CN106597661A - 光学隐形结构以及光学隐形装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种光学隐形结构，其包含：一对凸透镜；以及一对凹透镜，设置在所述一对凸透镜之间，所述凸透镜的每一个具有第一焦距，所述凹透镜的每一个具有第二焦距，以及所述第一焦距＞所述第二焦距，其中，所述一对凸透镜与所述一对凹透镜是排列在同一光轴上，所述凸透镜的焦点是与相邻的所述凹透镜的焦点重合，以及所述凸透镜与相邻的所述凹透镜之间的距离＝所述第一焦距－所述第二焦距，其中，在所述一对凸透镜之间，在所述一对凸透镜与所述一对凹透镜的光束路径所涵盖的范围之外形成隐形区间，藉以使所述隐形区间内的物体当从所述凸透镜观看时不被看见。本发明也关于一种光学隐形装置。

Description

光学隐形结构以及光学隐形装置

技术领域

本发明是关于光学隐形结构以及光学隐形装置。

背景技术

光学隐形技术可将物品隐藏，以避免阻碍视线，或藏匿不希望为外界发现的物品，有相当高的应用价值。现今的光学隐形，朝向特殊的隐形材料发展，例如超颖材料(Metamaterials)。具体来说，制造一种隐形材料，如超颖材料，具有特殊介电系数与磁导系数，用此种材料环绕隐藏对象，使光拐弯绕过对象，形成隐形的假象。然而，由于此种隐形材料制作十分困难，目前仍未有可以实用的隐形材料诞生，因此一直无法使光学隐形技术大量应用。

近来也有出现利用凸透镜组合的隐形技术。图1为利用此种隐形技术的光学隐形结构10的示意图，而图2为图1的光学隐形结构10的部分视图。如图1与图2所示，光学隐形结构10是由两个外侧凸透镜1a、1a'以及两个内侧凸透镜1b、1b'所构成，这些凸透镜1a、1a'、1b、1b'是排列在同一光轴1c上。外侧凸透镜1a、1a'具有焦距fa，而内侧凸透镜1b、1b'具有焦距fb，外侧凸透镜与相邻的内侧凸透镜的距离为fa+fb。当一束平行光线沿着光线入射方向入射到放置在两内侧凸透镜1b与1b'之间的一物体的前方时，利用该物体前方的外侧凸透镜1a将该束平行光线会聚成较小光束，然后透过该物体前方的内侧凸透镜1b将该较小光束传递到该物体后方的内侧凸透镜1b'，接着再利用该物体后方的外侧凸透镜1a'将该较小光束发散成原先所入射的平行光线。由于该物体不会被该较小光束照射到，所以观看者在该物体的后方只能看到该物体前方的光学图像，而看不到该物体。虽然光学隐形结构10可解决已知隐形材料的特殊性与成本的问题，但其外侧凸透镜与相邻的内侧凸透镜在设置时必须相隔较长的距离(fa+fb)，因此不利于使用此种光学隐形结构的物体的小型化。

发明内容

有鉴于此，依照本发明的一实施例，提供一种光学隐形结构，包含：一对凸透镜；以及一对凹透镜，设置在所述一对凸透镜之间，所述凸透镜的每一个具有第一焦距，所述凹透镜的每一个具有第二焦距，以及所述第一焦距>所述第二焦距，其中，所述一对凸透镜与所述一对凹透镜是排列在同一光轴上，所述凸透镜的焦点是与相邻的所述凹透镜的焦点重合，以及所述凸透镜与相邻的所述凹透镜之间的距离＝所述第一焦距–所述第二焦距，其中，在所述一对凸透镜之间，在所述一对凸透镜与所述一对凹透镜的光束路径所涵盖的范围之外形成隐形区间，藉以使所述隐形区间内的物体当从所述凸透镜观看时不被看见。

依照本发明的另一实施例，提供一种光学隐形装置，包含：一第一光学隐形结构，与上述实施例中的光学隐形结构相同；以及一第二光学隐形结构，与上述实施例中的光学隐形结构相同；其中，所述第一光学隐形结构的光轴是与所述第二光学隐形结构的光轴相交，以及所述第一光学隐形结构的凸透镜以及所述第二光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述第一光学隐形结构的凹透镜以及所述第二光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，其中，所述第一光学隐形结构的隐形区间与所述第二光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间，藉以使所述重迭隐形区间内的物体当分别从所述第一光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第二光学隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

