CN110927721A - 反射表面后面的汽车雷达/激光雷达 - Google Patents

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Abstract

反射表面后面的汽车雷达/激光雷达。公开了一种用于检测物体的传感器组件和一种在金属片中形成传感器端口的方法。传感器组件包括至少一个电磁源，用于发射电磁波。传感器组件还包括至少一个电磁接收器，用于接收从物体反射之后并且与传感器组件附近的物体的检测对应的电磁波。此外，传感器组件包括滤波器盖，该滤波器盖设置成邻近且覆盖至少一个电磁源和至少一个电磁接收器，被配置成允许电磁波穿过同时反射可见光，从而隐藏至少一个电磁源和至少一个电磁接收器。

Description

反射表面后面的汽车雷达/激光雷达
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月31日提交的美国临时申请第62/725,480号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用被合并到本文中。
技术领域
本公开内容总体上涉及检测系统，并且更具体地涉及利用反射表面后面的雷达和/或激光雷达(LIDAR)的检测系统。
背景技术
该部分提供了与本公开内容有关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
机动车辆越来越多地配备有检测机动车辆周围的环境和地形的传感器。例如，一些车辆包括提供车辆附近的地形和/或其他物体的图像的传感器系统。使用雷达的感测系统也已经用于在车辆移动时检测机动车辆附近物体的存在和位置。由这些雷达系统生成的信号和数据可以由机动车辆的其他系统使用以提供安全特征，例如车辆控制、碰撞避免和停车辅助。这样的感测系统通常用于在驾驶员驾驶机动车辆时辅助他或她以及/或者用于介入对车辆的控制。
然而，虽然这样的感测系统通常依赖于它们发送和接收电磁波而不使这样的波被阻挡或显著衰减的能力，但是车辆造型考虑可能要求传感器组件以某种方式被隐藏或掩饰。随着现代车辆上传感器组件的数量增加，这样的造型考虑将成为日益关注的问题。然而，例如，使用雷达和/或激光雷达的一些传感器组件的有效性可以因它们定位在实心金属片面板后面而严重减少或甚至无效。
因此，在仍满足车辆造型考虑的要求的同时对改进的传感器组件和检测系统的需求日益增加。此外，结合附图以及前述技术领域和背景技术，根据随后详细的描述和所附权利要求，本公开内容的其他期望特征和特性将变得明显。
发明内容
本部分提供了本公开内容的总体概述，而不旨在被解释为其全部范围或其全部特征、方面和目的的全面公开。
因此，本公开内容的一个方面提供一种用于检测物体的传感器组件。传感器组件包括至少一个电磁源，被配置成发射电磁波。传感器组件还包括至少一个电磁接收器，被配置成接收从物体反射之后并且与传感器组件附近的物体的检测对应的电磁波。此外，传感器组件包括滤波器盖，被设置成邻近且覆盖至少一个电磁源和至少一个电磁接收器，滤波器盖对电磁波是透射的并对可见光是反射的，从而隐藏至少一个电磁源和至少一个电磁接收器。
根据另一方面，提供了一种形成用于传感器的车辆部件的电磁波透明部分的方法，该传感器被配置成发送和/或接收电磁波并且被车辆部件隐藏，电磁波透明部分允许电磁波发送至传感器和/或从传感器发送电磁波并反射照射在车辆部件的外表面上的可见光，该方法包括提供具有允许电磁波透射的基板的车辆部件，以及提供沿着基板的光反射材料，光反射材料被配置成将可见光反射远离传感器以及允许电磁波透射。
根据另一方面，提供了一种用于车辆的金属车辆面板，其由至少一个金属片面板形成，该金属车辆面板包括在至少一个金属片面板中形成的传感器端口，该传感器端口包括多个间隙，这些间隙彼此平行且间隔开并且对电磁波是透射的。
根据另一方面，提供了一种组装用于车辆的传感器系统的方法，该方法包括提供电磁源和电磁接收器中的至少一个，该电磁源被配置成发射具有偏振方向的电磁波，该电磁接收器被配置成接收具有偏振方向的电磁波；在电磁源和电磁接收器中的至少一个的前面设置车辆部件，以在从车辆部件的外部观察时隐藏电磁源和电磁接收器中的至少一个；以及在车辆部件上设置偏振器，该偏振器被配置成透射在偏振方向上偏振的电磁波。
根据本文中提供的描述，这些方面和适用领域以及其他方面和适用领域将变得明显。本发明内容中的描述和具体示例仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文中描述的附图仅用于说明所选实施方式而并非所有实现方式的目的，并且不旨在将本公开内容仅限制于实际示出的实施方式。出于这种考虑，在结合附图考虑时，根据下面的书面描述，本公开内容的示例实施方式的各种特征和优点将变得明显，在附图中：
图1示出了根据本公开内容的方面的附接至车辆的传感器组件；
图2示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的框图；
图3示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的框图；
图4示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的框图；
图5示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的雷达接收天线的操作；
图6是示出来自根据本公开内容的方面的传感器组件的电磁波的偏振的示意图；
图7A至图7B示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的传感器印刷电路板以及多个雷达发送天线和多个雷达接收天线；
图7C示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的雷达接收天线的操作；
