本发明涉及光学成像，尤其涉及一种红外准直镜头。
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。近年来，随着激光雷达的普及，对雷达上安装的准直镜头的需求越来越大。由于要应用在各种复杂场景中，对镜头的可靠性要求也越来越高。
2、未来最有潜力的激光雷达是使用c波段(1530nm~1565nm)激光的fmcw激光雷达，激光雷达一般应用在车上、路边和矿井等工作环境复杂的场景，应用场景非常多导致了对镜头的需求量越来越大，所以降低镜头成本和提升镜头可靠性是红外准直镜头迫切需要解决的问题。因此，亟需一种低成本、高可靠性的红外准直镜头。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种红外准直镜头，用于解决目前急需低成本、高可靠性，且应用于使用c波段(1530nm~1565nm)激光的激光雷达上的红外准直镜头的问题。
2、第一方面，本申请提供一种红外准直镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：
3、具有正光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；具有正光焦度的第四透镜；
4、其中，所述第三透镜为非球面塑胶镜片；所述第一透镜物侧面至所述红外准直镜头的像面的轴上距离为ttl，所述红外准直镜头满足：25 mm<ttl<30 mm。
5、本发明保证准直效果的同时，为了最大限度的提升镜头可靠性和降低成本，将镜头的镜片数量减少到四片，还可以减少系统总长并且减轻镜头重量。本发明红外准直镜头的设计波长为1528nm~1568nm。红外准直镜头满足：25 mm<ttl<30 mm，控制镜头的长度在合适的范围内，可以避免镜头过长导致使用时外部空间不够。
6、于本申请一实施例中，所述第二透镜和所述第三透镜之间设置有光阑。
7、本申请中，上述光阑用于限制轴上光束的通光口径
8、于本申请一实施例中，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；所述第一透镜的边缘厚度为et1，所述第一透镜在光轴上的中心厚度为ct1，所述第一透镜满足：et1/ct1>0.4。
9、本申请中，上述设置可以防止第一透镜的边缘过薄以致于加工的时候崩边，有效的提升第一透镜的可制造性。
10、于本申请一实施例中，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面；所述第一透镜在光轴上的中心厚度为ct1，所述第二透镜在光轴上的中心厚度为ct2，所述第一透镜的边缘厚度为et1，所述第二透镜的边缘厚度为et2，所述第一透镜和所述第二透镜满足：1.0＜(ct1+ct2)/(et1+et2)＜2.0。
11、本申请中，上述设置有利于提高第一透镜和第二透镜的可制造性。
12、于本申请一实施例中，所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面；所述第三透镜的有效焦距为f3，所述红外准直镜头的总有效焦距为f，所述红外准直镜头满足：5＜f3/f＜20。
13、本申请中，上述设置通过合理控制第三透镜的有效焦距与总有效焦距的比值，可以使第三透镜合理地分担光焦度，较好地矫正镜头球差、色差以及其它像差，并使该透镜对公差的敏感性降低。
14、于本申请一实施例中，所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为凸面或者凹面；所述第四透镜的有效焦距为f4，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为r42，所述红外准直镜头满足：-2＜f4/r42＜0。
15、本申请中，上述设置将第四透镜的像侧面的曲率半径限制在合理的范围内，减缓光线在第四透镜中的偏折从而减小第四透镜的敏感性，还能减小第四透镜产生的球差。
16、于本申请一实施例中，所述第四透镜与所述红外准直镜头的像面之间设置有保护玻璃。
17、本申请中，上述设置用来保护发射激光器件的出光口。
18、于本申请一实施例中，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面的轴上距离为td，所述红外准直镜头的总有效焦距为f，所述红外准直镜头满足：1<td/f<1.5。
19、本申请中，上述设置可以避免镜头长度过长发热同时，还在满足轻薄化的同时获得更大焦段，使得镜头表现更佳。
20、于本申请一实施例中，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面的轴上距离为td，所述第一透镜至所述第四透镜中任意两相邻透镜之间在光轴上的空气间隔的总和为∑at，所述红外准直镜头满足：3＜td/∑at＜4。
21、本申请中，上述设置可以保证加工以及组装特性，避免出现间隙过小导致组装过程出现前后镜片干涉，以及透镜过薄成型难度大，组装容易变形等问题。
22、于本申请一实施例中，当所述红外准直镜头最大准直光斑为8 mm时，所述红外准直镜头所有视场的主光线与像面法线夹角的最大值为ang0，所述红外准直镜头所有视场的上光线与像面法线的夹角的最小值为ang1，所述红外准直镜头所有视场的下光线与像面法线夹角的最小值为ang2，所述红外准直镜头满足：ang0<3°，ang1>10°，ang2>15°。
23、本申请中，上述设置可确保红外准直镜头最大可以发射出直径8 mm的准直光斑，适用于激光雷达远距离探测。
24、与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
25、应用本发明实施例提供的红外准直镜头，设置四片镜片其中一片为塑胶镜片，在保证准直效果的同时，还可以尽可能的减少成本、减少总长以及减轻重量。具体采用非球面塑胶镜片实现光线各种像差的矫正，将激光雷达发出的光准直成平行光，更好地实现红外光线准直效果，通过合理分配各个透镜的光焦度和面型，有效地提高镜头准直能力，获取高可靠性的低成本红外准直镜头。本发明提供的红外准直镜头的设计波长为1528nm~1568nm。可以安装在激光雷达的发射和接收系统中，进行红外激光的发射和接收。
26、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
1.一种红外准直镜头，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：
2.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜之间设置有光阑。
3.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；所述第一透镜的边缘厚度为et1，所述第一透镜在光轴上的中心厚度为ct1，所述第一透镜满足：et1/ct1>0.4。
4.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面；所述第一透镜在光轴上的中心厚度为ct1，所述第二透镜在光轴上的中心厚度为ct2，所述第一透镜的边缘厚度为et1，所述第二透镜的边缘厚度为et2，所述第一透镜和所述第二透镜满足：1.0＜(ct1+ct2)/(et1+et2)＜2.0。
5.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面；所述第三透镜的有效焦距为f3，所述红外准直镜头的总有效焦距为f，所述红外准直镜头满足：5＜f3/f＜20。
6.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为凸面或者凹面；所述第四透镜的有效焦距为f4，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为r42，所述红外准直镜头满足：-2＜f4/r42＜0。
7.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第四透镜与所述红外准直镜头的像面之间设置有保护玻璃。
8.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面的轴上距离为td，所述红外准直镜头的总有效焦距为f，所述红外准直镜头满足：1<td/f<1.5。
9.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面的轴上距离为td，所述第一透镜至所述第四透镜中任意两相邻透镜之间在光轴上的空气间隔的总和为∑at，所述红外准直镜头满足：3＜td/∑at＜4。
10.根据权利要求1所述的红外准直镜头，其特征在于，当所述红外准直镜头最大准直光斑为8 mm时，所述红外准直镜头所有视场的主光线与像面法线夹角的最大值为ang0，所述红外准直镜头所有视场的上光线与像面法线夹角的最小值为ang1，所述红外准直镜头所有视场的下光线与像面法线夹角的最小值为ang2，所述红外准直镜头满足：ang0<3°，ang1>10°，ang2>15°。