依照本发明的又另一实施例，提供一种光学隐形装置，包含：一第一光学隐形结构，与上述实施例中的光学隐形结构相同；以及一第二光学隐形结构，与上述实施例中的光学隐形结构相同；一第三光学隐形结构，与上述实施例中的光学隐形结构相同；其中，所述第一光学隐形结构的光轴与所述第二光学隐形结构的光轴及所述第三光学隐形结构的光轴立体相交，以及所述第一光学隐形结构的凸透镜、所述第二光学隐形结构的凸透镜以及所述第三光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述第一光学隐形结构的凹透镜、所述第二光学隐形结构的凹透镜以及所述第三光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，其中，所述第一光学隐形结构的隐形区间、所述第二光学隐形结构与所述第三光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间，藉以使所述重迭隐形区间内的物体当分别从所述第一光学隐形结构的所述凸透镜、所述第二光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第三光学隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

依照本发明的又另一实施例，提供一种光学隐形装置，包含：N个光学隐形结构，N为大于或等于2的正整数，其中所述N个光学隐形结构的每一个是与上述实施例中的光学隐形结构相同，所述N个光学隐形结构的光轴彼此不平行，所述N个光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述N个光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，所述N个光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间，藉以使所述重迭隐形区间内的物体当分别从所述N个隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

依照本发明的又另一实施例，提供一种光学隐形装置，包含：N个光学隐形结构，N为大于或等于2的正整数，其中所述N个光学隐形结构的每一个是与上述实施例中的光学隐形结构相同，所述N个光学隐形结构的光轴彼此平行，所述N个光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述N个光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，所述N个光学隐形结构的隐形区间彼此相邻，以形成相邻隐形区间，藉以使所述相邻隐形区间内的物体当分别从所述N个光学隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

本发明的其他实施例以及优点可从以下与用以例示本发明原理范例的随附图式相结合的详细说明而更显明白。此外，为了不对本发明造成不必要的混淆，在本说明书中将不再赘述为人所熟知的组件与原理。

