一种可见光通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种可见光通信装置，包括LED信号光源、PIN光电接收器，其特征在于，还包括汇聚凹面镜、菲涅尔透镜、以及激光准直器，所述LED信号光源置于所述汇聚凹面镜的第一焦点，所述PIN光电接收器置于所述菲涅尔透镜的第二焦点，所述菲涅尔透镜与所述汇聚凹面镜参照所述第一焦点于所述第二焦点同向相对设置，所述激光准直器与所述LED信号光源连线形成的虚拟延长线可达所述汇聚凹面镜上。本实用新型专利技术中的可见光通信装置采用激光准直提供汇聚参考光线，用汇聚凹面镜汇聚将LED光转换成平行出射光，使得PIN光电接收器接收到的光强稳定，同时通过激光准直器进行校准，便于光能的收集并达到快速对准的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种可见光通信装置
本技术涉及可见光通信
，特别涉及一种可见光通信装置。
技术介绍
可见光通信(VLC)是无线光通信的一种，利用白光LED的照明快速开关特性，将基带信号调制到白光LED发出的光波上，使白光LED在照明的同时能够进行数据传输。可见光通信传输可分为上行链路和下行链路，所谓上行链路是指用户终端发往基站的链路，所谓下行链路是指基站发往用户终端的链路。其中下行链路包括发射和接收两部分，其发射部分主要由白光LED光源、聚焦透镜、滤光片和相应信号处理单元组成，白光LED光源发出的已调制光以很大的发射角在空间中朝各个方向传播。LED信号光源与PIN光电接收器中间这部分元件叫做接收前端，其一般都是采用透镜加滤光片的结构。聚光透镜的作用是尽可能地多接收自由空间中微弱的信号光辐射，然后被探测器所探测并转换成电信号，从而可以相对减小探测器的接收面积，滤光片的作用主要是滤除杂散光。目前，室内VLC系统常采用一个简单的凸透镜或半球透镜作为接收前端。而我们本技术的研究重点也是在接收前端的光路设计方面。现有技术当中，将LED发出的信号光通过聚光透镜聚集在PIN光电接收器上，这种方法的缺点是需要不断调整聚光器件，从而造成对准速度比较慢，且LED发出的光是发散的，所以光强的分布是不均匀的，这样会造成汇聚的信号光的光强时强时弱，致使接收信号很不稳定。现有技术中有将聚光透镜改成复合抛物面聚光器或者采用多次汇聚来提高信号光的聚集效果，但这种方法也没能解决快速对准和使接收信号强度保持稳定的问题。
技术实现思路
r>基于此，本技术的目的是提供一种可见光通信装置，同时解决汇聚信号光的光强存在时强时弱而导致接收信号不稳定的问题，以及聚光器件不断调整而造成对准速度慢的问题。一种可见光通信装置，包括LED信号光源、PIN光电接收器，其特征在于，还包括汇聚凹面镜、菲涅尔透镜，所述LED信号光源置于所述汇聚凹面镜的第一焦点，所述PIN光电接收器置于所述菲涅尔透镜的第二焦点，所述菲涅尔透镜与所述汇聚凹面镜参照所述第一焦点于所述第二焦点同向相对设置。进一步地，包括激光准直器，所述激光准直器与所述LED信号光源连线形成的虚拟延长线可达所述汇聚凹面镜上。进一步地，所述PIN光接收器接收所述菲涅尔透镜聚集的光线，所述PIN光接收器随光强不同产生相应强度的光生电流,光生电流经过放大器放大进而输出电信号。进一步地，所述LED信号光源照射出的发散光由所述汇聚凹面镜折射出平行光，所述平行光照射至所述菲涅尔透镜上。进一步地，所述平行光由菲涅尔透镜进行汇聚在所述第二焦点上，由所述PIN光电接收器接收。进一步地，所述激光准直器定向发射校准激光，所述校准激光途径所述LED信号光源，所述校准激光作为准直基准线抵达所述汇聚凹面镜上。进一步地，所述校准激光由所述汇聚凹面镜折射出平行校准激光，所述平行校准激光照射至所述菲涅尔透镜上。进一步地，所述平行校准激光经菲涅尔透镜汇聚在所述第二焦点上，由所述PIN光电接收器接收。本技术的有益效果是：采用激光准直提供汇聚参考光线，用汇聚凹面镜汇聚将LED光转换成平行出射光，使得PIN光电接收器接收到的光强稳定，同时通过激光准直器进行校准，便于光能的收集并达到快速对准的目的。