图8、图8A和图8B示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的上壳体和下壳体；
图9示出了根据本公开内容的方面的传感器组件；
图10示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的操作；
图11示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的反射偏振器的细节；
图12至图13示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的反射偏振器的细节；
图14示出了与根据本公开内容的方面的传感器组件的反射偏振器平行并交叉的偏振EM辐射的透射率；
图15至图19示出了根据本公开内容的方面的传感器组件的反射偏振器的各种布置；
图20示出了根据本公开内容的方面的彼此面对的两个车辆中的反射偏振器的布置；
图21至图23是示出根据本公开内容的方面的使用雷达的传感器组件的框图；
图24示出了根据本公开内容的方面的车辆上可以定位传感器组件的各种可能位置；
图25至图27示出了根据本公开内容的方面的在车辆的金属片中形成的传感器端口；
图28至图31示出了根据本公开内容的方面的在车辆的金属片中形成传感器端口的方法的步骤；
图32示出了根据本公开内容的方面的机动车辆的门的一部分；
图33是示出根据本公开内容的方面的雷达透射区域的示意图；
图34至图35示出了示出根据本公开内容的方面的传感器组件中使用的电介质镜的示意图；
图36示出了根据说明性实施方式的对于由车辆部件隐藏的传感器形成车辆部件的电磁波透明部分的方法的流程图；以及
图37示出了根据说明性实施方式的组装车辆的传感器系统的方法的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述细节以提供对本公开内容的理解。在一些情况下，未详细描述或示出某些电路、结构、步骤和技术，以免使本公开内容模糊。
总体上，本公开内容涉及非常适合在许多应用中使用的类型的检测系统。更具体地，本文公开了能够检测物体或机动车辆的用户的非接触式传感器组件以及在金属片中形成传感器端口的方法。将结合一个或更多个示例实施方式来描述本公开内容的传感器组件和方法。然而，所公开的具体示例实施方式仅被提供用于对发明构思、特征、优点和目的进行足够清楚的描述以使得本领域技术人员能够理解和实践本公开内容。
参照附图，其中相同的附图标记在若干视图中指示相应的部件，公开了用于检测物体(图1中未示出)的传感器组件10的实施方式。
传感器组件10在图1中示出为用于闭合面板例如车辆14的升降门12和/或门12'的示例性实施方式，闭合面板可以例如通过铰链或其他连接诸如电磁轨道、滚轮或滑块等可枢转地附接至车身11。闭合面板12和车身11可以由金属面板形成，金属面板可以通过冲压成形并通过焊接或本领域公知的其他技术连接在一起，并且通常不能被电磁波例如雷达穿透。传感器组件10可以设置为现有车辆部件的整体部件或作为单独部件固定至车辆14的框架构件或其他特征件，其可以自然地定位在相对于闭合面板12、12'的期望位置和取向，以利用检测雷达图案和范围(即约5米)。应该认识到，单个传感器组件10可以用于多个闭合面板12、12'；然而，本文还考虑使用多于一个传感器组件10来获得期望的检测图案。用于升降门12的传感器组件10可以设置在后保险杠16上、后方或旁边，并且传感器组件10可以设置在侧梁(门槛)18上、后方或旁边，示出为在门槛18下方。在一些实施方式中，传感器组件10可以安装在车辆14的前保险杠17或饰带内或附近。
传感器组件10可以适于设置在车辆14的任何期望的位置，以提供用于预期应用的期望检测图案，如下文进一步讨论的。为了便于以精确取向定位传感器组件10以提供精确定位的检测图案，传感器组件10可以固定至枢轴构件，在图1示为球面轴承构件20，有时称为轴承轴台，借助示例而非限制，从而使得传感器组件10能够围绕多个X轴、Y轴和/或Z轴枢转并固定在期望的位置。可选地，可以提供致动器和可旋转组件(均未示出)以基于传感器组件10的操作模式或车辆14周围的地形自适应地旋转传感器组件10以改变检测区域(例如，改变雷达图案)。
还如图1所示，传感器组件10的示例性实施方式包括壳体32，壳体32包括上壳体32a和下壳体32b。此外，上壳体32a和/或下壳体32b可以被配置成具有附接特征，其中上壳体32a借助示例而非限制的方式示出为具有直立臂或凸台42形式的这样的附接特征。凸台42具有通孔，示出为细长通槽44，以便于传感器组件10例如经由枢转球面轴承构件20附接至车辆14。壳体32还包括保持滤波器盖52、58、60的盖凸缘46。
如图2和图3中最佳所示，传感器组件10包括用于发射电磁波24、25的至少一个电磁(EM)源26、27，电磁波可以简称为EM波。传感器组件10还包括至少一个电磁接收器28、29，用于接收从物体22反射之后并且对应于所述传感器组件10附近的物体22的检测的电磁波24、25。在替选配置中，传感器组件10可以包括至少一个电磁接收器28、29和至少一个电磁(EM)源26、27中的一者。这样的接收的电磁波24、25可以从物体22例如比如手、脚、人或这样的人的身体部分反射，并且如下面在本文中将更详细地描述的，由例如作为手势识别系统的一部分或或者作为障碍物检测或ADAS系统的一部分的控制器或传感器微处理器62处理，，手势识别系统涉及提取和验证用于致动车辆系统例如控制闭合面板12的闩锁的解锁/锁定、用于控制用于移动闭合面板12的致动器的物体22的手势，。可以与如本文所描述的传感器组件10一起调整的这样的手势和障碍物检测和致动系统的示例是共同拥有的题为“Radar detection system for non-contact human activation of powered closuremember”的美国专利申请第20190162010号、题为“Power swing door with virtualhandle gesture control”的美国专利申请第20180238099号、题为“Multifunction radarbased detection system for a vehicle liftgate”的美国专利申请第20190128040号、题为“Non-contact obstacle detection system for motor vehicles”的美国专利申请第20170306684A号，其全部内容通过引用合并入本文。
