KR102432423B1 - 차량용 센서 시스템을 위한 투과성 전면 히터 - Google Patents

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Abstract

차량 센서용 히터는 감지 에너지를 통과시키고, 이에 의해 피감지 에너지의 경로 내의 감지 영역 바로 위에 히터를 배치할 수 있게 하도록 구성된다. 이러한 식으로, 결빙의 방지 및 제빙 속도를 향상시키기 위해 필요한 최소화하는 감지 영역의 직접 가열이 제공된다.

Description

차량용 센서 시스템을 위한 투과성 전면 히터{TRANSMISSIVE FRONT-FACE HEATER FOR VEHICLE SENSOR SYSTEM}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2014년 11월 3일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 62/074,211호의 이익을 주장하며, 그 출원의 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 원용한다.
본 발명은 일반적으로는 차량용 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 진보된 차량용 감지 시스템에 관한 것이다.
차량 부근의 보행자, 다른 차량 및 장애물을 감지하는 센서들이 차량과 다른 물체 간의 거리를 조정하도록 차량의 액셀러레이터 및 제동 시스템을 제어할 수 있는 진보된 시스템에 이용하도록 개발되고 있다. 궁극적으로, 그러한 시스템들은 또한 자가 안내 또는 자율 주행 차량을 제공하는 데에도 이용될 수 있다.
레이더, LIDAR, 적외선 비디오, 가시광 비디오 및 초음파를 비롯한 그러한 형태의 센서는 현실 세계의 주행 조건에서 겪을 수 있는 물질인 얼음, 진눈깨비 또는 눈의 덮임에 의해 악영향을 받을 수 있다. 센서 앞에 실드 또는 기타 물질을 배치하는 것은 또한 센서의 작동을 간섭할 수 있다. 특히, 레이더 센서와 관련하여, 레이더 센서 위에 놓이는 전기 히터 요소 등의 임의의 전도성 금속은 라디오파의 전파를 차단할 수 있다.
본 발명은 진눈깨비, 얼음 또는 눈의 축적을 제한 또는 제거하도록 차량용 감지 시스템 위에 배치될 수 있는 전면 히터를 제공한다. 그 히터는 광, 음향 및 마이크로웨이브 무선 주파수 에너지에 대해 투과성을 갖도록 구성될 수 있는 폴리머 PTC(positive temperature coefficient: 정온도 계수) 재료를 이용한다. PTC 재료와 연통하는 전도성 히터 전극의 사이즈 및 형상을 적절히 설정함으로써, 센서로부터의 감지 에너지(sensing energy)에 대한 간섭이 그 히터가 피감지 에너지(sensed energy)를 방해하고 있더라도 최소화될 수 있다.
구체적으로, 본 발명은, 윈도우 영역을 통해 피감지 에너지를 수신하는 센서를 구비하고, 이 센서 위에 히터가 배치되어 있고, 이 히터는 윈도우 영역 내에 배치되고 금속성 전도체와 연통하는 저항 필름으로 이루어지며, 그 금속성 전도체는 저항 필름에서 전류를 인가하도록 된, 차량용 감시 시스템을 제공한다. 저항 필름과 금속성 전도체는 히터의 윈도우 영역 내에서 피감지 에너지에 대해 실질적으로 투명하도록 구성된다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은, 피감지 에너지의 경로에 축적되는 얼음, 진눈깨비 및 눈을 보다 신속하게 완전히 녹이도록 피감지 에너지의 경로에 장착될 수 있는 자동차용 에너지 투과성 히터를 제공하는 것이다. 에너지 경로에 히터를 배치함으로써, 추가적인 에너지 및 증가된 지연을 필요로 할 수 있는 윈도우 영역의 간접 가열을 피할 수 있다.
금속성 전도체는 상호 맞물린 패턴(interdigitated pattern)으로 윈도우 영역 내의 저항 필름에 부착될 수 있다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은, 실질적으로 균일한 전류 흐름을 제공하고 이에 따라 열점(hot spot), 냉점(cold spot)을 제거하고, 에너지 효율을 최대화하도록 히터로 가열하는 것이다.
