JP6989454B2 - ハーフレンズおよび平面ミラーを備えたクローキングデバイスおよびこれを含むビークル - Google Patents

ハーフレンズおよび平面ミラーを備えたクローキングデバイスおよびこれを含むビークル Download PDF

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Description

技術分野
本明細書は、概して、物体が透明に見えるようにするための装置および方法に関し、より具体的には、ビークル（自動車、乗り物、輸送体）のピラー用のクローキングデバイスおよびビークルのピラーを透明に見えるようにするための方法に関する。
背景
ビークルのピラーを透明にすると考えられるクローキングデバイスについての研究が公表されている。このような研究は、ビークルの乗員が見掛け上、ビークルピラーを通して「見る」ことができるようにし、これによってビークル内の死角を減少させるためにメタマテリアルを使用すること、または表示スクリーンと組み合わせてビデオカメラを使用することを開示している。しかしながら、メタマテリアルおよびビデオ技術は、複雑な材料設計および設備を使用する。
したがって、ビークルのピラーを透明にすると考えられる代替的なデバイスに対するニーズが存在する。
概要
一実施形態において、クローキングデバイスは、物体サイド、画像サイド、物体サイドと画像サイドの間の被クローキング領域（または、クローキングされた領域）、および物体サイドから画像サイドまで延在する基準光学軸を含む。物体サイドハーフレンズと画像サイドハーフレンズが含まれている。この物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズは、各々が内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含んでいる。内向き表面および外向き凸状表面は厚端部と薄端部の間に延在している。物体サイドハーフレンズと画像サイドハーフレンズの間に位置付けされた平面反射境界が含まれている。平面反射境界は、基準光学軸と平行に配向された内向きミラー表面を含む。クローキングデバイスの物体サイドに位置付けされ被クローキング領域により視認不能化された物体からの光は、物体サイドハーフレンズ、平面反射境界および画像サイドハーフレンズにより被クローキング領域の周りに方向変換されてクローキングデバイスの画像サイドに物体の画像を形成し、こうして物体からの光が被クローキング領域を通過したようにみえる。一実施形態において、物体サイドおよび画像サイドハーフレンズの薄端部は、基準光学軸に対して近位に位置付けされ、物体サイドおよび画像サイドハーフレンズの厚端部は、基準光学軸に対して遠位に位置付けされている。同様に、平面反射境界の内向きミラー表面は、物体サイドハーフレンズの焦点に位置付けされていてよい。物体サイドハーフレンズは、クローキングデバイスの物体サイドに位置付けされた物体からの光を平面反射境界の内向きミラー表面上に集束させるように配向されており、平面反射境界の内向きミラー表面は、物体サイドハーフレンズから画像サイドハーフレンズまで光を反射するように配向されている。画像サイドハーフレンズは、平面反射境界の内向きミラー表面からの光を集束させて、クローキングデバイスの画像サイドに物体の画像を形成するように配向されている。
別の実施形態において、クローキングデバイスアセンブリは、物体サイド、画像サイド、被クローキング領域、被クローキング領域内部に位置付けされた被クローキング部材（または、クローキングされた部材）および物体サイドから画像サイドまで延在する基準光学軸を含む。物体サイドハーフレンズ対と画像サイドハーフレンズ対が含まれ、物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズは、内向き表面および外向き凸状表面を含む。物体サイドハーフレンズ対の一つの物体サイドハーフレンズは基準光学軸の一方の側に位置付けされ、物体サイドハーフレンズ対の一つの物体サイドハーフレンズは基準光学軸の他方の側に位置付けされている。同様にして、画像サイドハーフレンズ対の一つの画像サイドハーフレンズは基準光学軸の一方の側に位置付けされ、画像サイドハーフレンズ対の一つの画像サイドハーフレンズは基準光学軸の他方の側に位置付けされている。物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズは、厚端部および薄端部を含み、物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの内向き表面および外向き凸状表面は厚端部と薄端部の間に延在する。物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの薄端部は、基準光学軸に対し近位に位置付けされてよく、厚端部の各々は、基準光学軸に対し遠位に位置付けされてよい。いくつかの実施形態において、物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの厚端部の厚さは互いに等しい。他の実施形態において、物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの厚端部の厚さは互いに等しくない。一対の平面反射境界が含まれ、この平面反射境界対の各々の平面反射境界は、基準光学軸に対して平行に配向された内向きミラー表面を含む。平面反射境界対の一方の平面反射境界は、基準光学軸の一方の側に位置付けされた物体サイドハーフレンズと画像サイドハーフレンズの間に位置付けされ、平面反射境界対の他方の平面反射境界は、基準光学軸の他方の側に位置付けされた物体サイドハーフレンズと画像サイドハーフレンズの間に位置付けされている。クローキングデバイスアセンブリの物体サイドに位置付けされ被クローキング領域により視認不能化された物体からの光は、物体サイドハーフレンズ対、平面反射境界対および画像サイドハーフレンズ対により被クローキング領域の周りに方向変換されてクローキングデバイスアセンブリの画像サイドに物体の画像を形成し、こうして物体からの光が被クローキング領域を通過したようにみえる。
別の実施形態において、ビークルが、Ａピラーと、Ａピラー上に位置付けされたクローキングデバイスとを共に含んでいる。クローキングデバイスは、物体サイド、画像サイド、被クローキング領域、および物体サイドから画像サイドまで延在する基準光学軸を含む。Ａピラーは被クローキング領域内に位置付けされ、物体サイドはビークルの外部に位置付けされ、画像サイドはビークルの内部に位置付けされている。物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズが含まれている。物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズは、各々が内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含む。物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズの内向き表面および外向き凸状表面は厚端部と薄端部の間に延在している。物体サイドハーフレンズと画像サイドハーフレンズの間に位置付けされた平面反射境界が含まれている。平面反射境界は、基準光学軸に対して平行に配向された内向きミラー表面を含む。ビークルの外部に位置付けされ被クローキング領域により視認不能化された物体からの光は、物体サイドハーフレンズを通る平面反射境界上への光の伝播、平面反射境界による画像サイドハーフレンズ上への光の反射および画像サイドハーフレンズを通る光の伝播を介して、Ａピラーの周りに方向変換される。この光は、ビークルの外部の物体の画像をビークルの内部に形成し、こうして物体からの光がＡピラーを通過したようにみえる。
本開示中に記載の実施形態により提供されるこれらのおよび付加的な特徴は、図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することでより完全に理解されるものである。
図面中に明記されている実施形態は、事実上説明的かつ例示的なものであり、クレームによって定義されている主題を限定するように意図されたものではない。例示的実施形態についての以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読んだ場合に理解可能であり、これらの図面中、類似の構造には、類似の参照番号が示されている。
本開示中で開示され説明されている１つ以上の実施形態に係るクローキングデバイスの頂面図を概略的に描いている。
本開示中で開示され説明されている１つ以上の実施形態に係るクローキングデバイス用のハーフ円柱レンズを概略的に描いている。
本開示中で開示され説明されている１つ以上の実施形態に係るクローキングデバイス用の円柱レンズから形成された一対のハーフ円柱レンズを概略的に描いている。
本開示中で開示され説明されている１つ以上の実施形態に係るクローキングデバイス用のハーフ非円柱レンズの頂面図を概略的に描いている。
本開示中で開示され説明されている１つ以上の実施形態に係るクローキングデバイス用のハーフ色消しレンズの頂面図を概略的に描いている。
本開示中で開示され説明されている１つ以上の実施形態に係るクローキングデバイスの頂面図を概略的に描いている。
本開示中で開示され説明されている１つ以上の実施形態に係るクローキングデバイスの一方の側に第１の物体があり、クローキングデバイスの被クローキング領域内に第２の物体がある状態の、図１のクローキングデバイスの頂面斜視図を概略的に描いている。
