粒子投射空间成像系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Particle Projection Space Imaging System

The invention provides a particle projection space imaging system, including a particle source for generating and accelerating the particle beam, a deflection coil group for deflecting the particle beam into a dynamic three-dimensional particle array deployed in time sequence, an excitation coil group for generating a magnetic field, and a scanning control mechanism for controlling the particle source, the deflection coil group and the particle excitation coil group. The particle projection space imaging system described in the invention generates and accelerates the particle beam by setting a particle source, and deflects the particle beam to form a dynamic three-dimensional particle array by using a deflection coil group. The particle excitation coil group excites the particle cluster at the corresponding pixel points in the array in a time-sharing manner to produce radiation effect, thus forming a three-dimensional spatial image. The particle projection space imaging system It does not depend on solid display medium and can work in air and vacuum. By refreshing the scanning control mechanism, three-dimensional dynamic images can be formed.

【技术实现步骤摘要】
粒子投射空间成像系统
本专利技术属于投影成像
，更具体地说，是涉及一种粒子投射空间成像系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采用的技术方案是：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。本专利技术提供的粒子投射空间成像系统的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术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，粒子激发线圈组在显示区域产生激发磁场，激发当下到达预定像素点位置的动态粒子使其发生辐射效应，形成三维立体图像，并不依赖于固体显示介质。而且扫描控制机构可控制粒子源发出粒子束团的大小、速度、能量，并控制扫描偏转线圈组及粒子激发线圈组以调整粒子束的偏转角度、粒子束到达显示区域的时间等，从而生成三维动态图像。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的粒子投射空间成像系统的结构示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的粒子投射空间成像系统的结构示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的粒子投射空间成像系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的粒子投射空间成像系统投影成像的示意图。其中，图中各附图标记：1-粒子源；2-偏转线圈组；21-场偏转线圈；22-行偏转线圈；3-第二粒子加速器；4-激发线圈组；41-波荡器；42-偏转磁铁；5-显示区域；6-三维图像。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请一并参阅图1至图4，现对本专利技术提供的粒子投射空间成像系统进行说明。该粒子投射空间成像系统，包括粒子源1、偏转线圈组2、激发线圈组4以及扫描控制机构(图中未示出)。粒子源1用于产生并加速粒子束，使粒子束具有一定的初速度，粒子源1并以高频脉冲方式发射粒子束，使粒子束进入偏转线圈组2中。优选地，粒子束为电子束，相对于其他粒子，电子的质量较小，在当前工程技术条件下电子束更容易获得，也容易加速，动态电子被激发之后产生的辐射效应也比其他重粒子更明显。相应地，粒子源1可为电子枪，粒子加速器或者储存环，粒子源1可产生电子并使电子具备一定初速。优选地，粒子束以粒子团的形态并以脉冲方式从粒子源1中射出，以达到精确控制空间像素点定位的目的。偏转线圈组2用于扫描偏转加速后的粒子束，并将加速后的粒子束偏转形成动态三维粒子阵列，该阵列的截面为二维封闭截面，截面扫描方式可为二维平面扫描。偏转后的粒子沿其预设轨迹运动至粒子激发线圈组4产生的磁场区域内的像素点上，激发线圈组4以扫描磁脉冲方式激发每一个到达显示区域5内预定像素点的粒子束团，使之产生辐射效应，粒子受激发光点亮该像素点，位于磁场内的三维粒子阵列区域为显示区域5。显示区域5内包含多个空间像素点，入射的粒子束团在扫描控制机构的作用下可到达对应的预计空间像素点，然后被激发点亮。因为像素点的分散性，在扫描控制机构的控制下，可以使用单个磁脉冲同时激发若干个像素点的像素以节省扫描时间开销。该粒子投射空间成像系统，不依赖于任何固体介质，可以在空气中或者真空中，生成动态的三维图像6。扫描控制机构可控制粒子源1、偏转线圈组2，第二粒子加速器3以及激发线圈组4。具体地，扫描控制机构通过粒子源1控制当前发射的粒子束的大小、速度、能量，通过偏转线圈组2扫描控制每一个电子束团的偏转角度，从而动态调整显示的三维图像6，另可以通过调整粒子束的速度及偏转线圈组2产生的磁场强度，改变受激辐射发光光谱，生成彩色图像或者单色图像。扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粒子投射空间成像系统，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.粒子投射空间成像系统，其特征在于：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。2.如权利要求1所述的粒子投射空间成像系统，其特征在于：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。3.如权利要求1所述的粒子投射空间成像系统，其特征在于：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。4.如权利要求3所述的粒子投射空间成像系统，其特征在于：所述第二粒子加速器可为激光加速器、漂移管加速器、行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，
申请(专利权)人：李超，
类型：发明
国别省市：安徽,34