CN105242386B - 信号的被动式光传送装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种信号的被动式光传送装置及方法。其特征是：装置至少包括三个互垂直的平面镜（101）、（102）、（103），平面镜（103）可以围绕转动轴（203）自由转动，在平面镜（103）上连接有位移件（105），位移件（105）根据拾取的信号带动平面镜（103）围绕转动轴（104）发生相应的转动，使反射光线的光强发生变化形成调制。有益效果是：提供一种信号的被动式光传送装置及方法，即信号调制外部光源且被外部光源所传送，用于信号的被动式传送，如声波的无源远程拾取传送（应用场景如：会场声波的分布式获取；监控区域的声控布点；监听等。）、信号的远程获取等。

Description

信号的被动式光传送装置及方法
技术领域
本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种信号的被动式光传送装置及方法。
背景技术
信号拾取如麦克风（音频）、各种传感器（模拟量信号或数字信号），一般是本地拾取，通过导线输入信号处理装置，即麦克风或传感器主动输出信号提供给信号处理装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种信号的被动式光传送装置及方法，即信号调制外部光源且被外部光源所传送，用于信号的被动式传送，如声波的无源传送、信号的远程获取等。
本发明采用的技术方案是（参照附图）：
一种信号的被动式光传送装置，其特征是：装置至少包括三个互垂直的平面镜101、102、103，平面镜103可以围绕转动轴203自由转动，在平面镜103上连接有位移件105，位移件105根据拾取的信号带动平面镜103围绕转动轴104发生相应的转动，使反射光线的光强发生变化形成调制。
所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：位移件是振动膜，所述振动膜拾取声波。
或，所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：位移件由电磁铁和衔铁组成，信号电压驱动电磁铁由衔铁带动平面镜103围绕转动轴104发生相应的转动。
或，所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：位移件是压电器件，信号电压驱动压电器件带动平面镜103围绕转动轴104发生相应的转动。
所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：装置还包括光源、光电器件，所述光电器件将所述光源的反射光转化为电信号。
进一步，所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：装置还包括光源、成像透镜、光电器件阵列，所述成像透镜将所述光源的反射光在所述光电器件阵列上成像，光电器件阵列将各像素单元的光信号分别转化为电信号。
再经一步，所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：光源是调制光源，光电器件连接有调制解调器。
一种信号的被动式光传送方法，其特征是，包括：光源照射在三个互垂直的平面镜101、102、103上，位移件105根据拾取的信号带动平面镜103围绕转动轴104发生相应的转动，使反射光线的光强发生变化形成调制。
所述的一种信号的被动式光传送方法，其特征是，还包括：反射光照射光电器件，由光电器件将光信号转化为电信号。
或，所述的一种信号的被动式光传送方法，其特征是，还包括：成像透镜将反射光线在光电器件阵列上成像，光电器件阵列将各像素单元的光信号分别转化为电信号。
本发明的有益效果是：提供一种信号的被动式光传送装置及方法，即信号调制外部光源且被外部光源所传送，用于信号的被动式传送，如声波的无源远程拾取传送（应用场景如：会场声波的分布式获取；监控区域的声控布点；监听等。）、信号的远程获取等。
附图说明
图1为信号的被动式光传送装置原理图。
图2为本发明的声波被动式光传送装置原理图。
图3为采用透镜成像的声波被动式光传送装置原理图。
图4为本发明信号拾取反光单元采用压电器件驱动的原理图。
图5为本发明信号拾取反光单元采用电磁铁驱动的原理图。
图6为位移量和电压u的关系图。
图7为亮度值和电压u的关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为信号的被动式光传送装置原理图，由平面镜101、102、103相互垂直组成定向反光装置（本发明的信号拾取反光单元），当光源105（可见光或非可见光、激光）的光线射向定向反光装置时，根据几何光学，反射角等于入射角，返回光线和入射方向相反，即原路返回，光电器件106获得光源111的反射光线。平面镜101和103之间设置转动轴104，平面镜103可以围绕转动轴104自由转动，位移件105和平面镜103相连，这样位移件可以带动平面镜103围绕转动轴203发生转动， 其效果是返回光线的光强发生变化，即位移变化对返回光线的光强进行调制，假设位移变化由电压信号u驱动，返回光线的亮度值和位移量成反比，并在一定的范围内成线性关系，这样返回光线就携带信号u的信息，返回光照射光电器件106，光电器件106输出信号，如果是音频信号，则通过放大器107放大后由扬声器108发出声音。光源111的驱动电压分为直流电压110或调制电压109，采用调制电压的优势是可以滤除环境照明的影响，如果采用调制电压109，则光电器件的输出端连接有调制解调器112，由调制解调器112还原光电器件获取的信号信息。图6为位移量和电压u的关系图。图7为亮度值和电压u的关系图。对于传送的信号，除音频信号外也可以是数字信号或模拟量信号，光电器件获取的信号提供给相应的处理电路。能使平面镜101和103之间可以发生位移的部件可以统称为位移件，可以是无源的如振动膜，也可以是有源的如电磁铁、压电器件等。其特征是：装置至少包括三个互垂直的平面镜101、102、103，平面镜103可以围绕转动轴203自由转动，在平面镜103上连接有位移件105，位移件105由信号驱动。
图2为本发明的声波被动式光传送装置原理图，设置有振动膜201，振动膜201连接在平面镜103上，声波作用于振动膜201带动平面镜103振动，振动位移改变平面镜103和平面镜101之间的距离，其效果是对光源111的入射光进行调制，使出射光携带声波信号。声波还原：（1）如果驱动光源111的是直流电压110，则由光电器件接收反射光后转化为电信号，通过放大器后由扬声器发出声波；（2）如果驱动光源111的是调制电压109，则由光电器件接收反射光后转化为电信号，电信号由调制解调器112解调后通过放大器由扬声器发出声波。该装置的优势是可以进行声波的无源远程拾取，应用场景如：会场声波的分布式获取；监控区域的声控布点；监听等。
图3为采用透镜成像的声波被动式光传送装置原理图，301为阵列开关，302为光电器件阵列，303为成像透镜，304、305为本发明的信号拾取反光单元。111光源照射在数个信号拾取反光单元上，所述信号拾取反光单元通过成像透镜303在光电器件阵列302上成像，像的位置在光电器件阵列平面上形成空间分离，这样通过阵列开关就可以进行选择性输出，从而可以分离输出来自不同信号拾取反光单元的信号。其特征是：装置还包括光源、成像透镜、光电器件阵列，所述成像透镜将所述光源的反射光在所述光电器件阵列上成像，光电器件阵列将各像素单元的光信号分别转化为电信号。
图4为本发明信号拾取反光单元采用压电器件驱动的原理图，将压电器件401连接在平面镜103上，压电器件如PZT器件等可以在电压的作用下发生伸缩，在信号电压u的驱动下平面镜103围绕转动轴104相对于平面镜101发生位移，这样信号电压u的信息调制在反射光线上。
图5为本发明信号拾取反光单元采用电磁铁驱动的原理图，将衔铁501连接在平面镜103上，502为电磁铁，在电磁铁线圈上施加信号电压u，电磁铁吸引衔铁，这样带动平面镜103围绕转动轴104相对于平面镜101发生位移，这样信号电压u的信息调制在反射光线上。
本发明的声波拾取反光单元可以和现有的激光侦听装置配合使用，可以获得距离更远、效果更好的侦听效果。