クローキングデバイスの一方の側に第１の物体があり、クローキングデバイスの被クローキング領域内に第２の物体がある状態の、図１のクローキングデバイスの側面図を概略的に描いている。
本開示中で説明され例示されている１つ以上の実施形態に係るビークルのビークルＡピラーをクローキングするクローキングデバイスを概略的に描いている。
基準光学軸とクローキングアセンブリの視角の間の不整合が０°である、図１の実施形態に係るクローキングデバイス用のコンピュータシミュレーションしたクローキング画像を描いている。
基準光学軸とクローキングアセンブリの視角の間の不整合が１°である、図１の実施形態に係るクローキングデバイス用のコンピュータシミュレーションしたクローキング画像を描いている。
基準光学軸とクローキングアセンブリの視角の間の不整合が２°である、図１の実施形態に係るクローキングデバイス用のコンピュータシミュレーションしたクローキング画像を描いている。
基準光学軸とクローキングアセンブリの視角の間の不整合が３°である、図１の実施形態に係るクローキングデバイス用のコンピュータシミュレーションしたクローキング画像を描いている。
基準光学軸とクローキングアセンブリの視角の間の不整合が４°である、図１の実施形態に係るクローキングデバイス用のコンピュータシミュレーションしたクローキング画像を描いている。
基準光学軸とクローキングアセンブリの視角の間の不整合が５°である、図１の実施形態に係るクローキングデバイス用のコンピュータシミュレーションしたクローキング画像を描いている。
詳細な説明
本開示中に記載の１つ以上（１又は複数）の実施形態によると、クローキングデバイスは概して、一対のハーフレンズおよび平面ミラーを含み、これらが入射光を被クローキング領域の周りに導く。本開示中に記載のクローキングデバイスは、物体からの光を集束させ、反射させ、発散させ、再度集束させるために、平面ミラーと組み合わせた形で、ハーフ円柱レンズ、ハーフ非円柱レンズおよび／またはハーフ色消しレンズを利用することができる。本開示中に記載のクローキングデバイスは、ビークルＡピラー、Ｂピラー、Ｃピラー、Ｄピラーなどのビークル部材をクローキングし、ビークル部材によりひき起こされる「死角」を除去するために使用可能である。死角とは、乗員の視界が妨害され得るビークルの領域を意味する。クローキングデバイスがなければビークルのピラーによって妨害されると思われる画像を、ハーフレンズおよび平面ミラーを使用することにより、ドライバは知覚することができる。本開示では、クローキングデバイスのさまざまな実施形態およびその使用方法が、添付図面を具体的に参照しながら、さらに詳細に説明される。
図１は概して、クローキングデバイスの一実施形態を描いている。クローキングデバイスは、２つのハーフレンズおよび２つのハーフレンズの間に位置付けされた１つの平面反射境界と少なくとも部分的に境を接している被クローキング領域を含む。本開示中で使用されている「ハーフレンズ」なる用語は、レンズの光学軸に直交する方向に沿って長さが短縮されているレンズを意味する。「境界なる用語は、物理的表面を意味する。ハーフレンズの１つは物体サイドハーフレンズであり得、ハーフレンズの１つは画像サイドハーフレンズであり得る。平面反射境界は、物体サイドハーフレンズと画像サイドハーフレンズの間に位置付けされ得る。物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズは各々、内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を有する。本開示中で使用される「内向き表面」は、被クローキング領域に向かって面するかまたは被クローキング領域に対して近位にある表面を意味し、「外向き表面」なる用語は、被クローキング領域から離れるように面するかまたは被クローキング領域から遠位にある表面を意味する。物体サイドハーフレンズは、クローキングデバイスの物体サイドに位置付けされた物体からの入射光を平面反射境界上に集束させるように配向されている。平面反射境界は、物体サイドハーフレンズからの集束された入射光を画像サイドハーフレンズの内向き表面上に反射し発散させるように配向されている。画像サイドハーフレンズは、平面反射境界からの発散入射光を集束させ、クローキングデバイスの画像サイドに画像を提供するように配向されている。
なおも図１を参照すると、クローキングデバイスの実施形態は、物体サイド１２、画像サイド１４および４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０を備えたクローキングアセンブリ１０を含む。ハーフレンズ１００、１４０とハーフレンズ１２０、１６０の間に被クローキング領域が位置付けされている。４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０の各々は、図に示された座標軸のＸ軸に沿った長さ、Ｙ軸に沿った厚さ、およびＺ軸に沿った高さを有する。すなわち、図中に示されているＸ軸は、４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０の長さに沿って延在し、図中に示されているＹ軸は４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０の厚さに沿って延在し、図中に示されているＺ軸は４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０の高さに沿って延在する。２つのハーフレンズ１００、１４０は、物体「Ｏ」に面するように、クローキングアセンブリ１０の物体サイド１２に位置付けされてよく、本開示では物体サイドハーフレンズ１００、１４０と呼ぶことができる。２つのハーフレンズ１２０、１６０は、クローキングアセンブリ１０により形成された画像「Ｉ」を提供するためにクローキングアセンブリ１０の画像サイド１４に位置付けされてよく、本開示では画像サイドハーフレンズ１２０、１６０と呼ぶことができる。
ハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０は各々、内向き表面１０２、１２２、１４２、１６２および外向き凸状表面１０４、１２４、１４４、１６４をそれぞれ有している。同様に、ハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０は各々、厚端部１０６、１２６、１４６、１６６および薄端部１０８、１２８、１４８、１６８をそれぞれ有している。内向き表面１０２、１２２、１４２、１６２および外向き凸状表面１０４、１２４、１４４、１６４は、厚端部１０６、１２６、１４６、１６６と薄端部１０８、１２８、１４８、１６８の間でそれぞれ延在する。
実施形態において、ハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０は、ハーフ円柱レンズ、ハーフ非円柱レンズ、またはハーフ色消しレンズであってよい。同様に、ハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０は、ハーフ円柱レンズ、ハーフ非円柱レンズおよび／またはハーフ色消しレンズの組み合わせであってよいということを理解すべきである。すなわち、ハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０の１つ以上は、ハーフ円柱レンズ、ハーフ非円柱レンズまたはハーフ色消しレンズであってよい。ハーフ円柱レンズ１６０の一例が、図２Ａに描かれている。詳細には、ハーフ円柱レンズ１６０は、内向き表面１６２と外向き凸状表面１６４を含む。内向き表面１６２は、内向きで平面的な表面であり、外向き凸状表面１６４は、半径「ｒ」の外向き円筒形表面である。内向き表面１６２および外向き凸状表面１６４は、厚端部１６６と薄端部１６８の間に延在する。内向き平面表面１６２は、Ｘ方向に沿って長さ「ｌ」を有し、厚端部１６６は、Ｙ方向に沿って厚さ「ｔ」を有する。ハーフ円柱レンズ１６０は、Ｚ方向に延在する光学軸（図示せず）および高さ「ｈ」を有する。実施形態において、ハーフ円柱レンズ１６０は、図２Ｂに描かれている円柱レンズから形成され得る。すなわち、図２Ｂに描かれている長さ「Ｌ」（Ｘ方向）の円柱レンズ８を平面９に沿って切断または分割して、２つのハーフレンズ、例えば図２Ｂに描かれた２つのハーフ円柱レンズ１２０、１６０を形成することができる。ハーフ円柱レンズ１００および１４０も類似の方法で、すなわち単一の円柱レンズから形成された一対のハーフ円柱レンズとして形成することができるということを理解すべきである。同様に、一対のハーフ非円柱レンズおよび一対のハーフ色消しレンズをそれぞれ単一の非円柱および単一の色消しレンズから形成することができ、単一のレンズから一対のハーフレンズを形成することにより、本開示中に記載のクローキングデバイスの製造コストを削減することができる、ということも理解すべきである。図２Ｂは、互いに等しいサイズの２つのハーフレンズ（すなわち、２つのハーフ円柱レンズ１２０、１６０の長さ「ｌ」は「Ｌ／２」に等しい）を形成するための円柱レンズ８の分割を描いているものの、本開示中に記載の「ハーフレンズ」は、１つのレンズの正確に半分でなくてよい、すなわちハーフレンズの長さ「ｌ」は、円柱レンズ８の「Ｌ／２」より短いかまたは長いものであり得る、ということを理解すべきである。
