CN201340482Y - 隐形技术装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隐形技术，旨在提供一种实现低分辨率变色隐形技术装置，尤其是可见光范围的变色隐形技术。其技术方案要点是所述装置由传感器与发光装置、颜色分析或数据处理装置、发光或反光的光学器件、及其他外围部件所构成；传感器或图像输入装置用于接收周围环境主体色光或图像，颜色分析或数据处理装置用于对传感数据进行分析和变换；发光或反光的光学器件用于发出周围环境主体色光或图像；而实现隐形和变色的效果。其实用范围主要是玩具和娱乐、广告等产品。特别是将本隐形装置应用到玩具上所产生的奇幻变色隐形效果，会对儿童产生强烈的好奇心和启发其科学兴趣和思路，激发儿童的想像力。

Description

隐形技术装置

技术领域

本实用新型涉及一种隐形技术装置与方法，尤其是可见光范围的变色隐形技术。

背景技术

纵观历史以来的隐形技术，应该说唯一比较成功和实用的是微波范围的隐形技术。例如反雷达的隐形飞机。这种隐形飞机是利用可以吸收雷达发射电磁波的表面涂层来达到隐形目的的。

在可见光范围的隐形技术装置，我在资料上并未发现成功和实用的隐形装置。以我所了解的视觉隐形装置大多采用以下几种方法：

1、摄像头和显示器法：详见视觉隐形技术，申请号200610087509.x  公开号CN 1975316A  公开日2007年6月6日。

2、光纤导光法：详见一种隐形技术隐身衣，申请号200610018150.0  公开号CN 1904655A  公开日2007年1月31日。

3、其他方式的导光法：人之所以能看到物体，是因为物体阻挡了光的通过，人们的眼睛看到了被折射的光波，也就看到了物体。如果在物体表面包上一种材料，能引导被物体阻挡的光波“绕着走”，那么光线就似乎没有受到任何阻挡。观察者看不到光波折射，物体就似乎变得“不存在”了，也就实现了视觉隐形。

4、强大引力弯光法。

发明内容

隐形技术一直是人们的梦想。以我个人的知识结构和经验来判断，这个梦想的最终实现还将是一个比较漫长的过程。但终将会实现。

人们要想实现视觉隐形却不能模仿微波雷达隐形。即使拥有吸收光线的物质也无法实现隐形，因为我们将看到它是黑色的而不是隐形的，我们无法看到物体后的背景。

实际上人们通常要实现隐形，并非隐藏形状，而是骗过人眼睛的分辨力。看不到隐形物体能看到背景，这个物体便隐形了。

1、摄像头和显示器法：现阶段无法实现高分辨率隐形有以下几点障碍：1、现阶段还没有可以以假乱真的高分辨率显示器和摄像设备。实现高分辨率隐形依托于此技术的成熟。2、只能实现特定角度或一个平面的隐形无法实现立体隐形。无法实现无缝连接。3、柔性显示器并不成熟。

2、光纤导光法：现阶段无法实现高分辨率隐形有以下几点障碍：1、现阶段还没有可以以假乱真的高分辨率光纤显示器。2、要实现立体高分辨率隐形结构非常复杂。3、只能使物体在远处看是隐身的。4、只能使物体在静态看是隐身的，对于运动的物体实现隐身很不容易。

3、其他方式的导光法：现阶段无法实现高分辨率隐形障碍之一还没有找到有效的导光材料。

4、强大引力弯光法：现阶段无法实现高分辨率隐形有以下几点障碍：1、强大引力不容易实现。2、即使实现了强大引力隐形的意义也不大，因为所有靠近它的物体都会被它吸引。

综上所述在一定时期内不容易实现高分辨率隐形，即使可以实现其实用也是相当困难的。当然不排除用新的方法解决此问题的可能性。本发明绕开以上困难，主要研究方向定在低分辨率隐形或变色隐形。其实用范围主要是玩具和娱乐、广告、饰品等产品。在此范围隐形技术则更为实用一些。以前的发明与实用新型中并未见有涉及此范围用途的装置和方法。但并不局限于此范围。