附图说明

图1为已知光学隐形结构的示意图；

图2为图1的光学隐形结构的部分视图；

图3为依照本发明的一实施例的光学隐形结构的示意图；

图4为图3的光学隐形结构的部分视图；

图5为依照本发明的另一实施例的光学隐形结构的示意图；

图6A为图5的光学隐形结构的部分视图，以及图6B为图6A的凸透镜的另一配置方式；

图7为依照本发明的又另一实施例的光学隐形结构的示意图；

图8为依照本发明的又另一实施例的光学隐形结构的示意图；

图9-11为依照本发明的实施例的具有不同设置条件的光学隐形结构的示意图；

图12A为依照本发明的一实施例将光学隐形结构应用在隐藏柱的示意图；

图12B为沿着图12A的A-A线的剖面视图；

图12C为图12A的光学隐形结构的隐形效果；

图13A为依照本发明的一实施例将具有矩阵式光学隐形结构的光学隐形装置应用在隐藏柱的示意图；

图13B为沿着图13A的A-A线的剖面视图；

图13C为图13A的光学隐形装置的隐形效果；

图14为依照本发明的另一实施例的光学隐形装置的示意图；

图15A-15C为将图14的光学隐形装置应用在浮空柱的一实施例；

图16A-16C为将图14的光学隐形装置应用在浮空架的一实施例；

图17为依照本发明的又另一实施例的光学隐形装置的示意图；

图18A-18D为依照本发明的又另一实施例的光学隐形装置的示意图。

附图标记说明：

1a-外侧凸透镜；1a'-外侧凸透镜；1b-内侧凸透镜；1b'-内侧凸透镜；1c-光轴；3a凸透镜；3b-凹透镜；3c-光轴；5a-凸透镜；5b-凹透镜；5c-光轴；7a-凸透镜；7b-凹透镜；7c-光轴；9a-凸透镜；9b-凹透镜；9c-光轴；10-光学隐形结构；11a-凸透镜；11b-凹透镜；11c-光轴；11d-隐形区间；13a-凸透镜；13b-凹透镜；13c-光轴；13d-隐形区间；15a-凸透镜；15b-凹透镜；15c-光轴；15d-隐形区间；17a-凸透镜；17b-凹透镜；17c-光轴；17d-隐形区间；18-柱体；19a-凸透镜；19b-凹透镜；19c-光轴；19d-隐形区间；20-柱体；21a-凸透镜；21b-凹透镜；21c-光轴；21d-隐形区间；23a-凸透镜；23b-凹透镜；23c-光轴；25a-凸透镜；25b-凹透镜；25c-光轴；27a-凸透镜；27b-凹透镜；27c-光轴；29a-凸透镜；29b-凹透镜；29c-光轴；30-重迭隐形区间；31-物体；31a-柱部；32-物体；32a-柱部；33a-凸透镜；33b-凹透镜；33c-光轴；35a-凸透镜；35b凹透镜；35c-光轴；37a-凸透镜；37b-凹透镜；37c-光轴；39a-凸透镜；39b-凹透镜；39c-光轴；40-重迭隐形区间；41a-凸透镜；41b-凹透镜；41c-光轴；43a-凸透镜；43b-凹透镜；43c-光轴；45a-凸透镜；45b-凹透镜；45c-光轴；47-重迭隐形区间；100-光学隐形结构；200-光学隐形结构；300-光学隐形结构；400-光学隐形结构；500-光学隐形装置；600-光学隐形装置；700-光学隐形装置；fa-焦距；fb-焦距；fc-焦距；F₁-点；F₂-点；F₃-点；F₄-点；F₅-点；F₆-点。

具体实施方式

虽然本发明是基于图1、2所示的隐形原理，但本发明的技术方案不仅能够克服已知隐形材料的特殊性与成本的问题，而且能够克服图1、2的光学隐形结构的小型化问题。以下将通过随附图式来说明本发明的各种实施例。

图3为依照本发明的一实施例的光学隐形结构100的示意图，而图4为图3的光学隐形结构的部分视图。如图3与图4所示，光学隐形结构100是由一对凸透镜3a以及一对凹透镜3b所构成，该对凹透镜3b是设置在该对凸透镜3a之间。这些凸透镜3a与凹透镜3b是排列在同一光轴3c上。凸透镜3a具有第一焦距fa，而凹透镜3b具有第二焦距fc，其中第一焦距fa>第二焦距fc，以及凸透镜3a与相邻的凹透镜3b的距离为fa－fc。此外，凸透镜的焦点是与相邻的凹透镜的焦点重合，例如位于图3左侧的凸透镜3a与相邻的凹透镜3b的焦点是重合在点F₁上，而位于图3右侧的凸透镜3a与相邻的凹透镜3b的焦点则是重合在点F₂上。

由上述内容可知，图3所示的光学隐形结构100与图1所示的已知光学隐形结构10之间的差异在于：图3的光学隐形结构100是使用凹透镜3b来替代图1的内侧凸透镜1b、1b'。如图1-4所示，使用凹透镜的好处在于：当使用凹透镜3b来替代内侧凸透镜1b、1b'时，外侧透镜与相邻的内侧透镜的距离可由原来的fa+fb缩短为fa－fc，此是有利于使用此种光学隐形结构的物体的小型化。

在本发明的实施例中，凸透镜可例如为双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜、远视眼镜片、菲涅耳(Fresnel)凸透镜或等效于凸透镜的透镜组，而凹透镜可例如为双凹透镜、平凹透镜、凸凹透镜、近视眼镜片、菲涅耳凹透镜或等效于凹透镜的透镜组。此等效于凸透镜的透镜组以及此等效于凹透镜的透镜组可例如为消色差透镜，但不限于此。

图5为依照本发明的另一实施例的光学隐形结构200的示意图，而图6A为图5的光学隐形结构200的部分视图。光学隐形结构200是类似于图3所示的光学隐形结构100，其差异在于：图5的凸透镜5a为菲涅耳凸透镜。如上所述，凸透镜5a与凹透镜5b也是排列在同一光轴5c上，凸透镜5a具有第一焦距fa，凹透镜5b具有第二焦距fc，第一焦距fa＞第二焦距fc，凸透镜5a与相邻的凹透镜5b的距离为fa－fc，凸透镜5a的焦点是与相邻的凹透镜5b的焦点重合。相较于一般透镜，菲涅耳透镜在保有实质相同光学效果的情况下可具有更薄、更轻、材料用量更少等等的特点，因此可进一步缩减光学隐形结构的体积。图6B为图6A的凸透镜5a的另一配置方式，其说明菲涅耳透镜的突起面可朝内或朝外设置。

