特許 7462117 レーダーセンサおよび信号伝達発光モジュールを含む車両アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-27

(45)【発行日】2024-04-04

(54)【発明の名称】レーダーセンサおよび信号伝達発光モジュールを含む車両アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/03 20060101AFI20240328BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20240328BHJP

   H01Q 1/32 20060101ALI20240328BHJP

   H01Q 1/42 20060101ALI20240328BHJP

【ＦＩ】

G01S7/03 246

G01S13/931

H01Q1/32 Z

H01Q1/42

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023533384

(86)(22)【出願日】2021-11-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-13

(86)【国際出願番号】 EP2021082051

(87)【国際公開番号】W WO2022117351

(87)【国際公開日】2022-06-09

【審査請求日】2023-07-27

(31)【優先権主張番号】2012495

(32)【優先日】2020-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】391011607

【氏名又は名称】ヴァレオ ビジョン

【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＶＩＳＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】ピエール、アルボー

(72)【発明者】

【氏名】ピエール、ルノー

【審査官】藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１１１１５９５２（ＤＥ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１８４１０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０５３９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－００９９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５８１１１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

Ｈ０１Ｑ １／３２

Ｈ０１Ｑ １／４２

Ｂ６０Ｑ １／００－ １／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両（２）向けの車両アセンブリ（１）であって、
－ 波長（λ）範囲（Δ１）にわたってレーダー波（Ｒ１）を放射するよう構成されているレーダーセンサ（１０）と、
－ 信号伝達機能（ｆ１）を実行するよう構成されている発光モジュール（１３）と、
を含み、
－ 前記発光モジュール（１３）は、副層（１４）とサブ波長構造の誘電体素子を形成するパターン（１５０）の層（１５）とを含み、前記パターン（１５０）の繰り返し周期（Λ１、Λ２）は前記範囲（Δ１）内の波長（λ）の４分の１未満であることを特徴とし、前記発光モジュール（１３）の全厚（ｅ０）は、前記副層（１４）と前記パターン（１５０）の前記層（１５）の等価屈折率（ｎ_ｅｑ）の２倍に前記レーダー波（Ｒ１）の入射角（θ）に対応する屈折角（ｒ）のコサインを乗じたもので前記範囲内の波長（λ）を割ったもののｍ倍（ｍは整数である）と等しいことを特徴とする、車両アセンブリ（１）。

【請求項2】

前記レーダーセンサ（１１）は、ミリ波、極超短波、またはマイクロ波のレーダーセンサである、請求項１に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項3】

前記レーダー波（Ｒ１）は、１００ＭＨｚ～５ＧＨｚの範囲の周波数帯域にわたって放射される、請求項２に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項4】

前記パターン（１５０）の前記繰り返し周期（Λ１、Λ２）は、前記レーダー波（Ｒ１）内の前記波長（λ）の１０分の１未満である、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項5】

前記パターン（１５０）は、円筒プリズム、直方体プリズム、ピラミッド型プリズム、立方体プリズム、または複数のトーラスから成る部分である、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項6】

前記パターン（１５０）は０．４ｍｍ未満の寸法（ａ１、ａ２）を有する、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項7】

前記全厚（ｅ０）は、前記パターン（１５０）の高さ（ｈ１）および前記副層（１４）の厚さ（ｅ２）により形成される、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項8】

前記入射角（θ）がゼロと等しい場合は、前記全厚（ｅ０）は、前記等価屈折率（ｎ_ｅｑ）の２倍で前記波長（λ）を割ったものと等しい、請求項７に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項9】

前記全厚（ｅ０）はarctan(d1/(2e4))と等しい入射角（θ）を用いて規定され、ｅ４は前記レーダーセンサ（１１）と前記発光モジュール（１３）の間の距離であり、ｄ１は前記レーダーセンサ（１１）の放射アンテナ（１００）と受信アンテナ（１０１）の間の距離である、請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項10】

前記発光モジュール（１３）は反射層（１６）をさらに含み、前記発光モジュール（１３）の全厚（ｅ０）は、前記副層（１４）と前記パターン（１５０）の前記層（１５）と前記反射層（１６）の等価屈折率（ｎ_ｅｑ）の２倍に前記レーダー波（Ｒ１）の入射角（θ）に対応する屈折角（ｒ）のコサインを乗じたもので前記範囲内の波長（λ）を割ったもののｍ倍（ｍは整数）と等しい、請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項11】

前記等価屈折率（ｎ_ｅｑ）は、前記レーダーセンサ（１０）の視野（ＦＯＶ）の中心と等しい前記レーダー波（Ｒ１）の入射角（θ）に対して算出される、請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項12】

前記発光モジュール（１３）は、昼光発光モジュール、指示灯、再帰反射器、またはハイマウントストップランプである、請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載の車両アセンブリ（１）。