此外，传感器组件10还包括滤波器盖52、58、60，滤波器盖52、58、60被设置成邻近且覆盖至少一个电磁源26、27和至少一个电磁接收器28、29，并且对电磁波24、25是透射的并且对可见光是反射的。例如，可见光可以被反射到具有全反射光谱或小于全反射光谱以及具有不同的光谱分布的光81中。换句话说，滤波器盖52、58、60被配置成允许电磁波24、25从其穿过同时反射可见光。滤波器盖52、58、60被配置成允许电磁波24、25从其穿过，并且例如没有衰减。至少一个电磁源26、27被配置成使电磁波24、25在第一方向或第一状态上偏振。根据一个方面，滤波器盖52、58、60包括反射偏振器52，其被配置成允许在第一方向上偏振并且具有第一光谱分布的电磁波24、25穿过。相反，反射偏振器52拒绝在与第一方向不同的第二方向或第二状态上偏振并且具有与第一光谱分布不同的第二光谱分布的电磁波24、25。例如，电磁波24、25诸如来自外部EM源126的无线电波24可以反射远离滤波器盖52、58、60并且在外部EM源126的方向上回来。另外，从观察者128的角度，来自外部光源130的可见光23可以反射远离滤波器盖52、58、60并且在观察者128的方向上回来，从而隐藏传感器组件10或至少其内部组件。
该传感器组件10还包括控制器或传感器微处理器62。如图4中最佳所示，传感器微处理器62电耦接至至少一个电磁源26、27和至少一个电磁接收器28、29，并且被配置成使用至少一个电磁源26、27来控制电磁波24、25的发射并且使用至少一个电磁接收器28、29来检测传感器组件10附近(例如如由控制器或传感器微处理器62确定的用于障碍物检测或手势检测的短距离附近，或如由控制器或传感器微处理器62所确定的用于车道偏离或ADAS(“高级驾驶员辅助系统”)的中距离或长距离附近，作为示例)的物体22。至少一个电磁源26、27包括多个雷达发送天线26，并且至少一个电磁接收器28、29包括多个雷达接收天线28(即，在这样的情况下利用的电磁波24、25是也可以称为雷达波24的无线电波24)。
该传感器组件10还可以包括供电电路64，该供电电路64电耦接至传感器微处理器62并且用于与电源进行耦接。通信电路66也可以电耦接至传感器微处理器62，并且可以由传感器组件10利用以与远程电子控制单元(ECU)67例如车身控制模块(BCM)或主非接触式障碍物检测系统控制单元进行通信。传感器微处理器62可以通过网络诸如控制器区域网络(CAN)或本地互连网络(LIN)总线与远程ECU 67进行通信。传感器组件10还可以包括耦接至传感器微处理器62并由传感器微处理器62控制的背光68(下面进一步详细讨论)。图5示出了可以用于多个雷达发送天线26和多个雷达接收天线28的无线电波24形式的电磁波24、25的生成。如图6所示，这样的无线电波24可以被偏振以透射通过滤光器盖52、58、60(例如，反射偏振器52)。偏振指定波的振荡的几何取向。在电磁波24、25中，通常，偏振指的是电场的方向。电磁波24、25可以通过穿过偏振滤波器而被偏振(例如，线性或圆偏振)。因此，线性偏振光可以被正交偏振器阻挡或反射。在一些实施方式中，如图6所示，反射偏振器52包括线性偏振器52a和四分之一波片52b，它们一起用作圆偏振器以从非偏振光的光束25a产生具有圆偏振的偏振光25b。
如图7A至图7C最佳所示，传感器组件10还包括传感器印刷电路板30并且至少一个电磁源26、27(例如，多个雷达发送天线26)和至少一个电磁接收器28、29(例如，多个雷达接收天线28)设置在传感器印刷电路板30上并电连接至传感器印刷电路板30。更详细地，并且如图所示，无线电波24的偏振面的方向可以被布置成垂直于多个雷达发送天线26和多个雷达接收天线28的平面。传感器微处理器62也设置在传感器印刷电路板30上并且电耦接至传感器印刷电路板30。
在一些实施方式中，并且如图7B所示，雷达发送天线26中的两个或更多个沿第一轴A1以规则间隔设置，并且彼此间隔开预定距离D。雷达接收天线28中的两个或更多个沿着垂直于第一轴A1的第二轴A2以规则间隔设置，并且彼此间隔开预定距离D。雷达发送天线26和雷达接收天线28中的每一个具有矩形形状，长边与第三轴线A3平行，第三轴线A3与第一轴线A1和第二轴线A2中的每一个成四十五度对准。
另外，如图8、图8A至图8B和图9中最佳所示，传感器组件10包括透明塑料的下壳体32b，其限定闭合端34和开口端36并且包括从邻近开口端36的下壳体32b向外延伸的盖凸缘46。盖凸缘46被配置成在开口端36上横向地接合并支承滤波器盖52、58、60。换句话说，如图8A至图8B所示，盖凸缘46保持滤波器盖52、58、60横向于开口端36的平面并且在上方延伸超过开口端36。塑料的上壳体32a耦接至下壳体32b，以限定包围传感器印刷电路板30的传感器室38。因此，如图11所示，电磁波24、25(例如，无线电波24)可以穿过反射偏振器52，同时反射可见光(与反射偏振器52的偏振方向或雷达偏振平面正交偏振的可见光)，从而将传感器组件10设置成穿过反射偏振器52检测物体22。图12例如示出了示例性反射偏振器52的透射率。P波84(透射电磁波24、25)透射通过反射偏振器52并且S波86(反射电磁波24、25)被反射偏振器52(例如导线80的栅极偏振器)反射。这也在图14中以图形方式示出，其示出了根据本公开内容的各方面的P波84(即，与反射偏振器平行的偏振EM辐射)和S波86(即，与反射偏振器垂直的偏振EM辐射)的透射率的线。