图7为依照本发明的又另一实施例的光学隐形结构300的示意图。光学隐形结构300是类似于图3所示的光学隐形结构100，其差异在于：图7的凸透镜7a为平凸透镜。如上所述，凸透镜7a与凹透镜7b也是排列在同一光轴7c上。

图8为依照本发明的又另一实施例的光学隐形结构400的示意图。在图8中，光学隐形结构400的凸透镜9a为凹凸透镜(远视眼镜片)，而凹透镜9b为凸凹透镜(近视眼镜片)。如上所述，凸透镜9a与凹透镜9b也是排列在同一光轴9c上。

图9-11为依照本发明的实施例的具有不同设置条件的光学隐形结构的示意图。首先参考图9，在图9所示的实施例中是使用菲涅耳凸透镜来作为凸透镜11a，并且使用约1000°的近视眼镜片来作为凹透镜11b。凸透镜11a与凹透镜11b是排列在同一光轴11c上。凸透镜11a具有30cm的第一焦距fa，而凹透镜11b具有10cm的第二焦距fc，以及凸透镜11a与相邻的凹透镜11b的距离为fa－fc＝20cm。位于图9左侧的凸透镜11a与相邻的凹透镜11b的焦点是重合在点F₃上，而位于图9右侧的凸透镜11a与相邻的凹透镜11b的焦点则是重合在点F₄上。

在图9的实施例中，凹透镜11b例如可为圆形，而凸透镜11a例如可为圆形或正方形。凸透镜11a的光束路径经过会聚(缩小)之后必须能够被凹透镜11b的面积所包含，因此在凸透镜11a的焦距fa：凹透镜11b的焦距fc＝30cm：10cm＝3：1且凹透镜11b具有7cm直径的情况下，若凸透镜11a为圆形时，凸透镜11a的直径≤21cm(7cm×3倍)；若凸透镜11a为正方形时，根据勾股定理，凸透镜11a的边长≤14.8cm≒((7cm×3倍)/)。此外，两个凹透镜11b之间的距离可设定成一任意距离，例如40cm。

因此，在该对凸透镜11a之间，在该对凸透镜11a与该对凹透镜11b的光束路径所涵盖的范围之外可形成隐形区间11d，藉以使隐形区间11d内的物体当从凸透镜11a观看时不被看见。此外，关于菲涅耳透镜，除了在上文中所提及的好处以外，使用菲涅耳透镜的另一个好处为其可被制造成具有大面积，藉以隐藏更多物体。

接着参考图10，在图10所示的实施例中是使用菲涅耳凸透镜来作为凸透镜13a，并且使用约1666°的近视眼镜片来作为凹透镜13b。凸透镜13a与凹透镜13b是排列在同一光轴13c上。凸透镜13a具有12cm的第一焦距fa，而凹透镜13b具有6cm的第二焦距fc，以及凸透镜13a与相邻的凹透镜13b的距离为fa－fc＝6cm。位于图10左侧的凸透镜13a与相邻的凹透镜13b的焦点是重合在点F₆上，而位于图10右侧的凸透镜13a与相邻的凹透镜13b的焦点则是重合在点F₅上。

在图10的实施例中，凹透镜13b例如可为圆形，而凸透镜13a例如可为圆形或正方形。在凸透镜13a的焦距fa：凹透镜13b的焦距fc＝12cm：6cm＝2：1且凹透镜13b具有7cm直径的情况下，若凸透镜13a为圆形时，凸透镜13a的直径≤14cm(7cm×2倍)；若凸透镜13a为正方形时，根据勾股定理，凸透镜13a的边长≤9.8cm≒((7cm×2倍)/)。此外，两个凹透镜13b之间的距离可设定成一任意距离，例如2cm。

因此，在该对凸透镜13a之间，在该对凸透镜13a与该对凹透镜13b的光束路径所涵盖的范围之外可形成隐形区间13d，藉以使隐形区间13d内的物体当从凸透镜11a观看时不被看见。

接着参考图11，在图11所示的实施例中是使用菲涅耳凸透镜来作为凸透镜15a，并且使用短焦凹透镜(或使用菲涅耳凹透镜)来作为凹透镜15b。凸透镜15a与凹透镜15b是排列在同一光轴15c上。凸透镜15a具有8cm的第一焦距fa，而凹透镜15b具有4cm的第二焦距fc，以及凸透镜15a与相邻的凹透镜15b的距离为fa－fc＝4cm。

