光学系统及具有此的激光雷达技术方案

本发明专利技术公开了一种光学系统及具有此的激光雷达，光学系统包括由七个具有屈光力的透镜组成的透镜组。其中，第一透镜具有正屈光力；第二透镜具有正屈光力；第三透镜具有正屈光力；第四透镜具有负屈光力；第五透镜具有正屈光力；第六透镜具有正屈光力；第七透镜具有负屈光力。该光学系统能够使从第一侧入射的发散的激光准直后从第二侧发出；或将第二侧平行入射的激光汇聚成光焦面上的一点。激光雷达包括镜头安装架，镜头安装架内设置有发射镜筒和接收镜筒，发射镜筒和接收镜筒内均可布置上述光学系统。还包括激光发射模块和激光接收模块，激光发射模块具有发出激光的激光器；激光接收模块具有感测激光的传感器。块具有感测激光的传感器。块具有感测激光的传感器。

【技术实现步骤摘要】
光学系统及具有此的激光雷达


[0001]本专利技术涉及光学领域，尤其涉及一种光学系统及具有此的激光雷达。

技术介绍

[0002]激光雷达是发射激光束以探测目标的位置、速度等的雷达系统。激光雷达可以向目标发射探测信号（激光束），然后将接收的从目标反射的回波信号与探测信号进行比较。作适当处理后，可获得目标的如距离、方位、速度等信息，从而对目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达通常包括发射模块、接收模块、扫描模块、光学系统和处理器等组成部分，发射模块将电脉冲变成光脉冲发射出去，接收模块把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，发送给处理器。
[0003]光学系统是激光雷达的重要组成部分，如上所述，在激光雷达的发射部分需要使用光学系统来准直光束，在接收部分需要光学系统来接收光束能量。现阶段激光雷达所使用的光学系统由多个具有屈光力的透镜组成，且每个透镜的参数均不同，透镜种类越多，透镜组占据激光雷达的成本就越高。
[0004]因此需要一种低成本的光学系统来降低激光雷达制造成本，例如，光学系统中使用多个相同规格的透镜。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种可以在发射部分对激光进行准直的光学系统及具有此的激光雷达。并且所述光学系统中包括四片相同规格的透镜。
[0006]本专利技术采用的技术方案具体是：根据本专利技术的一实施例的光学系统，包括由七个具有屈光力的透镜组成的透镜组，能够使从第一侧入射的发散的激光准直后从第二侧发出；从第一侧到第二侧依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；第一透镜具有正屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凸面；第二透镜具有正屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凸面；第三透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；第四透镜具有负屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凹面，且与所述第三透镜紧密贴合排列；第五透镜具有正屈光力，其第一侧面为平面，第二侧面为凸面；第六透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；第七透镜具有负屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凸面；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第六透镜规格均相同，第一透镜和第二透镜同向排列，第三透镜和第六透镜同向排列。
[0007]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述透镜组焦距为14.3mm。
[0008]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述第一透镜至第七透镜均为H
‑
ZK3玻璃制造。
[0009]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述光学系统的视场不小于
±
15
°
。
[0010]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述第四透镜和第五透镜之间设置有光阑，所述光阑与第五透镜第一侧面重合。
[0011]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，根据本专利技术的另一实施例的激光雷达，包括镜头安装架、激光发射模块和激光接收模块。镜头安装架内设置有发射镜筒和接收镜筒，上述光学系统设置于发射镜筒和接收镜筒内；所述激光发射模块设置在镜头安装架上，位于所述光学系统的第一侧与发射镜筒对齐，具有发出激光的激光器；所述激光接收模块设置在镜头安装架上，位于所述光学系统的第一侧与接收镜筒对齐，具有感测激光的传感器。
[0012]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光器可以为一个或多个。
[0013]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述发射镜筒和接收镜筒平行设置，所述第一透镜至第七透镜同向排列，靠近激光发射模块和激光接收模块为第一透镜。
[0014]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光器和传感器设置在所述光学系统光焦面上。
[0015]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，根据本专利技术的另一实施例的激光雷达，包括镜头安装架、激光发射模块和激光接收模块，所述镜头安装架内设置有两个发射镜筒和一个接收镜筒，发射镜筒位于接收镜筒两侧，所述光学系统设置于发射镜筒内；所述激光发射模块设置在镜头安装架上，位于所述光学系统的第一侧与发射镜筒对齐，具有发出激光的激光器；所述激光接收模块设置在镜头安装架上，位于所述光学系统的第一侧与接收镜筒对齐，具有感测激光的传感器。
[0016]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光器可以为一个或多个。
[0017]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述发射镜筒和接收镜筒相互平行设置，所述第一透镜至第七透镜同向排列，靠近激光发射模块为第一透镜。
[0018]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光器设置在所述光学系统的光焦面上。
[0019]本专利技术取得的有益效果是：所述光学系统能够将从光焦面的一个点发散的激光光线进行准直以大致平行光发出，或者能够将物面的平行的光聚焦于光焦面的一个点。且所述光学系统中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第六透镜规格均相同，减少了所需透镜的种类，从而降低了光学系统和激光雷达的制造成本。
[0020]本专利技术的效果不限于如上的效果，本领域技术人员可以从以下的说明中得出上文中未记载的效果。
附图说明
[0021]图1是示出根据本专利技术第一实施例的光学系统透镜组立体图。
[0022]图2是示出根据本专利技术第一实施例的光学系统配置图。
[0023]图3是示出根据本专利技术第一实施例的光学系统光路图。
[0024]图4是示出根据本专利技术第二实施例的激光雷达立体图。
[0025]图5是示出根据本专利技术第二实施例的激光雷达剖视图。
[0026]图6是示出根据本专利技术第三实施例的激光雷达立体图。
[0027]图7是示出根据本专利技术第三实施例的激光雷达剖视图。
[0028]图8是示出根据本专利技术第三实施例的接收光学系统配置及光路图。
[0029]图9是示出根据本专利技术第四实施例的激光发射模块的示意图。
[0030]其中，100
‑
光焦面；110
‑
第一透镜；120
‑
第二透镜；130
‑
第三透镜；140
‑
第四透镜；
150
‑
光阑；160
‑
第五透镜；170
‑
第六透镜；180
‑
第七透镜；190
‑
物面；200
‑
镜头安装架；210
‑
发射镜筒；220
‑
接收镜筒；230
‑
激光发射模块；231
‑
激光器；240
‑
激光接收模块；250
‑
隔层。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。应当理解，以下具体实施例仅用于解释本专利技术，而并不用于限定本专利技术。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，包括由七个具有屈光力的透镜组成的透镜组，能够使从第一侧入射的发散的激光准直后从第二侧发出；从第一侧到第二侧依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；第一透镜具有正屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凸面；第二透镜具有正屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凸面；第三透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；第四透镜具有负屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凹面，且与所述第三透镜紧密贴合排列；第五透镜具有正屈光力，其第一侧面为平面，第二侧面为凸面；第六透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；第七透镜具有负屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凸面；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第六透镜规格均相同，第一透镜和第二透镜同向排列，第三透镜和第六透镜同向排列。2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述透镜组焦距为14.3mm。3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜至第七透镜均为H
‑
ZK3玻璃制造。4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的视场不小于
±
15
°
。5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜和第五透镜之间设置有光阑，所述光阑与第五透镜第一侧面重合。6.一种激光雷达，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的光学系统；镜头安装架，镜头安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜波，
申请(专利权)人：锐驰智光北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：