根据一个方面，如图13所示，反射偏振器52包括限定多个峰76的基板74，并且多个平行金属线78沉积在多个峰76上。基板74可以说明性地由电磁辐射(波)透明材料例如聚合物材料诸如塑料或玻璃形成。具体地，多个峰76可以彼此平行并且以间隔开延伸。在峰76之间设置有多个谷75。因此，在与多个金属线相同的方向上偏振的一些电磁波24、25(例如，无线电波24)可以在沉积在多个峰76上的多个平行金属线78之间透射通过反射偏振器52。剩余的电磁波24、25在照射例如通过喷涂施加工艺沉积在基板74的峰上的多个金属线时被反射。可替选地，反射偏振器52可以使用例如沿着塑料膜82彼此平行布置的小直径导线80的格栅来进行构造。为了使反射偏振器52工作，导线80中的每一个的直径(或多个平行金属线78之间的间隔)必须小于入射电磁波24、25的波长并且导线80(或多个平行金属线78)周围的材料必须对入射电磁波24、25的波长透明。如果导线80的间距和直径例如被选择为小于纳米，则可见光和具有较大波长的电磁波24、25取决于它们的偏振将不会穿过反射偏振器52和/或被反射。
金属线78之间的这样的间隔将对于从外部观察它的人的基板74的外观提供为为车辆的镀铬或金属饰面A级表面，原因是金属线78设置得足够近以使得可见光79反射远离的不连续反射表面被用户观察为连续反射表面，同时金属线78设置得足够分开以允许电磁波24、25从其穿过。因此，照射可见光79可以从金属线78反射远离，使得反射光81具有与沉积的金属线78的反射光谱匹配的反射光谱，这可以提供铬、铝、金或其他类型的金属饰面的外观，为其上形成有、集成有或连接有滤波器盖52、58、60的车辆部件提供好似完全由金属材料形成的外观，而车辆部件对电磁波是透射的，车辆部件没有减小或衰减穿过滤波器盖52、58、60的电磁波例如发送或接收的电磁波的强度。
如图15中最佳所示，传感器组件10还可以包括沿反射偏振器52延伸并与反射偏振器52接合的支承层54。在一些实施方式中，支承层54对电磁波24、25是透射的，允许电磁波24，25无阻碍地从中穿过。更详细地，反射偏振器52设置在支承层54和至少一个电磁源26、27之间。反射偏振器52可以为车辆14上的传感器组件10提供支承(例如，单个层形成反射偏振器52和结构或支承层54)。反射偏振器52的光反射特性不会产生镀铬/镜面表面效应，但会为第三方雷达波24(例如，由另一车辆14生成的雷达波)提供偏振滤波。反射偏振器52可以相对于垂直方向以45度被对准，以防止相对于垂直方向以45度偏振的第三方偏振雷达波24穿过反射偏振器52。以这样的方式使反射偏振器52倾斜提供了拒绝第三方波的最大可能性。然而，如图16所示，支承层54可以替代地设置在反射偏振器52和至少一个电磁源26、27之间。换句话说，反射偏振器52可以用作反射偏振膜。另外，如图17所示，一个支承层54可以设置在反射偏振器52的两侧上。例如，支承层54可以用于保护目的，并且可以由诸如但不限于聚合物、玻璃或者膜的材料形成。此外，如图18中最佳所示，传感器组件10还可以包括阻挡层56，阻挡层56沿反射偏振器52延伸并与反射偏振器52接合，并且设置在反射偏振器52和至少一个电磁源26、27之间。阻挡层56可以吸收透射通过反射偏振器52的任何光，使得光不会通过反射偏振器52被反射回来。
如图19中最佳所示，传感器组件10还可以包括着色层70，着色层70沿反射偏振器52延伸并与反射偏振器52接合，并且设置在反射偏振器52和至少一个电磁源26、27之间。还示出了背光偏振器层72，背光偏振器层72沿着色层70延伸并与着色层70接合并且设置在着色层70和至少一个电磁源26、27之间。背光68(也在图4中示出)邻近至少一个电磁源26、27设置并且被配置成通过背光偏振器层72、着色层70和反射偏振器52向外产生光。这样的布置使得对准的偏振光能够穿过反射偏振器52以对于(例如，车辆14外部的)用户可见。着色层70对来自背光68的光进行着色。根据一个方面，背光68包括被配置成发射偏振光的背光68；然而，应该理解的是，背光68可以替选地是非偏振的。
现在参照图20，两个车辆14彼此面对，非常类似于双车道道路上可能出现的情况。在传感器组件10位于车辆14的前部的情况下，偏振方向可以相对于垂直方向偏移。因此，当各自包括具有反射偏振器52的传感器组件10的车辆14彼此面对时，偏振轴彼此正交。因此，来自另一车辆14的电磁波24、25被抑制(即，最大信号抑制)，但是来自源发射车辆14的反射穿过反射偏振器52。
现在参照图21至图23，传感器组件10可以被配置成发送和检测无线电波24。传感器组件10可以被配置成发射连续调制的辐射、超宽带辐射或亚毫米频率的辐射(例如，形成ISM频带例如约24GHz、或60GHz或80GHz频带的一部分的频率，但也可考虑其他范围)。例如，传感器组件10可以被配置成通过雷达发射元件26例如天线26或本领域已知的使用多普勒雷达技术的连续波(CW)雷达发射连续发射的辐射，可以在如图21所示的基于雷达的障碍物或姿势识别传感器中使用连续发射的辐射。在如图22所示的传感器组件10中也可以使用由雷达发射元件26或也在本领域中已知的使用多普勒雷达技术的频率调制连续波(FMCW)雷达进行的调制发射的辐射。另外，传感器可以被配置用于脉冲飞行时间雷达。传感器组件10包括用于接收发送的雷达波24的被物体22反射的反射的一个或更多个接收元件28例如(一个或多个)天线。雷达发射元件26可以被集成在传感器印刷电路板30中，或者集成在固定至传感器印刷电路板30的雷达芯片中。
