专利名称：：一种基于几何光学的隐形装置及其设计的制作方法
技术领域：
：本发明涉及光学隐形
技术领域：
，具体指一种基于几何光学的隐形装置与设计。
背景技术：
：现代隐形技术在红外、雷达、声纳等领域有很好的发展和应用。通过在物体表面涂上一层特定材料，使其在特定波段产生强吸收，就可以达到规避探测的效果。比如，在飞机或者潜艇上涂上可以阻断红外线的材料，红外探测器就很难探测到它的存在。但在可见光(波长大约在380到780纳米之间的电磁波)波段，隐形技术仍有很大发展空间。目前国际上许多科学家都在从事该领域的研究，例如-(1)日本东京大学教授"隐身衣"视觉伪装，通过将后面的图像全息投影。原理是将衣服后面的场景由摄影机拍摄下来，然后将图像转换到衣服前面的放映机上，再将影像投射到由特殊材料制成的衣料上。(2)俄罗斯乌里扬诺夫斯克州立大学加多姆斯基教授称己经发明出了一种特殊的"隐身衣"。加多姆斯基教授发现，一个物体只要覆盖上一种由黄金胶体粒子制造的"特殊外衣"，就可以达到隐形的效果。(3)据美国媒体报道，科学家开发出全球首件二维"隐身衣"。这件"隐身衣"的主要材料为金属和电路板材料的混合物，这种材料能吸收特定的光线，使用的特殊材料，可以让雷达波、光线或者其他的波绕过物体而不会反弹回来，进而达到不可视的效果。日前，美英两国科学家利用光学原理，成功地用它"隐身"了一个铜圆柱体。这一重大发现已被刊登在《科学》杂志上。由此可见，以上都是基于光物理原理的隐形方式，或光电原理的视觉伪装。存在结构复杂，材料要求特殊，使用外加光源等不足。
发明内容本发明的目的为解决现有技术存在的不足，而提出一种有别于现有技术的基于几何光学原理的隐形装置。基于上述分析本发明提出的方案设计在物体前方，将可能入射到物体的光线通过凸透镜会聚，经由一种传像渠道，传递到物体后方，再将被会聚的光束通过另一块凸透镜还原成原先的入射光线。这样物体没有被光线照到，观测者在物体的后方，只能看到物体前方的光学图像，而看不到物体，从而达到二维隐形效果。本装置的创新点在于至少一组由一能让光线透过并将其聚焦的物件组和设置于该聚焦的物件组间的一光束传输部件及隐形区几部分构成。隐形装置设计方案之一当一束平行光照射到物体正面前方时，将它会聚成细小的光束射入传像光纤一端，然后通过传像光纤(阶跃型光纤束)传输，(由于光纤是柔性的可以弯成任意形状，使它从物体前方绕到物体后方)在传像光纤的另一端，将会聚的光束射出，并使其发散成平行光，最终成像，达到隐形效果(如附图l所示)。隐形装置设计方案之二改进其光束传输部分，在一根管径较细的金属管内壁镀一银膜(附图2a所示)，以实现利用反射原理传输光束。在理论上镜面反射可以达到100%的反射率，从而获得前后等效的光亮度。由于银薄膜的反射率达到98%以上，拟将此作为反射涂层的首选材料。由工作原理(附图2b所示)分析可知光束在反射管中的反射次数n的奇偶性直接影响最终成像是正立像还是倒立像。据此，当ne{n|n=2x+l，xeN*}(奇数)时，成正像；反之，当ne{n|n=2x,xEN*}(偶数)时，成倒像。本方案中反射次数n与反射管的长度L、反射管内半径r、凸透镜的半径R及一倍焦距的长度f有关(如附图2c所示)。因e角相等得到R/f二r/x，所以x寸r/R，而L=2nx，由此推导出关系式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>隐形装置设计方案之三光束传输部分用一透镜取代光纤或反射管(如附图3a所示)其中，关于平行光的隐形处理首先，一块平凸镜将一束平行光会聚，通过双凸镜组将会聚的光束对称传递，再通过另一块相同的平凸镜发散。在研究光路图时发现，传像渠道的双凸透镜的个数n的奇偶性直接影响最终所成像的是正立像还是倒立像。当ne(nir^2x+l，xGW(奇数)时，成正像。