【請求項13】

波長（λ）範囲（Δ１）にわたってレーダー波（Ｒ１）を放射するよう構成されているレーダーセンサ（１０）へ向けて配置され、信号伝達機能（ｆ１）を実行するよう構成されて副層（１４）とパターン（１５０）の層（１５）とを含む発光モジュール（１３）であって、前記パターン（１５０）の前記層（１５）はサブ波長構造の誘電体素子を形成して前記パターン（１５０）の繰り返し周期（Λ）は前記範囲（Δ１）内の波長（λ）の４分の１未満であることを特徴とし、前記発光モジュール（１３）の全厚（ｅ０）は、前記副層（１４）と前記パターン（１５０）の前記層（１５）の等価屈折率（ｎ_ｅｑ）の２倍に前記レーダー波（Ｒ１）の入射角（θ）に対応する屈折角（ｒ）のコサインを乗じたもので前記波長（λ）を割ったもののｍ倍（ｍは整数である）と等しいことを特徴とする、発光モジュール（１３）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両向けの車両アセンブリに関する。本発明は自動車において特定の用途があるが、これに限定されない。

【背景技術】

【0002】

ますます多くのレーダーセンサが、自動車の外部環境にある物体を検出し、自動車の角度位置を推定して、それに応じて自動非常ブレーキ機能、速度制御機能、またはさらに死角検出機能を実行するために用いられている。従来、こうしたレーダーセンサは自動車のバンパーの裏側に取り付けられた。

【0003】

この先行技術の一つの欠点は、バンパー裏への一体化は、バンパーへ塗布される金属化塗料の層および前記バンパーの湾曲形状のためにレーダーセンサの性能を低下させることである。これにより、物体の角度位置の推定が悪化する。

【発明の概要】

【0004】

この文脈においては、本発明の目的は、前述の欠点への対処を可能とする車両アセンブリを提案することである。

【0005】

この目的のため、本発明は車両向けの車両アセンブリを提案し、前記車両アセンブリは、
－ 波長範囲にわたってレーダー波を放射するよう構成されているレーダーセンサと、
－ 信号伝達機能を実行するよう構成されている発光モジュールと、
を含み、
－ 前記発光モジュールは、副層とサブ波長構造の誘電体素子を形成するパターンの層とを含み、パターンの繰り返し周期は前記範囲内の波長の４分の１未満であることを特徴とし、前記発光モジュールの全厚は、前記副層と前記パターンの層の等価屈折率の２倍にレーダー波の入射角に対応する屈折角のコサインを乗じたもので前記範囲内の波長を割ったもののｍ倍（ｍは整数である）と等しいことを特徴とする。

【0006】

非限定的な実施形態によれば、車両アセンブリはさらに、以下の中から選択される１つまたは複数の更なる特徴を、単独または任意の技術的に可能な組み合わせで含むことができる。

【0007】

非限定的な一実施形態によれば、前記レーダーセンサはミリ波、極超短波、またはマイクロ波のレーダーセンサである。

【0008】

非限定的な一実施形態によれば、前記レーダー波は１００ＭＨｚ～５ＧＨｚの範囲の周波数帯域にわたって放射される。

【0009】

非限定的な一実施形態によれば、パターンの前記繰り返し周期は、レーダー波の前記波長の１０分の１未満である。

【0010】

非限定的な一実施形態によれば、前記パターンは円筒プリズム、直方体プリズム、ピラミッド型プリズム、立方体プリズム、または複数のトーラスから成る部分である。

【0011】

非限定的な一実施形態によれば、パターンは０．４ｍｍ未満の寸法を有する。

【0012】

非限定的な一実施形態によれば、前記全厚は前記パターンの高さおよび前記副層の厚さから成る。

【0013】

非限定的な一実施形態によれば、入射角がゼロと等しい場合は、全厚は、等価屈折率の２倍で前記波長を割ったものと等しい。

【0014】

非限定的な一実施形態によれば、全厚はarctan(d1/(2e4))と等しい入射角を用いて規定され、ｅ４は前記レーダーセンサと前記発光モジュールの間の距離であり、ｄ１は前記レーダーセンサの放射アンテナと受信アンテナの間の距離である。

【0015】

非限定的な一実施形態によれば、前記発光モジュールは反射層をさらに含み、前記発光モジュールの全厚は、前記副層と前記パターンの層と前記反射層の等価屈折率の２倍にレーダー波の入射角に対応する屈折角のコサインを乗じたもので前記範囲内の波長を割ったもののｍ倍（ｍは整数である）と等しい。

【0016】

非限定的な一実施形態によれば、等価屈折率は、前記レーダーセンサの視野の中心と等しいレーダー波の入射角に対して計算される。

【0017】

非限定的な一実施形態によれば、前記発光モジュールは昼光発光モジュール、指示灯、再帰反射器、またはハイマウントストップランプである。

【0018】

また、波長範囲にわたってレーダー波を放射するよう構成されているレーダーセンサへ向けて配置される発光モジュールが提案され、前記発光モジュールは信号伝達機能を実行するよう構成されて、副層とパターンの層とを含み、前記パターンの層はサブ波長構造の誘電体素子を形成してパターンの繰り返し周期は前記範囲内の波長の４分の１未満であることを特徴とし、前記発光モジュールの全厚は、前記副層と前記パターンの層の等価屈折率の２倍にレーダー波の入射角に対応する屈折角のコサインを乗じたもので前記波長を割ったもののｍ倍（ｍは整数である）と等しいことを特徴とする。

【0019】

本発明およびその様々な用途は、以下の明細書を読み、添付の図を参照することでより良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の非限定的な一実施形態に係る車両アセンブリの概略図であり、前記車両アセンブリはレーダーセンサと発光モジュールとを含む。

