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特開2022-163814クローキング装置、ウィンドシールド、隠蔽方法及びビームスプリッター
(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】P2022163814
(43)【公開日】2022-10-27
(54)【発明の名称】クローキング装置、ウィンドシールド、隠蔽方法及びビームスプリッター
(51)【国際特許分類】
G02B 5/00 20060101AFI20221020BHJP
G02B 27/10 20060101ALI20221020BHJP
G02B 27/28 20060101ALI20221020BHJP
G02B 5/08 20060101ALI20221020BHJP
G02B 5/04 20060101ALI20221020BHJP
【ＦＩ】
G02B5/00
G02B27/10
G02B27/28 Z
G02B5/08
G02B5/08 D
G02B5/00 C
G02B5/04 B
G02B5/04 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021068876
(22)【出願日】2021-04-15
(71)【出願人】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】一色 眞誠
【テーマコード（参考）】
2H042
2H199
【Ｆターム（参考）】
2H042AA02
2H042AA04
2H042AA10
2H042AA15
2H042AA16
2H042AA33
2H042CA06
2H042DB01
2H199AB37
2H199AB45
2H199AB48
2H199AB52
(57)【要約】
【課題】クローキング装置における映り込みを防止するための遮蔽手段の提供。
【解決手段】クローキング装置Ｃｄは、ペリスコープ形式で配置された鏡Ｍｒ及びビームスプリッターＢｓを備える。可視物体Ｖｓの手前に鏡Ｍｒが配置される。可視物体Ｖｓで遮られた観察者Ｖｗの視界の死角Ｆｂは、ビームスプリッターＢｓ及び鏡Ｍｒで反射する迂回光路を通じて観察者Ｖｗに観察される。可視物体Ｖｓから外れて開けた観察者Ｖｗの視界Ｆｏは、ビームスプリッターＢｓを透過する直進光路Ｔｒを通じて観察者Ｖｗに観察される。クローキング装置Ｃｄは、鏡Ｍｒから見てビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆの背後に設けられたルーバーＬｖをさらに備える。ルーバーＬｖの有するスラットＳｔは、鏡Ｍｒから見てビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆの背後からビームスプリッターＢｓを透過して鏡Ｍｒに向かう光路を遮る。直進光路ＴｒはスラットＳｔ間の隙間を透過する。
【選択図】図２
【解決手段】クローキング装置Ｃｄは、ペリスコープ形式で配置された鏡Ｍｒ及びビームスプリッターＢｓを備える。可視物体Ｖｓの手前に鏡Ｍｒが配置される。可視物体Ｖｓで遮られた観察者Ｖｗの視界の死角Ｆｂは、ビームスプリッターＢｓ及び鏡Ｍｒで反射する迂回光路を通じて観察者Ｖｗに観察される。可視物体Ｖｓから外れて開けた観察者Ｖｗの視界Ｆｏは、ビームスプリッターＢｓを透過する直進光路Ｔｒを通じて観察者Ｖｗに観察される。クローキング装置Ｃｄは、鏡Ｍｒから見てビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆの背後に設けられたルーバーＬｖをさらに備える。ルーバーＬｖの有するスラットＳｔは、鏡Ｍｒから見てビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆの背後からビームスプリッターＢｓを透過して鏡Ｍｒに向かう光路を遮る。直進光路ＴｒはスラットＳｔ間の隙間を透過する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ペリスコープ形式で配置された鏡及びビームスプリッターを備え、
観察者から見て不可視化したい可視物体の、前記観察者から見て手前に前記鏡が配置され、
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に観察され、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界は、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に観察される、
クローキング装置であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後に設けられたルーバーをさらに備え、
前記ルーバーの有するスラットは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記直進光路は前記スラット間の隙間を透過する、
クローキング装置。
観察者から見て不可視化したい可視物体の、前記観察者から見て手前に前記鏡が配置され、
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に観察され、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界は、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に観察される、
クローキング装置であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後に設けられたルーバーをさらに備え、
前記ルーバーの有するスラットは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記直進光路は前記スラット間の隙間を透過する、
クローキング装置。
【請求項2】
前記ビームスプリッターは前記反射面を備えるプレートからなり、
前記ルーバーの前記スラットは前記プレート内に配置される、
請求項１に記載のクローキング装置。
前記ルーバーの前記スラットは前記プレート内に配置される、
請求項１に記載のクローキング装置。
【請求項3】
前記スラットは、前記反射面で屈折する前記直進光路に略平行である、
請求項２に記載のクローキング装置。
請求項２に記載のクローキング装置。
【請求項4】
前記プレートの基材を挟んで前記反射面の反対側の面に反射防止膜をさらに備える、
請求項３に記載のクローキング装置。
請求項３に記載のクローキング装置。
【請求項5】
前記ルーバーの前記スラットは前記プレートの基材を挟んで前記反射面の反対側の面から飛び出しており、この飛び出した部分は前記反対側の面で屈折する前記直進光路に略平行である、
請求項３に記載のクローキング装置。
請求項３に記載のクローキング装置。
【請求項6】
前記鏡における前記迂回光路の反射角は４５度より大きい、
請求項１～５のいずれかに記載のクローキング装置。
請求項１～５のいずれかに記載のクローキング装置。
【請求項7】
前記ビームスプリッターは、前記反射面の延在方向に沿って階段状に並んだプリズムを備えるシートであり、
前記プリズムはそれぞれ内側プリズムと外側プリズムとからなり
前記シートは前記内側プリズムの斜面と前記外側プリズムの斜面とで挟まれた基部を有し、
前記反射面は、前記基部内に位置するともに、前記内側プリズムの前記斜面に対向し、
前記内側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記外側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記スラットは、前記外側プリズムの表面に位置するとともに、前記反射面を挟んで、前記内側プリズムの前記迂回光路の出口となる前記表面の反対側に位置する。