当nE{n|n=2x，XEN*}(偶数)时，成倒像(如附图3b所示)结合附图3b和附图3c分析，平行光先通过透镜a聚焦在1倍焦距处，此处又是透镜b两倍焦距处(如图3b所示)。由于e二a，所以透镜a的1/2直径比透镜a的一倍焦距等于透镜b的1/2直径比透镜b的二倍焦距，由此得到公式-Ra/2fa=rb/4fb关于非平行光的隐形处理分析自然界中，许多可见光光束并不是平行光，因此在可见光光学隐形装置中，处理非平行光时应作相应的调整即透镜的位置将根据光源距透镜的距离(即物距)而改变，透镜的位置可由凸透镜成像公式1/u+1/v=1/f①推导而得。综上所述，通过本发明至少一组由一能让光线透过并将其聚焦的物件组和设置于该聚焦的物件组间的一光束传输部件及隐形区几部分构成的装置，利用几何光学学原理来达到可见光的光学隐形的效果；维持装置隐形状态时不需要外部能源供应；装置的外部暴露部分较少；相比于光物理隐形装置具有结构简单，易生产，成本低廉以及可广泛应用的特点。图l为本发明实施例l原理图2a为本发明实施例2光束传输部件2结构示意图；图2b为本发明实施例2光束传输部件2原理图2c为本发明实施例2光束传输部件2计算分析图3a为本发明实施例3结构示意图3b为本发明实施例3光束传输部件2计算分析图之一；图3c为本发明实施例3光束传输部件2计算分析图之二；图3d为本发明实施例3成像设计示意图之一；图3e为本发明实施例3成像设计示意图之一；图3f为本发明实施例3成像设计示意图之二；图3g为本发明实施例3成像设计示意图之二；图3h为本发明实施例4结构示意图；图3i为本发明实施例4成像设计示意图之一图3j为本发明实施例4成像设计示意图之二。具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步描述一种基于几何光学原理的隐形装置，至少一组由一能让光线透过并将其聚焦的物件组1和设置于该聚焦的物件组1间的一光束传输部件2及隐形区3几部分构成；其中，所述的物件组1为一镀增透膜的凸透镜，或者为一镀增透膜的消色差正胶合透镜，或者为一波带片。本发明所述的一种基于几何光学原理的隐形装置的计算设计隐形体积大小V=Sl*Ll—2/3*Sl*f—S2*(Ll—2f)其中，Sl:两侧可聚焦光线透镜1的横截面积Ll:两侧可聚焦光线透镜1的间距；F:两侧可聚焦光线透镜1的焦距；S2:光束传输部件2的横截面积。所述的透镜(4)按平行光设计公式Ra/fa=Rb/2fb其中，Ra:透镜a的半径；Rb:透镜b的半径；fa:透镜a的一倍焦距；fb:透镜b的一倍焦距；本发明装置实施例1至少一组由一能让光线透过并将其聚焦的物件组1和设置于该聚焦的物件组1间的一光束传输部件2及隐形区3几部分构成。其中，所述的光线聚焦的物件组1为一平凸透镜组，所述的光束传输部件为一光纤。当一束平行光照射到物体正面前方时，将它会聚成细小的光束射入传像光纤一端，然后通过传像光纤(阶跃型光纤束)传输，(由于光纤是柔性的可以弯成任意形状，使它从物体前方绕到物体后方)在传像光纤的另一端，将会聚的光束射出，并使其发散成平行光，最终成像，达到隐形效果(如附图l所示)。本实施例，所述的光线聚焦的物件组1也可采用一厚度薄，质量轻，易生产的波带片组。本发明装置实施例2由一能让光线透过并将其聚焦的物件组1和设置于该聚焦的物件组1间的一光束传输部件2及隐形区3几部分构成。其中，所述的光线聚焦的物件组1采用一平凸透镜组，所述的光束传输部件2为一银膜反射管。其中，银膜反射管结构如附图2a所示；工作原理如附图2b所示。本发明装置实施例3至少一组由一能让光线透过并将其聚焦的物件组1和设置于该聚焦的物件组1间的一光束传输部件2及隐形区3几部分构成。其中，所述的光线聚焦的物件组1采用一平凸透镜组，所述的光束传输部件2为一奇数块双凸透镜(透镜4)(如附图3a所示)。