【図2】非限定的な一実施形態に係る図１のレーダーセンサにより放射され、図１の前記発光モジュールで部分的に反射されるレーダー波の模式図である。

【図3】非限定的な一実施形態に係る図１の発光モジュールの模式図であり、前記発光モジュールは副層とパターンの層とを含む。

【図4】非限定的な一実施形態に係る図３の発光モジュールのパターンの層のパターンの局所的領域の斜視図である。

【図5】非限定的な一実施形態に係る図１のレーダーセンサにより放射され、図１の前記発光モジュールで反射されるレーダー波の模式図であり、前記発光モジュールは反射層である更なる層を含む。

【0021】

様々な図で現れる構造または機能が同一の要素は、特に指定のない限り、同じ参照符号を使用する。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明に係る車両２の車両アセンブリ１について、図１～図５を参照して説明する。車両アセンブリ１は車両システム１とも呼ばれる。非限定的な一実施形態では、車両２は自動車である。自動車は任意の種類の電動車両を意味すると理解される。この実施形態は、明細書の残りの部分を通して非限定的な例であるとみなされる。したがって、明細書の残りの部分を通して車両２は自動車２とも呼ばれる。非限定的な別の実施形態では、車両アセンブリ１は自動車２の前部または後部にある照明装置または信号装置の中に配置される。

【0023】

図１に示されるように、車両２向けの照明装置は、
－ 視野ＦＯＶを有し、前記視野ＦＯＶ内に波長λの範囲Δ１にわたってレーダー波Ｒ１を放射するよう構成されているレーダーセンサ１０と、
－ 機能ｆ１とも呼ばれる信号伝達機能ｆ１を実行するよう構成されている発光モジュール１３と、を含む。したがって、この照明装置は、信号伝達発光モジュール１３とも呼ばれる。

【0024】

車両アセンブリ１は、外側出力レンズ１２をさらに含む。外側出力レンズ１２は、発光モジュール１３の一部を形成しても、しなくてもよい。

【0025】

レーダーセンサ１０について以下で説明する。図１に示されるように、レーダーセンサ１０は発光モジュール１３へ向けて配置される。非限定的な一実施形態では、レーダーセンサ１０はミリ波（２４ＧＨｚ～３００ＧＨｚ）、極超短波（３００ＭＨｚ～８１ＧＨｚ）、またはマイクロ波（１ＧＨｚ～３００ＧＨｚ）のレーダーセンサである。非限定的な別の一実施形態では、レーダーセンサ１０は７６ＧＨｚ～８１ＧＨｚの範囲内のレーダー周波数で動作する。非限定的な一実施形態では、レーダー波Ｒ１は１００ＭＨｚ～５ＧＨｚの範囲の周波数帯域にわたって放射される。したがって、非限定的な一例では、センサが７７ＧＨｚのレーダー周波数、つまり３．９５ｍｍの波長λで１ＧＨｚの周波数帯域で動作する場合、レーダーセンサ１０は７６．５ＧＨｚから７７５ＧＨｚの周波数帯域にわたって動作する。それゆえ、レーダー波Ｒ１は７６．５ＧＨｚから７７．５ＧＨｚの周波数範囲、つまり３．８７ｍｍから３９２ｍｍの波長λの範囲Δ１にわたって放射される。したがって、非限定的な別の例では、レーダーセンサ１０が７８．５ＧＨｚのレーダー周波数で５ＧＨｚの周波数帯域で動作する場合、レーダーセンサ１０は７６ＧＨｚから８１ＧＨｚの周波数帯域にわたって動作する。それゆえ、レーダー波Ｒ１は７６ＧＨｚから８１ＧＨｚの周波数範囲、つまり３．７０１ｍｍから３．９４５ｍｍの波長λの範囲Δ１にわたって放射される。

【0026】

図２に示されるように、放射されたレーダー波Ｒ１は、入射角θで発光モジュール１３に到達する。非限定的な一実施形態では、入射角θは０°～±３０°の範囲である。したがって、視野ＦＯＶは－３０°～＋３０°の間で変化する。視野ＦＯＶの中心は、車両軸とも呼ばれる車両の前後軸に対して０°の角度にある。したがって、非限定的な別の実施形態では、視野ＦＯＶは－９０°～＋４５°の間で変化する。視野ＦＯＶの中心は車両軸に対して－４５°の角度にあり、発光モジュール１３へのレーダー波Ｒ１の入射角θは０°に近いままである（車両アセンブリ１は車両軸に対して約４５°に位置する）。

【0027】

レーダーセンサ１０は、レーダー波Ｒ１を放射することで自動車２の外部環境を走査するよう構成される。したがって、図１に示されるように、レーダーセンサ１０は、
－ 一次レーダー波Ｒ１とも呼ばれるレーダー波Ｒ１を放射するよう構成されている少なくとも１つの放射アンテナ１００と、
－ 二次レーダー波Ｒ２または反射レーダー波Ｒ２とも呼ばれるレーダー波Ｒ２を受信するよう構成されている少なくとも２つの受信アンテナ１０１と、
を含む。