如图21示意性所示，传感器组件10可以被配置成使用包括一个发送天线26和一个接收天线28的雷达传感器发射和检测连续波(CW)雷达。利用这样的配置，雷达传感器能够操作成使用多普勒雷达原理来检测物体22的速度/速率(即，由传感器微处理器62或专用本地应用特定雷达信号处理器1506对接收的反射的FMCW雷达信号进行处理以确定指示物体22的速度的所发射的连续雷达波的频移)。如图22中示意性所示，雷达发送天线26还可以被配置成发射频率调制连续波(FMCW)雷达，其中雷达传感器包括一个发送天线26和一个接收天线28。利用这样的配置，雷达传感器能够操作成使用频率调制雷达技术来检测物体22的运动(即，由信号处理器1506或传感器微处理器62对反射的FMCW雷达信号进行处理以确定指示物体22的速度(多普勒频率)和距离(拍频)的频移)。替选地，如图23所示，FMCW雷达传感器可以被配置成包括形成天线阵列的至少两个接收天线281、282至28n。另外，可以提供多个发送天线26n。信号处理器1506被示为布置成通过信号处理元件例如高/低增益信号放大器1508、混频器1510与天线元件28进行通信，混频器1510被配置成将所接收的信号与由波形发生器1512生成的如从分离器1514接收的发送信号进行混频，以在中间雷达领域内处理所接收的反射(即，信号处理器1506或传感器微处理器62可以被配置成执行存储在存储器中的指令以对接收的反射和发送的辐射信号(即混频信号)执行计算以实现各种检测技术或算法，例如CW雷达、FMCW雷达、飞行时间)，以提供用于确定物体的运动、速度、距离、位置和方向的数据。例如，信号处理器1506或传感器微处理器62可以被配置成处理所接收的反射以确定用于计算物体22的速度/速率的多普勒频移或用于计算物体22的距离和速度的频移。
因为由于反射偏振器52可以表现为镜面，所以传感器组件10可以设置在车辆14上的例如通常可以使用镜面或铬面的各种位置中。图24示出了使用反射偏振器52的传感器组件10的优选位置的各种示例。具体地，
图24示出了可以定位反射偏振器52的若干不同示例位置和装置。这些位置包括各种车辆部件，诸如例如装饰件(例如外部标志或象征)、门饰板、把手、内部或外部后视镜、标牌、饰件或护栏或仪表板。这些部件可以具有光亮或闪亮的表面，例如金属饰面(例如镀铬饰面或铝饰面)。照射在金属表面上的可见光被基于金属类型的反射光谱反射。反射偏振器52可以以本文所述的方式被配置以提供反射偏振器52的可以反射具有金属的反射光谱的光的部分，从而为观看车辆部件外部的观察者提供外观，并且例如当反射偏振器52形成车辆部件的外表面51(例如A级表面)时，车辆部件完全涂有这样的金属，同时允许电磁波例如雷达波无衰减地穿过车辆部件。因此，如上所述，传感器组件10可以例如用于各种用途，例如但不限于非接触式障碍物检测、自适应巡航控制、自动驾驶(ADAS)以及车辆14的各种动力闭合构件12、12'的触发操作。
图25至图27示出了根据本公开内容的各方面的形成在车门12'的金属片面板90中的传感器端口58。具体地，门12'包括外表面92，当门12'关闭时，外表面92面向外。门12'还包括垂直于外表面92延伸的关闭面板94，传感器端口58形成在关闭面板94中。关闭面板94可以基本上或大致垂直于外表面92，并且仅当门12'打开或半开时，才可以露出关闭面板94。
虽然在上面已经将至少一个电磁源26、27描述为包括多个雷达发送天线26并且已将将至少一个电磁接收器28、29描述为是多个雷达接收天线28，但是应该理解的是，至少一个电磁源26、27可以替代地包括被配置成产生脉冲激光25(即，LIDAR)的至少一个红外激光光源。因此，至少一个电磁接收器28、29可以包括至少一个红外激光接收器，并且电磁波24、25是脉冲激光25。
如图25至图27中最佳所示，在车辆14造型或其他考虑要求传感器组件10定位在其中对反射偏振器52不是优选的其他区域中的情况下，传感器组件10的滤波器盖52、58、60可以包括能够在不同位置处通过车辆14的一个或更多个面板90添加到车辆14的传感器端口58。如下面的方法中更详细地描述的，这样的传感器端口58可以与上述反射偏振器52类似地偏振，但是整体形成在金属片面板90中。与上述反射偏振器52一样，并且如图28所示，传感器组件10可以生成穿过传感器端口58的无线电波24，该无线电波24例如具有与形成在金属片面板90中的传感器端口58的偏振轴对准的偏振。传感器端口58可以包括多个间隙98，并且多个间隙98之间的间隔被调谐以匹配无线电波24的频率或波长。因此，可以是被物体反射的无线电波或者例如来自另一个电磁源例如来自车辆的另一个ADAS系统的具有未对准的偏振的无线电波24不被允许穿过传感器端口58。如图29所示，电磁透明的填充物102可以填充形成在面板90中的格栅中的间隙98，并且涂料104(和底漆)可以形成外表面，以隐藏传感器端口58。涂料104必须是电磁透明的(例如，对无线电波24透明)。换句话说，填充物102和涂料104中的每一个都可透射传感器组件10中使用的电磁辐射24，25。在一些实施方式中，填充物102和涂料104中的每一个都可透射无线电波24。
在一些实施方式中，并且如图28至图33中所示，传感器端口58包括限定多个间隙98的金属片面板90，间隙98中的每一个彼此平行并且彼此隔开预定距离以限定格栅区域99。在一些实施方式中，面板90中的多个间隙98中的每一个间隙之间的预定距离基于电磁波24、25的频率。在一些实施方式中，不允许具有与间隙98未对准的偏振的无线电波24穿过传感器端口58。
可以通过使用激光器100蚀刻或切割金属片来形成面板90中的平行间隙98(图29)。另外地或替选地，可以使用其他方法和/或装置来形成间隙98。例如，可以通过在格栅区域99中切割、研磨、化学蚀刻和/或冲压面板90来形成间隙98。
在一些实施方式中，并且如图31所示，电磁透明材料的填充物102填充和/或覆盖间隙98。可以去除多余的填充物102以产生连续的顶面，该顶面与围绕格栅区域99的面板90齐平。面板90和填充物102可以涂有涂料104，该涂料104是电磁透明的(即，其可透射电磁波24，25)并且具有和车辆的与传感器端口58相邻的金属片面板90匹配的外观，从而隐藏传感器端口58。
