而言是相同的。作为结果，观察者看见每个透镜对它的光学印迹中的相同地点进行采样 (即，圆形光学印迹的最右边部分和圆的中心之间的中间点）。这个图的中间或第二帧显示 在透镜的光学印迹之间绘制的图像层中的图案。这个图的最右边或第三帧显示观看该装置 的观察者将会实际上看见的内容。
[0030] 图5也表示在以上陈述中描述的概念。在第一帧中，相对于图4中的观察者的位 置，观察者被示出在不同角度，这意味着观察者正在观看已向左移动的采样点。这个图的第 二帧显示图像层中的不同图案，这个图的第三帧显示观看该装置的观察者将会实际上看见 的内容。
[0031] 如图6中最好所示，图4和5中示出的不同图案能够叠加以形成图像层，其中通过 所述一批透镜观看该图像层的观察者将会从一个角度看见图像"A"并且从不同角度看见图 像"B"。观察者从给定角度看见的图像在以下被称为视点图像。能够由观察者从图像层看 见的所有视点图像的集合能够被协调以形成相对于由现有技术微光学安全装置展示的光 学效果具有优势的许多效果、感知的物体和移动。
[0032] 从以上描述可见，主题发明能够形成图像层，当以正确方位布置在透镜的焦平面 中时，该图像层投射一批视点图像。如前所述，这些视点图像可代表静止或静态、移动或动 态（例如，图像变形或变换）3D物体或图像、曲线的动态设计、抽象设计、形状、照片等。这 些视点图像不必源自3D物体或图像的模型，而是替代地能够源自任何类型的数字图像（诸 如，照片、附图、数学图表和曲线等）。视点图像能够包括类似于灰度抖动的"半色调"效果， 并且能够被设计从而在视场中不存在"缺口"。
[0033] 也如上所述，本发明的安全装置包括：一批聚焦元件；和至少一个图像层，当在不 同角度观看该装置时，聚焦元件和图像层一起投射不同视点图像。
[0034] 图像层由分立数字化域的阵列构成，每个域构成每个聚焦元件的光学印迹的相同 或基本上相同的子集，域是分立的，因为没有两个子集交叠并且每个子集中的每个点最接 近它的各自的聚焦元件。每个域被划分为与视点图像的数量相同的数量的离散像素。
[0035] 每个视点图像被以数字方式处理，每个以数字方式处理的视点图像中的像素的数 量等于为该装置的这个部分保留的聚焦元件的总数或与该总数成比例。每个以数字方式处 理的视点图像中的像素被分配给每个数字化域内的相同位置，从而每个数字化域内的每个 位置被利用来自一个以数字方式处理的视点图像的像素的颜色标记，允许当在不同角度观 看该装置时该装置投射不同视点图像。
[0036] 以下描述用于形成本发明的安全装置的方法的工作例子并且该工作例子被示出 在图7-12中。在图7的第一帧中，示出单个透镜和它的光学印迹。在第二帧中，示出为六 个透镜高和五个透镜宽的这种透镜的阵列，而在第三帧中，示出相同透镜阵列以及每个透 镜的光学印迹，光学印迹以交叠方式位于图像层上。如前所述，术语"域"由与任何其它透 镜相比更接近它的各自的透镜的每个光学印迹的子集定义。根据本发明的教导，在这个工 作例子中基本上是正方形形状的域被数字化。图7的第四帧显示具有数字化域的单个透 镜，数字化域为三个数字化域（DD)像素高乘三个DD像素宽。在图7的第五帧中示出所获 得的数字化域的阵列以及重叠的透镜的阵列，并且在图7的第六帧中示出数字化域的阵列 自身。在这个工作例子中为六个DD像素高和五个DD像素宽的数字化域的阵列也被称为光 栅网格。
[0037] 在每个数字化域中存在九个像素的事实意味着能够为每个域规定一共九个图像。 能够从不同视角或视点看见被称为视点图像的这九个图像中的每一个。在这个工作例子 中，每个视点图像是二值图像（即，仅黑色或白色）。在这个工作例子中在透镜阵列中存 在三十个透镜并且在图像层中存在三十个数字化域的情况下，每个视点图像将会包含正好 三十个像素。
[0038] 将视点图像分配给光栅网格的技术被示出在图8-12中。在图8的第一帧中，示出 单个透镜和它的数字化域，数字化域指示每个DD像素的地址（例如，（2, 1)指示第二行第 一列，（3, 3)指示第三行第三列）。其每一个已被分派给与数字化域中的DD像素之一对应 的地址的一批视点图像被示出在图8的第二帧中。例如，数字9已被分派给数字化域的地 址（1，1)，而数字8已被分派给数字化域的地址（1，2)。
[0039] 在图9中，与地址（1，1)对应的图像（即，数字9)被示出为分配给位于图像层上 的光栅网格。类似地，在图10中，与地址（1，1)和（1，2)对应的图像（S卩，数字8和9)被 示出为分配给光栅网格。在图11中，示出在所有九个视点图像已被分配给光栅网格之后的 图像层。
