具有半透镜和平面镜的隐形设备和包括该设备的车辆制造技术

公开了具有半透镜和平面镜的隐形设备和包括该设备的车辆。隐形设备包括物侧、像侧以及物侧和像侧之间的隐形区域。物侧半透镜、像侧半透镜以及位于物侧半透镜和像侧半透镜之间的平面反射边界。物侧半透镜和像侧半透镜各自包括面向内的表面和面向外的凸表面。平面反射边界包括面向内的镜表面。来自位于隐形设备的物侧并被隐形区域遮挡的物体的光被物侧半透镜、平面反射边界和像侧半透镜围绕隐形区域重定向以在隐形设备的像侧形成物体的图像，从而使得来自物体的光看起来穿过隐形区域。

【技术实现步骤摘要】
具有半透镜和平面镜的隐形设备和包括该设备的车辆
本说明书一般而言涉及用于使物体看起来透明的设备和方法，并且更具体地涉及车辆支柱隐形设备和使车辆支柱看起来透明的方法。
技术介绍
已经公布了对看起来使车辆支柱透明的隐形设备的研究。这种研究公开了使用超材料或使用摄像机与显示屏组合以允许车辆的乘客表面上“看穿”车辆支柱，由此减少车辆中的盲点。但是，超材料和视频技术使用复杂的材料设计和装备。因而，需要一种看起来使车辆的支柱透明的替代设备。
技术实现思路
在一个实施例中，隐形设备包括物侧、像侧、物侧和像侧之间的隐形区域以及从物侧向像侧延伸的基准光轴。物侧半透镜和像侧半透镜被包括。物侧半透镜和像侧半透镜各自包括面向内的表面、面向外的凸表面、厚端和薄端。面向内的表面和面向外的凸表面在厚端和薄端之间延伸。位于物侧半透镜和像侧半透镜之间的平面反射边界被包括。平面反射边界包括平行于基准光轴定向的面向内的镜表面。来自位于隐形设备的物侧并被隐形区域遮挡的物体的光被物侧半透镜、平面反射边界和像侧半透镜围绕隐形区域重定向以在隐形设备的像侧形成物体的图像，从而使得来自物体的光看起来穿过隐形区域。在各实施例中，物侧和像侧半透镜的薄端位于基准光轴的近侧，并且物侧和像侧半透镜的厚端位于基准光轴的远侧。而且，平面反射边界的面向内的镜表面可以位于物侧半透镜的焦点处。物侧半透镜被定向为将来自位于隐形设备的物侧的物体的光聚焦到平面反射边界的面向内的镜表面上，并且平面反射边界的面向内的镜表面被定向为将来自物侧半透镜的光反射到像侧半透镜。像侧半透镜被定向为聚焦来自平面反射边界的面向内的镜表面的光并在隐形设备的像侧形成物体的图像。在另一个实施例中，隐形设备组件包括物侧、像侧、隐形区域、位于隐形区域内的隐形物品以及从物侧向像侧延伸的基准光轴。一对物侧半透镜和一对像侧半透镜被包括，并且所述一对物侧半透镜中的每个和所述一对像侧半透镜中的每个包括面向内的表面和面向外的凸表面。所述一对物侧半透镜中的一个位于基准光轴的一侧，并且所述一对物侧半透镜中的一个位于基准光轴的另一侧。类似地，所述一对像侧半透镜中的一个位于基准光轴的一侧，并且所述一对像侧半透镜中的一个位于基准光轴的另一侧。所述一对物侧半透镜和所述一对像侧半透镜中的每个包括厚端和薄端，并且所述一对物侧半透镜中的每个和所述一对像侧半透镜中的每个的面向内的表面和面向外的凸表面在厚端和薄端之间延伸。所述一对物侧半透镜中的每个和所述一对像侧半透镜中的每个的薄端可以位于基准光轴的近侧，并且每个厚端可以位于基准光轴的远侧。在一些实施例中，所述一对物侧半透镜中的每个的厚端的厚度是相等的。在其它实施例中，所述一对物侧半透镜中的每个的厚端的厚度是不相等的。一对平面反射边界被包括，并且所述一对平面反射边界中的每个包括平行于基准光轴定向的面向内的镜表面。所述一对平面反射边界中的一个位于定位在基准光轴的一侧的物侧半透镜和像侧半透镜之间，并且所述一对平面反射边界中的另一个位于定位在基准光轴的另一侧的物侧半透镜和像侧半透镜之间。