CN110324083B - 光通信网络接收器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光通信网络接收器，包括主体、安装于主体的长距离接收组件和大角度接收组件；所述长距离接收组件包括安装于主体表面的凸透镜和安装于主体内部的第一光电二极管，所述第一光电二极管位于所述凸透镜的焦点位置；所述大角度接收组件包括安装于主体表面的平面透光器件和安装于主体内部的第二光电二极管，所述第二光电二极管位于所述平面透光器件的中心轴位置，且所述第二光电二极管小于所述平面透光器件。本发明的接收器，解决了现有光通信网络接收器的光链路实现受角度和距离限制的问题，既能够进行长距离的信号接收，同时又能够进行大角度的信号接收。

Description

光通信网络接收器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及可见光无线通信(英文全称：LightFidelity，简称：LiFi)的信号接收技术，具体涉及一种光通信网络接收器。

背景技术

近年来，发光二级管(Light-Emitting Diode，LED)照明技术发展迅猛。与传统照明光源相比，白光LED不仅功耗低，使用寿命长，尺寸小，绿色环保，更具有调制性能好，响应灵敏度高等优点。利用LED的这种特性，它能用作照明的同时，还可以把网络信号调制到LED可见光束上进行数据传输，实现一种新兴的可见光无线通信(LiFi)技术。

光通信网络接收器是可见光通信技术的一个典型应用。Li-Fi这一技术意味着，只要你拥有电灯泡，就可以获得无线互联网连接。全世界的电灯泡数量约有140亿盏。实际上，这也意味着任何路灯都可以成为互联网接入点，提升互联网的覆盖范围。因为可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息，带来了极高的安全性。作为无线数据传输的最主要技术，WiFi利用了射频信号。然而，无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。而随着用户对无线互联网需求的增长，可用的射频频谱正越来越少。但是Li-Fi为可见光，其频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。这意味着可见光通信能带来更高的带宽。Li-Fi技术能带来高达1Gbps的数据传输速度。但其中接收端实现对角度和距离都有一定的限制条件，所以无法实现既可以大角度和长距离的接收到光信号，将不利于产品的实用性。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种既可以增大接收角度又可以实现长距离接收的光通信网络接收器，用于解决现有技术中光通信网络接收器的光链路实现受角度和距离的限制，无法实现两者兼具的技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案为：

一种光通信网络接收器，包括主体以及安装于主体的长距离接收组件和大角度接收组件；所述长距离接收组件包括安装于主体表面的凸透镜和安装于主体内部的第一光电二极管，所述第一光电二极管位于所述凸透镜的焦点位置；所述大角度接收组件包括安装于主体表面的平面透光器件和安装于主体内部的第二光电二极管，所述第二光电二极管位于所述平面透光器件的中心轴位置，且所述第二光电二极管小于所述平面透光器件。

可选的，所述第二光电二极管能够通过所述平面透光器件接收到入射角度达到30度至150度的入射光线。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明的光通信网络接收器，同时设置长距离接收组件与大角度接收组件；长距离接收组件包括凸透镜和第一光电二极管，利用凸透镜的聚光作用，实现了长距离的信号接收；大角度接收组件包括平面透光器件和第二光电二极管，通过两者的位置关系设置，第二光电二极管能够接收到入射角度较大的入射光线，实现了大角度的信号接收；从而，解决了现有技术中光通信网络接收器的光链路实现受角度和距离的限制，无法实现两者兼具的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中光通信网络接收器的顶视图；

图2是本发明实施例中光通信网络接收器的剖视图；

图3是本发明实施例中光通信网络接收器的爆炸图；

图4是本发明实施例的光通信网络接收器接收垂直入射光线的示意图；

图5是本发明实施例的光通信网络接收器接收大角度入射光线的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是仝部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

请参考图1至图3，本发明的一个实施例，提供一种光通信网络接收器(以下简称接收器)。图1是接收器的顶视图，图2是接收器按图1中A-A线的剖视图，图3是接收器的爆炸图。

如图1至图3所示，该接收器可包括：主体以及安装于主体的长距离接收组件和大角度接收组件；所述长距离接收组件包括安装于主体表面的凸透镜1和安装于主体内部的第一光电二极管4，所述第一光电二极管4位于所述凸透镜1的焦点位置；所述大角度接收组件包括安装于主体表面的平面透光器件7和安装于主体内部的第二光电二极管8，所述第二光电二极管8位于所述平面透光器件7的中心轴位置，且所述第二光电二极管8小于所述平面透光器件7。

其中，所述主体可包括相互扣合的前壳2和后壳6以及安装于后壳6内壁的PCB板5；所述第一光电二极管4和所述第二光电二极管8安装在所述PCB板5上，所述凸透镜1和所述平面透光器件7分别安装在所述前壳2上开设的第一开口21和第二开口22处。

