CN103297134B - 基于可见光通信的同声翻译系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于可见光通信的同声翻译系统，其包括无线信号发射单元及无线信号接收单元，所述无线信号发射单元用于将所述主控机传过来的电信号以可见光形式的光信号发射出去；所述无线信号接收单元用于接收所述可见光信号，并将所述可见光信号转换成人可识别的信号。本发明基于可见光通信的同声翻译系统通过将所述无线信号发射单元和无线信号接收单元的通信方式改为以可见光进行通信的方式，可见光通信无需申请频谱资源、无电磁干扰、无污染、信号传输的稳定性及可靠性高。此外，所述无线信号发射单元发射的可见光还可用于提供照明，因而可提高资源利用效率。

Description

基于可见光通信的同声翻译系统

技术领域

本发明涉及一种语言翻译系统，尤其涉及一种基于可见光通信的同声翻译系统。

背景技术

在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。红外线近年来在军事、人造卫星以及工业、卫生、科研等方面的应用日益广泛，例如，现有的同声翻译系统通常通过红外线进行传播信号。

然而，红外线是一种热辐射，对人体可造成高温伤害，因此红外线污染问题也随之产生。较强的红外线可造成皮肤伤害，其情况与烫伤相似，最初是灼痛，然后是造成烧伤。由于眼球含有较多的液体，对红外线吸收较强，因而眼睛容易受到伤害。红外线对眼的伤害有几种不同情况，波长为7500～13000埃的红外线对眼角膜的透过率较高，可造成眼底视网膜的伤害。尤其是11000埃附近的红外线，可使眼的前部介质(角膜晶体等)不受损害而直接造成眼底视网膜烧伤。波长19000埃以上的红外线，几乎全部被角膜吸收，会造成角膜烧伤(混浊、白斑)。波长大于14000埃的红外线的能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收，透不到虹膜。只是13000埃以下的红外线才能透到虹膜，造成虹膜伤害。人眼如果长期暴露于红外线可能引起白内障。

此外，红外线在室内传输还存在以下问题：1、红外线在传输过程中是有方向性的，它依赖周围环境的反射将光线传输到光线直射所不能抵达的地方，然而，实际环境千差外别，所能提供的反射性能可能非常差，这样可能在空间中存在死区，信号不能到达，形成使用过程中的严重问题。2、用于信号传输的红外线非常弱，自然环境中各种光线非常强，在某些情况下，环境光线将信号光线淹没，使得通信中断。因此，如何解决现有的红外线造成的污染及信号传输的稳定性和可靠性，已成为当今亟待解决的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的不足，提出一种无需申请频谱资源、无电磁干扰、无污染、信号传输的稳定性及可靠性高和可提高资源利用效率的基于可见光通信的同声翻译系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提出一种基于可见光通信的同声翻译系统，其包括无线信号发射单元及无线信号接收单元，所述无线信号发射单元用于将所述主控机传过来的电信号以可见光形式的光信号发射出去；所述无线信号接收单元用于接收所述可见光信号，并将所述可见光信号转换成人可识别的信号。

进一步地，所述成人可识别的信号是声音、文字或图像信号。

进一步地，所述无线信号发射单元设置有用于发射光信号的发光二极管。

进一步地，所述无线信号发射单元包括微处理器模块、调制模块、驱动模块和发光二极管阵列，所述微处理器模块用于接收主控机传送过来的信息，并根据所述信息发送编码数据给所述调制模块；所述调制模块接收所述编码数据并将其转换为电平调制信号；所述驱动模块在电平调制信号的控制下驱动发光二极管发射含有信息的光信号。

进一步地，所述无线信号接收单元包括光电探测器、信号放大模块、解调模块及音频信号输出模块，所述光电探测器用于接收所述光信号，并将所述光信号转换成电信号；所述信号放大模块用于将所述光电探测器的输出信号进行放大；所述解调模块将所述信号放大模块输出的电信号还原成原始信号；所述音频信号出模块用于将所述原始信号以声音的形式播放出来。

进一步地，所述无线信号接收单元还包括用于汇聚无线信号发射单元发出的光线至所述光电探测器的超材料面板，所述超材料面板包括多个核心层以及对称分布在所述核心层两侧的多个渐变层，每一核心层和每一渐变层均包括片状的基板和设置在所述基板上的多个人造金属微结构。

