CN103912186B - 一种隐形窗框 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隐形窗框，所示隐形窗框包含4个抛物线曲面镜和2个平面镜，所述4个抛物线曲面镜依次相连成菱形，所述4个抛物线曲面镜为述抛物线状，所示2个平面镜位于所述抛物线的焦点上且与入射光线平行。本发明结构简单，仅需要4个抛物线曲面镜和2个平面镜即可，不需要特殊材料，适合大规模应用；有效的解决了因窗框引起的视觉阻碍，消除视觉盲区，使景观连续、完整；作为汽车窗框时，能够有效减少因视觉阻碍产生的交通事故。

Description

一种隐形窗框
技术领域
本发明涉及一种窗框，尤其涉及一种隐形窗框。
背景技术
现有窗户大多通过窗框将玻璃固定在墙壁上，窗框多为木制或合金等材料制成。窗框的存在阻碍了人们的视线，影响到人们对景物的欣赏。汽车前挡风玻璃和汽车侧面玻璃之间也有窗框存在，窗框所形成的视觉盲区不仅阻碍了人们的视线，甚至可能引起交通事故。
为了解决上述问题，需要将窗框隐藏起来。一般地，非透明材质物体后方的物品发出的可见光，会被物体散射而不能穿过物体，因此，我们不能直接观察到后方的物品。理想的隐身技术，可以使可见光绕过被隐身的物体，并在物体的另一边按照原来的路径出射，物体后面的背景或者其它物品就不会被遮挡住了。
公开号为CN203117533U的中国实用新型专利公开了一种柱状电磁波隐身器件。它包括六个第一介质单元和六个第二介质单元，第一、第二介质单元对入射的电磁波是透明的，第一介质单元的折射率大于第二介质单元的折射率，第一介质单元为横截面呈等腰三角形的柱体，第二介质单元或为横截面呈等腰三角形的柱体、或为横截面呈等腰梯形的柱体；每两个相邻的第一介质单元之间设有一个第二介质单元，相邻的第二侧壁和第一侧壁相对，各第三侧壁面向隐身区域；当第二介质单元的横截面呈等腰三角形时，各第四侧壁向背景介质；当第二介质单元的横截面呈等腰梯形时，各第六侧壁面向背景介质且各第七侧壁面向隐身区域。该实用新型有六个方向的隐身效果，对电磁波极化方向不敏感，适用整个电磁波段。但是，该实用新型使用的技术比较复杂，对介质有特殊要求，成本高，很难大规模的推广应用。
因此，研发一种可以大规模推广应用的隐形窗框成为本领域的研发重点。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种隐形窗框。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种隐形窗框，包含4个抛物线曲面镜和2个平面镜，所述4个抛物线曲面镜依次相连成菱形，所示2个平面镜位于所述抛物线的焦点上且与入射光线平行。
优选地，所述4个抛物线曲面镜的函数分别为：
(y-12.6)2＝-16(x-4)(其中，0≤y≤4.6)………………(1)
(y-12.6)2＝16(x+4)(其中，0≤y≤4.6)………………(2)
(y+12.6)2＝-16(x-4)(其中，-4.6≤y≤0)………………(3)
(y+12.6)2＝16(x+4)(其中，-4.6≤y≤0)………………(4)
所述2个平面镜分别经过点(0，12.6)和点(0，-12.6)，并平行于X轴。
优选地，所述隐形窗框还包括普通窗框，所述普通窗框位于所述4个抛物线曲面镜依次相连成菱形内。
优选地，所述普通窗框为圆柱。
优选地，所述普通窗框为棱柱。
与现有技术相比，本发明有益效果显著，具体具有如下有益效果：
(1)平行光线经过抛物线曲面镜反射后汇集到一点，再反射到抛物线曲面镜后形成平行光线；不同位置光线的反射点是相同，反射次数更少，图像更清晰，成本更低；
(2)本发明结构简单，仅需要4个抛物线曲面镜和2个平面镜即可，不需要特殊材料，适合大规模应用；
(3)有效的解决了因窗框引起的视觉阻碍，消除视觉盲区，使景观连续、完整；作为汽车窗框时，能够有效减少因视觉阻碍产生的交通事故。
附图说明
图1为本发明隐形窗框的结构示意图。
图2为本发明隐形窗框的光线反射线路图。
图3为本发明隐形窗框的抛物线推导过程步骤(a)中曲线的示意图。
图4为图3所示曲线的光线汇聚示意图。
图5为本发明隐形窗框的抛物线推导过程步骤(b)中曲线的示意图。
图6为本发明隐形窗框的抛物线推导过程步骤(c)中曲线的示意图。
图7为本发明隐形窗框的抛物线推导过程步骤(d)中曲线的示意图。
图8为本发明隐形窗框的抛物线推导过程步骤(e)中曲线的示意图。
图9为图8所示曲线的光线传播示意图。
图10为图8所示曲线的可视及隐藏区域示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图做进一步说明。
