KR20200054916A - 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소 및 그의 제조 방법 - Google Patents

재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20200054916A
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요한나 킨슬러
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에스알쥐 글로벌, 엘엘씨
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Abstract

차량의 바디 구성요소는, 적어도 하나의 비-전도성 재료로 형성되고, 재귀반사기 기하학적 구조를 한정하는 후방 표면 및 재귀반사기 기하학적 구조와는 상이한 기하학적 구조를 한정하는 전방 표면을 한정하는 제1 기재를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 기재의 전방 표면은 바디 구성요소의 노출된 A-표면이다. 바디 구성요소는, 전도성 재료로 형성되고, 제1 층의 후방 표면에 인접하게 배열된 전도성 층을 추가로 포함할 수 있으며, 전도성 층은 (i) 또한 재귀반사기 기하학적 구조를 한정하고, (ii) 다른 차량의 레이더 장치로부터 송신되는 레이더 파를 반사한다.

Description

재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소 및 그의 제조 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2017년 5월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/598,830호의 일부 계속 출원인, 2018년 2월 20일자로 출원된 미국 정규 출원 제15/899,745호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 출원의 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 차량 물체 검출 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 재귀반사기(retroreflector)를 포함하는 차량 바디 구성요소(vehicle body component) 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
차량은 반사 레이더 파에 기초하여 물체를 검출하도록 구성된 레이더 기반 물체 검출 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 시스템에 대한 하나의 주요 과제는 관련 없는 또는 중요하지 않은 것(예컨대, 잡음)을 무시하면서 관련 있는 또는 중요한 물체(예컨대, 다른 차량)를 검출하는 것이다. 따라서, 그러한 시스템이 그의 의도된 목적으로 동작하지만, 관련 기술에서 개선에 대한 필요성이 남아 있다.
본 개시의 일 태양에 따르면, 차량의 바디 구성요소가 제시된다. 하나의 예시적인 구현예에서, 바디 구성요소는, 적어도 하나의 비-전도성 재료로 형성되고, 재귀반사기 기하학적 구조(geometry)를 한정하는 후방 표면 및 재귀반사기 기하학적 구조와는 상이한 기하학적 구조를 한정하는 전방 표면을 한정하는 제1 기재(substrate) - 제1 기재의 전방 표면은 바디 구성요소의 노출된 A-표면임 -, 및 전도성 재료로 형성되고, 제1 층의 후방 표면에 인접하게 배열된 전도성 층 - 전도성 층은 (i) 또한 재귀반사기 기하학적 구조를 한정하고, (ii) 다른 차량의 레이더 장치로부터 송신되는 레이더 파를 반사함 - 을 포함한다.
몇몇 구현예에서, 전도성 층의 노출된 표면은 바디 구성요소의 노출된 B-표면이다. 몇몇 구현예에서, 제1 기재와 전도성 층은 중실 바디(solid body)를 집합적으로 형성한다. 몇몇 구현예에서, 제1 기재는 적어도 하나의 비-전도성 재료 중 하나로 각각 형성되는 기재 층 및 탑 코트(top coat) 층 둘 모두를 포함한다. 몇몇 구현예에서, 기재 층 및 탑 코트 층 중 적어도 하나는 불투명하다.
몇몇 구현예에서, 바디 구성요소는, 전도성 층에 인접하게 배열되고, 바디 구성요소의 노출된 B-표면인 노출된 후방 표면을 한정하는 제2 기재를 추가로 포함한다. 몇몇 구현예에서, 제1 및 제2 기재들과 전도성 층은 중실 바디를 집합적으로 형성한다. 몇몇 구현예에서, 제1 기재는 적어도 하나의 비-전도성 재료 중 하나로 각각 형성되는 기재 층 및 탑 코트 층 둘 모두를 포함한다. 몇몇 구현예에서, 기재 층 및 탑 코트 층 중 적어도 하나는 불투명하다.
몇몇 구현예에서, 재귀반사기 기하학적 구조는 복수의 재귀반사기 유닛을 포함한다. 몇몇 구현예에서, 각각의 재귀반사기 유닛은 대략 90도의 코너각을 한정하는 코너 재귀반사기(corner retroreflector)이다. 몇몇 구현예에서, 각각의 재귀반사기 유닛의 에지는 (i) 레이더 신호 산란을 방지하는 것 및 (ii) 신호 간섭에서 강한 피크를 방지하는 것 중 적어도 하나를 위해 둥글게 된다. 몇몇 구현예에서, 전도성 층은 바디 구성요소의 곡률에 대응하는 곡률을 한정한다.
본 개시의 다른 태양에 따르면, 차량을 위한 다른 바디 구성요소가 제시된다. 하나의 예시적인 구현예에서, 바디 구성요소는 제1 비-전도성 재료로 형성된 제1 기재, 전도성 재료로 각각 형성된 복수의 재귀반사기 유닛을 포함하는 전도성 층 - 복수의 재귀반사기 유닛은 다른 차량의 레이더 장치로부터 송신되는 레이더 파를 반사하도록 구성된 재귀반사기 어레이를 집합적으로 형성함 -, 및 적어도 제2 비-전도성 재료로 형성되고 전도성 층의 전방 표면 상에 배치된 적어도 하나의 커버 층을 포함한다.
몇몇 구현예에서, 바디 구성요소는 각각의 재귀반사기 유닛을 다른 재귀반사기 유닛에 연결하는 전도성 트레이스(trace)들을 추가로 포함한다. 몇몇 구현예에서, 재귀반사기 어레이는, 전도성 트레이스들 중 하나 이상을 따라 배치되고, 반사 레이더 파를 변조하도록 구성된 하나 이상의 변조 장치를 추가로 포함한다. 몇몇 구현예에서, 재귀반사기 어레이 및 하나 이상의 변조 장치는 반사 레이더 파를 변조하여 다른 차량에 인식 가능한 고유 식별자를 생성하도록 구성된다.
