[發明專利]一種接收鏡頭光學系統及激光雷達接收裝置

在審

• 申請號: 201810897235.3
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN108761739A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 劉定;劉峰
• 申請（專利權）人: 北京大漢正源科技有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/06;G01S17/93;G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
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本發明公開了一種接收鏡頭光路系統及包含該接收鏡頭光路系統的激光雷達接收裝置，沿光線入射方向依次設置有第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，第一透鏡為凹面朝向像側的負透鏡，第二透鏡為凹面朝向物側的正透鏡，第三透鏡為凹面朝向像側的正透鏡。系統采用三片鏡片組成，達到了激光雷達接收鏡組小型化的需求，使接收鏡頭實現了大視角、高分辨率效果。包含該接收鏡頭光路系統的激光雷達接收裝置，在第三透鏡的后部設有探測器，探測器連接用于進行數據處理得到光發射和光接收時間差的TDC芯片，對時間差進行處理可得到激光雷達發射端與待測物間的距離，達到探測目的。

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，尤其涉及一種接收鏡頭光學系統及激光雷達接收裝置。

背景技術

無人駕駛領域最近備受人們關注，無人駕駛汽車的可靠性和安全性關系著人們的生命安全。將激光雷達安裝在無人駕駛汽車上，能夠在無人駕駛汽車行進過程中，探測無人駕駛汽車附近的物體并測量物體距離，并通過車輛的控制模塊，控制車輛的行進路線與車輛的啟動與剎車。

激光雷達是根據TOF原理工作的，TOF原理是發射一束高功率的脈沖激光，照射在被測物體上，通過測量發射時間與接收時間的時間差來計算距離。激光雷達通常由激光發射端和激光接收端組成，通過將激光雷達安裝在無人駕駛汽車上，通過激光測距技術能夠檢測無人駕駛汽車行進過程中的障礙物，幫助無人駕駛汽車規劃行車路線，躲避危險物體，達到安全駕駛的目的。

激光雷達的探測器前面通常會設置接收鏡組，用于將從物體反射回的反射光聚焦到小體積的探測器上，完成探測目的。為了接收更多不同角度物體反射回的反射光，接收鏡組的視場角要盡可能大，接收鏡組為了達到大視場角的要求，多采用復雜的透鏡組進行復雜的組合設計，這將不利于激光雷達的小型化，制約著激光雷達的應用范圍。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種接收鏡頭光學系統及激光雷達接收裝置，具有結構簡單、視場角大的特點，能夠在接收物體反射回的大角度反射光的同時，達到激光雷達小型化的要求。

為實現上述目的，本發明技術解決方案如下：

一種接收鏡頭光學系統，沿光線入射方向依次設置有第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，

所述第一透鏡為負透鏡，所述第二透鏡為正透鏡，所述第三透鏡為正透鏡。

進一步，所述第一透鏡與第二透鏡在光軸上的空氣間隔為14.2mm，所述第二透鏡與第三透鏡之間的空氣間隔為3.8mm。

進一步，所述第一透鏡為凹面朝向像側的負透鏡，所述第二透鏡為凹面朝向物側的正透鏡，所述第三透鏡為凹面朝向像側的正透鏡。

進一步，沿光線入射方向，所述第一透鏡的入射面的曲率半徑為15mm< R₁<18mm。

進一步，所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡的曲率半徑R₁和R₂、光折射率N、阿貝系數N_d以及透鏡厚度D沿光線入射方向依次滿足：

。

進一步，所述第二透鏡的直徑小于所述第一透鏡和所述第三透鏡的直徑。

進一步，所述第一透鏡的材料為H-K9L光學玻璃，所述第二透鏡和所述第三透鏡的材料均為H-ZLaF90。

進一步，所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的入射面和出射面均鍍有905nm增透膜。

進一步，沿光線入射方向，所述第三透鏡的后方設有窄帶濾光片。

一種激光雷達接收裝置，沿光線入射方向，所述第三透鏡的后部設有探測器，所述探測器連接用于計算激光發射與接收時間差的TDC芯片。