关于透镜(4)为奇数块双凸透镜成像设计之一本实施例，透镜(4)的设置为1块双凸透镜l块双凸透镜成像设计(如附3d所示)设透镜1与透镜2的间距为(V1+U2),U2=2f2;透镜2与透镜3的间距为(V2+U3)其中，fl:透镜l的一倍焦距；(fl=f3)f2:透镜2的一倍焦距；Ul:透镜l的物距；VI:透镜l的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；U3:透镜3的物距；V3:透镜3的像距；l.概述物体反射出的光线经过透镜l成倒立縮小的实像，像位于透镜2的一倍焦距内，此实像透过透镜2在透镜1与透镜2之间成相对于原物倒立的虚像，此虚像再透过透镜3成与原物正立相等的实像。2.透镜间的位置关系透镜1与透镜2的间距为(Vl+U2)，U2〈f2;透镜2与透镜3的间距为(U3-V2)。其中，透镜1与透镜3的直径应大于透镜2，透镜1与透镜3是相同，构成一物件组l。3.成像分析因该透镜组中，必须有一块透镜成的是虚像。这样最终的成像即为一正立的像，在附图3b中透镜2成虚像，因此U2〈f2。由于虚像时放大的，故U3^V1、U1^V3，否则最终成像将大于原物。所以为了成等大的像，(1)U3e(2f3,+~)，虚像要大于原物，这样才可能在透镜3后的(f3,2f3)的范围内縮小成与原物等大的实像。(2)U3G(f3，2f3)，虚像要小于原物，这样才可能在透镜3后的(2f3，+~)的范围内放大成与原物等大的实像。4.结论附图3d所示，具有双向性。其中，设计公式-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>若须具有双向性，则Lu-L2^x与y应满足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>x-fiy-fi本实施例，透镜4的设置为{n|n=2x+l,xern奇数块双凸透镜1块以上奇数块双凸透镜成像设计(如附图3e所示)设透镜1与透镜2的间距为(Vl十U2+4fz(n-l)),U2二2f2;透镜2与透镜3的间距为(V2+U3)在1块双凸透镜成像的透镜1与双凸透镜2之间成对增加双凸透镜数。并使透镜1所成实像与新增双凸透镜11的间距为2fZ;新增双凸透镜1(n-l)与透镜2之间为(2fz+U2);使新增双凸透镜11与新增双凸透镜12的间距，……到及新增双凸透镜1(n-2)与新增双凸透镜l(n-l)的间距均为4fz。以不改变1块双凸透镜成像方案的设计思路，对称传递透镜l所成实像的目的。新增双凸透镜的焦距fz可以与双凸透镜2的焦距相同。其中，fl:透镜l的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；fz:新增透镜的一倍焦距；Ul:透镜l的物距；VI:透镜l的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；U3:透镜3的物距；'V3:透镜3的像距；L12:透镜1与透镜2的间距；L23:透镜2与透镜3的间距；L03:实物距透镜3的距离。其中，设计公式设Ui=xSFSi-aV坷(x，y均卜ft)Ui誦fix-fiy-fix-fiy-fifix+￡b(x-y).^,f1y-f2(x-y)L12=--H4fis(n-1)L23=TJ3-V2=-x-fiy-fi若须具有双向性，x与yf乃然满足:"(")=jJZJ^x-fiy-fi关于透镜(4)为奇数块双凸透镜成像设计二本实施例，透镜4的设置为1块双凸透镜1块双凸透镜成像设计(如附图3f所示)设透镜1与透镜2的间距为(V1+U2)，U2=2f2;透镜2与透镜3的间距为(V2+U3)其中，fl:透镜1的一倍焦距;f2:透镜2的一倍焦距;Ul:透镜1的物距；VI:透镜1的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；U3:透镜3的物距；V3:透镜3的像距；L12:透镜1与透镜2的间隔；L23:透镜2与透镜3的间隔；L03:实物距透镜3的距离。