[0040] 在图像层上方合适地布置透镜阵列（即，在用于指定光栅网格的透镜阵列中不存 在意外倾斜角度）时，所获得的安全装置将会根据视角投射一个或多个视点图像。特别地， 当观察者相对于安全装置从一个视角移动到另一个视角时，不同视点图像将会变为可见。 图12在第一帧中显示正在从不同位置观看本发明的装置的两个观察者以及在第二帧和第 三帧中显示他们的相对观察结果。特别地，在这个例子中，第一观察者远离，然而最接近装 置的左上部分。这使从在每个数字化域中的地址（3, 3)的DD像素投射的光到达第一观察 者。因此，第一观察者看见与地址（3, 3)关联的视点图像，即数字1的图像。类似地，第二 观察者远离，然而最接近装置的右下部分。这使从在每个数字化域中的地址（1，1)的DD像 素投射的光到达第二观察者。因此，第二观察者看见与地址（1，1)关联的视点图像，即数字 9的图像。
[0041] 本领域技术人员将会容易地理解，由于视点图像像素的数量和透镜的数量之间的 比例对应，当透镜的数量增加时，视点图像的分辨率能够增加。类似地，如果数字化域中的 视点图像像素的数量增加，则视点图像的数量能够增加。
[0042] 灰度 在前面的部分中，在视点像素为黑色或白色的意义上的二值的简单视点图像被分配给 图像层。然而，本发明的安全装置也具有投射非常复杂而详细的视点图像（包括抽象设计、 阴影3D模型、照片等）的能力。通过将灰度（半色调）视点图像分配给图像层来使得可实 现用于投射这种视点图像的能力。
[0043] 在本发明的一个这种示例性实施例中，图13中示出的Utah茶壶或Newell茶壶的 原始的或未处理的图像被用作视点图像。这个特定图像为160像素宽并且100像素高并且 使用255个灰色阴影，这将会需要160个透镜宽乘100个透镜高的透镜阵列。然而，如果一 个透镜投射与邻近透镜不同的灰色阴影，则它们必须在它们的数字化域中具有不同灰色阴 影。这意味着：为了正确地投射所有255个灰色阴影，将会需要将正确的灰色阴影放置在每 个透镜的数字化域中的正确数字化域像素中。这带来问题，因为通常每次仅在图像层上"印 刷"一个颜色。如果使用多个颜色（或灰色阴影），则这些颜色中的每一个将会必须配准， 从而印刷像素将会结束于每个透镜光学印迹中的相同数字化域像素。难以使这种超微印刷 保持配准，并且因此这提出挑战。
[0044] 本发明通过使用诸如例如抖动和半色调的方法来避免这种类型的配准要求。特别 地，为了使用上述算法代表茶壶图像，通过使用本领域已知的除了其它事情之外诸如阈值 化、抖动和下采样的技术来减少需要的调色板。图14中示出的所获得的图像是仅使用四个 灰色阴影（不包括白色）的茶壶的160x100像素处理图像。
[0045] 四个灰色阴影可随后抖动以提高在图像中从一个灰度级到其它灰度级的平稳过 渡。特别地，替代于每个视点图像像素使用一个透镜，一组透镜或透镜群集被用于每个视点 图像像素。图15显示四个灰度级（加上白色）能够由透镜的（2x2)群集表示的一种方式。
[0046] 处理的茶壶图像在图16中被示出为完成的二值图像，完成的二值图像是茶壶图 像的最后外观并且本质上将会被朝着指定视点投射。（160x100)像素图像不再使用尺寸 160x100的透镜阵列，而是替代地使用透镜群集的160x100阵列，其中每个透镜群集是透镜 的2x2阵列。总之，这导致代表茶壶图像的320x200透镜。
[0047] 需要注意的是，可包括任何数量的已知算法（误差扩散、各种抖动算法、边缘增 强、色调描阴等）以修改原始图像从而产生处理的图像。另外，用于利用透镜群集实现灰度 的方案不必是不变的。例如，存在用于将四个透镜布置为正方形以实现25%灰度的四种方 式，并且来自处理的图像的每个25%灰色像素能够独立地使用这四个方案之一。如上所述， 优选目标在于结束于能够被用于制造图像层的一个印刷行程的二值图像。最后的二值图像 将会随后如前所述被分配给合适的光栅网格。
[0048] 从以上清楚可见，对于具有单个图像层的安全装置，视点图像能够是完全能够被 表示为二值图像的任何东西。对于可能具有多个图像层（例如，多个颜色）的安全装置，视 点图像能够代表任何不同彩色二值图像之和。
[0049] 3D图像 除了允许任何任意二值图像被投射为视点图像之外，本发明的安全装置还允许投射完 全3D图像。
[0050] 对于本领域技术人员而言公知的是，双眼差异表示由左眼和右眼看见的物体的图 像位置的差异，这由眼睛的水平分离所导致。脑在称为实体视觉的处理中使用双眼差异从 2D图像提取株度彳目息。
[0051] 对于阅读者而言将会容易地变得清楚的是，本发明的数字化域或光栅网格的阵列 需要在它里面分配的最少两个不同图像，以便左眼和右眼看见不同视点图像。通过本发明，