CN111399333A - 一种布拉格周期扫描式全息成像器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D成像领域，公开了一种布拉格周期扫描式全息成像器，包括分别设置于全息成像器内部的成像元件、成像镜组以及焦深扫描机构，成像元件用于提供多个不重合或者相互平行的等效像面，成像镜组用于光学成像并形成有多个二维切面；焦深扫描机构分别与驱动成像元件和/或成像镜组连接，用于控制成像元件和/或成像镜组的空间位置变动来实现对二维切面进行体扫描。本发明通过引入多焦平面和布拉格周期扫描方式可以稳定的实现超高分辨率和超快帧频的3D成像/投影显示功能。

Description

一种布拉格周期扫描式全息成像器

技术领域

本发明涉及3D成像领域，尤其是涉及一种布拉格周期扫描式全息成像器。

背景技术

3D显示技术可以在传统的二维显示基础上提供额外的深度信息，因此被认为是下一代显示技术的发展方向。但是目前还没有比较有效的实现3D显示的方案，商用比较成功的案例大多是基于立体图像对的伪3D技术，不能够为用户提供真正有深度信息的3D画面。比如电影院的3D电影，其原理是使用投影仪在屏幕上投射两个二维的左右眼图像对，通过佩戴选择性滤光眼睛，使两只眼睛接收到不同的画面，从而给人造成一种看到3D画面的假象，但其实投射出去的画面只是2D画面。长时间观看还会引起眼睛不适。

利用体扫描成像方式可以实现真正的3D效果，已是一种非常有潜力的3D解决方案。但是体扫描成像3D往往需要一个高速旋转/运动屏幕，系统存在较大的安全隐患，稳定性差，显示空间非常有限，无法直接触碰交互，显示画面程透明状无法表达正确的遮挡关系。

授权号为CN106773469B、CN 207114903 U和CN 206431409 U的专利公开了一种可以实现真实3D显示的方案。其关键部件为一个立体显示模块，立体显示模块通过景深扫描可以实现真实的3D画面重现。其工作原理是使一个焦平面在深度方向上往复扫描(景深扫描)形成一个连续的3D画面。这种方式，虽然可以实现3D画面的投射，但是依赖于单个焦平面的扫描成像，对显示系统的机械结构件的运动速度要求极高，系统的可靠性无法保证，对于画面的刷新速度和画面整体亮度无法实现最优化，同时就造成运算和控制系统及其复杂，难以实现稳定的画面显示，制造成本极高。申请号为202010029144.5的一种全固态全息投影器，公开了通过在一个投影器内设置多个分立的焦平面实现了一种全固态全息显示的效果。但是这种方式形成的3D画面不是连续的，而实空间中的一个一个切片式画面，不能完全实现连续的3D画面，同时对于景深变动范围较大的3D影像，其视觉表现能力不能满足用户的心里预期。

要实现3D显示，除了具有可以把3D画面显示出来的设备外，还需要有能够实现3D视频记录的设备，根据光路可逆原理用于3D显示的光路，反过来同样可以实现3D视频的拍摄。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对上述现有技术的不足，提供一种布拉格周期扫描式全息成像器，通过引入焦深扫描机构实现对二维切面的小幅度(布拉格周期扫描)扫描，就可以实现连续全场景再现，与以往的体扫描3D方式相比，可靠性得以保障，同时还能够把刷新速率提升一个数量级以上，极大改善用户观看体验。

