本发明专利技术适用于激光雷达探测技术领域，提供了一种光学系统、收发装置及激光雷达。光学系统包括沿光轴方向由物面指向像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜具有负屈折力，第二透镜、第三透镜和第四透镜均具有正屈折力；其中，第一透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜为双凸透镜；第四透镜为平凸透镜，物侧面为凸面，像侧面为平面。本发明专利技术还提供了一种收发装置及激光雷达包括上述光学系统。本发明专利技术提供的光学系统、收发装置及激光雷达，视场角增大，可实现广角探测。可实现广角探测。可实现广角探测。
【技术实现步骤摘要】
光学系统、收发装置及激光雷达
[0001]本专利技术属于激光雷达探测
，尤其涉及一种光学系统、收发装置及激光雷达。
技术介绍
[0002]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，工作原理为：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、形状等参数，从而对车辆、飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。
[0003]激光雷达一般包括发射模组和接收模组，其中发射模组包括激光光源和发射光学系统，接收模组包括探测器和接收光学系统。但目前的发射光学系统和/或接收光学系统使用的光学系统对应的视场角较小，导致激光雷达的发射视场角和/或接收视场角较小，影响探测精度。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种光学系统、收发装置及激光雷达，旨在解决现有技术中发射光学系统和/或接收光学系统使用的光学系统对应的视场角较小的技术问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，第一方面，提供了一种光学系统，所述光学系统包括沿光轴方向由物面指向像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜具有负屈折力，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均具有正屈折力；
[0006]其中，所述第一透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第三透镜为双凸透镜；所述第四透镜为平凸透镜，物侧面为凸面，像侧面为平面。
[0007]在一个可选的实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的直径依次增大。
[0008]在一个可选的实施例中，所述光学系统满足关系式：
[0009]1.5<n1<1.6；2.0<n2<2.1；1.5<n3<1.6；1.8<n4<1.9；
[0010]其中，n1为所述第一透镜在波长为950nm时的折射率，n2为所述第二透镜在波长为950nm时的折射率，n3为所述第三透镜在波长为950nm时的折射率，n4为所述第四透镜在波长为950nm时的折射率。
[0011]在一个可选的实施例中，所述光学系统的光程为55
‑
70mm，有效焦距为20
‑
35mm，视场角为80
‑
105
°
，后焦距为0
‑
4mm。
[0012]第二方面，提供了一种收发装置，所述收发装置包括发射模组和接收模组，所述发射模组包括激光光源和位于所述激光光源出光侧的发射光学系统，所述接收模组包括探测器和位于所述探测器入光侧的接收光学系统；
[0013]其中，所述发射光学系统和所述接收光学系统中的至少一个光学系统为上述各实
施例提供的光学系统。
[0014]在一个可选的实施例中，所述发射模组和所述接收模组并排设置且两者的光轴平行，所述收发装置还包括隔光片，所述隔光片位于所述发射模组和所述接收模组之间，所述隔光片用于分隔所述发射模组和所述接收模组各自传导的光线。
[0015]在一个可选的实施例中，所述收发装置还包括镜筒，所述发射光学系统、所述接收光学系统和所述隔光片均设置在所述镜筒内。
[0016]在一个可选的实施例中，所述发射光学系统和所述接收光学系统均具有通光区域和不通光区域，其中所述不通光区域位于光学系统的边缘；
[0017]所述发射光学系统和所述接收光学系统中至少一个光学系统的至少部分不通光区域被去除在该光学系统的外侧壁上形成平面结构。
[0018]在一个可选的实施例中，所述平面结构包括第一平面，所述第一平面位于所述发射光学系统的光轴和所述接收光学系统的光轴之间，且所述第一平面与所述发射光学系统的光轴和所述接收光学系统的光轴之间的连接线呈预设夹角设置。
[0019]在一个可选的实施例中，所述平面结构还包括与所述第一平面一一对应的第二平面，相对应的所述第二平面和所述第一平面分设于同一光学系统的两侧。
[0020]在一个可选的实施例中，所述发射光学系统和所述接收光学系统均采用所述光学系统，且所述发射光学系统和所述接收光学系统的透镜结构相同。
[0021]在一个可选的实施例中，所述接收光学系统还包括位于所述第三透镜和所述第四透镜之间的第一光阑；
[0022]和/或，所述接收光学系统还包括位于所述第四透镜和像面之间的第二光阑。
[0023]在一个可选的实施例中，所述收发装置还包括位于所述接收光学系统和所述探测器之间的滤光片。
[0024]在一个可选的实施例中，所述激光光源和所述探测器集成于同一电路板上。
[0025]第三方面，提供了一种激光雷达，包括上述各实施例提供的收发装置。
[0026]本专利技术相对于现有技术的技术效果是：本专利技术实施例提供的光学系统，包括沿光轴方向由物面指向像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中，第一透镜具有负屈折力且为弯月透镜，第二透镜具有正屈折力且为弯月透镜，第三透镜和第四透镜均具有正屈折力且分别为双凸透镜和平凸透镜。通过上述结构，可使得光学系统的整体光程相较传统激光雷达所用光学系统的光程、有效焦距、后焦距等数据减小，进而可有效减小光学系统以及应用本实施例提供的光学系统的激光雷达的体积，同时可增大视场角，实现光线的广角出射或者广角接收，同时使光学系统的结构设计更加简单。
[0027]可以理解的是，上述第二方面及第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术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，下面所描述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。
[0029]图1是本专利技术实施例提供的光学系统的结构示意图；
[0030]图2是图1所示光学系统的使用状态示意图，图中各透镜为剖面示意图，未示出剖面线；
[0031]图3是图2所示光学系统的后焦距示意图；
[0032]图4是本专利技术一实施例提供的收发装置的结构示意图，图中未示出探测器；
[0033]图5是本专利技术另一实施例提供的收发装置的结构示意图，图中未示出激光光源和探测器；
[0034]图6是图4或图5中接收光学系统的光路示意图。
[0035]附图标记说明：
[0036]100、光学系统；110、第一透镜；120、第二透镜；130、第三透镜；140、第四透镜；200、收发装置；210、发射模组；211、激光光源；212、发射光学系统；220、接收模组；221、探测器；222、接收光学系统；230、隔光片；240、镜筒；260、第二平面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统包括沿光轴方向由物面指向像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜具有负屈折力，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均具有正屈折力；其中，所述第一透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第三透镜为双凸透镜；所述第四透镜为平凸透镜，物侧面为凸面，像侧面为平面。2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的直径依次增大。3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：1.5<n1<1.6；2.0<n2<2.1；1.5<n3<1.6；1.8<n4<1.9；其中，n1为所述第一透镜在波长为950nm时的折射率，n2为所述第二透镜在波长为950nm时的折射率，n3为所述第三透镜在波长为950nm时的折射率，n4为所述第四透镜在波长为950nm时的折射率。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的光程为55
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70mm，有效焦距为20
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35mm，视场角为80
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105
°
，后焦距为0
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4mm。5.一种收发装置，其特征在于，所述收发装置包括发射模组和接收模组，所述发射模组包括激光光源和位于所述激光光源出光侧的发射光学系统，所述接收模组包括探测器和位于所述探测器入光侧的接收光学系统；其中，所述发射光学系统和所述接收光学系统中的至少一个光学系统为权利要求1
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4任一项所述的光学系统。6.如权利要求5所述的收发装置，其特征在于，所述发射模组和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王潇枫，候称心，杨昆，梅丽，
申请(专利权)人：武汉万集光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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