1、所要解决的技术问题

本实用新型巧妙的绕过原有技术的技术障碍与不足。提供一种在物体上实现较低分辨率隐形或变色隐形的装置和方法。

为了解决上述的技术问题本实用新型采用下述技术方案。

2、技术方案

本实用新型包括：传感器与发光装置或图像输入装置、颜色分析或数据处理装置、发光或反光的光学器件或图像输出装置、及其他外围部件。

传感器或图像输入装置将周围环境主体色光或图像接收后，输入到颜色分析或数据处理装置进行分析和变换。将结果输送到发光或反光的光学器件或图像输出装置，使其发出周围环境主体色光或图像。或将其都集成于一个发光管或激光管中，包括立体显示效果，从而实现隐形目的。

技术方案一、由发光装置发出红绿蓝三色光或白光照射到周围物体，反射回的光经颜色传感器接收或直接接收颜色传感器信号，并将信号传输给放大电路放大整形后输入单片机或计算机进行数据处理。单片机或计算机将数据结果输送给放大电路或功放电路，驱动发光器件或反光器件发出或反射与周围环境相同或近似的光，包括光的亮度和色彩。

技术方案二、由传感器被动或主动接收周围环境或物体所发出的光，并将信号传输给放大电路放大和调谐电路，调整好白平衡和色光比例后输送给放大电路或功放电路。驱动发光器件或反光器件，发出或反射与周围环境相同或近似亮度和色彩的光。

技术方案三、由发光装置发出红绿蓝三色光或白光照射到光纤中，光纤传出的光照射到周围物体，反射回的光经颜色传感器接收，并将信号传输给放大电路放大整形后输入单片机进行数据处理。单片机将数据结果输送给放大电路或功放电路驱动发光器件或反光器件发出的光射入光纤中，光纤传出的光与周围环境相同或近似亮度和色彩的光。

技术方案四、由发光装置发出红绿蓝三色光或白光照射到周围物体，反射回的光经颜色传感器接收或直接接收颜色传感器信号，并将信号传输给放大电路放大整形后输入调谐电路进行数据处理。调谐电路将数据结果输送给放大电路或功放电路驱动发光器件或反光器件，发出或反射与周围环境相同或近似的光，包括光的亮度和色彩。

技术方案五、将传感器与发光装置或图像输入装置、颜色分析或数据处理装置、发光或反光的光学器件或图像输出装置、及其他外围部件都集成于一个发光管或激光管中，从而实现隐形。

技术方案六、由传感器或图像输入装置将环境中物体的主体色光或图像接收后，输入到颜色分析或数据处理装置进行分析和变换。将结果输送到发光或反光的光学器件或图像输出装置，使其发出环境中物体的主体色光或图像。或将其都集成于一个发光管或激光管中，包括立体显示效果，从而实现隐形目的。

技术方案七、由传感器或图像输入装置将周围环境主体色光或图像接收后，输入到颜色分析或数据处理装置进行分析和变换。将结果输送到驱动执行装置电动机、液压、气压、液泵等控制，驱动执行装置控制反光的光学器件或图像输出装置或各种颜色。表层如板、布料、液体染料等变化颜色或简单图像。使其反射周围环境主体自然光或灯光等色光或图像。从而实现隐形目的。

技术方案八、传感器与发光装置或图像输入装置将周围环境主体色光或图像接收后，输入到颜色分析或数据处理装置进行分析和变换。将结果输送到发光或反光的光学器件或图像输出装置，使其发出与周围环境完全相反的主体色光或图像。或将其都集成于一个发光管或激光管中，包括立体显示效果，从而实现高对比度显示隐形物体的效果使人们更容易发现和找到隐形物体。

3、有益效果

由于采用上述技术方案，本实用新型提供的隐形技术装置具有这样的有益效果。

隐藏物体形状，通过改变颜色或图像，骗过人眼睛的分辨力。使人看不到或看不清隐形物体，能看到背景图像或与背景相同的颜色，这个物体便隐形了。使人产生物体隐形的错觉。

一、本隐形装置会随着周围的主体颜色的主色调而使其自身也发出或反射这种光。简单的说就是产生类似变色龙的隐身效果。特别是将本隐形装置应用到玩具上所产生的奇幻变色隐形效果，会对儿童产生强烈的好奇心和启发其科学兴趣和思路。例如将一个装有本隐形装置的玩具坦克放在草丛中，玩具坦克就会发出绿光，在合适的光线和距离的情况下不易发现坦克，或产生玩具坦克消失的感觉。产生奇幻的隐形效果，激发儿童的想像力。

