JP2020534516A - 車両のための検出システム及びガラス材料 - Google Patents
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Abstract
車両は、該車両の車体と車体に結合された検出システムとを備える。検出システムは光学構成要素及びガラス材料を備え、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の波長の光に対して少なくとも部分的に透明である。また、前記ガラス材料は、前記検出システムが車両の特に低く、破片による損傷のより高いリスクがありうる位置に配置されるのを許す機械的及び性能特性を有する。
Description
本出願は、２０１７年９月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／５５８０４１号の優先権の利益を主張するものであり、その内容全体を下記に完全に明記されているかのように本明細書に援用する。
本開示は概ね車両のための検出システム及びガラス材料に関する。
車両、例えば自律又は半自律車両は、制御システムの一部として又は他のやり方で車両が周囲環境と相互作用するのを助けるために検出システムに依存することがある。幾つかの例では、検出システムは光学に基づき、例えばレーザー光又は他の光検出器を利用してもよい。このようなシステムは丈夫なプラスチックカバーで保護され、検出システムを破片、例えば遊離した小石、植物などの進路から離して配置するために車両の上部上又は近くに配置される傾向がある。
出願人は、プラスチックカバーは日焼けで損傷及び／又は傷が付きかなり塞がれやすい場合があり、検出システムにより通信され及び／又は受信される光学信号を歪ませることに気付いた。出願人は、ガラスがより良いカバー材料として働きそのような問題の少なくとも幾つかを克服するかもしないと考えているが、出願人は、従来のガラスカバー材料は破片からの衝撃により亀裂ができやすいかもしないと考えている。これらの課題の幾つか又は全てを克服する必要がある。
車両、例えば自律又は半自律自動車のための検出システムは、その検出システムの内部構成要素を保護するガラス材料を備える。その内部構成要素は光学部品を含み、そのガラス材料は前記構成要素への光及び／又はからの光の通過を可能にする。前記ガラス材料は特に強く、傷が付きにくく、耐食性で、耐衝撃性で、構成要素の光学部品が動作する波長（例えば、赤外）において透明である。破片及びそれによる損傷のより高いリスクがある位置におけるガラス材料の使用は、当業者には特に驚きであるかもしれないが、このガラス材料の機械的特性のために、検出システムは車両の底面又はその近くに配置されてよく、下に敷かれた表面のより信頼性のある検知を可能にする。
追加の特徴と利点は以下の詳細な説明において記述され、その説明から当業者にとって容易に明白となるか、又は記述された説明、請求項、及び添付図面に記載したように実施形態を実施することにより認識されるであろう。本開示の更に他の態様はそのような物品を製造する方法に関する。前述の概略の説明と以下の詳細な説明の両方は単に例示であり、請求項の本質及び特徴の理解に概要又は枠組みを提供するよう意図されていることは理解されるべきである。
添付図は更なる理解を提供するために含められ、本明細書に包含され一部をなす。図面は１つ以上の実施形態を例示し、詳細な説明と共に様々な実施形態の原理と動作を説明する働きをする。従って、本開示は添付図と併せて以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。
代表的な実施形態に係る検出システムを有する車両の側面図である。
図１の検出システムの断面の概念図である。
代表的な実施形態に係る図２の検出システムのガラス材料の断面の概念図である。
代表的な実施形態を詳細に例示する以下の詳細説明及び図に目を向ける前に、本発明技術は詳細説明に明らかにされる又は図に例示される詳細又は方法に限定されないことは理解されるべきである。例えば、当業者は理解するであろうように、図の１つに示された又は実施形態の１つに関する記載に説明された実施形態に関連する特徴及び特性は、別の図に示された又はその記載の他の箇所で説明された他の実施形態にも多分当てはまる。
図１を参照すると、車両１１０（例えば、自動車、トラック、ボート、飛行機、トレーラー）は、車両の外形を画定する外面を備える車体１１２（例えば、ハウジング、船体）を有する。車体１１２は、被膜、塗料などが付いた金属、例えばアルミニウム又は鋼、又はそれらの合金でできていてもよく、車体１１２は、構造フレームにより支持され、自動推進の車両（例えば、自動車、トラック、バン、トラクター又はセミトレーラー）におけるように、車両１１０の車台を覆ってよい。代表的な実施形態によれば、車両は、車両１１０の車体１１２に結合された（例えば、固定された、物理的で直接又は間接的にフレームを介するなどして取り付けられた、堅く取り付けられた）検出システム１１４を更に備える。
図２を参照すると、幾つかの実施形態では、検出システム１１４は光学構成要素、例えば反射器１１６、ビームスプリッター１１８、及び光学センサー１２０を備える。代表的な実施形態によれば、検出システム１１４は、例えば光学構成要素を囲う又はに隣接する壁又は窓を形成することで、少なくとも部分的に光学構成要素を収容するガラス材料１２２を更に備える。動作時、光はガラス材料１２２を通過して検出システム１１４の光学構成要素に達し及び／又は光学構成要素からガラス材料１２２を通過してよい。幾つかのそのような実施形態では、検出システム１１４はいわゆる光検出測距システムなどの光学測量システムである。