【0028】

レーダーセンサ１０は、一次レーダー波Ｒ１を生成するよう構成されている少なくとも１つの放射器１０３と、代わりに受信される二次レーダー波Ｒ２を処理するよう構成されている少なくとも１つの受信機１０４とをさらに含む。非限定的な一実施形態では、一つの電子部品を放射機能と受信機能の２つに用いることができる。したがって、１つまたは複数の送受信機が存在する。前記放射器１０３は、後で放射アンテナ１００により放射される一次レーダー波Ｒ１を生成し、このレーダー波は、自動車２の外部環境にある物体３（この場合は、図示されている非限定的な例における歩行者）に遭遇すると、前記物体３で反射する。このように反射されたレーダー波は、レーダーセンサ１０へと放射されて戻る波である。これらの波は、受信アンテナ１０１で受信される二次レーダー波Ｒ２である。これらの波は、レーダーセンサ１０へ向けて再送信されるレーダー波である。非限定的な一実施形態では、一次レーダー波Ｒ１および二次レーダー波Ｒ２は無線周波数波である。非限定的な一実施形態では、レーダーセンサ１０は複数の放射器１０３および複数の受信機１０４を含む。

【0029】

アンテナ１００とも呼ばれる放射アンテナ１００は、放射器１０３により生成される一次レーダー波Ｒ１を放射するよう構成される。アンテナ１０１とも呼ばれる受信アンテナ１０１は、二次レーダー波Ｒ２を受信して、後でこの二次レーダー波Ｒ２を処理する受信機１０４へこの二次レーダー波Ｒ２を送信するよう構成される。自動車２の外部環境に位置する物体３の自動車２に対する角度位置の推測を可能とする位相シフトが受信アンテナ１０１により受信される複数の二次レーダー波Ｒ２の間に存在する。非限定的な実施形態では、アンテナ１００、１０１はパッチアンテナまたはスロットアンテナである。

【0030】

非限定的な一実施形態では、アンテナ１００、１０１、放射器１０３、および受信機１０４はプリント基板１０５上に配置される。非限定的な一実施形態では、プリント基板は、ＰＣＢＡ（プリント基板アセンブリ）とも呼ばれる硬いプリント基板、または「フレックスボード」とも呼ばれるフレキシブルプリント基板である。

【0031】

レーダーセンサ１０は、放射器１０３および受信機１０４を制御するよう構成されている電子制御装置１０６をさらに含む。レーダーセンサは当業者には既知であるため、本明細書でより詳細に説明されることはない。

【0032】

発光モジュール１３について以下で説明する。発光モジュール１３は、信号伝達機能ｆ１を実行するよう構成される。非限定的な実施形態では、前記発光モジュール１３は昼光発光モジュール、指示灯、再帰反射器、またはハイマウントストップランプである。

【0033】

発光モジュール１３は、波長範囲Δ１内の波長λの程度の等価屈折率ｎ_ｅｑを有する。ｎ１は信号伝達機能ｆ１の（したがって、以下で説明する、光学層１５とも呼ばれる層１５の）光学設計のために可変でありえて、これは等価屈折率ｎ_ｅｑが可変であることを意味することに留意されたい。このことは、以下で説明する厚さｅ０の計算において考慮する必要がある。

【0034】

図２および図３に示されるように、発光モジュール１３は副層１４とパターン１５０の層１５とを含む。副層１４は、パターン１５０の層１５を保持するよう構成される。副層１４はレーダーセンサ１０の真向かいに配置される。副層１４は屈折率ｎ２を有する。非限定的な実施形態では、副層１４はプラスチック、ガラス、またはセラミック材料で作られる。非限定的な一例では、プラスチックはポリカーボネートである。パターン１５０の層１５は、サブ波長構造の誘電体素子を形成する。パターン１５０の層１５は、パターン１５０およびそれらの間隔により決まる、局所的屈折率ｎ１とも呼ばれる屈折率ｎ１を有する。パターン１５０は、信号伝達機能ｆ１を実行するための光学設計がなされる際に規定される。非限定的な実施形態では、パターン１５０は可視光ガイドにおいて光を分離するのに用いられる、または発光モジュール１３により放射された光線を整形するのに用いられる。パターン１５０は、発光モジュール１３の光線に対する規則に準拠するよう規定され、機能ｆ１がオンにされた際の目に見えるその外観は美的観点で規定される。したがって、特に光学層１５のいくつかのバージョンがレーダーセンサ１０の有無を考慮することなしに作り出されることがないような光学設計が強いられる。

【0035】

非限定的な実施形態では、誘電体素子はプラスチック、ガラス、またはセラミック材料で作られる。非限定的な一例では、プラスチックはポリカーボネートである。注意点として、誘電材料は非導電であり、それゆえ、導電材料とは異なりレーダー波Ｒ１が通ることができる。したがって、レーダー波Ｒ１がレーダーセンサ１０により放射される際は、レーダー波Ｒ１はまず副層１４、次にパターン１５０の層１５に遭遇し、最終的に外側出力レンズ１２に遭遇する。

【0036】

「構造化（された）」は、層１５は構造物とも呼ばれるパターン１５０を含む、ということを意味すると理解される。「サブ波長」は、構造化された誘電材料は前記範囲Δ１内の波長λよりも小さな規模である、ということを意味すると理解される。層１５のパターン１５０はサブ波長であるという事実により、層１５を可変屈折率の層としてモデル化することが可能となる。さもなければ、層１５は回折光学素子であるとみなさなければならなくなるであろう。

