本發(fā)明涉及光學(xué)成像，具體為一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著智能科技的飛速發(fā)展，智能識別技術(shù)成為了萬眾矚目的焦點。在這一背景下，激光雷達技術(shù)作為智能探測領(lǐng)域的璀璨新星，正逐步展現(xiàn)出其不可或缺的重要性。激光雷達就像是一位擁有超遠視力和敏銳分析能力的偵探。它分為兩大主角：激光發(fā)射端，負責(zé)向四周發(fā)送出細細的光束；而激光接收端，則靜靜等待，捕捉那些從目標(biāo)身上反彈回來的光信號。當(dāng)這些反射光通過精密的接收鏡組匯聚到探測器上時，一場關(guān)于光的“對話”就開始了。通過對比發(fā)射出去的激光和接收回來的反射光，激光雷達能夠像解碼高手一樣，解讀出關(guān)于目標(biāo)的眾多秘密：比如它離我們有多遠、它的高度是多少、甚至它在動還是靜，速度有多快。這些關(guān)鍵信息，如同拼圖一般，幫助我們在復(fù)雜的環(huán)境中精準(zhǔn)定位、跟蹤并識別出每一個目標(biāo)。

2、但目前的激光雷達接收鏡頭中，多存在靶面尺寸過小、視場角不夠大等問題，這在一定程度上限制了其探測范圍和精度。此外，現(xiàn)有鏡頭多采用7片球面玻璃透鏡和1片非球面透鏡的結(jié)構(gòu)，7片玻璃鏡片造價較高，直接導(dǎo)致量產(chǎn)時的整體成本居高不下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，該種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)兼顧了超大靶面、大視場角、小畸變、小cra、低成本、熱漂移穩(wěn)定的特點。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)：

3、沿光軸從物面到像面依次包括：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、光闌、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、濾光片、保護玻璃和像面；

4、所述第一透鏡為光焦度為負的彎月型透鏡；所述第二透鏡為光焦度為負的彎月型透鏡；所述第三透鏡為光焦度為負的凹凸型透鏡；所述第四透鏡為光焦度為正的雙凸型透鏡；所述第五透鏡為光焦度為正的雙凸型透鏡；所述第六透鏡為光焦度為負的雙凹型透鏡；所述第七透鏡為光焦度為正的雙凸型透鏡；

5、其中，所述第一透鏡至第七透鏡的折射率滿足如下條件：

6、1.7<n1<2.3；1.3<n2<1.8；1.5<n3<1.9；1.7<n4<2.3；1.4<n5<1.8；1.5<n6<1.8；1.4<n7<1.7；其中，n1為所述第一彎月型透鏡的折射率，n2為所述第二彎月型透鏡的折射率，n3為所述第三凹凸型透鏡的折射率，n4為所述第四雙凸型透鏡的折射率，n5為所述第五雙凸型透鏡的折射率，n6為所述第六雙凹型透鏡的折射率，n7為所述第七雙凸型透鏡的折射率。

7、進一步的方案是，所述第二透鏡、第五透鏡和第七透鏡的阿貝系數(shù)均大于53且小于59；第三透鏡和第六透鏡的阿貝系數(shù)均大于17且小于22。

8、進一步的方案是，所述光學(xué)系統(tǒng)的的最大全像高ihmax滿足如下條件：ihmax≥10mm。

9、進一步的方案是，所述光學(xué)系統(tǒng)的最大視場角fov滿足如下條件：150°≤fov≤155°。

10、進一步的方案是，所述光學(xué)系統(tǒng)的主光線入射角cra：cra＜1°。

11、進一步的方案是，所述光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距f滿足如下條件：3.5mm≤f≤4mm。

12、進一步的方案是，所述的第一透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面為凹面；所述的第二透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面為凹面；所述的第三透鏡朝向物側(cè)的一面為凹面，朝向像側(cè)的一面為凸面；所述的第四透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面也為凸面；所述的第五透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面也為凸面；所述的第六透鏡朝向物側(cè)的一面為凹面，朝向像側(cè)的一面也為凹面；所述的第七透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面也為凸面。