l.概述物体反射出的光线经过透镜l成倒立縮小的实像，像位于透镜2的二倍焦距处，此倒立实像透过透镜2成相对原物正立的实像，位于透镜3的一倍焦距内。此正立的实像再透过透镜3，成与原物相等且正立的虚像，位于原实物处。2.透镜间的位置关系透镜1与透镜2的间距为(VhU2)，U2=2f2;透镜2与透镜3的间距为(V2+U3)。3.成像分析在附图3e中透镜3所要成的是相对原物体大小相等的正立的虚像，且虚像位于原物处，即L03i3。根据公式①，物距为两倍焦距的物体将在透镜另一方的两倍焦距处成倒立相等的像，所以为了减少变量，我们将透镜1所成的像位于透镜2的2f2处，即U2-2f2-V2，由于要在透镜3成的是相对原物体大小相等的正立的虚像，所以透过透镜2所成的相对原物正立的实像必须是处在f3内。4.结论附图3f所示，不具有双向性。其中，设计公式-设UFK(x》2fi)SFSFaVf且陽^Sj=，_!..丄丄—丄丄Jl5卜"55TS、=^''玩！Tf"i5一而53U3n。。jf画ftfl-U3TTTT(X-2fl)flTxfi,。PT(X-2fl)flm54V3aUfix-fix-fi本实施例，透镜4的设置为neinln二2x+l，xeN奇数块双凸透镜1块以上奇数块双凸透镜成像设计(如附图3g所示)设透镜1与透镜2的间距为(V1+U2),U2=2f2;透镜2与透镜3的间距为(V2+U3+4fz(n-1))其中，fl:透镜1的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；fz:新增透镜的一倍焦距；Ul:透镜1的物距；VI:透镜1的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；U3:透镜3的物距；V3:透镜3的像距；L12:透镜1与透镜2的间隔;L23:透镜2与透镜3的间隔;L03:实物距透镜3的距离。概述对于1块以上奇数块双凸透镜设计采用在前一方案的双凸透镜2与透镜3之间成对增加双凸透镜数。并使透镜2所成实像与新增双凸透镜11的间距为2fz;新增双凸透镜1(n-l)与透镜3之间为(2fz+U3);使新增双凸透镜11与新增双凸透镜12的间距，……到及新增双凸透镜1(n-2)与新增双凸透镜1(n-l)的间距均为4fz。从而起到不改变前一方案设计思想，对称传递透镜2所成实像的目的。新增双凸透镜的焦距fz可以双凸透镜2的焦距相同。其中，设计公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>本发明装置实施例4至少一组由一能让光线透过并将其聚焦的物件组1和设置于该聚焦的物件组1间的一光束传输部件2及隐形区3几部分构成。其中，所述的光线聚焦的物件组1采用一平凸透镜组，所述的光束传输部件2(即透镜4)为偶数块双凸透镜。(如附图3h所示)关于透镜(4)为偶数块双凸透镜成像设计本实施例，透镜4的设置数为2块双凸透镜2块双凸透镜成像设计(如附图3i所示)其中，fl:透镜l的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；Ul:实物距透镜l的距离；U2:透镜1所成像距透镜2的距离；U3:透镜2所成像距透镜3的距离；U4:透镜3所成像距透镜4的距离；VI:透镜l的像距；V2:透镜2的像距；V3:透镜3的像距；V4:透镜4的像距。1.概述物体反射出的光线经过透镜1成倒立縮小的实像，像位于透镜2的2倍焦距内、l倍焦距外，此实像透过透镜2成相对原物正立的实像。以该正立实像的位置作为对称轴，将左边的透镜位置对称到右边，放置透镜，光线将会在透镜4的右边成相对原物相等且正立的实像。2.