【0037】

層１５のパターン１５０の局所的領域Ｚ１の図である図４に示されるように、パターン１５０は、ａ１（幅）、ａ２（幅）、ｈ１（高さ）の寸法を有する。非限定的な実施形態では、パターン１５０は、円筒プリズム（円柱とも呼ばれる）、直方体プリズム（矩形柱とも呼ばれる）、ピラミッド型プリズム（角錐柱とも呼ばれる）、立方体プリズム（四角柱とも呼ばれる）（後者の場合が図４に示されている）、またはさらに複数のトーラスから成る部分である。また、パターン１５０は任意の他の平行六面体とみなすこともできる。非限定的な一実施形態では、パターン１５０は０．４ｍｍ未満の寸法ａ１およびａ２を有する。この値は、前記範囲Δ１内の波長λと比べて非常に小さい。たとえば、波長λは、７７ＧＨｚの周波数に対して４ｍｍであり、この場合はａ１およびａ２の値はλ／１０とほぼ等しい。

【0038】

図３および図４に示されるように、パターン１５０の層１５は、それぞれがパターン１５０と前記パターン１５０を取り囲む空気で満たされた部分を含む、個々のセル１５２から成る。図３に示される非限定的な別の一実施形態では、パターン１５０は、層１５と副層１４の間の境界面に近接している（隣接している）。この非限定的な別の実施形態は、形状がピラミッドまたはトーラスから成る部分であるパターン１５０に対して当てはまる。個々のセル１５２は、構造物１５０の繰り返し周期Λにより規定され、この周期はパターン１５０の繰り返し周期Λ、またはさらに格子周期Λとも呼ばれ、Λ＝Λ１×Λ２である。Λ１は（図４に示される）第１方向Ａｘでの格子周期であり、Λ２は（図４に示される）第２方向Ａｙでの格子周期である。ＡｘおよびＡｙは、互いに並行ではない任意の方向である。非限定的な一実施形態では、第２方向Ａｙは第１方向Ａｘに対して垂直である。非限定的な別の例では、個々のセル１５２は、正方形、六角形、平行四辺形、または層１５と副層１４の間の境界面を周期的に並べられるようにする任意の他の形状である。第１方向Ａｘおよび第２方向Ａｙに対して垂直な第３方向はＡｚと表され、これらの方向は参照フレームＡｘ、Ａｙ、Ａｚを共に形成する。

【0039】

非限定的な第１実施形態では、層１５を形成するサブ波長構造の誘電体素子は一定の屈折率ｎ１を有する。この誘電体素子は、周期的なサブ波長構造の誘電体素子である。パターン１５０の寸法ａ１およびａ２は一定のままであり、Λ１およびΛ２も一定である。つまり、パターン１５０は、第１方向Ａｘに互いに同一の間隔で離間しており、第２方向Ａｙに同一の間隔で離間している。つまり、層１５は、（図４に示されるように）パターン１５０間に第１方向Ａｘに同一の間隔１５１ｘ、第２方向Ａｙに同一の間隔１５１ｙを有する、つまり、パターン１５０間には同じ量の空気が存在する。

【0040】

非限定的な第２実施形態では、層１５を形成するサブ波長構造の誘電体素子は可変屈折率ｎ１を有する。非限定的な別の第１実施形態では、この誘電体素子はサブ波長構造の誘電体素子である周期的なセルである。パターン１５０の寸法ａ１およびａ２は、層１５の屈折率ｎ１を変化させるために層１５に沿って変化するが、Λ１およびΛ２は一定である。非限定的な別の第２実施形態では、この誘電体素子はサブ波長構造の誘電体素子である非周期的なセルである。Λ１およびΛ２は、層１５の屈折率ｎ１を変化させるために層１５に沿って変化するが、パターン１５０の寸法ａ１およびａ２は一定のままとすることができる。層１５は、パターン１５０間に可変する間隔１５１ｘおよび１５１ｙを含む、つまり、パターン１５０間に異なる量の空気が存在する。したがって、この別の第２実施形態では、層１５の屈折率を変化させるために、Λ１およびΛ２ならびにパターン１５０の寸法ａ１およびａ２をも変化させることも可能である。非限定的な一例では、トーラスからなる部分の形のパターン１５０では、パターン１５０間の湾曲部の半径は可変である。非限定的な別の例では、角錐形のパターン１５０では、変化するのは切り取られる部分である。

【0041】

「サブ波長」は、格子周期Λ１およびΛ２が波長λの前記範囲Δ１内の波長λの４分の１未満である、ということを意味すると理解される。非限定的な一例では、考慮される波長λは、前記範囲Δ１内の波長で最短のものである。したがって、Λ１＜λ／４であり、Λ２＜λ／４である。非限定的な一実施形態では、格子周期Λ１およびΛ２は、前記波長λの１０分の１未満である。したがって、Λ１＜λ／１０であり、Λ２＜λ／１０である。この波長λは前記範囲Δ１から選択され、以下の式で用いられるものであることに留意されたい。

