[0041] 本发明基于聚焦元件阵列层和微图文阵列层，首次提出了非周期性物体零级光与散射光分离成像的方法和装置，该方法和装置通过像素单元构成具有待成像图形的微图文单元，所述像素单元在光源的照明下产生散射光与零级光；多个微图文单元的零级光分别聚焦后，汇聚形成第一套放大的莫尔图像；微图文单元的散射光经聚焦后形成第二套放大的莫尔图像。
[0042] 此外，上述装置具有如下光响应，可用于信息与图像处理、防伪安全、包装装饰等领域：
[0043] 点光源照明下，产生的响应形式还包括：点光源开启，同时显示所述第一套莫尔图像和第二套莫尔图像，当点光源关闭，不显示莫尔图像；点光源开启，同时显示所述第一套莫尔图像和第二套莫尔图像，当点光源关闭，显示一套莫尔图像。
[0044] 点光源照明下，产生的响应形式还包括：点光源与成像装置中心连线与成像装置光轴重合，即正入射照明时，所显示的第一套莫尔图像与第二套莫尔图像重合；当点光源与成像装置中心连线与成像装置光轴有夹角，即斜入射照明时，显示的第一套莫尔图像与第二套莫尔图像在空间上分离；当点光源的照明方向变化时，所述第一套莫尔图像与第二套莫尔图像的空间位置随之发生动态变化：当点光源横向平移时，所述莫尔图像随之横向平移，当点光源纵向平移时，所述莫尔图像随之纵向平移；当点光源纵向平移时，所述莫尔图像随之绕光轴转动，当点光源绕光轴转动时，所述莫尔图像随之转动。
[0045] 准直光源照明下，产生的响应形式包括：准直光源开启，同时显示所述第一套莫尔图像和第二套莫尔图像，当准直光源关闭，不显示莫尔图像；准直光源开启，同时显示所述第一套莫尔图像和第二套莫尔图像，当准直光源关闭，显示一套莫尔图像。
[0046] 准直光源照明下，产生的响应形式还包括：准直光照明方向与成像装置光轴重合，即正入射照明时，所显示的第一套莫尔图像与第二套莫尔图像重合；当准直光源照明方向与成像装置光轴有夹角，即斜入射照明时，显示的第一套莫尔图像与第二套莫尔图像在空间上分离，显示两套莫尔图像。当准直光源的照明方向变化时，所述第一套莫尔图像与第二套莫尔图像的空间位置随之发生动态平移或旋转。
[0047] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0048] 实施例一
[0049] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图1-3所示。如图1所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、和微图文阵列层3。所述聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F的方形口径球面透镜单元4正交排列而成，阵列周期为T。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置微图文单元5得到。微图文单元正交排列，阵列周期为1.002T。所述微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴相互平行。所述微图文阵列位于聚焦元件阵列的0.5倍物方焦距处。所述微图文阵列中的所有微图文单元在点光源7的照明下，产生透射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为4：6。在点光源7照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的非球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。
[0050] 如图2所示，所述点光源关闭，在无点光源照明下，上述装置将无法形成莫尔图像8和图9，其特征信息被隐藏。
[0051] 如图3所示，所述点光源开启，并绕着成像装置的光轴顺时针转动，所述莫尔图像8和图9也随之绕着成像装置光轴做顺时针转动。
[0052] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0053] 实施例二
[0054] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图4-图6所示。如图4所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、和微图文阵列层3。所述聚焦元件阵列层1、基材层
2、微图文阵列层3依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F的六边形口径的非球面透镜单元4以蜂窝状紧密排列而成，相邻透镜单元之间的中心距离为T。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置以蜂窝状紧密排列的微图文单元5得到。相邻微图文单元之间的中心距离为0.998T。所述微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴相互平行。所述微图文阵列位于聚焦元件阵列的0.9倍物方焦距处。所述微图文阵列中的所有微图文单元在点光源7的照明下，产生透射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为1：1。在点光源7照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的非球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像
9。所述微图文单元的散射光通过对应的非球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。
[0055] 如图5所示，所述点光源关闭，在无点光源照明下，上述装置将无法形成莫尔图像9，其特征信息被隐藏。但是成像装置可以形成莫尔图像8。
[0056] 如图6所示，所述点光源开启，且点光源沿着平行于上述装置屏幕的方向做平移时，莫尔图像8和9也将随之沿着平行与安全平面的方向做平移。
[0057] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0058] 实施例三
[0059] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图7-图9所示。如图7所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、和微图文阵列层3。所述聚焦元件阵列层1、基材层