図３を参照すると、ガラス材料１２２は、光学構成要素の波長の光に対して少なくとも部分的に透明である。また、ガラス材料１２２は検出システム１１４の性能を向上させる材料の層により隣接又は被覆されてもよい。幾つかの実施形態では、ガラス材料１２２は反射防止被膜１２４、１２６で被覆され、例えば検出システム１１４により受光される光の受け入れ角度を増加させる。反射防止被膜１２４は、検出システム１１４の光学構成要素に面する内面上に配置され、及び／又は反射防止被膜１２６は、光学構成要素から外方に面するガラス材料１２２の外面上に配置されてよい。
幾つかの実施形態では、ガラス材料１２２は、図３に示すように複数の層で被覆されてもよい。例えば、保護被膜１２８（例えば、傷防止、防食、耐紫外線）が、ガラス材料１２２を覆う反射防止被膜１２６を覆う。代表的な実施形態によれば、光学構成要素は波長λの光（例えば、図２の破線矢印）を受光し検知し、被膜の１つ以上及び／又はガラス材料は、その波長の光の透過を許すことで相互作用を可能にする。例えば、１０ｎｍと１ｃｍの間の１つ以上の波長で少なくとも３０％透過、少なくとも４０％、又は３００ｎｍと１０００ｎｍの間の１つ以上の波長で少なくとも５０％などである。幾つかの実施形態では、波長λは９０５ｎｍ、１５５０ｎｍ、又は約９０５ｎｍ、１５５０ｎｍ、又は他の波長である。幾つかの実施形態では、被膜は紫外線及び／又は可視光（例えば、約７３０ｎｍ未満の波長）を阻止する。
代表的な実施形態によれば、車両の車体１１２は高さＨ１を有する。この高さは、車両が運転可能な向きにある時、つまり車両が運転されるよう意図されている場合、例えば車輪が自動車用の地面上にあり、裏返されても立てて積み上げられてもいない時に、車両１１０の構造（例えば、屋根、上部）と下に敷かれた平面（例えば、道路）の間の最大垂直距離として定義される。
代表的な実施形態によれば、ガラス材料１２２はケイ酸塩、例えばアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含む（例えば、である、主として…である、少なくとも８０重量％である）。幾つかのそのような実施形態では、ガラス材料は非結晶質ガラスである。ガラス材料は、例えばイオン交換、焼き戻し、及び／又はガラス板をサンドイッチ状に積層し冷却してガラスの内層は引っ張られ外層は圧縮されることで強化されてもよい。代表的な実施形態によれば、ガラス材料１２２は、圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面（図３の陰影を参照）を有し、引張り応力領域はガラス材料の厚みＴの中央に位置する。幾つかのそのような実施形態では、ガラス材料１２２は１つの繋がった板であるが、ガラス材料１２２の組成は、例えばガラス材料１２２の表面近くのあるイオン（例えば、カリウム、リチウム、ナトリウム）の増加により、厚みＴの中への深さの関数であり、例えば、厚みＴの中央は、中央に隣接する両側の領域を物理的に分けそれらの領域の組成と異なる組成を有する。他の実施形態では、ガラス材料は、例えば靱性を増加させるように中に結晶が形成されたガラスセラミックである。ガラスセラミックは、例えば、上記処置の１つ以上により強化されてもよい。
幾つかの実施形態では、ガラス材料は厚みＴの板（例えば、湾曲した板、平らな板）である。代表的な実施形態によれば、ガラス材料１２２は厚い、例えば、厚みＴは少なくとも１ｍｍであり、そのため焼き戻し及び／又はイオン交換が、特に大きい圧縮応力及び／又は圧縮応力の層深さをガラス材料１２２に提供するために使用されてよい。幾つかの実施形態では、厚みＴは１ｃｍ以下、例えば、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下であり、そのためガラス材料は光学構成要素にとって透明であり、比較的軽量である。
驚くことに、ガラス材料の機械的特性は、検出システム１１４のガラス材料１２２は高さＨ２（図１）に配置されるような特性である。この高さは、車両が運転可能な向きにある時に、ガラス材料１２２と下に敷かれた平面の間の最低又は最小垂直距離として定義され、高さＨ２は高さＨ１の７０％未満であり、例えば、検出システム１１４は車両の屋根又は上部より下にある。幾つかのそのような実施形態では、高さＨ２は高さＨ１の５０％未満であり、検出システムのガラス材料にとって道路又は他の下に敷かれた表面に驚くほど近い。
図１を再び参照すると、幾つかの実施形態では、車両は自動車、例えば車、バン、トラック、トレーラーであり、車両の車体はバンパー１３０、例えば鋼又は他の頑丈な材料でできていて衝突の衝撃を吸収するフロントバンパー及び／又はリアバンパーを含む。従って、バンパーは特に強く、破片などからの衝撃に対処するように作られている。代表的な実施形態によれば、検出システム１１４のガラス材料１２２が車体にバンパー１３０から１ｍ以内に、例えば５０ｃｍ以内、１０ｃｍ以内、又は隣接して結合されるほどガラス材料１２２は強くて頑丈である。幾つかの実施形態では、検出システム１１４のガラス材料１２２の少なくとも一部はバンパー１３０下方へ垂直に延びている。