透镜间的位置关系透镜1与透镜2的间距为(Vl+U2);透镜2与透镜3的间距为(V2+U3);透镜3与透镜4的间距为(V3+U4)，且(Ul，U2,U3，U4，VI，V2，V3，V4均大于各自透镜的1倍焦距)，其中，透镜1与透镜4相同，透镜2与透镜3相同。3.成像分析在附图4b中透镜4所要成的是相对原物体大小相等、正立的实像，即U1^V4。根据公式①，推导出U4=V1;由于透镜1与2之间的实像与透镜3与4之间的完全相同，另外透镜2与3是相同的透镜，所以U2々3，即V2^3，整个装置关于红色虚线对称。4.结论附图3i所示，2块透镜，具有双向性。其中，设计公式■ptt"p"pVF"^=^■■■VfU4■■■U4=丄设IJ2，V2，IJ3，VF2f2Ui-fix-fix-fifixfIX!Li2F=-+2faIj3=4f2L34=-+2fbx-fix-fi本实施例，透镜4的设置为{n|n=2X+2,xEN^偶数块双凸透镜2块以上偶数块双凸透镜成像设计(如附图3j所示)在2块双凸透镜2与双凸透镜3之间成对增加双凸透镜数。并使透镜2所成实像与新增双凸透镜11的间距为2fz;新增双凸透镜1(n-2)与透镜3之间为(2fz+U3);使新增双凸透镜11与新增双凸透镜12的间距，……到及新增双凸透镜1(n-3)与新增双凸透镜1(n-2)的间距均为4fz。从而起到不改变前一方案设计思想，对称传递透镜2所成实像的目的。新增双凸透镜的焦距fz可以双凸透镜2与双凸透镜3的焦距相同。偶数块双凸透镜成像分析其中，fl:透镜l的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；fz:新增透镜的一倍焦距；Ul:实物距透镜l的距离；U2:透镜1所成像距透镜2的距离；U3:透镜2所成像距透镜3的距离；U4:透镜3所成像距透镜4的距离；VI:透镜l的像距；V2:透镜2的像距；V3:透镜3的像距；V4:透镜4的像距。其中，设计公式设<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>本发明装置的另一个具体实施例，当非平行光为光源时，选用4、6、8偶数块透镜。所述的透镜分别为平凸透镜直径=80mm焦距=150咖数量2;月牙弯凸透镜直径二110mm焦距=230mm数量2;双凸透镜直径=25咖焦距=25咖数量l;直径=16咖焦距-16mm数量1;直径=40咖焦距=100咖数量1实验数据1块透镜装置实验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>关于本发明装置的拓展应用简述航天领域与军事装甲防护领域该装置在航天飞行器的舷窗上，或者装甲防护车的窥视窗上的运用，不但可以达到现有高强度玻璃对外界的可视观察效果，而且更具有安全防护的效果。对抵挡外界高速撞击，如子弹、太空碎片等物体有很好的防护效果。军事领域一种具备隐形功能的反恐侦査机器人(装置)，其装置结构是根据机器人的高度(或体积)按公式计算设计装置所需包括选择透镜形式和数量及光束传输部件的配置，将机器人设置在装置的隐形区。根据本发明的装置原理，在相距10米左右条件下，在第一视角情况下，目击者只能看到一移动的透明的"物体"及其背景，而无法发现被隐形的机器人。建筑领域运用该技术可隐形不必见到的墙，柱子，屋顶，甚至是低矮建筑。以一定面积为单位进行组合，就可隐形大块面积。航天领域客机及载人航天器都需要在舷体开窗。而这种窗玻璃的成本十分昂贵，并且制造此种玻璃的技术，仍被少数企业所垄断。运用技术可以大大的减少这种玻璃的使用程度。原本须在舷体上开很大一个洞，现在只须开出中间双凸透镜直径所需的大小。不仅节约成本，还增加舱体的安全性。艺术领域用高档天然水晶或钻石为原材料，运用该技术制成隐形体积横截面与手指横截面一致的隐形戒指。可将科学价值提升到艺术价值。