如图1所示，一种隐形窗框，包含4个抛物线曲面镜和2个平面镜，所述4个抛物线曲面镜依次相连成菱形，所述2个平面镜水平放置于所述抛物线的焦点上，且与入射光线平行。如图2所示，光线照射到内凹的抛物线曲面镜M1上，经过抛物线曲面镜M1反射后到达平面镜N1，光线又被反射到达内凹的抛物线曲面镜M2上，再经抛物线曲面镜M2反射后可视。同理，照射在内凹的抛物线曲面镜M4上的光线同样经过平面镜N2和内凹的抛物线曲面镜M3的反射后可视。
抛物线是指平面内到一个定点(焦点)和一条定直线(准线)距离相等的点的轨迹。因此，平行光线照射到任何抛物线上都会反射到其焦点上。为说明4个抛物线曲面镜的精确形状和2个平面镜的位置，下面通过一个平面坐标系来进行说明。
(a)如图3所示，建立一个XY直角坐标系，其中包含一段抛物线：
y2＝-16x(其中，-12.6≤y≤0)……………(5)
这段抛物线焦点的坐标是(-4,0)。如图4所示，平行于X轴的光线经过这段抛物线镜面反射后，会汇集到焦点(-4,0)处。
(b)将式(5)所示的抛物线向+X方向移动4个单位，并选用其中的一部分，得到如图5所示的曲线，其焦点的坐标变为(0，0)，其曲线方程为：
y2＝-16(x-4)(其中，-12.6≤y≤-8)………………(6)
(c)再把式(6)所示的曲线沿+Y方向移动12.6个单位，得到如图6所示的，其焦点变为(0,12.6)，其曲线的方程为：
(y-12.6)2＝-16(x-4)(其中，0≤y≤4.6)………………(7)
(d)式(7)所示的曲线沿Y轴的对称曲线的焦点同样为(0,12.6)，该曲线如图7所示，其曲线方程为：
(y-12.6)2＝16(x+4)(其中，0≤y≤4.6)………………(8)
(e)由方程(7)和方程(8)所示的抛物线曲面镜，以及在焦点(0,12.6)处的平行于X轴的一个平面镜，可以组成图8所示镜面组。如图8所示，2个抛物线曲面镜分别标记为M1和M2，平面镜标记为N1。
这个镜面组有一个特点，如图2所示：沿+X方向入射的光线，先后经过M1、N1和M2反射后，沿+X方向出射，且入射光线和出射光线所在的直线重合。因此，在镜面M1、M2及X轴包容的空间中，即图9所示的斜线区域内的物体就不会阻碍平行于X轴光线的传播了。
如图10所示，镜面组M1、M2和N1，可以分成A区和B区2个部分：A区的光线可以沿+X方向直接传播；B区的光线，经过反射后不受斜线区域的妨碍沿+X方向传播，即斜线区域被“隐身”了。
(f)现在构造一个如图1所示的由抛物线镜面M1、M2、M3、M4和平面镜N1和N2组成的镜面组，可以实现“隐身”斜线区域的效果。其中M1、M2、M3、M4的方程如下：
M1：(y-12.6)2＝-16(x-4)(其中，0≤y≤4.6)………………(1)
M2：(y-12.6)2＝16(x+4)(其中，0≤y≤4.6)………………(2)
M3：(y+12.6)2＝-16(x-4)(其中，-4.6≤y≤0)………………(3)
M4：(y+12.6)2＝16(x+4)(其中，-4.6≤y≤0)………………(4)
N1：经过点(0，12.6)，并平行于X轴，
N2：经过(0，-12.6)，并平行于X轴。
原点的坐标在4个抛物线镜面组成的菱形的中心上，X轴与入射光线平行，Y轴与入射光线垂直。
作为本发明的一种优选实施方式，所述隐形窗框还包括普通窗框，所述普通窗框位于所述4个抛物线曲面镜依次相连成菱形内。优选地，所述普通窗框为圆柱。所述4个抛物线曲面镜围成的空间即为普通窗框的最大尺寸。当然，也可以根据窗框的尺寸来设计曲面所需的抛物线函数。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种隐形窗框，其特征在于：包含4个抛物线曲面镜和2个平面镜，所述4个抛物线曲面镜依次相连成菱形，所示2个平面镜位于所述抛物线的焦点上；
所述4个抛物线曲面镜的函数分别为：
(y-12.6)2＝-16(x-4)(其中，0≤y≤4.6)
(y-12.6)2＝16(x+4)(其中，0≤y≤4.6)
(y+12.6)2＝-16(x-4)(其中，-4.6≤y≤0)
(y+12.6)2＝16(x+4)(其中，-4.6≤y≤0)，
所述2个平面镜分别经过点(0，12.6)和点(0，-12.6)，并平行于X轴。
2.根据权利要求1所述的隐形窗框，其特征在于：所述隐形窗框还包括普通窗框，所述普通窗框位于所述4个抛物线曲面镜依次相连成菱形内。
3.根据权利要求2所述的隐形窗框，其特征在于：所述普通窗框为圆柱。
4.根据权利要求2所述的隐形窗框，其特征在于：所述普通窗框为棱柱。
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