用于空間光通信的單路徑提取方法與器件。本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種對通信空間進(jìn)行光學(xué)成像，像被劃分為多個區(qū)稱為像素，像素與空間中的區(qū)域一一對應(yīng)，選擇一個或數(shù)個像素作為光信源，接收器對光信源進(jìn)行分解、濾光探測和采集。如此做法，采集點(diǎn)自接收空間中對應(yīng)區(qū)域的光信號，且像素越小則對應(yīng)的區(qū)域越小，可取極小的像素，則空間中的區(qū)域縮小到幾乎為點(diǎn)，則接收器只能采集到該點(diǎn)發(fā)出的光線，若該點(diǎn)是光源，則只能采集該點(diǎn)發(fā)出的直射光線，若該點(diǎn)非光源，則只能采集該點(diǎn)發(fā)出的反射或漫射光線，較有效地避免了LED可見光通信的多路徑問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于空間光通信源領(lǐng)域，特別涉及一種抗多路徑的方法，具體說是利用光 學(xué)將光通路的單一路徑提取出來。
技術(shù)介紹
多路徑問題是空間光通信的主要問題之一，由于空間中物體的反光及漫射，導(dǎo)致 接收器接收的光信號是反射光及漫射再加上直射光等光的疊加，由于不同的路徑，距離不 同，到達(dá)接收器的時間有差別，導(dǎo)致信號模糊，甚至形成干擾。 復(fù)旦大學(xué)研究出了可見光高速光通信系統(tǒng)，高達(dá)3抓it,但是只能用直射光進(jìn)行通 信，一旦光源遮蔽，就難W通信；為解決此種問題，必須利用漫射或反射光通信，但是如此做 法，多路徑問題就隨之而來。 目前尚未有方法能有效解決此種問題。由于無線及光纖通信也有電波的反射造成 多路徑問題，有人借鑒傳統(tǒng)的算法及方法克服光空間通信的多路徑問題，但是，光反射比無 線電波反射強(qiáng)許多，空間的形狀比帶狀光纖復(fù)雜許多，所W效果并不明顯；有人提出阻擋光 源的直射光，用漫反射傳遞光信號，能消除直射光與漫射光的疊加，但是不能消除漫射光與 漫射光之間的疊加。 本專利技術(shù)提供一種避免空間通信多路徑問題的方法和器件，利用光學(xué)將單一光通路 提取出來，比較有效地克服了空間光通信的多路徑問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于空間光通信的單路徑提取方法，其特征在于：對通 信空間進(jìn)行光學(xué)成像，像被劃分為多個區(qū)稱為像素，像素與空間中的區(qū)域一一對應(yīng)，選擇一 個或數(shù)個像素作為光信源，接收器對光信源進(jìn)行分解、濾光探測和采集。如此做法，采集點(diǎn) 自接收空間中對應(yīng)區(qū)域的光信號，且像素越小則對應(yīng)的區(qū)域越小，采用分辨率較高的光學(xué) 成像系統(tǒng)，可取極小的像素，則空間中的區(qū)域縮小到幾乎為點(diǎn)，則接收器只能采集到該點(diǎn)發(fā) 出的光線，若該點(diǎn)是光源，則只能采集該點(diǎn)發(fā)出的直射光線，若該點(diǎn)非光源，則只能采集該 點(diǎn)發(fā)出的反射或漫射光線，較有效地避免了多路徑問題。 本專利技術(shù)的目的是提供一種用于空間光通信的單路徑提取器件，即光學(xué)棱鏡，其特 點(diǎn)在于，由四塊W光軸對稱的透鏡組成的光學(xué)成像系統(tǒng)，第一透鏡為凸向物方正透鏡；第二 透鏡為雙凹面負(fù)透鏡；第H透鏡為凸向物方正透鏡；第四透鏡為雙凹正透鏡。具有兩個優(yōu) 點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)一，當(dāng)空間超過景深時，光線經(jīng)過四個透鏡折射后，能夠較好地聚集在成像面上成 為清晰的像，像上的一個像素與空間中的一個區(qū)域一一對應(yīng)，任意從同一區(qū)域出發(fā)并到達(dá) 光學(xué)成像系統(tǒng)的光線必定匯聚到該區(qū)域?qū)?yīng)的像素，任意不同區(qū)域出發(fā)并到達(dá)光學(xué)成像系 統(tǒng)的光線不能匯聚到非本區(qū)域?qū)?yīng)的像素，區(qū)域的大小取決于成像系統(tǒng)的光學(xué)分辨率和設(shè) 定的像素的大小，像素大小不能設(shè)定為高于光學(xué)分辨率；優(yōu)點(diǎn)二，同一區(qū)域的任意光線從本 區(qū)域出發(fā)后經(jīng)過相同的時間匯聚到該區(qū)域?qū)?yīng)的像素。[000引專利附圖 圖1是一種用于空間光通信的單路徑提取方法原理示意圖 圖2是本專利技術(shù)采用的一種用于空間光通信的單路徑提取的成像系統(tǒng)的鏡片組結(jié) 構(gòu)比例圖 圖3是本專利技術(shù)提供的鏡片組結(jié)構(gòu)參數(shù)表 圖4是本專利技術(shù)提供的鏡片組的非球面系數(shù) 圖5是本專利技術(shù)提供的一種空間光通信的單路徑提取原理圖【具體實(shí)施方式】 本專利技術(shù)提供一種用于空間光通信的單路徑提取方法與器件下面結(jié)合附圖對該結(jié) 構(gòu)的工作過程做詳細(xì)說明，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本專利技術(shù)的范圍及其 應(yīng)用。 實(shí)施例1空間光通信的單路徑提取方法 圖1是一種用于空間光通信的單路徑提取方法原理示意圖。