二、另一种形式是本隐形装置所围成的空间或背景，在其中放入物体。空间总体的颜色会随着这个物体而改变，使人不易分清物体和背景。

三、使其发出与周围环境完全相反的主体色光或图像。从而实现高对比度显示隐形物体的效果使人们更容易发现和找到隐形物体的效果。要形成完美的隐形效果必须得在适宜的环境光线、气氛和适宜的距离和视觉角度下，满足这样的条件会使显示隐形的效果更佳。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的电路流程方框图。

图2是本实用新型实施例2的电路流程方框图。

图3是本实用新型隐形变色装置示意图。

图4、是本实用新型隐形变色装置结构图。

图中：白光二极管1 颜色传感器2 周围物体3 变色装置发光组件4 外壳5

图5、是本实用新型隐形变色装置发光组件结构图。

图6、是本实用新型隐形变色装置发光组件示意图。

图7、颜色传感器流程图。

图8、一种颜色传感器电路原理图。

图9、颜色识别电路示意简图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1、

为了更深入的了解本实施例，下面进一步的介绍颜色识别的现有技术和一些颜色识别传感器的现有技术。

(1)三原色的感应原理。通常所看到的物体颜色，实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的，也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红R、黄Y、绿G、青V、蓝B、紫P)。根据德国物理学家赫姆霍兹Helinholtz的三原色理论可知，各种颜色是由不同比例的三原色红、绿、蓝混合而成的。

(2)识别颜色的原理

由三原色感应原理可知，如果知道构成各种颜色的三原色的值，就能够知道所测试物体的颜色。当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其他原色的通过。例如：当选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色和绿色都被阻止，这样就可以得到红色光的光强；同理，选择其他的滤波器，就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个值，就可以分析投射到传感器上的光的颜色。

(3)白平衡和颜色识别原理

白平衡就是告诉系统什么是白色。从理论上讲，白色是由等量的红色、绿色和蓝色混合而成的；但实际上，白色中的三原色并不完全相等，并且对于光传感器来说，它对这三种基本色的敏感性是不相同的，导致传感器的RGB输出并不相等，因此在测试前必须进行白平衡调整，使得传感器对所检测的“白色”中的三原色是相等的。进行白平衡调整是为后续的颜色识别作准备。在本装置中，白平衡调整的具体步骤和方法如下：在传感器的上方放置一个白色的光源，使入射光能够照射到传感器上；根据前面所介绍的方法，依次选通红色、绿色和蓝色滤波器，分别测得红色、绿色和蓝色的值，然后就可计算出需要的3个调整参数。

在现有技术中颜色识别传感器有很多，比如有Avago，小尺寸的ADJD-S311数字色彩传感器、Hamamatsu公司3色传感器S5705、SICK CVS2颜色视觉传感器、四川火狐公司MTCSiCT系列颜色传感器、TCS230等。

此实施例选用的是TCS230。TCS230采用8引脚的SOIC表面贴装式封装，在单一芯片上集成有64个光电二极管。这些二极管共分为四种类型。其中16个光电二极管带有红色滤波器；16个光电二极管带有绿色滤波器；16个光电二极管带有蓝色滤波器；其余16个不带有任何滤波器，可以透过全部的光信息。这些光电二极管在芯片内是交叉排列的，能够最大限度地减少入射光辐射的不均匀性，从而增加颜色识别的精确度；另一方面，相同颜色的16个光电二极管是并联连接的，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。工作时，通过两个可编程的引脚来动态选择所需要的滤波器。该传感器的典型输出频率范围从2Hz~500kHz，用户还可以通过两个可编程引脚来选择100％、20％或2％的输出比例因子，或电源关断模式。输出比例因子使传感器的输出能够适应不同的测量范围，提高了它的适应能力。例如，当使用低速的频率计数器时，就可以选择小的定标值，使TCS230的输出频率和计数器相匹配。当入射光投射到TCS230上时，通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤波器；经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波占空比是50％，不同的颜色和光强对应不同频率的方波；还可以通过输出定标控制引脚S0、S1，选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求。