，图32示出了示例性车门12'的局部透视图。然而，图32所示的车门12'还包括形成在车门12'的垂直于关闭面板94延伸的内边缘96中的传感器端口58。换句话说，当门12'关闭时，关闭面板94向内朝向车辆14，并且当门12'打开时，露出关闭面板94。在各种实施方式中，一个或更多个传感器端口58可以形成在关闭面板94和/或内边缘96中的任一个或两个中。车门12'的关闭面板94和内边缘96一起限定用于容纳用于保持车门12'关闭的闩锁硬件(未示出)的闩锁开口97。
如图35和图36中最佳所示，滤波器盖52、58、60可以替代地包括电介质镜60，电介质镜60包括以交替布置方式布置的多个高折射层110和低折射层112。具体地，电介质镜60包括多个交替的高折射层110和多个低折射层112，高折射层110具有第一折射率并且具有第一厚度d1；低折射层112具有与第一折射率不同例如小于第一折射率的第二折射率并且具有第二厚度d2。在一些实施方式中，并且如图35所示，第一厚度d1不同于第二厚度d2。更具体地，在一些实施方式中，第二厚度d2大于第一厚度d1。在一些实施方式中，第二厚度d2等于或小于第一厚度d1。在一些实施方式中，并且如图35所示，电介质镜60包括与低折射层112交替堆叠的两个或更多个高折射层110。入射光束140中的一些或全部被低折射层112中的一个的面和/或高折射层110中的一个的面反射为第一反射光束142。替选地或另外地，入射光束140中的一些或全部也被低折射层112中的一个的面和/或高折射层110中的一个的面反射为第二反射光束144。如图35所示，高折射层110和低折射层112中的每一个的折射率的差异可以使第一反射光束142和第二反射光束144彼此间隔开。
现在参照图36，提供一种对于由车辆部件隐藏的传感器形成车辆部件的电磁波透明部分的方法1000，该电磁波透明部分允许电磁波传输至传感器和从传感器传输电磁波中至少之一，并且反射照射在车辆部件的外表面上的可见光，方法1000包括以下步骤：设置具有允许电磁波传输的基板的车辆部件1002，以及沿基板设置光反射材料1004，光反射材料被配置成将可见光反射远离传感器并且允许传输电磁波。沿基板设置光反射材料的步骤1004可以包括提供形成电介质镜的一系列多个电介质材料薄层。沿基板设置光反射材料的步骤1004可以包括在基板的一部分上沉积金属1006，换句话说，沉积不完全覆盖基板的金属，基板上具有金属的部分被配置成将可能具有沉积金属的反射光谱的可见光反射远离传感器，并且基板上不具有金属的部分被配置成将可见光反射远离传感器，并且基板上不具有金属的部分被配置成允许传输电磁波。在基板的一部分上沉积金属的步骤1006可以包括形成由基板上的间隙分开的金属线(例如，平行或基本平行的金属线)的格栅。设置基板的步骤1002可以包括为基板设置多个峰和谷，并且其中金属沉积在峰上以形成金属线格栅，其中谷不具有沉积的金属以允许传输电磁波。在基板的一部分上沉积金属的步骤1006可以包括沉积金属，使得金属线格栅的偏振方向与传感器的天线的偏振方向对准，使得由传感器接收的或从传感器传输的电磁波不受阻碍地穿过金属线格栅，换句话说，步骤1006包括将金属线格栅与传感器发射的电磁波的偏振方向对准。
现在参照图37，提供了一种组装车辆的传感器系统的方法2000，该方法包括以下步骤：设置电磁源和电磁接收器中的至少一个2002，电磁源被配置成发射具有偏振方向的电磁波，电磁接收器被配置成接收具有偏振方向的电磁波；在电磁源和电磁接收器中的至少一个的前面设置车辆部件2004，以在从车辆部件的外部观察时隐藏电磁源和电磁接收器中的至少一个；以及在车辆部件上设置偏振器2006，该偏振器被配置成透射在偏振方向上偏振的电磁波。在方法2000的相关方面中，偏振器的偏振与电磁波的偏振方向对准，并且方法2000包括将偏振器的偏振方向与电磁波的偏振方向对准。在方法2000的相关方面中，偏振器是反射偏振器，并且还被配置成反射照射在车辆部件外部的可见光。在方法2000的相关方面中，反射偏振器是线栅偏振器，在观察车辆部件的外部时线栅偏振器为车辆部件提供金属饰面。
现在返回参照图24至图27，提供了一种用于车辆14的金属车辆面板，其由至少一个金属片面板例如内金属片面板111或外金属片面板113或关闭面90、94或者侧板(例如其他车身面板的围板115)形成，作为示例，金属车辆面板包括形成在至少一个金属片面板中的传感器端口58，传感器端口58包括多个平行或者基本上平行并且彼此间隔开的间隙98。车辆14的金属车辆面板还可以被配置成包括用于密封传感器端口58的密封件，该密封件可透射电磁波。密封件可以是例如设置在多个间隙98中的每一个内的填充物102，例如塑料或橡胶填充物，并且可透射电磁波。密封件可以是其他配置，例如用于防止外部环境例如雨、水和风穿过金属片面板中的间隙98的塞或盖。传感器端口58可以被可透射电磁波并且具有和与传感器端口58相邻的金属片面板相匹配的外观的涂料覆盖。传感器端口58可以设置在车辆的外露表面、车辆的闭合构件的内边缘或闭合面板(图32)、闭合构件的外露表面(图27)例如在闭合构件的中间部分中、以及闭合构件的内露表面(图26)中的一者上。
出于说明和描述的目的，提供了对实施方式的前述描述。这并不旨在是穷举的也不旨在限制本公开内容。特定实施方式的各个元件或者特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下可互换并且可以用于所选择的实施方式中，即便没有具体示出或描述。还可以以许多方式对特定实施方式的各个元件或特征进行改变。这样的变型不应被认为是背离本公开内容，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开内容的范围内。本领域技术人员将认识到，结合示例传感器组件公开的构思同样可以实现到许多其他系统中以控制一个或更多个操作和/或功能。