様々な代表的な実施形態に示された方法及び製品の構造及構成は例示のためだけである。本開示において少数の実施形態だけを詳細に説明したが、多くの部分変更（例えば、サイズ、寸法、構造、形状、及び様々な要素の比率、パラメータ値、取り付け方法、材料の使用法、色、向きなどの変更）が本明細書に記載された主題の新規な教示と利点から実質的に逸脱することなく可能である。一体形成されたとして示された幾つかの要素は複数の部分又は要素から構成されてもよく、要素の姿勢は逆にされても又は他のやり方で変更されてもよく、個別の要素又は位置の性質又は数は変更されてもよい。いずれのプロセス、論理アルゴリズム、又は方法ステップの順序又は順番も、実施形態に応じて変更又は並べ直されてもよい。本発明技術の範囲から逸脱することなく、他の置き換え、部分変更、変更、及び省略も様々な代表的な実施形態の設計、動作条件、及び構成に行われてもよい。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
車両であって、
該車両が運転可能な向きにある時に、該車両の構造と下に敷かれた平面の間の最大垂直距離として定義される高さＨ１を有する該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記検出システムのガラス材料は、該車両が運転可能な向きにある時に前記ガラス材料と前記下に敷かれた平面の間の最小垂直距離として定義される高さＨ２に配置され、高さＨ２は高さＨ１の７０％未満である、車両。
車両であって、
該車両が運転可能な向きにある時に、該車両の構造と下に敷かれた平面の間の最大垂直距離として定義される高さＨ１を有する該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記検出システムのガラス材料は、該車両が運転可能な向きにある時に前記ガラス材料と前記下に敷かれた平面の間の最小垂直距離として定義される高さＨ２に配置され、高さＨ２は高さＨ１の７０％未満である、車両。
実施形態２
高さＨ２は高さＨ１の５０％未満である、実施形態１記載の車両。
高さＨ２は高さＨ１の５０％未満である、実施形態１記載の車両。
実施形態３
前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、実施形態２記載の車両。
前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、実施形態２記載の車両。
実施形態４
前記ガラス材料の厚みＴは１ｃｍ未満である、実施形態３記載の車両。
前記ガラス材料の厚みＴは１ｃｍ未満である、実施形態３記載の車両。
実施形態５
前記ガラス材料は、圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面を有し、前記引張り応力領域は前記ガラス材料の前記厚みＴの中央に位置する、実施形態４記載の車両。
前記ガラス材料は、圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面を有し、前記引張り応力領域は前記ガラス材料の前記厚みＴの中央に位置する、実施形態４記載の車両。
実施形態６
前記厚みＴは少なくとも１ｍｍである、実施形態５記載の車両。
前記厚みＴは少なくとも１ｍｍである、実施形態５記載の車両。
実施形態７
車両であって、
該車両は自動車であり、バンパーを備える該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記検出システムのガラス材料は、前記車体に前記バンパーから１ｍ以内に結合されている、車両。
車両であって、
該車両は自動車であり、バンパーを備える該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記検出システムのガラス材料は、前記車体に前記バンパーから１ｍ以内に結合されている、車両。
実施形態８
前記検出システムの前記ガラス材料の少なくとも一部は前記バンパー下方へ垂直に延びている、実施形態７記載の車両。
前記検出システムの前記ガラス材料の少なくとも一部は前記バンパー下方へ垂直に延びている、実施形態７記載の車両。
実施形態９
前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、実施形態８記載の車両。
前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、実施形態８記載の車両。
実施形態１０
前記ガラス材料の厚みＴは１ｃｍ未満である、実施形態９記載の車両。
前記ガラス材料の厚みＴは１ｃｍ未満である、実施形態９記載の車両。
実施形態１１
前記ガラス材料は 圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面を有し、前記引張り応力領域は前記ガラス材料の前記厚みＴの中央に位置する、実施形態１０記載の車両。
前記ガラス材料は 圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面を有し、前記引張り応力領域は前記ガラス材料の前記厚みＴの中央に位置する、実施形態１０記載の車両。
実施形態１２
前記厚みＴは少なくとも１ｍｍである、実施形態１１記載の車両。
前記厚みＴは少なくとも１ｍｍである、実施形態１１記載の車両。