請求項１に記載のクローキング装置。
前記プリズムはそれぞれ内側プリズムと外側プリズムとからなり
前記シートは前記内側プリズムの斜面と前記外側プリズムの斜面とで挟まれた基部を有し、
前記反射面は、前記基部内に位置するともに、前記内側プリズムの前記斜面に対向し、
前記内側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記外側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記スラットは、前記外側プリズムの表面に位置するとともに、前記反射面を挟んで、前記内側プリズムの前記迂回光路の出口となる前記表面の反対側に位置する。
請求項１に記載のクローキング装置。
【請求項8】
前記ビームスプリッターは偏光ビームスプリッター、以下正面ＰＢＳという、であり、
前記鏡、以下正面鏡という、に対して前記可視物体を挟んで背中合わせになった背面鏡と、
前記正面ＰＢＳに対向する背面ＰＢＳと、をさらに備え、
前記迂回光路は、前記背面鏡での非偏光の反射と、前記背面ＰＢＳでのＳ偏光の反射と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｓ偏光の反射と、前記背面鏡での前記Ｓ偏光の反射とを含み、
前記直進光路は、前記背面ＰＢＳでのＰ偏光の透過と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｐ偏光の透過と、を含む、
請求項１～７のいずれかに記載のクローキング装置。
前記鏡、以下正面鏡という、に対して前記可視物体を挟んで背中合わせになった背面鏡と、
前記正面ＰＢＳに対向する背面ＰＢＳと、をさらに備え、
前記迂回光路は、前記背面鏡での非偏光の反射と、前記背面ＰＢＳでのＳ偏光の反射と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｓ偏光の反射と、前記背面鏡での前記Ｓ偏光の反射とを含み、
前記直進光路は、前記背面ＰＢＳでのＰ偏光の透過と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｐ偏光の透過と、を含む、
請求項１～７のいずれかに記載のクローキング装置。
【請求項9】
前記正面ＰＢＳは前記反射面を備えるプレートからなり、
前記プレートは前記観察者から見て前記正面ＰＢＳの前記反射面の手前に設けられた半波長板を備え、
前記半波長板は前記正面ＰＢＳを透過したＰ偏光の偏光軸を９０度回転する、又は鉛直方向に変換する、
請求項８に記載のクローキング装置。
前記プレートは前記観察者から見て前記正面ＰＢＳの前記反射面の手前に設けられた半波長板を備え、
前記半波長板は前記正面ＰＢＳを透過したＰ偏光の偏光軸を９０度回転する、又は鉛直方向に変換する、
請求項８に記載のクローキング装置。
【請求項10】
前記可視物体を挟んで、前記迂回光路を成す背面鏡－背面ＰＢＳ－正面ＰＢＳ－正面鏡のモジュールと対向する、背面鏡－背面ＰＢＳ－正面ＰＢＳ－正面鏡のモジュールをさらに備える、
請求項８又は９に記載のクローキング装置。
請求項８又は９に記載のクローキング装置。
【請求項11】
前記ビームスプリッターの前記反射面は、前記可視物体側に傾けられていることで前記鏡と平行ではなくなっている、
請求項１～７のいずれかに記載のクローキング装置。
請求項１～７のいずれかに記載のクローキング装置。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれかに記載のクローキング装置と前記可視物体とを備えるウィンドシールドであって、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の前記視界を覆う透明板をさらに備え、
前記可視物体は、ビーム形状を有するとともにその長手方向に沿って前記透明板の少なくとも一辺を担持する、
ウィンドシールド。
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の前記視界を覆う透明板をさらに備え、
前記可視物体は、ビーム形状を有するとともにその長手方向に沿って前記透明板の少なくとも一辺を担持する、
ウィンドシールド。
【請求項13】
ペリスコープ形式で鏡及びビームスプリッターを配置し、ここで観察者から見て不可視化したい可視物体の、前記観察者から見て手前に前記鏡が位置するものとし、
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に提示し、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に提示する、
ことで、可視物体を観察者から隠蔽する方法であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後にルーバーをさらに設け、
前記ルーバーの有するスラットで、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記スラット間の隙間に前記直進光路を透過させる、
方法。
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に提示し、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に提示する、
ことで、可視物体を観察者から隠蔽する方法であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後にルーバーをさらに設け、
前記ルーバーの有するスラットで、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記スラット間の隙間に前記直進光路を透過させる、
方法。
【請求項14】
クローキング装置内で鏡と共にペリスコープ形式で配置されるビームスプリッターであって、
前記クローキング装置は、観察者から見て可視物体の手前に配置された前記鏡で前記観察者から見て前記可視物体を不可視化し、この時、前記観察者は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を観察するとともに、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を観察し、
反射面と、前記反射面の背後に設けられたルーバーとを備え、
前記ルーバーは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮るスラットを有し、
前記直進光路は、前記スラット間の隙間を透過する、
ビームスプリッター。
前記クローキング装置は、観察者から見て可視物体の手前に配置された前記鏡で前記観察者から見て前記可視物体を不可視化し、この時、前記観察者は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を観察するとともに、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を観察し、
反射面と、前記反射面の背後に設けられたルーバーとを備え、
前記ルーバーは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮るスラットを有し、
前記直進光路は、前記スラット間の隙間を透過する、
ビームスプリッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はクローキング装置に関し、特に障害物を避けるためにペリスコープのように配置された、以下これをペリスコープ形式という、鏡とビームスプリッターとを有するものに関する。また本発明はクローキング装置を備えるウィンドシールドに関する。また本発明はクローキング装置用のビームスプリッターに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１～３及び非特許文献１は障害物によって生じる死角領域の像を映す装置を開示している。特許文献１の装置では鏡とビームスプリッターとが可視物体の周りに配置されている。特許文献２及び３並びに非特許文献１は可視物体を不可視化する装置を開示している。これらの装置ではペリスコープ形式で配置されている鏡とビームスプリッターとの組が可視物体を挟んで対向している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2015-120468号公報
【特許文献2】特開2017-161896号公報
【特許文献3】米国特許出願公開第2019/0310450号明細書
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】H.Ichikawa, M.OURA, T.TAODA, “Invisibility cloaking based on geometrical optics for visible light”, Journal of the European Optical Society - Rapid publications, [online], Europe, Vol.8, 13057, Jun. 2013, retrieved from <https://www.jeos.org/index.php/jeos_rp/article/view/13037>, [retrieved on 2021-02-19]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献２及び３のクローキング装置では、ペリスコープ形式で鏡とビームスプリッターとが配置されている。鏡が可視物体を遮蔽する。一方ビームスプリッターは可視物体の周囲の視界を遮らないようにする。ビームスプリッターの外側に遮蔽板を設ける。かかる遮蔽板は、視界のさらに外からビームスプリッターに向かって差し込む光を遮ることで、鏡及びビームスプリッターへの外光の映り込みを防ぐ。
【0006】
本発明は視界の障害となる可視物体を隠蔽する装置、すなわちクローキング装置を提供する。本発明に係るクローキング装置はペリスコープ形式で配置されている鏡とビームスプリッターとの組を備える。本発明は映り込みを防止するための遮蔽手段の新しい形態を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
＜１＞ ペリスコープ形式で配置された鏡及びビームスプリッターを備え、
観察者から見て不可視化したい可視物体の、前記観察者から見て手前に前記鏡が配置され、
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に観察され、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界は、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に観察される、
クローキング装置であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後に設けられたルーバーをさらに備え、
前記ルーバーの有するスラットは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記直進光路は前記スラット間の隙間を透過する、
クローキング装置。
＜２＞ 前記ビームスプリッターは前記反射面を備えるプレートからなり、
前記ルーバーの前記スラットは前記プレート内に配置される、
＜１＞に記載のクローキング装置。
＜３＞ 前記スラットは、前記反射面で屈折する前記直進光路に略平行である、
＜２＞に記載のクローキング装置。
＜４＞ 前記プレートの基材を挟んで前記反射面の反対側の面に反射防止膜をさらに備える、
＜３＞に記載のクローキング装置。
＜５＞ 前記ルーバーの前記スラットは前記プレートの基材を挟んで前記反射面の反対側の面から飛び出しており、この飛び出した部分は前記反対側の面で屈折する前記直進光路に略平行である、
＜３＞に記載のクローキング装置。
＜６＞ 前記鏡における前記迂回光路の反射角は４５度より大きい、
＜１＞～＜５＞のいずれかに記載のクローキング装置。
＜７＞ 前記ビームスプリッターは、前記反射面の延在方向に沿って階段状に並んだプリズムを備えるシートであり、
前記プリズムはそれぞれ内側プリズムと外側プリズムとからなり
前記シートは前記内側プリズムの斜面と前記外側プリズムの斜面とで挟まれた基部を有し、
前記反射面は、前記基部内に位置するともに、前記内側プリズムの前記斜面に対向し、
前記内側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記外側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記スラットは、前記外側プリズムの表面に位置するとともに、前記反射面を挟んで、前記内側プリズムの前記迂回光路の出口となる前記表面の反対側に位置する。
＜１＞に記載のクローキング装置。
＜８＞ 前記ビームスプリッターは偏光ビームスプリッター、以下正面ＰＢＳという、であり、
前記鏡、以下正面鏡という、に対して前記可視物体を挟んで背中合わせになった背面鏡と、
前記正面ＰＢＳに対向する背面ＰＢＳと、をさらに備え、
前記迂回光路は、前記背面鏡での非偏光の反射と、前記背面ＰＢＳでのＳ偏光の反射と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｓ偏光の反射と、前記背面鏡での前記Ｓ偏光の反射とを含み、
前記直進光路は、前記背面ＰＢＳでのＰ偏光の透過と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｐ偏光の透過と、を含む、
＜１＞～＜７＞のいずれかに記載のクローキング装置。
＜９＞ 前記正面ＰＢＳは前記反射面を備えるプレートからなり、
前記プレートは前記観察者から見て前記正面ＰＢＳの前記反射面の手前に設けられた半波長板を備え、
前記半波長板は前記正面ＰＢＳを透過したＰ偏光の偏光軸を９０度回転する、又は鉛直方向に変換する、
＜８＞に記載のクローキング装置。
＜１０＞ 前記可視物体を挟んで、前記迂回光路を成す背面鏡－背面ＰＢＳ－正面ＰＢＳ－正面鏡のモジュールと対向する、背面鏡－背面ＰＢＳ－正面ＰＢＳ－正面鏡のモジュールをさらに備える、
＜８＞又は＜９＞に記載のクローキング装置。
＜１１＞ 前記ビームスプリッターの前記反射面は、前記可視物体側に傾けられていることで前記鏡と平行ではなくなっている、
＜１＞～＜７＞のいずれかに記載のクローキング装置。
＜１２＞ ＜１＞～＜１１＞のいずれかに記載のクローキング装置と前記可視物体とを備えるウィンドシールドであって、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の前記視界を覆う透明板をさらに備え、
前記可視物体は、ビーム形状を有するとともにその長手方向に沿って前記透明板の少なくとも一辺を担持する、
ウィンドシールド。
＜１３＞ ペリスコープ形式で鏡及びビームスプリッターを配置し、ここで観察者から見て不可視化したい可視物体の、前記観察者から見て手前に前記鏡が位置するものとし、
