[发明专利]一种定向可见光通信系统

说明书

本发明主要涉及通信领域，公开了一种定向可见光通信系统，包括照明光源、扫描镜、控制器，扫描镜上包括反射面，照明光源出射调制照明光至扫描镜的反射面上，控制器根据通信接收设备的位置控制扫描镜转动，使扫描镜反射的调制照明光照射至通信接收设备所在的位置处，从而实现利用单套照明光源和一个扫描镜进行跟踪式定向可见光通信，系统简单稳定可靠。

技术领域

本发明涉及可见光通信，具体涉及一种定向可见光通信系统。

背景技术

可见光通信是一种无线通讯技术，是利用照明光源发出的明暗闪烁信号来达成讯息传输的通信技术，可见光的频率介于400 THz（波长780 nm）至800 THz（波长375 nm）之间；并且其发射功率高，不占用无线电频谱，无电磁干扰，无电磁辐射，同时实现照明和通信的双重功能。可见光通讯可以应用于光照上网、可见光点播电视业务、可见光新型无线广播、可见光精确定位等领域。目前的可见光通信是通过使用多个照明光源将大范围区域照明并实现通信，使用多个照明光源会使整个系统复杂化且成本提高。

发明内容

本发明目的在于解决上述问题，本发明提供了一种定向可见光通信系统，其在工作过程中，无需使用多个照明光源以对大范围区域进行照明及通信。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种定向可见光通信系统，包括照明光源、扫描镜、控制器、通信接收设备和方位跟踪模块，所述通信接收设备上设有方位信号发射模块，

所述照明光源出射携带有通信信息的调制照明光，所述调制照明光照射在扫描镜的反射面上，所述扫描镜的反射面将调制照明光反射至自由光空间中进行照明及通信；

所述方位信号发射模块持续发射通信接收设备的定位信号，所述方位跟踪模块持续接收方位信号发射模块发射的定位信号并将该定位信号发送给控制器，所述控制器根据接收到的定位信号控制扫描镜跟踪转动使得扫描镜反射的调制照明光照射至通信接收设备所在位置处；

所述通信接收设备上包括光探测器，所述光探测器接收到调制照明光时将其转化为通信信息以供通信。

进一步地，所述照明光源由LED光源及透镜或透镜组构成，所述透镜或透镜组为聚焦透镜或聚焦透镜组，所述LED光源出射的调制照明光进入透镜或透镜组，所述透镜或透镜组将LED光源出射的调制照明光聚焦至扫描镜的反射面上，调制照明光被扫描镜反射后以光锥照射向所述通信接收设备上的光探测器。

进一步地，所述照明光源包括激光器，所述激光器的主光轴上依次布置有扩束透镜和聚焦透镜，激光器出射的调制照明光通过所述扩束透镜扩束，所述聚焦透镜将扩束后的调制照明光聚焦在扫描镜的反射面上再被反射至自由光空间中。

进一步地，所述照明光源包括多个激光器，还包括聚焦透镜，每个所述激光器均出射准直的调制照明光，多个激光器平行排列且每个激光器出射的调制照明光互相平行，多束互相平行的调制照明光通过所述聚焦透镜后聚焦在扫描镜的反射面上再被反射至自由光空间中。

进一步地，所述扫描镜的反射面上还覆有偏振敏感光栅层，所述照明光源同时出射包含两个偏振态的调制照明光，两个偏振态分别为第一偏振态和第二偏振态，第一偏振态的调制照明光与第二偏振态的调制照明光所携载的通信信息相同且同步，两个偏振态的调制照明光照射至扫描镜的反射面上；扫描镜固定不动时，所述偏振敏感光栅层对第一偏振态敏感并将第一偏振态的调制照明光衍射为第一方向出射，所述偏振敏感光栅层对第二偏振态不敏感，第二偏振态的调制照明光透过偏振敏感光栅层后在扫描镜的反射面上反射至第二方向，所述第一方向与所述第二方向不同向；扫描镜跟踪转动时，被衍射的第一偏振态的调制照明光和被反射的第二偏振态的调制照明光互相以固定夹角在自由光空间中跟踪转动照明及通信，所述固定夹角为所述第一方向和所述第二方向的夹角。