物體的光學(xué)隱形原理的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明“物體的光學(xué)隱形原理”屬于光學(xué)領(lǐng)域可見光范圍內(nèi)物體的隱形原理，由光學(xué)的反射原理、折射原理、全反射或全內(nèi)反射原理共同組成了本發(fā)明的物體的隱形原理，使得任何在本發(fā)明的隱形層內(nèi)的物體或人員，達(dá)到在隱形層外的人看不到或基本看不到，使得物體“消失”或“基本消失”了，從而很好的保護(hù)了被隱形的物體或人員。技術(shù)方案要點(diǎn)：通過將物體或人員置于由透光的全反射或全內(nèi)反射層，可控藍(lán)色或綠色發(fā)光層、可控鏡面反射層(或可控透光的藍(lán)色發(fā)光層、可控鏡面反射層)共同組成的隱形層內(nèi)，達(dá)到隱藏物體或人員的目的。主要用途：軍用飛機(jī)、坦克等武器、人員、衛(wèi)星及宇宙飛行器等方面。
【專利說明】物體的光學(xué)隱形原理

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]光學(xué)，量子光學(xué)。

【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)是物理學(xué)中最古老的一個基礎(chǔ)學(xué)科，又是當(dāng)前科學(xué)研究中最活躍的學(xué)科之一。隨著人類對自然的認(rèn)識不斷深入，光學(xué)的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾何光學(xué)時期、波動光學(xué)時期、量子光學(xué)時期、現(xiàn)代光學(xué)時期等幾個時期；光學(xué)既是物理學(xué)中最古老的一個基礎(chǔ)學(xué)科，又是當(dāng)前科學(xué)研究中最活躍的前沿陣地，具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的前途。它的不少規(guī)律和理論是直接從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的，有相當(dāng)多的發(fā)現(xiàn)來自長期的系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn);
光的折射定律:光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的平滑界面時，一部分光被界面反射，另一部分光透過界面在另一種介質(zhì)中折射，折射光線服從折射定律:折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，是比例的常數(shù)，稱為第二介質(zhì)對第一介質(zhì)的相對折射率；
全反射:又稱全內(nèi)反射，指光由光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面時，全部被反射回原介質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角Θ增加到某種情形時，折射線延表面進(jìn)行，即折射角為90°，該入射角Θ稱為臨界角。若入射角大于臨界角，則無折射，全部光線均反回光密介質(zhì)，此現(xiàn)象稱為全反射。當(dāng)光線由光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)時，因?yàn)楣饩€靠近法線而折射，故這時不會發(fā)生全反射；
鏡面反射:平行光線經(jīng)界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光線(反射面是光滑平面)；
漫反射:平行光經(jīng)界面反射后向各個不同的方向反射出去，即在各個不同的方向都能接收到反射光線(反射面是粗糙平面或曲面);
