本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于可見光通信的顯微鏡。

背景技術(shù)：

顯微鏡在生物醫(yī)療部門、高等院校、生產(chǎn)檢驗(yàn)部門都有廣泛的應(yīng)用，隨著顯微鏡和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，正在向自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展，為各種觀察應(yīng)用提供更直觀、質(zhì)量更高的圖像，為各種檢驗(yàn)提供更準(zhǔn)確的判斷依據(jù)，除此之外，這種發(fā)展趨勢(shì)也有利于增強(qiáng)顯微鏡的使用效果和提高生產(chǎn)效率，而如何將顯微圖像高速穩(wěn)定地傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理成為該領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)難題之一。

在現(xiàn)有技術(shù)中，顯微鏡顯示圖像的傳輸多采用有線線纜的傳輸方式傳輸顯微鏡的圖像數(shù)據(jù)，有線傳輸又容易受到距離、環(huán)境等因素的限制，還需要對(duì)在實(shí)驗(yàn)室部分的線束進(jìn)行排線，而且在顯微鏡上增加線束還會(huì)影響其使用。在無線傳輸方面，現(xiàn)有技術(shù)多采用2.4GHz頻段(例如藍(lán)牙、ZigBee、無線局域網(wǎng)WI-FI等)無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī)用于處理，但是這種信號(hào)傳輸方式對(duì)于一些對(duì)于電磁信號(hào)敏感的機(jī)構(gòu)如醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室等來說就不能夠使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種基于可見光通信的顯微鏡，目的是在醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室等對(duì)于電磁信號(hào)敏感的機(jī)構(gòu)中，顯微鏡采集的圖像信息能夠快速準(zhǔn)確的發(fā)送的計(jì)算機(jī)端。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于可見光通信的顯微鏡，包括圖像采集模塊和圖像處理單元，其特征在于：還包括可見光信號(hào)發(fā)射模塊、可見光信號(hào)接收模塊和計(jì)算機(jī)，所述的圖像采集模塊用于采集顯微鏡視場(chǎng)下的圖像，所述的處理處理模塊用于處理圖像采集模塊采集的圖像信息，所述圖像處理單元依次通過可見光信號(hào)發(fā)射模塊、可見光信號(hào)信號(hào)接收模塊與計(jì)算機(jī)連接。

所述圖像采集模塊為CCD攝像頭。

所述圖像處理單元為單片機(jī)。

所述可見光信號(hào)發(fā)射模塊包括信號(hào)調(diào)制器、D/A轉(zhuǎn)換器、放大電路、LED驅(qū)動(dòng)電路和LED發(fā)光電路，所述信號(hào)調(diào)制器輸入端連接圖像處理單元的輸出端，所述信號(hào)調(diào)制器輸出端依次經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器、放大電路后與LED驅(qū)動(dòng)電路連接，所述的LED驅(qū)動(dòng)電路控制驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光電路的亮滅狀態(tài)。

所述可見光信號(hào)接收模塊包括光電探測(cè)器、放大電路、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和信號(hào)解調(diào)器，所述的光電探測(cè)器用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其輸出端依次經(jīng)過放大電路、低通濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器后與信號(hào)解調(diào)器連接。

所述可見光信號(hào)接收模塊還包括光學(xué)濾波模塊，所述光學(xué)濾波模塊用于匯聚和過濾LED發(fā)出的光信號(hào)，所述光電探測(cè)器用于將光學(xué)濾波模塊匯聚后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

所述光學(xué)濾波模塊包括聚光鏡和濾光片。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過可見光通信來傳輸顯微鏡的圖像采集模塊采集的數(shù)據(jù)，能夠解決對(duì)于電磁敏感的工作環(huán)境中數(shù)據(jù)的傳輸，避免電磁兼容問題。

附圖說明

本說明書包括以下附圖，所示內(nèi)容分別是：

圖1是基于可見光通信的顯微鏡的原理框圖；

圖2為可見光信號(hào)發(fā)射模塊的原理框圖；

圖3為可見光信號(hào)接收模塊的原理框圖；

圖中的附圖標(biāo)記分別為：1、圖像采集模塊；2、圖像處理單元；3、可見光信號(hào)發(fā)射模塊；4、可見光信號(hào)接收模塊；5、計(jì)算機(jī)；