저항 필름은 정온도 계수 재료일 수 있다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은 온도 측정 요소를 필요로 하지 않고 대체로 자체적으로 조정될 수 있고 자동 온도 조절이 가능한 히터를 제공하는 것이다.
피감지 에너지는 마이크로웨이브 복사선일 수 있으며, 금속성 전도체는 그 마이크로웨이브 복사선의 흡수를 방지하도록 튜닝된 치수를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은, 마이크로웨이브 신호를 저하시키는 일 없이 윈도우 배치식 히터의 이점을 제공하는 것이다.
금속성 전도체는 2㎜ 미만의 수직방향 폭과 0.05㎜ 미만의 두께를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은, 마이크웨이브 에너지를 흡수할 수 있는 마이크로웨이브 비임의 경로에서의 금속성 영역을 최소화할 필요성과 전류 분배에 대한 필요성을 균형을 이루게 하는 것이다.
차량 센서는 미리 정해진 배향으로 차량에 차량 센서를 장착하도록 장착 지점을 포함할 수 있고, 금속성 전도체는 차량 센서가 차량에 장착될 때에 윈도우 영역을 가로질러 수평으로 연장할 수 있다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은 마이크로웨이브 감지 시스템의 보다 중요한 측정 축선을 저하시킬 수 있는 수평 평면에서의 회절 효과를 최소화하는 것이다.
히터는 적어도 10와트의 열을 제공한다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은, 신속한 제빙(deicing)을 위한 충분한 가열 능력을 제공하는 것이다.
하나의 대안적인 실시예에서, 피감지 에너지는 광일 수 있으며, 센서는 히터 요소를 지지하는 광학적으로 투명한 기판을 포함할 수 있으며, 히터 요소는 실질적으로 불투명하고 광의 투과를 위해 개구(aperture)의 세트를 포함한다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은 마이크로웨이브 감지는 물론 광학적 감지와도 잘 작동할 수 있는 저항형 히터를 제공하는 것이다.
센서는 광 센서와, 이 광 센서 상에 광을 집속시키는 렌즈를 포함하는 카메라일 수 있고, 히터 요소는 렌즈의 초점 거리에 배치된다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은, 촬영형 광 센서의 촬영에 대한 간섭을 최소화하는 것이다. 불투명 히터 요소를 초점면 밖에 배치함으로써, 그 히터 요소는 이미지 왜곡(image artifact)을 생성하는 일 없이 초점 밖에 유지될 수 있다.
피감지 광은 적외선 광일 수 있고, 감지 시스템은 히터에 대한 전류의 인가와 센서를 이용하는 에너지의 감지를 교대로 시행하는 제어기를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은 히터와 적외선 센서의 공존을 가능하게 하는 것이다.
대안적으로, 피감지 에너지는 초음파 에너지일 수 있으며, 센서는 음향적으로 투명한 윈도우 재료를 통해 초음파 에너지를 전송하는 초음파 트랜스듀서일 수 있으며, 저항 재료와 금속성 전도체는 윈도우 재료에 바로 접착된다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 특징은, 상이한 음향 전파 특성을 갖는 재료들 사이에서의 천이를 감소시킴으로써 초음파 에너지의 차단을 최소화하는 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 후속하는 상세한 설명, 청구 범위 및 도면을 검토할 시에 당업자에게 명백할 것이며, 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 가리키는 데에 이용된다.