以上で指摘した通り、４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０は、ハーフ非円柱レンズまたはハーフ色消しレンズであってもよい。図３Ａは、ハーフ非円柱レンズ１６０ａの形をしたハーフレンズ１６０の頂面図を描いており、図３Ｂは、ハーフ色消しレンズ１６０ｂの形をしたハーフレンズの頂面図を描いている。ハーフ非円柱レンズ１６０ａ（図３Ａ）は、内向き平面表面１６２ａと、半径「ｒａ」の外向き円筒形表面１６４ａを有する。内向き平面表面１６２ａおよび外向き円筒形表面１６４ａは、厚端部１６６ａと薄端部１６８ａの間に延在する。ハーフ色消しレンズ１６０ｂ（図３Ｂ）は、内向き平面表面１６２ｂおよび半径「ｒｂ」の外向き凸状表面１６４ｂを有する。ハーフ色消しレンズ１６０ｂは、２つの光学的構成要素、例えば、図３Ｂに描かれているようなフリント１６２ｃおよびクラウン１６４ｃから形成され得る。フリント１６２ｃは内向き表面１６２ｂを含み、クラウン１６４ｃは外向き凸状表面１６４ｂを含む。フリント１６２ｃは第１の屈折率を有する第１の透明な材料から形成され、クラウン１６４ｃは、第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する第２の透明な材料から形成される。内向き表面１６２ｂおよび外向き凸状表面１６４ｂは、厚端部１６６ｂと薄端部１６８ｂの間に延在する。ハーフ非円柱レンズ１６０ａおよびハーフ色消しレンズ１６０ｂをそれぞれ、単一の円柱レンズおよび単一の色消しレンズから形成することができるということを理解すべきである。すなわち、図２Ｂを参照しながら以上で論述したように、円柱レンズおよび色消しレンズを切断または分割して、それぞれハーフ非円柱レンズおよびハーフ色消しレンズを形成することができる。
図１に戻ると、実施形態において、４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０の薄端部１０８、１２８、１４８、１６８は、物体サイド１２から画像サイド１４まで延在する基準光学軸１５に対して近位にまたはこれに隣接して位置付けされている。このような実施形態において、４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０の厚端部１０６、１２６、１４６、１６６は、基準光学軸１５に対して遠位に位置付けされるかまたは基準光学軸１５から離隔されている。図１は、それぞれ物体サイドハーフレンズ１００、１４０の薄端部１０８、１４８およびそれぞれ画像サイドハーフレンズ１２０、１６０の薄端部１２８、１６８を互いに接触して位置付けされた状態で描いているものの、薄端部１０８、１４８および／または薄端部１２８、１６８は、離隔された薄端部１０８、１４８および／または離隔された薄端部１２８、１６８の間にクローキングされていない領域または空隙（図示せず）が存在するような形で、Ｘ軸に沿って互いに離隔されていてよい、ということを理解すべきである。このような実施形態においては、クローキングされていない領域の上方（＋Ｙ方向）に位置付けされた物体Ｏの部分の画像が、クローキングアセンブリ１０の画像サイド１４に提供されることはない。
基準光学軸１５の右側（＋Ｘ方向）で物体サイドハーフレンズ１００と画像サイドハーフレンズ１２０の間に、平面反射境界１１０を位置付けすることができ、基準光学軸１５の左側（−Ｘ方向）で物体サイドハーフレンズ１４０と画像サイドハーフレンズ１６０の間に平面反射境界１５０を位置付けすることができる。実施形態において、図１に描かれているように、平面反射境界１１０は、物体サイドハーフレンズ１００の内向き表面１０２から画像サイドハーフレンズ１２０の内向き表面１２２まで延在し、平面反射境界１５０は、画像サイドハーフレンズ１６０の物体サイドハーフレンズ１４０の内向き表面１４２から画像サイドハーフレンズ１６０の内向き表面１６２まで延在する。他の実施形態においては、平面反射境界１１０は、物体サイドハーフレンズ１００の内向き表面１０２から画像サイドハーフレンズ１２０の内向き表面１２２まで延在しなくてもよく、平面反射境界１５０は物体サイドハーフレンズ１４０の内向き表面１４２から画像サイドハーフレンズ１６０の内向き表面１６２まで延在しなくてもよい。このような実施形態において、平面反射境界１１０および／または平面反射境界１５０は、物体サイド１２と画像サイド１４を２等分しそれらの間に延在する２等分軸１６上に位置付けされてよい。すなわち、平面反射境界１１０は、物体サイドハーフレンズ１００の内向き表面１０２と画像サイドハーフレンズ１２０の内向き表面１２２の間で等しく間隔取りされてよく、平面反射境界１５０は、物体サイドハーフレンズ１４０の内向き表面１４２と画像サイドハーフレンズ１６０の内向き表面１６２の間で等しく間隔取りされてよい。平面反射境界１１０は、内向きミラー表面１１２を含んでいてよく、平面反射境界１５０は、内向きミラー表面１５２を含んでいてよい。内向きミラー表面１１２、１５２は、基準光学軸１５に対して平行に配向されてよく、全方向フォトニック結晶またはミラーから製造可能である。
平面反射境界１１０は、基準光学軸１５の右側（＋Ｘ方向）でクローキングアセンブリ１０上に入射する物体Ｏからの光（図１中で矢印「１」として図示）が物体サイドハーフレンズ１００を通って伝播し（図１に矢印「２」として図示）、内向きミラー表面１１２上に物体サイドハーフレンズ１００により集束される（図１に矢印「３」として図示）ように、物体サイドハーフレンズ１００との関係において位置付けされている。実施形態において、光３は、Ｚ方向に延在し物体サイドハーフレンズ１００の焦点ｆ１（本開示中「焦点ｆ１」と呼ばれる）と交差するラインに向って物体サイドハーフレンズ１００によって集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面１１２は、焦点ｆ１に位置付けされ得る。焦点ｆ１および本開示中に記載の他の焦点は、本開示に記載の物体サイドハーフレンズの形状によって提供されているということを理解すべきである。例えば、焦点ｆ１は、物体サイドハーフレンズ１００の外向き凸状表面１０４の曲率に起因するかまたはこの曲率によって提供される。光３は、内向きミラー表面１１２によって反射され、この内向きミラー表面から発散する（図１に矢印「４」として図示）。画像サイドハーフレンズ１２０は、内向きミラー表面１１２により反射されこの内向きミラー表面１１２から発散する光３が内向き表面１２２上に入射するような形で、平面反射境界１１０との関係において位置付けされる。光４は、画像サイドハーフレンズ１２０を通って伝播し、この画像サイドハーフレンズ１２０により集束されて（図１に矢印「５」として図示）、クローキングアセンブリ１０の画像サイド１４で基準光学軸１５の右側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。
外向き凸状表面１０４上に入射する光１は、光２として内向き表面１０２まで物体サイドハーフレンズ１００を通って伝播する。光２は概して、平面反射境界１１０の内向きミラー表面１１２上の焦点ｆ１に対して物体サイドハーフレンズ１００により光３として集束された後、光４として反射され画像サイドハーフレンズ１２０の内向き表面１２２上に発散する。光５は、画像サイドハーフレンズ１２０を通って外向き凸状表面１２４まで伝播する。画像サイドハーフレンズ１２０は、その原初の経路に対し平行に、すなわち光１に対して平行に光５を集束して（図１に矢印「６」として図示）、クローキングアセンブリ１０の画像サイド１４に画像「Ｉ」の右側部分（基準光学軸１５から＋Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸１５の右側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は画像サイドへと伝播して、物体−物体サイドハーフレンズ１００−平面反射境界１１０−画像サイドハーフレンズ１２０−画像という光路を介して基準光学軸１５の右側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸１５の右側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−物体サイドハーフレンズ１００の外向き凸状表面１０４−物体サイドハーフレンズ１００の内向き表面１０２−平面反射境界１１０の内向きミラー表面１１２−画像サイドハーフレンズ１２０の内向き表面１２２−画像サイドハーフレンズ１２０の外向き凸状表面１２４−画像Ｉという光路を介して伝播する。
平面反射境界１５０は、基準光学軸１５の左側（−Ｘ方向）でクローキングアセンブリ１０上に入射する物体Ｏからの光１が物体サイドハーフレンズ１４０を通って伝播し（光２）、内向きミラー表面１５２上に光３として物体サイドハーフレンズ１４０により集束されるように、物体サイドハーフレンズ１４０との関係において位置付けされている。実施形態において、光３は、Ｚ方向に延在し物体サイドハーフレンズ１４０の焦点ｆ２（本開示中「焦点ｆ２」と呼ばれる）と交差するラインに向って物体サイドハーフレンズ１４０によって集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面１５２は、焦点ｆ２に位置付けされ得る。光３は、内向きミラー表面１５２によって反射され、この内向きミラー表面１５２から光４として発散する。画像サイドハーフレンズ１６０は、内向きミラー表面１５２により反射されこの内向きミラー表面１５２から光４として発散する光３が内向き表面１６２上に入射するような形で、平面反射境界１５０との関係において位置付けされる。光４は、画像サイドハーフレンズ１６０を通って伝播し（光５）、この画像サイドハーフレンズにより光６として集束されて、クローキングアセンブリ１０の画像サイド１４で基準光学軸１５の左側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。