提供示例实施方式以使得本公开内容将是透彻的，并且更充分地向本领域技术人员传达范围。阐述了许多具体细节例如具体部件、装置以及方法的示例以提供对本公开内容的实施方式的透彻理解。对于本领域的技术人员而言明显的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且具体细节和示例实施方式都不应当被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，并未详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。
本文中使用的术语仅用于描述特定示例实施方式的目的，而不旨在限制。除非上下文另有明确说明，否则如本文中所使用的单数形式的“一”、“一个”以及“该”也可以意在包括复数形式。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此指定存在所述特征、部分、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、部分、步骤、操作、元件、部件和/或其构成的组。本文中描述的方法步骤、过程和操作，除非被具体指定为执行顺序，否则不应被解释为必须要求它们以所论述或示出的特定顺序执行。还应当理解的是，可以采用附加步骤或替代步骤。
“在……上”、“接合至”、“连接至”或“耦接至”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、接合至另一元件或层、连接至另一元件或层或者耦接至另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以同样的方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文中所使用的，术语“和/或”包括关联的列出项目中的一个或更多个的任何及所有组合。
尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”的术语和其他数字术语在本文中使用时，除非由上下文明确指示，否则不暗含序列或顺序。因此，下文中所论述的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不背离示例实施方式的教示。在本文中，为了描述方便可能使用诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“低于”、“之上”、“上方”等的空间相关术语来描述如图所示的一个元件或特征与另外(一个或多个)元件或(一个或多个)特征的关系。空间相关术语可以旨在涵盖除了附图所绘的取向之外在使用或操作中装置的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为处于其他元件或特征的“下方”或“之下”的元件将被取向成处于该其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两个取向。该装置可以以其他方式取向(被旋转一定角度或处于其他取向)，并且本文中使用的空间相关的描述被相应地解释。
此外，本发明实施例还包括：
(1).一种用于检测物体的传感器组件，包括：
至少一个电磁源，被配置成发射电磁波；
至少一个电磁接收器，被配置成接收从所述物体反射之后并且与所述传感器组件附近的所述物体的检测对应的所述电磁波；以及
滤波器盖，被设置成邻近且覆盖所述至少一个电磁源和所述至少一个电磁接收器，所述滤波器盖对所述电磁波是透射的并且对可见光是反射的，从而隐藏所述至少一个电磁源和至少一个电磁接收器。
(2).根据(1)所述的传感器组件，其中，所述滤波器盖包括电介质镜，所述电介质镜被配置成反射所述可见光并透射所述电磁波。
(3).根据(1)所述的传感器组件，还包括传感器印刷电路板，所述至少一个电磁源和所述至少一个电磁接收器设置在所述传感器印刷电路板上并电连接至所述传感器印刷电路板。
(4).根据(3)所述的传感器组件，其中，所述滤波器盖与从包括以下之一的组中选择的车辆部件的外表面相关联：标志、标牌、标记、门把手、内部或外部后视镜、装饰件、护栏、饰带或贴花。
(5).根据(3)所述的传感器组件，还包括传感器微处理器，所述传感器微处理器设置在所述传感器印刷电路板上并且电耦接至所述传感器印刷电路板并电耦接至所述至少一个电磁源和所述至少一个电磁接收器，并且被配置成使用所述至少一个电磁源控制所述电磁波的发射并且使用所述至少一个电磁接收器检测所述传感器组件附近的所述物体。
(6).根据(1)所述的传感器组件，其中，所述至少一个电磁源被配置成使所述电磁波在第一方向上偏振；以及
其中，所述滤波器盖包括反射偏振器，所述反射偏振器被配置成透射在所述第一方向上偏振的电磁波并且拒绝在与所述第一方向不同的第二方向上偏振的电磁波。
(7).根据(6)所述的传感器组件，还包括支承层，所述支承层对所述电磁波是透射的并且沿所述反射偏振器延伸并与所述反射偏振器接合，所述反射偏振器设置在所述支承层与所述至少一个电磁源之间。
(8).根据(6)所述的传感器组件，还包括支承层，所述支承层对所述电磁波是透射的并且沿所述反射偏振器延伸并与所述反射偏振器接合，所述支承层设置在所述反射偏振器与所述至少一个电磁源之间。
(9).根据(1)所述的传感器组件，其中，所述滤波器盖包括反射偏振器，所述反射偏振器被配置成透射在第一方向上偏振的电磁波并且拒绝在与所述第一方向不同的第二方向上偏振的电磁波，并且还被配置成将照射在所述反射偏振器的外表面上的光反射成具有与金属的反射光谱匹配的反射光谱的光。
(10).根据(6)所述的传感器组件，还包括阻挡层，所述阻挡层被配置成阻挡所述可见光从其穿过，所述阻挡层沿着所述反射偏振器延伸并与所述反射偏振器接合并设置在所述反射偏振器与所述至少一个电磁源之间。
(11).根据(6)所述的传感器组件，还包括着色层，所述着色层被配置成使穿过所述着色层的可见光着色，所述着色层沿着所述反射偏振器延伸并与所述反射偏振器接合并设置在所述反射偏振器与所述至少一个电磁源之间。