도 1은 각종 다양한 장애물 센서를 갖는 차량의 사시도이며,
도 2는 센서 및 이 센서의 전면 위에 본 발명에서 적용될 수 있는 전면 히터의 분해 블록도이며,
도 3은 폴리머 재료의 박막 시트와 전도성 전극의 오버레이를 이용한 전면 히터의 구조를 나타내는 도 2 라인 3-3을 따라 취한 단면도이며,
도 4는 감지 에너지의 투과를 초진시키는 것에 대해 중요한 치수를 나타내는 도 2 및 도 3의 히터의 배면도이며,
도 5는 카메라 렌즈의 초점면 내에 히터를 배치하는 것을 나타내는 본 발명에 이용될 때의 광학 감지 시스템의 측면도이며,
도 6은 광 에너지의 통로를 제공하기 위한 히터 요소의 대안적인 구조를 나타내는 도 4와 유사한 도면이며,
도 7은 본 발명에 이용되는 초음파 감지 시스템을 나타내는 도 5와 유사한 도면이며,
도 8은 히터 요소의 배치를 나타내는 도 7과 유사한 도면이다.
본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기에 앞서서, 본 발명이 그 적용에 있어서 이하의 설명에 기재되거나 첨부 도면들에 도시된 구성 요소들의 상세 구조 및 구성에 제한되지 않는다는 점을 이해해야 할 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현될 수 있고 다양한 방식으로 실현되거나 실행될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 이용되는 어법 및 용어들은 설명을 위한 것이지 제한적인 것으로 간주되어서는 안 될 것이라는 점을 이해해야 할 것이다. 본 명세서에 있어서 "구비하는" 및 "포함하는"이라는 용어 및 그 어미 변화 표현들의 사용은 그 후에 나열된 항목 및 그 균등물은 물론 추가적인 항목들도 포함하는 것을 의미한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 이용하기에 적합한 차량(10)은 그 차량(10)의 경로 또는 그 부근에서의 잠재적 장애물을 모니터링하는 다양한 감지 유닛(12)을 포함할 수 있다. 감지 유닛(12)은 하우징(17) 내에 예를 들면 피감지 에너지를 수신 및 감지하도록 된 센서(15)를 포함할 수 있다.
센서(15)는 전기 신호를 센서 인터페이스 회로(13)와 교환할 수 있으며, 이 인터페이스 회로는 또한 차량 컴퓨터(11)와 연통할 수 있고, 이 컴퓨터는 예를 들면, 조향 액추에이터(19a), 제동 액추에이터(19b), 및 엔진 가속 액추에이터(19c)를 제어함으로써 차량 제어 작업을 관리한다. 센서(15)는 또한 차량 탑승자에게 정보를 제공하도록 차량 조종석 디스플레이 시스템(23)과도 연통할 수 있다.
하우징(17)은 차량(10)에 대해 미리 정해진 배향으로 하우징(17)을 장착하기 우한 장착 요소(19)를 포함할 수 있고, 대체로 환경적 오염 등에 대해 밀봉을 제공할 수 있다.
전방 감지 유닛(12a)은 예를 들면 1 내지 120미터의 감지 능력을 제공하는 77 기가헤르쯔 장거리 레이더(14)를 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 전방 감지 유닛(12a)은, 0.2 내지 80미터의 감지 능력을 갖는 원적외선(야시) 촬영 센서(18), 280미터에 이르는 감지 능력을 제공하는 일반적 가시광 비디오 센서(20)(또는 LIDAR(16)), 예를 들면 24 기가헤르쯔의 단거리 레이더를 이용하고 0.2 내지 20미터의 감도를 제공하는 단거리 레이더(22), 및 0.2 내지 1.5 미터의 감지 범위를 제공하는 초음파 감지 센서(24)를 포함할 수 있다. 단거리 레이더와 초음파 감지는 측방 감지 유닛(12b)에 의해 제공될 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하면, 각 감지 유닛(12)은 윈도우 영역(26)을 구비하며, 이 윈도우 영역을 통해 감지 유닛(12)이 감지 축선(31)을 따라 차량(10) 내측으로 향한 감지 에너지(28)를 수신한다. 감지 에너지(28)는, 감지 유닛(12)과 관련이 있고 특정 경우에는 센서(15)일 수 있는 에너지 소스에 의해 생성되거나 주변환경에서 이용 가능한 것일 수 있다. 수신되는 에너지는 예를 들면, 장거리 또는 단거리 레이더, 적외선, 레이저 비임을 비롯하여 이에 한정되지 않는 가시 스펙트럼 광, 또는 초음파일 수 있다.
