JP5610344B2 - レーダ装置用被覆部材 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置用の被覆部材に係り、特にメタリック塗装やメッキ処理を施すことなく高い意匠性を発揮するレーダ装置用被覆部材に関する。

近年、車両には、前方を走行する他の車両との距離等を計測するためのレーダ装置が設けられている。このレーダ装置は例えば車両のフロントグリルの後側、つまりエンジンルーム内であってラジエータの前側に配設されており、フロントグリルを介して車両前方へ向けて、例えばミリ波を放って距離等を計測する。

従来、図１２に示すようにレーダ装置１００からのミリ波が伝搬する経路を遮らないようフロントグリル２００には部分的に開口２１０が形成され、さらに当該開口２１０には被覆部材３００が取り付けられている。被覆部材３００はレーダ装置１００からのミリ波の透過性を良好に構成することが要求される。メタリック塗装やメッキ処理はその塗膜に含まれる金属部分がミリ波の伝搬を妨げるため使用することができない。メタリック塗装などを使用又は適用できないことは、車両意匠の選択の自由度を制限することにもなり得る。

このような問題に関連して、特許文献１では、被覆部材として金属装飾を設けることができるように、被覆部材の裏面に電波透過可能な金属膜としてインジウムなどを不連続蒸着した極めて薄い金属層を形成している。

特開２０００−１５９０３９号公報

しかしながら、特許文献１の金属層は、インジウムを用いる原材料費に加えて、薄膜を生成するための製造にも費用が嵩む。

本発明は、以上の点に鑑みて創作されたもので、金属層を用いることなく、レーダ装置を遮蔽すると共に、金属光沢を模した高輝度性を有する、レーダ装置用被覆部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、車両前部に設けたレーダ装置からのミリ波の伝搬経路上に配置されるレーダ装置用被覆部材であって、車両前方側に配置される第１光学媒体とこの第１光学媒体の裏面に接触して設けられた第２光学媒体とを備え、第１光学媒体の裏面は隙間無く並んだ複数の微細構造部によって構成され、微細構造部は下記の構成（Ａ１）又は（Ａ２）の何れかによって構成され、第２光学媒体の屈折率は第１光学媒体の屈折率よりも低いことを特徴としている。
（Ａ１）車両前後方向に延びる仮想の水平線に対して非垂直な面。
（Ａ２）頂点を除いた部分全てが車両前後方向に延びる仮想の水平線に対して非垂直である半球状の曲面。

本発明のレーダ装置用被覆部材は、好ましくは、第２光学媒体の裏側に不透明な第３光学媒体が設けられている。

本発明のレーダ装置用被覆部材において、好ましくは、第２光学媒体が空気層として形成され、空気層は第１光学媒体と第３光学媒体とによって囲繞されている。

本発明によれば、第１光学媒体の裏面を複数の微細構造部によって構成し、各微細構造部が第１光学媒体内からレーダ装置側へ出射する可視光の経路を変え、特に微細構造部によって多くの光を全反射させることで、車両前方へ向けて反射させることができる。

このように、本発明は、入射した可視光の多くを当該被覆部材の前方へ反射できるように、第１光学媒体の裏面を複数の微細構造部だけで構成したことで、例えば被覆部材の前方からユーザーが被覆部材の奥側を覗こうと試みても、当該ユーザーは当該微細構造部に反射された光によって当該被覆部材がきらきらと光る煌き感を受けて、容易にその奥側のレーダ装置を確認することはできない。また、このような境界面が、きらきらと光るような光輝性を発揮することで、光沢に似た意匠を車両に付与することができる。

