[發明專利]一種采用凸透鏡實現隱藏物體的裝置

在審

• 申請號: 201611039755.8
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106773029A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 楊天琦
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 成立珍

技術領域

本發明型是涉及光學技術領域，具體地說是涉及一種采用凸透鏡實現隱藏物體的裝置。

背景技術

現有技術往往通過顯示屏與攝像頭的結合或者某種特殊材料的使用來達到隱藏物體這一目的，這樣所需的技術含量及成本預算都會很高，而涉及透鏡對于物體隱藏的有論文Paraxial ray optics cloadking(Joseph S.Choi and John C.Howell)及Paraxial full-field cloaking(Joseph S.Choi and John C.Howell)。當中提出了一種可行的組合方式，但是該組合對于其透鏡的角度與位置有著嚴格的要求，所需要的數學計算及實際的工程技術應用難度遠遠大于改良后的裝置。

發明內容

本發明的目的是克服了現有技術中的不足，提供了一種使物體可以隱藏，且設計簡單、實際可行、成本低廉的裝置。

為了解決上述技術問題，本發明型是通過以下技術方案實現：

一種采用凸透鏡實現隱藏物體的裝置，包括相互平行設置的凸透鏡一、凸透鏡二、凸透鏡三和凸透鏡四，這四面凸透鏡從左至右依次順序設置，其中凸透鏡一與凸透鏡二的焦距相同，凸透鏡三與凸透鏡四的焦距相同，且凸透鏡一與凸透鏡二的焦距較凸透鏡三與凸透鏡四的焦距長；

四面凸透鏡的設置要求為：凸透鏡一與凸透鏡二之間的設置距離是二者焦距的兩倍，凸透鏡三和凸透鏡四之間的設置距離為凸透鏡三與凸透鏡四焦距的兩倍；要使四面凸透鏡的軸心經過中軸線，在暗室中平行光從左側射入，光線會在凸透鏡一的右側一倍焦距處匯聚，經過凸透鏡二后平行射出，在凸透鏡一與凸透鏡二之間形成部分隱藏區域，在凸透鏡三與凸透鏡四之間也形成了一部分可隱藏區域。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

利用四面凸透鏡簡易的組合，使得凸透鏡之間形成了一部分可隱藏區域，保證了在人眼觀察下對物體的隱藏，相比現有技術，大大簡化了其操作及數學計算過程，使得“隱身”變成了常人在家也能完成的事情。

附圖說明

圖1是本發明的設計結構示意圖。

具體實施方式

圖1所示，本發明的一種采用凸透鏡實現隱藏物體的裝置，包括相互平行設置的凸透鏡一1、凸透鏡二2、凸透鏡三3和凸透鏡四4，這四面凸透鏡從左至右依次順序設置，其中凸透鏡一1與凸透鏡二2的焦距相同，凸透鏡三3與凸透鏡四4的焦距相同，且凸透鏡一1與凸透鏡二2的焦距較凸透鏡三3與凸透鏡四4的焦距長；

四面凸透鏡的設置要求為：凸透鏡一1與凸透鏡二2之間的設置距離是二者焦距的兩倍，凸透鏡三3和凸透鏡四4之間的設置距離為凸透鏡三3與凸透鏡四4焦距的兩倍；要使四面凸透鏡的軸心經過中軸線，在暗室中平行光從左側射入，光線會在凸透鏡一1的右側一倍焦距處匯聚，經過凸透鏡二2后平行射出，在凸透鏡一1與凸透鏡二2之間形成部分隱藏區域，在凸透鏡三3與凸透鏡四4之間也形成了一部分可隱藏區域；

而若只設置這一對透鏡，那么在另一端成像將會是左右相反上下顛倒的，所以在另一端設置另一對凸透鏡三3和凸透鏡四4。凸透鏡二2與凸透鏡三3之間的距離應盡量小(以保證總體的隱藏區域面積占比)，凸透鏡三3和凸透鏡四4兩透鏡之間距離同樣為凸透鏡三3與凸透鏡四4焦距的兩倍，它們的作用是使成像恢復原樣。在透鏡凸透鏡三3與凸透鏡四4之間也形成了一小部分可隱藏區域(1，2之間部分)，由于該部分對于實際應用用處不大所以不做計算使用，只當作使像恢復的裝置。對于該設計我們可以發現其可利用的隱藏空間約等于60％的凸透鏡一1與凸透鏡二2間所成圓柱體體積，可利用隱藏空間為總裝置占用體積的40％左右，這與Paraxial ray optics cloadking(Joseph S.Choi and John C.Howell)中設計的透鏡組合可利用區域相近，但大大簡化了設計，安放以及應用的成本。

實施例1

以兩面直徑10cm焦距50cm及兩面直徑10cm焦距15cm的凸透鏡為例，依次編號a，b，c，d，其費用約為240元(鏡片25＊4+鏡片架10*4+光矩座100)。在光矩座上以光矩座最左端為基準原點，向右為正方向，單位為厘米，分別將a，b，c，d安置在光矩座上坐標為10，110，120，150的點，且保證四透鏡中心軸位于同一高度上。這樣一個簡單的裝置就完成了。

以該裝置為例，透鏡部分所占總體積為0.0785m^3(3*0.05^2*1.4)，有效隱藏體積為0.033m^3(3*0.05^2*1.0*66％)，有效隱藏體積占總體積的42.04％。