본 발명은 얼음, 진눈깨비 및 눈에 대한 환경적 노출 소스와 윈도우 영역(26) 사이에서 윈도우 영역(26) 위에 배치되는 전면 히터(30)를 제공할 수 있다. 전면 히터(30)는, 감지 에너지(28)의 외측으로의 송신 또는 피감지 에너지의 내측으로의 수신을 방해하였을 축적된 진눈깨비, 얼음 또는 눈을 녹이도록 전면 히터(30)를 가열할 에너지를 제공하는 리드(37)를 통해 전력이 제공될 수 있다. 이러한 점에서, 전면 히터(30)는 바람직하게는 얼음의 녹는점보다 높은 조절된 표면 온도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 하나의 실시예에서, 히터의 15 내지 20와트의 와트수를 가질 수 있다.
전기 리드(37)로부터의 전력은, 예를 들면 별도의 온도 센서(도시 생략)에 의해 감지되는 공기 온도의 범위에 기초하거나, 몇몇 간섭이 존재할 수 있는 적외선 센서의 경우에 감지 간격(sensing interval)이 사이에 끼여진(interleaved) 주기적 간격으로, 리드(37)에 대한 DC 전압을 스위칭하는 전력 제어 회로(35)(예를 들면, 트랜지스터 등의 솔리드스테이트 스위칭 소자)에 의해 제공될 수 있다. 리드(37)에 대한 DC 전압은 예를 들면 레이더의 경우에 무선주파수 변조기 및 복조 증폭기를 비롯한 감지 유닛(12) 자체에 의해 이용되는 전압에 속박(tied)되거나 플로팅(floating)할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하면, 전면 히터(30)는 투명 박막 시트를 제공하며, 몇몇 경우에는 기판(32)을 제공하는 광학적으로 투명한 폴리머 재료를 제공한다. 기판(32)은 바람직하게는 내수성이며, 발수성을 갖도록 처리될 수 있고, 환경에 대한 감지 유닛(12)의 보호를 제공하도록 윈도우 영역(26)에 대해 외측으로 향할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 추가적인 에너지 투과성 보호 하우징(도시 생략)이 감지 에너지(28)의 전파 방향을 따라 전면 히터(30)의 앞에 배치될 수 있다.
투명 폴리머 재료의 배면에는 저항 정온도 계수(positive temperature coefficient of resistance)를 갖는 전기 전도 특성을 구비한 PTC(정온도 계수) 재료(33)가 코팅된다. 저항 정온도 계수는 전기 흐름의 양이 재료의 온도에 따라 변하게 하여, 낮은 온도에서 전기 흐름이 증가하고 높은 온도에서 전기 흐름이 감소한다. 이러한 특성은 PTC 재료(33)에 걸쳐 실질적으로 일정한 전압 소스가 적용될 때에 PTC 재료(33)의 자체적으로 조정되는 온도를 제공한다.
하나의 실시예에서, PTC 재료(33)는 DuPont 265 등의 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머 수지를 포함할 수 있고, 그 수지는 15,000 오옴 퍼 스퀘어(ohms per square)의 시트 저항률을 갖도록 개질된 약 28%의 비닐 아세테이트 모노머와 약 72%의 에틸렌 모노머를 포함한다. 이러한 전기적 특성을 달성하기 위해, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머 수지는 먼저 약 80℃의 나프타, 크실렌 또는 톨루엔 등의 방향족 탄화수소 용매에 용해시키고, 그 용액의 총 중량의 20%가 고형분일때까지 온도를 낮춘다. CABOT VULCAN PF 등의 카본 블랙이 첨가 혼합되어, 총 고형분 함량이 약 50중량%로 되게 할 수 있다. 이어서, 그 재료는 그 고형분을 더욱 분산시키고 분쇄하도록 0.1 내지 1 밀(mil)의 닙 클리어런스(nip clearance)를 갖는 3-롤 분배 밀(dispendsing mill)을 통과한다. 그 재료는 원하는 시트 저항률이 달성될 때까지 약 20% 고형분 수지 및 용매 용액으로 냉각된다.
