[发明专利]一种激光雷达接收镜头

说明书

本发明提供了一种接收镜头，包括互相垂直的X轴、Y轴、Z轴，所述Z轴为接收镜头的入射光方向，所述X轴与水平面平行，所述Y轴垂直于水平面，所述接收镜头按照光的入射方向依次由第一聚光透镜组、滤光片、第二聚光透镜组、探测器组成，所述第一聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第一聚光透镜组成，所述第二聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第二聚光透镜组成。本发明可以在大视场角度下实现窄带滤波功能，大幅减少干扰噪声的影响，同时实现大视场角度下微小尺寸的探测器接收能量的大幅提升，可以收集更宽视场的光线。

技术领域

本发明属于激光测量技术领域，特别是涉及一种激光雷达光学系统。

背景技术

激光雷达是以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、速度等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。由于激光雷达具有精度高、抗干扰能力强、结构较简单、成本低、使用方便，已被应用于军用和民用领域；激光雷达也是目前L3以上等级无人智能驾驶汽车上唯一能够全方位三维感知周围图像信息的传感器，无人驾驶汽车为未来激光雷达应用开辟了广阔的道路。

正如现有专利申请号为：2016110641769公开了一种高稳定性、高能量激光接收镜头，所述激光接收镜头包括光阑以及由左至右共轴设置的窄带干涉滤波片、第一双凸透镜、第二凸凹透镜、第三双凹透镜、第四双凸透镜和第五凸凹透镜；所述光阑设置于所述窄带干涉滤波片左侧表面；所述四象限探测器共轴设置于第五凸凹透镜右侧的焦平面上，该专利可以在满足小型化的前提下有效的解决了激光接收镜头大相对口径、高均匀度光斑、低畸变的难题。

综上所述该技术虽然可以小型化，且高精度测量，但是这只适合激光制导，在车载技术领域中，该技术依然无法解决在大视场角度下实现窄带滤波功能，进而导致至采集到的光线信息中包含着大量的干扰噪声，影响准确测量精度。

发明内容

本发明提供了一种新型的接收镜头，以至少解决现有技术中接收镜头干扰噪声较多，可收集视场较窄的问题。

本发明实施例所述的接收镜头包括互相垂直的X轴、Y轴、Z轴，所述Z轴为接收镜头的入射光方向，所述X轴与水平面平行，所述Y轴垂直于水平面，所述接收镜头按照光的入射方向依次由第一聚光透镜组、滤光片、第二聚光透镜组、探测器组成，所述第一聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第一聚光透镜组成，所述第二聚光透镜组由若干个具有正光焦度的第二聚光透镜组成。所述能量接收镜头还可以包括弯月透镜，所述弯月透镜安装在第二聚光透镜组与探测器之间，所述弯月透镜组可以由单透镜组成，也可以由若干透镜组成。

本发明技术方案实现的原理如下：接收镜头图像噪声的产生一方面来自电路，另外一方面来自于太阳辐射，太阳辐射产生的噪声可由软件滤波的方式消除一部分，但滤波的同时可能会把有用的图形信息一并过滤，从而产生图形失真；另外一种采用光学方法将不需要的波长光截止，需要波长的光透过，光学方法滤光片不会对图形产生任何影响，但当光线以较大入射角入射时，因滤波原理限制透过率急剧下降，接收的图像周围因光线能量变弱而变暗，视场变窄，大角度大视场下光线的入射角需要降低，这可通过改变滤光片在光学系统中的前后位置实现大角度下滤波。针对于现有的应用于诸如1550nm波段的砷化铟镓光电探测器，受其接收面积较小，较大视场角下接收光线的能量较低限制，可以利用上述大入射角度下通过改变滤光片前后位置同时，采用多个砷化铟镓光电探测器在某一或某些方向上排列组成阵列探测器接收方式，某个单探测器只接收一定视场区间范围内的光线，再通过一定的算法将探测器阵列接收的视场进行叠加，实现在大接收视场下的滤波功能。

进一步地，所述探测器为采用砷化铟镓光电探测器、硅探测器或其它光电探测器。

进一步地，所述探测器可以是单探测器，或多个单探测器组成的阵列探测器。