其中转换而成的平行光只是LED光源发出的小部分光，不会影响LED灯的照明功能。用户端到基站的光路采用激光通信的方式，便于光路对准及节约能源，降低可见光通信系统的复杂度。另外通过设置汇聚凹面镜将可见光进行平行射出，最后由菲涅尔透镜进行汇聚，达到信号稳定，光能对准快的效果。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明图1为本技术实施例中可见光通信装置的结构示意图；主要元件符号说明：LED信号光源10PIN光电接收器20汇聚凹面镜30菲涅尔透镜40激光准直器50平行光11校准激光51平行校准激光52如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的若干实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，所示为本技术提供可见光通信装置，包括LED信号光源10、PIN光电接收器20、汇聚凹面镜30、菲涅尔透镜40。所述LED信号光源10置于所述汇聚凹面镜30的第一焦点处，所述PIN光电接收器20置于所述菲涅尔透镜40的第二焦点处，所述菲涅尔透镜40与所述汇聚凹面镜30参照所述第一焦点于所述第二焦点同向相对设置。现有技术中，发射端LED信号光源10是朗伯体辐射光源，因为其发光原理是自发辐射，所以其发出的光没有方向性，这就使PIN光电接收器20接收到的光强很不稳定，也不利于光能量的汇聚。具体的，在本技术中，LED信号光源10置于汇聚凹面镜30的第一焦点处，根据光学理论知识，设置在汇聚凹面镜30的第一焦点处LED信号光源10发出的光经汇聚凹面镜30反射后将以平行光11的方式射出，这就将LED信号光源10发出的一部分杂乱且无方向性的光转换成了平行光11，便于之后的光能汇聚，可以有效降低对准的复杂度。其中，本实施例中的第一焦点和第二焦点仅为方便标识，便于区分，并非限制特定的焦点位置，第一焦点可称为第二焦点，第二焦点也可称为第一焦点。传统可见光通信结构系统中，LED信号光源10到用户接收端的光路没有参考光线使之准直，也就是说光路的对准只是凭感觉的大概对准，没有任何实际的东西可以参照，这会导致PIN光电接收器20接收到的光强时强时弱，影响信号传输的稳定性，而且要想达到满意的对准效果要耗费大量的时间。具体的，在本技术中提供的可见光通信装置还包括激光准直器50，所述激光准直器50与所述LED信号光源10连线形成的虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光通信装置，包括LED信号光源、PIN光电接收器，其特征在于，还包括汇聚凹面镜、菲涅尔透镜，所述LED信号光源置于所述汇聚凹面镜的第一焦点，所述PIN光电接收器置于所述菲涅尔透镜的第二焦点，所述菲涅尔透镜与所述汇聚凹面镜参照所述第一焦点于所述第二焦点同向相对设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信装置，包括LED信号光源、PIN光电接收器，其特征在于，还包括汇聚凹面镜、菲涅尔透镜，所述LED信号光源置于所述汇聚凹面镜的第一焦点，所述PIN光电接收器置于所述菲涅尔透镜的第二焦点，所述菲涅尔透镜与所述汇聚凹面镜参照所述第一焦点于所述第二焦点同向相对设置。


2.根据权利要求1所述的可见光通信装置，其特征在于，包括激光准直器，所述激光准直器与所述LED信号光源连线形成的虚拟延长线可达所述汇聚凹面镜上。


3.根据权利要求1所述的可见光通信装置，其特征在于，所述PIN光接收器接收所述菲涅尔透镜聚集的光线，所述PIN光接收器随光强不同产生相应强度的光生电流,光生电流经过放大器放大进而输出电信号。


4.根据权利要求1所述的可见光通信装置，其特征在于，所述LED信...

【专利技术属性】
技术研发人员：余礼苏，刘超良，王玉皞，王正海，周辉林，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：江西;36