実施形態１３
前記ガラス材料は板を形成する、実施形態１２記載の車両。
前記ガラス材料は板を形成する、実施形態１２記載の車両。
実施形態１４
車両であって、
ハウジングを画定し外面を有する該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記ガラス材料は、圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面を有し、前記引張り応力領域は前記ガラス材料の厚みＴの中央に位置し、
前記検出システムは前記外面に結合され、前記ガラス材料は少なくとも部分的に前記車体から外方に面する、車両。
車両であって、
ハウジングを画定し外面を有する該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記ガラス材料は、圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面を有し、前記引張り応力領域は前記ガラス材料の厚みＴの中央に位置し、
前記検出システムは前記外面に結合され、前記ガラス材料は少なくとも部分的に前記車体から外方に面する、車両。
実施形態１５
前記ガラス材料は１つの繋がった板であるが、前記ガラス材料の組成は前記厚みＴの中への深さの関数である、実施形態１４記載の車両。
前記ガラス材料は１つの繋がった板であるが、前記ガラス材料の組成は前記厚みＴの中への深さの関数である、実施形態１４記載の車両。
実施形態１６
前記厚みＴの中央は、前記中央に隣接する両側の領域を物理的に分けそれらの領域の組成と異なる組成を有する、実施形態１５記載の車両。
前記厚みＴの中央は、前記中央に隣接する両側の領域を物理的に分けそれらの領域の組成と異なる組成を有する、実施形態１５記載の車両。
実施形態１７
前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、実施形態１６記載の車両。
前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、実施形態１６記載の車両。
実施形態１８
前記厚みＴは１ｃｍ未満である、実施形態１７記載の車両。
前記厚みＴは１ｃｍ未満である、実施形態１７記載の車両。
実施形態１９
前記厚みＴは少なくとも１ｍｍである、実施形態１８記載の車両。
前記厚みＴは少なくとも１ｍｍである、実施形態１８記載の車両。
実施形態２０
前記厚みＴは５ｍｍ未満である、実施形態１９記載の車両。
前記厚みＴは５ｍｍ未満である、実施形態１９記載の車両。
１１０ 車両
１１２ 車体
１１４ 検出システム
１１６ 反射器
１１８ ビームスプリッター
１２０ 光学センサー
１２２ ガラス材料
１２４、１２６ 反射防止被膜
１２８ 保護被膜
１３０ バンパー
１１２ 車体
１１４ 検出システム
１１６ 反射器
１１８ ビームスプリッター
１２０ 光学センサー
１２２ ガラス材料
１２４、１２６ 反射防止被膜
１２８ 保護被膜
１３０ バンパー
Claims (10)
- 車両であって、
該車両が運転可能な向きにある時に、該車両の構造と下に敷かれた平面の間の最大垂直距離として定義される高さＨ１を有する該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記検出システムのガラス材料は、該車両が運転可能な向きにある時に前記ガラス材料と前記下に敷かれた平面の間の最小垂直距離として定義される高さＨ２に配置され、高さＨ２は高さＨ１の７０％未満である、車両。 - 高さＨ２は高さＨ１の５０％未満である、請求項１記載の車両。
- 前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、請求項２記載の車両。
- 前記ガラス材料の厚みＴは１ｃｍ未満である、請求項３記載の車両。
- 前記ガラス材料は、圧縮応力領域が引張り応力領域を挟むような強度断面を有し、前記引張り応力領域は前記ガラス材料の前記厚みＴの中央に位置する、請求項４記載の車両。
- 前記厚みＴは少なくとも１ｍｍである、請求項５記載の車両。
- 車両であって、
該車両は自動車であり、バンパーを備える該車両の車体と、
該車両の前記車体に結合され光学構成要素及びガラス材料を備える検出システムであって、前記ガラス材料は前記光学構成要素を少なくとも部分的に収容し、前記光学構成要素はある波長の光を検知し、前記ガラス材料は前記光学構成要素の前記波長の光に対して少なくとも部分的に透明であり、前記ガラス材料は中に結晶が形成されたガラスセラミックである、検出システムと
を備え、
前記検出システムのガラス材料は、前記車体に前記バンパーから１ｍ以内に結合されている、車両。 - 前記検出システムの前記ガラス材料の少なくとも一部は前記バンパー下方へ垂直に延びている、請求項７記載の車両。
- 前記ガラス材料はイオン交換、焼き戻し、及び／又は積層により強化されている、請求項８記載の車両。
- 前記ガラス材料の厚みＴは１ｃｍ未満である、請求項９記載の車両。
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| US201762558041P | 2017-09-13 | 2017-09-13 | |
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