CN102955209A - Led可见光通信系统及光接收天线 - Google Patents

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CN102955209A CN2011102553890A CN201110255389A CN102955209A CN 102955209 A CN102955209 A CN 102955209A CN 2011102553890 A CN2011102553890 A CN 2011102553890A CN 201110255389 A CN201110255389 A CN 201110255389A CN 102955209 A CN102955209 A CN 102955209A
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刘若鹏
栾琳
刘京京
马伟涛
刘尧
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Abstract

本发明涉及一种LED可见光通信系统及光接收天线，其包括光电转换器件及光线汇聚器件，所述光电转换器件与光源位于所述光线汇聚器件的同一侧，所述光线汇聚器件用于将所述光源发出的入射光线汇聚在所述光电转换器件上。本发明通过将所述光电转换器件设置与光源处在所述光线汇聚器件的同一侧，因而可避免杂散光对探测器的影响，抗干扰效果好；可避免现有技术中存在像差影响，有利于弱光检测；可平衡光电转换器件与其响应时间之间的矛盾；此外，所述光源还可作照明使用，实现多功能化。

Description

LED可见光通信系统及光接收天线
技术领域
本发明涉及一种光接收装置及其系统，尤其涉及一种LED可见光通信系统及光接收天线。
背景技术
光接收天线是光通信系统的重要器件之一，其通常应用在射频通讯无线无法妥善提供服务的场合。现有的光接收天线通常由光线汇聚装置及设置在光线汇聚装置的焦点上的光电探测器组成，所述光线汇聚装置通常是凸透镜或菲涅尔透镜。例如，专利申请号为CN200910235096.9的中国专利揭示了一种无线通信光接收天线，该接收天线主体由菲涅尔透镜构成，该主体由菲涅尔透镜包括一个主菲涅尔透镜、若干次菲涅尔透镜和光电探测器，所述主菲涅尔透镜为正多边形；所述各次菲涅尔透镜与主菲涅尔透镜以固定角度粘接，同时以主菲涅尔透镜的轴线为中心相互对称并彼此粘接；主菲涅尔透镜和各次菲涅尔透镜组成“台形”结构，主菲涅尔透镜的光轴垂直于光电探测器的光敏面。工作时可见光从所述菲涅尔透镜的一侧射入，然后从另一侧射出并汇聚在所述光电探测器上，便实现光信号的传输。然而，上述现有的光接收天线存在如下缺陷：(1)、容易受到杂散光的干扰，抗干扰效果差；(2)、光线穿过透镜后受到像差影响，不利于弱光检测；(3)、难以调和探测器灵敏度和响应时间之间的矛盾。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的不足，提出一种LED可见光通信系统及光接收天线，其抗干扰效果好、便于弱光检测、可较好地平衡光电转换器件的灵敏度和响应时间之间的矛盾。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提出一种光接收天线，其包括光电转换器件及光线汇聚器件，所述光电转换器件与光源位于所述光线汇聚器件的同一侧，所述光线汇聚器件用于将所述光源发出的入射光线汇聚在所述光电转换器件上。
进一步地，所述光线汇聚器件设置有菲涅尔透镜及光线反射面层，所述光线反射面层位于所述菲涅尔透镜的一侧。
进一步地，所述光线反射面层由金属材料制成。
进一步地，所述金属材料是金、银、铜或铝。
进一步地，所述金属材料镀在所述菲涅尔透镜的表面上。
进一步地，所述光线汇聚器件设置有用于汇聚光线的抛物面。
进一步地，所述抛物面镀有一层反光层。
进一步地，所述反光层由金属材料制成。
进一步地，所述金属材料是金、银、铜或铝。
进一步地，所述光电转换器件是光电探测器，所述光电探测器可以是光敏电阻、光电倍增器、光电二极管、光电三极管、电荷注入器件(CID)、电荷耦合器件(CCD)。
进一步地，本发明还提供一种LED可见光通信系统，其包括照明LED灯具及光接收天线，所述照明LED灯具用于照明及作为照射到所述光接收天线的信号光源；所述光接收天线包括光电转换器件及光线汇聚器件，所述光电转换器件与所述光源位于所述光线汇聚器件的同一侧，所述光线汇聚器件用于将所述光源发出的入射光线汇聚在所述光电转换器件上；所述信号解析移动终端将光电转换器件输出的电信号解析出来。
综上所述，本发明LED可见光通信系统及光接收天线通过将所述光电转换器件设置与光源处在所述光线汇聚器件的同一侧，因而可避免杂散光对探测器的影响，抗干扰效果好；可避免现有技术中存在像差影响，有利于弱光检测；可平衡光电转换器件与其响应时间之间的矛盾，此外，所述光源还可作照明使用，实现多功能化。
附图说明
图1是本发明可见光无线通信光接收天线第一种实施例的示意图。
图2是本发明可见光无线通信光接收天线第二种实施例的示意图。
图3是本发明LED可见光通信系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：
