光学透镜及具有此的激光雷达的制作方法

本发明涉及激光雷达领域，尤其涉及一种光学透镜及具有此的激光雷达。

背景技术：

1、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、光学透镜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。

2、光学透镜是激光雷达的重要组成部分，如上所述，在激光雷达的接收部分需要光学透镜来接收目标反射的回波激光束。为了提高激光雷达的探测能力，则需要激光接收器接收到尽可能多的回波激光束。对于远处的目标，回波激光束为平行光线，而对于近处的目标，回波激光束为发散光线。因此需要一种光学透镜同时汇集远处和近处的回波激光束至激光接收器。

技术实现思路

1、本发明提供的光学透镜及具有此的激光雷达，其中通过将所述光学透镜的中心和边缘设置成不同结构，实现了同时将远场回波激光束和近场回波激光束汇聚至同一点处的激光接收器，从而增强了激光雷达所接收的回波激光束强度。

2、本发明采用的技术方案具体是：提供一种光学透镜，所述光学透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸起的非球面，第二侧面中间位置设置有圆柱形凸台，凸台表面为球面，第二侧面边缘为环状平面。

3、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述光学透镜第一侧面满足非球面多项式：

4、

5、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述光学透镜表面镀有905nm增透膜。

6、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述光学透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸起的非球面，第二侧面中间位置设置有圆柱形凹陷，凹陷底面为平面，第二侧面边缘为环状球面。

7、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述光学透镜第一侧面满足非球面多项式：

8、

9、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述光学透镜表面镀有905nm增透膜。

10、作为本发明技术方案的一种可选方案，提供一种激光雷达，包括方案1至3所述的光学透镜，所述光学透镜第二侧面方向外侧设置有激光接收器；还包括发射透镜和激光发射器，所述激光发射器设置于所述发射透镜的第二侧面方向外侧；所述发射透镜和激光发射器与所述光学透镜和激光接收器相互平行。

11、作为本发明技术方案的一种可选方案，提供一种激光雷达，包括方案1至3所述的光学透镜，所述光学透镜中心沿光轴位置设置有通孔；还包括激光接收器，设置于所述光学透镜的第二侧面方向外侧；还包括发射镜筒，设置于光学透镜中心的通孔内；还包括发射透镜和激光发射器，分别设置于发射镜筒的两端，所述激光发射器设置于所述发射透镜的第二侧面方向外侧。

12、作为本发明技术方案的一种可选方案，包括方案4至6所述的光学透镜，所述光学透镜第二侧面方向外侧设置有激光接收器；还包括发射透镜和激光发射器，所述激光发射器设置于所述发射透镜的第二侧面方向外侧；所述发射透镜和激光发射器与所述光学透镜和激光接收器相互平行。

13、作为本发明技术方案的一种可选方案，包括方案4至6所述的光学透镜，所述光学透镜中心沿光轴位置设置有通孔；还包括激光接收器，设置于所述光学透镜的第二侧面方向外侧；还包括发射镜筒，设置于光学透镜中心的通孔内；还包括发射透镜和激光发射器，分别设置于发射镜筒的两端，所述激光发射器设置于所述发射透镜的第二侧面方向外侧。

14、本发明取得的有益效果是：本发明通过将所述光学透镜的中心和边缘设置成不同结构，增强了激光雷达所接收的回波激光束强度。对于方案1所述光学透镜，远场回波激光束通过光学透镜边缘汇聚，近场回波激光束通过光学透镜中心汇聚，远场回波激光束和近场回波激光束汇聚至同一点处的激光接收器。对于方案4所述的光学透镜，远场回波激光束通过光学透镜中心汇聚，近场回波激光束通过光学透镜边缘汇聚，远场回波激光束和近场回波激光束汇聚至同一点处的激光接收器。

15、本发明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。

技术特征：

1.一种光学透镜，其特征在于，所述光学透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸起的非球面，第二侧面中间位置设置有圆柱形凸台，凸台表面为球面，第二侧面边缘为环状平面。

2.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述光学透镜第一侧面满足非球面多项式:

3.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述光学透镜表面镀有905nm增透膜。

4.一种光学透镜，其特征在于，所述光学透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸起的非球面，第二侧面中间位置设置有圆柱形凹陷，凹陷底面为平面，第二侧面边缘为环状球面。

5.如权利要求4所述的光学透镜，其特征在于，所述光学透镜第一侧面满足非球面多项式：

6.如权利要求4所述的光学透镜，其特征在于，所述光学透镜表面镀有905nm增透膜。

7.一种激光雷达，其特征在于，包括：

8.一种激光雷达，其特征在于，包括：

9.一种激光雷达，其特征在于，包括：

10.一种激光雷达，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种光学透镜及具有此的激光雷达，光学透镜具有正屈光力，其第一侧面为凸起的非球面，第二侧面中间位置设置有圆柱形凸台，凸台表面为球面，第二侧面边缘为环状平面。或者，光学透镜第一侧面为凸起的非球面，第二侧面中间位置设置有圆柱形凹陷，凹陷底面为平面，第二侧面边缘为环状球面。激光雷达以此光学透镜作为接收透镜，激光发射部和激光接收部以大致对齐的方式平行布置。或者，激光发射部内嵌设置于接收透镜中心位置，此时激光发射部和激光接收部具有重叠的光轴，该激光雷达布置具有更高的整合度，激光雷达整体体积更小。由于光学透镜的中心和边缘设置成了不同的结构，从而增强了激光雷达所接收的回波激光束强度。

技术研发人员：姜波
受保护的技术使用者：锐驰智光（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13