隐形装置的变色系统主要是由电路系统来完成。隐形变色电路系统主要由颜色识别电路、数据处理电路、颜色显示电路等组成。

颜色识别电路

基于上述分析，采用89C51和TCS230设计了一个颜色识别装置。该装置具有结构简单、识别精度和效率高的特点，并且能够和上位机通信，以将识别的结果实时传送给上位机。用89C51的P1口的几个引脚来控制TCS230的各个控制引脚，而TCS230的输出引脚被连接到89C51的定时器/计数器1的输入端(P3.5)。设置89C51定时器/计数器为相应的工作方式，初始化89C51定时器为一个定值，再选择TCS230的输出比例因子，并使能输出引脚。实际使用中通过读取89C51计数器的值，就可以分别计算出TCS230的三种输出频率，进而确定R、G、B值及颜色。

数据处理电路

将颜色识别电路确定的R、G、B值及颜色由单片机进一步处理，并通过数模转换电路输出相应的电压到颜色显示驱动电路。

颜色显示电路

由显示驱动电路的电压放大电路和功率放大电路驱动三组红、绿、蓝发光二极管等发光显示装置发出相应的光。

电路流程

单片机输出一个信号驱动白光二极管发出短暂的测试光，测试光照射到周围物体反射回物体颜色光。颜色传感器检测到这个信号，将其输入到单片机中，单片机参照白平衡的数值将几个传感器检测的数值去除干扰并取其平均值。将这个数值输入数模转换电路输出模拟值，驱动放大电路，使三组红、绿、蓝发光二极管发出相应数值的光，从而实现变色隐形。数据处理过程包括处理杂光或简单的智能识别、隐形反应时间的恰当调整等使其隐形效果更好。也可将此隐形装置加一个附加功能利用遥控或声控信号或时控信号输入单片机，对照白平衡参数使三组三原色发光二极管发出与周围颜色完全相反的颜色光，使人们易于发现隐形物体。在大型的隐形装置中也可将数据输入到上位机中进行大数据量的复杂智能识别的图像处理。此实施例的优点是电路适应性强、可通过软件进行升级。隐形效果好、功能强。

实施例2、

由三组三原色发光二极管或一组白光发光二极管照射到周围物体反射回物体颜色光。反射回的光被加有红绿蓝三色滤光片的三组光敏电阻或光敏二极管接收。将光敏电阻得到的信号经过运算放大器放大，并经过三个可变电阻对三个运算放大器的放大倍数的调节从而调节白平衡。经放大的信号驱动三组三原色发光二极管使其发出对应的光，使物体变色隐形。也可用三个三极管放大电路。此实施例的优点是电路简单。

实施例3、

由白光发光二极管照射到光纤中，光纤传出的光照射到周围物体，反射回的光经光纤传回，被颜色传感器接收。并将信号传输给放大电路放大整形后输入单片机进行数据处理。单片机将数据结果输送给放大电路和功放电路驱动三组红绿蓝发光二极管发出的光射入一束光纤中，光纤传出与周围环境相同亮度和色彩的光。此实施例通过光纤来导光，光纤绕过中间需隐形的物体。比较复杂，但隐形效果比姣好，显示效果比较特殊。

实施例4、将变色隐形电路都集成于一个发光管中。接受环境光并发出与环境光相同的光。可以是一组隐形发光管。此实施例优点是结构简单灵活，是实现变色隐形最佳方案。

实施例5、

在隐形装置中放入物体，隐形装置随放入物体的颜色而改变。例如在一装有隐形装置的室内，电路同实施例1。驱动电路为继电器或可控硅。发光装置可以是彩灯或彩色日光灯。当你置身于其中时，三原色日光灯组成的整体颜色将变成和你衣服一样的颜色。当别人看你或你看镜子中的自己时会有隐身或看不清你身影的感觉。三原色日光灯组成的整体颜色光也可只投射于一个特定的空间范围内。此实施例特点是置身于隐形装置其中的物体有隐形的效果。这是低分辨率的变色隐形，隐形的具体效果视具体环境、距离等条件而不同。