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に提示し、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に提示する、
ことで、可視物体を観察者から隠蔽する方法であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後にルーバーをさらに設け、
前記ルーバーの有するスラットで、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記スラット間の隙間に前記直進光路を透過させる、
方法。
＜１４＞ クローキング装置内で鏡と共にペリスコープ形式で配置されるビームスプリッターであって、
前記クローキング装置は、観察者から見て可視物体の手前に配置された前記鏡で前記観察者から見て前記可視物体を不可視化し、この時、前記観察者は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を観察するとともに、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を観察し、
反射面と、前記反射面の背後に設けられたルーバーとを備え、
前記ルーバーは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮るスラットを有し、
前記直進光路は、前記スラット間の隙間を透過する、
ビームスプリッター。
観察者から見て不可視化したい可視物体の、前記観察者から見て手前に前記鏡が配置され、
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に観察され、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界は、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に観察される、
クローキング装置であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後に設けられたルーバーをさらに備え、
前記ルーバーの有するスラットは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記直進光路は前記スラット間の隙間を透過する、
クローキング装置。
＜２＞ 前記ビームスプリッターは前記反射面を備えるプレートからなり、
前記ルーバーの前記スラットは前記プレート内に配置される、
＜１＞に記載のクローキング装置。
＜３＞ 前記スラットは、前記反射面で屈折する前記直進光路に略平行である、
＜２＞に記載のクローキング装置。
＜４＞ 前記プレートの基材を挟んで前記反射面の反対側の面に反射防止膜をさらに備える、
＜３＞に記載のクローキング装置。
＜５＞ 前記ルーバーの前記スラットは前記プレートの基材を挟んで前記反射面の反対側の面から飛び出しており、この飛び出した部分は前記反対側の面で屈折する前記直進光路に略平行である、
＜３＞に記載のクローキング装置。
＜６＞ 前記鏡における前記迂回光路の反射角は４５度より大きい、
＜１＞～＜５＞のいずれかに記載のクローキング装置。
＜７＞ 前記ビームスプリッターは、前記反射面の延在方向に沿って階段状に並んだプリズムを備えるシートであり、
前記プリズムはそれぞれ内側プリズムと外側プリズムとからなり
前記シートは前記内側プリズムの斜面と前記外側プリズムの斜面とで挟まれた基部を有し、
前記反射面は、前記基部内に位置するともに、前記内側プリズムの前記斜面に対向し、
前記内側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記外側プリズムは前記迂回光路及び前記直進光路の入口となる表面及び前記迂回光路の出口となる表面を備え、
前記スラットは、前記外側プリズムの表面に位置するとともに、前記反射面を挟んで、前記内側プリズムの前記迂回光路の出口となる前記表面の反対側に位置する。
＜１＞に記載のクローキング装置。
＜８＞ 前記ビームスプリッターは偏光ビームスプリッター、以下正面ＰＢＳという、であり、
前記鏡、以下正面鏡という、に対して前記可視物体を挟んで背中合わせになった背面鏡と、
前記正面ＰＢＳに対向する背面ＰＢＳと、をさらに備え、
前記迂回光路は、前記背面鏡での非偏光の反射と、前記背面ＰＢＳでのＳ偏光の反射と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｓ偏光の反射と、前記背面鏡での前記Ｓ偏光の反射とを含み、
前記直進光路は、前記背面ＰＢＳでのＰ偏光の透過と、前記正面ＰＢＳでの前記Ｐ偏光の透過と、を含む、
＜１＞～＜７＞のいずれかに記載のクローキング装置。
＜９＞ 前記正面ＰＢＳは前記反射面を備えるプレートからなり、
前記プレートは前記観察者から見て前記正面ＰＢＳの前記反射面の手前に設けられた半波長板を備え、
前記半波長板は前記正面ＰＢＳを透過したＰ偏光の偏光軸を９０度回転する、又は鉛直方向に変換する、
＜８＞に記載のクローキング装置。
＜１０＞ 前記可視物体を挟んで、前記迂回光路を成す背面鏡－背面ＰＢＳ－正面ＰＢＳ－正面鏡のモジュールと対向する、背面鏡－背面ＰＢＳ－正面ＰＢＳ－正面鏡のモジュールをさらに備える、
＜８＞又は＜９＞に記載のクローキング装置。
＜１１＞ 前記ビームスプリッターの前記反射面は、前記可視物体側に傾けられていることで前記鏡と平行ではなくなっている、
＜１＞～＜７＞のいずれかに記載のクローキング装置。
＜１２＞ ＜１＞～＜１１＞のいずれかに記載のクローキング装置と前記可視物体とを備えるウィンドシールドであって、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の前記視界を覆う透明板をさらに備え、
前記可視物体は、ビーム形状を有するとともにその長手方向に沿って前記透明板の少なくとも一辺を担持する、
ウィンドシールド。
＜１３＞ ペリスコープ形式で鏡及びビームスプリッターを配置し、ここで観察者から見て不可視化したい可視物体の、前記観察者から見て手前に前記鏡が位置するものとし、
前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記観察者に提示し、
前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記観察者に提示する、
ことで、可視物体を観察者から隠蔽する方法であって、
前記鏡から見て前記ビームスプリッターの反射面の背後にルーバーをさらに設け、
前記ルーバーの有するスラットで、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮り、
前記スラット間の隙間に前記直進光路を透過させる、
方法。
＜１４＞ クローキング装置内で鏡と共にペリスコープ形式で配置されるビームスプリッターであって、
前記クローキング装置は、観察者から見て可視物体の手前に配置された前記鏡で前記観察者から見て前記可視物体を不可視化し、この時、前記観察者は、前記ビームスプリッター及び前記鏡で反射する迂回光路を通じて前記可視物体で遮られた前記観察者の視界の死角を観察するとともに、前記ビームスプリッターを透過する直進光路を通じて前記可視物体から外れて開けた前記観察者の視界を観察し、
反射面と、前記反射面の背後に設けられたルーバーとを備え、
前記ルーバーは、前記鏡から見て前記ビームスプリッターの前記反射面の背後から前記ビームスプリッターを透過して前記鏡に向かう光路を遮るスラットを有し、
前記直進光路は、前記スラット間の隙間を透過する、
ビームスプリッター。
【発明の効果】
【0008】
