[发明专利]一种指向性成像器件、方法与应用

权利要求书

1.一种指向性成像方法，用于将图像在指定光学窗口中进行显示；其特征在于，该方法基于聚焦元件阵列层和微图文阵列层实现，聚焦元件阵列层由多个聚焦元件单元组成，微图文阵列层由多个微图文单元组成；每个微图文单元与一个聚焦元件单元对应；在光源照明下，光线通过微图文阵列和聚焦元件阵列，形成莫尔图像和光学窗口；观察者只有在所述光学窗口内才能够看到指定的莫尔图像信息，而在光学窗口外看不到所述指定的莫尔图像信息；其中，聚焦元件阵列层中的聚焦元件单元的中心坐标(x₁,y₁,z₁)、微图文单元中的像素点坐标(x₃,y₃,0)、指定光学窗口中的观察点坐标(x₅,y₅,z₅)满足如下对应关系：

所述光源为漫反射环境光光源，或为从某一方位照明的方向性光源；方向性光源位于指定区域内，所述指定区域中的坐标(x₆,y₆,z₆)满足如下对应关系：

在光源照射下，在距离微图文单元阵列z₄处的平面z＝z₄位置形成立体图像(x₄,y₄，z₄)；根据立体图像的亮度信息I₄设定光线与微图文阵列平面交点坐标的图像亮度信息I₃，所看到的微图文单元中的像素点的亮度信息为：

其它微图文单元中的像素点的亮度值为0。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，方向性光源为点光源、平行光源或扩展光源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学窗口包含两个以上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微图文单元位于聚焦元件阵列的0倍焦距与5倍焦距之间；0倍焦距时，微图文单元紧贴聚焦元件阵列。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚焦元件阵列层中，聚焦元件单元的排列方式包括：具有对称轴的正交排列、蜂窝状排列、没有对称轴的低对称性排列或随机排列等；所述微图文单元的排列方式与所述聚焦单元的排列方式相同。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚焦元件单元采用球面透镜、非球面透镜、菲涅耳透镜；所述聚焦元件单元的口径是圆形、多边形。

7.一种实现权利要求1所述方法的指向性成像器件，包括聚焦元件阵列层和微图文阵列层；其中，聚焦元件阵列层中的聚焦元件单元的中心坐标(x₁,y₁,z₁)、微图文单元中的像素点坐标(x₃,y₃,0)、指定光学窗口中的观察点坐标(x₅,y₅,z₅)满足如下对应关系：

所述光源为漫反射环境光光源，或为从某一方位照明的方向性光源；方向性光源位于指定区域内，所述指定区域中的坐标(x₆,y₆,z₆)满足如下对应关系：

8.权利要求7所述的指向性成像器件在光信息处理与显示、防伪标识、光通讯中的应用。