【0042】

図２に示されるように、レーダー波Ｒ１がレーダーセンサ１０により放射されると、レーダー波Ｒ１は厚さｅ０を有する発光モジュール１３まで進む。レーダー波Ｒ１は、屈折角ｒに対応する入射角θで発光モジュール１３に到達する。レーダー波Ｒ１は発光モジュール１３で反射されて２つの反射波を生成し、そのうちの一つのＲ１１は発光モジュール１３の副層１４の外面で反射されたもので、他方は発光モジュール１３の内側で反射されたものである。２つの反射波Ｒ１１およびＲ１２は、一次反射波と呼ばれる、レーダーセンサ１０へ戻る反射波である。これらは寄生反射である。入射角θが０°とは異なる場合、対応する屈折角ｒも０°とは異なる。これら２つの反射波Ｒ１１とＲ１２の間の、位相シフトΔφとも呼ばれる位相差Δφは、以下と等しい。

【数1】

ここで、
－ ｎ_ｅｑは副層１４と層１５の等価屈折率であり、
－ δは2e0/cos(r)と等しい、材料内の反射波Ｒ１２の進路であり、
－ ｎδ／λは材料を通る進路による位相シフトであり、
－ πは副層１４およびパターン１５０の層１５内での内部反射による位相シフトであり、
－ ((2e0tan(r)sin(θ))/λ)は反射波Ｒ１１の反射点Ｐｔ１と反射波Ｒ１２の出現点Ｐｔ２の間の差による空気中での位相シフトである。

【0043】

sin(θ)＝ｎ_ｅｑ×sin(r)なので、以下が得られる。

【数2】

【0044】

すなわち、

【数3】

であり、これは屈折角ｒの値に関係なく当てはまる。

【0045】

反射波Ｒ１１およびＲ１２はレーダーセンサ１０の方へ戻るので、これらの反射波はレーダーセンサ１０に対する外乱を引き起こし、つまり信号対雑音比の減衰を引き起こす。これらの外乱を取り除くため、発光モジュール１３の全厚ｅ０は、相殺的干渉が作り出されるように反射波Ｒ１１およびＲ１２を逆位相とするように規定される。相殺的干渉を得るため、２つの反射波Ｒ１１とＲ１２の間の位相差Δφは２πを法とするπと等しくなければならない。したがって、Δφ＝（２ｍ＋１）＊πであり、ｍは自然数である。それゆえ、以下が得られる。

【数4】

【0046】

すなわち、
ｅ０＝ｍλ／（２ｎ_ｅｑcos(r)）
とする。

【0047】

方程式ｅ０＝ｍλ／（２ｎ_ｅｑcos(r)）は角度ｒの値に関係なく適用されることに留意されたい。したがって、全厚ｅ０は、パターン１５０の層１５と副層１４の等価屈折率ｎ_ｅｑの２倍にレーダー波Ｒ１の入射角θに対応する屈折角ｒのコサインを乗じたもので前記波長λを割ったもののｍ倍（ｍは整数）と等しくなるような寸法とされる。それゆえ、等価屈折率ｎｅ_ｑとレーダーセンサ１０の動作周波数範囲にわたって用いられる波長λとに基づいて、全厚ｅ０を前記反射波Ｒ１１およびＲ１２がお互いに打ち消し合うように決定することができる。非限定的な一実施形態では、用いられる波長λは、許容される範囲Δ１の中心にある波長である。

【0048】

理想的な全厚ｅ０は入射角θが０と等しい場合に規定され、ｍは１と等しい。θ＝０の場合、ｒ＝０である。その結果、ｍ＝１に対して、発光モジュール１３の理想的な全厚ｅ０は、それゆえ、ｅ０＝λ／（２ｎ_ｅｑ）である。ｒ＝０°の場合は、cos(r)＝１である。

【0049】

非限定的な一実施形態では、発光モジュール１３は、前記理想的な全厚ｅ０の０．８倍～１．２倍の範囲の全厚ｅ０を有する。この値の範囲は、レーダーセンサ１０の取り得る放射角度を考慮している。入射角θの値はレーダーセンサ１０の取り得る放射角度の中に含まれることに留意されたい。入射角θの取り得る値はレーダーセンサ１０の技術仕様において規定され、これは、入射角θの取り得る値はレーダーセンサ１０の視野内にあることを意味する。非限定的な一例では、入射角θは０°～±３０°の範囲である。この０．８～１．２という値の範囲により、全厚ｅ０の製造上の許容範囲を考慮することが可能となる。

【0050】

反射されたレーダー波Ｒ１１およびＲ１２がレーダーセンサ１０の受信アンテナ１０１に対して最大の外乱を引き起こす入射角０の値が存在することに留意されたい。この入射角θは、入射の臨界角θと呼ばれる。非限定的な一実施形態では、この値はθ＝arctan(d1/(2e4)）と等しく、図２に示されるように、ｄ１は放射アンテナ１００と受信アンテナ１０１の間の距離であり、ｅ４はレーダーセンサ１０と発光モジュール１１の間の距離である。非限定的な一例では、ｄ１を計算するために複数の受信アンテナ１０１の中点が選ばれることに留意されたい。

【0051】

したがって、局所的屈折率ｎ１の値およびレーダーセンサ１０の動作周波数範囲（用いられている非限定的な例では７６ＧＨｚ～８１ＧＨｚ）にわたって用いられる波長λの値に応じて、一次反射波Ｒ１１およびＲ１２がお互いに打ち消し合うように全厚ｅ０の値を決定することができる。反射されたレーダー波Ｒ１１およびＲ１２は、限定された領域内で発光モジュール１３で反射される。

