本實用新型涉及成像領域，具體而言，涉及一種晶體顆粒三維成像系統(tǒng)。

背景技術：

醫(yī)藥、化學、食品、無機有機材料、納米材料、能源、日用品、食品、環(huán)保等領域，許多產(chǎn)品或產(chǎn)品的中間產(chǎn)物都以顆粒的形式存在。固體顆粒的形狀和尺寸是顆粒的最重要特性參數(shù)，原因在于它們會影響產(chǎn)品的流動性等加工參數(shù)(例如影響過濾機的操作)、溶解度及醫(yī)藥產(chǎn)品的藥性。因此，對固體顆粒生長過程中的形狀、尺寸、長徑比、曲率等特性參數(shù)進行實時監(jiān)測對于進一步控制和優(yōu)化固體顆粒的制備工藝非常重要?，F(xiàn)有的監(jiān)測方法為通過成像系統(tǒng)獲取待測樣品的二維圖像，根據(jù)所獲取到的二維圖像得到待測樣品特性參數(shù)。然而，二維圖像不利于反映待測樣品的形貌、尺寸特征，如對于棒狀晶體，其二維投影的長度往往會比真實的尺寸要短，導致所得到的待測樣品特性參數(shù)的可靠性較差。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種晶體顆粒三維成像系統(tǒng)，能夠檢測當前時刻晶體顆粒的三維結構。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種晶體顆粒三維成像系統(tǒng)，包括第一支撐臺、第二支撐臺、光源模塊、光源控制器、用于對待測樣品進行多視角拍攝的至少三個成像裝置及用于顯示并處理所述成像裝置所拍攝圖像的計算機，所述成像裝置和所述光源控制器均與所述計算機耦合，所述光源模塊與所述光源控制器耦合，所述成像裝置設置在所述第一支撐臺上，所述光源模塊設置在所述第二支撐臺上，所述光源模塊發(fā)出的光束照射到所述待測樣品，所述待測樣品反射或透射的光束入射到所述成像裝置中成像。

在本實用新型較佳的實施例中，上述第一支撐臺包括多個以所述第一支撐臺的中心旋轉對稱分布的第一支撐架，所述第一支撐架的數(shù)量與所述成像裝置的數(shù)量相同，每一個所述第一支撐架上均設置有第一導軌，一個所述成像裝置設置在一個所述第一導軌上。

在本實用新型較佳的實施例中，上述每一個所述第一支撐架上均設置有第一角度調節(jié)機構，所述第一角度調節(jié)機構用于調節(jié)所述成像裝置與所述第一支撐臺的中心軸之間的角度。

在本實用新型較佳的實施例中，上述成像裝置的數(shù)量為三個，相鄰兩個所述第一支撐架之間的夾角為120度。

在本實用新型較佳的實施例中，上述光源模塊有多個，所述第二支撐臺包括多個以所述第二支撐臺的中心旋轉對稱分布的第二支撐架，所述第二支撐架的數(shù)量與所述光源模塊的數(shù)量相同，每一個所述第二支撐架上均設置有第二導軌，一個所述光源模塊設置在一個所述第二導軌上。

在本實用新型較佳的實施例中，上述每一個所述第二支撐架上均設置有第二角度調節(jié)機構，所述第二角度調節(jié)機構用于調節(jié)所述光源模塊發(fā)出的光束與所述第二支撐臺的中心軸之間的角度。

在本實用新型較佳的實施例中，上述成像系統(tǒng)還包括用于在第一預設范圍內(nèi)調節(jié)所述第一支撐臺位置的第一微調平臺和用于在第一預設范圍內(nèi)調節(jié)所述第二支撐臺位置的第二微調平臺，所述第一支撐臺設置于所述第一微調平臺上，所述第二支撐臺設置于所述第二微調平臺上。

在本實用新型較佳的實施例中，上述成像系統(tǒng)還包括用于在第二預設范圍內(nèi)調節(jié)所述第一支撐臺位置的第一機械手臂和用于在第二預設范圍內(nèi)調節(jié)所述第二支撐臺位置的第二機械手臂，所述第一微調平臺與所述第一機械手臂連接，所述第二微調平臺與所述第二機械手臂連接。