进一步地，每一核心层的折射率分布均相同，每一核心层包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，所述圆形区域和所述环形区域内折射率随着半径的增大从np连续减小到n0且相同半径处的折射率相同。

进一步地，分布在所述核心层同一侧的每一渐变层均包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，每一渐变层对应的所述圆形区域和所述环形区域内的折射率变化范围相同且随着半径的增大从其最大折射率连续减小到n0，相同半径处的折射率相同，两个相邻的渐变层的最大折射率表示为ni和ni+1，其中n0＜ni＜ni+1＜np，i为正整数，ni对应于距离所述核心层较远的渐变层。

进一步地，每一核心层的所述多个人造金属微结构具有相同的几何形状，每一区域内人造金属微结构的尺寸随着半径的增大连续减小且相同半径处的人造金属微结构的尺寸相同。

进一步地，每一渐变层的所述多个人造金属微结构具有相同的几何形状，每一区域内人造金属微结构的尺寸随着半径的增大连续减小且相同半径处的人造金属微结构的尺寸相同，且两个相邻的渐变层中距离所述核心层较远的渐变层对应的同一区域内相同半径处的人造金属微结构的尺寸较小。

综上所述，本发明基于可见光通信的同声翻译系统通过将所述无线信号发射单元和无线信号接收单元的通信方式改为以可见光进行通信的方式，光通信无需申请频谱资源、无电磁干扰、无污染、信号传输的稳定性及可靠性高。此外，所述无线信号发射单元发射的可见光还可用于提供照明，因而可提高资源利用效率。

附图说明

图1是本发明基于可见光通信的同声翻译系统一种实施例的原理框图。

图2是图1所示本发明的无线信号发射单元的原理框图。

图3是图1所示本发明的无线信号接收单元的原理框图。

图4是本发明超材料面板汇聚光线时的示意图。

图5是图4所示的超材料面板的结构示意图。

图6是核心层的折射率随半径变化的示意图。

图7是渐变层的折射率随半径变化的示意图。

图8是超材料面板的核心层在yz平面上的折射率分布图。

图9是超材料面板的第i层渐变层在yz平面上的折射率分布图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：

请参阅图1至图3，本发明基于可见光通信的同声翻译系统包括音频信号输入单元1、译员单元2、主控机3、无线信号发射单元4、无线信号接收单元5、调音台6、移频器7、功放8及音箱9，所述主控机3与所述音频信号输入单元1、译员单元2、无线信号发射单元4及调音台6电连接，所述调音台6、移频器7、功放8及音箱9依秩电连接。本发明中，除所述无线信号发射单元4及无线信号接收单元5外，其余均为现有技术，在此不再赘述。

在本实施例中，所述无线信号发射单元4是LED照明灯具，其包括微处理器模块41、调制模块42、驱动模块43和发光二极管阵列44，所述微处理器模块41用于接收主控机3传送过来的信息，并根据所述信息进行编码，然后发送编码数据给所述调制模块42。所述调制模块42接收所述编码数据并将其转换为电平调制信号。所述驱动模块43在电平调制信号的控制下驱动发光二极管发射含有信息的光信号。由于本发明可从分利用现有的LED照明灯具，因而节省现有技术中用于传送红外线的红外辐射板，不会造成光污染。由于室内的LED照明灯具安装较合理，不存在光照的死角，因而可提高信号传输的稳定性和可靠性。

所述无线信号接收单元5包括光电探测器51、信号放大模块52、解调模块53及音频信号输出模块54，所述光电探测器51用于接收所述光信号，并将所述光信号转换成电信号。所述信号放大模块52用于将所述光电探测器51的输出信号进行放大。所述解调模块53将所述信号放大模块52输出的电信号还原成原始信号。所述音频信号出模块54用于将所述原始信号以声音的形式播放出来。使用时所述无线信号接收单元5放置在收听所在的位置或对应的位置上，便可实现收听经译员单元2翻译的声音或音频信号输入单元1传过来的声音。