【0052】

発光モジュール１３が可変の等価屈折率ｎ_ｅｑを有する場合、非限定的な一実施形態では、厚さｅ０は発光モジュール１３の可変等価屈折率ｎ_ｅｑが見つかる領域で局所的に調整されることに留意されたい。この場合、厚さｅ０は発光モジュール１３の表面に沿って可変である。対照的に、発光モジュール１３が一定の等価屈折率ｎ_ｅｑを有する場合は、厚さｅ０は発光モジュール１３の全表面に対して調整される。その結果、厚さｅ０は発光モジュール１３の表面に沿って一定である。

【0053】

発光モジュール１３は、パターン１５０の高さｈ１および副層１４の厚さｅ２により形成される全厚ｅ０を有する。全厚ｅ０を出すために、所与のｒに対してｅ０＝ｍλ／（２ｎ_ｅｑcos(r)）となるように、副層１４の厚さｅ２が調整される。このように、光学設計により与えられるパターン１５０は変更されない。非限定的な一実施形態では、所与のｒは入射の臨界角θに対応する。

【0054】

その結果、受信アンテナ１０１は受けるノイズが少なくなる。より良い信号対雑音比が実現される。

【0055】

等価屈折率ｎ_ｅｑは以下と等しい。

【数5】

ここで、ｎ１はパターン１５０の層１５の局所的屈折率であり、ｎ２は副層１４の屈折率であり、ｅ１はパターン１５０の高さｈ１であり、ｅ２は副層１４の厚さである。発光モジュール１３が屈折率分布型発光モジュールである場合、ｎ１は、計算対象である層１５のパターン１５０の局所的領域Ｚ１の位置により決まることに留意されたい。したがって、等価屈折率ｎ_ｅｑは、層１５の局所的領域Ｚ１の位置により決まる。発光モジュール１３が屈折率分布型モジュールではない場合、計算はパターン１５０の層１５、すなわち、任意の領域Ｚ１内の任意の点で行うことができる。

【0056】

パターン１５０の層１５は、層１５内の前記パターン１５０の局所密度τ_ｒに応じて計算される局所的屈折率ｎ１を有することに留意されたい。発光モジュール１３のある点における局所密度τ_ｒは、用いられる波長範囲Δ１内の波長λのうちの一つのオーダーの所与の値よりも考慮される点から小さい距離に配置される各セル１５２の空間占有率τ_r１５２の加重平均である。局所的屈折率ｎ１は有効屈折率ｎ_ｅｆｆとも呼ばれ、入射波、すなわち一次レーダー波Ｒ１の偏光により決まる２つの有効屈折率ｎ_{ｅｆｆＴＥ}およびｎ_{ｅｆｆＴＭ}から成り、空間占有率τ_ｒとも呼ばれる局所密度τ_ｒの関数として表現することができて、低屈折率ｎ０の媒質、すなわち、この場合は空気、とは対照的に高屈折率ｎ１の媒質、すなわち、この場合はパターン１５０、により占有される材料の量を表す。局所密度τ_ｒは、用いられる波長範囲Δ１内の波長のうちの一つのオーダーの大きさを有する領域内で高屈折率ｎ１の媒質により占有される材料の量を表すことに留意されたい。これにより、以下が与えられる。

【数6】

【数7】

ここで、項ＴＥは、基板の面、すなわち副層１４に対して垂直な入射波、すなわち、この場合は発光モジュール１３に到達するレーダー波Ｒ１の偏光を指し、ＴＭは基板の面に平行な偏光を指し、ε_ｍａｘは最も高い屈折率の媒質、すなわちパターン１５０の誘電率を指し、ε_ｍｉｎは最も低い屈折率の媒質、すなわち、この場合は空気の誘電率を指す。非限定的な別の実施形態では、空気は非常に低屈折率のプラスチックにより置き換えることができる。

【0057】

入射波、この場合はレーダー波Ｒ１が構造化された誘電体素子、すなわち層１５に照射されていて、構造物１５０の繰り返し周期Λ１およびΛ２よりもずっと大きい（λ＞＞Λ１でλ＞＞Λ２）（前記範囲Δ１内の）波長λを有している場合、これは静的限界と呼ばれる伝搬形態を含んでいることに留意されたい。

【0058】

図４に示されるもののような二次元構造物１５０では、二次元構造物の有効屈折率ｎ_{ｅｆｆ２Ｄ}は、一次元において２つの偏光ＴＭおよびＴＥの有効屈折率の平方平均を計算することで、静的限界に対応する０の位まで近似することができる。個々のセル１５２の空間占有率τ_ｒ１５２は、この特定の例では以下のようになる。

【数8】

【数9】

【0059】

より一般的な例では、任意のΛ１およびΛ２を持つ任意の形状のパターン１５０に対して、矩形状底面の個々のセル１５２では、個々のセル１５２の空間占有率τ_ｒ１５２は以下のようになる。

【数10】

これは、個々のセル１５２内の材料の体積（Ｖ_１５２）の空の封入される容積（Λ１．Λ２．ｈｍａｘ）に対する比率に対応し、ｈｍａｘは個々のセル１５２におけるパターン１５０の最大高さ（すなわち、パターン１５０内で最も高い高さ）である。そして、

