特開 2019-168672 ハーフフレネル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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-168672(P2019-168672A)

(43)【公開日】2019年10月3日

(54)【発明の名称】ハーフフレネル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

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/00 20060101AFI20190906BHJP

   G02B 3/08 20060101ALI20190906BHJP

   B60R 1/04 20060101ALI20190906BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/00 Z

   G02B3/08

   B60R1/04 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2018-245232(P2018-245232)

(22)【出願日】2018年12月27日

(31)【優先権主張番号】15/863,353

(32)【優先日】2018年1月5日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】507342261

【氏名又は名称】トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】チェンカン チー

(72)【発明者】

【氏名】キュ−テ リー

(72)【発明者】

【氏名】デバシシュ バナージー

【テーマコード（参考）】

2H042

【Ｆターム（参考）】

2H042AA03

2H042AA07

2H042AA21

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ビークルのピラーを透明にするデバイスを提供する。
【解決手段】クローキングデバイスには物体側ハーフフレネルレンズ１００，１４０、画像側ハーフフレネルレンズ１２０，１６０、および物体側ハーフフレネルレンズ１００，１４０と画像側ハーフフレネルレンズ１２０，１６０の間に位置付けされた平面反射境界１１０が含まれる。物体側ハーフフレネルレンズ１００，１４０および画像側ハーフフレネルレンズ１２０，１６０は各々、内向き表面１６２，１４２および外向きフレネル表面１４４，１６４を含む。平面反射境界１１０は内向きミラー表面１１２を含む。物体側の視認不能化された物体からの光が、物体側ハーフフレネルレンズ１００，１４０、平面反射境界１１０および画像側ハーフフレネルレンズ１２０，１６０により方向転換されてクローキングデバイスの画像側に物体の画像を形成し、被クローキング領域を通過したように見える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クローキングデバイスであって、
物体側、画像側、前記物体側と前記画像側の間の被クローキング領域、および前記物体側から前記画像側まで延在する基準光学軸と、
物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズであって、各々が内向き表面、外向きフレネル表面、第１の端部および第２の端部を有し、前記内向き表面および前記外向きフレネル表面が前記第１の端部と前記第２の端部の間に拡がっている、物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズと、
前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネル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物体側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、前記物体側ハーフフレネルレンズ、前記平面反射境界および前記画像側ハーフフレネル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側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見える、
クローキングデバイス。

【請求項2】

前記物体側および画像側ハーフフレネルレンズの前記第２の端部が、前記基準光学軸に対して近位に位置付けされており、前記物体側および画像側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部が、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。

【請求項3】

前記平面反射境界の前記内向きミラー表面が、前記物体側ハーフフレネルレンズの焦線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。

【請求項4】

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、請求項１から３までのいずれか一項に記載のクローキングデバイスと、
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ており、
前記物体側がビークルの外部に位置付けされており、
前記画像側が前記ビークルの内部に位置付けされており、
前記クローキングデバイスの前記物体側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、前記物体側ハーフフレネルレンズを通る前記平面反射境界上への前記光の伝播と、前記物体側ハーフフレネルレンズからの前記光の前記平面反射境界による前記画像側ハーフフレネルレンズ上への反射と、前記平面反射境界からの前記光の前記画像側ハーフフレネルレンズを通る伝播と、を介し前記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前記画像側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見える、
ビークル。

【請求項5】

前記物体側ハーフフレネルレンズは、前記クローキングデバイスの前記物体側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、前記物体側ハーフフレネルレンズからの光を前記画像側ハーフフレネル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、前記画像側ハーフフレネルレンズは、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側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に記載のクローキングデバイス。

【請求項6】

前記クローキングデバイスの前記物体側の物体からの光が、物体−前記物体側ハーフフレネルレンズの外向きフレネル表面−前記物体側ハーフフレネルレンズの内向き表面−前記平面反射境界の内向きミラー表面−前記画像側ハーフフレネルレンズの内向き表面−前記画像側ハーフフレネルレンズの外向きフレネル表面−画像、という光路を介して前記被クローキング領域の周りに方向転換されている、請求項１に記載のクローキングデバイス。

【請求項7】

前記物体側ハーフフレネルレンズは一対の物体側ハーフフレネルレンズを含み、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の第１の側に位置付けされており、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記第１の側と反対側の前記基準光学軸の第２の側に位置付けされており、
前記画像側ハーフフレネルレンズは一対の画像側ハーフフレネルレンズを含み、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の第１の側に位置付けされており、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされており、
前記平面反射境界は一対の平面反射境界を含み、前記一対の平面反射境界のうちの一方が、前記基準光学軸の前記第１の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされており、前記一対の平面反射境界のうちの他方が、前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされており、
前記クローキングデバイスの物体側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、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズ、前記一対の平面反射境界および前記一対の画像側ハーフフレネル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側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見える、
請求項１に記載のクローキングデバイス。

【請求項8】

前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚みが互いに等しい、請求項７に記載のクローキングデバイス。

【請求項9】

前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚みが互いに等しくない、請求項７に記載のクローキングデバイス。

【請求項10】

前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々が内向き表面および外向きフレネル表面を含み、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の第１の側に位置付けされており、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記第１の側とは反対側の前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされており、
前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々が内向き表面および外向きフレネル表面を含み、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の前記第１の側に位置付けされており、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされており、
前記一対の平面反射境界の各々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、前記一対の平面反射境界のうちの一方が、前記基準光学軸の前記第１の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされており、前記一対の平面反射境界のうちの他方が、前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされている、
請求項７に記載のクローキングデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本開示は、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（車両、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。