몇몇 구현예에서, 전도성 재료는 (i) 크롬 도금, 금속 페인트, 및 금속 스프레이 중 하나를 포함한 금속 습식 화학에 의해 침착된 금속, (ii) 금속 포일, 또는 (iii) 물리 증착(physical vapor deposition, PVD)을 통해 적용된 금속이다. 몇몇 구현예에서, 각각의 재귀반사기 유닛은 제1 기재의 전방 표면에 부착되거나 그 안에 매립된다. 몇몇 구현예에서, 재귀반사기 어레이는 재귀반사기 유닛의 적어도 2개의 행 및 적어도 2개의 열을 포함한다. 몇몇 구현예에서, 전도성 층은 바디 구성요소의 곡률에 대응하는 곡률을 한정한다. 몇몇 구현예에서, 재귀반사기 어레이는 반 아타 어레이(Van Atta array)로서 구성된다.
본 개시의 교시 내용의 적용 가능성의 추가 영역들이 이하에 제공되는 상세한 설명, 청구범위 및 도면으로부터 명백해질 것이며, 여기서 동일한 도면 부호는 도면의 여러 도면 전체에 걸쳐 동일한 특징부를 지시한다. 개시된 실시예 및 거기에서 언급되는 도면을 포함한 상세한 설명은 본질적으로 예시의 목적을 위해 의도된 단지 예시적인 것일 뿐이며, 본 개시의 응용 또는 이용에 있어서 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않음이 이해되어야 한다. 따라서, 본 개시의 요지로부터 벗어나지 않는 변형들은 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
도 1은 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 재귀반사기를 포함하는 예시적인 바디 구성요소 및 차량의 위에서 내려다 본 도면.
도 2a 내지 도 2f는 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 재귀반사기 기하학적 구조가 덮이지 않은 신호 반사 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소에 대한 예시적인 구성의 측단면도.
도 3a 내지 도 3d는 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 재귀반사기 기하학적 구조가 덮인 수동형 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소에 대한 예시적인 구성의 측단면도.
도 4a 내지 도 4f는 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 재귀반사기 기하학적 구조에 대한 예시적인 구성을 도시하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 안테나 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소에 대한 예시적인 구성의 측단면도 및 위에서 내려다본 단면도.
도 6은 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소를 제조하는 예시적인 방법의 흐름도.
도 7은 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 차량을 위한 예시적인 다중 피스(multi-piece) 재귀반사기 시스템을 도시하는 도면.
도 8a 내지 도 8d는 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 재귀반사기 피스의 예시적인 구성 및 예시적인 재귀반사기 성능의 플롯을 도시하는 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 재귀반사기 시스템을 구현하기 위한 차량 상의 예시적인 위치 및 예시적인 재귀반사기 성능의 플롯을 도시하는 도면.
도 10은 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 차량 상의 재귀반사기 시스템의 예시적인 구현예를 도시하는 도면.
앞서 언급된 바와 같이, 종래의 차량 레이더 기반 물체 검출 시스템은 관련 있는 또는 중요한 물체(예컨대, 다른 차량)와 관련 없는 또는 중요하지 않은 물체(예컨대, 잡음)를 구별함에 있어서 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소 및 그의 제조 방법이 제시된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "재귀반사기"는 감소된 또는 최소의 산란으로 레이더 파를 반사하도록 설계된 장치 또는 표면을 지칭한다. 재귀반사기는 또한 일반적으로 레트로플렉터(retroflector) 및 캐타포트(cataphote)로 지칭된다. 재귀반사기는 다른 차량의 레이더 기반 물체 검출 시스템에 의한 차량의 검출 가능성을 개선하거나 향상시키도록 설계되는데, 왜냐하면 그것이 다른 반사성 물체에 비해 더 많은 신호를 그의 기원지(place of origin)로 반사하기 때문이다(반사 레이더 파). 몇몇 실시예에서, 재귀반사기는 그것이 시야로부터 은폐되어서 시각적 심미감을 개선하도록 기존의 차량 바디 구성요소(그릴(grille), 측면 몰딩 패널(side molding panel), 범퍼, 트렁크 리드 피니셔(trunk lid finisher) 등)에 통합될 수 있다. 이러한 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소를 제조하는 다양한 방법이 이용될 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 논의된다.
이제 도 1을 참조하면, 예시적인 차량(100)의 위에서 내려다 본 도면은 재귀반사기가 구현될 수 있는 예시적인 바디 구성요소를 예시한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "차량"은 개인용 및 상업용 승용차, 예컨대 자동차(세단, 쿠페, 해치백, 컨버터블 등), 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 트럭, 관절형 트레일러를 포함한 화물/배달/운반 차량, 버스뿐만 아니라 오토바이, 전지형 만능차(ATV) 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 사람 운전 또는 자율(자동 운전) 차량을 지칭한다. 본 개시의 재귀반사기 조립체가 구현될 수 있는 하나의 예시적인 바디 구성요소는 전방 그릴(104)이다. 본 개시의 재귀반사기 조립체가 구현될 수 있는 다른 예시적인 바디 구성요소는 측면 몰딩 패널(108)이다. 본 개시의 재귀반사기 조립체가 구현될 수 있는 또 다른 예시적인 바디 구성요소는 후방 범퍼(112) 및/또는 트렁크 리드 피니셔(116)(예컨대, 후방 번호판 주위의 트렁크의 맨 아래 부분 또는 트렁크의 중간 또는 상부 부분 부근에 위치된 장식용 트림 피스)이다. 그러나, 본 개시의 재귀반사기 조립체는 임의의 적합한 바디 구성요소(예컨대, 전방 범퍼)에 구현될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "레이더"는 승용차에 대해 할당된 특정 대역폭에서의 임의의 적합한 측량 방법을 포함한다. 예를 들어, 승용차 레이더 및 라이더(lidar) 시스템은 다른 시스템에 비해 매우 높은 76 내지 81 기가헤르츠(㎓) 주파수 대역을 이용한다. 송신 및 반사되는 고주파 신호는 또한 본 명세서에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 고유의 설계 해법(예를 들어, 매우 작은 재귀반사기 유닛)을 필요로 한다.