本発明は映り込みを防止するための遮蔽手段の新しい形態を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】クローキング装置の斜視図。
【図2】クローキング装置の平面図。
【図3】双方向型のクローキング装置の平面図。
【図4】プレートの平面視断面図。
【図5】プレートの平面視断面図。
【図6】鏡及びプレートの平面視断面図。
【図7】プレートの平面視断面図。
【図8】ウィンドシールドの部分断面図。
【図9】ウィンドシールドの部分断面図。
【図10】クローキング装置の斜視図。
【図11】プリズムシートの平面視断面図。
【図12】迂回光路の平面図
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜ルーバーを備えるクローキング装置＞
【0011】
図１はクローキング装置Ｃｄの斜視図である。クローキング装置Ｃｄはペリスコープ形式で配置された鏡Ｍｒ及びビームスプリッターＢｓを備える。鏡Ｍｒの反射率はビームスプリッターＢｓよりも高い。一態様において鏡Ｍｒは光を透過しない。クローキング装置Ｃｄはペリスコープ形式で配置された鏡２１ｂ及びビームスプリッター２３ｂをさらに備えてもよい。これらについては後述する。
【0012】
図１に示すようにクローキング装置ＣｄはさらにルーバーＬｖを備える。ルーバーＬｖはビームスプリッターＢｓ内に又はビームスプリッターＢｓ上に設けられる。ルーバーＬｖはスラットを備える。
【0013】
図１に示すようにビームスプリッターＢｓは反射面Ｒｆを備えるプレート又はシートからなる。プレートはウェッジ、いわゆる斜面を有してもよい。図と異なる態様においてビームスプリッターＢｓはプリズムからなる。反射面Ｒｆは入射する光の一部を反射し、残りを透過する。反射面Ｒｆは、ビームスプリッターＢｓの鏡Ｍｒと対向する表面に設けられる。反射面Ｒｆは、ビームスプリッターの機能を発揮する光学薄膜を有する。
【0014】
図１に示す視界Ｆｄは観察者Ｖｗの視界である。可視物体Ｖｓが観察者Ｖｗの視界Ｆｄの一部、以下、死角Ｆｂという、を遮っている。クローキング装置Ｃｄは、観察者Ｖｗから見て不可視化したい可視物体Ｖｓを隠蔽する。観察者Ｖｗから見て可視物体Ｖｓの手前に鏡Ｍｒが配置される。鏡Ｍｒは観察者Ｖｗに対向するとともに可視物体Ｖｓを遮蔽している。鏡Ｍｒの背後の死角に可視物体Ｖｓが隠れる。
【0015】
図１に示す観察者Ｖｗを表す瞳の形状の上下方向は、鉛直方向を表しているわけではない。他の図面においても同様である。
【0016】
図２はクローキング装置Ｃｄの平面図である。観察者Ｖｗは迂回光路Ｇａを通じて視界Ｆｄ中の死角Ｆｂを観察する。これらの迂回光路はペリスコープ形式で配置されたビームスプリッターＢｓ及び鏡Ｍｒからなる。これらの迂回光路において光の少なくとも一部はビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆで反射する。ビームスプリッターＢｓで反射した光は鏡Ｍｒで反射する。観察者Ｖｗはこれらの迂回光路を介して死角Ｆｂを見ることができる。
【0017】
図２に示すように観察者Ｖｗは直進光路Ｔｒを通じて視界Ｆｄ中の可視物体Ｖｓから外れて開けた部分、以下、開放視界Ｆｏという、を観察する。直進光路Ｔｒにおいて光の少なくとも一部はビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆを透過する。観察者Ｖｗは直進光路Ｔｒを介して開放視界Ｆｏを見ることができる。
【0018】
図２に示す迂回光路Ｇａは回り込み型の光路である。迂回光路Ｇａは鏡Ｍｒ及びビームスプリッターＢｓに加えて他の光学素子を経由して可視物体Ｖｓの周りを半周回り込む。迂回光路Ｇａの代わりに迂回光路Ｃｋを用いてもよい。迂回光路Ｃｋはクランク型の光路である。迂回光路Ｃｋは鏡Ｍｒ及びビームスプリッターＢｓを経由して可視物体Ｖｓを避ける。
【0019】
【0020】
図２に示す一態様においてクランク型の迂回光路Ｃｋを形成するビームスプリッターＢｓは特定の波長や特定の偏光軸を有する偏光を選択的に反射又は透過する。本明細書において特に言及しない限り、偏光は直線偏光である。他の態様においてビームスプリッターＢｓはそのような性質を有しないビームスプリッター、例えば非偏光ビームスプリッターである。
【0021】
図２に示す観察者Ｖｗは死角Ｆｂ及び開放視界Ｆｏを含む像Ｉｍを視認する。観察者Ｖｗはあたかも可視物体Ｖｓが見えなくなったおかげで死角Ｆｂが見えるようになった錯覚を覚える。
【0022】
＜ルーバーによる遮蔽板の代替＞
【0023】
図２に示すように外光Ｅｘは視界Ｆｄのさらに外側からビームスプリッターＢｓに差し込む。何らの遮蔽を用いなければ、外光ＥｘはビームスプリッターＢｓを透過して鏡Ｍｒに向かう。そして外光Ｅｘは反射面Ｒｆの背面及び鏡Ｍｒの正面で反射して映り込み又は迷光、以下、映り込みという、を生じる。そこで外光Ｅｘを遮るために遮蔽部材としてルーバーＬｖを用いる。ここでルーバーＬｖは遮蔽部材の従来の形態である遮蔽板Ｓｈの機能を有する。
【0024】
図２に示すように鏡Ｍｒから見て遮蔽板ＳｈはビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆよりもさらに遠くに設置される。遮蔽板Ｓｈは外光Ｅｘを遮ることで映り込みを消す。しかしながら遮蔽板Ｓｈを反射面Ｒｆに沿って設けることはできない。遮蔽板Ｓｈが直進光路Ｔｒと交差する場合、遮蔽板Ｓｈが開放視界Ｆｏを遮るからである。したがってクローキング装置のサイズを小さくする際に遮蔽板Ｓｈはその制約となる。
【0025】
図２に示すようにクローキング装置Ｃｄは遮蔽板Ｓｈに代わる遮蔽部材としてルーバーＬｖを備える。ルーバーＬｖは鏡Ｍｒから見てビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆの背後に設けられている。ルーバーＬｖは複数のスラットＳｔからなる。スラットＳｔはビームスプリッターＢｓの反射面Ｒｆに沿って並んでいる。
【0026】
図２においてスラットＳｔはビームスプリッターＢｓを構成するプレートの外に配置される。図と異なる態様においてスラットＳｔはビームスプリッターＢｓを構成するプレートの内部に配置される。いずれにせよクローキング装置のサイズを小さくする際にルーバーＬｖはその制約となりにくい。
【0027】
図２において、各スラットＳｔが外光Ｅｘを遮る。したがって外光Ｅｘは反射面Ｒｆ及び鏡Ｍｒに映り込みを生じない。したがってルーバーＬｖは遮蔽板Ｓｈの機能を有する。また直進光路ＴｒはスラットＳｔ間の隙間を透過する。したがってルーバーＬｖは開放視界Ｆｏを実質的に遮らない。
【0028】
＜回り込み型の迂回光路を利用するクローキング装置＞
【0029】
図３は［鏡］－［ビームスプリッター］－［ビームスプリッター］－［鏡］のモジュールを備える双方向型のクローキング装置２０を示す。クローキング装置２０は回り込み型の迂回光路Ｇａを利用する。クローキング装置２０はその正面及び背面のいずれの側からも可視物体Ｖｓを隠蔽する特徴を有する。以下、クローキング装置の外光遮蔽手段及び防眩手段を説明するが、いずれも図２に示すクランク型の迂回光路Ｃｋを利用するクローキング装置に用いることができる。
【0030】
図３に示す観察者Ｖｗから見て視界Ｆｄの手前に可視物体Ｖｓがある。非偏光Ｕｂは可視物体Ｖｓによって生じる死角Ｆｂより発する。もしもクローキング装置２０が用いられない場合、非偏光Ｕｂは観察者Ｖｗに届かない。一方で非偏光Ｕｏは開放視界Ｆｏより発する。クローキング装置２０が用いられない場合でも、非偏光Ｕｏは観察者Ｖｗに届く。
【0031】
図３に示すクローキング装置２０は、観察者Ｖｗから見て可視物体Ｖｓの手前に鏡２１ｆを備える。鏡２１ｆは図２に示す鏡Ｍｒである。クローキング装置２０はさらに、観察者Ｖｗから見て可視物体Ｖｓの背後に鏡２１ｂを備える。鏡２１ｂは鏡２１ｆに対して可視物体Ｖｓを挟んで背中合わせになっている。