综上所述，通过本发明的核心至少一组由一对能使光线透过并将其聚焦的物件和设置于该聚焦的物件间的一光束传输部件及隐形区几部分构成的装置，与现有技术比较具有利用几何光学学原理来达到可见光的光学隐形的效果；维持装置隐形状态时不需要外部能源供应；装置的外部暴露部分较少；特别，相比于光物理隐形装置具有隐蔽性好，结构简单，易制作，成本低以及可广泛应用的特点。权利要求1.一种基于几何光学原理的隐形装置，其特征是，至少一组由一能让光线透过并将其聚焦的物件组(1)和设置于该物件组(1)之间的一光束传输部件(2)及隐形区(3)组成。2.如权利要求1所述的一种基于几何光学原理的隐形装置，其特征是，所述的物件组(1)为一镀增透膜的凸透镜，或者为一镀增透膜的消色差正胶合透镜，或者为一波带片。3.如权利要求1、2所述的一种基于几何光学原理的隐形装置，其特征是，所述的光束传输部件(2)为一光纤，或者为一银膜反射管，或者为一透镜(4)。4.如权利要求3所述的一种基于几何光学原理的隐形装置，其特征是，所述的透镜(4)为一双凸透镜。5.如权利要求1所述的一种基于几何光学原理的隐形装置的设计，其特征是，隐形体积计算公式V=S^Ll—2/3*Sl*f—S2*(Ll—2f)其中，V:被隐形体积；Sl:两侧可聚焦物件组(1)的横截面积；Ll:两侧可聚焦物件组(1)的间距；f:两侧可聚焦物件组(1)的焦距；S2:光束传输部件(2)的横截面积；所述的透镜(4)按平行光设计公式Ra/fa=Rb/2fb其中，Ra:透镜a的半径；Rb:透镜b的半径；fa:透镜a的一倍焦距；fb:透镜b的一倍焦距。6.如权利要求5所述的一种基于几何光学原理的隐形装置的设计，其特征是，其中设透镜1与透镜2的间距为(Vl+U2+4fz(n-1)),U2〈f2,透镜2与透镜3的间距为(U3-V2)，则所述的透镜(4)设置nG(nl『2x+l，x6N—奇数块双凸透镜其设计公式设Ui=kSFSi=aV巧(x'y均卜印若须具有双向性，x与yf乃然满足:fi,y)=^^x匪fiy國fi其中，fl:透镜l的一倍焦距(fl=f3);f2:透镜2的一倍焦距；fz:新増透镜的一倍焦距；Ul:透镜l的物距；VI:透镜1的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；4f"n陽l)L23=XJ3-V2=U3:透镜3的物距；V3:透镜3的像距；所述的透镜(4)设置其中设透镜1与透镜2的间距为(￥1+U2)，U2〈f2透镜2与透镜3的间距为(U3-V2),且奇数块双凸透镜个数为1，则其设计公式设Ui=xS4=Si=aVs=y(x，y均—fi)x-fiy陽fi若须具有双向性，则Lfb^与y应满足:fK+f2(X—y)=^^x-fiy-fi其中，fl:透镜l的一倍焦距(H=f3);f2:透镜2的一倍焦距；Ul:透镜l的物距；VI:透镜l的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；U3:透镜3的物距；V3:透镜3的像距；L12:透镜1与透镜2的间距；L23:透镜2与透镜3的间距；fia&y.S2_TT2y-fi—IJ2y-fiy-fiS3V"2x-fiV2所述的透镜(4)设置其中设透镜1与透镜2的间距为0^1+U2)，U2=2f2，透镜2与透镜3的间距为(V2+U3+4fz(n--1))，则nG{nIn=2x+l,x6『}奇数块双凸透镜其设计公式TrUfixfiTT(x-2fi)fiTrfi,。