[实用新型]一种可见光通信装置

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及可见光通信技术领域，特别涉及一种可见光通信装置。

背景技术

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。而我们本实用新型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。

实用新型内容

基于此，本实用新型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。