【背景技術】

【0002】

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、ビークルの乗員がビークルピラーを通して見掛け上「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。

【発明の概要】

【0003】

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。

【0004】

概要
一実施形態において、クローキングデバイスは、物体側、画像側、物体側と画像側の間の被クローキング領域、および物体側から画像側まで延在する基準光学軸を含む。物体側ハーフフレネルレンズと画像側ハーフフレネルレンズが含まれている。物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズの各々は、内向き表面、外向きフレネル表面、第１の端部および第２の端部を含んでいる。内向き表面および外向きフレネル表面は第１の端部と第２の端部の間に拡がっている。物体側ハーフフレネルレンズと画像側ハーフフレネル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側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が、物体側ハーフフレネルレンズ、平面反射境界および画像側ハーフフレネル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側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見える。実施形態において、物体側および画像側ハーフフレネルレンズの第２の端部は、基準光学軸に対して近位に位置付けされており、物体側および画像側ハーフフレネルレンズの第１の端部は、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、物体側ハーフフレネルレンズの焦線に位置付けされていてよい。物体側ハーフフレネルレンズは、クローキングデバイスの物体側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、物体側ハーフフレネルレンズから画像側ハーフフレネルレンズまで光を反射するように配向されている。画像側ハーフフレネルレンズは、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側に物体の画像を形成するように配向されている。

【0005】

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、物体側、画像側、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および物体側から画像側まで延在する基準光学軸を含む。一対の物体側ハーフフレネルレンズと一対の画像側ハーフフレネルレンズが含まれ、一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々および一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々は、内向き表面および外向きフレネル表面を含む。一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの一方は基準光学軸の第１の側に位置付けされ、一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの他方は前記第１の側とは反対側の基準光学軸の第２の側に位置付けされている。同様にして、一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの一方は基準光学軸の第１の側に位置付けされ、一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの他方は基準光学軸の第２の側に位置付けされている。一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々および一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々は、第１の端部および第２の端部を含み、一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々および一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々の内向き表面および外向きフレネル表面は第１の端部と第２の端部の間に拡がっている。一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々および一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々の第２の端部は、基準光学軸に対し近位に位置付けされてよく、第１の端部の各々は、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、一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々の第１の端部の厚みは互いに等しい。他の実施形態において、一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々の第１の端部の厚みは互いに等しくない。一対の平面反射境界が含まれ、一対の平面反射境界の各々は、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。一対の平面反射境界のうちの一方は、基準光学軸の第１の側に位置付けされた物体側ハーフフレネルレンズと画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされ、一対の平面反射境界のうちの他方は、基準光学軸の第２の側に位置付けされた物体側ハーフフレネルレンズと画像側ハーフフレネル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側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が、一対の物体側ハーフフレネルレンズ、一対の平面反射境界および一対の画像側ハーフフレネル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アセンブリの画像側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見える。

【0006】

別の実施形態において、ビークルは、Ａピラーであって、クローキングデバイスがＡピラー上に位置付けされたＡピラーを含んでいる。クローキングデバイスは、物体側、画像側、被クローキング領域、および物体側から画像側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、物体側はビークルの外部に位置付けされ、画像側はビークルの内部に位置付けされている。物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズが含まれている。物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズは各々、内向き表面、外向きフレネル表面、第１の端部および第２の端部を含む。物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズの内向き表面および外向きフレネル表面は第１の端部と第２の端部の間に拡がっている。物体側ハーフフレネルレンズと画像側ハーフフレネル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、物体側ハーフフレネルレンズを通る平面反射境界上への光の伝播と、平面反射境界による画像側ハーフフレネルレンズへの光の反射と、画像側ハーフフレネルレンズを通る光の伝播と、を介し、Ａピラーの周りに方向変換される。この光は、ビークルの外部にある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見える。

【0007】

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。

【0008】

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、特許請求の範囲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。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】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。

【0010】

【図2A】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シリンドリカルフレネルレンズを概略的に描いている。

【0011】

【図2B】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シリンドリカルフレネルレンズから形成された一対のハーフシリンドリカルフレネルレンズを概略的に描いている。

【0012】

【図3】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。

【0013】

【図4】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。

【0014】

【図5】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。

【0015】

【図6】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。

【0016】

【図7A】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アセンブリ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。

【0017】

【図7B】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アセンブリ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。

【0018】

【図7C】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アセンブリ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。

【0019】

【図7D】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アセンブリ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。

【0020】

【図7E】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アセンブリ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。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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、入射光をクローキング（遮蔽）された領域の周りに導く一対のハーフフレネルレンズおよび平面ミラーを含む。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、シリンドリカルハーフフレネルレンズを利用することができる。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。ハーフフレネル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、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。