在本實用新型較佳的實施例中，上述光源模塊為點光源模塊或面光源模塊。

在本實用新型較佳的實施例中，上述成像裝置包括鏡頭，所述鏡頭為非同軸鏡頭。

本實用新型提供的晶體顆粒三維成像系統(tǒng)，通過至少三個成像裝置對待測樣品進行多視角拍攝，以獲得同一時刻待測樣品的至少三個圖像。其中，待測樣品為晶體顆粒，上述至少三個圖像分別為晶體顆粒不同視角上的圖像。進一步，通過計算機可以顯示上述圖像，并對上述至少三個圖像進行處理以實現(xiàn)晶體顆粒的三維重建，得到晶體顆粒的三維結構。由此，可以進一步得到晶體顆粒的形狀、尺寸等特性參數(shù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種晶體顆粒三維成像系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的一種晶體顆粒三維成像系統(tǒng)中成像裝置的安裝結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種晶體顆粒三維成像系統(tǒng)中光源模塊的安裝結構示意圖。

圖中，附圖標記分別為：

第一支撐臺111；第二支撐臺112；成像裝置120；光源模塊130；光源控制器140；計算機150；第一微調平臺161；第二微調平臺162；第一機械手臂171；第二機械手臂172；結晶器180；晶體顆粒190；第一支撐架210；第一導軌211；第一鎖緊件212；第一角度調節(jié)機構220；第一限位件221；第一滑槽222；第二支撐架310；第二導軌311；第二鎖緊件312；第二角度調節(jié)機構320；第二限位件321；第二滑槽322。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

本實施例提供了一種晶體顆粒三維成像系統(tǒng)，如圖1所示，所述成像系統(tǒng)包括第一支撐臺111、第二支撐臺112、光源模塊130、光源控制器140、計算機150及至少三個成像裝置120。上述至少三個成像裝置120及光源控制器140均與計算機150耦合，光源模塊130與光源控制器140耦合，成像裝置120設置在第一支撐臺111上，光源模塊130設置在所述第二支撐臺112上。

通常情況下，成像裝置120和光源模塊130相對設置，即成像裝置120設置在待測樣品的一側，光源模塊130設置在待測樣品的另一側，如圖1所示。當然，除了上述布置方式以外，成像裝置120和光源模塊130也可以對稱設置在待測樣品的同一側且呈銳角設置。

其中，光源控制器140用于控制光源模塊130的發(fā)光強度及光源模塊130的開關。光源模塊130在光源控制器140的控制下發(fā)出的光束照射到待測樣品，待測樣品反射或透射的光束入射到成像裝置120中成像。本實施例中，待測樣品為晶體顆粒190。當然，待測樣品除了是晶體顆粒外，也可以是其它微小固體顆粒，例如微米級的固體顆粒。需要說明的是，本實用新型提供的晶體顆粒三維成像系統(tǒng)為外置式成像儀，如圖1所示，本系統(tǒng)設置在形成有晶體顆粒190的結晶器180外，相比于探頭式的成像系統(tǒng)，一方面可以有效地避免物料粘連在成像裝置120的鏡頭表面影響測量結果的準確性，另一方面也可以避免對待測樣品造成污染。

成像裝置120用于對待測樣品進行多視角拍攝，獲取當前時刻該待測樣品的多個圖像，所述多個圖像分別對應于該待測樣品的不同視角。本實施例中，成像裝置120可以包括相互連接的相機和鏡頭。其中，鏡頭可以為同軸鏡頭和非同軸鏡頭。為了實現(xiàn)良好的成像效果，所述鏡頭優(yōu)選為非同軸鏡頭。

計算機150用于根據(jù)當前時刻成像裝置120發(fā)送的多個圖像進行三維重建，得到當前時刻該待測樣品的三維結構。需要說明的是，上述多個圖像的具體數(shù)量大于或等于三。此外，計算機150還包括顯示器，用于顯示上述成像裝置120所拍攝圖像，以及處理得到的當前時刻該待測樣品的三維結構。當然，計算機150還可以存儲當前時刻上述成像裝置120所拍攝圖像以及得到的三維結構，從而實現(xiàn)不同時刻該待測樣品形貌及三維結構的監(jiān)測。

具體的，如圖2所示，上述第一支撐臺111包括多個第一支撐架210。優(yōu)選的，多個第一支撐架210成旋轉對稱分布，且多個第一支撐架210的旋轉對稱中心為第一支撐臺111的中心點。當然，多個第一支撐架210也可以是其它的排布方式。第一支撐架210用于支撐成像裝置120。其中，第一支撐架210的數(shù)量與成像裝置120的數(shù)量相同。每一個第一支撐架210上均設置有第一導軌211，一個成像裝置120設置一個第一支撐架210上的第一導軌211上。此時，成像裝置120可以沿著導軌方向滑動，從而調節(jié)成像裝置120在第一支撐架210上的位置。將本實施例提供的成像系統(tǒng)中的至少三個成像裝置安裝在以第一支撐臺111的中心對稱分布的第一支撐架210上，可以有效地避免出現(xiàn)拍攝盲區(qū)。