Claims (7)

1.一种信号的被动式光传送装置，其特征是：装置至少包括三个互垂直的平面镜（101）、（102）、（103），平面镜（103）可以围绕转动轴（203）自由转动，在平面镜（103）上连接有位移件（105），位移件（105）根据拾取的信号带动平面镜（103）围绕转动轴（104）发生相应的转动，平面镜（103）围绕转动轴（104）相对于平面镜（101）发生位移，使反射光线的光强发生变化形成调制；
位移件是振动膜，所述振动膜拾取声波。
2.根据权利要求1所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：装置还包括光源、光电器件，所述光电器件将所述光源的反射光转化为电信号。
3.根据权利要求1或2所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：装置还包括光源、成像透镜、光电器件阵列，所述成像透镜将所述光源的反射光在所述光电器件阵列上成像，光电器件阵列将各像素单元的光信号分别转化为电信号，光源照射在数个信号拾取反光单元上，所述信号拾取反光单元通过成像透镜在光电器件阵列上成像，像的位置在光电器件阵列平面上形成空间分离，这样通过阵列开关就可以进行选择性输出，从而可以分离输出来自不同信号拾取反光单元的信号。
4.根据权利要求3所述的一种信号的被动式光传送装置，其特征是：光源是调制光源，光电器件连接有调制解调器。
5.一种信号的被动式光传送方法，其特征是，包括：光源照射在三个互垂直的平面镜（101）、（102）、（103）上，位移件（105）根据拾取的信号带动平面镜（103）围绕转动轴（104）发生相应的转动，平面镜（103）围绕转动轴（104）相对于平面镜（101）发生位移，使反射光线的光强发生变化形成调制；
位移件是振动膜，所述振动膜拾取声波。
6.根据权利要求5所述的一种信号的被动式光传送方法，其特征是，还包括：反射光照射光电器件，由光电器件将光信号转化为电信号。
7.根据权利要求6所述的一种信号的被动式光传送方法，其特征是，还包括：成像透镜将
反射光线在光电器件阵列上成像，光电器件阵列将各像素单元的光信号分别转化为电信号，光源照射在数个信号拾取反光单元上，所述信号拾取反光单元通过成像透镜在光电器件阵列上成像，像的位置在光电器件阵列平面上形成空间分离，这样通过阵列开关就可以进行选择性输出，从而可以分离输出来自不同信号拾取反光单元的信号。
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