CN109739016A - 基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及结构光照明显微镜技术领域，具体涉及一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法，其中系统包括照明组件，用于产生激发光，所述激发光经过照明光路激发样品发射荧光，所述荧光经过成像光路被所述成像组件获取；液体透镜，设置于所述照明光路与所述成像光路重合的光路上；所述成像组件，用于基于所述获取到的所述荧光形成荧光图像。由于液体透镜的响应时间主要取决于与质量弹簧系统类似的流体的惯性，而流体的惯性较小，对于液体透镜而言，其从调整到稳定的时间仅为几毫秒。因此，通过液体透镜实现样品不同层的成像，能够提高样品三维层切成像的速度。

Description

基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法

技术领域

本发明涉及结构光照明显微镜技术领域，具体涉及一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法。

背景技术

荧光显微镜具有可特异性标记、可对活细胞，组织等样品进行实时动态成像的优势，在生命科学研究中获得了广泛的应用。在生物医学应用，通常需要对细胞核组织样品进行三维层切成像来得到其完成的三维结构。基于改变照明光空间结构的结构光照明荧光显微镜(Structured Illumination Microscopy，简称为SIM)是突破极限分辨率限制的超分辨荧光显微技术，该方法通过Z轴层切方法实现快速三维成像。

目前实现层切的方法主要有两种，第一种采用移动样品的方式，利用三维的纳米位移台移动样品，使样品不同层置于物镜焦平面上，纳米位移台的驱动装置一般采用步进电机或者压电陶瓷驱动机械式。另一种方式是系统机械变焦的方式，在成像光路上加机械变焦镜组，原理等同于数码相机的电控变焦镜组。

然而，第一种方法中由于步进电机驱动精度不高，导致纳米位移台响应速度较慢。第二种方法中由于电机驱动响应较慢，达到平衡状态需要一段稳定时间。因此，在实现结构光照明三维层切过程中，传统方法层切速度较慢，丧失了同步控制方法中SIM快速成像的优势。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法，以解决三维层切成像速度较慢的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，包括：

照明组件，用于产生激发光，所述激发光经过照明光路激发样品发射荧光，所述荧光经过成像光路被所述成像组件获取；

液体透镜，设置于所述照明光路与所述成像光路重合的光路上；

所述成像组件，用于基于所述获取到的所述荧光形成荧光图像。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，由于液体透镜的响应时间主要取决于与质量弹簧系统类似的流体的惯性，而流体的惯性较小，对于液体透镜而言，其从调整到稳定的时间仅为几毫秒。因此，通过液体透镜实现样品不同层的成像，能够提高样品三维层切成像的速度。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述照明组件包括：

条纹结构光光源组件，用于产生条纹结构光；

滤色块，用于对所述条纹结构光进行过滤；

物镜，用于对过滤后的所述条纹结构光进行汇聚，以激发所述样品发射荧光；

其中，所述液体透镜设置于所述滤色块与所述物镜之间。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，其中条纹结构光经过滤色块过滤后变成特定激发波段的光，通过滤色块的更换能够实现对不同样品的激发，提高了基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的普适性。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述条纹结构光光源组件包括沿所述条纹结构光的传播方向上依次设置的汞灯、透镜组以及数字微镜。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述系统还包括：

第一反射镜，设置于数字微镜与所述滤色块之间；

第二反射镜，设置于所述液体透镜与所述滤色块之间。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，通过第一反射镜以及第二反射镜对光路的反射，改变光路的传播路径，实现了结构光照明显微镜的三维成像系统的紧凑性。

结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述系统还包括：

第一筒镜，设置于所述数字微镜与所述第一反射镜之间；

第二筒镜，设置于所述滤色块与所述成像组件之间。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，第一筒镜、第二筒镜以及物镜配合使用，用以校正成像过程中的像差，提高成像的准确性。

结合第一方面，或第一方面第一实施方式至第四实施方式中任一项，在第一方面第五实施方式中，所述系统还包括：

控制器，用于获取所述照明组件产生的同步信号，并根据所述同步信号控制所述成像组件以及所述液体透镜的动作时序。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，由于液体透镜的动作是用于使得样品的不同层置于物镜的焦平面上，且成像组件用于形成荧光图像，通过同步信号控制成像组件以及液体透镜的动作时序，提高了成像组件所形成的荧光图像的准确性，以实现对样品不同层的成像。

结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述控制器为单片机控制电路。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，其中，单片机驱动液体透镜，并实现液体透镜与照明组件以及成像组件的同步，即通过单片机既实现了液体透镜的驱动，又保证了液体透镜与照明组件以及成像组件的同步，减少了器件的使用，实现了结构光照明显微镜的三维成像系统的紧凑性。