本発明の第１実施形態に係るレーダ装置用被覆部材の使用状態を示す図である。 図１のレーダ装置用被覆部材における円Ｃで囲った部分の拡大断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の微細構造部の第１構成の例を示す斜視図、（Ｂ）は模式的断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の微細構造部の第２構成の例を示す斜視図、（Ｂ）は模式的断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の微細構造部の第３構成の例を示す斜視図、（Ｂ）は模式的断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の微細構造部の第４構成の例を示す平面図、（Ｂ）は模式的断面図である。 本発明の第１実施形態の微細構造部の作用を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るレーダ装置用被覆部材の使用状態を示す図である。 第１実施例のレーダ装置用被覆部材の使用状態を示している。 第１実施例のレーダ装置用被覆部材の光輝性を示すグラフである。 第２実施例のレーダ装置用被覆部材の使用状態を示している。 従来のレーダ装置用被覆部材の使用状態を示している。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図中の矢印Ｆｒは車両前方を、矢印Ｕｐは車両上方を、ＬＨは車幅方向であって左方を示す。従来技術と同じ構成要素には、同じ符号を付してそれを詳細に説明することを省略する。

[第１実施形態]
図１は本発明の第１実施形態に係るレーダ装置用被覆部材（以下、被覆部材と呼ぶ。）１の使用状態を示す図であり、被覆部材１はフロントグリル２００に形成された開口２１０を塞ぐように取り付けられている。この開口２１０の奥側、つまりエンジンルームＲ側に、レーダ装置１００が設けられており、当該装置１００から射出されたミリ波の伝搬経路上に被覆部材１が配設されている。なお、図１ではフロントグリル２００の一部を模式的に表している。

本実施形態の被覆部材１は、車両の前方側に配置される第１光学媒体１０と、この第１光学媒体１０の裏面に接触して設けられた第２光学媒体２０と、を備えている。被覆部材１はこれらの第１光学媒体１０と第２光学媒体２０とによって構成されている。

第１光学媒体１０は、車両前方を臨む第１表面１１と、この第１表面１１の反対側に配置されていると共にレーダ装置１００側を臨む第２表面１２と、を有する。第１表面１１はなだらかに形成されているが、第２表面１２はその一部が第１表面１１側へ凹陥した大きな窪み１３を有する。

第２光学媒体２０は、第１光学媒体１０よりも屈折率の低い透明物質により構成される。例えば、第２光学媒体２０は、第１光学媒体１０の第２表面１２に接触する第１表面２１と、この第１表面２１の反対側に配置されていると共にレーダ装置１００を臨む第２表面２２と、を有する。
第２光学媒体２０では、第１表面２１が第１光学媒体１０の第２表面１２の形状に則って凹凸状に形成されており、この第１表面２１が第１光学媒体１０の第２表面１２に隙間無く接する、つまり密着する。第２表面２２は、第１表面２１と略同じように、粗い凹凸した面に形成されている。

この第２光学媒体２０の屈折率ｎ２は、第１光学媒体１０の屈折率ｎ１よりも小さく設定されている。第２光学媒体２０は、さらにレーダ装置１００からのミリ波を透過させることができるものを利用する。

図２は図１の被覆部材１における円Ｃで囲った部分の拡大断面図であり、この図に示すように、第１光学媒体１０の第２表面１２は隙間無く並んだ複数の微細構造部１５によって構成されている。つまり、微細構造部１５は規則的に繰り返して形成されており、例えば微細構造部１５のピッチが０．０５〜０．５ｍｍに選定されている。各微細構造部１５の縦、横、高さ寸法がそれぞれ０．０５〜０．５ｍｍに選定されている。各微細構造部１５の縦、横、高さ寸法は、レーダ装置１００に使用されるミリ波に減衰を与えないように、ミリ波の波長に対して１／４〜１／１０以下という値となるように十分に小さくする。ミリ波の周波数が例えば７６ＧＨｚの場合、波長は約４ｍｍである。この場合は、各微細構造部１５の縦、横、高さ寸法を上記波長の１／４〜１／１０以下の０．４〜１ｍｍ以下程度としておけば、レーダ装置１００で使用するミリ波の減衰が生じなくなる。