【0022】

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つのハーフフレネルレンズおよび２つのハーフフレネル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（クローキングされた）領域を含む。本開示中で使用されている「ハーフフレネルレンズ」なる用語は、フレネルレンズの光学軸に直交する方向に沿う長さが短縮されているフレネルレンズを意味する。本開示中で使用される「フレネルレンズ」なる用語は、シリンドリカルフレネルレンズ、すなわち複数の同心環状区分から形成された凸状表面を備えるシリンドリカルレンズを意味する。「境界」（単数および複数）なる用語は、物理的表面を意味する。ハーフフレネルレンズの１つは物体側ハーフフレネルレンズであり得、ハーフフレネルレンズの１つは画像側ハーフフレネルレンズであり得る。平面反射境界は、物体側ハーフフレネルレンズと画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされ得る。物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズは各々、内向き表面、外向きフレネル表面、第１の端部および第２の端部を有する。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し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しまたは被クローキング領域から遠位にある表面を意味し、「フレネル表面」は、複数の光線を共通の焦点距離に屈折させる（曲げる）ことのできる個別の屈折表面を提供する複数の同心溝を備える表面を意味する。物体側ハーフフレネルレンズは、クローキングデバイスの物体側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、物体側ハーフフレネルレンズからの集束された入射光を画像側ハーフフレネル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。画像側ハーフフレネルレンズは、平面反射境界からの発散する入射光を集束させ、クローキングデバイスの画像側に画像を提供するように配向されている。

【0023】

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、物体側１２、画像側１４および４つのハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０を備えるクローキングアセンブリ１０を含む。ハーフフレネルレンズ１００、１４０とハーフフレネルレンズ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つのハーフフレネルレンズ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軸に沿った厚み、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つのハーフフレネルレンズ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つのハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０の厚みに沿って延在し、図中に示されているＺ軸は４つのハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０の高さに沿って延在する。２つのハーフフレネルレンズ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の物体側１２に位置付けされてよく、本開示では物体側ハーフフレネルレンズ１００、１４０と呼ぶことができる。２つのハーフフレネルレンズ１２０、１６０は、クローキングアセンブリ１０により形成される画像「Ｉ」を提供するためにクローキングアセンブリ１０の画像側１４に位置付けされてよく、本開示では画像側ハーフフレネルレンズ１２０、１６０と呼ぶことができる。

【0024】

ハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０は各々、内向き表面１０２、１２２、１４２、１６２および外向きフレネル表面１０４、１２４、１４４、１６４をそれぞれ有している。ハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０は各々、第１の端部１０６、１２６、１４６、１６６および第２の端部１０８、１２８、１４８、１６８をそれぞれ有している。内向き表面１０２、１２２、１４２、１６２および外向きフレネル表面１０４、１２４、１４４、１６４は、第１の端部１０６、１２６、１４６、１６６と第２の端部１０８、１２８、１４８、１６８の間にそれぞれ拡がる。

【0025】

ハーフフレネルレンズ１６０の一例が、図２Ａに描かれている。詳細には、ハーフフレネルレンズ１６０は、内向き表面１６２と外向きフレネル表面１６４を含む。内向き表面１６２および外向きフレネル表面１６４は、第１の端部１６６と第２の端部１６８の間に拡がる。内向き表面１６２は、Ｘ方向に沿って長さ「ｌ」を有し、第１の端部１６６は、Ｙ方向に沿って厚み「ｔ」を有する。ハーフフレネルレンズ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、ハーフフレネルレンズ１６０は、図２Ｂに描かれている完全なシリンドリカルフレネルレンズから形成され得る。すなわち、図２Ｂに描かれている、長さが「Ｌ」（Ｘ方向）のフレネルレンズ８を平面９に沿って切断または分割して、２つのハーフフレネルレンズ、例えば図２Ｂに描かれた２つのハーフフレネルレンズ１２０、１６０を形成することができる。ハーフフレネルレンズ１００および１４０も類似の方法で形成でき、すなわち単一のシリンドリカルフレネルレンズから形成された一対のハーフフレネルレンズとして形成できるということを理解すべきである。同様に、単一のフレネルレンズから一対のハーフフレネル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できる、ということも理解すべきである。図２Ｂは、等しいサイズの２つのハーフフレネルレンズを形成するためのシリンドリカルフレネルレンズ８の分割を描いている（すなわち、２つのハーフフレネルレンズ１２０、１６０の長さ「ｌ」は「Ｌ／２」に等しい。）ものの、本開示中に記載の「ハーフフレネルレンズ」は、１つのレンズの正確に半分でなくてよく、すなわちハーフフレネルレンズの長さ「ｌ」は、シリンドリカルフレネルレンズ８の「Ｌ／２」よりも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。

【0026】

ハーフフレネルレンズ１６０および本開示中で開示されている他のハーフフレネルレンズは、光線を集束させるのに好適な任意のレンズ材料から形成されてよい。好適なフレネルレンズ材料の非限定的な例には、ガラス、アクリルポリマ、ポリカーボネートポリマ、硬質ビニルポリマが含まれる。ポリマ材料からハーフフレネルレンズを形成することにより、ガラスから形成されたレンズを備えるクローキングデバイスアセンブリと比べて、コスト及び重量が低減されたクローキングデバイスアセンブリを提供できるということを理解すべきである。

【0027】

図１に戻ると、実施形態において、４つのハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０の第２の端部１０８、１２８、１４８、１６８は、物体側１２から画像側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つのハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０の第１の端部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、それぞれ物体側ハーフフレネルレンズ１００、１４０の第２の端部１０８、１４８同士および画像側ハーフフレネルレンズ１２０、１６０の第２の端部１２８、１６８同士を互いに接触して位置付けした状態で描いているものの、第２の端部１０８、１４８同士および／または第２の端部１２８、１６８同士をＸ軸に沿って互いに離隔して、離隔された第２の端部１０８、１４８同士および／または離隔された第２の端部１２８、１６８同士の間に非クローキング（クローキングされていない）領域または空隙（図示せず）が存在するようにしてもよい、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、非クローキング領域の上方（＋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の画像側１４に提供されることはない。

