研究目的
提出一种结构光(SI)表面轮廓测量方法,该方法具有快速成像和深度无关的图像放大率特性,通过电调谐透镜(ETL)实现物平面的快速无运动扫描。
研究成果
所提出的采用电可调透镜的SI成像技术,能快速获取三维物体的放大率恒定表面轮廓图像。该技术在放大率变化低于0.03的情况下实现了35毫米的扫描深度变化,并展现出三维轮廓测量能力。该方法适用于口腔内扫描仪或生物医学成像等需要快速扫描的应用场景。
研究不足
系统性能可能受到ETL或中继透镜未对准的影响,且ETL的未镀膜膜面会产生高反射,该问题虽有所缓解但未完全消除。
1:实验设计与方法选择:
研究采用电调谐透镜(ETL)进行快速深度扫描,并使用4f中继系统以最小化放大率变化。通过偏振光学元件规避ETL表面的高反射。
2:样本选择与数据来源:
成像锥形3D物体和人脸造型石膏像以展示系统的三维轮廓能力。
3:实验设备与材料清单:
电调谐透镜(EL-10-30-C-VIS-LD-MV,Optotune)、中继透镜(AC254-100-A-ML,Thorlabs)、LED光源(M470L3,Thorlabs)、线性偏振片(LPVIS100-MP2,Thorlabs)、相机(MQ003CG-CM,XIMEA)。
4:实验流程与操作步骤:
将ETL置于4f中继系统的共轭平面。调整扫描顺序,优先执行深度扫描再进行图案位移以实现快速扫描。
5:数据分析方法:
通过在不同扫描距离下成像分辨率靶标来测量放大率变化。
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Relay Lens
AC254-100-A-ML
Thorlabs
Used in the 4f relay system to minimize magnification ratio changes.
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Light-Emitting Diode
M470L3
Thorlabs
Used as the illumination source for the structured illumination imaging system.
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Linear Polarizer
LPVIS100-MP2
Thorlabs
Used to polarize the illumination light before passing through the polarizing beam splitter.
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Camera
MQ003CG-CM
XIMEA
Used to capture the structured illumination images.
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Electrically Tunable Lens
EL-10-30-C-VIS-LD-MV
Optotune
Used for rapid and motionless scanning of the object plane in structured illumination imaging.
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