(12).根据(11)所述的传感器组件，还包括背光，所述背光与所述至少一个电磁源相邻并且被配置成生成通过所述反射偏振器向外的光。
(13).根据(12)所述的传感器组件，其中，所述背光包括偏振背光。
(14).根据(13)所述的传感器组件，还包括背光偏振器层，所述背光偏振器层沿着着色层延伸并与所述着色层接合，所述背光偏振器层设置在所述着色层与所述至少一个电磁源之间，其中，所述背光被配置成生成通过所述背光偏振器层和所述着色层和所述反射偏振器向外的光。
(15).根据(6)所述的传感器组件，其中，所述反射偏振器包括基板，所述基板限定多个峰和沉积在所述多个峰上的多个平行金属线。
(16).根据(1)所述的传感器组件，其中，所述至少一个电磁源包括多个雷达发送天线，并且所述至少一个电磁接收器包括多个雷达接收天线，并且其中，所述电磁波是无线电波。
(17).根据(1)所述的传感器组件，其中，所述至少一个电磁源包括被配置成产生脉冲激光的红外激光光源，并且所述至少一个电磁接收器包括红外激光接收器；以及
其中，所述电磁波是脉冲激光。
(18).根据(1)所述的传感器组件，其中，所述滤波器盖包括在金属片面板中的传感器端口，所述传感器端口包括多个间隙，所述多个间隙彼此平行且间隔开并且对所述电磁波是透射的。
(19).根据(18)所述的传感器组件，其中，所述传感器端口包括在所述多个间隙中的每个间隙内的填充物并且对所述电磁波是透射的，并且其中，所述传感器端口被对所述电磁波透射并且具有与所述传感器端口相邻的所述金属片面板匹配的外观的涂料覆盖。
(20).根据(18)所述的传感器组件，其中，所述传感器端口设置在车辆的外部暴露表面、车辆的闭合件的内边缘或关闭面板或内部暴露表面之一上。

Claims (10)

1.一种用于检测物体(22)的传感器组件(10)，包括：
至少一个电磁源(26，27)，被配置成发射电磁波(24，25)；
至少一个电磁接收器(28，29)，被配置成接收从所述物体(22)反射之后并且与所述传感器组件(10)附近的所述物体(22)的检测对应的所述电磁波(24，25)；以及
滤波器盖(52，58，60)，被设置成邻近且覆盖所述至少一个电磁源(26，27)和所述至少一个电磁接收器(28，29)，所述滤波器盖(52，58，60)对所述电磁波(24，25)是透射的并且对可见光是反射的，从而隐藏所述至少一个电磁源(26，27)和所述至少一个电磁接收器。
2.根据权利要求1所述的传感器组件(10)，其中，所述滤波器盖(52，58，60)包括电介质镜(60)，所述电介质镜(60)被配置成反射所述可见光并透射所述电磁波(24，25)。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的传感器组件(10)，其中，所述至少一个电磁源(26，27)被配置成使所述电磁波(24，25)在第一方向上偏振；以及
其中，所述滤波器盖(52，58，60)包括反射偏振器(52)，所述反射偏振器(52)被配置成透射在所述第一方向上偏振的电磁波(24，25)并且拒绝在与所述第一方向不同的第二方向上偏振的电磁波(24，25)。
4.根据权利要求3所述的传感器组件(10)，还包括支承层(54)，所述支承层(54)对所述电磁波(24，25)是透射的并且沿所述反射偏振器(52)延伸并与所述反射偏振器(52)接合，所述支承层(54)设置在所述反射偏振器(52)与所述至少一个电磁源(26，27)之间。
5.根据权利要求1所述的传感器组件，其中，所述滤波器盖包括反射偏振器(52)，所述反射偏振器(52)被配置成透射在第一方向上偏振的电磁波(24，25)并且拒绝在与所述第一方向不同的第二方向上偏振的电磁波(24，25)，并且还被配置成将照射在所述反射偏振器(52)的外表面(51)上的光反射成具有与金属的反射光谱匹配的反射光谱的光(81)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的传感器组件(10)，还包括阻挡层(56)，所述阻挡层(56)被配置成阻挡所述可见光从其穿过，所述阻挡层(56)沿着所述反射偏振器(52)延伸并与所述反射偏振器(52)接合，且设置在所述反射偏振器(52)与所述至少一个电磁源(26，27)之间。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的传感器组件(10)，还包括着色层(70)，所述着色层(70)被配置成使穿过所述着色层(70)的可见光着色，所述着色层(70)沿着所述反射偏振器(52)延伸并与所述反射偏振器(52)接合，且设置在所述反射偏振器(52)与所述至少一个电磁源(26，27)之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器组件(10)，其中，所述至少一个电磁源(26，27)包括多个雷达发送天线(26)，并且所述至少一个电磁接收器(28，29)包括多个雷达接收天线(28)，以及其中，所述电磁波(24，25)是无线电波(24)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器组件(10)，其中，所述至少一个电磁源(26，27)包括被配置成产生脉冲激光(25)的红外激光光源(27)，并且所述至少一个电磁接收器(28，29)包括红外激光接收器(29)；以及
其中，所述电磁波(24，25)是脉冲激光(25)。
10.根据权利要求1所述的传感器组件(10)，其中，所述滤波器盖(52，58，60)包括在金属片面板(90)中的传感器端口(58)，所述传感器端口(58)包括多个间隙(98)，所述多个间隙(98)彼此平行且间隔开并且对所述电磁波(24，25)是透射的。
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