150°视场激光雷达接收镜头设计稿笔记

一、先看看市场产品:

以速腾车载激光雷达为例

1、M3 激光雷达:

 

2、M1/M2

 

 

 

这是同轴的方案 我看也有好些是异轴
 

1.1 分析上述产品可知:

1、产品常见最大视场120°,因此选取150°视场作为设计目标;

2、波长选取940nm,VCSEL的,感觉以后会取代边发射。

1.2 初步设计想法及思路:

猜测雷达这种非成像系统对像差的要求应该低于成像系统,更着重聚焦在探测器的效果。

1、150°的视场较大,应着重考虑场曲的影响(毕竟探测器不能弯曲),整体光学系统最好对称,例如库克三片的基础;

2、应注意降低尺寸和长度,所以拟采用鱼眼短焦;

3、焦距由探测器尺寸再计算。


二、具体设计

2.1 查查目前专利顺便验证下之前自己的想法

查到一款专利结构如下:

 

 

可见是和最初预想有吻合的,但好像对称性没那么好。不知道是否是为了更好的聚焦效果。

问题点:专利这些东西吧 没有具体的参数 找到有参数的输入进去也是和描述相差极大

我的处理思路:

1、从软件库中找一个类似的结构  或者自己跑一个初始结构出来 再慢~ 慢~ 慢~ 慢~ 慢~ 慢~构建成想要的。

 

观察专利镜头然后思考我自己设计要注意的点:(大佬们看看我有没有想错或者遗漏的)

1、75°的视场,应避免镜1尺寸过大,控制S1面的尺寸不至于过大;

2、从结构来看避免S2/S4面超球面,控制曲率半径;

3、镜4的边缘厚度较小,注意控制边缘厚度可加工性 不然不好加工装调还容易崩边这些;

4、镜4的弯月透镜有同心趋势,控制Z值,一般定心难度;

5、最后的保护镜片看来已经非常紧贴聚焦的探测器了,这样是否装调的时候有问题,应该控制保护镜片与探测器的间距。

暂时是看的这些、、

接下来就是常规仿真优化过程。。。


 

三、仿真结果

 

 

 

整体设计和专利的效果对比如下:

 

这是我仿的
 

 

这是专利的
 

另外设计完初稿时的疑问:

5、镜4/5的间隔有挨着的趋势,直接设为了0

6、考虑到加工成本,目前是控制的镜5最后一面为非球面,也控制了反曲,想请问下若再增加一个非球面,是设在镜5的另一面还是在其他透镜面上?这样哪个成本更优 或更符合实际加工?

7、实际口径余量是按+0.4-1mm,这样的设置是否充足

8、控制了尺寸也控制了边厚、反曲、弯月Z系数 与探测器间隔 

9、还有玻璃 选型的时候是尽量使用的是低成本的玻璃如K9,小部分选用了高折 但是最后一个面考虑到是非球,所以选用的好加工的低软化点玻璃,加工良率应该比较好但是对比这样玻璃的偏贵。

顺便一提我写的非球学习记录  

 

猜测那个专利的最后两面都是非球 你看那个形状  就很非球… 再延长有反曲的样子

作者:光头强

资料为网上搬运,如有侵权立马下架

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