来自位于隐形设备组件的物侧并被隐形区域遮挡的物体的光被所述一对物侧半透镜、所述一对平面反射边界和所述一对像侧半透镜围绕隐形物品重定向以在隐形设备组件的像侧形成物体的图像，从而使得来自物体的光看起来穿过隐形物品。在另一个实施例中，车辆包括A柱，其具有位于A柱上的隐形设备。隐形设备包括物侧、像侧、隐形区域和从物侧向像侧延伸的基准光轴。A柱位于隐形区域内，物侧位于车辆外部，而像侧位于车辆内部。物侧半透镜和像侧半透镜被包括。物侧半透镜和像侧半透镜各自包括面向内的表面、面向外的凸表面、厚端和薄端。物侧半透镜和像侧半透镜的面向内的表面和面向外的凸表面在其厚端和薄端之间延伸。位于物侧半透镜和像侧半透镜之间的平面反射边界被包括。平面反射边界包括平行于基准光轴定向的面向内的镜表面。来自位于车辆外部并被隐形区域遮挡的物体的光经由光通过物侧半透镜传播到平面反射边界上、光通过平面反射边界反射到像侧半透镜上并且光通过像侧半透镜传播而被围绕A柱重定向。光在车辆内部形成车辆外部的物体的图像，从而使得来自物体的光看起来穿过A柱。鉴于以下结合附图的详细描述，将更全面地理解由本文描述的实施例提供的这些和附加特征。附图说明附图中阐述的实施例本质上是说明性和示例性的，并不旨在限制由权利要求限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，其中相同的结构用相同的标号指示，并且其中：图1示意性地描绘了根据本文公开和描述的一个或多个实施例的隐形设备的俯视图；图2A示意性地描绘了根据本文公开和描述的一个或多个实施例的用于隐形设备的圆柱形半透镜；图2B示意性地描绘了根据本文公开和描述的一个或多个实施例的用于隐形设备的由圆柱形透镜形成的一对圆柱形半透镜；图3A示意性地描绘了根据本文公开和描述的一个或多个实施例的用于隐形设备的非圆柱形(acylindrical)半透镜的俯视图；图3B示意性地描绘了根据本文公开和描述的一个或多个实施例的用于隐形设备的消色差半透镜的俯视图；图4示意性地描绘了根据本文公开和描述的一个或多个实施例的隐形设备的俯视图；图5示意性地描绘了根据本文公开和描述的一个或多个实施例的图1的隐形设备的俯视透视图，其中在隐形设备的一侧具有第一物体，并且在隐形设备的隐形区域内具有第二物体；图6示意性地描绘了图1的隐形设备的侧视图，其中第一物体位于隐形设备的一侧，并且第二物体位于隐形设备的隐形区域内；图7示意性地描绘了根据本文描述和图示的一个或多个实施例的使车辆的车辆A柱隐形的隐形设备；图8A描绘了根据图1的实施例的隐形组件的计算机仿真隐形图像，其中在基准光轴和隐形组件的视角之间具有0°未对准；图8B描绘了根据图1的实施例的隐形组件的计算机仿真隐形图像，其中在基准光轴和隐形组件的视角之间具有1°未对准；图8C描绘了根据图1的实施例的隐形组件的计算机仿真隐形图像，其中在基准光轴和隐形组件的视角之间具有2°未对准；图8D描绘了根据图1的实施例的隐形组件的计算机仿真隐形图像，其中在基准光轴和隐形组件的视角之间具有3°未对准；图8E描绘了根据图1的实施例的隐形组件的计算机仿真隐形图像，其中在基准光轴和隐形组件的视角之间具有4°未对准；以及图8F描绘了根据图1的实施例的隐形组件的计算机仿真隐形图像，其中在基准光轴和隐形组件的视角之间具有5°未对准。具体实施方式根据本文描述的一个或多个实施例，隐形设备一般可以包括一对半透镜和平面镜，其围绕隐形区域来指引入射光。本文描述的隐形设备可以利用圆柱形半透镜、非圆柱形半透镜和/或消色差半透镜结合平面镜来聚焦、反射、发散和重新聚焦来自物体的光。