为解决上述技术问题，本发明提出一种布拉格周期扫描式全息成像器，包括分别设置于全息成像器内部的：

成像元件，用于提供多个不重合或者相互平行的等效像面，所述等效像面的数量为n；

成像镜组，其位置与等效像面相对应，用于光学成像并形成有多个二维切面；以及

焦深扫描机构，分别与成像元件和/或成像镜组连接，用于控制成像元件和/或成像镜组的空间位置变动，以实现对二维切面进行体扫描。

进一步地，所述焦深扫描机构的扫描频率或等效频率大于

进一步地，所述焦深扫描机构通过改变等效像面与成像镜组之间的空间位置和/或成像镜组的有效焦距，实现对二维切面进行体扫描。

进一步地，所述焦深扫描机构通过改变成像镜组内光学元件的相对位置和/或整体位置来实现对二维切面进行体扫描。

进一步地，所述成像镜组至少包括液体变焦透镜或柔性变焦透镜。

进一步地，所述焦深扫描机构控制体扫描沿焦深方向的振幅为L₁㎜，多个所述等效像面沿焦深方向分布深度为L₂㎜，满足L₁＜L₂。

进一步地，所述成像元件的质量Mg，与等效像面的数量n之间满足：

进一步地，所述成像元件为投影显示元件或者拍摄感光元件。

进一步地，所述成像元件内设有若干投影显示芯片以及拍摄感光芯片，以实现投影和拍摄的双功能。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明可以实现完全连续的3D场景再现，是真正意义上的全息显示；

2、本发明的工作过程中只需要小幅度(布拉格周期扫描)扫描，就可以实现连续全场景再现，与以往的体扫描3D方式相比，可靠性得以保障，同时还能够把刷新速率提升一个数量级以上，极大改善用户观看体验；无安全隐患、可以实现3D画面的触碰操作，能够正确表现遮挡关系；

3、本发明应用时，眼睛需要与观看真实事物一样进行焦深的动态调整，而不是普通2D显示画面的固定焦深，所以不会造成视觉疲劳，有助于保护视力；

4、本发明可以同时实现投影和拍摄功能，方便实际应用时的同时输出图片信息和实时接收外界图像信息，如用显示的同时可以识别用户交互动作、表情信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明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为成像元件1为投影显示元件的成像器以及实施例1的系统示意图，

图2在图1的基础上，成像元件1提供了同时包含了物理真实像面和通过光学转化得到的虚像面的等效像面2的示意图，

图3为图1的基础上，将投影显示元件替换成拍摄感光元件的本发明成像器的系统示意图，

图4为图3的基础上，等效像面2包含了物理真实像面和通过光学转化得到的虚像面的示意图，重点展示了图3中等效像面2和二维切面4的区别，

图5为实施例2的系统示意图，

图6为实施例3的系统示意图，

图7为等效像面2的一个振动周期的状态示意图

图8为成像镜组3进行机械变焦的原理示意图，

图9为成像镜组3采用柔性变焦透镜的变焦原理示意图，

附图标记如下：

成像元件1，等效像面2，成像镜组3，二维切面4，焦深扫描机构5。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

参照图1至图9，本发明提供一种布拉格周期扫描式全息成像器，包括分别设置于全息成像器内部的成像元件1、成像镜组3和焦深扫描机构5；

成像元件1用于提供多个不重合或者相互平行的等效像面2，等效像面2的像面数为n，这些等效像面2可以是物理真实像面，也可以是通过光学转化得到的虚像面或者实像面等，具体实现方式在申请号为202010029144.5的一种全固态全息投影器中有详细实现方案，这里不做赘述；

成像镜组3的位置与等效像面2相对应，用于光学成像并形成有多个二维切面4；

焦深扫描机构5分别与成像元件1和/或成像镜组3连接，用于控制成像元件1和/或成像镜组3的空间位置变动，实现对二维切面4进行体扫描，优选前后往复运动实现体扫描；

这种体扫描相当于3D画面的景深扫描，可以扫描出一个成像空间，这个空间内形成更密集的二维切面4的阵列或者是连续的3D画面，本发明优选采用控制各个部件进行周期性位置变动来实现周期性的体扫描。

每一个等效像面2和二维切面4上均满像素阵列(二维)，多个等效像面2和二维切面4又可以分别形成三维像素阵列，这种独特的多切面的像面结构与三维布拉格格子结构非常相似。这种结构的特点是只要整体移动一个布拉格周期就可以把一个远远大于布拉格晶胞的空间扫遍，因此可以大大提升扫描频率。由于布拉格周期长度非常小，扫描机构的活动范围非常小，比常规大尺度扫描系统的稳定性、可靠性提高很多。