外向き凸状表面１４４上に入射する光１は、光２として内向き表面１４２まで物体サイドハーフレンズ１４０を通って伝播する。光２は概して、平面反射境界１５０の内向きミラー表面１５２上の焦点ｆ２に対して物体サイドハーフレンズ１４０により光３として集束された後、光４として反射され画像サイドハーフレンズ１６０の内向き表面１６２上に発散する。光５は、画像サイドハーフレンズ１６０を通って外向き凸状表面１６４まで伝播する。画像サイドハーフレンズ１６０は、その原初の経路に対し平行に、光６として光５を集束して、クローキングアセンブリ１０の画像サイド１４に画像「Ｉ」の左側部分（基準光学軸１５から−Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸１５の左側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は画像サイドへと伝播して、物体−物体サイドハーフレンズ１４０−平面反射境界１５０−画像サイドハーフレンズ１６０−画像という光路を介して基準光学軸１５の左側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸１５の左側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−物体サイドハーフレンズ１４０の外向き凸状表面１４４−物体サイドハーフレンズ１４０の内向き表面１４２−平面反射境界１５０の内向きミラー表面１５２−画像サイドハーフレンズ１６０の内向き表面１６２−画像サイドハーフレンズ１６０の外向き凸状表面１６４−画像Ｉという光路を介して伝播する。
組み合わせで、すなわち、クローキングアセンブリ１０の物体サイド１２の物体Ｏからの基準光学軸１５の右側（＋Ｘ方向）および左側（−Ｘ方向）の光は、物体−物体サイドハーフレンズ１００、１４０−平面反射境界１１０、１５０−画像サイドハーフレンズ１２０、１６０−画像という光路を介して画像サイド１４まで伝播する。すなわち、物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−それぞれ物体サイドハーフレンズ１００、１４０の外向き凸状表面１０４、１４４−それぞれ物体サイドハーフレンズ１００、１４０の内向き表面１０２、１４２−それぞれ平面反射境界１１０、１５０の内向きミラー表面１１２、１５２−それぞれ画像サイドハーフレンズ１２０、１６０の内向き表面１２２、１６２−それぞれ画像サイドハーフレンズ１２０、１６０の外向き凸状表面１２４、１６４−画像Ｉという光路を介して伝播する。
図１は、サイズが同じ、すなわち内向き表面１０２、１２２、１４２、１６２の長さが互いに等しく厚端部１０６、１２６、１４６、１６６の厚さが互いに等しい４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０を描いているものの、一部の実施形態においては、４つのハーフレンズ１００、１２０、１４０、１６０は同じサイズではない。詳細には、図４は、異なるサイズのハーフレンズを備えたクローキングアセンブリ２０を描いている。クローキングアセンブリ２０は、物体サイド２２、画像サイド２４および４つのハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０を含む。基準光学軸２５の右側（＋Ｘ方向）にある２つのハーフレンズ２００、２２０は、以下でさらに詳述するように、基準光学軸２５の左側（−Ｘ方向）にある２つのハーフレンズ２４０、２６０よりも小さい。ハーフレンズ２００、２４０とハーフレンズ２２０、２６０の間に、被クローキング領域ＣＲが位置付けされている。４つのハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０の各々は、図に示されているＸ軸に沿った長さ、Ｙ軸に沿った厚さおよびＺ軸に沿った高さを有する。２つのハーフレンズ２００、２４０は、物体「Ｏ」に面するようにクローキングアセンブリ２０の物体サイド２２に位置付けされてよく、本開示では物体サイドハーフレンズ２００、２４０と呼ぶことができる。２つのハーフレンズ２２０、２６０は、クローキングアセンブリ２０により形成された画像「Ｉ」を提供するようにクローキングアセンブリ２０の画像サイド２４に位置付けされてよく、本開示では画像サイドハーフレンズ２２０、２６０と呼ぶことができる。
ハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０は各々、内向き表面２０２、２２２、２４２、２６２および外向き凸状表面２０４、２２４、２４４、２６４をそれぞれ有している。同様に、ハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０は各々、厚端部２０６、２２６、２４６、２６６および薄端部２０８、２２８、２４８、２６８をそれぞれ有している。内向き表面２０２、２２２、２４２、２６２および外向き凸状表面２０４、２２４、２４４、２６４は、厚端部２０６、２２６、２４６、２６６と薄端部２０８、２２８、２４８、２６８の間でそれぞれ延在する。
図４に描かれているように、物体サイドハーフレンズ２００の内向き表面２０２は、物体サイドハーフレンズ２４０の内向き表面２４２の長さより小さい長さ（Ｘ方向）を有していてよく、画像サイドハーフレンズ２２０の内向き表面２２２は、画像サイドハーフレンズ２６０の内向き表面２６２の長さよりも小さい長さを有していてよい。一変形形態において、または付加的に、物体サイドハーフレンズ２００の厚端部２０６は、物体サイドハーフレンズ２４０の厚端部２４６の厚さより小さい厚さ（Ｙ方向）を有していてよく、画像サイドハーフレンズ２２０の厚端部２２６は、画像サイドハーフレンズ２６０の厚端部２６６の厚さより小さい厚さを有していてよい。実施形態において、ハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０は、ハーフ円柱レンズ２００、２２０、２４０、２６０である（図２Ａ）。他の実施形態において、ハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０はハーフ非円柱レンズ２００、２２０、２４０、２６０である（図３Ａ）。さらに他の実施形態において、ハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０はハーフ色消しレンズ２００、２２０、２４０、２６０である（図３Ｂ）。同様に、ハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０は、ハーフ円柱レンズ、ハーフ非円柱レンズおよび／またはハーフ色消しレンズの組み合わせであってよい。すなわち、ハーフレンズ２００、２２０、２４０、２６０の１つ以上は、ハーフ円柱レンズ、ハーフ非円柱レンズ、またはハーフ色消しレンズであってよい。
実施形態において、薄端部２０８、２２８、２４８、２６８は、物体サイド２２から画像サイド２４まで延在する基準光学軸２５に対して近位にまたはこれに隣接して位置付けされている。このような実施形態において、厚端部２０６、２２６、２４６、２６６は、基準光学軸２５に対して遠位に位置付けされるかまたは基準光学軸２５から離隔されている。図４は、それぞれ物体サイドハーフレンズ２００、２４０の薄端部２０８、２４８およびそれぞれ画像サイドハーフレンズ２２０、２６０の薄端部２２８、２６８を互いに接触して位置付けされた状態で描いているものの、薄端部２０８、２４８および／または薄端部２２８、２６８は、離隔された薄端部２０８、２４８および／または離隔された薄端部２２８、２６８の間にクローキングされていない領域または空隙（図示せず）が存在するような形で、Ｘ軸に沿って互いに離隔されていてよい、ということを理解すべきである。このような実施形態においては、クローキングされていない領域の上方（＋Ｙ方向）に位置付けされた物体Ｏの部分の画像が、クローキングアセンブリ２０の画像サイド２４に提供されることはない。
基準光学軸２５の右側（＋Ｘ方向）で物体サイドハーフレンズ２００と画像サイドハーフレンズ２２０の間に、平面反射境界２１０を位置付けすることができ、基準光学軸２５の左側（−Ｘ方向）で物体サイドハーフレンズ２４０と画像サイドハーフレンズ２６０の間に平面反射境界２５０を位置付けすることができる。実施形態において、図４に描かれているように、平面反射境界２１０は、物体サイドハーフレンズ２００の内向き表面２０２から画像サイドハーフレンズ２２０の内向き表面２２２まで延在し、平面反射境界２５０は、画像サイドハーフレンズ２６０の物体サイドハーフレンズ２４０の内向き表面２４２から画像サイドハーフレンズ２６０の内向き表面２６２まで延在する。他の実施形態においては、平面反射境界２１０は、物体サイドハーフレンズ２００の内向き表面２０２から画像サイドハーフレンズ２２０の内向き表面２２２まで延在しなくてもよく、平面反射境界２５０は物体サイドハーフレンズ２４０の内向き表面２４２から画像サイドハーフレンズ２６０の内向き表面２６２まで延在しなくてもよい。このような実施形態において、平面反射境界２１０および／または平面反射境界２５０は、物体サイド２２と画像サイド２４を２等分しそれらの間に延在する２等分軸２６上に位置付けされてよい。すなわち、平面反射境界２１０は、物体サイドハーフレンズ２００の内向き表面２０２と画像サイドハーフレンズ２２０の内向き表面２２２の間で等しく間隔取りされてよく、平面反射境界２５０は、物体サイドハーフレンズ２４０の内向き表面２４２と画像サイドハーフレンズ２６０の内向き表面２６２の間で等しく間隔取りされてよい。平面反射境界２１０は、内向きミラー表面２１２を含んでいてよく、平面反射境界２５０は、内向きミラー表面２５２を含んでいてよい。内向きミラー表面２１２、２５２は、基準光学軸２５に対して平行に配向されてよく、全方向フォトニック結晶またはミラーから製造可能である。