所述无线信号接收单元5还包括用于汇聚无线信号发射单元4发出的光线至所述光电探测器51的超材料面板55。超材料是一种以人造金属微结构552为基本单元并以特定方式进行空间排布、具有特殊电磁响应的新型材料，包括人造金属微结构552和供人造金属微结构552附着的基板551。人造金属微结构552为由至少一根金属丝组成的平面结构或立体结构，多个人造金属微结构552在基板551上阵列排布，每个人造金属微结构552以及其所附着的基板551所占部分即为一个超材料单元。基板551可为任何与人造金属微结构552不同的材料，这两种材料的叠加使每个超材料单元产生一个等效介电常数与磁导率，这两个物理参数分别对应了超材料单元的电场响应与磁场响应。超材料对电磁响应的特征是由人造金属微结构552的特征所决定，而人造金属微结构552的电磁响应很大程度上取决于其金属丝的图案所具有的拓扑特征和其几何尺寸。根据上述原理设计超材料空间中排列的每个人造金属微结构552的拓扑图形和几何尺寸，就可对超材料中每一点的电磁参数进行设置。

图4示出了超材料面板55汇聚光线时的示意图，由于LED照明灯具发出的可见光信号为电磁波信号，所述超材料面板可用于将辐射源(LED照明灯具)发射发散的电磁波转换为平面波，即实现将LED照明灯具射出的发散的光信号聚集投影在所述光电探测器51上。作为公知常识我们可知，电磁波的折射率与成正比关系，当一束电磁波由一种介质传播到另外一种介质时，电磁波会发生折射，当物质内部的折射率分布非均匀时，电磁波就会向折射率比较大的位置偏折，通过设计超材料中每一点的电磁参数，就可对超材料的折射率分布进行调整，进而达到改变电磁波的传播路径的目的。根据上述原理可以通过设计超材料面板的折射率分布使从辐射源发出的球面波形式发散的电磁波转变成适于远距离传输的平面波形式的电磁波。

图5是图4所示的超材料面板的结构示意图，超材料面板包括多个核心层以及对称分布在核心层两侧的多个渐变层，每一核心层和每一渐变层均包括片状的基板551和设置在基板551上的多个人造金属微结构552。每个人造金属微结构552以及其所附着的基板551所占部分即为一个超材料单元。超材料面板由多个超材料片层堆叠形成，这各个超材料片层之间等间距排列地组装，或两两片层之间直接前、后表面相粘合地连接成一体。具体实施时，超材料片层的数目可依据需求来进行设计。每个超材料片层由多个超材料单元阵列形成，整个超材料面板可看作是由多个超材料单元沿X、Y、Z三个方向阵列排布而成。通过对人造金属微结构552的拓扑图案、几何尺寸以及其在基板551上分布的设计，使中间的核心层的折射率分布满足如下规律：每一层的折射率分布均相同，每一核心层包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，所述圆形区域和所述环形区域内折射率随着半径的增大从np连续减小到n0且相同半径处的折射率相同。

如图5所示，仅示出了7层，其中中间三层为核心层3，核心层两侧的两层均为渐变层1、2，且两侧的渐变层对称分布，即距离核心层相同距离处的渐变层特性相同。图3中的超材料面板的核心层和渐变层的数量仅为示例，可依据需要进行设置。假设最终制成的超材料面板的厚度为D，每一层的厚度为t，核心层一侧的渐变层的层数为c，超材料面板工作的波长为λ1，核心层的折射率变化区间为nmax～nmin，Δn＝nmax-nmin，核心层的层数为b，则核心层b与渐变层的层数c具有如下关系：(b+c)t＝λ1/Δn；D＝b+2c。其中，渐变层主要是为了实现折射率的缓冲作用，避免电磁波入射时折射率较大的变化，减少电磁波的反射，并起到阻抗匹配和相位补偿的作用。

以三层核心层，核心层两侧各两层渐变层为例，对于中间的三层核心层来说，每一层的折射率分布均相同，每一核心层包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，所述圆形区域和所述环形区域内折射率随着半径的增大从np连续减小到n0且相同半径处的折射率相同。核心层的折射率随半径变化的示意图如图6所示。作为示例，每一核心层包括三个区域，第一区域为圆形区域，其半径长度为L1；第二区域为环形区域，环形宽度从L1变化为L2；第三区域为环形区域，环形宽度从L2变化为L3，三个区域沿半径增大方向折射率依次从np(即nmax)减小为n0(即nmin)，np＞n0。核心层的每一层的折射率分布均相同。