其中，成像元件1可以是投影显示元件，也可以是拍摄感光元件；

如图1和图2，当以投影显示元件作为成像元件1时，本发明的扫描式成像器就作为全息投影器使用：

投影显示元件的光线经过成像镜组3光学转化后于空间内形成多个二维切面4，并组成一个二维切面阵列，等效于成像镜组3直接把与二维切面阵列光学共轭的多个等效像面2投影出去的显示效果，通过焦深扫描机构5控制投影显示元件和/或成像镜组3的空间位置变动，优选周期性变动，使等效像面2与成像镜组3之间的相对位置或者整体位置发生周期性变动，空间内二维切面4的阵列随之也于焦深方向发生振动来进行体扫描，之前多层切面式、不连续的立体显示效果经过扫描后形成更密集的二维切面4的阵列或者是连续的3D画面，实现连续的3D显示效果；

而上述的二维切面4与等效像面2之间存在光学共轭，因此对二维切面4的阵列进行体扫描时，多个等效像面2也同时在进行体扫描；

如图3和图4，当以拍摄感光元件作为成像元件1时，本发明的扫描式成像器就作为全息拍摄器使用：

类似于上述的投影过程，由光路可逆原理，外部景物的光线经过成像镜组3光学转化后于拍摄感光元件上生成多个实像二维切面4并被记录下来，等效于外部景物的光线经过成像镜组3光学成像后直接生成外部景物光学共轭的多个等效像面2的效果；

这点跟普通的摄像机工作原理非常相似，所不同的是普通相机只有一个感光芯片，只能记录与之对应的光学共轭处的景物信息，而本发明的拍摄感光元件内含有多个感光芯片，因此可以同时记录多个像，且每个像分别对应于不同景深的景物，达到类似切片3D式的拍摄记录。通过焦深扫描机构5控制拍摄感光元件和/或成像镜组3的空间位置变动，优选周期性变动，使等效像面2与成像镜组3之间的相对位置或者整体位置发生周期性变动，相应的与感光芯片或者等效像面2光学共轭的景深空间也发生周期性的扫描，使得景物不同景深处的信息分别被记录，从而记录下完整连续的3D场景，实现3D拍摄的目的，根据光路可逆，与拍摄感光芯片或者等效像面2光学共轭的景深空间发生周期性的扫描的过程，等效像面2发生了相应的周期性扫描，而上述的等效像面2与二维切面4之间为等效关系，因此对等效像面2的扫描可以等效于对二维切面4的扫描；

本发明优选采用控制各个部件进行周期性位置变动来实现周期性的体扫描。比如，通过机械方式控制成像元件1在空间中周期性的前后往复扫描运动，即可在空间扫出一个连续的空间，实际应用中可以以一个固定的频率往复扫描，也可以根据显示内容需要使用不同的频率进行扫描；

或者是通过焦深扫描机构5控制成像镜组3的有效焦距周期性变动，也可以实现对二维切面4的往复扫描，成像镜组3的有效焦距周期性变动可以通过改变成像镜组3内光学元件的相对位置和/或整体位置来实现(机械变焦方式)，也可以在成像镜组3内设置具有变焦功能的液体变焦透镜和/或柔性变焦透镜来实现；

此外，除了进行单纯的一维景深扫描，还可以用三维扫描的方式进一步提升显示效果。比如，增加平行于等效像面2的扫描，这样可以进一步增加横向分辨率，使画质更加细腻。

具体扫描机构的设计属于本领域的公知常识，可以根据实际使用场景自行设计，这里不做赘述。

下面以成像元件1为投影显示元件、等效像面2数量n＝3的本发明的全息成像器作为实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1

如图1，布拉格周期扫描式全息成像器包括分别设置于内部的投影显示元件、成像镜组3和焦深扫描机构5，焦深扫描机构5与投影显示元件连接并控制投影显示元件于景深方向发生周期性前后往复变动，使得等效像面2与成像镜组3之间的相对位置也发生周期性变动，与等效像面2光学共轭的二维切面4于焦深方向发生振动进行周期性前后往复扫描，从而实现连续的3D显示效果。

实施例2

如图5，布拉格周期扫描式全息成像器包括分别设置于内部的投影显示元件、成像镜组3和焦深扫描机构5，焦深扫描机构5与成像镜组3连接并控制成像镜组3于景深方向发生周期性前后往复变动，使得等效像面2与成像镜组3之间的相对位置发生周期性变动，与等效像面2光学共轭的二维切面4于焦深方向发生振动进行周期性前后往复扫描，从而实现连续的3D显示效果。