【0032】
図３に示すクローキング装置２０はさらに、観察者Ｖｗから見て可視物体Ｖｓから外れたところにビームスプリッター２３ｆ及びビームスプリッター２３ｂを備える。ビームスプリッター２３ｆ及びビームスプリッター２３ｂはいずれも偏光ビームスプリッターである。ビームスプリッター２３ｆは観察者Ｖｗから見てビームスプリッター２３ｂの手前に位置する。ビームスプリッター２３ｆは図２に示すビームスプリッターＢｓの一態様である。
【0033】
図３に示す鏡２１ｂの反射率はビームスプリッター２３ｂよりも高い。一態様において鏡２１ｂは光を透過しない。鏡２１ｂは視界Ｆｄに対向する。ビームスプリッター２３ｂは鏡２１ｂに対向する。ビームスプリッター２３ｆはビームスプリッター２３ｂに対向する。鏡２１ｆはビームスプリッター２３ｆに対向する。
【0034】
図３に示す可視物体Ｖｓの背後から発する非偏光Ｕｂが鏡２１ｂで反射する。非偏光Ｕｂはさらにビームスプリッター２３ｂの正面に入射する。ビームスプリッター２３ｂは非偏光Ｕｂを分離することでＳ偏光Ｓｂ及びＰ偏光Ｐｂを生成する。Ｓ偏光Ｓｂはビームスプリッター２３ｂ、ビームスプリッター２３ｆ及び鏡２１ｆの順で反射してから観察者Ｖｗに届く。非偏光Ｕｂ及びＳ偏光Ｓｂはこのような迂回光路Ｇａに沿って進む。さらに鏡２１ｆで反射したＳ偏光Ｓｂを半波長板ＨｗがＰ偏光に変換してもよく、又はＳ偏光Ｓｂを９０度回転させてもよい。
【0035】
図３に示すように、Ｐ偏光Ｐｂはビームスプリッター２３ｂを通過して可視物体Ｖｓから遠ざかる。Ｐ偏光Ｐｂはビームスプリッター２３ｆに映り込みを生じない。
【0036】
図３に示す非偏光Ｕｏは可視物体Ｖｓに対して開いた場所を直進光路Ｔｒに沿って進む。非偏光Ｕｏはビームスプリッター２３ｂの背面に入射する。ビームスプリッター２３ｂは非偏光Ｕｏを分離することでＳ偏光Ｓｏ及びＰ偏光Ｐｏを生成する。Ｐ偏光Ｐｏはビームスプリッター２３ｂ及びビームスプリッター２３ｆを透過してから観察者Ｖｗに届く。非偏光Ｕｏ及びＰ偏光Ｐｏの光路は図２に示す直進光路Ｔｒに相当する。ビームスプリッター２３ｆを透過したＰ偏光Ｐｏを半波長板ＨｗがＳ偏光に変換してもよく、又はＰ偏光Ｐｏを９０度回転させてもよい。
【0037】
図３に示すように、Ｓ偏光Ｓｏはビームスプリッター２３ｂで反射して可視物体Ｖｓから遠ざかる。Ｓ偏光Ｓｏは鏡２１ｆに映り込みを生じない。
【0038】
図３に示すようにクローキング装置２０は鏡２１ｂ－ビームスプリッター２３ｂ－ビームスプリッター２３ｆ－鏡２１ｆからなるモジュール２５を備える。モジュール２５は迂回光路Ｇａを成している。一態様に係るクローキング装置２０はモジュール２６を備える。モジュール２６は背面鏡－背面ビームスプリッター－正面ビームスプリッター－正面鏡からなる。モジュール２６は可視物体Ｖｓを挟んでモジュール２５に対向する。他の態様に係るクローキング装置２０はモジュール２６を備えない。クローキング装置２０は可視物体Ｖｓの一部のみを隠蔽する。
【0039】
＜プレート内に配置されるルーバー＞
【0040】
図４は図３に示すビームスプリッター２３ｆの一態様に係るプレート３０の平面視断面図である。プレート３０は反射面Ｒｆを備える。プレート３０は基材３６からなる。図を見やすくするために基材３６のハッチングは省略している。反射面Ｒｆは基材３６上に設けられた光学薄膜３５からなる。一態様において光学薄膜３５は誘電体膜及び金属膜の少なくともいずれかからなる。一態様において光学薄膜３５は誘電体多層膜からなる。光学薄膜３５を他の基材上に形成し、係る基材を基材３６に貼り付けてもよい。
【0041】
図４に示すプレート３０は反射防止膜３４を備える。一態様において反射防止膜３４は基材３６上に設けられる。一態様において反射防止膜３４は基材３６を挟んで反射面Ｒｆの反対側の面、以下外表面Ｅｓという、に設けられる。反射防止膜３４は外光Ｅｘが外表面Ｅｓ上で鏡面反射することを防止する。
【0042】
図４に示すルーバー３７は図２に示すルーバーＬｖの一態様である。ルーバー３７は図２に示すスラットＳｔの一態様に係るスラット３９ａ～３９ｄを備える。スラット３９ａ～３９ｄはプレート３０内に配置される。スラット３９ａ～３９ｄは基材３６内に配置される。一態様においてスラット３９ａ～３９ｄは基材３６の反射面Ｒｆ側の表面から反射防止膜３４側の表面まで存在する。一態様においてスラット３９ａ～３９ｄは互いに分離された部材からなる。なお、スラットＳｔは４枚のスラット３９ａ～３９ｄから構成されるものに限られない。プレート３０の幅又はプレート３０中の遮蔽したい領域の幅と、下記に述べるスラットの間隔ｐとに応じて適切なスラットの枚数を選択できる。
【0043】
図４において直進光路Ｔｒの入射面と、外光Ｅｘの入射面とは同一の平面である。係る入射面は図４に表される断面と一致する。一態様においてスラット３９ａ～３９ｄは、反射面Ｒｆで屈折する直進光路Ｔｒに略平行である。
【0044】
図４に示す一態様において、各スラットが直進光路Ｔｒに略平行であることは、次のように解釈する。図２に示すように直進光路Ｔｒは、開放視界Ｆｏから観察者Ｖｗに向かう。したがって直進光路Ｔｒの方向は、クローキング装置Ｃｄから見た観察者Ｖｗの方角によって変化する。したがって図４に示すように、迂回光路Ｇａを通る光と、直進光路Ｔｒを通る光から死角Ｆｂと開放視界Ｆｏを含む像Ｉｍが得られる時、スラット３９ａ～３９ｄに対して直進光路Ｔｒが平行となるような開放視界Ｆｏ及び観察者Ｖｗの方角がある。そのような方角がある時、各スラットが直進光路Ｔｒに略平行であるものと定義する。迂回光路Ｇａを通る光の反射面Ｒｆに対する入射角をθｉとする。
【0045】
次に図４においてスラット３９ａ～３９ｄが直進光路Ｔｒに平行となり、またスラットが隙間なく外光Ｅｘを遮蔽する時の幾何学的条件を以下に示す。
【0046】
図４に示す断面において各角度はすべて同一の平面上にある。反射面Ｒｆの法線に対するスラット３９ａ～３９ｄの傾きをチルトθｇとする。各スラットはプレート３０内の直進光路Ｔｒに略平行であるからθｇは直進光路Ｔｒを通る光の反射面Ｒｆにおける屈折角θｔに等しい。さらに反射面Ｒｆにおける屈折角θｔと入射角θｉとの関係は下記式Ｉの通り表される。ｎは基材３６の屈折率である。
【0047】
【数1】
【0048】
図４において、外光Ｅｘは外表面Ｅｓに対して入射角θｉで入射する成分である。この外光Ｅｘがプレート３０を透過すると、迂回光路Ｇａを通る成分と略平行な光路を通るため、迷光として観察者Ｖｗの視界に入るためである。また、この外光Ｅｘが外表面Ｅｓで反射されると、直進光路Ｔｒと略平行な光路を通るため、反射防止膜３４で外表面Ｅｓでの反射を防ぐことも必要である。
【0049】
図４に示すプレート３０の一態様において、スラット３９ａ～３９ｄの間隔ｐを下記式ＩＩの通りとする。基材３６の板厚をｄとする。スラットの間隔がｐよりも小さければ外光Ｅｘが透過するスラット間の隙間を無くすことができる。
【0050】
【数2】
【0051】
図４に示すプレート３０の一態様において、基材３６の屈折率ｎを１．５とする。また基材３６の板厚ｄは２mmとする。スラットの間隔ｐは各角度とともに以下の通り表される。なお図中では入射角θｉは概ね４５度である。
【0052】
【表1】
【0053】
図４に示すスラット３９ａ～３９ｄの基材３６への埋め込みは一態様において次のように行う。まずスラット３９ａ～３９ｄの材料からなるシートと、基材３６の材料からなるシートとを交互に重ね合わせる。これにより生じた積層体を斜めに切断することでルーバーを内包した基材３６を作成する。シートの厚さと切断の傾きを調節することで上記各パラメータを有するプレート３０を得ることができる。上述の通りプレート３０の幅又はプレート３０中の遮蔽したい領域の幅と、スラットの間隔ｐとに応じて適切なスラットの枚数を選択できる。