【数11】

であり、ここで（Ｘ_１５２，Ｙ_１５２，０）は個々のセル１５２の角Ｃ１の座標で、座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の点が材料内に位置する場合はＭ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝１であり、座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の点が材料内に位置しない場合、つまり座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の点が空中に位置する場合はＭ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝０である。材料内に位置する場合はこの点は個々のセル１５２のパターン１５０内に位置し、空中に位置する場合は、（非限定的な一例では、パターン１５０は実際には通気孔を含みうるため）この点はパターン１５０の内部に位置する、または位置しないことがあることに留意されたい。図４の非限定的な例では、上述されたようにｈｍａｘ＝ｈ１であることに留意されたい。

【0060】

材料の体積（Ｖ_１５２）に対するこの式は、矩形状底面の個々のセル１５２におけるパターン１５０の形状に関わらず任意の前記個々のセル１５２に対して当てはまることに留意されたい。したがって、Λ１およびΛ２は一つの個々のセル１５２から別の個々のセル１５２で変わることがあり、最大高さｈｍａｘは一つのパターン１５０から別のパターン１５０で変わることがあるため、個々のセル１５２のそれぞれは異なる量の材料を含むことがあって、それゆえ異なる空間占有率τ_ｒ１５２を有することがある。発光モジュール１３の所与の点におけるパターン１５０の層１５全体の空間占有率τ_ｒを求めるため、用いられる波長範囲Δ１内の波長λのうちの一つのオーダーの所与の値よりも発光モジュール１３上の考慮される点から小さい距離に配置される各セル１５２の空間占有率τ_ｒ１５２の加重平均が計算される。この定義は、発光モジュール１３のすべての点に対して当てはまる。非限定的な一実施形態では、点は座標Ｚ＝０の副層１４の底面に属する。これにより、以下が与えられる。

【数12】

ここで、ｎは、用いられる波長範囲Δ１内の波長λのうちの一つのオーダーの所与の値よりも発光モジュール１３上の考慮される点から小さい距離に配置される個々のセル１５２のうちのいずれか一つを指定する。

【0061】

図５に示される非限定的な一実施形態では、発光モジュール１３は、レーダーセンサ１０を透過する、またはわずかに吸収し、レーダー波に対する屈折率ｎ３を有する、可視光領域の反射層１６をさらに含む。この場合、前記発光モジュール１３の全厚ｅ０は、前記副層１４と前記パターン１５０の層１５と前記反射層１６の等価屈折率ｎ_ｅｑの２倍にレーダー波Ｒ１の入射角θに対応する屈折角ｒのコサインを乗じたもので前記範囲内の波長λのｍ倍（ｍは整数である）を割ったものと等しい。したがって、前記発光モジュール１３の全厚ｅ０は、ゼロと等しい入射角θでは、前記副層１４と前記パターン１５０の層１５と前記反射層１６の等価屈折率ｎ_ｅｑの２倍で前記波長λを割ったものと等しい。したがって、等価屈折率ｎ_ｅｑの計算においては、この反射層１６が考慮される。それゆえ以前の計算では、屈折率ｎ３も考慮する必要があった。反射層１６は、パターン１５０の層１５を覆う。非限定的な例では、反射層１６は、パターン１５０を覆うインジウムまたは反射塗料の層である。

【0062】

もちろん、本発明の説明は上述された実施形態、および上述された分野に限定されない。したがって、非限定的な別の実施形態では、レーダーセンサ１０は２つ以上の放射アンテナ１００と３つ以上の受信アンテナ１０１とを含む。したがって、非限定的な一実施形態では、発光モジュール１３は４つ以上の層を含みうる。それゆえ、等価屈折率ｎ_ｅｑの計算では、発光モジュール１３を形成するすべての層が考慮される。したがって、非限定的な一実施形態では、車両アセンブリ１は、照明機能を実行するよう構成されて、筐体を含む更なる発光モジュールをさらに含む。したがって、更なる発光モジュールは照明発光モジュールである。非限定的な例では、前記更なる発光モジュールは前照灯、尾灯、またはフォグランプである。本実施形態では、信号伝達発光モジュール１３およびレーダーセンサ１０が照明発光モジュールの前記筐体に組み込まれ、信号伝達発光モジュール１３は照明発光モジュールの隣に配置される。照明発光モジュールではなく信号伝達発光モジュール１３の背後にレーダーセンサ１０を一体化することで、照明発光モジュールの背後の空間を限定しがちな製造会社の要求から逃れることが可能となることに留意されたい。照明発光モジュールは、概して信号伝達発光モジュールよりも長手方向にずっとかさ張ることに留意されたい。それゆえ、前記照明発光モジュールの背後にレーダーセンサ１０を設置するのに充分な空間はしばしば存在しない。

【0063】

したがって、具体的に説明された本発明は、以下の利点を有する。
－ バンパーではなく信号伝達発光モジュール１３の背後にレーダーセンサ１０を一体化することで、レーダーセンサ１０の性能の低下が回避される。
－ レーダーセンサ１０へ向けて反射する一次反射波Ｒ１１およびＲ１２を除去することができる。それゆえ、前記レーダーセンサ１０の信号対雑音比はもはや低くない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】