根据第二方面，本发明实施例还提供了一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的同步控制方法，包括：

获取照明组件产生的同步信号；

在所述同步信号的上升沿或下降沿触发成像组件进行曝光；

对所述上升沿或下降沿进行计数；

当计数值达到预设值时，调整液体透镜的屈光度，并将所述计数值置为初始值，以再次进行计数。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的同步方法，由于液体透镜的动作是用于使得样品的不同层至于物镜的焦平面上，且成像组件用于形成荧光图像，通过同步信号控制成像组件以及液体透镜的动作时序，提高了成像组件所形成的荧光图像的准确性，以实现对样品不同层的成像。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述调整液体透镜的屈光度，并将所述计数值置为初始值，以再次进行计数，包括：

按照预设步长调整所述液体透镜的驱动电压；其中，所述预设步长是基于所述液体透镜的驱动电压与样品Z轴位置之间的关系确定的。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的同步方法，利用液体透镜的驱动电压与样品Z轴位置之间的关系，以准确的设定所采集的样品每一层之间的实际间隔，从而确定出液体透镜驱动电压的调整步长，以实现对样品不同层的成像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的结构示意图；

图2a至图2b是根据本发明实施例的液体透镜的屈光度与时间之间的关系曲线；

图3示出了对直径200nm荧光小球层切成像效果；

图4是根据本发明实施例的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的同步控制方法流程图；

图6是根据本发明实施例的样品Z轴位置与液体变焦透镜的外加电压之间的关系曲线；

附图标记：1-汞灯；2-透镜组；3-数字微镜；4-第一筒镜；5-第一反射镜；6-激发片；7-二向色镜；8-发射片；9-第二反射镜；10-液体透镜；11-物镜；12-样品；13-第二筒镜；14-相机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，用于结构光照明显微镜中，该系统包括有照明组件、液体透镜以及成像组件。

其中，三维成像系统中的光路包括照明光路以及成像光路。照明光路为照明组件所产生的激发光从照明组件至样品之间所经过的路径，成像光路为激发光激发样品后发射的荧光从样品至成像组件之间所经过的路径；照明光路与成像光路之间的光路部分重叠。

具体地，对于三维成像系统而言，照明组件用于产生激发光，该激发光经过照明光路激发样品发射荧光，荧光经过成像光路被成像组件获取。因为荧光需要高强度的光才可以被激发出来，那么照明组件可以是包括汞灯，也可以是金属卤素灯，或激光等等。只需保证照明组件所产生的激发光能够激发样品发射荧光即可，对照明组件的具体结构并不做任何限定。

液体透镜是将液体作为透镜通过改变液体的曲率来改变焦距，具体地，液体透镜是利用介质上电润湿原理的可变焦光透镜，它可以通过外加电压改变液滴的形状，进而改变其焦距，因此其可以在不需配备机械部件的情况下实现自动对焦和变焦。

例如，液体透镜由一个容器组成，容器里装有折射率为1.3的光学流体(其色散度极低，阿贝数为100)，并用弹性聚合物薄膜进行密封。电磁驱动器对容器施压，导致镜片弯曲，通过驱动器线圈内的电流来控制镜头的焦距。其中，电流和液体透镜的屈光度成线性关系。

因此在三维成像系统中通过外加电压改变液体透镜的焦距(或屈光度，屈光度与焦距成反比，焦距越短屈光度越大)，使得经过液体透镜的激发光能够激发样品的不同层发射荧光。

例如，当外界电压为A1时，对应的焦距为B1，相应地所成像的层为样品的层C1；当外界电压为A2时，对应的焦距为B2，相应地所成像的层为样品的层C2；当外界电压为A3时，对应的焦距为B3，相应地所成像的层为样品的层C3等等。对于液体透镜而言，当外界电压改变时(例如，从A1变为A2)，对应地，液体透镜的焦距从B1稳定为B2需要一定的时间，将该时间称之为液体透镜的响应时间。具体地，请参见图2a以及图2b。图2a以及图2b示出了外加电流为三种情况时，液体透镜的屈光度与时间之间的关系曲线，其中，曲线a表示外加电流为0mA-200mA，曲线b表示外加电流为0mA-150mA，曲线c表示外加电流为0mA-100mA。如图2a以及图2b所示，当外加电流变化改变屈光度，不论屈光度由大变小，还是由小变大，即液体透镜从上一个屈光度的稳定状态到下一个屈光度的稳定状态仅所需6-10ms(液体透镜的响应时间为6-10ms)。