この微細構造部１５は、例えば第１光学媒体１０の射出成形時に当該第１光学媒体１０の一部、つまり第２表面１２として成形される。
図３〜図６は本実施形態の微細構造部１５の構成例であり、図６（Ａ）が微細構造部１５の平面図であることを除いて、その他の図の（Ａ）は微細構造部１５の斜視図であり、さらに、各図の（Ｂ）は模式的な断面図である。

図３の微細構造部１５は複数のＶ溝１６として形成されている。各Ｖ溝１６は、その溝肩が隣なりの他のＶ溝１６の溝肩と重なるよう、つまり各溝肩間に平坦な面が生じないように隣接して形成されている。さらに、図３（Ｂ）に示すように、Ｖ溝１６を構成する面１６Ａは車両前後方向に延びる仮想の水平線Ｌに対して垂直にならないように形成されている。以下、このような垂直に該当しない状態を非垂直と呼ぶ。

図４の微細構造部１５は、エンジンルーム側へ膨出するように張り出したレンズ部１７として形成されている。各レンズ部１７の曲率は同じに設定される。さらに、図４（Ｂ）に示すように、レンズ部１７を構成する面１７Ａは車両前後方向に延びる仮想の水平線Ｌに対して、頂点を除いた部分全てが非垂直な曲面に形成されている。

図５の微細構造部１５は四角錐１８として形成されている。さらに、図５（Ｂ）に示すように、四角錐１８を構成する面１８Ａは車両前後方向に延びる仮想の水平線Ｌに対して非垂直に形成されている。

図６の微細構造部１５は六角錐１９として形成されている。さらに、図６（Ｂ）に示すように、六角錐１９を構成する面１９Ａは車両前後方向に延びる仮想の水平線Ｌに対して非垂直に形成されている。

第２光学媒体２０の第１表面２１は、第１光学媒体１０の第２表面１２と密着するように形成されている。従って、第１表面２１も微細な凹凸形状によって形成されている。

本実施形態の被覆部材１を構成する第１光学媒体１０は、透明であり、例えばポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などの樹脂材料により構成されている。

本実施形態の被覆部材１は以上のように構成されており、図１に示すように、フロントグリル２００の開口２１０に取り付けて使用に供される。この場合において、車両前方側の第１表面１１から第１光学媒体１０に入射した光は、図７に示すように、エンジンルーム側の第２表面１２に到達するが、この第２光学媒体２０との境界面、図示するように微細構造部１５がＶ溝１６である場合のＶ溝１６の傾斜面１６Ａを境に、光は屈折する。特に、第２光学媒体２０が第１光学媒体１０よりも可視光の屈折率が小さいため、図中の実線で示すように屈折光ＲＬは、境界面である傾斜面１６Ａ寄りに近くなるように屈折する。また、一部の光はＶ溝１６の傾斜面１６Ａで反射し、入射角θ１が臨界角を超えると、その光は境界面で全反射（図中の二点鎖線参照）し、さらに当該第１光学媒体１０を反射して第１表面１１へ向けて進行した後、当該第１表面１１から第１光学媒体１０の外に出る。

本実施形態の被覆部材１によれば、第１光学媒体１０の裏面を複数の微細構造部１５によって構成し、各微細構造部１５が第１光学媒体１０内から出射する可視光の経路を変え、特に入射角θ１（図７参照）が臨界角を超える可視光を全反射させ車両前方へ向けて反射させることができる。

このように、被覆部材１は、入射した可視光の多くを当該被覆部材１の前方へ反射できるように、第１光学媒体１０の裏面を複数の微細構造部１５だけで構成したことで、例えば被覆部材１の前方からユーザーが被覆部材１の奥側を覗こうと試みても、当該ユーザーは当該微細構造部１５の傾斜面１６Ａに反射された光によって当該被覆部材１がきらきら状に光る感じを受ける。また、このような当該被覆部材１が、きらきらときらめくような光輝性を発揮することで、光沢に似た意匠を車両に付与することができる。第１光学媒体１０の裏面の微細構造部１５は、例えばミリ波が７６ＧＨｚの場合、縦、横、高さを波長の１／４〜１／１０以下の０．０５〜０．５ｍｍにすることで、ミリ波の透過に影響を与えることがなく、しかも、光輝性を発揮して内部が透視されることがなくなる。