【0028】

基準光学軸１５の第１の側（＋Ｘ方向）における物体側ハーフフレネルレンズ１００と画像側ハーフフレネルレンズ１２０の間に、平面反射境界１１０を位置付けることができ、第１の側とは反対側の基準光学軸１５の第２の側（−Ｘ方向）における物体側ハーフフレネルレンズ１４０と画像側ハーフフレネルレンズ１６０の間に平面反射境界１５０を位置付けることができる。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、物体側ハーフフレネルレンズ１００の内向き表面１０２から画像側ハーフフレネルレンズ１２０の内向き表面１２２まで拡がり、平面反射境界１５０は、物体側ハーフフレネルレンズ１４０の内向き表面１４２から画像側ハーフフレネルレンズ１６０の内向き表面１６２まで拡がる。他の実施形態においては、平面反射境界１１０は、物体側ハーフフレネルレンズ１００の内向き表面１０２から画像側ハーフフレネルレンズ１２０の内向き表面１２２まで拡がらなくてもよく、かつ／または平面反射境界１５０は物体側ハーフフレネルレンズ１４０の内向き表面１４２から画像側ハーフフレネルレンズ１６０の内向き表面１６２まで拡がらなくてもよい。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、物体側１２と画像側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、物体側ハーフフレネルレンズ１００の内向き表面１０２および画像側ハーフフレネルレンズ１２０の内向き表面１２２から離隔されていてよく、かつ／または平面反射境界１５０は、物体側ハーフフレネルレンズ１４０の内向き表面１４２および画像側ハーフフレネルレンズ１６０の内向き表面１６２から離隔されていてよい。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。

【0029】

平面反射境界１１０は、基準光学軸１５の第１の側（＋Ｘ方向）でクローキングアセンブリ１０に入射する物体Ｏからの光（図１中で矢印「１」として図示）が物体側ハーフフレネルレンズ１００を通って伝播し（図１に矢印「２」として図示）、物体側ハーフフレネルレンズ１００により内向きミラー表面１１２上に集束される（図１に矢印「３」として図示）ように、物体側ハーフフレネルレンズ１００に対し位置付けされている。実施形態において、光３は、物体側ハーフフレネルレンズ１００によってＺ方向に延在する焦線ｆ_１に集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面１１２は、焦線ｆ_１に位置付けされ得る。焦線ｆ_１および本開示中に記載の他の焦線は、本開示に記載の物体側ハーフフレネルレンズの形状によって提供されるということを理解すべきである。例えば、焦線ｆ_１は、物体側ハーフフレネルレンズ１００の外向きフレネル表面１０４内の複数の同心溝（符号なし）に起因しまたはこれらの同心溝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）。画像側ハーフフレネルレンズ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に入射するような形で、平面反射境界１１０に対し位置付けされる。光４は、画像側ハーフフレネルレンズ１２０を通って伝播し、この画像側ハーフフレネルレンズ１２０により集束され（図１に矢印「５」として図示）、光６は、クローキングアセンブリ１０の画像側１４で基準光学軸１５の第１の側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。

【0030】

外向きフレネル表面１０４に入射する光１は、光２として物体側ハーフフレネルレンズ１００を通って内向き表面１０２まで伝播する。光２は概して、物体側ハーフフレネルレンズ１００により光３として、平面反射境界１１０の内向きミラー表面１１２上の焦線ｆ_１に集束された後、光４として反射され画像側ハーフフレネルレンズ１２０の内向き表面１２２上に発散する。光５は、画像側ハーフフレネルレンズ１２０を通って外向きフレネル表面１２４まで伝播する。画像側ハーフフレネルレンズ１２０は、その原初の経路、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の画像側１４に画像「Ｉ」の第１の側の部分（＋Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸１５の第１の側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体−物体側ハーフフレネルレンズ１００−平面反射境界１１０−画像側ハーフフレネルレンズ１２０−画像、という光路を介し画像側へ伝播して、基準光学軸１５の第１の側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸１５の第１の側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−物体側ハーフフレネルレンズ１００の外向きフレネル表面１０４−物体側ハーフフレネルレンズ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−画像側ハーフフレネルレンズ１２０の内向き表面１２２−画像側ハーフフレネルレンズ１２０の外向きフレネル表面１２４−画像Ｉ、という光路を介して伝播する。

【0031】

平面反射境界１５０は、基準光学軸１５の第２の側（−Ｘ方向）でクローキングアセンブリ１０に入射する物体Ｏからの光１が物体側ハーフフレネルレンズ１４０を通って伝播し（光２）、物体側ハーフフレネルレンズ１４０により光３として内向きミラー表面１５２上に集束されるように、物体側ハーフフレネルレンズ１４０に対し位置付けされている。実施形態において、光３は、物体側ハーフフレネルレンズ１４０によってＺ方向に延在する焦線ｆ_２に集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面１５２は、焦線ｆ_２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。画像側ハーフフレネルレンズ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に入射するような形で、平面反射境界１５０に対し位置付けされる。光４は、画像側ハーフフレネルレンズ１６０を通って伝播し（光５）、この画像側ハーフフレネルレンズ１６０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の画像側１４で基準光学軸１５の第２の側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。