实施例6、

电路同实施例1、2。驱动电路为继电器或可控硅或专用驱动电路。驱动执行装置如电动机、液压、气压、液泵等控制各种颜色主要是三原色，表层如板、布料、液体染料等变化颜色或简单图像。使其反射周围环境主体自然光或灯光等色光或图像。从而实现隐形目的。例如在一个春意盎然的树林中，电路检测环境主体色为绿色。电路驱动三个装有三原色的液泵，泵出绿色液体染料到物体表面的排管中。使整个物体显示绿色与周围的绿色树林融为一体，不易发现。而且此物体可移动并快速变换颜色。此实施例的特点是变色龙的雏形，在阳光下可实现变色的低分辨率隐形。此发明想法于十年前，今日终落于笔下。唯吾首发，为不失时机，不求完美。望日后发奋，予人幸福，和谐于奇。

实施例1、2为主体电路。实施例3、4、5为主动发光变色隐形。实施例6为反光变色隐形。其适用范围更为广泛。

Claims (9)

1、一种隐形技术装置，其特征在于，所述装置由传感器与发光装置或图像输入装置、颜色分析或数据处理装置、发光或反光的光学器件或图像输出装置、及其他外围部件所构成，传感器或图像输入装置用于接收周围环境主体色光或图像，颜色分析或数据处理装置用于对传感数据进行分析和变换；发光或反光的光学器件或图像输出装置用于发出周围环境主体色光或图像；或将其都集成于一个发光管或激光管中，包括立体显示效果。

2、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，所述装置发光装置用于发出红绿蓝三色光或白光照射到周围物体，反射回的光经颜色传感器接收或直接接收颜色传感器信号，并将信号传输给放大电路放大整形后输入单片机或计算机进行数据处理，单片机或计算机将数据结果输送给放大电路或功放电路驱动发光器件或反光器件发出或反射与周围环境相同或近似的光，包括光的亮度和色彩。

3、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，所述装置由传感器用于被动或主动接收周围环境或物体所发出的光，并将信号传输给放大电路放大和调谐电路调整好白平衡和色光比例后输送给放大电路或功放电路；驱动发光器件或反光器件发出或反射与周围环境相同或近似亮度和色彩的光。

4、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，所述装置由发光装置发出红绿蓝三色光或白光照射到光纤中，光纤传出的光照射到周围物体，反射回的光经颜色传感器接收，并将信号传输给放大电路放大整形后输入单片机进行数据处理；单片机将数据结果输送给放大电路或功放电路驱动发光器件或反光器件发出的光射入光纤中，光纤传出的光与周围环境相同或近似亮度和色彩的光。

5、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，所述装置由发光装置发出红绿蓝三色光或白光照射到周围物体，反射回的光经颜色传感器接收或直接接收颜色传感器信号，并将信号传输给放大电路放大整形后输入调谐电路进行数据处理；调谐电路将数据结果输送给放大电路或功放电路驱动发光器件或反光器件发出或反射与周围环境相同或近似的光，包括光的亮度和色彩。

6、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，所述装置将传感器与发光装置或图像输入装置、颜色分析或数据处理装置、发光或反光的光学器件或图像输出装置及其他外围部件都集成于一个发光管或激光管中。

7、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，所述装置传感器或图像输入装置用于将环境中物体的主体色光或图像接收，输入到颜色分析或数据处理装置进行分析和变换；将结果输送到发光或反光的光学器件或图像输出装置，使其发出环境中物体的主体色光或图像，或将其都集成于一个发光管或激光管中，包括立体显示效果，由上述部件组合构成隐形装置。

8、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，传感器或图像输入装置用于接收周围环境主体色光或图像，输入到颜色分析或数据处理装置进行分析和变换；将结果输送到驱动执行装置如电动机、液压、气压、液泵等控制，驱动执行装置控制反光的光学器件或图像输出装置或各种颜色，表层如板、布料、液体染料等变化颜色或简单图像，使其反射周围环境主体自然光或灯光等色光或图像。

9、根据权利1所述的隐形技术装置，其特征是，所述装置由传感器与发光装置或图像输入装置将周围环境主体色光或图像接收后，输入到颜色分析或数据处理装置进行分析和变换；将结果输送到发光或反光的光学器件或图像输出装置，使其发出与周围环境完全相反的主体色光或图像，或将其都集成于一个发光管或激光管中，包括立体显示效果，从而实现高对比度显示隐形物体的效果使人们更容易发现和找到隐形物体。

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