二维布拉格周期扫描成像系统技术方案

本发明专利技术涉及光学成像领域，公开了一种二维布拉格周期扫描成像系统，包括二维成像元件、成像镜组和二维布拉格扫描机构，二维成像元件上设有由若干像素点组成的像素阵列；二维布拉格扫描机构分别与二维成像元件和/或成像镜组连接，用于驱动二维成像元件和/或成像镜组振动以实现微扫描的目的；二维成像元件和/或成像镜组的振动在平行于所述像素阵列平面上的分量不为0。本发明专利技术的系统通过振动微扫描的方式可以用低像素密度、低像素数量的元器件实现超高像素成像的功能；在二维成像元件存在像素坏点的情况下也可以正常使用；同时生产良品率和成本优势明显优于同类产品。

【技术实现步骤摘要】
二维布拉格周期扫描成像系统
本专利技术涉及光学成像领域，尤其是涉及一种二维布拉格周期扫描成像系统。
技术介绍
对于二维成像设备来说分辨率是关系成像质量的一个至关重要的参数。二维成像设备从最初的480P发展到720P再到1080P成像质量得到了大幅度的提升。但是随着人们对大尺寸超高清成像的追求，常规的成像技术已经很难满足这种苛刻的要求了。一方面成像质量的提升往往会导致像素数量成平方倍形式增加，像素数量的剧增对加工工艺提出了极大的挑战，大大增加了制造难度；另一方面随着像素数量的增加，像素坏点的概率也大幅增加，良品率大打折扣，导致高品质成像设备生产成本一直居高不下，甚至一些高端的产品只有少数几个公司可以生产。因此，亟需一种可以用低像素密度、低像素数量的元器件实现超高像素成像的功能的显示方案，最好可以实现像素坏点存在的情况下也能正常使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对上述现有技术的不足，提供一种二维布拉格周期扫描成像系统，通过二维布拉格扫描机构的设置，驱动系统在成像过程中进行振动微扫描，从而提高成像的分辨率。为解决上述技术问题，本专利技术一种二维布拉格周期扫描成像系统，包括：二维成像元件，其上设有由若干像素点组成的像素阵列，所述像素阵列所在平面为像素阵列平面，成像镜组；以及二维布拉格扫描机构，分别与二维成像元件和/或成像镜组连接，用于驱动二维成像元件和/或成像镜组振动以实现微扫描的目的；其中，二维成像元件和/或成像镜组的振动在平行于所述像素阵列平面上的分量不为0。进一步地，所述二维成像元件和/或成像镜组的振动在平行于所述像素阵列平面上的分量可以分解为两个互相垂直的子运动，包括与二维成像元件的像素阵列的行平行的第一子运动以及与二维成像元件的像素阵列的列平行的第二子运动，所述第一子运动频率为f1，第二子运动的频率为f2，且f1和f2均大于6Hz。进一步地，所述像素阵列的行的长度为L㎜、行间相邻像素点之间的距离或者平均距离为a1㎜，所述像素阵列的列的高度为W㎜、列间相邻像素点之间的距离或者平均距离为a2㎜，所述第一子运动的振幅为ΔL㎜，所述第二子运动的振幅为ΔW㎜，满足：ΔL≤5a1且ΔW≤5a2。进一步地，f1＞f2，且满足其中M为所述二维成像元件的质量，单位为g。进一步地，所述二维成像元件为拍摄感光元件或者投影显示元件。进一步地，所述像素阵列的列数和行数均小于720。进一步地，还包括用于缩小像素点有效大小的像素点缩小装置。进一步地，所述成像镜组在像素阵列平面上的有效光学作用区域内部最大圆形的直径为D㎜，满足如下关系：0.9746·D2≥(ΔL+L)2+(ΔW+W)2。进一步地，所述成像镜组在像素阵列平面上的有效光学作用区域内部最大圆形的直径为D㎜，满足如下关系：(0.51·D)2≤(ΔL+L)2+(ΔW+W)2。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、可以用低像素密度、低像素数量的元件实现超高像素成像；2、可以实现即使在二维成像元件存在像素坏点情况下也能正常使用；3、生产良品率和成本优势明显优于同类产品。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1的系统示意图，图2为实施例2的系统示意图，图3为实施例3的系统示意图，图4为矩形的二维成像元件1上的像素阵列示意图，图5为图4中Ⅰ的放大图，图6为二维成像元件1振动于像素平面上的投影示意图，图7为图6中Ⅱ的放大图，展示了第一子运动和第二子运动方向及各自方向上的振幅，图8为原始像素阵列的像素点分布示意图，图9为沿像素阵列的行扫描填充1个像素点后的像素阵列分布图，图10为沿像素阵列的行扫描填充2个像素点后的像素阵列分布图，图11为成像镜组2在像素阵列平面上的有效光学区域示意图，图12为有效光学作用区域内部理想成像区域示意图，图13为像素缩小装置示意图；图14为增加分光镜后的拍摄和投影双功能系统示意图，附图标记如下：二维成像元件1，成像镜组2，二维布拉格扫描机构3。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参照图1至图14，本专利技术提供一种二维布拉格周期扫描成像系统，包括二维成像元件1、成像镜组2以及二维布拉格扫描机构3：二维成像元件1上设有由若干像素点组成的像素阵列，像素阵列所在平面为像素阵列平面，像素阵列的行的长度为L㎜(比如第一行第一个像素点与最后一个像素点之间的距离)、行间相邻像素点之间的距离(平均距离)为a1㎜，像素阵列的列的长度为W㎜(比如第一列第一个像素点与最后一个像素点之间的距离)、列间相邻像素点之间的距离(平均距离)为a2㎜；相邻像素点之间的距离可以采用多种方式进行表征，每种表征方法之间可能存在一点偏差，但是数值的区间都在一个很小的范围内。像素间距测量时优选按照像素排列的行或者列进行测量，比如在显微镜下测量第一行相邻两个像素之间的间距。通常实际生产过程中像素间距不可能完全相等，因此不同的测量方法，不同的测量点可能存在一定差异，此时可以用5个像素间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二维布拉格周期扫描成像系统，其特征在于，包括：/n二维成像元件(1)，其上设有由若干像素点组成的像素阵列，所述像素阵列所在平面为像素阵列平面；/n成像镜组(2)；以及/n二维布拉格扫描机构(3)，分别与二维成像元件(1)和/或成像镜组(2)连接，用于驱动二维成像元件(1)和/或成像镜组(2)振动以实现微扫描的目的；/n其中，二维成像元件(1)和/或成像镜组(2)的振动在平行于所述像素阵列平面上的分量不为0。/n

