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，光学系统包括发射透镜组和接收透镜，发射透镜组包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜侧面均为球形面，第一透镜具有负屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凹面；第二透镜具有正屈光力，其第一侧面为平面，第二侧面为凸面。接收透镜具有正屈光力，其第一侧面中间为凸起的球面，边缘为平面，第二侧面为凸起的非球面。发射透镜组将准直后的激光束进行扩大，从而增加了激光雷达的扫描范围。同时接收透镜边缘的环形平凸透镜和中间的圆形双凸透镜，使得远场回波激光束和近场回波激光束均能够被激光接收器所接收，从而增加了激光雷达的回波激光束接收范围。的回波激光束接收范围。的回波激光束接收范围。

【技术实现步骤摘要】
光学系统及具有此的激光雷达


[0001]本专利技术涉及激光雷达领域，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激光束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。为了提高激光雷达的精度，需要激光雷达有尽可能多的激光束发射到外部物体上，同时有尽可能多的回波激光束能够被激光雷达接收到。
[0004]因此需要一种光学系统来扩大发射出的激光束，同时汇集更多的回波激光束至激光接收器。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的光学系统及具有此的激光雷达，其中所述光学系统在发射部分可以将准直激光束进行放大处理，在接收部分可以扩大回波激光束的接收范围（包括近场和远场）。
[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，包括发射透镜组和接收透镜，所述发射透镜组包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜侧面均为球形面，第一透镜具有负屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凹面；第二透镜具有正屈光力，其第一侧面为平面，第二侧面为凸面。所述接收透镜具有正屈光力，其第一侧面中间为凸起的球面，边缘为平面，第二侧面为凸起的非球面；即所述接收透镜边缘为环形的平凸透镜，中间为圆形的双凸透镜。
[0007]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述接收透镜第二侧面满足非球面多项式：。
[0008]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述第一透镜第一侧面和第二侧面具有大小相同反向相反的曲率半径。
[0009]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述发射透镜组和接收透镜均为H
‑
ZK2N玻璃制造。
[0010]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
括上述的光学系统、激光发射模块和激光接收器。其中发射透镜组和接收透镜平行排列。所述激光发射模块，设置于发射透镜组第一侧，包括发射筒，所述发射筒第一侧设置有激光器，第二侧设置有准直透镜。所述激光接收器，设置于接收透镜第一侧。
[0011]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光器为一个或多个。
[0012]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光接收器设置于接收透镜边缘环形平凸透镜的焦点处。
[0013]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，包括上述的光学系统、激光发射模块、激光接收器和反射镜。其中发射透镜组和接收透镜垂直排列。所述激光发射模块，包括发射筒，发射筒直径小于接收透镜中间圆形双凸透镜的直径，所述发射筒穿过接收透镜中心轴，第一侧设置有激光器，第二侧设置有准直透镜。所述激光接收器，设置于接收透镜第一侧。所述反射镜，设置于发射透镜组中轴线与接收透镜中轴线交点处，与水平方向呈45
°
角。
[0014]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光器为一个或多个。
[0015]作为本专利技术技术方案的一种可选方案，所述激光接收器设置于接收透镜边缘环形平凸透镜的焦点处。
[0016]本专利技术取得的有益效果是：本专利技术通过设置发射透镜组，将准直后的激光束进行扩大，从而增加了激光雷达的扫描范围；同时接收透镜边缘为环形的平凸透镜，中间为圆形的双凸透镜，使得远场回波激光束和近场回波激光束均能够被激光接收器所接收，从而增加了激光雷达的回波激光束接收范围。
[0017]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
[0018]图1是示出根据本专利技术第一实施例的光学系统配置图。
[0019]图2是示出根据本专利技术第一实施例的光学系统光路图。
[0020]图3是示出根据本专利技术第二实施例的激光雷达配置图。
[0021]图4是示出根据本专利技术第三实施例的激光雷达配置图。
[0022]其中，01
‑
第一透镜；02
‑
第二透镜；03
‑
接收透镜；04
‑
发射筒；05
‑
激光器；06
‑
准直透镜；07
‑
激光接收器；08
‑
发射镜。
实施方式
[0023]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。
[0024]需要说明，在本专利技术的说明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系是基于附图的方位或位置关系，并且仅是为了便于描述本专利技术的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设
置”、“连接”等应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]需注意，下文中针对光学系统的各种实施例给出的值以举例的方式给出，而并非旨在进行限制。例如，示例性实施方案中的一个或多个透镜元件的一个或多个表面的一个或多个参数，以及组成这些元件的材料的参数可被赋予不同的值，同时仍然为光学系统提供类似的性能。需注意，所提供的的一些值可按比例放大或缩小以促进本申请的光学系统的更大实现或更小实现。
[0026]本专利技术的光学系统可配有激光雷达的发射部分和接收部分。对于如图1至2所示的光学系统而言，在光学系统的右侧可以布置激光雷达的发射模块和接收模块，光学系统的左侧可以为激光雷达所需探测的外侧方向。在下文中，将图1至2所示的光学系统的右侧称为第一侧，将图1至2所示的光学系统的左侧称为第二侧。上述的限定用于更好地说明本专利技术，不对本专利技术的保护范围进行限缩性限定。
[0027][第一实施例][0028]如图1所示的根据本专利技术第一实施例的光学系统配置图，包括三个具有屈光力的透镜组成，上排两个透镜组成发射透镜组，发射透镜组右侧为第一透镜01，左侧为第二透镜02，下排为接收透镜03。所示第一透镜01为具有负屈光力的双凹透镜，两个表面均为球形面，其第一侧面S1和第二侧面S2均为凹面，且第一侧面S1和第二侧面S2具有大小相同反向相反的曲率半径。所示第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，包括发射透镜组和接收透镜；所述发射透镜组包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜侧面均为球形面，第一透镜具有负屈光力，其第一侧面为凹面，第二侧面为凹面；第二透镜具有正屈光力，其第一侧面为平面，第二侧面为凸面；所述接收透镜具有正屈光力，其第一侧面中间为凸起的球面，边缘为平面，第二侧面为凸起的非球面，即所述接收透镜边缘为环形的平凸透镜，中间为圆形的双凸透镜。2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述接收透镜第二侧面满足非球面多项式：。3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜第一侧面和第二侧面具有大小相同反向相反的曲率半径。4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述发射透镜组和接收透镜均为H
‑
ZK2N玻璃制造。5.一种激光雷达，其特征在于，包括：如权利要求1至4中任一项所述的光学系统，其中发射透镜组和接收透镜平行排列；激光发射模块，设置于发射透镜组第...

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