[发明专利]一种基于条纹投影的实时三维显微成像系统

权利要求书

1.一种基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于包括光栅图像投影单元、光栅图像采集单元、载物单元、支架单元以及图像处理单元，光栅图像采集单元包括第一高速相机(1)、双远心镜头(2)、第二高速相机(3)、双远心镜头(4)；光栅图像投影单元包括DMD投影模块(5)与长工作距离镜头(6)；载物单元包括被测样品(7)、精密倾斜位移台(8)、精密升降位移台(9)；支架单元包括系统底座(10)、横向支撑臂(11)、纵向支撑臂(12)；图像处理单元由计算机(13)构成；

所述被测样品(7)放置于精密倾斜位移台(8)与精密升降位移台(9)的组合平台之上，DMD投影模块(5)通过长工作距离镜头(6)向被测样品(7)投影光栅条纹；同时DMD投影模块(5)产生同步信号，控制第一高速相机(1)与第二高速相机(3)同步拍摄被测样品(7)；第一高速相机(1)与第二高速相机(3)将采集的图像信息传输至计算机(13)，由计算机(13)进行图像处理与三维重建。

2.根据权利要求1所述的基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于支架单元中，将纵向支撑臂(12)上部分安装于横向支撑臂(11)的中心对称轴上，纵向支撑臂(12)的下部分安装于系统底座(10)的中心对称轴上。

3.根据权利要求1所述的基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于载物单元中，将精密升降位移台(9)固定于系统底座(10)的中心对称轴上，精密倾斜位移台(8)固定于精密升降位移台(9)之上，将被测样品(7)放置于精密倾斜位移台(8)之上，精密升降位移台(9)通过上下移动可调节被测样品(7)的垂直高度，精密倾斜位移台(8)通过左右倾斜，可调节被测样品(7)的观察角度。

4.根据权利要求1所述的基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于光栅图像投影单元中，拆除DMD投影模块(5)自带的光学投影镜头与附属在光学投影镜头上的投影焦距调节装置，并将DMD投影模块(5)固定于纵向支撑臂(12)上，使该DMD投影模块(5)的投影方向竖直向下，在DMD投影模块(5)正下方5-15mm的位置处，放置长工作距离镜头(6)。

5.根据权利要求4所述的基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于DMD投影模块(5)的参数为：工作距离105-115mm，放大率0.5倍至1倍，DMD投影模块(5)工作时发出投影光，该投影光通过长工作距离镜头(6)汇聚于被测样品(7)的表面之上，长工作距离镜头(6)到被测样品(7)的距离为40-60mm。

6.根据权利要求1所述的基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于光栅图像采集单元中，在第一高速相机(1)和第二高速相机(3)机身上分别安装双远心镜头(2)和双远心镜头(4)；双远心镜头(2)与双远心镜头(4)具有相同的参数：光学放大率0.4倍，工作距离105-120mm。

7.根据权利要求1所述的基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于光栅图像采集单元中，将第一高速相机(1)和第二高速相机(3)分别放置于横向支撑臂(11)上的对称位置，它们分别距离横向支撑臂(11)中心轴距离为65-75mm左右，即将第一高速相机(1)放置于横向支撑臂(11)左侧，其距离横向支撑臂(11)中心轴距离65-75mm，将第二高速相机(3)放置于横向支撑臂(11)的右侧，其位置与第一高速相机(1)关于横向支撑臂(11)中心轴对称。

8.根据权利要求1所述的基于条纹投影的实时三维显微成像系统，其特征在于光栅图像采集单元中，调节第一高速相机(1)和第二高速相机(3)拍摄角度时，将它们相对于垂直方向的角度调节为θ，θ的取值范围是20°-25°之间。