본 발명에 적합한 정온도 계수(PTC 히터)는 Leslie M. Watts에게 허여된 미국 특허 4,857,711호 및 4,931,627호에도 개시되어 있으며, 이에 의해 그 전체를 참조로 본 명세서에 원용한다.
PTC 재료(33)의 후면은 PTC 재료(33)에 걸쳐 전압을 인가하는 상호 맞물린 전극(34)들을 지지하여, 대체로 그 길이의 평면을 따른 PTC 재료(33)를 통한 전류의 흐름을 촉진시킨다. 전극(34)은 예를 들면 전도성 금속 잉크를 이용하여 스크린 인쇄되거나, 예를 들면 알루미늄 등으로 기상 성막되거나, 박막 전사지(thin decal)로서 부착되거나, 집적 회로 기법 또는 각종 다양한 제조 프로세스를 이용하여 접합 필름으로부터 에칭될 수 있다. 하나의 예에서, 20%의 광택 감소 페이스트(flattening paste)가 추가된 NazDar 9600계열 잉크가 본 발명의 하나의 실시예의 전극(34)을 형성하는 데에 이용하기에 적합하다. 그 잉크는 미국 캔자스에 소재한 NazDar Inc로부터 구매 가능하다. 전극(34)의 전도성 전기 패턴은 약 8 내지 10미크론 범위의 두께로 기판(32) 상에 성막될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하면, 하나의 실시예에서, 상호 맞물린 전극(34)의 제1 전극 버스 스트립(36a)이 감지 에너지(28)의 경로에서 벗어난 전면 히터(30)의 영역의 수직 좌측 에지를 따라 연장할 수 있다. 제2 전극 버스 스트립(36b)이 버스 스트립(36a)과는 반대측에서 그에 평행하게, 또한 전면 히터(30)의 중심으로부터 벗어나게 배치될 수 있다.
상호 맞물린 핑거 전극(38a, 38b)들은 각각 버스 스트립(36)의 길이에 대해 직교하게 그 버스 스트립(36)으로부터 수평 방향 내측으로 연장하여, 번갈아가면서 제1 전극 버스 스트립(36a)과 제2 전극 버스 스트립(36b) 중 해당 스트립과 전기적으로 연통하도록 될 수 있다.
레이더 시스템
통상의 레이더 센서는 80㎜x80㎜ 면적의 윈도우 영역(26)을 제공할 수 있다. 이 경우, 감지 유닛(12)은 마이크로웨이브 송신 및 마이크로웨이브 수신 안테나(27)를 모두 포함한다. 전면 히터(30)는 윈도우 영역(26) 위에서 연장할 수 있다.
레이더에 이용되는 마이크로웨이브 복사선의 경우, 핑거 전극(38)에 의한 흡수는 그 사이즈 및 크기를 최소화할 뿐만 아니라, 그 튜닝(tuning)을 제어함으로써 제한될 수 있다. 77 기가헤르쯔 마이크로웨이브 복사선의 경우, 핑거 전극(38)의 수직 두께(44)는 0.2㎜ 미만, 바람직하게는 0.15㎜ 미만일 수 있다. 게다가, 핑거 전극(38)은 0.05㎜ 미만의 두께, 바람직하게는 0.02㎜ 미만의 두께를 가질 수 있다.