可选的，通过一透镜固定座3将凸透镜1压住并固定安装在前壳2上的第一开口21处，第一光电二极管4和第一光电二极管8为贴片在PCB板5上的电子元件，后壳6通过扣位固定在前壳2上，平面透光器件7可带有背胶粘附在前壳2上。其中，平面透光器件7可选用透明亚克力片或透明玻璃或其它透明材质。

值得说明的是，光电二极管(Photo-Diode)是把光信号转换成电信号的光电传感器件。光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电传感器件。

本发明实施例中，通过平面透光器件7和第二光电二极管8这两者的位置关系设置，所述第二光电二极管8能够通过所述平面透光器件7接收到入射角度较小的入射光线，例如入射角度30度-45度的入射光线；还可以接收到入射角度较大的入射光线，例如入射角度达到45度至90度的入射光线；甚至还可以接收到入射角度更大的入射光线，例如入射角度达到90度至150度的入射光线。

但需要说明的是，以上所述的30度、45度、90度均为示例，并非限制，实际上，可根据需要，通过调整器件的尺寸参数及位置关系，来决定第二光电二极管8所能够接收到的光线的最大入射角度，例如30度、45度、60度、90度、150度等，或者，也可以是40度、50度、60度、100度、120度等，当然还可以是其它角度。优选实施例中，第二光电二极管8所能够接收到的光线的最小入射角度不小于30度。

请参考图1和图3，优选实施例中，所述凸透镜1选用圆形的平凸透镜，所述平面透光器件7选用圆形器件。

可选的，当平面透光器件7选用圆形器件，第二光电二极管8的中心和平面透光器件7的边缘的连线，与所述平面透光器件7的水平面构成的夹角，达到30度至150度，以实现对入射角不小于30度且不大于150度的光线的接收。

下面，分别通过两个具体的应用场景说明本发明的光通信网络接收器如何实现长距离接收和大角度接收。

场景1：

如图4所示，当可见光源垂直照射在第一、第二光电二极管上的时候，在第一光电二极管4上方设置的凸透镜1，可将光线聚焦到第一光电二极管4上，在同等光照强度下由于凸透镜对光线有聚集作用，使二极管的电流变大，当光源和接收器距离拉大时，带有凸透镜的接收器依然可以接收远距离信号。

场景2：

如图5所示，当可见光源非垂直(成角度)照射在第一、第二光电二极管上的时候，在第一光电二极管4上方的凸透镜1由于聚焦角度很小，可能会导致非垂直角度光源照射的光线不能聚焦到第一光电二极管4上；但是，第二光电二极管8透光其上方所述的较大的平面透光器件7，依然可以接收具有一定入射角度的光源信号，使得接收器可以实现大角度接收信号。

综上，本发明实施例公开了一种光通信网络接收器，从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明的光通信网络接收器，同时设置长距离接收组件与大角度接收组件；长距离接收组件包括凸透镜和第一光电二极管，利用凸透镜的聚光作用，实现了长距离的信号接收；大角度接收组件包括平面透光器件和第二光电二极管，通过两者的位置关系设置，第二光电二极管能够接收到入射角度较大的入射光线，实现了大角度的信号接收；从而，解决现有技术中光通信网络接收器的光链路实现受角度和距离的限制，无法实现两者兼具的技术问题。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种光通信网络接收器，其特征在于，

包括主体、安装于主体的长距离接收组件和大角度接收组件；

所述长距离接收组件包括安装于主体表面的凸透镜和安装于主体内部的第一光电二极管，所述第一光电二极管位于所述凸透镜的焦点位置；

所述第一光电二极管通过所述凸透镜接收垂直照射的入射光线；

所述大角度接收组件包括安装于主体表面的平面透光器件和安装于主体内部的第二光电二极管，所述第二光电二极管位于所述平面透光器件的中心轴位置，且所述第二光电二极管小于所述平面透光器件；

通过调整所述平面透光器件的尺寸和所述第二光电二极管位置关系，所述第二光电二极管能够通过所述平面透光器件接收入射角度达到30度至150度的入射光线；

所述平面透光器件为圆形器件；

所述第二光电二极管的中心和所述平面透光器件的边缘的连线与所述平面透光器件所在的水平面构成的夹角，达到30度至150度；

所述凸透镜选用圆形的平凸透镜；

所述主体包括相互扣合的前壳和后壳以及安装于后壳内壁的PCB板；

所述第一光电二极管和所述第二光电二极管安装在所述PCB板上，所述凸透镜和所述平面透光器件分别安装在所述前壳上开设的第一开口和第二开口处；

当可见光源垂直照射时，所述凸透镜将光线聚焦到第一光电二极管上；

当可见光源非垂直照射时，所述第二光电二极管通过其上方的所述平面透光器件，接收具有一定入射角度的光源信号。

2.根据权利要求1所述的光通信网络接收器，其特征在于，

所述凸透镜通过透镜固定座安装在所述前壳上的第一开口处。

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