[發明專利]激光雷達發射系統及其對應的接收系統

在審

• 申請號: 202210181400.1
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114545370A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 郝成龍;譚鳳澤;朱瑞;朱健
• 申請（專利權）人: 深圳邁塔蘭斯科技有限公司
• 主分類號: G01S7/484
• 分類號: G01S7/484;G01S7/4861;G01S7/4863;G01S7/4911;G01S7/4913;G01S7/4914;G01S7/481;G01S7/495
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 張金香

本發明提供了一種激光雷達發射系統及其對應的接收系統，屬于光學技術領域。該激光雷達發射系統包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和光源；其中，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡同軸，并且依次設置于所述光源的發光側；所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡中至少一個為超透鏡；所述超透鏡的表面具有周期性排列的納米結構，所述納米結構的特征尺寸為亞波長尺寸。本申請實施例提供的激光雷達接收系統與發射系統的原理類似。該激光雷達發射系統及其對應的接收系統通過采用至少一個超透鏡，減少了激光雷達發射系統及其對應的接收系統的透鏡數量，從而減小了系統總長和工作距離，促進了激光雷達的小型化和輕量化。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，具體而言，涉及一種激光雷達發射系統及其對應的接收系統。

背景技術

激光雷達(Lidar，Laser Detecting and Ranging)，是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統。通常，激光雷達包括發射系統、接收系統、信息處理系統和掃描系統。其中，激光雷達發射系統包括多組折射透鏡組成的光學系統和光源。

為了減小激光雷達的體積，需要盡可能地抑制激光雷達發射系統及接收系統的系統總長(TTL，Total Track Length)和工作距。激光雷達發射系統的系統總長指的是沿出射方向，發射系統中的最后一片透鏡的中心到光源發光面中心的距離。激光雷達接收系統的系統總長指的是沿入射方向，接收系統中透鏡的第一片光學元件的中心到焦平面中心的距離。因此，透鏡厚度越小、透鏡數量越少以及透鏡之間的間距越短，則系統總長越小。

然而，為了保證激光雷達的光學性能，現有激光雷達發射系統及接收系統至少需要四組折射透鏡，這也導致如何壓縮激光雷達發射系統及接收系統的系統總長陷入了瓶頸。

發明內容

為解決現有技術中壓縮系統總長陷入瓶頸的技術問題，本申請實施例提供一種激光雷達發射系統及其對應的接收系統。

一方面，本申請實施例提供了一種激光雷達接收系統，該激光雷達發射系統包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和光源；

其中，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡同軸，并且依次設置于所述光源的發光側；

所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡中至少一個為超透鏡；

所述超透鏡的表面具有周期性排列的納米結構，所述納米結構的特征尺寸為亞波長尺寸。

可選地，所述激光雷達發射系統滿足：

φ_t＝d₂d₃Φ₁Φ₂Φ₃-(d₂+d₃)Φ₁Φ₃-(d₂Φ₃+d₃Φ₃)+(Φ₁+Φ₂+Φ₃)；

其中，Φ_t為所述激光雷達發射系統的系統光焦度；Φ₁、Φ₂和Φ₃分別為所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡的光焦度；d₂為所述第一透鏡和所述第二透鏡的間距，d₃為所述第二透鏡和所述第三透鏡的間距。

可選地，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡至少滿足如下任一公式：