实施例3

如图6，布拉格周期扫描式全息成像器包括分别设置于内部的投影显示元件、成像镜组3和焦深扫描机构5，焦深扫描机构5分别与投影显示元件和成像镜组3连接并控制二者空间位置周期性的前后往复变动，使得等效像面2与成像镜组3之间的相对位置或者整体位置发生周期性变动，与等效像面2光学共轭的二维切面4于焦深方向发生振动进行周期性前后往复扫描，从而实现连续的3D显示效果。

实施例4

布拉格周期扫描式全息成像器包括分别设置于内部的投影显示元件、成像镜组3和焦深扫描机构5，焦深扫描机构5与投影显示元件连接并控制成像镜组3内设的多个光学元件的相对位置和/或整体位置发生变动，周期性改变成像镜组3的有效焦距，如图8，这种机械变焦使得二维切面4的空间位置对应发生周期性变动，二维切面4于焦深方向发生振动进行前后往复扫描，从而实现连续的3D显示效果。

实施例5

布拉格周期扫描式全息成像器包括分别设置于内部的投影显示元件、成像镜组3和焦深扫描机构5，成像镜组3内设有具有变焦功能的柔性变焦透镜，焦深扫描机构5与成像镜组3连接并控制柔性变焦透镜的有效焦距发生周期性变动，如图9，使得二维切面4的空间位置对应发生周期性变动，二维切面4于焦深方向发生振动进行前后往复扫描，从而实现连续的3D显示效果。

需要说明的是实施例5中的柔性变焦透镜可以替换为液体变焦透镜或者其他具有变焦功能的透镜。

实施例1～5分别体现了采用不同的方式实现对二维切面4进行前后往复扫描的体扫描，最终都达到连续的3D显示的效果。

根据光路可逆原理，实施例1～5中的投影显示元件也可以用拍摄感光元件来替代，如图2，以实现3D拍摄的效果。

如图7所示，本发明在实际应用时，焦深扫描机构5运作实现对二维切面4进行往复扫描(体扫描)时，与二维切面4光学共轭的等效像面3同时也在进行体扫描；

通过焦深扫描机构5控制的振动其实是与等效像面2的扫描是对应关系，而基于透镜成像规律，二维切面4于焦深方向上的扫描与等效像面2的扫描却不是线性对应关系，因此，相关设计参数要以等效像面2作为参照来设计才更方便；

等效像面2于焦深方向的振幅(即等效像面2于焦深方向上偏离平衡位置的最大位移)为L₁㎜，多个等效像面2沿焦深方向分布深度(即最靠近成像镜组3的前景等效像面2与离成像镜组3最远的后景等效像面2的中心距离)为L₂㎜，应满足L₁＜L₂，此时才能够使体扫描的幅度相对更小；

上述等效像面2的平衡位置分别为等效像面2的焦深方向振幅点与焦深反方向振幅点两个点之间的中点，而等效像面3的振幅点如图7所示：将等效像面2沿焦深方向的最大位移处定义为焦深方向振幅点、沿焦深反方向的最大位移处定义为焦深反方向振幅点。

考虑到只要相邻等效像面2之间的间隙通过扫描动作可以完全扫过即可实现连续的3D画面空间，所以扫描的振幅只要大于最大的相邻等效像面2之间的间距即可实现完整连续空间的扫描。

设计时可以优选：

此设计参数范围内，在使得振幅很小的前提下还能保证找到合适设计参数，使得等效像面2可以在空间中扫出一个完整连续的空间(事实上，相邻等效像面2扫过的空间还有一定重合，完全避免纵向景深不连续问题，同时留出足够的设计余量，允许设计时使用一个扫描周期内的一部分用来更新显示画面，增加设计灵活性)，又可以把扫描振幅降低到很小。

当然实际应用中，有时候为了表现更细腻的画面效果可以把扫描振幅做的更大一些或者对于深度分辨率追求不高的场景也可以小一些。

实际应用时，所述焦深扫描机构5的扫描频率或者等效频率优选大于

这里的频率是指运动部件连续两次同一个方向经过某空间点的时间间隔的倒数，比如成像元件1往复扫描过程中，同一个方向上、连续两次经过平衡位置时间的倒数。此外，对于采用变焦方式进行扫描的情况可以等效于成像镜组3的焦距从初始焦距再次变回该焦距时间的倒数，初始焦距指的是焦深扫描机构5未运作时，成像镜组3的焦距。当然，也可以通过测量投影焦平面连续两次同向扫过空间某一位置的时间间隔的倒数。

