配置为接收经负柱面透镜200出射的光线。
[0029]该激光雷达接收系统在使用时，由目标物返回的信号光500经正透镜组100进行聚焦，随后，上述经过聚焦的光线由负柱面透镜200的平面射入，并进一步经负柱面透镜200的凹面射出，最终由光电探测器300进行接收。其中，负柱面透镜200的设置，使得经其出射的光线，在水平方向和竖直方向具有不同的视场，也就是说，通过设置负柱面透镜200，使得在相同尺寸的光电探测器30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达接收系统，其特征在于，包括依次设置的正透镜组(100)、负柱面透镜(200)和光电探测器(300)，其中，所述正透镜组(100)被配置为对由目标物返回的信号光(500)进行聚焦；所述负柱面透镜(200)的平面朝向所述正透镜组(100)，所述负柱面透镜(200)的凹面朝向所述光电探测器(300)，所述负柱面透镜(200)被配置为接收经所述正透镜组(100)聚焦后的光线；所述光电探测器(300)被配置为接收经所述负柱面透镜(200)出射的光线。2.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述正透镜组(100)包括n片正透镜和m片负透镜，其中，n≥1，m≥0。3.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述正透镜组(100)包括一片正透镜和一片负透镜，其中，所述正透镜为弯月型正透镜(110)，所述负透镜为双凹型负透镜(120)。4.根据权利要求3所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述正透镜组(100)还包括光阑(400)，沿由所述目标物返回的信号光(500)的光路方向，所述正透镜、所述光阑(400)和所述负透镜依次设置，其中，所述光阑(400)具有位于其中部的通光孔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑波，孙康，武光杰，杜晨光，
申请(专利权)人：洛伦兹宁波科技有限公司，
类型：新型
国别省市：