一种通过图像采集模块上传信息的显微互动方法及装置
阅读说明：本技术 一种通过图像采集模块上传信息的显微互动方法及装置 (Microscopic interaction method and device for uploading information through image acquisition module ) 是由 陈木旺 于 2021-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及数码显微镜互动教学技术领域,具体是一种通过图像采集模块上传信息的显微互动方法及装置,包括学生端显微镜、通讯模块、教师端计算机和教师端显微镜,通过通讯模块把教师端计算机和学生端显微镜连成一个网络系统,所述学生端显微镜内置显示模块,使得学生端不需要外置显示器,系统更为紧凑,并通过学生端的图像采集模块向教师端传送不同信息,使得学生端的数据传输更为简单,进一步简化系统设计,使得学生更能专注地操作显微镜并与教师互动。(The invention relates to the technical field of digital microscope interactive teaching, in particular to a microscopic interactive method and a microscopic interactive device for uploading information through an image acquisition module, which comprise a student-end microscope, a communication module, a teacher-end computer and a teacher-end microscope, wherein the teacher-end computer and the student-end microscope are connected into a network system through the communication module, a display module is arranged in the student-end microscope, so that the student end does not need an external display, the system is more compact, different information is transmitted to the teacher end through the image acquisition module of the student end, the data transmission of the student end is simpler, the system design is further simplified, and students can operate the microscope more intensively and interact with the teacher.)
技术领域
本发明涉及数码显微镜互动教学
技术领域
，具体是一种通过图像采集模块上传信息的显微互动方法及装置。背景技术
显微镜数码互动教学系统，使老师在显微实验课堂上可以随时观察到所有学生的显微镜图像，并能进行各种数字示教，实现教师和学生有效生动的互动教学，已经被广泛应用，并取得了很好的效果。显微镜数码互动教学系统也随着技术 的发展，历经了数代技术更新，从最初的模拟图像传输，到高分辨率的数字图像传输；从复杂的非标传输线、到标准的RJ45网络传输线，再到目前最新的无线传输技术；
如：CN201320808463.1（一种基于无线传输技术的互动教学装置），避免复杂的布线，便于快速搭建和维护；从学生端没有计算机设备，到学生端配置台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、到学生自带的移动终端如智能手机和便携式平板等；
如：CN201711045166.4（一种基于多种移动终端的智能数码互动实验教学系统），直接采用学生的手机作为显示设备，降低了成本，也便于维护，为了增加互动性；
如：CN201610405648.6（一种基于联网通讯的数码显微镜及其互动方法）增加了光标示教技术，提高教师和学生之间互动效率，这些技术的改进，为学生和教师带来越来越好的体验；
但上述方案，为了实现教师和学生之间交互，都要求学生端要配有一个外置显示器，这样的话学生需要在目镜观察和显示器观察之间频繁切换，带来很多不利问题：学生在观察图像时，过多关注的是显示器上的信息并未通过显微镜目镜进行观察，学生的动手操作能力无法得到有效锻炼和提高；学生可能会因为实验操作的无聊，操作计算机或移动终端来消遣；另学生端在显示屏上标注的信息，如需要回传到教师端，需要专门的数据处理与传输通道，增加了系统的复杂性。
再如：CN109031643 A（一种增强现实显微镜）、CN110476101A（用于病理学的增强现实显微镜）和CN103034610A（一种AR增强现实辅助宝石观察教学用显微镜），公开了一种将显示屏内置到显微镜的方法，可以在目镜下观察到标本的同时可以看到显示屏上标注，但是还存在不足，一是学生在操作显微镜或者标注时，需要离开目镜也会造成分心；二是无法将学生端的标注信息或状态信息传送给教师端，实现真正的互动。