이제 도 2a 내지 도 2f 및 도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 예시적인 차량 바디 구성요소의 다양한 측단면도가 예시되어 있다. 명칭 "전방" 및 "후방"은 각각 차량 바디 구성요소의 "A" 및 "B" 표면을 지칭한다. 예시된 층들 모두는 또한 그들이 중실(비-중공) 바디를 집합적으로 형성하도록 조립(배치, 접착, 화학 결합 등)된다. 도 2a 내지 도 2f는 예를 들어 재귀반사기 기하학적 구조가 덮이지 않은 신호 반사 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소에 대한 다양한 구성의 측단면도를 예시한다. 재귀반사기의 전도성 층은 하나 이상의 커버 층이 투명한지 또는 그렇지 않은지에 따라 가시적일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 예시적인 차량 바디 구성요소(200)의 측단면도가 예시되어 있다. 도 2a 및 도 2b의 이러한 구성은 코너 재귀반사기로서 동작하도록 설계되며 각각은 정면 전도성 표면을 갖는다. 예를 들어, 재귀반사기 기하학적 구조는 기존의 차량 설계 요소에 통합될 수 있다. 도 2a에서, 바디 구성요소(200)는 재귀반사기 조립체를 형성하는 상부 전도성 층(208) 및 기재(204)를 포함할 수 있다. 전도성 층(208)은 크롬 도금, 필름, 또는 페인트와 같은 임의의 적합한 전기 도체(예컨대, 금속)로 형성될 수 있다. 기재(204)는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리카르보네이트(PC), 및 PC-ABS와 같은 임의의 적합한 플라스틱 또는 다른 유전체 재료(dielectric material)로 형성될 수 있다. ABS 및 ABS-PC는 도금 가능한 수지이지만, PC는 그렇지 않고 이에 따라 크롬 도금이 적용되도록 의도되는 경우 ABS 또는 ABS-PC가 이용될 수 있다.
기재(204)는 사출 성형에 의해 형성될 수 있지만, 적층 제조(additive manufacturing), 블로우 성형, 금속 성형/가공, 유리 또는 금속 주조, 및 직물 복합재와 같은, 그러나 이로 제한되지 않는, 다른 제조 방법이 사용될 수 있다. 전도성 층(208)은 크롬 도금에 의해 형성될 수 있지만, 진공 필름, 접착 필름, 금속 포일(예를 들어, 핫 스탬핑(hot stamping)), 페인트, 스프레이, 물리 증착(PVD), 딥 코팅(dip coating), 및 적층 레이어링(additive layering)과 같은, 그러나 이로 제한되지 않는, 다른 제조 방법이 사용될 수 있다. 기재(204)와 전도성 층(208)은 도시된 바와 같이 변화하는 깊이/기하학적 구조를 집합적으로 한정할 수 있다. 이러한 기하학적 구조는, 예를 들어, 전도성 층(208)이 특정 방향으로 최대(예컨대, 집중된) 레이더 파 반사(예컨대, 복귀 신호 전력)를 제공하도록 특별히 설계될 수 있다. 이러한 기하학적 구조는 추가적으로 또는 대안적으로 신호가 수신 차량으로부터 반사되어 다시 기원 레이더로 반사될 수 있는 각도 범위를 증가시키도록 설계될 수 있다.
기재(204), 전도성 층(208), 및 아래에서 논의되는 다른 선택적인 층의 집합적 두께는 비교적 상당할 수 있어서, 더 큰 차량 바디 구성요소를 은폐 구현에 이상적인 것으로 만들 수 있다. 그러나, 구체적인 두께 및 코너각은 특정 설계 고려사항(재료 유전율, 구성요소/층 곡률 등)에 따라 달라질 수 있다. 이러한 두께 및 다른 설계 고려사항이 아래에서 더 상세히 논의된다. 도 2b에서, 바디 구성요소(200)는 (예를 들어, 외관/심미감 및/또는 보호를 위해) 전도성 층(208) 위에 적용된 선택적인 탑 코트(212)를 추가로 포함한다. 탑 코트(212)를 적용하기 위한 방법의 비제한적인 예는 페인트, 스프레이, 및 PVD, 접착 필름, 딥 코팅, 및 적층 레이어링을 통해 적용된 비-금속 층(예를 들어, 반금속(metalloid))을 포함한다.
이제 도 2c 및 도 2d를 참조하면, 다른 예시적인 바디 구성요소(220)의 측단면도가 예시되어 있다. 이러한 구성은 또한 코너 재귀반사기로서 동작하도록 설계되지만, 각각은 정면 전도성 표면을 갖는다. 기재(224)는 배면 전도성 층(228)의 전방 면(face) 상에 위치되고, 선택적인 탑 코트(232)가 기재에 적용될 수 있다(도 2d 참조). 구성요소(200)와 도 2a 및 도 2b에 관하여 위에서 논의된 것과 동일한 또는 유사한 유형의 재료 및/또는 제조 방법이 기재(224), 전도성 층(228), 및 선택적인 탑 코트(232)에 대해 이용될 수 있다. 도 2a 내지 도 2d의 구성들 각각에 대해, 기재(204, 224)의 하나의 목적은 재귀반사기(즉, 그 위에 배치된 전도성 층(208, 228))를 위한 형상 또는 구조를 유지하는 것이다. 앞서 언급된 바와 같이, 기재(204)는 레이더 투과성(radar transparent)일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다(예컨대, 기재(204)는 바디 시트 금속일 수 있다). ABS, PC 및 ABS-PC에 더하여, 기재(204, 224)는 아크릴-스티렌-아크릴로니트릴(ASA), 아크릴로니트릴 에틸렌 스티렌(AES), 및 나일론과 같은 다른 적합한 유전체뿐만 아니라, 유리, 탄소 섬유, 및 금속과 같은 비-유전체로 형성될 수 있다.