在一定的空间内显示3D画面的时候，需要使焦平面在一定空间内前后扫描完成全空间画面的更新，所以3D画面的帧频就是景深扫描频率。

此外，还有一种特殊情况，就是当显示空间发生整体运动时，比如从近景移动到远景的过程，在切换的过程中景深往往只需要单向运动无需往复扫描，那么此时也就无景深扫描的概念，但是显示景深切换过程同样需要在一个比较合适的速度内完成，否则容易出现画面跳动或者拖尾的情况。针对这种情况我们引入等效频率的概念：等效频率是指等效像面2相对于成像镜组3进行单向运动时，运动距离等于相邻等效像面2之间的最大相邻间距的过程中所用时间的倒数。

对于采用变焦方式进行扫描的情况可以采用等效焦距变动过程中从初始焦距再次变为该焦距的时间的倒数(或者是从最大焦距再次变为最大焦距的时间间隔的倒数)，初始焦距指的是焦深扫描机构5未运作时，成像镜组3的焦距。当然，也可以通过测量投影焦平面连续两次沿同一方向上扫过空间某一位置的时间间隔的倒数。

实际应用时发现，等效像面2的数量n越大，二维切面相对就会越密集，在一般显示情况下基本上也可以呈现出比较好的立体显示效果，因此只需要在显示内容的整体景深发生较大的变动时，才需要通过焦深扫描动作重新匹配显示空间的焦深。比如，电影画面的显示内容从室内场景转换到空旷的室外场景或者外太空星系场景，此时，显示的焦深发生较大幅度的变动，通常这种大焦深差异场景切换通常都是在多帧图像内完成的，转换过程相对比较缓慢，所以只需要显示系统能够比较缓慢的实现焦深切换即可，所以扫描频率(等效频率)可以远小于3D视频的帧频。这样也可以大幅度降低对计算和控制系统的要求，使得系统更加稳定；

但是另一方面，n越大必然造成相应部件的总质量增加，系统的固有频率就会降低，这样也就比较难以实现较高的扫描频率，所以必须降低扫描频率下限来保护系统的可靠性。

通常显示画面在一个相对比较小的范围内的，比如室内场景，此时等效像面2的投影空间有可能完全可以满足这种小空间范围的显示，这时候即使不进行焦深扫描动作也可以比较真实的还原3D场景，或者为了使显示效果更细腻，只需要进行非常小的振幅的扫描即可。

只有在显示景深变动范围较大，或者景深整体发生较大变动时，焦深扫描需要做较大振幅的扫描或者整体平移。

需要说明的是，很多时候景深切换并不需要实现一个完整的扫描周期。

比如画面场景由近景缓慢切换到远景，然后停留在远景一段时间，那么焦深扫描只需要相应的调整画面景深即可，此时可以使用等效频率概念。综上，扫描频率可以找到一个合适的设计区间，来满足各方面需求的平衡。

以下是几种实际测试时用户的反馈情况：

从数据来看对于一般要求不是特别高的应用场景，扫描频率(或者等效频率)优选大于

时，用户综合打分都高于60分，可以满足一般用户的需求；

当然，为了进一步提高3D显示效果，提高综合性能得分，对于一些特殊应用场景，优选n≥2且扫描频率

而对于一些追求极致体验的用户，优选n≥3且扫描频率

通常人眼的深度分辨率远低于横向分辨率，所以即使深度方向上像素间距较大也不会造成分辨失真，因此投影画面在深度方向上的像素间距可以设置大一些，从而可以在有效降低设备和工艺成本的条件下，投射出非常真实的3D画面。