2、微图文阵列层3依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F口径为圆形的非球面透镜单元4以蜂窝状紧密排列而成，相邻透镜单元的中心距离为T。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置以蜂窝状紧密排列的微图文单元5得到。相邻微图文单元之间的中心距离为
1.002T。所述微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴相互平行。所述微图文阵列位于聚焦单元阵列的0.8倍物方焦距处。所述微图文阵列中相邻的两个微图文单元只有一个微图文单元在点光源7的照明下，产生透射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为7：3，另一个微图文单元在点光源7的照明下，只产生零级光和可以忽略的散射光。在点光源7照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的非球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的非球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像
8。所述莫尔图像8和莫尔图像9的亮度分布不同。
[0060] 如图8所示，所述点光源关闭，在无点光源照明下，将无法形成莫尔图像9，其特征信息被隐藏。但是可以形成莫尔图像8。
[0061] 如图9所示，所述点光源开启，且点光源沿着垂直于成像装置屏幕的方向做移动时，莫尔图像9也将随之沿着垂直于与成像装置平面的方向做平移。
[0062] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0063] 实施例四
[0064] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图10-图12所示。如图10所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、和微图文阵列层3。所述聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F口径为圆形的球面透镜单元4以随机紧密排列而成，相邻透镜单元中心的平均距离为T。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置以随机排列的微图文单元5得到。相邻微图文单元之间的平均中心距离为1.001T。所述微图文阵列位于聚焦元件阵列的1.1倍物方焦距处。所述微图文阵列中相邻的三个微图文单元只有两个微图文单元在准直光源16的照明下，产生透射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为6：4，另一个微图文单元在准直光源16的照明下，只产生零级光和可以忽略的散射光。在准直光源16照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。所述莫尔图像8和莫尔图像9的亮度分布不同。
[0065] 如图11所示，所述平行光源关闭，在无平行光源照明下，将无法形成莫尔图像9，其特征信息被隐藏。但是可以形成莫尔图像8。
[0066] 如图12所示，所述平行光源开启，且平行光源的照明方向以方向改变时，莫尔图像9也将随之沿着平行于与成像装置平面的方向做平移。
[0067] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0068] 实施例五
[0069] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图13-图15所示。如图13所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、和微图文阵列层3。所述聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F的柱面透镜单元4紧密排列而成，相邻透镜单元中心的距离为T。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置与柱面透镜对应排列的微图文单元5得到。相邻微图文单元之间的中心距离为1.002T。所述微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴相互平行。所述微图文阵列位于聚焦元件阵列的0.8倍物方焦距处。所述微图文阵列中相邻的三个微图文单元只有一个微图文单元在点光源7的照明下，产生透射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为6：4，另一个微图文单元在点光源7的照明下，只产生零级光和可以忽略的散射光。在点光源7照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。所述莫尔图像8和莫尔图像9的亮度分布不同。
[0070] 如图14所示，所述点光源7关闭，将无法形成莫尔图像9，其特征信息被隐藏。但是可以形成莫尔图像8。
[0071] 如图15所示，所述点光源7开启，且点光源沿着平行于成像装置表面的方向改变时，莫尔图像9也将随之沿着平行于与成像装置平面的方向做平移。
[0072] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0073] 实施例六
[0074] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图16-图19所示。如图16所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、和微图文阵列层3。所述聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F口径为六边形的菲涅耳透镜单元4以蜂窝状紧密排列而成，相邻透镜单元中心的距离为T。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置与球面透镜对应排列的微图文单元5得到。相邻微图文单元之间的中心距离为1.002T。所述微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴的夹角为3度。所述微图文阵列位于聚焦元件阵列的0.4倍物方焦距处。所述微图文阵列中所有微图文单元在点光源7的照明下，产生透射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为6：4。在点光源7照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。