平面反射境界２１０は、基準光学軸２５の右側（＋Ｘ方向）でクローキングアセンブリ２０上に入射する物体Ｏからの光（図４中で矢印「１」として図示）が物体サイドハーフレンズ２００を通って伝播し（図４に矢印「２」として図示）、内向きミラー表面２１２上に物体サイドハーフレンズ２００により集束される（図４に矢印「３」として図示）ように、物体サイドハーフレンズ２００との関係において位置付けされている。実施形態において、光３は、Ｚ方向に延在し物体サイドハーフレンズ２００の焦点ｆ３（本開示中「焦点ｆ３」と呼ばれる）と交差するラインに向って物体サイドハーフレンズ２００によって集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面２１２は、焦点ｆ３に位置付けされ得る。光３は、内向きミラー表面２１２によって反射され、この内向きミラー表面から発散する（図４に矢印「４」として図示）。画像サイドハーフレンズ２２０は、内向きミラー表面２１２により反射されこの内向きミラー表面から発散する光３が内向き表面２２２上に入射するような形で、平面反射境界２１０との関係において位置付けされる。光４は、画像サイドハーフレンズ２２０を通って伝播し（図４に矢印「５」として図示）、この画像サイドハーフレンズ２２０により集束され（図４に矢印「６」として図示）て、クローキングアセンブリ２０の画像サイド２４で基準光学軸２５の右側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。
外向き凸状表面２０４上に入射する光１は、光２として内向き表面２０２まで物体サイドハーフレンズ２００を通って伝播する。光２は概して、平面反射境界２１０の内向きミラー表面２１２上の焦点ｆ３に対して物体サイドハーフレンズ２００により光３として集束された後、光４として反射され画像サイドハーフレンズ２２０の内向き表面２２２上に発散する。光５は、画像サイドハーフレンズ２２０を通って外向き凸状表面２２４まで伝播する。画像サイドハーフレンズ２２０は、その原初の経路に対し平行に、すなわち光１に対して平行に光５を集束して（図４に矢印「６」として図示）、クローキングアセンブリ２０の画像サイド２４に画像「Ｉ」の右側部分（基準光学軸２５から＋Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸２５の右側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は画像サイドへと伝播して、物体−物体サイドハーフレンズ２００−平面反射境界２１０−画像サイドハーフレンズ２２０−画像という光路を介して基準光学軸２５の右側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸２５の右側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−物体サイドハーフレンズ２００の外向き凸状表面２０４−物体サイドハーフレンズ２００の内向き表面２０２−平面反射境界２１０の内向きミラー表面２１２−画像サイドハーフレンズ２２０の内向き表面２２２−画像サイドハーフレンズ２２０の外向き凸状表面２２４−画像Ｉという光路を介して伝播する。
平面反射境界２５０は、基準光学軸２５の左側（−Ｘ方向）でクローキングアセンブリ２０上に入射する物体Ｏからの光１が物体サイドハーフレンズ２４０を通って伝播し（光２’）、内向きミラー表面２５２上に光３’として物体サイドハーフレンズ２４０により集束されるように、物体サイドハーフレンズ２４０との関係において位置付けされている。実施形態において、光３’は、Ｚ方向に延在し物体サイドハーフレンズ２４０の焦点ｆ４（本開示中「焦点ｆ４」と呼ばれる）と交差するラインに向って物体サイドハーフレンズ２４０によって集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面２５２は、焦点ｆ４に位置付けされ得る。光３’は、内向きミラー表面２５２によって反射され、この内向きミラー表面２５２から光４’として発散する。画像サイドハーフレンズ２６０は、内向きミラー表面２５２により反射されこの内向きミラー表面２５２から光４’として発散する光３’が内向き表面２６２上に入射するような形で、平面反射境界２５０との関係において位置付けされる。光４’は、画像サイドハーフレンズ２６０を通って伝播し（光５’）、この画像サイドハーフレンズにより光６’として集束されて、クローキングアセンブリ２０の画像サイド２４で基準光学軸２５の左側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。
外向き凸状表面２４４上に入射する光１は、光２’として内向き表面２４２まで物体サイドハーフレンズ２４０を通って伝播する。光２’は概して、平面反射境界２５０の内向きミラー表面２５２上の焦点ｆ４に対して物体サイドハーフレンズ２４０により光３’として集束された後、発散光４’として画像サイドハーフレンズ２６０の内向き表面２６２上に反射される。光５’は、画像サイドハーフレンズ２６０を通って外向き凸状表面２６４まで伝播する。画像サイドハーフレンズ２６０は、その原初の経路に対し平行に、光６’として光５’を集束させて、クローキングアセンブリ２０の画像サイド２４に画像「Ｉ」の左側部分（基準光学軸２５から−Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸２５の左側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は画像サイドへと伝播して、物体−物体サイドハーフレンズ２４０−平面反射境界２５０−画像サイドハーフレンズ２６０−画像という光路を介して基準光学軸２５の左側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸２５の左側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−物体サイドハーフレンズ２４０の外向き凸状表面２４４−物体サイドハーフレンズ２４０の内向き表面２４２−平面反射境界２５０の内向きミラー表面２５２−画像サイドハーフレンズ２６０の内向き表面２６２−画像サイドハーフレンズ２６０の外向き凸状表面２６４−画像Ｉという光路を介して伝播する。
組み合わせで、すなわち、クローキングアセンブリ２０の物体サイド２２の物体Ｏからの基準光学軸２５の右側（＋Ｘ方向）および左側（−Ｘ方向）の光は、物体−物体サイドハーフレンズ２００、２４０−平面反射境界２１０、２５０−画像サイドハーフレンズ２２０、２６０−画像という光路を介して画像サイド２４まで伝播する。すなわち、物体Ｏからの光は、物体Ｏ−それぞれ物体サイドハーフレンズ２００、２４０の外向き凸状表面２０４、２４４−それぞれ物体サイドハーフレンズ２００、２４０の内向き表面２０２、２４２−それぞれ平面反射境界２１０、２５０の内向きミラー表面２１２、２５２−それぞれ画像サイドハーフレンズ２２０、２６０の内向き表面２２２、２６２−それぞれ画像サイドハーフレンズ２２０、２６０の外向き凸状表面２２４、２６４−画像Ｉという光路を介して伝播する。
ここで図１、５および６を参照すると、図１に関連して論述された実施形態に係るクローキングデバイスの頂面斜視図および側面図が、それぞれ図５および６に示されている。具体的には、図５は、クローキングデバイス１０の被クローキング領域ＣＲ内部の支柱「Ｃ」の形をした部材および＋Ｙ方向でクローキングアセンブリ１０の物体サイド１２の支柱Ｃの後ろに位置設定された自動車「Ａ」の頂面斜視図である。支柱Ｃは、クローキングデバイスの高さｈよりも大きいＺ方向の高さ寸法（＋Ｚ方向に増大した高さ）を有する（図６）。図６は、図１に示されたクローキングアセンブリ１０の＋Ｙ方向から見た側面図であり、＋Ｙ方向でクローキングアセンブリ１０を見ている観察者にとって、被クローキング領域内部にある支柱Ｃの部分が視認不能であり、＋Ｙ方向で支柱Ｃの後ろに位置設定された自動車Ａが視認可能であるということを示している。したがって、クローキングアセンブリ１０の画像サイド１４を見ている観察者には、被クローキング領域内部に位置付けされた支柱Ｃが視認できず、画像サイド１４を見ている観察者には自動車Ａが視認できる。図５および６中の支柱Ｃは内向き表面（例えばクローキングアセンブリ１０の内向き表面１０２、１２２、１４２、１６２）から分離したものである、すなわち支柱Ｃはクローキングアセンブリ１０とは別個の物体であるものの、支柱Ｃは構造的にクローキングアセンブリ１０の一部を成し、ハーフレンズの内向き表面を提供するかまたはこれと同等である外部表面を有することもできるということを認識すべきである。