另外，成像元件1的质量Mg，与等效像面数量n之间满足

其中，成像元件1的质量M指的是全息成像器内去除成像镜组，支持机构和线束等辅助部件之后剩余部分的质量。

这里以全息投影器为例进行说明，通常全息投影器的主要应用领域是几何全息显示系统(参考申请号为201910875975.1的专利文献)，而这种系统中全息投影器往往需要其处于一种运动状态，因此其质量就不能太大，否则控制一个质量过大的部件运动，由于质量带来的惯性也非常大进而操控难度极大，且能耗极大，另一方面对于支撑结构会造成很大的负担，整个系统就会非常笨重而不实用。因此需要对其质量进行合理设计。理想情况下，整体质量越小越好，但是等效像面2必须依赖于物理实体存在，这样等效像面2的数量越大，整体质量也会越大。如果想设计尽可能轻巧的全息投影器，那么必然需要牺牲等效像面2数量，如果想获得更密集的等效像面2，就不得不接收质量的增加，两者不能同时达到最优。本发明给出了一种权衡两者关系的设计准则，即

这个设计关系式间接限定了总质量的大小，给出了数量不同的等效像面2的情况下全息投影器的上限边界，超出此上限边界时，制作出的全息投影器实用性就会很差。比如对于客厅显示，使用11个等效像面2来进行景深表现，就可以达达到非常完美的显示效果了，而客厅内运动物体的质量最大不要超过5000g，否则一方面有可能存在对人员的安全隐患，另一方面，支撑结构会非常笨重，占用大量的空间，而且不够美观，对于此边界情况

作为设计上限。实际测试中也发现绝大多数家庭，不愿意接受超过此设计边界的产品。

此外，对于桌面办公类场景，设计时尽可能优选更为严格的设计规范，优选

此时整体结构和显示性能都更加理想，实测结果显示，用户对于满足设计规则的产品，普遍评价高于60分；

进一步地，优选

此时整个系统更加紧凑，灵活，美观，实测结果显示，用户对于满足设计规则的产品，普遍评价高于70分；

进一步地，优选

此时相当于进一步收紧设计边界，系统不仅紧凑，而且可以增加一些外观设计元素使得系统的客户吸引力更强。实测结果显示，用户对于满足设计规则的产品，普遍评价高于90分；

需要说明的是，投影显示元件作为成像元件1的本发明的布拉格周期扫描式全息成像器是作为全息投影器来使用的，拍摄感光元件作为成像元件1的本发明的布拉格周期扫描式全息成像器是作为全息拍摄器来使用的，而以上的设计说明主要是针对全息投影器的情况来进行的解释说明，但是由于全息拍摄器的应用情况非常相似，基于光路可逆原理，全息投影器需要考虑的问题，全息拍摄器同样也会遇到，因此以上设计说明同样适用于全息拍摄器。

本发明的成像元件1内部可以分别设有若干投影显示芯片以及拍摄感光芯片，以实现投影和拍摄的双功能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于，包括分别设置于全息成像器内部的：

成像元件(1)，用于提供多个不重合或者相互平行的等效像面(2)，所述等效像面(2)的数量为n；

成像镜组(3)，其位置与等效像面(2)相对应，用于光学成像并形成有多个二维切面(4)；以及

焦深扫描机构(5)，分别与成像元件(1)和/或成像镜组(3)连接，用于控制成像元件(1)和/或成像镜组(3)的空间位置变动，以实现对二维切面(4)进行体扫描。

2.根据权利要求1所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述焦深扫描机构(5)的扫描频率或等效频率大于

3.根据权利要求1所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述焦深扫描机构(5)通过改变等效像面(2)与成像镜组(3)之间的空间位置和/或成像镜组(3)的有效焦距，实现对二维切面(4)进行体扫描。

4.根据权利要求3所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述焦深扫描机构(5)通过改变成像镜组(3)内光学元件的相对位置和/或整体位置来实现对二维切面(4)进行体扫描。

5.根据权利要求3所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述成像镜组(3)至少包括液体变焦透镜或柔性变焦透镜。

6.根据权利要求1所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述焦深扫描机构(5)控制体扫描沿焦深方向的振幅为L₁㎜，多个所述等效像面(2)沿焦深方向分布深度为L₂㎜，满足L₁＜L₂。

7.根据权利要求1所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述成像元件(1)的质量Mg，与等效像面(2)的数量n之间满足：

8.根据权利要求1所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述成像元件(1)为投影显示元件或者拍摄感光元件。

9.根据权利要求1所述的一种布拉格周期扫描式全息成像器，其特征在于：所述成像元件(1)内设有若干投影显示芯片以及拍摄感光芯片，以实现投影和拍摄的双功能。

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