[第２実施形態]
図８は本発明の第２実施形態に係る被覆部材２の使用状態を示す図である。第１実施形態の被覆部材１と同じ又は同様の構成要素には同じ符号を付し、それらを詳細に説明することは省略する。

被覆部材２は、車両の前方側に配置される第１光学媒体１０と、この第１光学媒体１０の裏面に接触して設けられた第２光学媒体２０と、この第２光学媒体２０の裏側に配設される第３光学媒体３０と、から構成されている。

第３光学媒体３０は、第２光学媒体２０の第２表面２２に接触する第１表面３１と、この第１表面３１の反対側に配置されていると共にレーダ装置１００を臨む第２表面３２と、を有する。図示例では、これらの第１表面３１と第２表面３２との間が中実に形成されている。
第１表面３１は第２光学媒体２０の第２表面２２の形状と同じ凹凸状に形成されており、この第１表面３１が第２光学媒体２０の第２表面２２に隙間無く接する。第２表面３２は第１表面３１と同じに形成されている。
この第３光学媒体３０は、特に第２光学媒体２０のように屈折率が制限されるものではないが、レーダ装置１００からのミリ波を透過させることができるものを利用する。本実施形態の第３光学媒体は不透明であり、例えばポリカーボネイト（ＰＣ），熱可塑性樹脂（ＡＢＳ），ポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂材料により構成されている。

このように構成された被覆部材２も、第１実施形態と同様の効果を発揮する。さらに、不透明な第３光学媒体３０を備えていることで、レーダ装置１００の視認性をさらに低減することができる。

次に、第１実施形態の具体例として第１実施例を、第２実施形態の具体例として第２実施例を、それぞれ説明する。前述の実施形態と同じ又は同様の構成要素には同じ符号を付す。

[第１実施例]
図９は第１実施例の被覆部材１Ａの使用状態を示している。
第１光学媒体１０は例えばポリカーボネイトから構成されている。第２光学媒体２０の透明物質は、ポリカーボネイトよりも可視光の屈折率の低い気体であり、例えば空気によって構成されている。言い換えれば、本第１実施例では、被覆部材１Ａは、第１光学媒体１０だけから構成されている。第２光学媒体２０が空気層２５であるため、第１光学媒体１０の第２表面１２を構成する複数の微細構造部１５は他の部材で覆われずに、直に空気に接する。
なお、透明物質として、本実施例の空気に代えて、ＣＯ_２，Ｈｅなどの気体を用いてもよい。

このような構成の第１実施例でも、車両前側から第１光学媒体１０に入射した可視光は、図７に示すように第１光学媒体１０の第２表面１２を成す境界面で、一部の光が全反射して再び第１表面１１から車両前方へ出射する。よって、第１実施形態と同様の効果を発揮する。
なお、図１０は、微細構造部１５が図３のＶ溝１６である場合、溝幅のピッチを１００μｍ（以下、基準幅と呼ぶ）としたときの輝度の指数を基準値１とし、ピッチを０から２５０μｍまで変えた場合の各ピッチにおける輝度の基準幅における輝度に対する相対指数を表すグラフである。このグラフは、ピッチ幅０から２５０μｍにおいて、光の全反射現象を利用している為、ピッチが大きく、つまり反射面積が大きくなるにつれて輝度が高くなることを示している。なお、第１光学媒体１０は屈折率１．５８のポリカーボネイトであり、第２光学媒体２０は空気１．００である。