例如，如圖2所示，成像裝置120可以通過第一鎖緊件212與第一導軌211連接，當?shù)谝绘i緊件212松開時，成像裝置120可以在第一導軌211上自由滑動；當?shù)谝绘i緊件212鎖緊時，可以防止成像裝置120與第一導軌211的相對移動。其中第一鎖緊件212可以是螺桿與螺母的配合組件，或者，也可以是螺栓。

進一步的，每一個第一支撐架210上均設置有第一角度調節(jié)機構220。第一角度調節(jié)機構220用于調節(jié)成像裝置120與第一支撐臺111的中心軸之間的角度。本實施例中，成像裝置120與第一支撐臺111的中心軸之間的角度調節(jié)范圍可以為0度至90度。具體的，第一角度調節(jié)機構220可以包括第一限位件221和第一滑槽222，當?shù)谝幌尬患?21處于自由狀態(tài)時，第一限位件221可以在第一滑槽222中移動，從而將成像裝置120與第一支撐臺111的中心軸之間的角度調節(jié)到所需要的角度，當?shù)谝幌尬患?21處于限位狀態(tài)時，可以固定成像裝置120與第一支撐臺111的中心軸之間的角度。例如，第一限位件221可以是螺桿與螺母的配合組件，或者，也可以是螺栓。當然，第一角度調節(jié)機構220除了上述結構外，也可以為其它能夠調節(jié)成像裝置120與第一支撐臺111的中心軸之間的角度的結構。

需要說明的是，考慮到圖像處理過程的計算量及處理時間，本實施例提供的成像系統(tǒng)優(yōu)選包括三個成像裝置120。相應的，第一支撐架210也為三個，優(yōu)選的，三個第一支撐架210均勻分布，即相鄰兩個第一支撐架210之間的夾角為120度，有利于設置在第一支撐架210上的成像裝置120所拍攝的圖像能盡可能多的包含待測樣品的形貌特征。

本實施例中，光源模塊130可以為點光源模塊、面光源模塊或多個點光源模塊組成的陣列形式。例如，光源模塊130可以為發(fā)光二級管、激光光源等。為了提高成像裝置120獲取圖像的清晰度，上述光源模塊130可以有多個。如圖3所示，第二支撐臺112包括多個成旋轉對稱分布的第二支撐架310。多個第二支撐架310的旋轉對稱中心為第二支撐臺112的中心點。第二支撐架310用于支撐光源模塊130。優(yōu)選的，相鄰兩個第二支撐架310之間的角度相等。其中，第二支撐架310的數(shù)量與光源模塊130的數(shù)量相同，每一個第二支撐架310上均設置有第二導軌311，一個光源模塊130設置在一個第二支撐架310的第二導軌311上。光源模塊130可以沿著第二導軌311的方向自由滑動，從而調節(jié)光源模塊130在第二支撐架310上的位置。

如圖3所示，光源模塊130可以通過第二鎖緊件312與第二導軌311連接，當?shù)诙i緊件312松開時，光源模塊130可以在第二導軌311上自由滑動；當?shù)诙i緊件312鎖緊時，可以防止光源模塊130與第二導軌311的相對移動。其中，第二鎖緊件312可以是螺桿與螺母的配合組件，或者，也可以是螺栓。

為了使得光源模塊130發(fā)出的光束能夠照射到待測樣品上，需要調節(jié)光源模塊130發(fā)出的光束與第二支撐臺112的中心軸之間的角度。具體的，上述每一個第二支撐架310上均設置有第二角度調節(jié)機構320。第二角度調節(jié)機構320用于調節(jié)光源模塊130發(fā)出的光束與第二支撐臺112的中心軸之間的角度。第二角度調節(jié)機構320也可以包括第二限位件321和第二滑槽322。當?shù)诙i緊件312鎖緊，第二限位件321松開時，第二限位件321可以在第二滑槽322中移動，從而調節(jié)光源模塊130的傾斜角，以將光源模塊130發(fā)出的光束與第二支撐臺112的中心軸之間的角度調節(jié)到所需要的角度。當?shù)诙尬患?21處于限位狀態(tài)時，可以固定光源模塊130的傾斜角。其中，第二限位件321可以是螺桿與螺母的配合組件，或者，也可以是螺栓。當然，第二角度調節(jié)機構320除了上述結構外，也可以為其它能夠調節(jié)光源模塊130發(fā)出的光束與第二支撐臺112的中心軸之間的角度的結構。