図７を参照すると、クローキングデバイスによりクローキングされているビークルのＡピラーの実施形態が示されている。詳細には、図７は、ビークルＶのＡピラーＰの一部分をクローキングする本開示中に記載されているクローキングデバイス１９を示す。ＡピラーＰの一部分は、クローキングデバイス１９の被クローキング領域（図示せず）の内部に位置付けされており、ＡピラーＰの一部分はクローキングデバイスを超えて延在し、トリムＴでカバーされている。クローキングデバイス１９の物体サイドでビークルＶの外側に例示されているのは、歩行者の形をした標的物体「Ｏ」である。歩行者Ｏの一部分は、ビークルＶのサイドウィンドウを通して視認でき、歩行者の一部分は、クローキングデバイス１９によりクローキングされたＡピラーＰを「通して」視認可能である。クローキングデバイス１９は、歩行者Ｏから反射された光を、クローキングデバイス１９の被クローキング領域の内部に位置付けされたＡピラーＰの周りに方向変換し、歩行者Ｏの方を見ているビークルＶの乗員にとって視認可能である歩行者Ｏの画像Ｉをクローキングデバイス１９の画像サイドでビークルの内部に形成する。したがって、歩行者Ｏからの光は、ＡピラーＰを通過したようにみえ、典型的にＡピラーＰが作り出す死角は、ＡピラーＰがクローキングデバイス１９の被クローキング領域の内部に位置付けされていない場合ほど存在しない。実施形態において、ＡピラーＰ自体は、被クローキング領域として役立つ。すなわちＡピラーＰは、歩行者からの光をＡピラーＰの周りに方向変換するのを補助する１つ以上の内向き表面を備えた外部表面を有する。クローキングデバイス１９を用いたＡピラーＰのクローキングおよびＡピラーＰによって生成される死角の迂回は、メタマテリアル、ビデオ画像、カメラ、最新の電子工学などを使用することなく実施される、ということを認識すべきである。
実施例
ここで図８Ａ〜８Ｆを参照すると、クローキングアセンブリ１０の物体サイド１２に位置付けされたエンブレムの形をした物体の、市販ソフトウェアプログラム（Ｚｅｍａｘ ＯｐｔｉｃＳｔｕｄｉｏ）を用いてシミュレートされた画像サイド１４から見た画像が描かれている。物体サイドハーフレンズ１００、１４０および画像サイドハーフレンズ１２０、１６０は、Ｔｈｏｒｌａｂｓ製の市販のＡＹＬ５０４０−Ａのハーフレンズであった。物体サイドハーフレンズ１００、１４０および画像サイドハーフレンズ１２０、１６０は、４０ｍｍの焦点距離、５０ｍｍの高さｈおよび５０ｍｍの長さｌを有していた。外向き凸状表面１０４、１２４、１４４、１６４は、反射防止コーティングが施されていた。全デバイス部域と隠ぺい領域の縦横比は、それぞれ０．６０および０．８３であり、クローキング比（すなわち隠ぺい領域／総デバイス部域）は約３６％であった。図８Ａは、基準光学軸１５と＋Ｙ方向からのクローキングアセンブリ１０の視角の間の不整合が全く無い状態（０°）の物体の画像を描く。すなわち、本開示で使用されている「不整合」なる用語は、クローキングアセンブリの基準光学軸と、図中で＋Ｙ方向により描かれている画像サイドからクローキングアセンブリを見る観察者の視線とで画定される角度（本開示中では「視角」とも呼ばれる）を意味する。図８Ｂは、基準光学軸１５とクローキングアセンブリ１０の視角の間に１°の不整合を有する物体の画像を描く。図８Ｃは、基準光学軸１５とクローキングアセンブリ１０の視角の間に２°の不整合を有する物体の画像を描く。図８Ｄは、基準光学軸１５とクローキングアセンブリ１０の視角の間に３°の不整合を有する物体の画像を描く。図８Ｅは、基準光学軸１５とクローキングアセンブリ１０の視角の間に４°の不整合を有する物体の画像を描く。図８Ｆは、基準光学軸１５とクローキングアセンブリ１０の視角の間に５°の不整合を有する物体の画像を描く。図８Ａ〜８Ｆ中の画像により示されるように、クローキングアセンブリ１０の物体サイド１２の物体の画像は、最大５°の不整合で明確に見ることができる。
本開示中に記載のクローキングデバイスは、ビークルの内部から見た場合のビークル部材、例えばビークルＡピラー、Ｂピラー、Ｃピラー、Ｄピラーなどをクローキングし、ビークル部材がもたらす死角を迂回するために使用され得る。「物体」、「部材」および「品目」なる用語は、互換的に、光を反射するかまたは光を透過する視覚的物体または画像（２Ｄまたは３Ｄ）を意味し、「〜からの光」なる用語は、「〜から反射された光」または「〜から透過された光」を意味することができる。「概して」、「おおよそ」および「約」なる用語は、本開示では、いずれかの定量的比較、値、測定または他の表現に起因する可能性のある固有の不確実性度を表わすために使用され得る。これらの用語は、本開示においては同様に、問題となっている主題の基本的機能の変化を結果としてもたらすことなく定量的表現が定められた基準から変動し得る度合いを表わすためにも使用される。
図中に開示され描かれている実施形態は、４つのレンズおよび２つの平面反射境界と境を接する被クローキング領域を備えたクローキングアセンブリを描いているものの、２つのハーフレンズおよび１つの平面反射境界と境を接する被クローキング領域を備えたクローキングアセンブリも提供される。例えば、非限定的に、被クローキング領域は、物体サイドハーフレンズ、平面反射境界および画像サイド曲線ＣＲ境界の間で境を接していてもよい。
本開示中で使用されている方向用語、例えば上、下、右、左、前、後、頂部、底部、垂直、水平などは、描画された通りの図を基準としているにすぎず、別段の規定の無いかぎり絶対的配向を暗示するように意図されていない。
本開示中では特定の実施形態が例示され説明されてきたが、請求対象の主題の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな他の変更および修正を加えることができるということを理解すべきである。その上、本開示中では、請求対象の主題のさまざまな態様が説明されてきたが、このような態様を組み合わせで使用する必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は請求対象の主題の範囲内に入るこのような変更および修正の全てを網羅することが意図されている。
［例１］
クローキングデバイスであって、
物体サイド、画像サイド、前記物体サイドと前記画像サイドの間の被クローキング領域、および前記物体サイドから前記画像サイドまで延在する基準光学軸と、
物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズであって、各々が内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面が前記厚端部と前記薄端部の間に延在している、物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズと、
前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされた平面反射境界であって、前記基準光学軸と平行に配向された内向きミラー表面を含む、平面反射境界と、
を含み、
前記クローキングデバイスの前記物体サイドに位置付けされ前記被クローキング領域により視認不能化された物体からの光が、前記物体サイドハーフレンズ、前記平面反射境界および前記画像サイドハーフレンズにより前記被クローキング領域の周りに方向変換されて前記クローキングデバイスの前記画像サイドに前記物体の画像を形成し、こうして前記物体からの前記光が前記被クローキング領域を通過したようにみえる、
クローキングデバイス。
［例２］
前記物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズの前記薄端部が、前記基準光学軸に対して近位に位置付けされ、前記物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズの前記厚端部が、前記基準光学軸に対して遠位に位置付けされている、例１に記載のクローキングデバイス。
［例３］
前記平面反射境界の前記内向きミラー表面が、前記物体サイドハーフレンズの焦点に位置付けされている、例１に記載のクローキングデバイス。
［例４］
前記物体サイドハーフレンズは、前記クローキングデバイスの前記物体サイドに位置付けされた前記物体からの光を前記平面反射境界の前記内向きミラー表面上に集束させるように配向されており、前記平面反射境界の前記内向きミラー表面は、前記物体サイドハーフレンズからの光を前記画像サイドハーフレンズに反射するように配向されており、前記平面反射境界の前記内向きミラー表面から反射された光は発散光であり、前記画像サイドハーフレンズは、前記平面反射境界の前記内向きミラー表面からの前記発散光を集束させて前記クローキングデバイスの前記画像サイドに前記物体の前記画像を形成するように配向されている、例１に記載のクローキングデバイス。
［例５］
前記物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズが、円柱ハーフレンズ、非円柱ハーフレンズおよび色消しハーフレンズからなる群の中から選択される、例１に記載のクローキングデバイス。
［例６］
前記物体サイドハーフレンズは物体サイドハーフレンズ対を含み、前記物体サイドハーフレンズ対の一方の物体サイドハーフレンズは前記基準光学軸の一方の側に位置付けされ、前記物体サイドハーフレンズ対の他方の物体サイドハーフレンズが前記基準光学軸の他方の側に位置付けされており、
前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズは、内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部サイドを含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面は前記厚端部と前記薄端部の間に延在しており、