【0054】
＜半波長板の付加＞
【0055】
図５は図４に示すプレート３０の一態様に係るプレート３１の平面視断面図である。プレート３１は半波長板３３を備える。半波長板３３は観察者Ｖｗから見て反射面Ｒｆの手前に設けられている。半波長板３３は図３に示す半波長板Ｈｗと同等の光学的機能を有する。一態様において半波長板３３はプレート３１の外表面Ｅｓに位置する。他の態様において半波長板３３は光学薄膜３５と基材３６との間に位置する。半波長板３３は基材３６上に設けられた光学薄膜でもよい。
【0056】
図５に示すプレート３１の一態様において、半波長板３３の光学軸、高速軸又は低速軸とのいずれかを、反射面Ｒｆを透過するＰ偏光Ｐｏの偏光軸に対して４５°傾ける。Ｐ偏光Ｐｏの偏光軸が９０°回転することで、これをＳ偏光Ｓｏに変換する。
【0057】
図５に示すプレート３１の他の態様において、半波長板３３はＰ偏光Ｐｏの偏光軸を鉛直方向に平行な方向に変換する。観察者Ｖｗが偏光サングラスを装着していた場合を考える。偏光サングラスは一般にその左右方向の吸収軸、すなわち鉛直方向に直交する吸収軸を有する。これは水面で反射した光が水平な偏光軸を有する偏光を含むためである。これに合わせてプレート３１はＰ偏光Ｐｏの偏光軸を回転させることで、鉛直方向に平行な偏光軸を有する偏光を生成する。
【0058】
図３に戻る。ビームスプリッター２３ｂから見てビームスプリッター２３ｆに対向する半波長板Ｈｗはビームスプリッター２３ｆよりもさらに遠くに設置される。したがってクローキング装置のサイズを小さくする際に半波長板Ｈｗはその制約となる。これに対して図５に示すように半波長板３３はプレート３１内に又はプレート３１上に配置される。したがってクローキング装置のサイズを小さくする際に半波長板３３はその制約となりにくい。
【0059】
＜鏡とビームスプリッターの傾き＞
【0060】
図４では、反射面Ｒｆにおける直進光路Ｔｒの入射角θｉを４５度とした。図６を参照しつつ、ビームスプリッターに対する入射角がこれに限定されないことを以下に示す。図６は鏡２１ｆとプレート３２の平面視断面図を示す。プレート３２は図４に示すプレート３０の一態様である。図４に示すプレート３０に比べて、図６に示すプレート３２は４５度よりも可視物体Ｖｓ側に傾いている。他の態様においてプレート３２は４５度よりも可視物体Ｖｓから離れる側に傾いていてもよい。
【0061】
図６において鏡２１ｆにおける迂回光路Ｇａの反射角θｒは４５度より大きい。鏡２１ｆとプレート３２とは略平行であるから、プレート３２の反射面Ｒｆに対する迂回光路Ｇａの入射角θｉも４５度より大きい。入射角θｉが０°＜θｉ＜９０°の範囲で任意の値をとれることは表１の通りである。
【0062】
図６においてプレート３２はルーバー３８を備える。ルーバー３８はスラット３９ｅ～３９ｇを備える。図４及び上記式Ｉで示した通りスラットのチルトθｇは直進光路Ｔｒを通る光の屈折角θｔに等しいことが好ましい。したがって図に示すスラット３９ｅ～３９ｇのチルトθｇ’も屈折角θｔに等しいことが好ましい。しかしながらθｇ’がθｔに対してずれていたとしても、その差がプラスマイナス１５°の範囲であれば、直進光路Ｔｒを通じて観察される開放視界は十分に明るい。
【0063】
図６に示すように、スラット３９ｅ～３９ｇはそのチルトθｇ’が上記式Ｉで示された最適なチルトθｇよりも大きい。この場合でもスラットの間隔ｐ‘を適切に選択することで、直進光路Ｔｒの遮蔽を最小限にしつつ外光Ｅｘを隙間なく遮蔽できる。ここでスラットの間隔ｐ’の好ましい値は下記式ＩＩＩに基づき基材の板厚ｄ、屈折率θｔ及びチルトθｇ’より導くことができる。さらにθｇ’及びスラットの間隔ｐ’の例を表に示す。
【0064】
【数3】
【0065】
【表2】
【0066】
図６に示す基材３６の板厚ｄは２ｍｍ、屈折率ｎは１．５とした。なおスラットの間隔ｐ’を上記式から導かれる値以下とすることもできる。ｐ’を下記式ＩＶの範囲にとることが好ましい。当該範囲においてルーバー３８は、直線光路Ｔｒに対する遮蔽を高め過ぎず、また外光Ｅｘの透過をさせない。
【0067】
【数4】
【0068】
図６と異なり、鏡２１ｆにおける迂回光路Ｇａの反射角θｒが４５度より小さくてもよい。またこれに合わせてプレート３２の反射面Ｒｆに対する迂回光路Ｇａの入射角θｉが４５度より小さくてもよい。このようにビームスプリッター及びこれに対向する鏡の傾きは４５度に限られない。スラットの所望の間隔ｐ’に合わせて、スラットのチルトθｇ’を変更することでプレート３２を可視物体Ｖｓ側に傾けることができる。
【0069】
＜ビームスプリッターへの映り込みとルーバー＞
【0070】
図７にプレート４０の平面視断面図を示す。プレート４０は図４に示すプレート３０の一態様である。プレート４０はルーバー４２を備える。ルーバー４２のスラットはプレート４０の外表面Ｅｓから飛び出している。すなわちスラット３９ａ～３９ｄは露出端４４ａ～４４ｄをそれぞれ備える。露出端４４ａ～４４ｄは外表面Ｅｓで屈折する直進光路Ｔｒに略平行である。
【0071】
図７に示すように露出端４４ａ～４４ｄは外表面Ｅｓを覆う。露出端４４ａ～４４ｄは外表面Ｅｓに向かう外光Ｅｘを遮断する。露出端４４ａ～４４ｄは外光Ｅｘの外表面Ｅｓへの映り込みを抑制する。また外光Ｅｘが外表面Ｅｓで鏡面反射することを防止する。露出端４４ａ～４４ｄで覆われた部分には反射防止膜を設けなくてもよい。一態様において外表面Ｅｓ全体が、反射防止膜を設けない部分となる。
【0072】
＜ウィンドシールド＞
【0073】
図８にクローキング装置２０を備えるウィンドシールド５０の部分断面図を示す。図を分かりやすくするために鏡２１ｆ及び２１ｂ並びにビームスプリッター２３ｆ及び２３ｂにはハッチングを付していない。ウィンドシールド５０はクローキング装置２０とピラー５１とを備える。
【0074】
図８に示すピラー５１は先行する各図に示した可視物体Ｖｓの一態様である。ピラー５１はビーム形状を有する。ウィンドシールド５０内の観察者Ｖｗから見て、ピラー５１の背後に死角Ｆｂが生じている。また観察者Ｖｗから見て、ピラー５１の側方、図中では右側が開放視界Ｆｏとなっている。
【0075】
図８に示すようにウィンドシールド５０は透明板５２、例えば板ガラスを備える。透明板５２はその背後の開放視界Ｆｏを覆う。死角Ｆｂを挟んで開放視界Ｆｏの反対側で透明板５２は折れ曲がっている。透明板５２はピラー５１を挟んでクローキング装置２０の反対側に回り込む。ピラー５１はそのビーム形状の長手方向に沿って透明板５２の少なくとも一辺を担持する。ピラー５１は一方の面でクローキング装置２０と対向し、もう一方の面で透明板５２と接合する。
【0076】
図８に示すようにビームスプリッター２３ｆは、その有するルーバーにて外光Ｅｘを遮ることで、鏡２１ｆへの外光Ｅｘの映り込みを防止する。
【0077】
図９にクローキング装置２０を備えるウィンドシールド５５の部分断面図を示す。ウィンドシールド５５は図８に示すウィンドシールド５０の一態様である。ウィンドシールド５５は図６に示すプレート３２を備える。図を分かりやすくするために鏡２１ｆ及び２１ｂ並びにビームスプリッター２３ｆ及びプレート３２にはハッチングを付していない。観察者Ｖｗから見て鏡２１ｆの背後にピラー５１の一部が隠れる。
【0078】
図９に示すように透明板５２を透過した外光Ｅｘがプレート３２及び鏡２１ｆに向かって射し込む。プレート３２は外光Ｅｘを遮ることで、鏡２１ｆへの外光Ｅｘの映り込みを防止する。プレート３２において迂回光路Ｇａの反射角は４５度より大きい。したがってプレート３２をピラー５１と透明板５２との間に寝かせた態勢で配置できる。