但無論是鏡面反射，還是漫反射都遵循光的反射定律；漫反射只由于反射表面不平行成不規(guī)則的反射就是在不平的表面有些弧狀或尖銳的行狀假設(shè)有一條光線射到上面做其切線做為平面作反射線這樣就有許多的細(xì)小的“鏡子”夠成漫反射；也可以將不平的表面看做是由多個凹面或凸面所組成的一樣；
凹面鏡是反射成像:面鏡(包括凸面鏡)不是使光線透過，而是反射回去成像的儀器，光線遵守反射定律。這種鏡面稱為〃會聚"，因?yàn)樗鼈儍A向?qū)⑸渲帘砻娴墓饩€收集起來，平行入射的光線將會被重新聚集在焦點(diǎn)上，這也是因?yàn)楸砻婷總€點(diǎn)的法線方向不同，光線以不同的角度反射。凹面鏡不僅可以使平行光線匯聚于焦點(diǎn)，還能使焦點(diǎn)發(fā)出的光線反射成平行光:
當(dāng)物距小于焦距時成正立、放大的虛像，物體離鏡面越近，像越小。當(dāng)物距等于一倍焦距時不成像，當(dāng)物距在一二倍焦距之間時成倒立放大的實(shí)像，物體離鏡面越遠(yuǎn)，像越小。當(dāng)物距等于二倍焦距時成等大倒立的實(shí)像。當(dāng)物距大于2倍焦距時，成倒立、縮小的實(shí)像，物體離鏡面越遠(yuǎn)，像越小。成的實(shí)像與物體在同側(cè)，成的虛像與物體在異側(cè)； 凸面鏡的成像規(guī)律與凹透鏡類似；
“摳像” 一詞是從早期電視制作中得來的。英文稱作“Key”，意思是吸取畫面中的某一種顏色作為透明色，將它從畫面中摳去，從而使背景透出來，形成二層畫面的疊加合成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]如說明書附圖，圖1所示，(一)物體A發(fā)出的光線射入光學(xué)晶體(如透光率極好的單軸均質(zhì)晶體金剛石、及A1203光透過范圍從300nm到5.5 μ m等)后，在光線由光學(xué)晶體返回空氣介質(zhì)時，如果入射角大于臨界角，則光線會在晶體內(nèi)發(fā)生全反射現(xiàn)象，其中的光學(xué)晶體與空氣接觸的一面相對于被隱藏的物體B來說，我們可以將其看做是透光的凹面鏡，而與藍(lán)色或綠色發(fā)光層接觸的光學(xué)晶體內(nèi)表面及凸面鏡反光層就是凸面鏡，在光學(xué)晶體層內(nèi)，光線既有凹面鏡的反射，也有凸面鏡的反射，由于凹凸面鏡的距離非常短，可以近似的看做凹凸面鏡有一個共同的實(shí)虛焦點(diǎn)及虛光心，根據(jù)光的反射原理，平行于光軸的光經(jīng)過凹面鏡的反射后其反射光線的延長線將通過凹面鏡的焦點(diǎn)，這條反射光線再通過凸面鏡的反射而成為平行于光軸的光線a，而通過凹凸面鏡虛光心的光線方向不變(此時可以將凹凸面鏡看做是凸凹透鏡且有一個共同的光心)，此時將凸面鏡的這條反射光線a反向延長后，與通過虛光心的光線b的反向延長線交與一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是物體A的一個點(diǎn)的物像(虛像)，通過光的反射原理圖我們可以看到，物體A所發(fā)出的光線在通過光學(xué)晶體后形成了一個正立的物像(虛像)，而且此時的物象相對于觀察者來說在物體A的前方。根據(jù)光的反射原理，凹面鏡可以使物體成放大的正立的虛像，而凸面鏡則可以使物體成正立縮小的虛像，從光的反射原理或光路圖中可以看出，如果光學(xué)晶體的厚度足夠薄，即凹凸面鏡的距離足夠小，凹凸面鏡對物體的放大及縮小的效果抵消了，那么物象與物體A的距離也就越趨于相近，物像的大小也就越趨于物體A的平行射入光學(xué)晶體部分的實(shí)物的大小，在人的肉眼看來，物像幾乎與實(shí)物物體平行射入光學(xué)晶體部分的實(shí)物是重合的(如圖1.1所示)，此處稱為“與實(shí)物部分或全部一樣的虛像”;為了盡可能的使得物體A的物象能“附著”在實(shí)物的相應(yīng)部分，光學(xué)晶體的厚度應(yīng)足夠薄或恰到好處，同時也能使得光學(xué)晶體的透光度良好，使得其表面的反射光線足夠少；