前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの前記薄端部は、前記基準光学軸に対し近位に位置付けされ、前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの前記厚端部は、前記基準光学軸に対し遠位に位置付けされており、
前記画像サイドハーフレンズは画像サイドハーフレンズ対を含み、前記画像サイドハーフレンズ対の一方の画像サイドハーフレンズは前記基準光学軸の一方の側に位置付けされ、前記画像サイドハーフレンズの他方の画像サイドハーフレンズは前記基準光学軸の他方の側に位置付けされており、
前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズは、内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面は前記厚端部と前記薄端部の間に延在しており、
前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの前記薄端部は、前記基準光学軸に対し近位に位置付けされ、前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの前記厚端部は、前記基準光学軸に対し遠位に位置付けされており、
前記平面反射境界は、平面反射境界対を含み、前記平面反射境界対の一方の平面反射境界は、前記基準光学軸の一方の側に位置付けされた前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされており、前記平面反射境界対の他方の平面反射境界は、前記基準光学軸の前記他方の側に位置付けされた前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされており、
前記平面反射境界対の各平面反射境界は、前記基準光学軸と平行に配向された内向きミラー表面を含み、
前記クローキングデバイスの前記物体サイドに位置付けされ前記被クローキング領域により視認不能化された物体からの前記光が、前記物体サイドハーフレンズ対、平面反射境界対および画像サイドハーフレンズ対により前記被クローキング領域の周りに方向変換されて前記クローキングデバイスの画像サイドに前記物体の画像を形成し、こうして前記物体からの前記光が前記被クローキング領域を通過したようにみえる、
例１に記載のクローキングデバイス。
［例７］
前記物体サイドハーフレンズ対の前記厚端部の厚さが互いに等しい、例６に記載のクローキングデバイス。
［例８］
前記物体サイドハーフレンズ対の前記厚端部の厚さが互いに等しくない、例６に記載のクローキングデバイス。
［例９］
クローキングデバイスアセンブリであって、
物体サイド、画像サイド、被クローキング領域、前記被クローキング領域内部に位置付けされた被クローキング部材、および前記物体サイドから前記画像サイドまで延在する基準光学軸と、
物体サイドハーフレンズ対であって、各物体サイドハーフレンズが内向き表面および外向き凸状表面を含み、前記物体サイドハーフレンズ対の一方の物体サイドハーフレンズが前記基準光学軸の一方の側に位置付けされ、前記物体サイドハーフレンズ対の他方の物体サイドハーフレンズが前記基準光学軸の他方の側に位置付けされている、物体サイドハーフレンズ対と、
サイドハーフレンズ対であって、各画像サイドハーフレンズが内向き表面および外向き凸状表面を含み、前記画像サイドハーフレンズ対の一方の画像サイドハーフレンズが前記基準光学軸の一方の側に位置付けされ、前記画像サイドハーフレンズ対の他方の画像サイドハーフレンズが前記基準光学軸の他方の側に位置付けされている、画像サイドハーフレンズ対と、
平面反射境界対であって、各平面反射境界が前記基準光学軸に対して平行に配向された内向きミラー表面を含み、前記平面反射境界対の一方の平面反射境界が、前記基準光学軸の前記一方の側に位置付けされた前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされ、前記平面反射境界対の他方の平面反射境界が、前記基準光学軸の前記他方の側に位置付けされた前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされている、平面反射境界対と、
を含み、
前記物体サイドハーフレンズ対および前記画像サイドハーフレンズ対が、円柱ハーフレンズ、非円柱ハーフレンズおよび色消しハーフレンズからなる群の中から選択されており、
前記クローキングデバイスアセンブリの前記物体サイドに位置付けされ前記被クローキング領域により視認不能化された物体からの光が、前記物体サイドハーフレンズ対、前記平面反射境界対および前記画像サイドハーフレンズ対により前記被クローキング部材の周りに方向変換されて前記クローキングデバイスアセンブリの前記画像サイドに前記物体の画像を形成し、こうして前記物体からの前記光が前記被クローキング領域を通過したようにみえる、
クローキングデバイスアセンブリ。
［例１０］
前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズが、厚端部および薄端部を含み、前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの内向き表面および外向き凸状表面が前記厚端部と前記薄端部の間に延在する、例９に記載のクローキングデバイス。
［例１１］
前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの薄端部が、前記基準光学軸に対し近位に位置付けされ、前記厚端部の各々が、前記基準光学軸に対し遠位に位置付けされている、例１０に記載のクローキングデバイスアセンブリ。
［例１２］
前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さが互いに等しく、前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さが互いに等しい、例１０に記載のクローキングデバイスアセンブリ。
［例１３］
前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さが互いに等しくなく、前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さが互いに等しくない、例１０に記載のクローキングデバイスアセンブリ。
［例１４］
前記平面反射境界対の前記内向きミラー表面の対が、前記画像サイドハーフレンズ対の焦点に位置付けされている、例９に記載のクローキングデバイスアセンブリ。
［例１５］
前記クローキングデバイスの前記物体サイドに位置付けされた前記物体からの前記光が、物体−前記物体サイドハーフレンズ対の外向き凸状表面−前記物体サイドハーフレンズ対の内向き表面−前記平面反射境界対の内向きミラー表面−前記画像サイドハーフレンズ対の内向き表面−前記画像サイドハーフレンズ対の外向き凸状表面−画像という光路を介し、前記画像サイドまで伝播して前記画像を形成する、例９に記載のクローキングデバイスアセンブリ。
［例１６］
ビークルであって、
Ａピラーと、
前記Ａピラー上に位置付けされたクローキングデバイスであって、
前記クローキングデバイスが、物体サイド、画像サイド、被クローキング領域、および前記物体サイドから前記画像サイドまで延在する基準光学軸を含み、前記Ａピラーが前記被クローキング領域内に位置付けされ、前記物体サイドが前記ビークルの外部に位置付けされ、前記画像サイドが前記ビークルの内部に位置付けされ、
前記クローキングデバイスが更に、物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズであって、各々が内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面が前記厚端部と前記薄端部の間に延在している、物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズを含み、
前記クローキングデバイスが更に、前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされた平面反射境界であって、前記基準光学軸と平行に配向された内向きミラー表面を含む、平面反射境界を含む、
クローキングデバイスと、
を含み、
前記クローキングデバイスの物体サイドに位置付けされ前記被クローキング領域により視認不能化された物体からの光が、前記物体サイドハーフレンズを通る前記平面反射境界への前記光の伝播と、前記平面反射境界による前記画像サイドハーフレンズ上への前記物体サイドハーフレンズからの光の反射と、前記平面反射境界からの前記光の前記画像サイドハーフレンズを通る伝播と、を介して、前記Ａピラーの周りに方向変換されて前記クローキングデバイスの画像サイドに前記物体の画像を形成し、こうして前記物体からの前記光が前記被クローキング領域を通過したようにみえる、
ビークル。
［例１７］
前記物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズの前記薄端部が、前記基準光学軸に対して近位に位置付けされ、前記物体サイドおよび画像サイドハーフレンズの前記厚端部が、前記基準光学軸に対して遠位に位置付けされている、例１６に記載のビークル。