일반적으로, 핑거 전극(38)들 간의 간격(42)은 간섭을 감소시키도록 통과하도록 의도된 레이더의 파장보다 클 것이다. 이상적으로, 그 간격은 실질적으로 저주파수 24 기가헤르쯔 마이크로웨이브 복사선에 대해서는 12㎜보다 크고, 고주파수 77 기가헤르쯔 레이더의 경우에는 3㎜보다 클 수 있고, 바람직하게는 그 값들의 배일 수 있다. 일반적으로, 튜닝은 두께(44)를 마이크로웨이브 복사선의 파장의 일부분에 해당하게 감소시킬 수 있고, 길이(40)를 파장의 정수배와 동일하지 않도록 설정할 것이다.
본 발명은 또한 무선주파수 트랩 구조(radiofrequency trap structure)(도시 생략)가 예를 들면 용량형 요소와 분포 인덕턴스 등을 이용하여 무선주파수 초크(radiofrequency choke)를 생성함으로써 핑거 전극(38)에 배치될 수 있음을 고려하고 있다. 대안적으로, 다이오드 등의 쇼팅 구조(shorting structure)가 예를 들면 무선주파수 펄스의 인가와 동기하여 스위칭되는 것과 같이 전기적 공진을 최소화하도록 핑거 전극(38)에 분로를 형성(shunting)하는 데에 이용될 수 있다. 마이크로웨이브의 송신 및 수신 시에, 가열 전류는 오프될 수 있다.
핑거 전극(34)들의 배향은 일반적으로 그 전극(34)들을 수평 방향으로 연장시킴으로써 최고 해상도의 원하는 축선(바람직하게는 수평 축선)에서의 회절 효과를 감소시키도록 될 수 있다. 본 발명은, 레이더 신호의 임의의 극성을 따라 핑거 전극(38)을 배향(수평 또는 수직으로)시키는 것 및 핑거 길이 및 간격을 랜덤하게 변화시키는 것을 비롯한 간섭을 감소시키는 다른 방법도 채용될 수 있음을 고려하고 있다.
광 감지 시스템(카메라, LIDAR, 적외선)
이하, 도 5를 참조하면, 대안적인 감지 유닛(12')은 렌즈 조립체(54) 뒤의 초점 길이(52)에 광 센서(50), 예를 들면 전하 결합 소자 회로를 갖는 카메라를 제공할 수 있고, 그 렌즈 조립체는 광 센서(50)의 표면 상에 도로 등의 이미지를 투영한다. 이 경우, 히터(30)는 광 센서(40) 상에 형성되는 이미지에 대한 영향을 최소화하도록 렌즈 조립체(54) 앞에서 렌즈 조립체(54)의 초점 거리(57) 내에 배치될 수 있다. 비임 스톱(51)이 히터(30)의 앞에 또는 히터(30)의 뒤에 배치되어, 윈도우 영역(26)을 획정할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하면, 그 경우에 PTC 재료(33)는 확산 또는 수차(aberration) 없이 광이 통과할 수 있도록 투명 기판(32)을 드러내는 개구(60)를 그 사이에 제공하도록 핑거 전극(38)들 사이를 그에 직교하게 통과하는 스트립으로 배치될 수 있다. 이러한 식으로, 불투명 PTC 재료(33) 또는 광을 확산시키는 PTC 재료(33)가 이용될 수도 있다. 바람직하게는, 개구(60)의 사이즈는, 바람직한 가열의 균일성을 갖고 적절한 열이 여전히 생성되는 한편, 필요한 전류를 위해 핑거 전극(38)에 의해 넉넉한 전극 사이즈가 제공되는 정도로 최대화될 것이다.