이제 도 2e 및 도 2f를 참조하면, 다른 예시적인 바디 구성요소(240)의 측단면도가 예시되어 있다. 이러한 구성은 또한 코너 재귀반사기로서 동작하도록 설계되지만, 각각은 기재인 전도성 층(244)을 갖는다(즉, 추가의 기재 층이 없다). 따라서, 전도성 층(244)은 도 2a 내지 도 2d의 구성에서보다 더 두꺼울 필요가 있을 수 있다. 전도성 층(244)은 선택적으로 그의 전방 표면 상에 적용된 탑 코트(248)를 가질 수 있다(도 2f 참조). 구성요소(200, 220)와 도 2a 내지 도 2d에 관하여 위에서 논의된 것과 동일한 또는 유사한 유형의 재료 및/또는 제조 방법이 전도성 층(244) 및 선택적인 탑 코트(248)에 대해 이용될 수 있다. 예를 들어, 탑 코트(248)는 구성요소(240)의 전도성 층(244)을 보호하는 데 더 중요할 수 있는데, 왜냐하면 재귀반사기 기하학적 구조를 유지하기 위한 추가의 기재가 없기 때문이다.
도 3a 내지 도 3d는 재귀반사기 기하학적 구조가 덮인 수동형 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소에 대한 다양한 구성의 측단면도를 예시한다. 재귀반사기 기하학적 구조가 덮이지만(즉, 매끄러운 외측 표면), 재귀반사기 기하학적 구조는 하나 이상의 커버 층이 투명한지 또는 그렇지 않은지에 따라 여전히 가시적일 수 있다.
이제 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 예시적인 차량 바디 구성요소(300)의 측단면도가 예시되어 있다. 이러한 구성은 코너 재귀반사기로서 동작하도록 설계되며 각각은 배면 전도성 표면을 갖는다. 도 3a에서, 기재(304)가 매끄러운 전방 표면을 한정하고 재귀반사기 기하학적 구조는 그의 후방 표면에 의해 한정된다. 이어서 전도성 층(308)이 기재(304)의 후방 표면 상에 배치된다. 매끄러운 것으로 기술되지만, 기재(304)의 전방 표면은 평평하거나 만곡될 수 있다(예컨대, 도 5a 참조). 예를 들어, 각각의 층(예컨대, 전도성 층(308))의 곡률은 전체적으로 바디 구성요소(300)의 곡률에 대응할 수 있다(예컨대, 동일한 곡률 또는 유사한 곡률). 기재(304)는 또한 불투명하거나 투명할 수 있다. 도 3b에서, 구성요소(300)는 기재(304)의 전방 표면에 적용된 선택적인 탑 코트(312)를 갖는다. 구성요소(200, 220, 240)와 도 2a 내지 도 2f에 관하여 위에서 논의된 것과 동일한 또는 유사한 유형의 재료 및/또는 제조 방법이 기재(304), 전도성 층(308), 및 선택적인 탑 코트(312)에 대해 이용될 수 있다.
이제 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 예시적인 차량 바디 구성요소(320)의 측단면도가 예시되어 있다. 이러한 구성은 코너 재귀반사기로서 동작하도록 설계되며 각각은 배면 전도성 표면을 갖는다. 도 3c에서, 제1 기재(324)가 매끄러운 전방 표면을 한정하고 재귀반사기 기하학적 구조는 그의 후방 표면에 의해 한정된다. 전도성 층(328)이 제1 기재(324)의 후방 표면 상에 배치되거나, 그에 부착되거나, 그에 인접한다. 매끄러운 것으로 기술되지만, 제1 기재(324)의 전방 표면은 평평하거나 만곡될 수 있다. 제1 기재(324)는 또한 불투명하거나 투명할 수 있다. 도 3d에서, 구성요소(320)는 제1 기재(324)의 전방 표면에 적용된 선택적인 탑 코트(332)를 갖는다. 구성요소(200, 220, 240, 300)와 도 2a 내지 도 2f와 도 3a 및 도 3b에 관하여 위에서 논의된 것과 동일한 또는 유사한 유형의 재료 및/또는 제조 방법이 제1 기재(324), 전도성 층(328), 및 선택적인 탑 코트(332)에 대해 이용될 수 있다.
그러나, 도 3c 및 도 3d의 구성은 전도성 층(328)의 배면 상에 배치된 제2 기재(336)를 추가로 포함할 수 있다. 제2 기재(336)는 본 명세서에서 논의된 다른 기재와 동일한 재료 및/또는 동일한 제조 방법으로 형성될 수 있다(예컨대, 플라스틱 또는 바디 시트 금속). 제2 기재(336)의 전방 표면은 전도성 층(328) 및 제1 기재(324)의 배면과 함께 재귀반사기 기하학적 구조를 한정한다. 제2 기재(336)의 후방 표면은 제1 기재(324)의 전방 표면과 유사하게 매끄러울 수 있다(평평한, 만곡된 등). 제2 기재(336)는 다른 구성에 비해 개선된 구조 강성을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 기재(324, 336)는 다중 샷(multi-shot) 사출 성형 공정의 일부로서 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 구성요소들이 개별적으로 형성되고 이어서 함께 조립될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 제2 기재 및/또는 탑 코트는 제2 기재 및 탑 코트 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있는 커버 층으로 집합적으로 지칭될 수 있다.