［例１８］
前記平面反射境界の前記内向きミラー表面が、前記物体サイドハーフレンズの焦点に位置付けされている、例１６に記載のビークル。
［例１９］
前記物体サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さが、前記画像サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さに等しい、例１６に記載のビークル。
［例２０］
前記物体サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さが前記画像サイドハーフレンズの前記厚端部の厚さに等しくない、例１６に記載のビークル。

Claims (10)

  1. クローキングデバイスであって、
    物体サイド、画像サイド、前記物体サイドと前記画像サイドの間の被クローキング領域、および前記物体サイドから前記画像サイドまで延在する基準光学軸と、
    物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズであって、各々が内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面が前記厚端部と前記薄端部の間に延在している、物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズと、
    前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされた平面反射境界であって、前記基準光学軸と平行に配向された内向きミラー表面を含む、平面反射境界と、
    を含み、
    前記クローキングデバイスの前記物体サイドに位置付けされ前記被クローキング領域により視認不能化された物体からの光が、前記物体サイドハーフレンズ、前記平面反射境界および前記画像サイドハーフレンズにより前記被クローキング領域の周りに方向変換されて前記クローキングデバイスの前記画像サイドに前記物体の画像を形成し、こうして前記物体からの前記光が前記被クローキング領域を通過したようにみえる、
    クローキングデバイス。
  2. 前記物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズの前記薄端部が、前記基準光学軸に対して近位に位置付けされ、前記物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズの前記厚端部が、前記基準光学軸に対して遠位に位置付けされている、請求項１に記載のクローキングデバイス。
  3. 前記平面反射境界の前記内向きミラー表面が、前記物体サイドハーフレンズの焦点に位置付けされている、請求項１または２に記載のクローキングデバイス。
  4. 前記物体サイドハーフレンズは、前記クローキングデバイスの前記物体サイドに位置付けされた前記物体からの光を前記平面反射境界の前記内向きミラー表面上に集束させるように配向されており、前記平面反射境界の前記内向きミラー表面は、前記物体サイドハーフレンズからの光を前記画像サイドハーフレンズに反射するように配向されており、前記平面反射境界の前記内向きミラー表面から反射された光は発散光であり、前記画像サイドハーフレンズは、前記平面反射境界の前記内向きミラー表面からの前記発散光を集束させて前記クローキングデバイスの前記画像サイドに前記物体の前記画像を形成するように配向されている、請求項１から３のいずれかに記載のクローキングデバイス。
  5. 前記物体サイドハーフレンズおよび前記画像サイドハーフレンズが、円柱ハーフレンズ、非円柱ハーフレンズおよび色消しハーフレンズからなる群の中から選択される、請求項１から４のいずれかに記載のクローキングデバイス。
  6. 前記物体サイドハーフレンズは物体サイドハーフレンズ対を含み、前記物体サイドハーフレンズ対の一方の物体サイドハーフレンズは前記基準光学軸の一方の側に位置付けされ、前記物体サイドハーフレンズ対の他方の物体サイドハーフレンズが前記基準光学軸の他方の側に位置付けされており、
    前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズは、内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部サイドを含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面は前記厚端部と前記薄端部の間に延在しており、
    前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの前記薄端部は、前記基準光学軸に対し近位に位置付けされ、前記物体サイドハーフレンズ対の各物体サイドハーフレンズの前記厚端部は、前記基準光学軸に対し遠位に位置付けされており、
    前記画像サイドハーフレンズは画像サイドハーフレンズ対を含み、前記画像サイドハーフレンズ対の一方の画像サイドハーフレンズは前記基準光学軸の一方の側に位置付けされ、前記画像サイドハーフレンズの他方の画像サイドハーフレンズは前記基準光学軸の他方の側に位置付けされており、
    前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズは、内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面は前記厚端部と前記薄端部の間に延在しており、
    前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの前記薄端部は、前記基準光学軸に対し近位に位置付けされ、前記画像サイドハーフレンズ対の各画像サイドハーフレンズの前記厚端部は、前記基準光学軸に対し遠位に位置付けされており、
    前記平面反射境界は、平面反射境界対を含み、前記平面反射境界対の一方の平面反射境界は、前記基準光学軸の一方の側に位置付けされた前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされており、前記平面反射境界対の他方の平面反射境界は、前記基準光学軸の前記他方の側に位置付けされた前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされており、
    前記平面反射境界対の各平面反射境界は、前記基準光学軸と平行に配向された内向きミラー表面を含み、
    前記クローキングデバイスの前記物体サイドに位置付けされ前記被クローキング領域により視認不能化された物体からの前記光が、前記物体サイドハーフレンズ対、平面反射境界対および画像サイドハーフレンズ対により前記被クローキング領域の周りに方向変換されて前記クローキングデバイスの画像サイドに前記物体の画像を形成し、こうして前記物体からの前記光が前記被クローキング領域を通過したようにみえる、
    請求項１から５のいずれかに記載のクローキングデバイス。
  7. 前記物体サイドハーフレンズ対の前記厚端部の厚さが互いに等しい、請求項６に記載のクローキングデバイス。
  8. 前記物体サイドハーフレンズ対の前記厚端部の厚さが互いに等しくない、請求項６に記載のクローキングデバイス。
  9. ビークルであって、
    Ａピラーと、
    前記Ａピラー上に位置付けされたクローキングデバイスであって、
    前記クローキングデバイスが、物体サイド、画像サイド、被クローキング領域、および前記物体サイドから前記画像サイドまで延在する基準光学軸を含み、前記Ａピラーが前記被クローキング領域内に位置付けされ、前記物体サイドが前記ビークルの外部に位置付けされ、前記画像サイドが前記ビークルの内部に位置付けされ、
    前記クローキングデバイスが更に、物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズであって、各々が内向き表面、外向き凸状表面、厚端部および薄端部を含み、前記内向き表面および前記外向き凸状表面が前記厚端部と前記薄端部の間に延在している、物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズを含み、
    前記クローキングデバイスが更に、前記物体サイドハーフレンズと前記画像サイドハーフレンズの間に位置付けされた平面反射境界であって、前記基準光学軸と平行に配向された内向きミラー表面を含む、平面反射境界を含む、
    クローキングデバイスと、
    を含み、
    前記クローキングデバイスの物体サイドに位置付けされ前記被クローキング領域により視認不能化された物体からの光が、前記物体サイドハーフレンズを通る前記平面反射境界への前記光の伝播と、前記平面反射境界による前記画像サイドハーフレンズ上への前記物体サイドハーフレンズからの光の反射と、前記平面反射境界からの前記光の前記画像サイドハーフレンズを通る伝播と、を介して、前記Ａピラーの周りに方向変換されて前記クローキングデバイスの画像サイドに前記物体の画像を形成し、こうして前記物体からの前記光が前記被クローキング領域を通過したようにみえる、
    ビークル。
  10. 前記物体サイドハーフレンズおよび画像サイドハーフレンズの前記薄端部が、前記基準光学軸に対して近位に位置付けされ、前記物体サイドおよび画像サイドハーフレンズの前記厚端部が、前記基準光学軸に対して遠位に位置付けされている、請求項９に記載のビークル。
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