渐变层的折射率随半径变化的示意图如图7所示。与核心层的分布类似，区别仅在于每一区域的最大折射率不同，核心层的最大折射率为n_p，渐变层的最大折射率为n_i，且不同的渐变层n_i不同。分布在核心层同一侧的每一渐变层均包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，两个相邻的渐变层对应的圆形区域和环形区域内的最大折射率表示为n_i和n_i+1，其中n₀＜n_i＜n_i+1＜n_p，i为正整数，n_i对应于距离所述核心层较远的渐变层；每一渐变层对应的所述圆形区域和所述环形区域内的折射率随着半径的增大从其最大折射率连续减小到n₀且相同半径处的折射率相同。也就是说，对于图5来说，核心层左侧的两层渐变层，其中最左边的渐变层最大折射率为n₁，另一渐变层最大折射率为n₂，而n₀＜n₁＜n₂＜n_p。同理，由于核心层两侧的渐变层是对称分布的，因此，最右边的渐变层与最左边的渐变层折射率排布相同，次右边的渐变层与次左边的渐变层折射率排布相同。

对于超材料面板的具体每一层的折射率分布随着半径r的变化可用下式进行表示：

$n_i\left(r\right)=i*n_{\max }/N-(i/(N*d))*(\sqrt{r^2+s^2}-\sqrt{L{\left(j\right)}^2+s^2})*(n_{\max }-(N/i)*n_{\min })/(n_{\max }-n_{\min })$

其中i表示第几层，且i≥1，自远至近(距离核心层的距离)i＝1、2···

；N＝c+1，c表示一侧渐变层的层数；n_max表示核心层的最大折射率，n_min表示核心层的最小折射率；r为半径；s表示辐射源与超材料面板的距离；d＝(b+c)t，b表示核心层的层数，t表示每一层的厚度，c表示一侧渐变层的层数；L(j)表示每一区域的起始半径，j表示第几区域，j≥1，其中L(1)表示第一区域(即圆形区域)的起始半径，因此L(1)＝0，L(2)表示第二区域(环形区域)的起始半径，L(3)表示第三区域(环形区域)的起始半径，依次类推，对于图6或图7所示，L(2)＝L1，L(3)＝L1+L2、L(4)＝L1+L2+L3。其中，不管是渐变层还是核心层，每一层的每一区域的L(j)的取值都相同，若要计算第一区域的n(r)，则上述公式L(j)取值为L(1)＝0，若要计算第二区域的n(r)，则上述公式L(j)取值为L(2)，以此类推。

对于如图5所示的超材料面板，标号为f1的渐变层，在上式中i取值为1，标号为f2的渐变层下式中i取值为2，对于标号为f3的核心层，i取值为3，一侧渐变层的层数c＝2，核心层的层数b＝3，N＝c+1＝3。

下面以电磁波入射所述超材料面板的一组实验数据为例，详细解释上述公式的含义：入射电磁波的频率f＝15GHz，波长λ₁＝2cm，本发明能够同时工作的波长为λ₂＝0.67cm，λ₃＝1cm(当然λ₁也可以是基于可见光通信的同声翻译系统的工作波长)，n_max＝6，n_min＝1，Δn＝5，s＝20cm，L(1)＝0cm，L(2)＝9.17cm，L(3)＝13.27cm，L(4)＝16.61cm，c＝2，N＝c+1＝3；每一层的厚度t＝0.818mm；根据核心层的层数b与渐变层的层数c的关系(b+c)t＝λ₁/Δn，可得b＝3；d＝(b+c)t＝5*0.818。超材料面板每一层的折射率分布如下：

对于渐变层来说，自远至近(距离核心层的距离)i＝1、2。

第一层渐变层：

$n_1\left(r\right)=i*n_{\max }/N-(i/(N*d))*(\sqrt{r^2+s^2}-\sqrt{L{\left(j\right)}^2+s^2})*(n_{\max }-(N/i)*n_{\min })/(n_{\max }-n_{\min })$

$=1*6/3-(1/(3*5*0.818\mathrm{mm}))*(\sqrt{r^2+{20}^2{\mathrm{cm}}^2}-\sqrt{L{\left(j\right)}^2+{20}^2{\mathrm{cm}}^2})$