[第２実施例]
図１１は第２実施例の被覆部材２Ａの使用状態を示している。
第１光学媒体１０は例えばポリカーボネイトから構成されている。第２光学媒体２０は、第１実施例と同様に、透明物質である空気を利用する。
第３光学媒体３０は、ポリカーボネイト（ＰＣ），熱可塑性樹脂（ＡＢＳ），ポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂材料によって不透明に構成されている。
なお、本第２実施例では図に示すように、第２光学媒体２０である空気層２５は、第１光学媒体１０と第２光学媒体３０とに囲繞されている。言い換えれば、被覆部材２Ａは、外気や水分が被覆部材外から被覆部材２Ａの内部の空気層２５に浸入しないよう、第１光学媒体１０と第３光学媒体３０とを気密的に及び水密的に重ね合わせて、構成されている。

このように構成された被覆部材２Ａは、第１実施例と同様の効果を発揮することに加えて、反射面を成す第１光学媒体１０の第２表面１２の汚れを防止しクリーン状態を維持することができる。

以上詳述したが、本発明は発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。
第１光学媒体と第２光学媒体との境界面は、第２光学媒体と第３光学媒体との境界面は、それぞれ大きな凹凸形状を無しに形成されてもよい。
第２光学媒体の第２表面２２と第３光学媒体の第２表面３２は、なだらかな面或いは平坦な面として構成されてもよい。第１光学媒体１０の第１表面１１も平坦に形成されてもよい。
第１光学媒体の第１表面は、凹凸とした面に形成されてもよい。

上記説明では、被覆部材１，１Ａ，２，２Ａがフロントグリル２００に設けた開口２１０に配設される場合を説明したが、配置箇所は開口２１０に限られるものではない。例えば、フロントグリルが車幅方向に左右に２分割される場合、それらの間に配置されてもよい。このように取付箇所は限定されるものではないが、レーダ装置からの電磁波の伝搬経路上に配置される。また、レーダ装置の構成も限定されるものではない。
また、上記説明では、複数の微細構造部１５が第１光学媒体１０の第２表面１２に規則的に配列されているが、複数の微細構造部１５が不規則に、例えばその向きや凹凸の寸法が異なるように構成されてもよい。

１，１Ａ，２，２Ａ 被覆部材
１０ 第１光学媒体
１１ 第１光学媒体の第１表面
１２ 第１光学媒体の第２表面
１５ 微細構造部
２０ 第２光学媒体
２１ 第２光学媒体の第１表面
２２ 第２光学媒体の第２表面
２５ 空気層
３０ 第３光学媒体
３１ 第３光学媒体の第１表面
３２ 第３光学媒体の第２表面

Claims (3)

1. 車両前部に設けたレーダ装置からのミリ波の伝搬経路上に配置されるレーダ装置用被覆部材であって、
   車両前方側に配置される第１光学媒体と、この第１光学媒体の裏面に接触して設けられた第２光学媒体と、を備え、
   上記第１光学媒体の裏面は隙間無く並んだ複数の微細構造部によって構成され、
   上記微細構造部は下記（Ａ１）又は（Ａ２）の何れかによって構成され、
   上記第２光学媒体の屈折率は上記第１光学媒体の屈折率よりも低く、
   上記各微細構造部が、車両前方側から上記第１光学媒体内に入射して上記第２光学媒体側に出射する可視光の経路を変え、入射角が臨界角を超える可視光を全反射させ上記車両前方へ向けて反射させ、
   上記各微細構造部の縦、横、高さの寸法が、それぞれ上記レーダ装置に使用されるミリ波の波長に対して１／４〜１／１０以下にされることを特徴とする、レーダ装置用被覆部材。
   （Ａ１）車両前後方向に延びる仮想の水平線に対して非垂直な面。
   （Ａ２）頂点を除いた部分全てが車両前後方向に延びる仮想の水平線に対して非垂直である半球状の曲面。
2. 前記第２光学媒体の裏側に不透明な第３光学媒体が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のレーダ装置用被覆部材。
3. 前記第２光学媒体が空気層として形成され、
   上記空気層は、前記第１光学媒体と前記第３光学媒体とによって囲繞されていることを特徴とする、請求項２に記載のレーダ装置用被覆部材。