[0075] 如图17所示，所述点光源7关闭，将无法形成莫尔图像9，其特征信息被隐藏。但是可以形成莫尔图像8。
[0076] 如图18所示，所述点光源7开启，且点光源沿着平行于成像装置表面的方向改变时，莫尔图像8和9也将沿着成像装置平面且与方向正交的方向做平移。
[0077] 如图19所示，所述点光源7开启，且点光源沿着成像装置光轴方向移动时，莫尔图像8和9将绕成像装置光轴如图20方向转动。
[0078] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0079] 实施例七
[0080] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图20-图22所示。包括聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3和反射层21，所述聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3与反射层21依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F口径为方形的球面透镜单元4正交排列而成，相邻透镜单元中心的距离为T。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置与球面透镜对应排列的微图文单元5得到。相邻微图文单元之间的中心距离为1.001T。所述微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴相互平行。所述微图文阵列位于聚焦元件阵列的0.8倍物方焦距处。所述微图文阵列中所有微图文单元在点光源7的照明下，产生反射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为1：1。在点光源7照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。
[0081] 如图21所示，所述点光源7关闭，将无法形成莫尔图像9，其特征信息被隐藏。但是可以形成莫尔图像8。
[0082] 如图22所示，所述点光源7开启，且点光源绕着成像装置法线方向顺时针转动时，莫尔图像8和9也将沿着成像装置法线方向顺时针转动。
[0083] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0084] 实施例八
[0085] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图23-图25所示。如图23所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3和反射层21。所述聚焦元件阵列层1、基材层2、微图文阵列层3与反射层21依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F的长方形口径球面透镜单元4正交排列而成，相邻透镜单元中心的距离为分别为Tx，Ty。所述微图文阵列层3是通过在透明基板上设置与球面透镜对应排列的微图文单元5得到。相邻微图文单元之间的中心距离为分别为1.001Tx，1.001Ty。所述微图文阵列位于聚焦元件阵列的0.2倍物方焦距处。所述微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴相互平行。所述微图文阵列中所有微图文单元在点光源7的照明下，产生反射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为1：1。在点光源7照明下，所述微图文单元的零级光通过对应的球面透镜单元形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。
[0086] 如图24所示，所述点光源7关闭，将无法形成莫尔图像9和莫尔图像8，其特征信息被隐藏。
[0087] 如图25所示，所述点光源7开启，装置绕水平轴如图示方向转动时，莫尔图像9和莫尔图像8将随之沿着方向做平动。
[0088] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
[0089] 实施例九
[0090] 本实施例提供一种透射型的散射光与零级光分离成像装置，如图26-图28所示。如图23所示，包括聚焦元件阵列层1、基材层2、两层微图文阵列层3和反射层21。所述反射层21、聚焦元件阵列层1、第一层微图文阵列层3、基材层2、第二层微图文阵列层3依次粘结。所述聚焦元件阵列层1由焦距为F的方形口径球面透镜单元4正交排列而成，相邻透镜单元中心的距离为T。所述第一层微图文阵列层3是通过在透明基板上设置与球面透镜对应排列的微图文单元5得到，位于聚焦元件阵列的0.2倍物方焦距处。所述第二层微图文阵列层3是通过在透明基板上设置与球面透镜对应排列的微图文单元51得到，位于聚焦元件阵列的一倍物方焦距处。所述第一层微图文单元之间的中心距离为1.001T。所述第二层微图文单元之间的中心距离为1.002T。所述第一层和第二层微图文阵列的对称轴与所述聚焦元件阵列的对称轴相互平行。所述微图文阵列中所有微图文单元在点光源7的照明下，产生反射的散射光与零级光，散射光与零级光的比例为1：1。在环境光照明条件下，微图文单元51通过对应的聚焦元件阵列合成莫尔图像23。在点光源7照明下，所述微图文单元5的零级光通过对应的聚焦元件形成第一套放大的莫尔图像9。所述微图文单元的散射光通过对应的球面透镜单元形成第二套放大的莫尔图像8。
[0091] 如图27所示，所述点光源7关闭，将无法形成莫尔图像9和莫尔图像8，其特征信息被隐藏。但是仍可显示莫尔图像15。
[0092] 如图28所示，所述点光源7开启，成像装置绕水平轴如图示方向转动时，莫尔图像9、莫尔图像8和莫尔图像15将随之沿着方向做平动。
[0093] 基于上述光响应特征，可将该装置用于安全器件，进行安全标识检验。或用于信息与图像处理、包装装饰等。