在图11的实施例中，凸透镜15a与凹透镜15b例如皆可为正方形。在凸透镜15a的焦距fa：凹透镜15b的焦距fc＝8cm：4cm＝2：1且凹透镜15b具有10cm边长的情况下，凸透镜15a的边长可为20cm。此外，两个凹透镜15b之间的距离可设定成一任意距离，例如12cm。

因此，在该对凸透镜15a之间，在该对凸透镜15a与该对凹透镜15b的光束路径所涵盖的范围之外可形成隐形区间15d，藉以使隐形区间15d内的物体当从凸透镜15a观看时不被看见。

图12A为依照本发明的一实施例将光学隐形结构应用在隐藏柱的示意图，以及图12B为沿着图12A的A-A线的剖面视图。如图12A与图12B所示，将具有第一焦距的凸透镜17a覆盖在柱体18(例如建筑物的梁柱等等，但不限于此)的前方中段部位与后方中段部位，并将具有小于第一焦距的第二焦距的凹透镜17b设置在贯穿柱体18的穿孔或通道内。将凸透镜17a与凹透镜17b排列在同一光轴17c上，使凸透镜17a的焦点与相邻的凹透镜17b的焦点重合，其中凸透镜17a与相邻的凹透镜17b之间的距离＝第一焦距－第二焦距。据此，可在此对凸透镜17a之间，在凸透镜17a与凹透镜17b的光束路径所涵盖的范围之外形成隐形区间17d，藉以使隐形区间17d内的柱体18当从凸透镜17a观看时能不被看见。图12C为图12A的光学隐形结构的隐形效果。如图12C所示，当观看者从凸透镜17a观看时，仅能够观看到柱体18的上段部位、下段部位而看不到形成透视隐形区域的中段部位，因此可达到隐藏柱的效果。本实施例可呈现一维光学隐形的效果。

图13A为依照本发明的一实施例将具有矩阵式光学隐形结构的光学隐形装置应用在隐藏柱的示意图，以及图13B为沿着图13A的A-A线的剖面视图。此光学隐形装置可包含N个光学隐形结构，N为大于或等于2的正整数。例如，在本实施例中，N＝4(即，4个光学隐形结构)，但不限于此。这4个光学隐形结构的光轴19c、21c、23c、25c彼此平行(即，彼此不相交)。这4个光学隐形结构的凸透镜19a、21a、23a、25a用以界定此光学隐形装置的边界，以使这4个光学隐形结构的凹透镜19b、21b、23b、25b位于此边界内。

具体而言，如图13A与图13B所示，将具有第一焦距的凸透镜19a、21a、23a、25a覆盖在柱体20(例如建筑物的梁柱等等，但不限于此)的前方中段部位与后方中段部位，并将具有小于第一焦距的第二焦距的凹透镜19b、21b、23b、25b设置在贯穿柱体20的穿孔或通道内。将凸透镜19a与凹透镜19b排列在同一光轴19c上，将凸透镜21a与凹透镜21b排列在同一光轴21c上，将凸透镜23a与凹透镜23b排列在同一光轴23c上，以及将凸透镜25a与凹透镜25b排列在同一光轴25c上。使凸透镜19a的焦点与相邻的凹透镜19b的焦点重合，其中凸透镜19a与相邻的凹透镜19b之间的距离＝第一焦距－第二焦距；同样地，凸透镜21a、23a、25a与相邻的凹透镜21b、23b、25b也是利用上述方式来加以设置。据此，如上所述，可在凸透镜19a、21a、23a、25a与凹透镜19b、21b、23b、25b的光束路径所涵盖的范围之外形成隐形区间(例如图13B中的隐形区间19d、21d)，藉以使隐形区间内的柱体20当从凸透镜19a、21a、23a、25a观看时能不被看见。此外，这些光学隐形结构的隐形区间可彼此相邻，以形成相邻隐形区间，例如位于图13B中间的隐形区间19d、21d可形成相邻隐形区间，藉以使相邻隐形区间内的柱体20当分别从这些光学隐形结构的凸透镜观看时可不被看见。