【0032】

外向きフレネル表面１４４上に入射する光１は、光２として物体側ハーフフレネルレンズ１４０を通って内向き表面１４２まで伝播する。光２は概して、物体側ハーフフレネルレンズ１４０により光３として、平面反射境界１５０の内向きミラー表面１５２上の焦線ｆ_２に集束された後、光４として反射され画像側ハーフフレネルレンズ１６０の内向き表面１６２上に発散する。光５は、画像側ハーフフレネルレンズ１６０を通って外向きフレネル表面１６４まで伝播する。画像側ハーフフレネルレンズ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の画像側１４に画像「Ｉ」の第２の側の部分（−Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸１５の第２の側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体−物体側ハーフフレネルレンズ１４０−平面反射境界１５０−画像側ハーフフレネルレンズ１６０−画像、という光路を介し画像側へと伝播して、基準光学軸１５の第２の側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸１５の第２の側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−物体側ハーフフレネルレンズ１４０の外向きフレネル表面１４４−物体側ハーフフレネルレンズ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−画像側ハーフフレネルレンズ１６０の内向き表面１６２−画像側ハーフフレネルレンズ１６０の外向きフレネル表面１６４−画像Ｉ、という光路を介して伝播する。

【0033】

組み合わせで、すなわち、クローキングアセンブリ１０の物体側１２の物体Ｏからの基準光学軸１５の第１の側（＋Ｘ方向）および第２の側（−Ｘ方向）の光１は、物体−物体側ハーフフレネルレンズ１００、１４０−平面反射境界１１０、１５０−画像側ハーフフレネルレンズ１２０、１６０−画像、という光路を介して画像側１４まで伝播する。すなわち、物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−それぞれ物体側ハーフフレネルレンズ１００、１４０の外向きフレネル表面１０４、１４４−それぞれ物体側ハーフフレネルレンズ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−それぞれ画像側ハーフフレネルレンズ１２０、１６０の内向き表面１２２、１６２−それぞれ画像側ハーフフレネルレンズ１２０、１６０の外向きフレネル表面１２４、１６４−画像Ｉ、という光路を介して伝播する。

【0034】

図１は、同じサイズの、すなわち内向き表面１０２、１２２、１４２、１６２の長さが互いに等しく第１の端部１０６、１２６、１４６、１６６の厚みが互いに等しい、４つのハーフフレネルレンズ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つのハーフフレネルレンズ１００、１２０、１４０、１６０は同じサイズではない。詳細には、図３は、互いに異なるサイズのハーフフレネルレンズを備える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、物体側２２、画像側２４および４つのハーフフレネルレンズ２００、２２０、２４０、２６０を含む。基準光学軸２５の第１の側（＋Ｘ方向）にある２つのハーフフレネルレンズ２００、２２０は、以下でさらに詳述するように、基準光学軸２５の第２の側（−Ｘ方向）にある２つのハーフフレネルレンズ２４０、２６０よりも小さい。ハーフフレネルレンズ２００、２４０とハーフフレネルレンズ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つのハーフフレネルレンズ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軸に沿った厚みおよびＺ軸に沿った高さを有する。２つのハーフフレネルレンズ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の物体側２２に位置付けされてよく、本開示では物体側ハーフフレネルレンズ２００、２４０と呼ぶことができる。２つのハーフフレネルレンズ２２０、２６０は、クローキングアセンブリ２０により形成される画像「Ｉ」を提供するようにクローキングアセンブリ２０の画像側２４に位置付けされてよく、本開示では画像側ハーフフレネルレンズ２２０、２６０と呼ぶことができる。

【0035】

ハーフフレネルレンズ２００、２２０、２４０、２６０は各々、内向き表面２０２、２２２、２４２、２６２および外向きフレネル表面２０４、２２４、２４４、２６４をそれぞれ有している。同様に、ハーフフレネルレンズ２００、２２０、２４０、２６０は各々、第１の端部２０６、２２６、２４６、２６６および第２の端部２０８、２２８、２４８、２６８をそれぞれ有している。内向き表面２０２、２２２、２４２、２６２および外向きフレネル表面２０４、２２４、２４４、２６４は、第１の端部２０６、２２６、２４６、２６６と第２の端部２０８、２２８、２４８、２６８の間にそれぞれ拡がる。

【0036】

図３に描かれているように、物体側ハーフフレネルレンズ２００の内向き表面２０２は、物体側ハーフフレネルレンズ２４０の内向き表面２４２の長さよりも短い長さ（Ｘ方向）を有していてよく、画像側ハーフフレネルレンズ２２０の内向き表面２２２は、画像側ハーフフレネルレンズ２６０の内向き表面２６２の長さよりも短い長さを有していてよい。一代替形態において、または付加的に、物体側ハーフフレネルレンズ２００の第１の端部２０６は、物体側ハーフフレネルレンズ２４０の第１の端部２４６の厚みよりも小さい厚み（Ｙ方向）を有していてよく、画像側ハーフフレネルレンズ２２０の第１の端部２２６は、画像側ハーフフレネルレンズ２６０の第１の端部２６６の厚みよりも小さい厚みを有していてよい。実施形態において、ハーフフレネルレンズ２００、２２０、２４０、２６０は、ハーフフレネルレンズ２００、２２０、２４０、２６０である。

【0037】

実施形態において、第２の端部２０８、２２８、２４８、２６８は、物体側２２から画像側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、第１の端部２０６、２２６、２４６、２６６は、基準光学軸２５に対して遠位に位置付けされまたは基準光学軸２５から離隔されている。図３は、それぞれ物体側ハーフフレネルレンズ２００、２４０の第２の端部２０８、２４８同士およびそれぞれ画像側ハーフフレネルレンズ２２０、２６０の第２の端部２２８、２６８同士を互いに接触して位置付けした状態で描いているものの、第２の端部２０８、２４８同士および／または第２の端部２２８、２６８同士をＸ軸に沿って互いに離隔して、離隔された第２の端部２０８、２４８同士および／または離隔された第２の端部２２８、２６８同士の間に非クローキング領域または空隙（図示せず）が存在するようにしてもよい、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、非クローキング領域の上方（＋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の画像側２４に提供されることはない。

