JP6030577B2 - レーダー透過性を有するコーティング - Google Patents

Description

本発明は、被覆部の後ろ側に配置されるレーダー機器であって、被覆部の少なくとも部分がレーダー機器のビーム経路中にあるレーダー機器に関する。レーダー機器とは、例えばレーダービーム源、レーダービーム用のセンサーまたはこの２つの組み合わせを意味しうる。

レーダー機器は、例えば自動車中で測距のために用いられる。しばしば、この種の機器は、自動車のフロントグリルの後ろ側に配置されている。外側からは、これらのレーダー機器は見えるべきではなく、したがって被覆部の後ろ側に配置されねばならない。この応用に関連するレーダービームは、好ましくは７６〜７７ＧＨｚの周波数範囲にある。被覆部は、一方では、この周波数範囲のレーダービームをほぼ透過すべきであるが、他方では外側からは所望の見た目の印象を与えるべきである。とりわけ、しばしばメタリックな外観が望まれている。

ドイツ特許ＤＥ １９８ ４４ ０２１号中では、レーダー機器のビーム経路内におかれたプラスチック製の被覆部であって、外側から見ることができる金属製の部分領域を有する被覆部が開示されている。この場合、この金属製の部分領域は、極めて薄い（例えば約４０ｎｍの厚さ）蒸着された金属層から形成される。この層は、この文献の記載によれば、ここで実施された隣接するクロム装飾条片に見た目では一致している。

このドイツ特許ＤＥ １９８ ４４ ０２１号中に開示された配置では、確かに見た目ではメタリックな印象を達成することができる。しかし、この層のメタリックな特性がゆえに、層厚さが薄いにもかかわらず、無視できない割合のレーダービームが相変わらず吸収され、信号としてはもはや利用可能ではない。さらに、金属層を使用することにより、実質的に見た目の印象を調整することができない。すなわち、見た目の印象を変化させることができない、または非常にわずかにしか変化させることができない。

したがって、本発明の課題は、従来技術の上述の問題を克服する、または少なくとも軽減することである。

本発明によれば、この課題は、レーダー透過性を有する材料（例えば、プラスチック）から形成された被覆部が、少なくとも１つの半導体材料を含む好ましくは厚さが１０ｎｍ〜１００ｎｍである薄い層（以下、半導体層とも称する）でコーティングされることにより解決される。この場合に、コーティング材料としては特にシリコンが適している。このコーティングは物理的気相成長法（ＰＶＤ）を用いて行いうる。密度、およびこれに伴って所望の複数の層は、マグネトロンスパッタリングを用いて達成しうる。しかし化学気相成長法（ＣＶＤ）を用いることも可能である。

本明細書の枠内では、半導体層と、少なくとも１つの半導体を含む層とは、同等のものを示す。

レーダー透過性体と半導体材料を含む層とを備えた本発明の構成部品を示す 図である。 レーダー透過性体と、半導体を含む層と、この層と基板との間にあるポリマ ー層と、この層の上にあるポリマー層とを備えた構成部品を示す図である。 レーダー透過性体を備えた本発明の構成部品を示す図である。 レーダー透過性を測定する機構を示す図である。

本明細書の枠内では、レーダービームが２度構成部品を通過した際に、センサーにおいて、構成部品を通過しない場合にセンサーに到達する強度Ｉ_０に対して相対的に、少なくとも０．１％の強度Ｉが到達する場合に、ある構成部品が、レーダー透過性を有する構成部品に該当する。好ましくは少なくとも１％が到達し（Ｉ／Ｉ_０≧１％）、特に好ましくは５％以上が到達する。図４に、レーダー源４０３と、反射体４０５と、レーダーセンサー４０７と、計測されるべき構成部品４０９とを備えた計測構造を概略図示する。ビーム経路は、矢印で示唆する。強度Ｉ_０の参照計測は、構成部品４０５なしで行われる。強度Ｉの透過計測は、構成部品４０５を用いて行われる。

ここで、実施例と図面とに基づいて、本発明をより詳細に説明する。
図１は、レーダー透過性体１０３と半導体材料を含む層１０５とを備えた本発明の構成部品１００を示す図である。

図２は、レーダー透過性体３（例えばプラスチック体）と、半導体を含む層５と、この層５と基板との間にあるポリマー層７と、この層５の上にあるポリマー層９とを備えた構成部品１を示す。

図３は、レーダー透過性体２０３を備えた本発明の構成部品２０１を示し、半導体材料を含む層２０５は、ポリマー層２０９と交互層系２０７との間に埋め込まれている。この交互層系は干渉層系として形成されている。当業者は、市場で入手可能な薄膜設計プログラム（例えば、オプティレイヤー（ＯｐｔｉＬａｙｅｒ））を用いて、所望の光学機能を達成することができる。とりわけ、半導体層を所望の位置に位置づけ、または、複数の薄膜層中に分布させることもできる。

本発明の第１実施形態によれば、３５ｎｍの厚さのある（すなわち、１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さ範囲中にある）シリコン層を、半導体層として、黒色のプラスチック基板上に載置する。場合によっては表面構造を平滑化するために、プラスチック表面上に、まず下塗り（ＵＶアクリルラッカー）を塗布する。マグネトロンスパッタリングを用いてＳｉ層を塗布した後に、本実施例では、この薄いＳｉ層を追加的に保護するために被覆層（ＵＶアクリルラッカー）を塗布する。青メタリックから黄メタリック色にほのかに光る表面が結果として得られる。本発明によりコーティングされた基板の７６〜７７ＧＨｚにおけるレーダー透過性は、比較可能なコーティングしていない基板のレーダー透過性に比べて実質的に小さくはない。

