[发明专利]激光雷达光学系统与激光雷达

说明书

本发明公开一种激光雷达光学系统及激光雷达，涉及检测技术领域。所述激光雷达光学系统包括：激光发射光学系统，包括沿激光光束传播方向依次由前至后设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述第一透镜的光焦度为所述第二透镜的光焦度为所述第三透镜的光焦度为其中，以及，激光接收光学系统，包括沿所述激光光束传播方向依次由前至后设置的第四透镜、第五透镜以及第六透镜，所述第四透镜的光焦度为所述第五透镜的光焦度为所述第六透镜的光焦度为其中，降低了系统工艺性要求，提高了激光雷达的测距性能。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种激光雷达光学系统与激光雷达。

背景技术

激光雷达通过发射一束或多束脉冲激光照射至前方目标，并测量从目标返回(或飞行)至探测器的全部或部分光束，通过光束往返的时间间隔测量目标的位置、速度信息，该测量方法称为飞行时间测量法(Time of Flight，TOF)，当激光雷达采用阵列或面阵探测器时，以一定分辨率获取周围场景的深度图像，当分辨率足够小时就能构建清晰的3D场景图像，在智能感知技术如ADAS防撞预警系统、3D面部识别、智能汽车驾驶、智能机器人等领域中获得广泛应。

目前激光雷达的光源主要为半导体激光器(LD)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)，且前者居多，LD具有发散大且快轴与慢轴发散角不对称的特点，而目前使用的VCSEL功率普遍较低，从光源特性上来说，对激光光束的收集和高效利用是激光雷达系统设计的一个重点，现有激光雷达系统普遍存在光束能量传输效率偏低的情况，制约了激光雷达的测距性能，尤其是多线激光雷达，其边缘视场相对中间视场，存在能量传输效率下降较多的情况，导致边缘视场测距能力远低于中间视场。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种激光雷达光学系统与激光雷达，旨在提高激光雷达的测距性能。

为实现上述目的，本发明提出一种激光雷达光学系统，包括：

激光发射光学系统，包括沿激光光束传播方向依次由前至后设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述第一透镜的光焦度为所述第二透镜的光焦度为所述第三透镜的光焦度为其中，以及，

激光接收光学系统，包括沿所述激光光束传播方向依次由前至后设置的第四透镜、第五透镜以及第六透镜，所述第四透镜的光焦度为所述第五透镜的光焦度为所述第六透镜的光焦度为其中，

可选地，所述激光发射光学系统还包括位于所述第三透镜之后的第一光阑，用于限制所述激光光束的张角；和/或，

所述激光接收光学系统还包括位于所述第四透镜之前的第二光阑，用于限制所述激光光束的张角。

可选地，所述激光发射光学系统还包括位于所述第一透镜之前的第七透镜，用于矫正所述激光光束的角度，使得所述激光光束垂直入射所述第一透镜；和/或，

所述激光接收光学系统还包括位于所述第六透镜之后的第八透镜，用于矫正所述激光光束的角度，使得所述激光光束垂直入射所述第八透镜。

可选地，所述激光发射光学系统还包括位于所述第七透镜和所述第一透镜之间连线的一侧，且与所述第七透镜和所述第一透镜连线相对设置的至少一个反射镜，自所述第七透镜射出的所述激光光束经过所述反射镜的反射后入射所述第一透镜；和/或，

所述激光接收光学系统还包括位于所述第八透镜和所述第六透镜连线的一侧，且与所述第八透镜和所述第六透镜连线相对设置的至少一个反射镜，自所述第六透镜射出的所述激光光束经过所述反射镜的反射后入射所述第八透镜。

本发明进一步提出一种激光雷达，包括：

底座；