【0038】

基準光学軸２５の第１の側（＋Ｘ方向）における物体側ハーフフレネルレンズ２００と画像側ハーフフレネルレンズ２２０の間に、平面反射境界２１０を位置付けることができ、第１の側とは反対側の基準光学軸２５の第２の側（−Ｘ方向）における物体側ハーフフレネルレンズ２４０と画像側ハーフフレネルレンズ２６０の間に平面反射境界２５０を位置付けることができる。実施形態において、図３に描かれているように、平面反射境界２１０は、物体側ハーフフレネルレンズ２００の内向き表面２０２から画像側ハーフフレネルレンズ２２０の内向き表面２２２まで拡がり、平面反射境界２５０は、物体側ハーフフレネルレンズ２４０の内向き表面２４２から画像側ハーフフレネルレンズ２６０の内向き表面２６２まで拡がる。他の実施形態においては、平面反射境界２１０は、物体側ハーフフレネルレンズ２００の内向き表面２０２から画像側ハーフフレネルレンズ２２０の内向き表面２２２まで拡がらなくてもよく、平面反射境界２５０は物体側ハーフフレネルレンズ２４０の内向き表面２４２から画像側ハーフフレネルレンズ２６０の内向き表面２６２まで拡がらなくてもよい。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、物体側２２と画像側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、物体側ハーフフレネルレンズ２００の内向き表面２０２および画像側ハーフフレネルレンズ２２０の内向き表面２２２から離隔されていてよく、かつ／または平面反射境界２５０は、物体側ハーフフレネルレンズ２４０の内向き表面２４２および画像側ハーフフレネルレンズ２６０の内向き表面２６２から離隔されていてよい。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。

【0039】

平面反射境界２１０は、基準光学軸２５の第１の側（＋Ｘ方向）でクローキングアセンブリ２０に入射する物体Ｏからの光（図３中で矢印「１」として図示）が物体側ハーフフレネルレンズ２００を通って伝播し（図３に矢印「２」として図示）、物体側ハーフフレネルレンズ２００により内向きミラー表面２１２上に集束される（図３に矢印「３」として図示）ように、物体側ハーフフレネルレンズ２００に対し位置付けされている。実施形態において、光３は、物体側ハーフフレネルレンズ２００によってＺ方向に延在する焦線ｆ_３に集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面２１２は、焦線ｆ_３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３に矢印「４」として図示）。画像側ハーフフレネルレンズ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に入射するような形で、平面反射境界２１０に対し位置付けされる。光４は、画像側ハーフフレネルレンズ２２０を通って伝播し（図３に矢印「５」として図示）、この画像側ハーフフレネルレンズ２２０により集束され（図３に矢印「６」として図示）て、クローキングアセンブリ２０の画像側２４で基準光学軸２５の第１の側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。

【0040】

外向きフレネル表面２０４に入射する光１は、光２として物体側ハーフフレネルレンズ２００を通って内向き表面２０２まで伝播する。光２は概して、物体側ハーフフレネルレンズ２００により光３として、平面反射境界２１０の内向きミラー表面２１２上の焦線ｆ_３に集束された後、光４として反射され画像側ハーフフレネルレンズ２２０の内向き表面２２２上に発散する。光５は、画像側ハーフフレネルレンズ２２０を通って外向きフレネル表面２２４まで伝播する。画像側ハーフフレネルレンズ２２０は、その原初の経路、すなわち光１に対して平行に光５を集束して（図３に矢印「６」として図示）、クローキングアセンブリ２０の画像側２４に画像「Ｉ」の第１の側の部分（＋Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸２５の第１の側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体−物体側ハーフフレネルレンズ２００−平面反射境界２１０−画像側ハーフフレネルレンズ２２０−画像、という光路を介し画像側へ伝播して、基準光学軸２５の第１の側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸２５の第１の側（＋Ｘ方向）の物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−物体側ハーフフレネルレンズ２００の外向きフレネル表面２０４−物体側ハーフフレネルレンズ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−画像側ハーフフレネルレンズ２２０の内向き表面２２２−画像側ハーフフレネルレンズ２２０の外向きフレネル表面２２４−画像Ｉ、という光路を介して伝播する。

【0041】

平面反射境界２５０は、基準光学軸２５の第２の側（−Ｘ方向）でクローキングアセンブリ２０に入射する物体Ｏからの光１が物体側ハーフフレネルレンズ２４０を通って伝播し（光２’）、物体側ハーフフレネルレンズ２４０により光３’として内向きミラー表面２５２上に集束されるように、物体側ハーフフレネルレンズ２４０に対し位置付けされている。実施形態において、光３’は、物体側ハーフフレネルレンズ２４０によってＺ方向に延在する焦線ｆ_４に集束される。このような実施形態において、内向きミラー表面２５２は、焦線ｆ_４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。画像側ハーフフレネルレンズ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に入射するような形で、平面反射境界２５０に対し位置付けされる。光４’は、画像側ハーフフレネルレンズ２６０を通って伝播し（光５’）、この画像側ハーフフレネルレンズにより光６’として集束されて、クローキングアセンブリ２０の画像側２４で基準光学軸２５の第２の側に画像「Ｉ」の一部分を提供する。