因此，本领域技术人员提供了一种通过图像采集模块上传多种信息的显微数码互动教学方法及装置，以解决上述
背景技术
中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过图像采集模块上传信息的显微互动方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种通过图像采集模块上传信息的显微互动方法及装置，包括通讯模块、教师端显微镜，所述教师端计算机连接有教师端显微镜，且教师端计算机通过通讯模块连接有若干学生端显微镜构成一网络系统；
所述学生端显微镜包括目镜和物镜，所述目镜与物镜之间设置有分光模块，所述分光模块的两侧分别设置有显示模块和图像采集模块，且分光模块与图像采集模块之间设置有图像采集模块光学透镜，所述分光模块与显示模块之间设置有显示模块光学透镜，所述显示模块的一侧设置有学生端计算机，且显示模块与学生端计算机之间通过显示模块信号线电性相连，所述图像采集模块与学生端计算机之间通过图像采集模块信号线电性相连，所述图像采集模块和显示模块在学生端计算机的控制下工作。
所述物镜的正下方设置有载物台，所述载物台的上方放置有标本，所述物镜用于对标本进行放大，放大的图像经分光模块分成两路，其中一路直接穿过分光模块成像在目镜的视场光阑上，另外一路通过分光模块反射后经图像采集模块光学透镜成像于图像采集模块上；
所述显示模块的信息通过分光模块同样分成两路，其中一路经分光模块反射后成像在目镜的视场光阑上，另一路直接穿过分光模块经图像采集模块光学透镜成像于图像采集模块上。
作为本发明更进一步的方案：所述图像采集模块向教师端计算机传送标本放大图像时，所述图像采集模块和显示模块分时工作，当所述图像采集模块采集数据时显示模块不显示信息或者关闭，当图像采集模块不采集数据时显示模块显示信息；
作为本发明更进一步的方案：所述图像采集模块和显示模块的分时工作频率大于25Hz。
作为本发明更进一步的方案：所述图像采集模块向教师端计算机传送显示模块的显示信息时，所述图像采集模块和显示模块同时工作，用于将显微照明关闭或者视场光阑全部关闭。
作为本发明更进一步的方案：所述图像采集模块向教师端计算机传送标本放大图像以及显示模块显示信息的叠加图像时，所述图像采集模块、显示模块、显微照明同时工作。
作为本发明更进一步的方案：所述学生端计算机为一种微型计算机，且学生端计算机嵌入安装在学生端显微镜内部。
作为本发明更进一步的方案：所述学生端计算机的输入端与摇杆操纵器电性连接，且学生端计算机的输出端与显微照明电性连接，所述摇杆操纵器用于在显示模块上进行操作，如拍照、调节显微照明亮度以及标注。
作为本发明更进一步的方案：所述显示模块采用LCD显示屏、OLED显示屏、microLED显示屏、DMD显示屏和LCOS显示屏其中任意一种，且显示模块用于学生端显微镜的操作界面、标注信息和状态信息以及教师端计算机发送来的信息。
作为本发明更进一步的方案：所述通讯模块支持视频流传输如LAN、WLAN、WAN、3GCDMA、4G LTE、5G NR等中的一种或多种通讯协议，所述学生端计算机和教师端计算机有对应的其中一种或多种通讯协议，以通过通讯模块构成一个网络系统；
优选的所述通讯模块采用无线路由器，所述学生端计算机和教师端计算机支持WiFi；
优选的所述通讯模块采用电信运营商信号基站，所述学生端计算机和教师端计算机支持移动通讯模块协议，优选为4G LTE 或5G NR协议。
作为本发明更进一步的方案：所述物镜设置有物镜识别模块，用于识别出当前工作物镜的倍数并显示在显示模块中。
作为本发明更进一步的方案：所述载物台采用电动，可通过学生端计算机控制并将状态信息如坐标位置显示在显示模块中。
作为本发明更进一步的方案：一种通过图像采集模块上传信息的显微互动方法，实现方法包括以下步骤：
S1、学生端通过分光模块实现将标本放大图像和显示模块的显示信息分别在目镜视场光阑和图像采集模块上叠加；
S2、学生端计算机与教师端计算机通过通讯模块构成一个网络系统；
S3、教师端计算机与学生端计算机通过网络进行交互，通过控制学生端图像采集模块和显示模块的工作时序，实现利用学生端图像采集模块向教师端计算机传送感兴趣的信息，包括标本放大图像、显示模块信息或者两者的叠加图像，同时学生端显示模块可接收并显示教师端计算机发送来的信息，从而实现学生端与教师端的信息交互。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在学生端显微镜中安装分光模块、显示模块、图像采集模块和学生端计算机，使得学生端不需要外置显示器，系统更为紧凑，操作使用更为简单，且不会出现图像失真问题；
利用图像采集模块根据需要向教师端传送标本放大图像、学生端标注图像或者两者的叠加图像，传输链路或网络更为简单可靠，进而使得学生可以在目镜观察下与教师互动，提高学生的专注力、动手能力和教学效率。
附图说明
图1为一种通过图像采集模块上传信息的显微互动装置的结构示意图；
图2为一种通过图像采集模块上传信息的显微互动装置中学生端显微镜的结构示意图。
图中： 101、目镜；102、分光模块；103、显示模块光学透镜；104、显示模块；105、显示模块信号线；106、图像采集模块信号线；107、学生端计算机；108、图像采集模块；109、图像采集模块光学透镜；110、载物台；111、标本；112、物镜；113、摇杆操纵器；114、显微照明。