此外，由于液体透镜设置与照明光路与成像光路重合的光路上，该液体透镜可以实现对结构光投影面和显微成像面的同时改变，使得装置更加精简，光路更加紧凑。

该三维成像系统还包括有成像组件，用于基于所获取到的荧光形成荧光图像。其中，荧光的原理是某些物质(在本实施例中，是指样品)会在高强度的短波长光线照射下，会发出波长稍长的发射光(荧光)。该成像组件可以是相机，也可以是其他能够成像的组件，在此对成像组件的结构并不做任何限定。可选地，成像组件为相机，在下文的描述中成像组件以相机为例。

如图3所示，图3示出了对直径200nm荧光小球层切成像效果，该三维成像系统能够实现较清晰的成像。

本实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，由于液体透镜的响应时间主要取决于与质量弹簧系统类似的流体的惯性，而流体的惯性较小，对于液体透镜而言，其从调整到稳定的时间仅为几毫秒。对于荧光效应好的样品曝光时间例如设定为5ms，加上成像组件需要时间存图，所以对样品每一层成像的时间最多为33ms，其中包括每张图片曝光时间为5ms，每一层等待液体透镜响应和稳定时间为10ms，对每张512×512原始图像的读出时间为2.5ms，DMD切换每一张图的稳定时间约31us。因此，通过液体透镜实现样品不同层的成像，能够提高样品三维层切成像的速度。

作为本实施例的一种可选实施方式，照明组件包括条纹结构光光源组件、滤色块以及物镜。

具体地，条纹结构光光源组件用于产生条纹结构光。所述的结构光就是带有一定图案调制的光束。其中，生成结构光的条纹结构光光源组件可以是将光点、光缝、光栅、格网或斑纹投影到被测物体上的某种投影设备或仪器，也可以是生成激光束的激光器等等。

可选地，如图4所示，该照明组件包括沿条纹结构光的传播方向上依次设置的汞灯1、透镜组2以及数字微镜3。

其中，为了消除发光物体(汞灯灯丝)对于成像的影响，并且为保证照射到数字微镜3(Digital Micromirror Device，简称为DMD)的为平行光，该三维成像系统采用柯勒照明的方式，透镜组2实现科勒照明功能。数字微镜3将数百万面微小的铝镜集成在一起，例如，每面镜子的尺寸是13.68um*13.68um，微镜通过压电控制，实现每面镜子以正、负12度翻转。当入射光和DMD法线方向为24度时，处于“on”状态的镜子反射的光垂直DMD出射，“off”状态的不反射光，利用这种特性产生SIM层切成像所需的条纹结构光。

如图4所示，滤色块，用于对条纹结构光进行过滤。所述的滤色块为结构光照明显微镜的核心部件，内装激发片6、二向色镜7(又称半透半反滤光片)和发射片8。激发光透过滤色块时，某个激发波段的光线被过滤，经过半透半反滤色片的反射，进入样品实现激发；样品激发射出特定波段的荧光透过发射片8，被成像组件捕捉到，形成荧光图像，完成样品的成像。

该三维成像系统还包括物镜11，用于对过滤后的条纹结构光进行汇聚，以激发样品发射荧光。其中，液体透镜10设置于滤色块与物镜11之间，进一步地，液体透镜10设置于发射片8与物镜11之间。

其中滤色块包括：

(1)激发片6：从汞灯1发出的激发光选择出特定波长的光，譬如340-380带通，就是指340-380的波长的光都可以透过。

(2)二向色镜7：作用是令短波长的光(激发光)反射，长波长的光(荧光)透射。譬如说400nm分光，指低于400nm的光反射经物镜11照到样品12，然后激发出来的荧光透射过发射滤片8到达二向色镜7。

(3)发射滤片8：用来选择染料的特定发射光。例如，415长通，就是指大于415nm的光透射，低于415nm的光全部阻断。作用主要是挡住其他染料的荧光或者反射光。

具体地，请结合图4，条纹结构光依次经过激发片6，二向色镜7以及发射片8，二向色镜7可以反射激发片6带通波段内的光，透射样品12发射荧光；发射片8可以过滤荧光以外波段的光，提高图像的信噪比。因此，经过滤色块后的条纹结构光就变成了特定激发波段的光，通过更换滤色块可以实现对不同样品的激发，提高了基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的普适性。