此外，為了進一步調節(jié)成像裝置120及光源模塊130與待測樣品之間的相對位置，以保證得到高質量的圖像，本實施例提供的晶體顆粒三維成像系統(tǒng)還包括第一機械手臂171、第二機械手臂172、第一微調平臺161和第二微調平臺162。第一支撐臺111設置于第一微調平臺161上，第一微調平臺161與第一機械手臂171連接。第二支撐臺112設置于第二微調平臺162上，第二微調平臺162與第二機械手臂172連接。第一機械手臂171、第二機械手臂172、第一微調平臺161和第二微調平臺162可以用于輔助調節(jié)成像裝置120和光源模塊130的相對角度和距離。

第一微調平臺161用于在第一預設范圍內(nèi)調節(jié)第一支撐臺111的位置，通過調節(jié)第一支撐臺111的位置來調節(jié)成像裝置120的位置。第二微調平臺162用于在第一預設范圍內(nèi)調節(jié)第二支撐臺112的位置，通過調節(jié)第二支撐臺112的位置來調節(jié)光源模塊130的位置。其中，第一預設范圍由具體采用的微調平臺的調節(jié)范圍決定。本實施例中，第一微調平臺161和第二微調平臺162優(yōu)選為三維微調平臺。需要說明的是，第一微調平臺161和第二微調平臺162可以是手動微調平臺，也可以是電動微調平臺。通過第一微調平臺161和第二微調平臺162可以實現(xiàn)成像裝置120和光源模塊130的位置的精細調節(jié)，具體的調節(jié)精度即為微調平臺的調節(jié)精度。

第一機械手臂171用于在第二預設范圍內(nèi)調節(jié)第一支撐臺111的位置，從而調節(jié)成像裝置120的位置。第二機械手臂172用于在第二預設范圍內(nèi)調節(jié)第二支撐臺112的位置，從而調節(jié)光源模塊130的位置。其中，第二預設范圍由具體所采用的機械手臂的調節(jié)范圍決定。機械手臂根據(jù)結構形式的不同可以分為多關節(jié)機械手臂，直角坐標系機械手臂，球坐標系機械手臂，極坐標機械手臂，柱坐標機械手臂等。通過機械手臂可以實現(xiàn)六個自由度的調節(jié)，調節(jié)靈活，范圍較大。

使用本晶體顆粒三維成像系統(tǒng)時，可以通過第一機械手臂171、第二機械手臂172、第一微調平臺161和第二微調平臺162將成像裝置120和光源模塊130調節(jié)到需要的位置處。再通過調節(jié)成像裝置120在第一導軌211上的位置，調節(jié)光源模塊130在第二導軌311上的位置，調節(jié)第一角度調節(jié)機構220和第二角度調節(jié)機構320精細調節(jié)成像裝置120和光源模塊130的相對角度和位置。為了確保當前時刻三個成像裝置120所拍攝的圖像為同一待測樣品在不同視角上的圖像，優(yōu)選的，每一個成像裝置120與第一支撐臺111的中心點的之間的距離一致，且每一個成像裝置120的鏡頭與第一支撐臺111的中心軸之間的夾角一致。

綜上所述，本實用新型提供的晶體顆粒三維成像系統(tǒng)，通過至少三個成像裝置120對待測樣品進行多視角拍攝，以獲得同一時刻待測樣品的至少三個圖像，其中，上述至少三個圖像分別為待測樣品不同視角上的圖像。進一步，通過計算機150可以顯示上述圖像，并對上述至少三個圖像進行處理以實現(xiàn)該待測樣品的三維重建，得到待測樣品的三維結構。由此，可以進一步得到所檢測的晶體顆粒的形狀、尺寸等特性參數(shù)。另外，設計至少三個成像裝置120且將至少三個成像裝置120分別安裝在以第一支撐臺111的中心對稱分布的第一支撐架210上，進一步通過調節(jié)每一個成像裝置的位置和角度可以有效地避免存在拍攝盲區(qū)的問題，有利于更準確地獲取所檢測的晶體顆粒的三維結構。根據(jù)晶體顆粒的三維結構可以更準確地得到晶體顆粒的形貌、尺寸等特征。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。