[发明专利]粒子投射空间成像系统

说明书

本发明提供了一种粒子投射空间成像系统，包括用于产生并加速粒子束的粒子源、用于将粒子束偏转成依时间顺序展开的动态三维粒子阵列的偏转线圈组、用于产生磁场的激发线圈组、以及用于控制粒子源、偏转线圈组及粒子激发线圈组的扫描控制机构。本发明阐述的粒子投射空间成像系统，通过设置粒子源产生并加速粒子束，并使用偏转线圈组将粒子束偏转形成动态三维粒子阵列，粒子激发线圈组以分时方式激发阵列中的对应像素点上的粒子束团使其产生辐射效应，形成三维空间图像，本粒子投射空间成像系统并不依赖于固体显示介质，可工作于空气及真空中，通过刷新扫描控制机构即可形成三维动态图像。

技术领域

本发明属于投影成像技术领域，更具体地说，是涉及一种粒子投射空间成像系统。

背景技术

目前的三维投影成像技术包括分光立体显示、体三维显示、全息三维显示等。分光立体显示是指视网膜接收到两幅有视差的图像，人通过区分物体不同区域的明暗、前后、远近，从而“看”到立体的物体，通常通过偏振光镜实现，如三维立体眼镜、三维立体电影等。体三维显示通过光学器件的高速运动和高频光投影等技术，将多幅二维图像在一定透明固体内合成出富有真实立体感的三维立体影像，如体三维显示器。分光立体显示、体三维显示均依赖于固体介质实现三维显示。全息三维图显示通过两束光相互干涉形成复杂的全息光场，但该全息光场需要先进行全息记录，即将物体的亮暗、景深等信息记录在全息材料中形成全息图，再进行三维信息重建，全息图使用连续胶片虽然可以动态显示，但是图像成像视角依然在胶片内部。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粒子投射空间成像系统，以解决现有技术中存在的分光立体显示、体三维显示依赖于固体实现及全息三维胶片无法空中投影的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种粒子投射空间成像系统，包括用于产生及加速粒子束的粒子源、用于扫描加速后的所述粒子束并将其偏转形成动态三维粒子阵列的偏转线圈组、用于产生激发磁场的激发线圈组、以及用于控制所述粒子源、所述偏转线圈组及所述激发线圈组的扫描控制机构，通过所述激发线圈组产生的激发磁场激发所述动态三维粒子阵列中的粒子，且所述粒子受激辐射后产生发光效应并生成像素点，利用人眼视觉残留形成空间立体图像；位于所述激发磁场内的三维粒子阵列区域为显示区域。

进一步地，所述偏转线圈组包括一对沿第一方向设置的场偏转线圈、以及一对沿第二方向设置的行偏转线圈，所述第一方向和所述第二方向呈第一预定夹角设置。

进一步地，还包括设于所述偏转线圈组和所述显示区域之间的第二粒子加速器。

进一步地，所述第二粒子加速器可为激光加速器、漂移管加速器、行波管加速器或者驻波管加速器，所述第二粒子加速器用于补偿粒子束经所述偏转线圈组偏转后所损失的能量。

进一步地，所述显示区域具有用于接收所述粒子束的背面、与所述背面相对应的正面、以及与所述背面相邻的侧面，所述激发线圈组设于所述显示区域的侧面或者正面。

进一步地，还包括内部真空的真空外壳，所述粒子源、所述偏转线圈组，所述第二粒子加速器均设于所述真空外壳内。

进一步地，所述激发线圈组产生的所述激发磁场的方向与所述粒子束飞行方向呈第二预定夹角设置。

进一步地，所述预定夹角为90°。

进一步地，所述激发线圈组为偏转磁铁或者波荡器。

进一步地，所述粒子束为电子束。