【0042】

外向きフレネル表面２４４上に入射する光１’は、光２’として物体側ハーフフレネルレンズ２４０を通って内向き表面２４２まで伝播する。光２’は概して、物体側ハーフフレネルレンズ２４０により光３’として、平面反射境界２５０の内向きミラー表面２５２上の焦線ｆ_４に集束された後、発散光４’として画像側ハーフフレネルレンズ２６０の内向き表面２６２に反射される。光５’は、画像側ハーフフレネルレンズ２６０を通って外向きフレネル表面２６４まで伝播する。画像側ハーフフレネルレンズ２６０は、その原初の経路に対し平行に、光６’として光５’を集束して、クローキングアセンブリ２０の画像側２４に画像「Ｉ」の第２の側の部分（−Ｘ方向）を形成する。したがって、基準光学軸２５の第２の側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１’は、物体−物体側ハーフフレネルレンズ２４０−平面反射境界２５０−画像側ハーフフレネルレンズ２６０−画像、という光路を介し画像側へ伝播して、基準光学軸２５の第２の側に画像Ｉを形成する。すなわち、基準光学軸２５の第２の側（−Ｘ方向）の物体Ｏからの光１’は、物体Ｏ−物体側ハーフフレネルレンズ２４０の外向きフレネル表面２４４−物体側ハーフフレネルレンズ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−画像側ハーフフレネルレンズ２６０の内向き表面２６２−画像側ハーフフレネルレンズ２６０の外向きフレネル表面２６４−画像Ｉ、という光路を介して伝播する。

【0043】

組み合わせで、すなわち、クローキングアセンブリ２０の物体側２２の物体Ｏからの基準光学軸２５の第１の側（＋Ｘ方向）および第２の側（−Ｘ方向）の光１は、物体−物体側ハーフフレネルレンズ２００、２４０−平面反射境界２１０、２５０−画像側ハーフフレネルレンズ２２０、２６０−画像、という光路を介して画像側２４まで伝播する。すなわち、物体Ｏからの光１は、物体Ｏ−それぞれ物体側ハーフフレネルレンズ２００、２４０の外向きフレネル表面２０４、２４４−それぞれ物体側ハーフフレネルレンズ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−それぞれ画像側ハーフフレネルレンズ２２０、２６０の内向き表面２２２、２６２−それぞれ画像側ハーフフレネルレンズ２２０、２６０の外向きフレネル表面２２４、２６４−画像Ｉ、という光路を介して伝播する。

【0044】

ここで図１、４および５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４および５に示されている。具体的には、図４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」の形の部材および＋Ｙ方向でクローキングアセンブリ１０の物体側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５）。図５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の画像側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、画像側１４を見ている観察者には自動車Ａが視認できる。図４および５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）から離間しており、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、ハーフフレネルレンズの内向き表面を提供し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。

【0045】

図６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６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の物体側でビークル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の画像側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を通過したように見え、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る外部表面を有する。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。

【0046】

実施例
ここで図７Ａ〜７Ｅを参照すると、クローキングアセンブリ１０の物体側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、画像側１４から見た画像が描かれている。物体側ハーフフレネルレンズ１００、１４０および画像側ハーフフレネルレンズ１２０、１６０は、アクリルポリマから形成されたハーフフレネルレンズである。物体側ハーフフレネルレンズ１００、１４０および画像側ハーフフレネルレンズ１２０、１６０は、３１ｍｍの焦点距離、および１．５ｍｍの厚みを有する。全デバイス領域と隠ぺい領域の縦横比は、それぞれ０．７７および０．８１であり、クローキング比（すなわち隠ぺい領域／総デバイス領域）は約４８％であった。図７Ａ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ない状態（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側からクローキングアセンブリを見る観察者の視線とにより画定される角度（本開示中では「視角」とも呼ばれる）を意味する。図７Ｂ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７Ｃ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７Ｄ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７Ｅ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７Ａ〜７Ｅ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の物体側１２の物体の画像は、５°までの不整合において、明確に見ることができる。

【0047】

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」および「部材」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。

【0048】

図中に開示され描かれている実施形態は、４つのハーフフレネルレンズおよび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るクローキングアセンブリを描いているものの、２つのハーフフレネルレンズおよび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る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、物体側ハーフフレネルレンズ、平面反射境界および画像側曲線ＣＲ境界の間で境を接していてもよい。

【0049】

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、別段の規定のな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。

【0050】

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、請求対象の主題の真意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。