이제 도 4a 내지 도 4f를 참조하면, 재귀반사기 기하학적 구조에 대한 예시적인 구성이 예시되어 있다. 도 4a에 도시된 바와 같은 코너 재귀반사기(400)에 대해, 다음의 파라미터들이 특정 차량 응용에 대해 최적화될 수 있다: 재귀반사기 기하학적 구조(404)(예컨대, 코너의 각도/기울기), 전방측 두께(front facing thickness)(408), 전방 코팅 두께(412), 및 유닛들 사이의 거리(하나 초과의 재귀반사기가 있는 경우 - 예컨대 도 2a 내지 도 2f 및 도 3a 내지 도 3d에서의 재귀반사기 유닛들 사이의 수직 거리 참조). 이러한 파라미터들을 최적화함으로써, 신호 반사가 향상된다. 도 4b 및 도 4c는 코너 재귀반사기의 하나의 유형인 삼면체 재귀반사기(420)의 평면도 및 측면도를 예시한다. 변(424)의 길이는 레이더 파의 파장보다 크도록 설계될 수 있다. 면(428a, 428b, 428c)은 서로에 대해 대략 90도의 각도로 교차할 수 있다. 그러나, 이러한 각도는 예를 들어 1 초과의 굴절률을 갖는 재료로 재귀반사 특성을 유지하는 것이 최적화되도록 90도와는 상이할 수 있다. 도 4d 및 도 4e는 다른 유형 또는 코너 재귀반사기인 정사각형 재귀반사기(440)의 평면도 및 측면도를 예시한다. 몇몇 구현예에서, 각각의 재귀반사기 유닛(460)의 에지(464)(도 4f 참조)는 (i) 레이더 신호 산란을 방지하는 것 및 (ii) 신호 간섭에서 강한 피크를 방지하는 것 중 적어도 하나를 위해 둥글게 될 수 있다.
단일 유닛 재귀반사기 예들이 도 4a 내지 도 4f에 예시되고 위에서 설명되지만, 본 명세서에서 앞서 논의된 구성요소들이 그들의 재귀반사기에 대한 어레이 기하학적 구조를 한정할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 어레이 기하학적 구조 재귀반사기는 적어도 하나의 재귀반사기 유닛, 그러나 최대로 원하는 만큼 많은 재귀반사기를 포함하는 어레이를 지칭한다. 앞서 언급된 바와 같이, 각각의 재귀반사기 유닛 사이의 간격 또는 거리는 예컨대 각도 범위를 증가시키도록 또는 위상 일치(예컨대, 양성 간섭)를 생성하도록 최적화될 수 있는 하나의 설계 고려사항이다. 예를 들어, 도 2a 내지 도 2f 및 도 3a 내지 도 3d의 예시적인 구성요소들 각각은 각각 2개의 재귀반사기 유닛의 어레이를 포함하는 재귀반사기 기하학적 구조를 예시한다. 또한, 소정 층 구성들만이 이들 도면에 도시되고 본 명세서에서 논의되지만, 예컨대 장식 목적을 위한, 예시되지 않은 추가 층이 있을 수 있다는 것이 인식될 것이다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 다른 예시적인 차량 바디 구성요소(500)의 측단면도 및 위에서 내려다 본 단면도가 예시되어 있다. 이러한 구성은 안테나 재귀반사기로서 동작하도록 설계된다. 바디 구성요소(500)는 기재(504), 선택적인 탑 코트(508), 및 그들 사이에 배치된 복수의 재귀반사기 유닛(516)을 포함하는 재귀반사기 조립체(512)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 재귀반사성 조립체(512)는 기재(504)의 전방/상부 표면 상에 또는 그 내에 배치된 별개의 어레이이다(위에서 내려다 본 도면 도 5b 참조). 재귀반사성 유닛(516)의 각각의 부분은 기재(504) 상에 적용(예컨대, 인쇄)된 반사성 재료(예컨대, 금속)로 형성된다. 인쇄가 본 명세서에서 기술되지만, 그 상에 배치되거나 인쇄된 재귀반사성 조립체(512)를 갖는 필름을 적용하는 것과 같은 다른 기술이 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 다른 바디 구성요소(예컨대, 도 2a 내지 도 2f 및 도 3a 내지 도 3d)에 관하여 위에서 기술된 것과 동일한 유형 또는 유형들의 재료 및/또는 제조 방법이 기재(504) 및 탑 코트(508)를 형성하는 데 이용될 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 재귀반사성 유닛(516)은 다양한 기능을 달성하기 위해 다양한 방식으로 (예를 들어, 와이어 트레이스(524)를 통해) 상호연결될 수 있다. 예시된 연결 구성은 또한 패치 또는 패치워크(patchwork) 구성으로 알려져 있다. 이러한 유형의 구성은 전형적으로 재귀반사성 재료의 적어도 4개의 재귀반사성 유닛(516) 또는 "패치"를 가질 것이며, 추가의 것들이 짝수 쌍으로 추가될 수 있다. 도시하는 바와 같이, 재귀반사성 유닛(516)의 열/행(520a, 520c)은 직렬로 상호연결되고, 재귀반사성 유닛(516)의 열/행(520b, 520d)은 직렬로 상호연결된다. 이러한 그룹(520a/520c, 520b/520c)이 동일한 길이를 갖는다(예컨대, 각각이 8개의 재귀반사성 유닛(516)을 포함함)는 점에 유의한다. 대안적으로, 수신 레이더 파의 위상 시프트를 야기하도록 다른 길이가 구현될 수 있다(예컨대, 그의 파장의 정수배로). 안테나 어레이는 예를 들어 공간 내의 반사 신호 분포를 변경하기 위해 더 길게 또는 더 짧게 만들어질 수 있다. 유사하게, 예를 들어, 안테나 어레이는 반사 신호 분포를 변경하기 위해 수직으로 또는 수평으로 배향될 수 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 재귀반사기 어레이는 반 아타 어레이로서 구성된다.
