[发明专利]LED可见光通信系统及光接收天线

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术，更具体地说，涉及LED可见光通信系统及光接收天线。

背景技术

可见光LED具有高亮度、高可靠性、能量损耗低和寿命长等优良特性，可用于显示、照明、交通信号指示等。可见光LED用于照明的同时，作为信号光源实现无线通信有诸多优势。

光接收天线是可见光LED无线通信系统需要解决的关键问题之一，通常是由凸透镜和放置在焦点上的光电探测器组成。结构简单的光接收天线能够在信号光垂直入射时具有高的光接收效率，但当信号光斜入射时，信号光经凸透镜会聚后出现离焦和偏轴现象，光接收效果不理想。通常采用1)增大探测器光敏面；2)凸透镜后置光纤等方法来改善光接收效果。但探测器的价格会随着光敏面的增大而增加，且光敏面积越大，接收机带宽越小，同时接收机噪声越大。而在凸透镜后放置光纤，结构复杂、成本较高，会限制光接收天线的尺寸。因此，需要一种价格低廉、尺寸小、具有良好光接收性能并易于实现的无线光通信光接收天线。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述尺寸有限制、价格昂贵、光接收性能差的缺陷，提供一种LED可见光通信系统及光接收天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于LED可见光通信系统的光接收天线，所述光接收天线包括：具有汇聚和反射功能的汇聚反射单元、位于所述汇聚反射单元焦点处的光电探测器；

所述汇聚反射单元用于将所述LED可见光通信系统中的LED光源发射的携带有通讯信息的光信号汇聚到所述焦点处，从而由所述光电探测器接收并解析所述光信号，还原出所述通讯信息。

在本发明所述的光接收天线中，所述汇聚反射单元是反射面为抛物面的反光镜。

在本发明所述的光接收天线中，所述反光镜由玻璃或聚合材料制成。

在本发明所述的光接收天线中，所述反光镜的反射面上涂敷有金属银。

在本发明所述的光接收天线中，所述汇聚反射单元包括菲涅尔棱镜以及与其紧密贴合的反射板。

在本发明所述的光接收天线中，所述反射板由玻璃或聚合材料制成。

在本发明所述的光接收天线中，所述反射板的与所述菲涅尔棱镜紧密贴合的表面上涂敷有金属银。

本发明还提供一种LED可见光通信系统，包括LED光源、用于将通讯信息调制到所述LED光源发射的光信号中的调制单元、以及光接收天线；

所述光接收天线包括：具有汇聚和反射功能的汇聚反射单元、位于所述汇聚反射单元焦点处的光电探测器；

所述汇聚反射单元用于将所述LED光源发射的经所述调制单元调制后的光信号汇聚到所述焦点处，从而由所述光电探测器接收并解析所述光信号，还原出所述通讯信息。

在本发明所述的LED可见光通信系统中，所述汇聚反射单元是反射面为抛物面的反光镜，所述反射面上涂敷有金属银。

在本发明所述的LED可见光通信系统中，所述汇聚反射单元包括菲涅尔棱镜以及与其紧密贴合的反射板，所述反射板的与所述菲涅尔棱镜紧密贴合的表面上涂敷有金属银。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：通过光接收天线实现对光信号的汇聚和接收，从而还原LED光源发射的光信号中所携带的通讯信息，实现了LED可见光通信。进一步地，光接收天线的汇聚和反射单元采用反射面为抛物面的反光镜，实现大范围的光线接收，提高灵敏度，避免了周围杂散光的影响，抗干扰效果好，避免了透镜存在的像差影响，反射式光线汇聚点小，使得光电探测器的响应时间短，同时兼顾到检测灵敏度和响应时间。汇聚和反射单元采用反射面为抛物面的反光镜，易于扩大光接收面积，实现大范围的光线接收，有利于弱光的检测，提高灵敏度，避免了周围杂散光的影响，抗干扰效果好。采用菲涅尔棱镜并借助反射板实现光的反射和汇聚，实现反射式光线的汇聚，减小了接收天线的体积。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明一实施例的用于LED可见光通信系统的光接收天线的结构示意图；

图2是依据本发明另一实施例的用于LED可见光通信系统的光接收天线的结构示意图；

图3是依据本发明一实施例的LED可见光通信系统的结构示意图。

具体实施方式

图1是依据本发明一实施例的用于LED可见光通信系统的光接收天线的结构示意图。光接收天线100包括具有汇聚和反射功能的汇聚反射单元101、位于所述汇聚反射单元101焦点处的光电探测器102。