图13C为图13A的光学隐形装置的隐形效果。如图13C所示，当观看者从凸透镜19a、21a、23a、25a观看时，仅能够观看到柱体20的上段部位、下段部位而看不到形成透视隐形区域的中段部位，因此可达到隐藏柱的效果。

图14为依照本发明的另一实施例的光学隐形装置500的示意图。光学隐形装置500包含第一光学隐形结构以及第二光学隐形结构。第一光学隐形结构包含排列在同一光轴27c上的凸透镜27a与凹透镜27b，凸透镜27a与凹透镜27b符合上述透镜设置关系与条件，例如，凸透镜27a的焦距大于凹透镜27b的焦距、凸透镜27a的焦点是与相邻的凹透镜27b的焦点重合、凸透镜27a与相邻的凹透镜27b之间的距离＝凸透镜27a的焦距－凹透镜27b的焦距等等。第二光学隐形结构包含排列在同一光轴29c上的凸透镜29a与凹透镜29b，凸透镜29a与凹透镜29b符合上述透镜设置关系与条件，例如，凸透镜29a的焦距大于凹透镜29b的焦距、凸透镜29a的焦点是与相邻的凹透镜29b的焦点重合、凸透镜29a与相邻的凹透镜29b之间的距离＝凸透镜29a的焦距－凹透镜29b的焦距等等。第一光学隐形结构的光轴27c是与第二光学隐形结构的光轴29c相交。

第一光学隐形结构的凸透镜27a以及第二光学隐形结构的凸透镜29a用以界定光学隐形装置500的边界，以使第一光学隐形结构的凹透镜27b以及第二光学隐形结构的凹透镜29b位于此边界内。第一光学隐形结构的隐形区间与第二光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间30，藉以使重迭隐形区间30内的物体当分别从第一光学隐形结构的凸透镜27a以及第二光学隐形结构的凸透镜29a观看时能够不被看见。

图15A-15C为将图14的光学隐形装置500应用在浮空柱的一实施例。如图15A-15C所示，通过光学隐形装置500的设置而使物体31(例如展示台等等，但不限于此)的柱部31a位于光学隐形装置500的重迭隐形区间30内。当观看者从光学隐形装置500的凸透镜观看时，仅能够观看到物体31的上段部位、下段部位而看不到形成透视隐形区域的中段部位(也即，观看者看不到位于此中段部位的柱部31a)，因此可达到浮空柱的效果。本实施例可呈现二维光学隐形的效果。

图16A-16C为将图14的光学隐形装置500应用在浮空架的一实施例。如图16A-16C所示，通过光学隐形装置500的设置而使物体32(例如桌子等等，但不限于此)的柱部32a位于光学隐形装置500的重迭隐形区间30内。当观看者从光学隐形装置500的凸透镜观看时，仅能够观看到物体32的上段部位而看不到形成透视隐形区域的下段部位(也即，观看者看不到位于此下段部位的柱部32a)，因此可达到浮空架的效果。

图17为依照本发明的又另一实施例的光学隐形装置600的示意图。光学隐形装置600可包含N个光学隐形结构，N为大于或等于2的正整数。例如，在本实施例中，N＝4(即，4个光学隐形结构)，但不限于此。这4个光学隐形结构的光轴33a、35a、37a、39a彼此不平行(即，彼此相交)。这4个光学隐形结构的凸透镜33a、35a、37a、39a用以界定光学隐形装置600的边界，以使这4个光学隐形结构的凹透镜33b、35b、37b、39b位于此边界内。这4个光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间40，藉以使重迭隐形区间40内的物体当分别从这4个光学隐形结构的凸透镜33a、35a、37a、39a观看时能够不被看见。例如，本实施例可应用在任意偶数多边形物体的隐形设计，并且也可应用在如图15A-15C与图16A-16C所示的浮空柱与浮空架。本实施例也是呈现二维光学隐形的效果。