如图4所示，该三维成像系统还包括设置于数字微镜3与滤色块之间的第一反射镜5以及设置于液体透镜10与滤色块之间的第二反射镜9。具体地，第一反射镜5用于对从数字微镜3中射出的条纹结构光反射至激发片6中；从滤色块射出的条纹结构光经第二反射镜9反射至液体透镜10中。通过第一反射镜5以及第二反射镜9对光路的反射，改变光路的传播路径，实现了结构光照明显微镜的三维成像系统的紧凑性。

请再次结合图4，该三维成像系统还包括设置于数字微镜3与第一反射镜5之间的第一筒镜4以及设置于滤色块与成像组件之间的第二筒镜13(即，相机14)。具体地，第二筒镜13设置于二向色镜7与相机14之间。在三维成像系统的成像过程中，第一筒镜4、第二筒镜13以及物镜11配合使用，用以校正成像过程中的像差，提高成像的准确性。

该三维成像系统还包括有控制器，其用于获取照明组件产生的同步信号，并根据同步信号控制成像组件以及液体透镜的动作时序。在下文的实施例中将进一步对根据同步信号控制成像组件以及液体透镜的动作时序进行详细描述。

由于液体透镜10的动作是用于使得样品的不同层至于物镜11的焦平面上，且成像组件用于形成荧光图像，通过同步信号控制成像组件以及液体透镜10的动作时序，提高了成像组件所形成的荧光图像的准确性，以实现对样品不同层的成像。

可选地，该控制器可以为单片机控制电路。例如，基于51单片机设计液态透镜的外部电压驱动电路，实现电压从0到10V的输出。单片机输出数字信号给一个串行12位DAC芯片TLC5615，实现最小0.0102V的步进。当数字微镜3切换一张图案时，会同时输出一个上升沿触发信号，通过编程让相机14和单片机识别上升沿信号。当相机14读到上升沿信号时会触发开始曝光，完成设定的曝光时间后开始存图。与此同时，可以设置让单片机读取4个上升沿改变一次电压，驱动液体透镜改变一次屈光度，从而改变焦面的位置，以实现对样品12的不同层进行三维成像。

本实施例中利用单片机驱动液体透镜10，并实现液体透镜10与照明组件以及成像组件的同步，即通过单片机既实现了液体透镜10的驱动，又保证了液体透镜10与照明组件以及成像组件的同步，减少了器件的使用，实现了结构光照明显微镜的三维成像系统的紧凑性。

本发明实施例还提供了一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的同步控制方法，如图5所示，该方法包括：

S11，获取照明组件产生的同步信号。

当需要利用该三维成像系统对样品进行三维成像时，将照明组件的工作模式设置为内同步，成像组件的工作模式设置为外同步；即，照明组件的同步信号为其自身所形成，而成像组件的同步信号来自于外界，即来自于照明组件。

由于成像组件在对形成的荧光图像进行三维重构时，对所采集的样品12的每一层的图像数量有相应的要求，因此，就对样品12的每一层采集预设数量的图像，即就需要照明组件切换不同的图案，以保证激发光的不同，从而实现样品12每一层能够采集预设数量的不同图像。

具体地，照明组件在每切换一次图案时，会同时输出一个同步信号。该三维成像系统的控制器获取到照明组件所产生的同步信号，用于控制成像组件与液体透镜10的动作时序。

S12，在同步信号的上升沿或下降沿触发成像组件进行曝光。

控制器在同步信号的上升沿或下降沿触发成像组件进行曝光，例如，通过编程让成像组件和控制器识别上升沿或下降沿信号，当成像组件读取到上升沿或下降沿信号时会触发开始曝光，完成设定的曝光时间后开始存图。

S13，对上升沿或下降沿进行计数。

控制器同时对同步信号的上升沿或下降沿进行计数，以统计当液体透镜的屈光度不变时，成像组件所采集的图像的数量。

S14，判断计数值是否达到预设值。

当计数值达到预设值时，执行S15。否则，返回执行S11，继续基于同步信号触发成像组件进行曝光。

其中，预设值为成像组件在进行三维重构时，对样品12的每一层采集的图像的数量需求。例如，三维重构需要每一层采集的图像数量为3张，考虑到液体变焦透镜从上一个屈光度变化到下一个屈光度需要一定的时间，那么可以将预设值设置为4张，在进行三维重构时，将第4张图像丢弃。由于第4张图像是在液体变焦透镜调整屈光度时所采集的图像，图像质量不佳。

S15，调整液体透镜的屈光度，并将计数值置为初始值，以再次进行计数。

控制器在确定出计数值达到预设值时，调整液体透镜的屈光度。即，调整液体透镜的外界驱动电压值。对于外界驱动电压值的调整，可以是控制外界驱动电压使得其每隔预设电压间隔调整一次，也可以是利用液体透镜的驱动电压与样品Z轴位置之间的关系，确定调整步长。在下文中，将对其进行具体描述。