초음파 시스템
또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 히터(30)는 또한 센서 유닛(12")를 제공하는 초음파 트랜스듀서(62)에 적용될 수도 있다. 이 경우, 트랜스듀서(62)는 예를 들면, 전기가 표면 적극(66)에 의해 인가될 수 있는 압전 재료(64)를 제공할 수 있다. 압전 재료(64)는 당업계에 대체로 알려진 바와 같이 초음파 투과 재료의 투과성 윈도우(68)에 결합될 수 있다. 이 경우, 히터(30)는 투과성 윈도우(68)의 전면 또는 후면에 바로 부착될 수 있다. 이상적으로, 조합된 전극(34), PTC 재료(33) 및 기판(32)은 그 계면에서의 반사를 방지하도록 투과성 윈도우(68)와 유사한 음향기계적 특성(예를 들면, 밀도, 탄성 모듈 등)을 갖는다. 감지 에너지(28)에 대한 간섭이 또한 기계적 흡수로부터 초래될 수 있으며, 그 기계적 흡수는 기판(32)의 폴리머 재료의 두께를 제어함으로써 처리된다. 전극(34)과 핑거 전극(38)은, 투과성 윈도우(68)와 유사한 음향적 특성을 갖거나, 투과성 윈도우(68)와 기판(42) 간의 중간 수준의 특성을 갖는 공간 충전 접착제로 투과성 윈도우(68)에 바로 부착될 수 있다.
대안적으로, PTC 재료(33)와 전극(34)이 투과성 윈도우(68)에 바로 부착될 수 있고, 그 중 후자는 의도한 여기 주파수에서 압전 재료(64)에 절대적으로 음향적으로 매칭된다. 음향 흡수 채널링 스톱(sound absorbing channeling stop)(51)이 에너지 수용 윈도우 영역(26)을 형성한다.
상기한 실시예들의 변형 및 수정은 본 발명의 범위 내에 포함된다. 본 명세서에서 개시하고 정의한 발명은 그 상세한 설명 및/또는 도면에서 언급하거나 그로부터 드러나는 개별 특징들의 2개 이상의 모든 대안적인 조합으로 확장될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 그러한 상이한 조합들 전부가 본 발명의 다양한 대안적인 양태를 구성한다. 본 명세서에서 설명하는 실시예들은 본 발명의 실시를 위해 알려진 최상의 모드를 설명하는 것으로 당업자들이 본 발명을 이용할 수 있게 할 것이다. 청구의 범위는 종래 기술에 의해 허용되는 한 대안적인 실시예를 포함하도록 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 여러 특징들을 이하의 청구 범위에 기재한다.

Claims (17)

  1. 차량용 감지 시스템으로서:
    윈도우 영역을 통해 피감지 에너지(sensed energy)를 수신하는 센서; 및
    상기 윈도우 영역 내에 배치되는 히터
    를 포함하며, 상기 히터는 금속성 전도체와 연통하는 저항 필름을 포함하고, 상기 금속성 전도체가 상기 저항 필름에 전류를 인가하도록 구성되며, 상기 금속성 전도체는 상기 히터의 표면을 따라 연장되는 핑거 전극을 포함하고,
    상기 저항 필름과 상기 금속성 전도체는 윈도우 영역 내에서 피감지 에너지에 대해 실질적으로 투명하도록 구성되며,
    상기 저항 필름은 상기 핑거 전극에 수직으로 통과하는 스트립으로 배치되는 것인 차량용 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속성 전도체는 상호 맞물린 패턴(interdigitated pattern)으로 상기 윈도우 영역 내의 저항 필름에 부착되는 것인 차량용 감지 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저항 필름은 정온도 계수 재료(positive temperature coefficient material)인 것인 차량용 감지 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 피감지 에너지는 마이크로웨이브 복사선이며, 상기 금속성 전도체는 상기 마이크로웨이브 복사선의 간섭이 최소화되도록 튜닝된 치수를 갖는 것인 차량용 감지 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 핑거 전극은 2㎜ 미만의 전극 버스 스트립에 평행한 수직방향 폭을 갖고, 상기 전극 버스 스트립은 피감지 에너지의 경로에서 벗어난 상기 히터의 에지를 따라 수직으로 연장하며, 상기 핑거 전극은 상기 전극 버스 스트립에 대해 수평으로 그리고 수직하게 연장되는 것인 차량용 감지 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 핑거 전극은 0.05㎜ 미만의 상기 저항 필름의 평면에 수직인 두께를 갖는 것인 차량용 감지 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 차량 센서는 미리 정해진 배향으로 차량에 차량 센서를 장착하도록 장착 지점을 포함하며, 상기 핑거 전극은 상기 차량 센서가 차량에 장착될 때에 상기 윈도우 영역을 가로질러 상기 전극 버스 스트립에 수직하도록 수평으로 연장하는 것인 차량용 감지 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 히터는 적어도 10와트의 열을 제공하는 것인 차량용 감지 시스템.