第１実施形態に対応する概略図を、図２中に示す。
本発明の第２実施形態では、半導体層を層系として、好ましくは干渉層系として実施している。これは、例えば、半導体（例えばＳｉ）と誘電体（例えばＳｉＯ_２）とを備えた交互層系として構成することができる。Ｓｉ層の全厚は、この場合も１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であるべきである。電磁線スペクトルの可視領域で所望の透過特性および反射特性を得るために、今日では当業者に光学薄膜用の高性能の最適化プログラムが利用可能である。したがって、これに関する詳細に関しては、ここでは記載しない。

本発明の第３実施形態によれば、コーティング用の半導体層としてゲルマニウムを用いる。このコーティングも、厚さ１０ｎｍ〜１００ｎｍの個別の薄い単独層として実施することも可能であるし、あるいは１つまたは複数の誘電体（例えばＳｉＯ_２）を備えた交互層系として実施することも可能である。とりわけ所望の効果を達成するために、ＧｅをＳｉと組み合わせることもできる。

本明細書の範囲内では、レーダー透過性体、好ましくはプラスチック体を含むレーダー透過性を有する構成部品であって、表面の少なくとも部分が、厚さが１０ｎｍ〜１００ｎｍである少なくとも１つの半導体を含む層を有する構成部品を開示する。

少なくとも１つの半導体を含むこの層は、シリコンを含むことができ、好ましくは主要構成成分としてシリコンを含むことができ、特に好ましくは実質的にシリコンからなることができる。

この少なくとも１つの半導体を含む層は、少なくとも１つのさらなる層を含む層系の構成要素でありえ、この層系は好ましくは干渉層系である。

この少なくとも１つのさらなる層は、ＳｉＯ_２でありえる。
この層系は、交互層系でありえる。

プラスチック体と、上述の少なくとも１つの半導体を含む層との間に、中間層を設けることができ、この中間層は、好ましくはＵＶ硬化ラッカーからなるポリマー層を含む。

レーダー透過性を有する構成部品には、周囲環境に対して隔離を行う層として、好ましくはＵＶ硬化ラッカーからなるポリマー層が設けられうる。

レーダー透過性を有する構成部品は被覆部の１部分でありえ、この被覆部は好ましくは自動車の被覆部である。

レーダー機器を備えた自動車が開示されており、このレーダー機器のビーム経路中に、上述の可能性を有するレーダー透過性を有する構成部品が設けられていて、この構成部品が、好ましくは被覆部の少なくとも１部分である。

レーダー透過性を有する構成部品を製造する方法が開示されており、この方法は、以下の工程、すなわち
・プラスチック体を準備する工程と、
・このプラスチック体を、真空プロセスを用いて、半導体材料を含む１０ｎｍ〜１００ｎｍの層厚の層でコーティングする工程と
を含む。

この真空プロセスはＰＶＤおよび／またはＣＶＤプロセスである。

Claims (9)

1. レーダー透過性体またはプラスチック体を含むレーダー透過性を有する構成部品において、表面の少なくとも部分が、厚さが１０ｎｍ〜１００ｎｍである、少なくとも１つの半導体材料を含む層を有し、前記レーダー透過性体または前記プラスチック体と前記少なくとも１つの半導体材料を含む層との間に、前記レーダー透過性体または前記プラスチック体表面構造を平滑化するための中間層が設けられ、前記中間層は、ＵＶ硬化ラッカーからなるポリマー層を含み、周囲環境に対して隔離を行う層として、ＵＶ硬化ラッカーからなるポリマー層が設けられていることを特徴とするレーダー透過性を有する構成部品。
2. 前記少なくとも１つの半導体材料を含む層は、シリコンを含むか、主要構成成分としてシリコンを含むか、実質的にシリコンからなることを特徴とする請求項１に記載のレーダー透過性を有する構成部品。
3. 前記少なくとも１つの半導体材料を含む層は、少なくとも１つのさらなる層を含む層系の構成要素であり、前記層系は干渉層系であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーダー透過性を有する構成部品。
4. 前記少なくとも１つのさらなる層は、ＳｉＯ_２であることを特徴とする請求項３に記載のレーダー透過性を有する構成部品。
5. 前記層系は、交互層系であることを特徴とする請求項３または４のいずれか１項に記載のレーダー透過性を有する構成部品。
6. 上記請求項のいずれか１項に記載のレーダー透過性を有する構成部品を備えた被覆部であって、自動車の被覆部である被覆部。
7. レーダー機器を備えた自動車において、前記レーダー機器のビーム経路中に、請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーダー透過性を有する構成部品が設けられていて、前記構成部品が被覆部の少なくとも１部分であることを特徴とする自動車。
8. レーダー透過性を有する構成部品を製造する方法であって、以下の工程、すなわち
   ・レーダー透過性体、またはプラスチック体を準備する工程と、
   ・前記レーダー透過性体または前記プラスチック体上に、前記レーダー透過性体または前記プラスチック体の表面構造を平滑化するための中間層を設ける工程とを含み、前記中間層は、ＵＶ硬化ラッカーからなるポリマー層を含み、前記方法はさらに、
   ・前記中間層を、半導体材料を含む１０ｎｍ〜１００ｎｍの層厚の層でコーティングする工程であって、前記コーティング工程を真空プロセスで行う工程とを含み、
   前記レーダー透過性を有する構成部品は、周囲環境に対して隔離を行う層として、ＵＶ硬化ラッカーからなるポリマー層が設けられることを特徴とする、方法。
9. 前記真空プロセスはＰＶＤおよび／またはＣＶＤプロセスであることを特徴とする請求項８に記載の方法。

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