PT(x-2fi)fi^^Mx-fiJi-fix-fix-fi其中，fl:透镜l的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；fz:新增透镜的一倍焦距；Ul:透镜l的物距；VI:透镜l的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；U3:透镜3的物距；V3:透镜3的像距；L12:透镜1与透镜2的间距；L23:透镜2与透镜3的间距；L03:实物距透镜3的距离其中设透镜1与透镜2的间距为(V1+U2)，U2=2f2，透镜2与透镜3的间距为(V2+U3)，且所述的透镜(4)的奇数块双凸透镜个数为1吋，则其设计公式设<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，fl:透镜l的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；fz:新增透镜的一倍焦距；Ul:透镜l的物距；VI:透镜l的像距；U2:透镜2的物距；V2:透镜2的像距；U3:透镜3的物距；V3:透镜3的像距；L12:透镜1与透镜2的间距；L23:透镜2与透镜3的间距；L03:实物距透镜3的距离,。7.如权利要求5所述的一种基于几何光学原理的隐形装置的设计，其特征是，其中设透镜1与透镜2的间距为(V1+U2),透镜2与透镜3的间距为(V2+U3+4fz(n-2)),透镜3与透镜4的间距为(V3+U4)，且U1，U2，U3,U4，VI，V2，V3，V4均大于各自透镜的一倍焦距，则所述的透镜(4)的n6{nIn=2x+2，xGN*}偶数块双凸透镜，其设计公式设<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中，fl:透镜l的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；fz:新增透镜的一倍焦距；Ul:实物距透镜l的距离；U2:透镜1所成像距透镜2的距离U3:透镜2所成像距透镜3的距离U4:透镜3所成像距透镜4的距离VI:透镜l的像距；V2:透镜2的像距；V3:透镜3的像距；V4:透镜4的像距；其中设透镜1与透镜2的间距为(Vl+U2)透镜2与透镜3的间距为(V2+U3),透镜3与透镜4的间距为(V3+U4),且U1，U2，U3,U4，VI，V2，V3，V4均大于各自透镜的一倍焦距，且所述的透镜(4)的偶数块双凸透镜个数为2,则其设计公式:设Un(x卜fi)Si=S5=aVi:fiUifixUi-fix-fiL.13=fix+2f2L23=4f2fixX-fl设u2，v2，u3，VF2f2x画fl其中设Ul=x(x〉fl)Sl=S5=aVI=f1U1/U1-f1=flx/x-f1V1=U4人U4-flx/x-fl设U2，V2，U3，V3=2f2L12=(flx/x-fl)+2f2L23=4f2L34=(flx/x-f1)+2f2其中，f1:透镜1的一倍焦距；f2:透镜2的一倍焦距；Ul:实物距透镜l的距离；U2:透镜1所成像距透镜2的距离；U3:透镜2所成像距透镜3的距离；U4:透镜3所成像距透镜4的距离；VI:透镜l的像距；V2:透镜2的像距;V3:透镜3的像距;V4:透镜4的像距。全文摘要本发明一种基于几何光学的隐形装置及其设计，涉及光学隐形
技术领域：
。根据物理光学的原理，利用凸透镜将光束会聚，改变光束的横截面积，可将物体前方的入射光线经凸透镜会聚、由传像渠道传递至物体的后方，再经发散、还原成原先的入射光线，达到可见光隐形的效果。本装置的核心是至少一组由—能使光线透过并将其聚焦的物件组1和设置于聚焦的物件组1间的—光束传输部件2及隐形区3几部分构成。运用凸透镜成像公式设计装置，达到可见光的光学隐形的效果，维持装置隐形状态无需外部能源；装置的外部暴露部分较少；相比于光物理隐形装置具有结构简单，易生产，成本低以及可应用领域广的特点。文档编号G02B17/00GK101299079SQ20081003732公开日2008年11月5日申请日期2008年5月13日优先权日2008年5月13日发明者欣俞,钟瑞源申请人:上海市第二中学