本文描述的隐形设备可以用于使诸如车辆A柱、B柱、C柱、D柱等的车辆物品隐形，并移除由车辆物品造成的“盲点”。盲点是指车辆的乘客视野会被阻碍的区域。半透镜和平面镜的使用允许驾驶员感知图像，该图像在没有隐形设备的情况下会被车辆的支柱遮挡。隐形设备的各种实施例及其使用方法将在本文中具体参考附图进一步详细描述。图1一般地描绘了隐形设备的一个实施例。隐形设备包括隐形区域，该隐形区域至少部分地由两个半透镜及位于两个半透镜之间的一个平面反射边界界定。如本文所使用的，术语“半透镜”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隐形设备，包括：物侧、像侧、物侧和像侧之间的隐形区域以及从物侧向像侧延伸的基准光轴；物侧半透镜和像侧半透镜，物侧半透镜和像侧半透镜各自包括面向内的表面、面向外的凸表面、厚端和薄端，其中面向内的表面和面向外的凸表面在厚端和薄端之间延伸；平面反射边界，位于物侧半透镜和像侧半透镜之间，平面反射边界包括平行于基准光轴定向的面向内的镜表面，其中，来自位于隐形设备的物侧并被隐形区域遮挡的物体的光被物侧半透镜、平面反射边界和像侧半透镜围绕隐形区域重定向以在隐形设备的像侧形成物体的图像，从而使得来自物体的光看起来穿过隐形区域。

【技术特征摘要】
2017.08.15 US 15/677,3411.一种隐形设备，包括：物侧、像侧、物侧和像侧之间的隐形区域以及从物侧向像侧延伸的基准光轴；物侧半透镜和像侧半透镜，物侧半透镜和像侧半透镜各自包括面向内的表面、面向外的凸表面、厚端和薄端，其中面向内的表面和面向外的凸表面在厚端和薄端之间延伸；平面反射边界，位于物侧半透镜和像侧半透镜之间，平面反射边界包括平行于基准光轴定向的面向内的镜表面，其中，来自位于隐形设备的物侧并被隐形区域遮挡的物体的光被物侧半透镜、平面反射边界和像侧半透镜围绕隐形区域重定向以在隐形设备的像侧形成物体的图像，从而使得来自物体的光看起来穿过隐形区域。2.如权利要求1所述的隐形设备，其中，物侧和像侧半透镜的薄端位于基准光轴的近侧，并且物侧和像侧半透镜的厚端位于基准光轴的远侧。3.如权利要求1所述的隐形设备，其中，平面反射边界的面向内的镜表面位于物侧半透镜的焦点处。4.如权利要求1所述的隐形设备，其中，物侧半透镜被定向为将来自位于隐形设备的物侧的物体的光聚焦到平面反射边界的面向内的镜表面上，平面反射边界的面向内的镜表面被定向为将来自物侧半透镜的光反射到像侧半透镜，其中，从平面反射边界的面向内的镜表面反射的光是发散光，并且像侧半透镜被定向为聚焦来自平面反射边界的面向内的镜表面的发散光以在隐形设备的像侧形成物体的图像。5.如权利要求1所述的隐形设备，其中，物侧半透镜和像侧半透镜选自由圆柱形半透镜、非圆柱形半透镜和消色差半透镜组成的组。6.如权利要求1所述的隐形设备，其中：物侧半透镜包括一对物侧半透镜，其中所述一对物侧半透镜中的一个物侧半透镜位于基准光轴的一侧，并且所述一对物侧半透镜中的另一个物侧半透镜位于基准光轴的另一侧；所述一对物侧半透镜中的每个物侧半透镜包括面向内的表面、面向外的凸表面、厚端和薄端侧，面向内的表面和面向外的凸表面在厚端和薄端之间延伸；所述一对物侧半透镜中的每个物侧半透镜的薄端位于基准光轴的近侧，并且所述一对物侧半透镜中的每个物侧半透镜的厚端位于基准光轴的远侧；像侧半透镜包括一对像侧半透镜，其中所述一对像侧半透镜中的一个像侧半透镜位于基准光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圭泰，D·班纳吉，
申请(专利权)人：丰田自动车工程及制造北美公司，
类型：发明
国别省市：美国,US