위의 예는 신호 반사 안테나 재귀반사기 구성이지만, 안테나 재귀반사기 구성이 또한 그것이 신호 변조를 야기하도록 구성될 수 있다. 달성될 수 있는 예시적인 기능 중 일부는 다음을 포함한다: 위상 시프팅, 편광 시프팅, 및 반사 신호의 위상, 편광, 주파수, 및 진폭 중 하나 이상의 변조를 통한 고유 식별자의 생성. 신호 변조 안테나 재귀반사기에 대한 이러한 다양한 기능을 달성하기 위한 비제한적인 기술은 다음을 포함한다: 패치 및 안테나 와이어 길이, 패치 및 안테나 설계(패치의 수, 어레이의 수 등), 와이어 트레이스 설계, 와이어 트레이스(524)를 따른 발진기, 와이어 트레이스(524)를 따른 필터, 와이어 트레이스(524)를 따른 증폭기, 와이어 트레이스(524)의 패턴. 이들은 각각 변조 장치(528)로 지칭될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 변조 장치(528)를 구현할 때, 작은 회로들이 추가(예컨대, 인쇄)될 수 있다. 이러한 구성요소들을 위한 제조 방법의 비제한적인 예는 인쇄 전자장치, 필름, 및 인몰드(in-mold) 전자장치를 포함한다.
이제 도 6을 참조하면, 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소를 제조하는 예시적인 방법 600의 흐름도가 예시된다. 본 명세서에서 앞서 논의된 제조 방법들의 임의의 적합한 조합이 방법 600의 다양한 단계에 대해 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 604에서, 제1 비-전도성 층이 예컨대 사출 성형에 의해 형성된다(제1 기재, 탑 코트 등). 608에서, 전도성 층이 재귀반사기 기하학적 구조를 한정하도록 예컨대 크롬 도금에 의해 형성된다. 몇몇 구현예에서, 재귀반사기 기하학적 구조는 비-전도성 층에 의해 이미 한정되었을 수 있다. 선택적인 612에서, 하나 이상의 제2 비-전도성 층이 예컨대 사출 성형에 의해 형성된다(제2 기재, 탑 코트 등). 몇몇 구현예에서, 하나 이상의 사출 성형 단계 또는 샷이 수행될 때 다중 샷 사출 성형 공정이 이용될 수 있다. 616에서, 재귀반사기를 포함하는 바디 구성요소가 조립된다. 몇몇 경우에, 다수의 피스가 함께 결합되거나 연결된다. 다른 경우에, 바디 구성요소는 단계 604 내지 단계 608(및 선택적인 612) 후에 이미 완전히 형성되었고, 주형으로부터 제거되어 최종 바디 구성요소를 얻을 수 있다. 이어서 방법 600은 종료되거나, 하나 이상의 추가 사이클을 위해 604로 되돌아갈 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소가 차량 레이더 기반 물체 검출 시스템에 의해 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 다른 차량이 물체 검출 또는 또 다른 관련 기술, 예컨대 적응형 순항 제어를 집합적으로 수행하는 제어기(예컨대, 엔진 제어 유닛 또는 ECU)와 레이더 장치(예를 들어, 레이더 송수신기)(여기에 도시되지 않음)를 가질 수 있다. 이 예에서, 레이더 장치는 (예컨대, 제어기로부터의 신호에 응답하여) 레이더 파를 특정 방향으로 방출하고, 이어서 재귀반사기를 포함하는 차량 바디 구성요소에 의해 반사되는 반사 레이더 파를 포착한다. 이어서 제어기는 물체 검출 또는 다른 관련 기술의 일부로서 포착된 반사 레이더 파에 대응하는 데이터를 처리한다. 차량 바디 구성요소 내의 재귀반사기는 레이더 파의 더 나은 반사를 제공하며, 이는 이어서 물체 검출 시스템의 성능을 향상시킨다. 또한, 이러한 재귀반사기는 제어기가 차량과 다른 물체를 구별하는 것을 돕기 위한 차량 식별 태그로서의 역할을 할 수 있는 반사 레이더 파 내의 특정 시그너처 또는 고유 식별자를 생성할 수 있다. 더욱 또한, 신호 변조 재귀반사성 어레이가 차량들 간에 다른 정보를 전달하는 데 이용될 수 있다.
위에서 달리 기술되지 않는 한, 당업자가 본 교시 내용으로부터 하나의 예의 특징, 요소 및/또는 기능이 적절한 바에 따라 다른 예에 통합될 수 있다는 것을 인식하도록 다양한 예들 사이의 특징, 요소, 방법론 및/또는 기능의 혼합 및 매칭이 본 명세서에서 명백히 고려될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 개시의 다른 태양에 따르면, 다양한 다중 피스 재귀반사기 시스템이 제시된다. 이러한 시스템은 "다중 피스" 시스템으로 지칭되는데, 왜냐하면 그것이 별개의 재귀반사기 피스를 차량 바디 구성요소의 B-면에 부착함으로써 형성되기 때문이다. 클립, 도그 하우스(dog-house) + 부속품, 접착 테이프, 다른 접착제, 및 음파 용접을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 부착 수단이 이용될 수 있다. 다중 피스 재귀반사기 시스템의 재귀반사기 부분은 복수의 별개의 또는 자유 재귀반사기, 복수의 재귀반사기 스트립(strip), 또는 복수의 재귀반사기를 포함하는 중실 피스(solid piece)를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 다중 피스 설계를 이용함으로써, 재귀반사기 시스템은 또한 평평한 표면뿐만 아니라 만곡된 표면 상에 형성될 수 있다. 이는 예를 들어 차량의 코너 바디 구성요소 상의 구현에 특히 유용하다.