圖中，區(qū)域，也 即線段AB，通過光學(xué)成像系統(tǒng)成像，為像素，也即線段油；油越短，則AB越小，即像素 越小則對應(yīng)的區(qū)域越小，采用分辨率較高的光學(xué)成像系統(tǒng)，可取極小的像素，則空間中的區(qū) 域縮小到幾乎為點(diǎn)；探頭只采集像素發(fā)出的光線，由于該光線來自區(qū)域，貝ij，探 頭只能采集區(qū)域的光線，若區(qū)域是光源，則探頭接收到的是直接來自光源的直 射光線，若區(qū)域是非光源，則探頭接收到的是反射或漫射光線，較有效地避免了多路 徑問題。 實(shí)施例2 -種用于空間光通信的單路徑提取的定焦距光學(xué)鏡片組 圖2是本專利技術(shù)采用的一種用于空間光通信的單路徑提取的成像系統(tǒng)的鏡片組結(jié) 構(gòu)比例圖，圖2中第一透鏡為凸向物方雙面非球面正透鏡；第二透鏡為雙凹雙面非球面負(fù) 透鏡；第H透鏡為凸向物方雙面非球面正透鏡；第四透鏡為雙凹雙面非球面正透鏡，平行 板用于保護(hù)探測器的成像面，當(dāng)物超過景深時，光線經(jīng)過四個透鏡折射后，能夠較好地聚集 在探測器的成像面上成為清晰的像。圖2中，第一透鏡靠近物的一面是2,靠近像的是3; 第二透鏡物面是4,像面是5;第H透鏡物面是6,像面是7,第四透鏡物面是8,像面是9;平 行板的物面是10,像面是11。第一、H、四透鏡采用E48R型材料，折射率1. 53116,色散系 數(shù)56. 04。第二透鏡采用PC材料，平行板材質(zhì)是K9玻璃，折射率和色散分別為1. 51633和 64. 1，在平行板兩表面上鍛覆一層紅外截止濾膜，提高成像品質(zhì)，光闊位于物方位置上，置 于第一透鏡前。 圖3是本專利技術(shù)提供的鏡片組結(jié)構(gòu)參數(shù)表，圖3中，透鏡表面一欄中，光闊、 2……11、像面，分別與圖2中光闊、2……11、像面對應(yīng)。 圖4是本專利技術(shù)提供的鏡片組的非球面系數(shù)。圖4中，表面一欄中2. . . . . 9,分別與 圖2中2.....9對應(yīng)。四透鏡均為W光軸對稱的非球面透鏡，8個非球面滿足式（1): II) z為W各非球面與光軸交點(diǎn)為起點(diǎn)且平行光軸方向的軸向值，k為Conic系數(shù)，c 為鏡面中也曲率，c=l/R，其中R為鏡面中也曲率半徑，C為鏡面中也曲率半徑的倒數(shù)；r為 鏡面中也高度，應(yīng)用式（1)時，其二次曲面系數(shù)k值及非球面系數(shù)al，a2，a3，a4，a5的數(shù)值 可參照圖4。該鏡片組的艾里斑半徑，也就是衍射分辨極限尺寸為0. 00158mm，所W像素可 取的最小尺寸為直徑0. 00158mm的圓，像面大小為半徑2mm的圓，最小像素對應(yīng)的區(qū)域占被 成像的空間的百萬分之一。 實(shí)施例3空間光通信的單路徑提取 圖5是本專利技術(shù)提供的一種空間光通信的單路徑提取原理圖，圖5中，與圖2的不同 在于，圖2中的像面幾乎全部被遮光板遮蔽，遮光板只留出兩個極小的孔或縫隙，小孔或縫 隙透出的光線或進(jìn)入光纖，或進(jìn)入探測器，進(jìn)入光纖的光被光纖導(dǎo)出后可進(jìn)一步探測；若光 線來自可見光信源LED,則一種情況是探測器需要安裝藍(lán)光、綠或紅光濾片，該些濾片過濾 掉95%W上的其他顏色的可見光線后，再被探頭檢測；另外，探測器還可W安裝分光H棱 鏡，將各波長的光在空間距離上分解開，實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用。 W上所述，僅為本專利技術(shù)較佳的【具體實(shí)施方式】，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本
的技術(shù)人員在本專利技術(shù)掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本專利技術(shù)的保護(hù)范圍應(yīng)該W權(quán)利要求的保護(hù)范圍 為準(zhǔn)。【主權(quán)項(xiàng)】1. 一種用于空間光通信的單路徑提取方法，其特征在于：對通信空間進(jìn)行光學(xué)成像， 像被劃分為多個區(qū)稱為像素，像素與空間中的區(qū)域--對應(yīng)，選擇一個或數(shù)個像素作為光 信源，接收器對光信源進(jìn)行分解、濾光探測或采集。2. -種用于空間光通信的單路徑提取器件，即光學(xué)棱鏡，其特征在于，由四塊以光軸對 稱的透鏡組成的光學(xué)成像系統(tǒng)，第一透鏡為凸向物方正透鏡，第二透鏡為雙凹面負(fù)透鏡，第 三透鏡為凸向物方正透鏡，第四透鏡為雙凹正透鏡。【專利摘要】用于空間光通信的單路徑提本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于空間光通信的單路徑提取方法，其特征在于：對通信空間進(jìn)行光學(xué)成像，像被劃分為多個區(qū)稱為像素，像素與空間中的區(qū)域一一對應(yīng)，選擇一個或數(shù)個像素作為光信源，接收器對光信源進(jìn)行分解、濾光探測或采集。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉曉博，
申請(專利權(quán))人：劉曉博，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33
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