图18A-18D为依照本发明的又另一实施例的光学隐形装置700的示意图。光学隐形装置700可包含第一光学隐形结构、第二光学隐形结构、以及第三光学隐形结构。第一光学隐形结构包含排列在同一光轴41c上的凸透镜41a与凹透镜41b，凸透镜41a与凹透镜41b符合上述透镜设置关系与条件，例如，凸透镜41a的焦距大于凹透镜41b的焦距、凸透镜41a的焦点是与相邻的凹透镜41b的焦点重合、凸透镜41a与相邻的凹透镜41b之间的距离＝凸透镜41a的焦距－凹透镜41b的焦距等等。第二光学隐形结构包含排列在同一光轴43c上的凸透镜43a与凹透镜43b，凸透镜43a与凹透镜43b符合上述透镜设置关系与条件，例如，凸透镜43a的焦距大于凹透镜43b的焦距、凸透镜43a的焦点是与相邻的凹透镜43b的焦点重合、凸透镜43a与相邻的凹透镜43b之间的距离＝凸透镜43a的焦距－凹透镜43b的焦距等等。第三光学隐形结构包含排列在同一光轴45c上的凸透镜45a与凹透镜45b，凸透镜45a与凹透镜45b符合上述透镜设置关系与条件，例如，凸透镜45a的焦距大于凹透镜45b的焦距、凸透镜45a的焦点是与相邻的凹透镜45b的焦点重合、凸透镜45a与相邻的凹透镜45b之间的距离＝凸透镜45a的焦距－凹透镜45b的焦距等等。

第一光学隐形结构的光轴41c是与第二光学隐形结构的光轴43c及第三光学隐形结构的光轴45c立体相交(three-dimensionally intersect)，举例来说，以图18A为例，位于y轴方向的光轴41c是与位于x轴方向的光轴43c及位于z轴方向的光轴45c相交。第一光学隐形结构的凸透镜41a、第二光学隐形结构的凸透镜43a以及第三光学隐形结构的凸透镜45a用以界定光学隐形装置700的边界，以使第一光学隐形结构的凹透镜41b、第二光学隐形结构的凹透镜43b以及第三光学隐形结构的凹透镜45b位于此边界内。第一光学隐形结构的隐形区间、第二光学隐形结构与第三光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间47，藉以使重迭隐形区间47内的物体当分别从第一光学隐形结构的凸透镜41a、第二光学隐形结构的凸透镜43a以及第三光学隐形结构的凸透镜45a观看时能够不被看见。本实施例可呈现三维光学隐形的效果。

虽然本发明已参考较佳实施例及图式详加说明，但熟习本项技艺者可了解在不离开本发明的精神与范围的情况下，可进行各种修改、变化以及等效替代，然而这些修改、变化以及等效替代仍落入本发明的申请专利范围内。

Claims (25)

1.一种光学隐形结构，包含：

一对凸透镜；及

一对凹透镜，设置在所述一对凸透镜之间，

其中，所述凸透镜的每一个具有第一焦距，所述凹透镜的每一个具有第二焦距，以及所述第一焦距>所述第二焦距，

其中，所述一对凸透镜与所述一对凹透镜是排列在同一光轴上，所述凸透镜的焦点是与相邻的所述凹透镜的焦点重合，以及所述凸透镜与相邻的所述凹透镜之间的距离＝所述第一焦距–所述第二焦距，

其中，在所述一对凸透镜之间，在所述一对凸透镜与所述一对凹透镜的光束路径所涵盖的范围之外形成隐形区间，藉以使所述隐形区间内的物体当从所述凸透镜观看时不被看见。

2.如权利要求1所述的光学隐形结构，其中所述凸透镜为双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜、远视眼镜片、菲涅耳凸透镜或等效于凸透镜的透镜组。

3.如申权利要求2所述的光学隐形结构，其中所述凸透镜为菲涅耳凸透镜。

4.如权利要求1所述的光学隐形结构，其中所述凹透镜为双凹透镜、平凹透镜、凸凹透镜、近视眼镜片、菲涅耳凹透镜或等效于凹透镜的透镜组。

5.如权利要求4所述的光学隐形结构，其中所述凹透镜为菲涅耳凹透镜。

6.一种光学隐形装置，包含：

一第一光学隐形结构，与权利要求1的光学隐形结构相同；及

一第二光学隐形结构，与权利要求1的光学隐形结构相同；

其中，所述第一光学隐形结构的光轴是与所述第二光学隐形结构的光轴相交，以及所述第一光学隐形结构的凸透镜以及所述第二光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述第一光学隐形结构的凹透镜以及所述第二光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，

其中，所述第一光学隐形结构的隐形区间与所述第二光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间，藉以使所述重迭隐形区间内的物体当分别从所述第一光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第二光学隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

7.如权利要求6所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第二光学隐形结构的所述凸透镜为双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜、远视眼镜片、菲涅耳凸透镜或等效于凸透镜的透镜组。

