述接收第一透镜2为双凸型透镜，其包括曲率半径设置不同的第一曲面及第二 曲面。接收第二透镜4和接收第Η透镜5分别为双凹和双凸透镜，接收第二透镜4包括曲率 半径设置不同第Η曲面及第四曲面，接收第Η透镜5包括曲率半径设置不同的第五曲面及 第六曲面，接收第二透镜4和接收第Η透镜5形成胶合镜，第四曲面和第五曲面为胶合面。 [00巧]所述接收第一透镜2的材料为SF1，第一曲面的曲率半径R1 = 46. 3mm，第二曲面 的曲率半径R2 = -329. 6mm，第一曲面与第二曲面的面间隔即第一曲面的中必厚度dl= 5mm。第一曲面、第二曲面锥增透膜，反射率巧％，接收第二透镜4的材料为SF1，第；曲面的 曲率半径R3 = -45. 08mm，第四曲面的曲率半径R4 = 32. 5mm，第Η曲面与第四曲面的面间 隔即第一曲面的中必厚度dl= 3mm。第Η曲面锥增透膜，反射率巧％，接收第Η透镜5的 材料为服7,第五曲面的曲率半径R5 = 32. 5mm，第六曲面的曲率半径R6 = -32. 4mm，第五曲 面与第六曲面的面间隔即第一曲面的中必厚度dl= 8mm。第五曲面、第六曲面锥增透膜， 反射率巧％。
[0026] -种聚焦接收镜头包括在支架中顺次设置的镜筒1、发射第一透镜7、发射镜头隔 环8、发射第二透镜9、发射第Η透镜10。
[0027] 所述发射第一透镜7为双凸型透镜，其包括曲率半径设置不同的第一曲面及第二 曲面。发射第二透镜9和发射第Η透镜10分别为双凹和双凸透镜，发射第二透镜9包括曲 率半径设置不同第Η曲面及第四曲面，发射第Η透镜10包括曲率半径设置不同的第五曲 面及第六曲面，发射第二透镜9和发射第Η透镜10形成胶合镜，第四曲面和第五曲面为胶 合面。
[002引所述发射第一透镜7的材料为SF1，第一曲面的曲率半径R1 = 46. 3mm，第二曲面 的曲率半径R2 = -329. 6mm，第一曲面与第二曲面的面间隔即第一曲面的中必厚度dl= 5mm。第一曲面、第二曲面锥增透膜，反射率巧％，发射第二透镜9的材料为SF1，第；曲面 的曲率半径R3 = -45. 08mm，第四曲面的曲率半径R4 = 32. 5mm，第Η曲面与第四曲面的面 间隔即第一曲面的中必厚度dl= 3mm。第Η曲面锥增透膜，反射率巧％，发射第Η透镜10 的材料为服7,第五曲面的曲率半径R5 = 32. 5mm，第六曲面的曲率半径R6 = -32. 4mm，第 五曲面与第六曲面的面间隔即第一曲面的中必厚度dl= 8mm。第五曲面、第六曲面锥增透 膜，反射率巧％。
[0029] 本申请中使用透镜参数如下表所示
[0030]
[0031] 本发明的发射与接收镜头主要用于激光雷达的发射光束准直与目标反射回波信 号的聚焦，由多个波长903nm的激光器发出多束角度不同激光，通过发射镜头准直后照射 到目标物13,反射光经过滤光片14滤掉杂光和背景光后，通过接收镜头聚焦后，分别被对 应角度的探测器所接收，实现激光雷达镜头准直与聚焦的功能，本申请中滤光片中必波长 905nm，带宽20nm，探测器与激光器一一对应，互不干扰，一个探测器只接收相应的激光器发 出的激光通过目标反射的回波信号。
【主权项】
1. 一种准直发射镜头，其特征在于：包括在支架中顺次设置的镜筒（1)、接收第一透镜 (2)、接收镜头隔环（3)、接收第二透镜（4)、接收第三透镜（5)，以及设置在支架外且与接收 第三透镜（5)在同一光路上的滤光片（14)。2. 如权利要求1所述一种准直发射镜头，其特征在于：所述接收第一透镜（2)为双凸 型透镜，其包括曲率半径设置不同的第一曲面及第二曲面，接收第二透镜（4)和接收第三 透镜（5)分别为双凹和双凸透镜，接收第二透镜（4)包括曲率半径设置不同第三曲面及第 四曲面，接收第三透镜（5)包括曲率半径设置不同的第五曲面及第六曲面，接收第二透镜 (4)和接收第三透镜（5)形成胶合镜，第四曲面和第五曲面为胶合面。3. 如权利要求2所述一种准直发射镜头，其特征在于：所述接收第一透镜（2)的材料 为SF1，第一曲面的曲率半径Rl= 46. 