[发明专利]一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源

权利要求书

1.一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于由信源，信号处理和调制电路、数字电源电路、多光谱LED驱动电路、LED驱动电源、LED发射子系统和光学发射天线组成；该光源可同时发射多路不同或相同谱段的光信号，作为多光谱无线光通信发射机使用，也可在发射通信信号的同时发射多路多个谱段的模拟背景光信号，以模拟无线光通信中的信道噪声；

LED发射子系统有多路，且各自独立；多路LED发射子系统分别由多个相同谱段的LED构成阵列，对多路不同或相同谱段的光信号进行发射，再由光学发射天线将多路光信号整合输出；通过调整选用LED阵列的谱段和相对光强，可以按需求改变混光后整体的发光颜色；

其中信源把对输出光信号的各个参数的要求发送给信号处理和调制电路，同时发送通信数据；信号处理和调制电路在接收到来自信源的控制指令和通信信号之后，产生多路相应频率和调制方式的调制信号，同时向信源反馈运行状态，并将调制后的电信号分别发送给多路多光谱LED驱动电路；每路多光谱LED驱动电路将调制信号转化为特定LED阵列所需的大功率电流信号，然后发送给对应的LED发射子系统；LED发射子系统共有多个，每个LED子系统都包含特定谱段的LED阵列及其固定和散热结构；所有LED发射子系统在光学发射天线内拼接，再利用光学发射天线将各个谱段的光信号整合到一起发射。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于：上述信源具有人机交互界面，可对信号处理和调制电路所发出调制信号的频率和调制方式进行控制，监控其状态并发送通信信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于：上述信号处理和调制电路包括FPGA处理器、FLASH存储器、USB通信接口处理器、电源模块和信号整形模块；其根据信源发送的控制指令和通信信号，产生相应频率和调制方式的调制信号并分别发送到各路多光谱LED驱动电路，同时将运行状态反馈给信源。

4.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于：上述多光谱LED驱动电路包括LED驱动器芯片和反馈，具有多路且各自独立，LED驱动器芯片可将调制信号转化为驱动特定光谱LED阵列所需的电流信号；利用反馈可对LED阵列的驱动电流进行调整，从而调整LED的发射光强度。

5.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于：上述光学发射天线包括光束整形系统和混光板；光束整形系统可对LED阵列发出的发散光进行光束整形和聚焦，混光板可对整形聚焦后的光束进行颜色混合得到颜色均匀的照明光，使输出光在实现均匀照明的同时具有通信功能。

6.根据权利要求5所述的一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于：上述光束整形系统由微透镜阵列与聚焦透镜组组成；利用微透镜阵列针对每个LED分别进行光束整形，从而将LED发射子系统发出的复杂发散光整形为一束平行光束；聚焦透镜组构成变焦距光学子系统，可以根据要求使光束的发散角在0°到45°之间变换。

7.根据权利要求5所述的一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于：上述混光板为像扩散混光板，加载在光束整形系统后端，该混光板可以将多路不同谱段的光信号混合，并且在不改变配光曲线的同时达到防止眩光的效果。

8.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的多光谱LED调制光源，其特征在于：该调制光源的光谱范围为200到1000纳米，并可通过多路输出实现从紫外到近红外谱段的全面覆盖。