【技术特征摘要】
1.二维布拉格周期扫描成像系统，其特征在于，包括：
二维成像元件(1)，其上设有由若干像素点组成的像素阵列，所述像素阵列所在平面为像素阵列平面；
成像镜组(2)；以及
二维布拉格扫描机构(3)，分别与二维成像元件(1)和/或成像镜组(2)连接，用于驱动二维成像元件(1)和/或成像镜组(2)振动以实现微扫描的目的；
其中，二维成像元件(1)和/或成像镜组(2)的振动在平行于所述像素阵列平面上的分量不为0。


2.根据权利要求1所述的二维布拉格周期扫描成像系统，其特征在于：所述二维成像元件(1)和/或成像镜组(2)的振动在平行于所述像素阵列平面上的分量可以分解为两个互相垂直的子运动，包括与二维成像元件(1)的像素阵列的行平行的第一子运动以及与二维成像元件(1)的像素阵列的列平行的第二子运动，所述第一子运动频率为f1，第二子运动的频率为f2，且f1和f2均大于6Hz。


3.根据权利要求2所述的二维布拉格周期扫描成像系统，其特征在于：所述像素阵列的行的长度为Lmm、行间相邻像素点之间的距离或者平均距离为a1mm，所述像素阵列的列的长度为Wmm、列间相邻像素点之间的距离或者平均距离为a2mm，所述第一子运动的振幅为ΔLmm，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广军，余为伟，
申请(专利权)人：荆门市探梦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42