(二)物體A發(fā)出的光線射入光學(xué)晶體后，在光線由光學(xué)晶體返回空氣介質(zhì)時，如果入射角小于臨界角，則光線不會在光學(xué)晶體內(nèi)發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時，一小部分光線反射回空氣介質(zhì)，這些反射光線的反向延長線形成了物體A的一個正立縮小的非常虛的或透明的虛像，一部分光線經(jīng)光學(xué)晶體的折射進(jìn)入藍(lán)色或綠色發(fā)光層，(理想狀態(tài)下)此發(fā)光層的折射率是近似于空氣的折射率且厚度足夠薄的折射層，根據(jù)光的凸面鏡反射原理，發(fā)光層內(nèi)的折射線經(jīng)凸面鏡的反射后形成了在物體A—側(cè)才可以看到的正立縮小的物體A的藍(lán)色或綠色虛像，如說明書附圖圖2、圖3所示；
(三)經(jīng)過一，二兩種情況，我們得到了4個物像，2個是正立縮小的且在物體A的一側(cè)才可以看到的虛像，另一個是在被隱藏的物體B的一側(cè)觀察者才可以看到，且是與物體A部分或全部大小相等正立的位置在物體A上的物像，最后一個是正立縮小的由光學(xué)晶體的反射光線所形成的觀察者的物像，為了隱藏物體B，需要將物體B的表面顏色除去，此時使用到了摳像原理，藍(lán)色或綠色發(fā)光層發(fā)出一定強(qiáng)度且一定飽和度的光線用來擬補(bǔ)物體A的光線進(jìn)入光學(xué)晶體后的能量衰減并使得物體B上的光線盡量的均勻，配合凸面反射鏡的使用，此時從觀察者的角度看，被隱藏的物體B不見了，對于4個物像，其中I個是物體A發(fā)出的平行射入光學(xué)晶體的光線所成的與相應(yīng)實(shí)體等大正立的且位置在物體A上相應(yīng)部位的物像，這是觀察者應(yīng)看到的部分(與實(shí)物部分或全部一樣的虛像)；2個是物體A的正立縮小的在物體A的一側(cè)的虛像，此像觀察者看不到；最后一個是觀察者自己的縮小了的正立虛像，此像是由高透光的單軸均質(zhì)光學(xué)晶體的一小部分反射光線所形成的，所成的虛像應(yīng)該非常的虛或者說透明，通過調(diào)節(jié)發(fā)光層的發(fā)光亮度、飽和度及凸面反射鏡面的反射作用，觀察者應(yīng)該基本看不清或看不到自己了，此時只有與實(shí)物部分或全部一樣的虛像，理想情況下是觀察者應(yīng)看到的圖像，從而使得被隱藏的物體B “隱身”了或基本“隱身”了；上面的被隱藏的物體B是在球形的容器內(nèi)的特殊情況，實(shí)際情況中，可以想象復(fù)雜的立體圖像的不同部分是由不同的凸面或凹面光學(xué)晶體所組成的整體，其光路圖、隱身效果原理與球形的光學(xué)晶體基本一樣，最終效果如說明書附圖圖4所示；(由于光學(xué)晶體內(nèi)的反射、折射光路圖較復(fù)雜，有的有雙折射現(xiàn)象，所以只取較簡單的原理);說明書【專利附圖】

【附圖說明】:圖1物體A發(fā)出的光線在光學(xué)晶體內(nèi)產(chǎn)生全反射時所成的正立等大的物象(虛像)；圖1.1是圖1的光學(xué)晶體內(nèi)發(fā)生全反射時所成正立的與成像物體部分或全部等大的虛像光路原理圖；圖2物體A發(fā)出的光線在光學(xué)晶體內(nèi)沒有全反射時所成的縮小正立的虛像示意圖；圖3是圖2的物體A所發(fā)出的光線在光學(xué)晶體內(nèi)沒有產(chǎn)生全反射時所成的正立縮小虛像的光路原理示意圖；圖4是觀察者觀看物體A而被隱藏的物體B好像消失了效果示意圖。
【權(quán)利要求】
1.物體的隱身或隱藏原理:被隱身的物體由光學(xué)晶體層一藍(lán)色或綠色發(fā)光層一鏡面反射層所包裹，3層共同組成隱身層，而且3層的排列的順序不顛倒。
2.將攝影或照相中的藍(lán)色或綠色光摳像技術(shù)用于物體的隱身原理中。
3.將光的反射原理、折射原理、全反射或全內(nèi)反射原理用于物體的隱身或隱藏原理中。
【文檔編號】G09B23/22GK104361807SQ201410688868
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:王德龍