具体实施方式
请参阅图1～2，本发明实施例中一种通过图像采集模块上传信息的显微互动装置，包括通讯模块、教师端显微镜，教师端计算机连接有教师端显微镜，且教师端计算机通过通讯模块连接有若干学生端显微镜；
学生端显微镜包括目镜101和物镜112，目镜101与物镜112之间设置有分光模块102，分光模块102的两侧分别设置有显示模块104和图像采集模块108，且分光模块102与图像采集模块108之间设置有图像采集模块光学透镜109，分光模块102与显示模块104之间设置有显示模块光学透镜103，显示模块104的一侧设置有学生端计算机107，且显示模块104与学生端计算机107之间通过显示模块信号线105电性相连，图像采集模块108与学生端计算机107之间通过图像采集模块信号线106电性相连，图像采集模块108和显示模块104在学生端计算机107的控制下工作，学生端计算机107的输入端与摇杆操纵器113电性连接，且学生端计算机107的输出端与显微照明114电性连接，摇杆操纵器113用于在显示模块104上进行操作，如拍照、调节显微照明114亮度以及标注；
物镜112的正下方设置有载物台110，载物台110的上方放置有标本111，物镜112用于对标本111进行放大，放大的图像经分光模块102分成两路，其中一路直接穿过分光模块102成像在目镜101的视场光阑上，另外一路通过分光模块102反射后经图像采集模块光学透镜109成像于图像采集模块108上；
显示模块104的信息通过分光模块102同样分成两路，其中一路经分光模块102反射后成像在目镜101的视场光阑上，另一路直接穿过分光模块102经图像采集模块光学透镜109成像于图像采集模块108上；
学生端计算机107通过显示模块104与教师端计算机实现互动，即学生端与教师端互传信息，学生端的图像采集模块108通过选择不同的工作模式向教师端上传感兴趣的信息，包括标本放大图像，显示模块104上的信息，标本放大图像与显示模块104信息的叠加图像，同时接收并显示来自教师端计算机信息，包括文字、标记、图像等；
显示模块104用于显示学生端显微镜的操作界面、标注信息和状态信息，如图像传感器拍照、参数调节和标注等功能，显示模块104的标注信息或状态信息可以接收并显示教师端计算机通过网络发送来的信息，这些信息包括但不限于标注、文字等，且显示模块104的标注信息或状态信息可以传送至教师端计算机，还可以与图像采集模块108采集后的图像叠加后一起传送至教师端计算机；
进一步的，图像采集模块108向教师端计算机传送标本111放大图像时，图像采集模块108和显示模块104分时工作，当图像采集模块108采集数据时显示模块104不显示信息或者关闭，当图像采集模块108不采集数据时显示模块104显示信息；
优选的图像采集模块108和显示模块104的分时工作频率大于25Hz。
进一步的，图像采集模块108向教师端计算机传送显示模块104的显示信息时，图像采集模块108和显示模块104同时工作，用于将显微照明114关闭或者视场光阑全部关闭。
进一步的，图像采集模块108向教师端计算机传送标本111放大图像以及显示模块104显示信息的叠加图像时，图像采集模块108、显示模块104、显微照明114同时工作。
进一步的，学生端计算机107为一种微型计算机，且学生端计算机107嵌入安装在学生端显微镜内部。
进一步的，显示模块104采用LCD显示屏、OLED显示屏、microLED显示屏、DMD显示屏和LCOS显示屏其中任意一种，分辨率选用1080P及以上，且显示模块104用于学生端显微镜的操作界面、标注信息和状态信息以及教师端计算机发送来的信息。
进一步的，通讯模块支持视频流传输如LAN、WLAN、WAN、3G CDMA、4G LTE、5G NR等中的一种或多种通讯协议，学生端计算机107和教师端计算机有对应的其中一种或多种通讯协议，以通过通讯模块可以与教师端计算机构成一个局域网或互联网，实现远距离通讯；
通讯模块可选为无线路由器，学生端计算机107和教师端计算机支持WiFi，通过无线路由器构成一局域网或广域网；
通讯模块可选为电信运营商信号基站，学生端计算机107和教师端计算机支持移动通讯模块协议，优选的为支持4G LTE 或5G NR协议的SIM卡，以确保数据传输的实时性。
进一步的，物镜112设置有物镜识别模块，用于识别出当前工作物镜112的倍数并显示在显示模块104中。
进一步的，载物台110采用电动，可通过学生端计算机107控制并将状态信息如坐标位置显示在显示模块104中。
一种通过图像采集模块上传多种信息的显微数码互动教学方法，实现方法包括以下步骤：
S1、学生端通过分光模块102实现将标本111放大图像和显示模块104的显示信息分别在目镜101视场光阑和图像采集模块108上叠加；
S2、学生端计算机107与教师端计算机通过通讯模块构成一个网络系统；
S3、教师端计算机与学生端计算机107通过网络进行交互，通过控制学生端图像采集模块108和显示模块104的工作时序，实现利用学生端图像采集模块108向教师端计算机传送感兴趣的数据，包括标本放大图像、显示模块信息或者两者的叠加图像，同时学生端显示模块104可接收并显示教师端计算机发送来的信息，从而实现学生端与教师端的信息交互。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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