13、進一步的方案是，第五透鏡的折射率n5，第六透鏡的折射率n6與第七透鏡折射率n7滿足：0.8<|（n5-n6）/（n6-n7）|<1.2。

14、進一步的方案是，光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距f與第一透鏡的焦距f1和第二透鏡的焦距f2滿足：-3.1<f1/f<-2.6；-4.9<f2/f<-4.3。

15、進一步的方案是，光學(xué)系統(tǒng)的第四透鏡的焦距f4和第五透鏡的焦距f5滿足：6.5<|（f4+f5）/（f4-f5）|<7.0。

16、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過合理使用各特定形狀結(jié)構(gòu)的透鏡以及限定每個透鏡的光焦度，將光學(xué)系統(tǒng)的視場角增大到153度同時擁有超大光圈f1.0，雷達接收視野更廣，提供高清晰的成像效果和識別準(zhǔn)確率，且最大靶面≥10mm，f-theta畸變小于1%，cra小于1度，提高對較遠距離目標(biāo)的成像品質(zhì)和精度，能夠提供更準(zhǔn)確的接收測距數(shù)據(jù)，ttl為32mm，體積較小，有利于實現(xiàn)小型化，安置于車內(nèi)，同時2g5p玻璃和塑膠的搭配優(yōu)化了光學(xué)系統(tǒng)高低溫溫漂補償，保證鏡頭在高低溫工作時成像效果的穩(wěn)定性，也使整個光學(xué)系統(tǒng)成本更有優(yōu)勢、性價比更高。

技術(shù)特征：

1.一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述第二透鏡、第五透鏡和第七透鏡的阿貝系數(shù)均大于53且小于59；第三透鏡和第六透鏡的阿貝系數(shù)均大于17且小于22。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述光學(xué)系統(tǒng)的的最大全像高ihmax滿足如下條件：ihmax≥10mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述光學(xué)系統(tǒng)的最大視場角fov滿足如下條件：150°≤fov≤155°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述光學(xué)系統(tǒng)的主光線入射角cra：cra＜1°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距f滿足如下條件：3.5mm≤f≤4mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面為凹面；所述的第二透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面為凹面；所述的第三透鏡朝向物側(cè)的一面為凹面，朝向像側(cè)的一面為凸面；所述的第四透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面也為凸面；所述的第五透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面也為凸面；所述的第六透鏡朝向物側(cè)的一面為凹面，朝向像側(cè)的一面也為凹面；所述的第七透鏡朝向物側(cè)的一面為凸面，朝向像側(cè)的一面也為凸面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：第五透鏡的折射率n5，第六透鏡的折射率n6與第七透鏡折射率n7滿足：0.8<|（n5-n6）/（n6-n7）|<1.2。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距f與第一透鏡的焦距f1和第二透鏡的焦距f2滿足：-3.1<f1/f<-2.6；-4.9<f2/f<-4.3。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種激光雷達接收鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，包括沿物側(cè)到像側(cè)的方向排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、光闌、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、濾光片、保護玻璃和像面。通過合理使用各特定形狀結(jié)構(gòu)的透鏡以及限定每個透鏡的光焦度，將光學(xué)系統(tǒng)的視場角增大到153度同時擁有超大光圈F1.0，雷達接收視野更廣，提供高清晰的成像效果和識別準(zhǔn)確率，且最大靶面≥10mm，F(xiàn)?theta畸變小于1%，CRA小于1度，提高對較遠距離目標(biāo)的成像品質(zhì)和精度，能夠提供更準(zhǔn)確的接收測距數(shù)據(jù)，TTL為32mm，體積較小，有利于實現(xiàn)小型化；同時優(yōu)化了光學(xué)系統(tǒng)高低溫溫漂補償，保證鏡頭在高低溫工作時成像效果的穩(wěn)定性；整個光學(xué)系統(tǒng)成本更有優(yōu)勢、性價比更高。

技術(shù)研發(fā)人員：李維其,吳強華,崔靈敏,張福美
受保護的技術(shù)使用者：江西特萊斯光學(xué)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28