【0051】

［例１］
クローキングデバイスであって、
物体側、画像側、前記物体側と前記画像側の間の被クローキング領域、および前記物体側から前記画像側まで延在する基準光学軸と、
物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズであって、各々が内向き表面、外向きフレネル表面、第１の端部および第２の端部を有し、前記内向き表面および前記外向きフレネル表面が前記第１の端部と前記第２の端部の間に拡がっている、物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズと、
前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネル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物体側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、前記物体側ハーフフレネルレンズ、前記平面反射境界および前記画像側ハーフフレネル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側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見える、
クローキングデバイス。
［例２］
前記物体側および画像側ハーフフレネルレンズの前記第２の端部が、前記基準光学軸に対して近位に位置付けされており、前記物体側および画像側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部が、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、前記物体側ハーフフレネルレンズの焦線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］
前記物体側ハーフフレネルレンズは、前記クローキングデバイスの前記物体側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、前記物体側ハーフフレネルレンズからの光を前記画像側ハーフフレネル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、前記画像側ハーフフレネルレンズは、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側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］
前記クローキングデバイスの前記物体側の物体からの光が、物体−前記物体側ハーフフレネルレンズの外向きフレネル表面−前記物体側ハーフフレネルレンズの内向き表面−前記平面反射境界の内向きミラー表面−前記画像側ハーフフレネルレンズの内向き表面−前記画像側ハーフフレネルレンズの外向きフレネル表面−画像、という光路を介して前記被クローキング領域の周りに方向転換されている、例１に記載のクローキングデバイス。
［例６］
前記物体側ハーフフレネルレンズは一対の物体側ハーフフレネルレンズを含み、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の第１の側に位置付けされており、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記第１の側と反対側の前記基準光学軸の第２の側に位置付けされており、
前記画像側ハーフフレネルレンズは一対の画像側ハーフフレネルレンズを含み、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の第１の側に位置付けされており、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされており、
前記平面反射境界は一対の平面反射境界を含み、前記一対の平面反射境界のうちの一方が、前記基準光学軸の前記第１の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされており、前記一対の平面反射境界のうちの他方が、前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされており、
前記クローキングデバイスの物体側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、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズ、前記一対の平面反射境界および前記一対の画像側ハーフフレネル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側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見える、
例１に記載のクローキングデバイス。
［例７］
前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚みが互いに等しい、例６に記載のクローキングデバイス。
［例８］
前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚み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、
物体側、画像側、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、および前記物体側から前記画像側まで延在する基準光学軸と、
一対の物体側ハーフフレネルレンズであって、各々の物体側ハーフフレネルレンズが内向き表面および外向きフレネル表面を含み、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の第１の側に位置付けされており、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記第１の側とは反対側の前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされている、一対の物体側ハーフフレネルレンズと、
一対の画像側ハーフフレネルレンズであって、各々の画像側ハーフフレネルレンズが内向き表面および外向きフレネル表面を含み、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの一方が前記基準光学軸の前記第１の側に位置付けされており、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズのうちの他方が前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされている、一対の画像側ハーフフレネルレンズと、
一対の平面反射境界であって、各々の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、前記一対の平面反射境界のうちの一方が、前記基準光学軸の前記第１の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされており、前記一対の平面反射境界のうちの他方が、前記基準光学軸の前記第２の側に位置付けされた前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネルレンズの間に位置付けされている、一対の平面反射境界と、
を含み、
前記クローキングデバイスアセンブリの物体側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、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズ、前記一対の平面反射境界および前記一対の画像側ハーフフレネルレンズ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画像側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見える、
クローキングデバイスアセンブリ。
［例１０］
前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々および前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々が、第１の端部および第２の端部を含み、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々および前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々の前記内向き表面および前記外向きフレネル表面が前記第１の端部と前記第２の端部の間に拡がっている、例９に記載のクローキングデバイスアセンブリ。
［例１１］
前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々および前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々の第２の端部が、前記基準光学軸に対し近位に位置付けされ、前記第１の端部の各々が、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］
前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々の前記第１の端部の厚みが互いに等しく、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々の前記第１の端部の厚みが互いに等しい、例１０に記載のクローキングデバイスアセンブリ。
［例１３］
前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの各々の前記第１の端部の厚みが互いに等しくなく、前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの各々の前記第１の端部の厚み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］
前記一対の平面反射境界の前記内向きミラー表面が、前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの焦線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側に位置付けされた物体からの前記光が、物体−前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの外向きフレネル表面−前記一対の物体側ハーフフレネルレンズの内向き表面−前記一対の平面反射境界の内向きミラー表面−前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの内向き表面−前記一対の画像側ハーフフレネルレンズの外向きフレネル表面−画像、という光路を介し前記画像側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、
物体側、画像側、被クローキング領域、および前記物体側から前記画像側まで延在する基準光学軸であって、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ており、前記物体側がビークルの外部に位置付けされており、前記画像側が前記ビークルの内部に位置付けされている、物体側、画像側、被クローキング領域及び基準光学軸と、
物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズであって、各々が内向き表面、外向きフレネル表面、第１の端部および第２の端部を有し、前記内向き表面および前記外向きフレネル表面が前記第１の端部と前記第２の端部の間に拡がっている、物体側ハーフフレネルレンズおよび画像側ハーフフレネルレンズと、
前記物体側ハーフフレネルレンズと前記画像側ハーフフレネル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側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、前記物体側ハーフフレネルレンズを通る前記平面反射境界上への前記光の伝播と、前記物体側ハーフフレネルレンズからの前記光の前記平面反射境界による前記画像側ハーフフレネルレンズ上への反射と、前記平面反射境界からの前記光の前記画像側ハーフフレネルレンズを通る伝播と、を介し前記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前記画像側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見える、
クローキングデバイスと、
を含むビークル。
［例１７］
前記物体側および画像側ハーフフレネルレンズの前記第２の端部が、前記基準光学軸に対して近位に位置付けされており、前記物体側および画像側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部が、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、前記物体側ハーフフレネルレンズの焦線に位置付けされている、例１６に記載のビークル。
［例１９］
前記物体側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚みが、前記画像側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚みに等しい、例１６に記載のビークル。
［例２０］
前記物体側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚みが前記画像側ハーフフレネルレンズの前記第１の端部の厚みに等しくない、例１６に記載のビークル。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【外国語明細書】

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