8.如权利要求7所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第二光学隐形结构的所述凸透镜为菲涅耳凸透镜。

9.如权利要求6所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凹透镜以及所述第二光学隐形结构的所述凹透镜为双凹透镜、平凹透镜、凸凹透镜、近视眼镜片、菲涅耳凹透镜或等效于凹透镜的透镜组。

10.如权利要求9所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凹透镜以及所述第二光学隐形结构的所述凹透镜为菲涅耳凹透镜。

11.一种光学隐形装置，包含：

一第一光学隐形结构，与权利要求1的光学隐形结构相同；及

一第二光学隐形结构，与权利要求1的光学隐形结构相同；

一第三光学隐形结构，与权利要求1的光学隐形结构相同；

其中，所述第一光学隐形结构的光轴与所述第二光学隐形结构的光轴及所述第三光学隐形结构的光轴立体相交，以及所述第一光学隐形结构的凸透镜、所述第二光学隐形结构的凸透镜以及所述第三光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述第一光学隐形结构的凹透镜、所述第二光学隐形结构的凹透镜以及所述第三光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，

其中，所述第一光学隐形结构的隐形区间、所述第二光学隐形结构与所述第三光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间，藉以使所述重迭隐形区间内的物体当分别从所述第一光学隐形结构的所述凸透镜、所述第二光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第三光学隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

12.如权利要求11所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凸透镜、第二光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第三光学隐形结构的所述凸透镜为双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜、远视眼镜片、菲涅耳凸透镜或等效于凸透镜的透镜组。

13.如权利要求12所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凸透镜、第二光学隐形结构的所述凸透镜以及所述第三光学隐形结构的所述凸透镜为菲涅耳凸透镜。

14.如权利要求11所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凹透镜、第二光学隐形结构的所述凹透镜以及所述第三光学隐形结构的所述凹透镜为双凹透镜、平凹透镜、凸凹透镜、近视眼镜片、菲涅耳凹透镜或等效于凹透镜的透镜组。

15.如权利要求14所述的光学隐形装置，其中所述第一光学隐形结构的所述凹透镜、第二光学隐形结构的所述凹透镜以及所述第三光学隐形结构的所述凹透镜为菲涅耳凹透镜。

16.一种光学隐形装置，包含：

N个光学隐形结构，N为大于或等于2的正整数，其中所述N个光学隐形结构的每一个是与权利要求1的光学隐形结构相同，

所述N个光学隐形结构的光轴彼此不平行，

所述N个光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述N个光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，

所述N个光学隐形结构的隐形区间部分地重迭以形成重迭隐形区间，藉以使所述重迭隐形区间内的物体当分别从所述N个光学隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

17.如权利要求16所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凸透镜为双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜、远视眼镜片、菲涅耳凸透镜或等效于凸透镜的透镜组。

18.如权利要求17所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凸透镜为菲涅耳凸透镜。

19.如权利要求16所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凹透镜为双凹透镜、平凹透镜、凸凹透镜、近视眼镜片、菲涅耳凹透镜或等效于凹透镜的透镜组。

20.如权利要求19所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凹透镜为菲涅耳凹透镜。

21.一种光学隐形装置，包含：

N个光学隐形结构，N为大于或等于2的正整数，其中所述N个光学隐形结构的每一个是与权利要求1的光学隐形结构相同，

所述N个光学隐形结构的光轴彼此平行，

所述N个光学隐形结构的凸透镜用以界定所述光学隐形装置的边界，以使所述N个光学隐形结构的凹透镜位于所述边界内，

所述N个光学隐形结构的隐形区间彼此相邻，以形成相邻隐形区间，藉以使所述相邻隐形区间内的物体当分别从所述N个隐形结构的所述凸透镜观看时不被看见。

22.如权利要求21所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凸透镜为双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜、远视眼镜片、菲涅耳凸透镜或等效于凸透镜的透镜组。

23.如权利要求22所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凸透镜为菲涅耳凸透镜。

24.如权利要求21所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凹透镜为双凹透镜、平凹透镜、凸凹透镜、近视眼镜片、菲涅耳凹透镜或等效于凹透镜的透镜组。

25.如权利要求24所述的光学隐形装置，其中所述N个光学隐形结构的所述凹透镜为菲涅耳凹透镜。