이제 도 7을 참조하면, 예시적인 다중 피스 재귀반사기 시스템(700)이 예시되어 있다. 시스템은 구성요소(704)의 A-면(712) 상에 선택적인 레이더 투과성 코팅(708)을 갖는 차량 바디 구성요소(704)를 포함한다. 하나 이상의 별개의 재귀반사기 피스(716)가 구성요소(704)의 B-면(720)에 부착된다. 이러한 부착은 하나 이상의 부착 장치(724)를 통해 이루어진다. 부착 장치(들)(724)의 비제한적인 예는 (i) 클립, (ii) 도그 하우스 + 부속품, (iii) 접착 테이프, (iv) 비-테이프 접착제, (v) 음파 용접, 및 이들의 조합을 포함한다. 도시된 바와 같이, 재귀반사기 피스(716)는 코너 재귀반사기이지만, 다른 재귀반사기 구성이 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 구성요소(704)는 유전체 재료로 형성된다. 구성요소(704)의 구성을 위한 잠재적인 재료는 자동차 외부 플라스틱, 예컨대 PC, PC-ABS, ABS, 및 열가소성 올레핀(TPO), 세라믹 또는 복합재(예컨대, 탄소), 및 유리를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 이러한 재료들 각각은 또한 예시된 바와 같이 선택적인 레이더 투과성 코팅(708)을 가질 수 있다. 재귀반사기의 구성을 위한 잠재적인 재료는 성형된 금속(예컨대, 스탬핑된 금속), 레이더 반사성 코팅(예컨대, 크롬 도금)이 더해진 PC, PC-ABS, ABS, 및 TPO와 같은 유전체 재료, 및 레이더 반사성 코팅이 더해진 세라믹 또는 복합재(예컨대, 탄소)를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 재귀반사기(들)는 또한 플라스틱을 전도성으로 만들기 위한 통합된 전도성 광물을 갖는 플라스틱과 같은, 레이더 반사성 코팅을 갖지 않는 플라스틱 재료로 형성될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 각각의 재귀반사기 피스(716)는 또한 중공형이거나 충전될 수 있다. 충전된 경우, 내측 또는 충전제 재료는 낮은 유전 값(dielectric value)을 갖는 레이더 투과성 재료이어야 한다.
이제 도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 재귀반사기 피스(들)(716)에 대한 예시적인 구성이 예시되어 있다. 도 8a는 25개의 개별 코너 재귀반사기 피스(804)를 포함하는 예시적인 코너 재귀반사기 어레이(800)를 예시한다. 이러한 예시적인 구성에서, 각각의 재귀반사기 피스의 중심 사이의 거리(808)는 대략 47 밀리미터(mm)이고 어레이(800)의 폭/높이(812)는 대략 270 mm이다. 도 8b는 평평한 플레이트와 같은, 재귀반사기 시스템을 갖지 않는 차량 바디 구성요소(라인 828)와 비교한 어레이(800)(라인 824)의 예시적인 성능의 플롯(820)을 예시한다. 알 수 있는 바와 같이, 어레이(800)는 최대 45도 관찰각에서 큰 성능 개선을 제공한다. 도 8c 및 도 8d는 대안적인 구성을 예시한다. 도 8c에서, 다른 예시적인 코너 재귀반사기 어레이(840)는 9개의 개별 코너 재귀반사기 피스(844)를 포함한다. 이러한 예시적인 구성에서, 각각의 코너 재귀반사기 피스(844)의 에지 길이(848)는 대략 58 mm이고, 각각의 코너 재귀반사기 피스(844)의 중심 사이의 거리(852)는 대략 69 mm이고, 어레이(840)의 폭/높이(856)는 대략 196 mm이다. 도 8d에서, 단일 유닛 구성(880)은 대략 100 mm의 변 길이를 갖는 단일 코너 재귀반사기(884)를 포함한다.