请参阅图1，本发明光接收天线包括光电转换器件1及光线汇聚器件2，所述光线汇聚器件2设置有菲涅尔透镜21及光线反射面层22，所述光线反射面层22位于所述菲涅尔透镜21的一侧。所述菲涅尔透镜21(Fresnel lens)是由聚烯烃材料注压而成或玻璃制成，其呈薄片状。所述菲涅尔透镜21一面刻录了由小到大的同心圆，另一面镀有一层所述光线反射面层22，即所述光线反射面层22镀在所述菲涅尔透镜21的表面，形成反光面。所述光线反射面层22可由金、银、铜或铝等金属材料制成。所述光电转换器件1位于所述光线汇聚器件2的一侧，在本实施例中，所述光电转换器件1是光电探测器，所述光电探测器可以是光敏电阻、光电倍增器、光电二极管、光电三极管、电荷注入器件(CID)、电荷耦合器件(CCD)等。
使用本发明时，所述光电转换器件1及发出入射光线的光源位于所述光线汇聚器件2的同一侧。当发光二极管等光源发出不断闪灭的光信号射入所述光线汇聚器件2后，经所述光线反射面层22反射后汇聚在所述光电转换器件1上，所述光电转换器件1将所述光信号转换成电信号送出。由于所述光线反射面层22将从远离所述光电转换器件1射向所述光电转换器件1的杂散光阻挡掉，因而避免杂散光对探测器的影响，抗干扰效果好。由于光的入射和汇聚在所述光线汇聚器件2的同一侧，可避免现有技术中存在像差影响，因而有利于弱光检测。
请参阅图2，图2为本发明第二种实施例的原理图，其包括光电转换器件3及光线汇聚器件4，所述光线汇聚器件4设置有半球状的凹槽41，所述凹槽41的槽壁形成有用于汇聚光线的抛物面。所述抛物面镀有一层反光层42，所述反光层42可由金、银、铜或铝等金属材料制成。在本实施例中，所述反光层42由镀在抛物面上的金属银制成，因而汇聚效果好。
所述光电转换器件3是光电探测器，所述光电探测器可以是光敏电阻、光电倍增器、光电二极管、光电三极管、电荷注入器件(CID)、电荷耦合器件(CCD)等。使用本发明时，所述光电转换器件3及入射光线位于所述光线汇聚器件4的同一侧，当发光二极管等发光器件发出不断闪灭的光信号射入所述光电转换器件3后，经所述光线反射面层44反射后汇聚在所述光电转换器件3上，所述光电转换器件3将所述光信号转换成电信号送出。由于所述反光层42将从远离所述光电转换器件3射向所述光电转换器件3的杂散光阻挡掉，因而避免杂散光对探测器的影响，抗干扰效果好。由于光的入射和汇聚在所述光线汇聚器件4的同一侧，可避免现有技术中存在像差影响，因而有利于弱光检测。
请参阅图3，其为本发明LED可见光通信系统的示意图。所述LED可见光通信系统包括照明LED灯具5、光接收天线6及信号解析移动终端7，所述照明LED灯具5用于照明及作为照射到所述光接收天线的信号光源。在本实施例中，所述照明LED灯具5是商场内的室内照明灯具，所述照明LED灯具5设置有LED光源及控制所述LED光源的微处理器，所述LED光源不断以光信号的形式发射该处的商品信息、商场内的道路信息及广告信息。所述光接收天线6设置在所述信号解析移动终端7上，其包括光电转换器件及光线汇聚器件，所述光电转换器件与所述光源位于所述光线汇聚器件的同一侧，所述光线汇聚器件用于将所述光源发出的入射光线汇聚在所述光电转换器件上。所述信号解析移动终端7与所述光电转换器件电连接，并将光电转换器件输出的电信号解析出来，因而持有所述信号解析移动终端7的顾客可了解商品信息、商场内的道路信息及广告信息，从而为顾客提供便利。所述信号解析移动终端7可为手机等移动终端。
综上所述，本发明LED可见光通信系统及光接收天线通过将所述光电转换器件(1、3)及入射光线设置在位于所述光线汇聚器件(2、4)的同一侧，因而可避免杂散光对探测器的影响，抗干扰效果好；可避免现有技术中存在像差影响，有利于弱光检测；可平衡光电转换器件(1、3)与其响应时间之间的矛盾，此外，所述光源还可作照明使用，实现多功能化。
上面结合附图对本发明的较佳实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光接收天线，其包括光电转换器件及光线汇聚器件，其特征在于：所述光电转换器件与光源位于所述光线汇聚器件的同一侧，所述光线汇聚器件用于将所述光源发出的入射光线汇聚在所述光电转换器件上。
2.根据权利要求1所述的光接收天线，其特征在于：所述光线汇聚器件设置有菲涅尔透镜及光线反射面层，所述光线反射面层位于所述菲涅尔透镜的一侧。
3.根据权利要求2所述的光接收天线，其特征在于：所述光线反射面层由金属材料制成。
4.根据权利要求3所述的光接收天线，其特征在于：所述金属材料是金、银、铜或铝。
5.根据权利要求4所述的光接收天线，其特征在于：所述金属材料镀在所述菲涅尔透镜的表面上。
6.根据权利要求1所述的光接收天线，其特征在于：所述光线汇聚器件设置有用于汇聚光线的抛物面。
7.根据权利要求6所述的光接收天线，其特征在于：所述抛物面镀有一层反光层。
8.根据权利要求7所述的光接收天线，其特征在于：所述反光层由金属材料制成，所述金属材料可以是金、银、铜或铝。
9.根据权利要求8所述的光接收天线，其特征在于：所述光电转换器件是光电探测器。
10.一种LED可见光通信系统，其特征在于：包括照明LED灯具、光接收天线及信号解析移动终端，所述照明LED灯具用于照明及作为照射到所述光接收天线的信号光源；所述光接收天线包括光电转换器件及光线汇聚器件，所述光电转换器件与所述光源位于所述光线汇聚器件的同一侧，所述光线汇聚器件用于将所述光源发出的入射光线汇聚在所述光电转换器件上；所述信号解析移动终端将光电转换器件输出的电信号解析出来。
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