三维数字成像和测量技术被广泛运用于精密制造、医疗工程、影视游戏、三维打印等领域。特别是向被测物体的表面形状愈加复杂、尺寸向大和小两个方向发展,对三维数字成像测量方法提出新的挑战。本论文针对小尺寸物体的条纹结构光三维测量技术开展研究:一方面,涉及小视场远心镜头的成像模型和标定方法;另一方面,着眼于远心镜头的条纹相位编码三维成像方法与系统构建。详细研究内容如下:(1)远心镜头及其标定方法的分析和研究。详细阐述了远心镜头的成像模型及现有的标定理论方法。提出将光束平差理论引入远心镜头标定,通过联合调整标靶圆心点位置和远心镜头内外部参数,使得远心镜头标定精度获得提升,且脱离了对高精密标靶的依赖。基于Matlab实现了相关算法,实验证明该方法的有效性。(2)基于远心镜头搭建了单目显微显微编码三维成像实验平台。单目系统中的投影仪可看做逆相机,通过正交条纹的相位编码获取标靶对应点,利用光束平差的远心镜头标定算法,实现了投影仪的精确标定。并结合单相机标定,实现了整个单目系统的标定。实验利用相位编码三维成像技术,成功获取了微小被测物体的三维信息。