$*(6-(3/1)*1)/5$

第一渐变层中的每一区域L(j)的值不同，其中，第一区域j＝1，L(j)＝L(1)＝0；第二区域j＝2，L(j)＝L(2)＝9.17cm；第三区域j＝3，L(j)＝L(3)＝13.27cm。

第二层渐变层：

$n_2\left(r\right)=i*n_{\max }/N-(i/(N*d))*(\sqrt{r^2+s^2}-\sqrt{L{\left(j\right)}^2+s^2})*(n_{\max }-(N/i)*n_{\min })/(n_{\max }-n_{\min })$

$=2*6/3-(2/(3*5*0.818\mathrm{mm}))*(\sqrt{r^2+{20}^2{\mathrm{cm}}^2}-\sqrt{L{\left(j\right)}^2+{20}^2{\mathrm{cm}}^2})$

$*(6-(3/2)*1)/5$

第二渐变层中的每一区域L(j)的值不同，其中，第一区域j＝1，L(j)＝L(1)＝0；第二区域j＝2，L(j)＝L(2)＝9.17cm；第三区域j＝3，L(j)＝L(3)＝13.27cm。

对于核心层，每一层的折射率分布均相同，也即均为n₃(r)：

$n_3\left(r\right)=i*n_{\max }/N-(i/(N*d))*(\sqrt{r^2+s^2}-\sqrt{L{\left(j\right)}^2+s^2})*(n_{\max }-(N/i)*n_{\min })/(n_{\max }-n_{\min })$

$=3*6/3-(3/(3*5*0.818\mathrm{mm}))*$

$(\sqrt{r^2+{20}^2{\mathrm{cm}}^2}-\sqrt{L{\left(j\right)}^2+{20}^2{\mathrm{cm}}^2})*(6-(3/3)*1)/5$

通过上述公式，可以得到如下规律，超材料面板自左向右每一层的最大折射率依次降低，例如，第一层渐变层最大折射率n＝2，第二层渐变层最大折射率n＝4，第三、四、五层核心层最大折射率n＝6；由于渐变层是对称分布的，因此右侧渐变层自右向左第一层渐变层最大折射率n＝2，第二层渐变层最大折射率n＝4。也就是说，图7所示的渐变层的最大折射率ni(随着距离核心层越近i越大)满足如下规律：ni+1＞ni，对于核心层，最大折射率为np。上文关于公式中的具体取值仅为示例，并不作为对本发明的限制。在实际应用中，可依据需要进行调整。比如最大折射率、最小折射率、渐变层的层数等等都可以根据需要更改。

满足上述折射率变化关系的超材料面板，对于从辐射源发出的球面波形式发散的电磁波，以折射率为n_i或n_p的超材料单元为圆心，随着半径的增大超材料面板在yz平面上的折射率变化量逐渐增大，随着半径的增大入射的电磁波出射时偏折角度大，越靠近圆心所在的超材料单元入射的电磁波其出射偏折角越小。通过一定的设计和计算，使得这些偏折角依次满足一定的规律，即可实现球面电磁波平行出射。类似于凸透镜，只要知道各个表面点对光的偏折角度和材料的折射率，即可设计出相应的表面曲率特征使从透镜焦点入射发散光线平行出射。同理本发明的基于可见光通信的同声翻译系统通过设计各个超材料单元的人造金属微结构，得到该单元的介电常数ε和磁导率μ，进而对超材料面板的折射率分布进行设计使得各个相邻超材料单元的折射率的变化能实现电磁波特定的偏折角度，即可实现球面波形式发散的电磁波转变为平面形式的电磁波。

为了更直观的表示超材料片层在yz面上折射率折射率分布规律，将折射率相同的超材料单元连成一条线，并用线的疏密来表示折射率的大小，线越密折射率越大，则符合以上所有关系式的超材料片层的每一核心层折射率分布如图8所示，最大折射率为n_p，最小折射率为n₀。渐变层的折射率分布与核心层折射率分布类似，不过渐变层的每一层的最大折射率不同，如图9所示，第i层渐变层的最大折射率为n_i，最小折射率为n₀，渐变层的最大折射率n_i(随着距离核心层越近i越大)满足如下规律：n_i+1＞n_i。

