[发明专利]一种付里叶变换阵列的双成像方法、系统及其应用

说明书

本发明涉及一种付里叶变换阵列的双成像方法、系统及应用。光源发出的光线照明聚焦元件阵列层和微图文阵列层，通过聚焦元件的汇聚成像作用在聚焦元件阵列的焦点附近形成一系列光源的像点。所述光源发出的光线两次穿过微图文阵列，形成两套付里叶变换谱，分别形成莫尔图像；上述成像方法和系统具有特殊的光响应，可用于信息与图像处理、防伪安全、包装装饰等领域。

技术领域

本发明涉及成像器件领域，具体涉及一种付里叶变换阵列的双成像方法与系统，可用于信息与图像处理、防伪安全、包装装饰等方面。

背景技术

微透镜阵列是一种典型的微光学器件，在光信息处理、立体显示、安全防伪等领域都有广泛应用。在光信息处理应用中，微透镜阵列可实现多通道的并行光信息变换与光互联。在立体显示领域，微透镜阵列可实现立体信息的纪录与显示。在安全防伪应用中，微透镜阵列可实现具有动态立体效果的莫尔图像。例如，美国专利U.S. Pat. No. 4,892,336公开了一种利用柱透镜阵列和条形微图形阵列相互叠加匹配形成的安全线。Drinkwater等人在美国专利U.S. Pat. No. 5,712,731中提出了一种球面透镜阵列和微图形阵列相互匹配形成的莫尔成像系统。中国专利200680048634.8对安全器件中微透镜阵列和微图形阵列的排列对称性进行了扩展，提出了一种基于二维布拉维点阵的排列方式，利用这种排列结构实现了对应的安全器件，从而进一步加强了器件的安全性能。R. A. Steenblik等在美国专利U.S. Pat. No.2005/0180020 A1以及后续专利U.S. Pat. No. 2008/0037131 A1中扩展了上述微光学系统的参数范围，减小了透镜的口径和焦距，使得系统的厚度小于50um，形成了薄膜型的安全器件，从而拓展了其应用范围。中国专利申请201710039586.6提出了一种可以对光照进行响应的反射型安全器件，提高了安全性能。

上述应用的局限：（1）都只涉及微透镜阵列与图像信息之间的变换与成像关系，没有考虑光源与透镜阵列组成的系统对图像的变换特性，使得阵列成像系统的性能受到限制。（2）对同一图像源只能形成一次成像或则变换， 无法实现同一图像源，同一系统的多次成像或则变换。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是避免背景技术中的缺点，提供一种通过光源和聚焦元件阵列形成的付里叶变换阵列成像系统实现双成的方法、系统及在信息与图像处理、防伪安全、包装装饰中的应用。利用这种方法与系统可以对同一图像源实现两次变换和成像。

本发明采用如下技术方案：一种付里叶变换阵列的双成像方法，该方法通过光源和聚焦元件阵列形成的付里叶变换阵列系统实现；利用所述付里叶变换阵列系统对微图文阵列进行付里叶变换莫尔成像；所述光源发出的光线两次穿过微图文阵列，所述光源发出的光线第一次穿过微图文阵列，在光源的像点处形成微图文阵列的第一套付里叶变换谱；所述光线第一次穿过微图文阵列后经过反射第二次穿过微图文阵列，在光源的像点处或则无穷远处形成微图文阵列的第二套付里叶变换谱。所述各个光源像点处的第一套付里叶变换谱传播形成第一套放大的莫尔图像；所述各个光源像点处的第二套付里叶变换谱传播形成第二套放大的莫尔图像。

进一步地，通过将微图文阵列置于光源像点平面以外，来获得微图文阵列的两套付里叶变换谱。

一种付里叶变换阵列的双成像系统，包括光源、聚焦元件阵列和微图文阵列；所述光源和聚焦元件阵列形成付里叶变换阵列系统，所述微图文单元由像素单元组成，像素单元构成具有待成像图形的微图文单元。所述光源发出的光线两次穿过微图文阵列，所述光源发出的光线第一次穿过微图文阵列，在光源的像点处形成微图文阵列的第一套付里叶变换谱；所述光线第一次穿过微图文阵列后经过反射第二次穿过微图文阵列，在光源的像点处或无穷远处形成微图文阵列的第二套付里叶变换谱。所述各个光源像点处的第一套付里叶变换谱传播形成第一套放大的莫尔图像；所述各个光源像点处的第二套付里叶变换谱传播形成第二套放大的莫尔图像。

进一步地，所述微图文单元不在光源的像平面上。