【0079】
一態様において乗り物が図８に示すウィンドシールド５０及び図９に示すウィンドシールド５５を備える。これらのウィンドシールドと同等の構造を乗り物の窓や、動かない構造物の窓又はカーテンウォールに適用できる。
【0080】
＜各部材の幾何学的配置＞
【0081】
図１０はクローキング装置２０の各部材の幾何学的配置を示す。ビームスプリッター２３ｂ上の反射面における迂回光路Ｇａの入射角及び反射角は、ビームスプリッター２３ｆ上の反射面における迂回光路Ｇａの入射角及び反射角と同じでもよく、異なっていてもよい。鏡２１ｂ及びビームスプリッター２３ｂの組は、鏡２１ｆ及びビームスプリッター２３ｆの組と面対称になる角度を有していてもよく、面対称になる対称な角度を有していなくてもよい。
【0082】
図１０に示すクローキング装置２０の一態様においてビームスプリッター２３ｂの入射面は、ビームスプリッター２３ｆの入射面とともに同一平面を成す。これにより迂回光路Ｇａより生じる死角の像の高さと、直進光路Ｔｒより生じる開放視界の像の高さを揃える。
【0083】
ここで図１に戻る。ビームスプリッターＢｓの反射面の延長面と、ビームスプリッター２３ｂの反射面の延長面とが、仮想的な交線Ｌｉを生じる。ルーバーＬｖの各スラットは交線Ｌｉに平行である。一態様において各スラットＳｔは鉛直方向に平行である。
【0084】
一方、図１０において、ルーバー３７の各スラットは、交線Ｌｉに平行ではない。直進光路Ｔｒを遮らない限りにおいて、ルーバーの各スラットの向きは制約されない。一態様においてルーバー３７の各スラットは、ビームスプリッター２３ｂ及びビームスプリッター２３ｆの入射面と直交しない、他の態様において直交する。
【0085】
図１０に示すクローキング装置２０の一態様においてルーバー３７の各スラットは、可視物体Ｖｓの長手方向に平行ではない。他の態様においてルーバー３７の各スラットは、可視物体Ｖｓの長手方向に略平行である。さらに主に遮りたい外光の光路に対して、スラットの表面が直角に交わることが望ましい。
【0086】
＜プリズムシート型のビームスプリッター＞
【0087】
図１１はプリズムシート６０の断面図を示す。プリズムシート６０は図１に示すビームスプリッターＢｓの一態様である。プリズムシート６０は内側プリズム６１ａ～６１ｄ及び他の内側プリズムを備える。外側プリズム６２ａ～６２ｄ及びその他の外側プリズムを備える。プリズムシート６０はこれらのプリズムをその両面に備える。各プリズムは三角プリズムである。三角プリズムの断面は直角二等辺三角形である。各プリズムは紙面の表裏の方向に沿って延在する。
【0088】
図１１に示すように内側プリズム６１ａ～６１ｄの各斜面と外側プリズム６２ａ～６２ｄの各斜面とはプリズムシート６０の基部５９を挟んで対向する。これらのプリズムは反射面Ｒｆの延在方向に沿って階段状に並んでいる。これらのプリズムは基部５９を通じて一つながりになっている。基部５９は内側プリズム６１ｂの断面の直角二等辺三角形の底辺に面している。基部５９は外側プリズム６２ｂの断面の直角二等辺三角形の底辺に面している。内側プリズム６１ａ～６１ｄおよび外側プリズム６２ａ～６２ｄは、基部５９と一体成型されていてもよい。
【0089】
図１１に示すように反射面Ｒｆは基部５９内に配置されている。反射面Ｒｆは光学薄膜６５によって形成される。反射面Ｒｆは内側プリズム６１ａ～６１ｄの斜面に対向する。光学薄膜６５は図４に示す光学薄膜３５と同一の材料からなる。光学薄膜６５の両側に、内側プリズム６１ａ～６１ｄからなる階段形状及び外側プリズム６２ａ～６２ｄからなる階段形状が形成されている。
【0090】
図１１に示すように内側プリズム６１ｂは迂回光路Ｇａ及び直進光路Ｔｒの入口となる表面６７ａ及び迂回光路Ｇａの出口となる表面６７ｂを備える。表面６７ａ及び表面６７ｂは内側プリズム６１ｂの断面の直角二等辺三角形の等辺に当たる。他の内側プリズムにおいて同様である。外側プリズム６２ｂは直進光路Ｔｒの出口となる表面６７ｃ及び他の表面６７ｄを有する。表面６７ｃ及び表面６７ｄは外側プリズム６２ｂの断面の直角二等辺三角形の等辺に当たる。他の外側プリズムにおいて同様である。一態様において迂回光路Ｇａ及び直進光路Ｔｒを進む光は表面６７ａ、６７ｂ及び６７ｃに対して入射角０°で入射する。すなわちこれらの光は、これらの面で屈折しない。一態様において迂回光路Ｇａ及び直進光路Ｔｒを進む光は反射面Ｒｆに入射角４５°で入射する。
【0091】
図１１に示すようにプリズムシート６０はルーバー６３を備える。ルーバー６３は図１に示すルーバーＬｖの一態様である。ルーバー６３はスラット６４ａ～６４ｄを備える。スラット６４ｂは外側プリズム６２ｂの表面６７ｄに位置する。スラット６４ｂは反射面Ｒｆを挟んで、内側プリズム６１ｂの表面６７ｂの反対側に位置する。他の内側プリズム及び外側プリズムの組において同様である。
【0092】
＜ビームスプリッターの内向き化＞
【0093】
図１２はクローキング装置７０の平面図である。クローキング装置７０は図１に示す迂回光路Ｃｋを利用するクローキング装置Ｃｄの一態様である。クローキング装置７０は鏡７１及びビームスプリッター７３を備える。これらはペリスコープ形式で配置されている。
【0094】
図１２に示すようにクローキング装置７０内で視点のずれを生じる。観察者Ｖｗがクローキング装置７０を通して観察する視界Ｆｓの正面は、可視物体Ｖｓの死角Ｆｂの正面からずれている。ここで方眼の一目盛りは１０ｃｍである。視界の奥行きは２ｍ前後である。視界の大きさは、視点のずれの大きさに比べて無限大とみなせるほど大きくはない。視点のずれに対して何の補償も行わない場合、観察者Ｖｗは死角Ｆｂが不連続に見える視界の像Ｉｍを受け取る。
【0095】
図１２においてビームスプリッター７３の反射面Ｒｆは内向きに、すなわち可視物体Ｖｓ側に傾いている。反射面Ｒｆは鏡Ｍｒに対して角度Ｉｗの分、傾いている。反射面Ｒｆと鏡Ｍｒとは平行ではない。このようにビームスプリッター７３の向きを調節することで上述の視点のずれを解消する。観察者Ｖｗは死角Ｆｂが連続している視界の像を受け取る。一態様において角度Ｉｗは０度～２度である。一態様において角度Ｉｗは０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８及び１．９度のいずれかである。
【符号の説明】
【0096】
２０ クローキング装置、 ２１ｂ 鏡、 ２１ｆ 鏡、 ２３ｂ ビームスプリッター、 ２３ｆ ビームスプリッター、 ２５－２６ モジュール、 ３０－３２ プレート、 ３３ 半波長板、 ３４ 反射防止膜、 ３５ 光学薄膜、 ３６ 基材、 ３７－３８ ルーバー、 ３９ａ－ｆ スラット、 ４０ プレート、 ４２ ルーバー、 ４４ａ－ｄ 露出端、 ５０ ウィンドシールド、 ５１ ピラー、 ５２ 透明板、 ５５ ウィンドシールド、 ５９ 基部、 ６０ プリズムシート、 ６１ａ－ｄ 外側プリズム６２ａ－ｄ プリズム、 ６３ ルーバー、 ６４ａ－ｄ スラット、 ６５ 光学薄膜、 ７０ クローキング装置、 ７１ 鏡、 ７３ ビームスプリッター、 Ｂｓ ビームスプリッター、 Ｃｄ クローキング装置、 Ｃｋ 迂回光路、 Ｅｓ 外表面、 Ｅｘ 外光、 Ｆｂ 死角、 Ｆｄ 視界、 Ｆｏ 開放視界、 Ｆｓ 視界、 Ｇａ 迂回光路、 Ｈｗ 半波長板、 Ｉｍ 像、 Ｉｗ 角度、 Ｌｖ ルーバー、 Ｍｒ 鏡、 Ｐｂ Ｐ偏光、 Ｐｏ Ｐ偏光、 Ｒｆ 反射面、 Ｓｂ Ｓ偏光、 Ｓｏ Ｓ偏光、 Ｓｈ 遮蔽板、 Ｓｔ スラット、 Ｔｒ 直進光路、 Ｕｂ 非偏光、 Ｕｏ 非偏光、Ｖｓ 可視物体、Ｖｗ 観察者
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】