实验证明，相同图案的人造金属微结构552，其几何尺寸与介电常数ε成正比，因此在入射电磁波确定的情况下，通过合理设计人造金属微结构552的拓扑图案和不同尺寸的人造金属微结构552在超材料片层上的排布，就可以调整超材料面板的折射率分布，进而实现球面波形式发散的电磁波转变为平面形式的电磁波。

实现上述折射率和折射率变化量分布关系的人造金属微结构552有很多种可实现方式，对于平面结构的人造金属微结构552，其几何形状可以是轴对称也可以非轴对称；对于三维结构，其可以是非90度旋转对称的任意三维图形。

人造金属微结构为由至少一根金属丝组成的平面结构或立体结构。金属丝为铜丝或银丝，可通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在基板上，所述基板可由环氧树脂或聚四氟乙烯材料制得。

综上所述，本发明基于可见光通信的同声翻译系统通过将所述无线信号发射单元4和无线信号接收单元5的通信方式改为以可见光进行通信的方式，光通信无需申请频谱资源、无电磁干扰、无污染、信号传输的稳定性及可靠性高。此外，所述无线信号发射单元4发射的可见光还可用于提供照明，因而可提高资源利用效率。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种基于可见光通信的同声翻译系统，其包括主控机、无线信号发射单元及无线信号接收单元，其特征在于：所述无线信号发射单元用于将所述主控机传过来的电信号以可见光形式的光信号发射出去；所述无线信号接收单元用于接收所述可见光信号，并将所述可见光信号转换成人可识别的信号；

所述无线信号接收单元包括光电探测器，所述光电探测器用于接收所述光信号，并将所述光信号转换成电信号；

所述无线信号接收单元还包括用于汇聚无线信号发射单元发出的光线至所述光电探测器的超材料面板，所述超材料面板包括多个核心层以及对称分布在所述核心层两侧的多个渐变层，每一核心层和每一渐变层均包括片状的基板和设置在所述基板上的多个人造金属微结构。

2.根据权利要求1所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：所述人可识别的信号是声音、文字或图像信号。

3.根据权利要求1或2所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：所述无线信号发射单元设置有用于发射光信号的发光二极管。

4.根据权利要求3所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：所述无线信号发射单元包括微处理器模块、调制模块、驱动模块和发光二极管阵列，所述微处理器模块用于接收主控机传送过来的信息，并根据所述信息发送编码数据给所述调制模块；所述调制模块接收所述编码数据并将其转换为电平调制信号；所述驱动模块在电平调制信号的控制下驱动发光二极管发射含有信息的光信号。

5.根据权利要求1或2所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：所述无线信号接收单元还包括信号放大模块、解调模块及音频信号输出模块，所述信号放大模块用于将所述光电探测器的输出信号进行放大；所述解调模块将所述信号放大模块输出的电信号还原成原始信号；所述音频信号出模块用于将所述原始信号以声音的形式播放出来。

6.根据权利要求1所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：每一核心层的折射率分布均相同，每一核心层包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，所述圆形区域和所述环形区域内折射率随着半径的增大从np连续减小到n0且相同半径处的折射率相同。

7.根据权利要求6所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：分布在所述核心层同一侧的每一渐变层均包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，每一渐变层对应的所述圆形区域和所述环形区域内的折射率变化范围相同且随着半径的增大从其最大折射率连续减小到n0，相同半径处的折射率相同，两个相邻的渐变层的最大折射率表示为ni和ni+1，其中n0<ni<ni+1<np，i为正整数，ni对应于距离所述核心层较远的渐变层。

8.根据权利要求7所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：每一核心层的所述多个人造金属微结构具有相同的几何形状，每一区域内人造金属微结构的尺寸随着半径的增大连续减小且相同半径处的人造金属微结构的尺寸相同。

9.根据权利要求8所述的基于可见光通信的同声翻译系统，其特征在于：每一渐变层的所述多个人造金属微结构具有相同的几何形状，每一区域内人造金属微结构的尺寸随着半径的增大连续减小且相同半径处的人造金属微结构的尺寸相同，且两个相邻的渐变层中距离所述核心层较远的渐变层对应的同一区域内相同半径处的人造金属微结构的尺寸较小。