  9. 제3항에 있어서, 상기 피감지 에너지는 광이며, 상기 윈도우 영역은 히터를 지지하는 광학적으로 투명한 기판을 포함하며, 상기 히터는 실질적으로 불투명하고 광의 투과를 위해 개구(aperture)의 세트를 포함하는 것인 차량용 감지 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 센서는 광 센서와, 이 광 센서 상에 광을 집속시키는 렌즈를 포함하는 카메라를 제공하고, 상기 히터는 렌즈의 초점 거리에 배치되는 것인 차량용 감지 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 피감지 에너지는 적외선 광일 수 있고, 감지 시스템은 상기 히터에 대한 전류의 인가와 센서를 이용하는 에너지의 감지를 교대로 시행하는 제어기를 포함하는 것인 차량용 감지 시스템.
  12. 제3항에 있어서, 상기 피감지 에너지는 초음파 에너지이며, 상기 센서는 초음파 투과 윈도우 재료를 통해 초음파 에너지를 전송하는 초음파 트랜스듀서이며, 상기 저항 필름과 상기 금속성 전도체는 상기 초음파 투과 윈도우 재료에 바로 접착되는 것인 차량용 감지 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 스트립은 투명 기판을 드러내는 개구를 그 사이에 제공하고, 상기 투명 기판은 광이 확산 또는 수차 없이 통과하도록 허용하는 것인 차량용 감지 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 비임 스탑은 상기 히터의 전방에 위치되어 상기 윈도우 영역을 정의하는 것인 차량용 감지 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 센서는 하우징 내에 위치되고, 상기 윈도우 영역은 상기 하우징에 대해 구성되는 차량용 감지 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 윈도우 영역은 상기 히터와 상기 센서 사이인 것인 차량용 감지 시스템.
  17. 차량용 감지 시스템으로서:
    윈도우 영역을 통해 빛을 수신하는 센서; 및
    상기 윈도우 영역 내에 배치되는 히터
    를 포함하고,
    상기 히터는 금속성 전도체와 연통하는 저항 필름을 포함하고, 상기 금속성 전도체는 상기 저항 필름에 전류를 인가하도록 구성되며, 상기 저항 필름은 불투명하고 광을 확산시키는 정온도 계수 재료(positive temperature coefficient material)이며, 광학적으로 투명한 기판은 상기 히터를 지지하고,
    상기 저항 필름 및 상기 금속성 전도체는 상기 윈도우 영역 내에서 광에 대해 실질적으로 투명하게 구성되며,
    상기 금속성 전도체는 광의 경로에서 벗어난 히터의 에지를 따라 수직하게 연장되는 제1 전극 버스 스트립, 상기 제1 전극 버스 스트립에 평행하고 반대편에 위치되며, 광의 경로에서 벗어난 제2 전극 버스 스트립, 및 각각이 제1 및 제2 전극 버스 스트립 중 교차하는 각각의 버스 스트립과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 버스 스트립에 대해 내측으로, 수평으로 그리고 수직으로 연장되는 상호 맞물린 핑거 전극을 포함하고,
    상기 정온도 계수 재료(positive temperature coefficient material)는 상기 핑거 전극에 수직으로 통과하는 스트립에 놓여 투명 기판을 드러내는 개구를 그 사이에 제공하는 것인, 차량용 감지 시스템.
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