3mm，第二曲面的曲率半径R2 = -329. 6mm，第一曲面 与第二曲面的面间隔即第一曲面的中心厚度dl= 5_，第一曲面、第二曲面镀增透膜，反射 率〈5 %，接收第二透镜（4)的材料为SF1，第三曲面的曲率半径R3 =-45. 08mm，第四曲面 的曲率半径R4 = 32. 5mm，第三曲面与第四曲面的面间隔即第一曲面的中心厚度dl= 3mm, 第三曲面镀增透膜，反射率〈5%，接收第三透镜（5)的材料为BK7,第五曲面的曲率半径R5 =32. 5mm，第六曲面的曲率半径R6 = -32. 4mm，第五曲面与第六曲面的面间隔即第一曲面 的中心厚度dl= 8mm，第五曲面、第六曲面镀增透膜，反射率〈5%。4. 一种聚焦接收镜头，其特征在于：包括在支架中顺次设置的镜筒（1)、发射第一透镜 (7)、发射镜头隔环8、发射第二透镜（9)、发射第三透镜（10)。5. 如权利要求4所示一种聚焦接收镜头，其特征在于：所述发射第一透镜（7)为双凸 型透镜，其包括曲率半径设置不同的第一曲面及第二曲面，发射第二透镜（9)和发射第三 透镜（10)分别为双凹和双凸透镜，发射第二透镜（9)包括曲率半径设置不同第三曲面及第 四曲面，发射第三透镜（10)包括曲率半径设置不同的第五曲面及第六曲面，发射第二透镜 (9)和发射第三透镜（10)形成胶合镜，第四曲面和第五曲面为胶合面。6. 如权利要求5所示一种聚焦接收镜头，其特征在于：所述发射第一透镜（7)的材料 为SF1，第一曲面的曲率半径Rl= 46. 3mm，第二曲面的曲率半径R2 = -329. 6mm，第一曲面 与第二曲面的面间隔即第一曲面的中心厚度dl= 5_，第一曲面、第二曲面镀增透膜，反射 率〈5 %，发射第二透镜（9)的材料为SF1，第三曲面的曲率半径R3 =-45. 08mm，第四曲面的 曲率半径R4 = 32. 5mm，第三曲面与第四曲面的面间隔即第一曲面的中心厚度dl= 3mm，第 三曲面镀增透膜，反射率〈5 %，发射第三透镜（10)的材料为BK7,第五曲面的曲率半径R5 =32. 5mm，第六曲面的曲率半径R6 = -32. 4mm，第五曲面与第六曲面的面间隔即第一曲面 的中心厚度dl= 8mm，第五曲面、第六曲面镀增透膜，反射率〈5%。7. -种激光雷达用多光束准直发射与接收系统，其特征在于：包括准直发射镜头和与 之相匹配的聚焦接收镜头，准直发射镜头和聚焦接收镜头设置在支架中，在准直发射镜头 镜筒一侧设置激光器（12)，在聚焦接收镜头镜筒一侧设置探测器（11)该支架可以保证准 直发射镜头和聚焦接收镜头同步运动。8. 如权利要求7所述的一种激光雷达用多光束准直发射与接收系统，其特征在于：所 述的激光雷达用多光束准直发射与接收系统包括多个准直发射镜头和多个聚焦接收镜头 组成的阵列，所述多个准直发射镜头设置在弧形曲面上，弧形曲面的半径为1〇9_，多个聚 焦接收镜头设置在弧形曲面上，弧形曲面的半径为88_，准直发射镜头所构成的弧形与聚
【专利摘要】本发明属于光学系统，具体涉及一种激光雷达用多光束准直发射与接收系统及其镜头。它包括准直发射镜头和与之相匹配的聚焦接收镜头，准直发射镜头和聚焦接收镜头设置在支架中，在准直发射镜头镜筒一侧设置激光器，在聚焦接收镜头镜筒一侧设置探测器该支架可以保证准直发射镜头和聚焦接收镜头同步运动。本发明的效果是：可以实现40°视场内激光束的准直发射与40°视场内平行光束的聚焦探测，准直后可以达到光束发散角<3mrad，聚焦后光斑尺寸<0.2mm；同时采用D型透镜联合阵列可以使得发射光路与接收光路接近平行，使盲区减小到接近为零；发射和接收采用相同的透镜结构与参数，结构简单，制造简便，成本低，可批量生产。
【IPC分类】G02B27/30, G01S7/481
【公开号】CN105277931
【申请号】CN201410347171
【发明人】豆荣社, 刘建丰, 郝鹏, 刘栋苏, 郁肖飞, 李晗, 时兆峰
【申请人】北京自动化控制设备研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月21日