同时，控制器还需将计数值置为初始值，以便于再次进行计数。

本发明实施例提供的基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的同步方法，由于液体透镜的动作是用于使得样品的不同层至于物镜的焦平面上，且成像组件用于形成荧光图像，通过同步信号控制成像组件以及液体透镜的动作时序，提高了成像组件所形成的荧光图像的准确性，以实现对样品不同层的成像。

作为本实施例的一种可选实施方式，S15包括按照预设步长调整液体透镜的驱动电压。其中，所述预设步长是基于液体透镜的驱动电压与样品Z轴(Z轴)位置之间的关系确定的。

图6示出了样品Z轴位置与液体透镜的驱动电压之间的关系。当设置驱动电压时，利用该关系即可确定出样品对应的Z轴位置，进而可以准确地设定采集的样品每一层之间的实际间隔。

本实施例利用液体透镜10的驱动电压与样品12的Z轴位置之间的关系，以准确的设定所采集的样品每一层之间的实际间隔，从而确定出液体透镜驱动电压的调整步长，以实现对样品不同层的成像。

作为成像组件进行三维图像重构的一个具体应用实例，下文中将对重构原理进行详细描述：

受益于焦平面附近的高空间频率照明的离焦特征，我们可以简单地将合并的成像数据分解为两部分。在焦成分用D_in(x,y)表示，离焦的成分用D_out(x,y)表示。所以问题就变成了如何消除捕获图像中的残留条纹以提取所需的在焦信息。在传统的宽场显微镜中相机探测平面的光子分布可以表示为式(1)：

D(x,y)＝D_in(x,y)+D_out(x,y) (1)

在一维情况下，照明余弦结构光可以用式(2)表示：

I(x)＝I₀[1+m×cos(2πk₀x+φ)] (2)

其中，m是调制度，k₀为空间频率。因为条纹的调制深度较浅，故只有D_in(x,y)被调制而D_out(x,y)信息没有被调制。为了简单，我们可以假设I₀＝1，m＝1，D(x,y)可以被表示成式(3)：

D(x,y)＝D_out(x,y)+D_in(x,y)[1+cos(2πk₀x+φ)] (3)

为了解出D_in(x,y)我们通常采集相位间隔为2π/3的三张图像来计算，所以我们可以得到式(4)、(5)、(6)

D₀(x,y)＝D_out(x,y)+D_in(x,y)[1+cos(2πk₀x+φ)] (4)

最后就可以得到

同时，我们也可以通过三张条纹图像相加求平均得到传统的宽场图像。

因此，相机利用所采集到的荧光图像，即可实现样品的三维重构。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统，其特征在于，包括：

照明组件，用于产生激发光，所述激发光经过照明光路激发样品发射荧光，所述荧光经过成像光路被成像组件获取；

液体透镜，设置于所述照明光路与所述成像光路重合的光路上；

所述成像组件，用于基于所述获取到的所述荧光形成荧光图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述照明组件包括：

条纹结构光光源组件，用于产生条纹结构光；

滤色块，用于对所述条纹结构光进行过滤；

物镜，用于对过滤后的所述条纹结构光进行汇聚，以激发所述样品发射荧光；

其中，所述液体透镜设置于所述滤色块与所述物镜之间。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述条纹结构光光源组件包括沿所述条纹结构光的传播方向上依次设置的汞灯、透镜组以及数字微镜。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一反射镜，设置于数字微镜与所述滤色块之间；

第二反射镜，设置于所述液体透镜与所述滤色块之间。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一筒镜，设置于所述数字微镜与所述第一反射镜之间；

第二筒镜，设置于所述滤色块与所述成像组件之间。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制器，用于获取所述照明组件产生的同步信号，并根据所述同步信号控制所述成像组件以及所述液体透镜的动作时序。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器为单片机控制电路。

8.一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统的同步控制方法，其特征在于，包括：

获取照明组件产生的同步信号；

在所述同步信号的上升沿或下降沿触发成像组件进行曝光；

对所述上升沿或下降沿进行计数；

当计数值达到预设值时，调整液体透镜的屈光度，并将所述计数值置为初始值，以再次进行计数。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述调整液体透镜的屈光度，并将所述计数值置为初始值，以再次进行计数，包括：

按照预设步长调整所述液体透镜的驱动电压；其中，所述预设步长是基于所述液体透镜的驱动电压与样品Z轴位置之间的关系确定的。