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實(shí)施。

如圖1，一種基于可見光通信的顯微鏡，包括圖像采集模塊1和圖像處理單元2，還包括可見光信號(hào)發(fā)射模塊3、可見光信號(hào)接收模塊4和計(jì)算機(jī)5，圖像采集模塊1用于采集顯微鏡視場(chǎng)下的圖像，圖像處理單元2用于處理圖像采集模塊1采集的圖像信息，圖像處理單元2依次通過可見光信號(hào)發(fā)射模塊3、可見光信號(hào)接收模塊4與計(jì)算機(jī)連接。圖像采集模塊1采用CCD攝像頭，圖像處理單元2采用STM32F407單片機(jī)。CCD攝像頭用于采集顯微鏡視場(chǎng)下的圖像數(shù)據(jù)，并傳遞至單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部集成圖像處理程序，單片機(jī)接收到的圖像數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并通過可見光信號(hào)發(fā)射3模塊將數(shù)據(jù)發(fā)射出去，可見過信號(hào)接收模塊4用于接收光信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的信心，然后發(fā)送至計(jì)算機(jī)5中，由計(jì)算機(jī)5進(jìn)行分析處理。電源模塊由電源經(jīng)整流濾波電路、穩(wěn)壓電路后為各模塊提供電能。

如圖2所示，可見光信號(hào)發(fā)射模塊3包括信號(hào)調(diào)制器、D/A轉(zhuǎn)換器、放大電路、LED驅(qū)動(dòng)電路和LED發(fā)光電路，信號(hào)調(diào)制器輸入端連接圖像處理單元的輸出端，信號(hào)調(diào)制器輸出端依次經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器、放大電路后與LED驅(qū)動(dòng)電路連接，LED驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)單片機(jī)發(fā)出的具有顯微鏡圖像數(shù)據(jù)的二進(jìn)制信息控制驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光電路的亮滅狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)利用可見光的亮滅實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。D/A轉(zhuǎn)換器可采用型號(hào)為德州儀器TLC2543，放大電路型號(hào)可采用Analog Devices Inc.的電流反饋型、三通道集成運(yùn)放ADA4861。LED驅(qū)動(dòng)電路采用的是德州儀器的脈寬調(diào)制器TL494。單片機(jī)輸出端發(fā)出的圖像信息的二進(jìn)制信號(hào)發(fā)送至信號(hào)調(diào)制器中，信號(hào)調(diào)制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制得到調(diào)制信號(hào)，調(diào)制信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器將調(diào)制后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大后發(fā)送至LED驅(qū)動(dòng)電路，LED驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)放大電路輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光電路發(fā)光和熄滅。在單片機(jī)中的顯微鏡的圖像信息以二進(jìn)制信息“0”“1”組合成的，通過編碼調(diào)制后，轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)經(jīng)放大用于控制LED驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)顯微鏡信息為“1”時(shí)，對(duì)應(yīng)控制LED燈處于發(fā)光狀態(tài)，“0”對(duì)應(yīng)熄滅狀態(tài)，這樣就可以將二進(jìn)制的圖像信息快速的發(fā)送至出去。

如圖3所示，為接收側(cè)的原理框圖，可見光信號(hào)接收模塊4包括光電探測(cè)器、放大電路、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和信號(hào)解調(diào)器，光電探測(cè)器用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其輸出端依次經(jīng)過放大電路、低通濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器后與信號(hào)解調(diào)器連接。信號(hào)解調(diào)器輸出信號(hào)至計(jì)算機(jī)中。光電探測(cè)器用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，可采用光電傳感器或光敏電阻。放大電路采用Analog Devices Inc.的電流反饋型、三通道集成運(yùn)放ADA4861。低通濾波器可采用Analog Devices Inc.的ADA4861組成的有源低通濾波器。A/D轉(zhuǎn)換器采用的是TLV5618，TLV5618是德州儀器12位的高精度ADC。由LED發(fā)光電路發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)光電探測(cè)器探測(cè)到后將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)放大電路放大、低通濾波電路濾除干擾信號(hào)后發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器中，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，然后通過信號(hào)解調(diào)器對(duì)二進(jìn)制信號(hào)解調(diào)后發(fā)送至計(jì)算機(jī)5中，完成通過可見光傳遞圖像的目的。信號(hào)調(diào)制器和信號(hào)解調(diào)器是相互對(duì)應(yīng)的，調(diào)制和解調(diào)是屬于通信領(lǐng)域的公知常識(shí)這里不做詳細(xì)描述。

為了達(dá)到更好的接收效果，在朝向LED發(fā)光電路的方向設(shè)置光學(xué)濾波模塊，光學(xué)濾波模塊包括聚光鏡和濾光片，聚光鏡將LED發(fā)光時(shí)的光匯聚起來，經(jīng)濾光片后發(fā)送至光電探測(cè)器，由光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述。顯然，本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制。只要是采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)；或未經(jīng)改進(jìn)，將本發(fā)明的上述構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。