본 개시의 다른 태양에 따르면, 반사 관리 및 패턴화를 위한 차량 상의 재귀반사기 시스템의 다양한 구성이 제시된다. 도 9a는 다른 차량 레이더 시스템에 의한 차량(900)의 검출 가능성을 향상시키기 위한 예시적인 위치를 예시한다. 도 9b의 플롯(940)에서 볼 수 있는 바와 같이 코너 바디 구성요소(904a, 904b, 904c, 904d)(예컨대, 전방/후방 범퍼의 코너)에 재귀반사기 시스템을 구현하는 것. 필드(944)는 적어도 4개의 코너 바디 구성요소 구현된 재귀반사기 시스템을 갖는 차량의 반사율 성능(예컨대, dB 단위)을 예시하는 필드(948)와 비교하여, 재귀반사기 시스템을 갖지 않는 차량의 반사율을 예시한다. 전방 단부(908)의 중심 부분(예컨대, 전방 범퍼 또는 그릴 조립체의 중심 부분 내), 후방 단부(912)(예컨대, 후방 범퍼의 중심 부분, 테일라이트, 또는 트렁크 피니셔), 및 측면 부분(916a, 916b)(예컨대, 측면 몰딩)과 같은, 다른 바디 구성요소에 재귀반사기 시스템을 구현하는 것은 다른 차량 레이더 시스템에 의한 차량(900)의 검출 가능성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 개시의 다른 태양에 따르면, 차량 상의 재귀반사기를 은폐하기 위한 제조 기술이 제시된다. 위에서 논의된 바와 같이, 재귀반사기는 차량의 바디 구성요소의 B-면에 부착될 수 있으며, 이는 그에 의해 재귀반사기를 시야로부터 은폐한다. 도 10은 재귀반사기 시스템이 차량(1000) 상에서 은폐될 수 있는 몇몇 예시적인 위치를 예시한다. 이들은 페인팅된 측면 바디 몰딩(side body molding)(1004), 페인팅된 휠 트림(wheel trim)(1008), MiC(mold-in-color) 테일 램프 액센트(tail lamp accent)(1012), 및 크롬-유사(chrome-like) 트렁크 리드 피니셔(1016)를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 이러한 예시적인 구현예는 단지 예일 뿐이고 재귀반사기 시스템은 임의의 적합한 구성요소로 구현될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 대안적으로, 평평한 또는 평탄한 재귀반사기(즉, 코너 재귀반사기가 아님)는 바디 구성요소의 A-면 상에서 은폐되고 이어서 물리 증착(PVD)을 통해 적용된 페인트 또는 전이후 금속(post-transition metal) 또는 반금속, 또는 필름과 같은 레이더 투과성 코팅 뒤에서 은폐될 수 있다. 이러한 평평한/평탄한 재귀반사기의 비제한적인 예는 반 아타 어레이 및 주파수 선택 표면(frequency selected surface, FSS)을 포함한다. 사용시, 반사 신호 강도는 물체 존재를 결정하는 데 이용될 수 있고, 반사 신호의 수신까지의 시간은 물체가 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 결정하는 데 이용될 수 있고, 반사 신호의 패턴은 물체의 유형을 결정하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 특정 반사 패턴을 생성하도록 재귀반사기 시스템을 설계함으로써, 물체의 유형이 송신 차량에 의해 결정될 수 있다.

Claims (15)

  1. 차량의 바디 구성요소(body component)로서,
    가시적 A-면 및 반대편의 B-면을 한정하는 레이더 투과성 유전체 층(radar-transparent dielectric layer);
    하나 이상의 재귀반사기(retroreflector); 및
    상기 하나 이상의 재귀반사기를 상기 레이더 투과성 유전체 층의 상기 B-면에 부착하기 위한 하나 이상의 부착 장치를 포함하는, 바디 구성요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 재귀반사기는 복수의 코너 재귀반사기(corner retroreflector)의 어레이를 포함하는, 바디 구성요소.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 코너 재귀반사기는 상기 복수의 코너 재귀반사기가 상기 바디 구성요소의 상기 B-면에 개별적으로 부착되도록 자유로운, 바디 구성요소.
  4. 제2항에 있어서, 상기 복수의 코너 재귀반사기는 상기 복수의 코너 재귀반사기가 상기 바디 구성요소의 상기 B-면에 집합적으로 부착되도록 부착 스트립(strip)들 또는 단일 후방 피스(back piece)를 통해 서로 연결되는, 바디 구성요소.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 부착 장치는 (i) 클립들, (ii) 도그 하우스(dog-house) + 부속품, (iii) 접착 테이프, (iv) 비-테이프 접착제, 및 (v) 음파 용접 중 적어도 하나를 포함하는, 바디 구성요소.
  6. 제1항에 있어서, 상기 레이더 투과성 유전체 층은 폴리카르보네이트(PC), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), PC-ABS, 열가소성 올레핀(TPO), 세라믹, 탄소 복합재, 및 유리 중 하나인, 바디 구성요소.
  7. 제6항에 있어서, 상기 재귀반사기들은 (i) 금속, 또는 (ii) 레이더 반사성 코팅 또는 통합된 전도성 광물이 더해진 PC, ABS, PC-ABS, TPO, 세라믹, 탄소 복합재, 및 유리 중 하나로 형성되는, 바디 구성요소.
  8. 제1항에 있어서, 상기 바디 구성요소의 상기 A-면 상에 배치된 레이더 투과성 코팅을 추가로 포함하는, 바디 구성요소.
  9. 제8항에 있어서, 상기 레이더 투과성 코팅은 (i) 페인트 및 (ii) 물리 증착(physical vapor deposition, PVD)을 통해 적용된 전이후 금속(post-transition metal) 또는 반금속(metalloid) 또는 필름 중 하나인, 바디 구성요소.
  10. 제1항에 있어서, 상기 바디 구성요소는 페인팅된 측면 바디 몰딩(side body molding)인, 바디 구성요소.
  11. 제1항에 있어서, 상기 바디 구성요소는 페인팅된 휠 트림(wheel trim)인, 바디 구성요소.
  12. 제1항에 있어서, 상기 바디 구성요소는 MiC(mold-in-color) 테일 램프 액센트(tail lamp accent)인, 바디 구성요소.
  13. 제1항에 있어서, 상기 바디 구성요소는 크롬 유사 트렁크 리드 피니셔(chrome-like trunk lid finisher)인, 바디 구성요소.
  14. 차량을 위한 재귀반사기 시스템으로서, 다른 차량 레이더 시스템들에 대한 상기 차량의 반사 패턴을 향상시키기 위해 상기 차량의 4개의 코너에 배열된 제1 4개의 제1항의 바디 구성요소를 포함하는, 재귀반사기 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 다른 차량 레이더 시스템들에 대한 상기 차량의 상기 반사 패턴을 더욱 향상시키기 위해 상기 차량의 전방 단부 및 후방 단부와 서로 반대편에 있는 측면들에 배열된 제2 4개의 제1항의 바디 구성요소를 추가로 포함하는, 재귀반사기 시스템.
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