KR100454562B1 - 습기 제거장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 습기 제거장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게 말하자면, 자동차 유리나 산업현장에 사용되는 유리 및 기타 표면에 김이 서리는 것을 방지하는 데에 있어서, 습기가 발생하는 것을 초기에 정확하고 손쉽게 감지함으로써 빠른 습기 제거 제어를 할 수 있는 습기 제거장치에 관한 것으로서, 부도체 표면에 일정 간격으로 부착된 두 개의 검출 단자로 되어 있으며, 부도체 표면의 김 서림 또는 서리 등의 습기에 따라 다른 저항값을 나타내는 표면저항 검출부(50)와, 상기 표면저항 검출부(50)에서 감지되는 신호에 정전기의 발생을 방지하는 정전기 감지부(60)와, 상기 표면저항 검출부(50)의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 출력하는 습기 감지부(70) 및 상기 습기 감지부(70)로부터 출력되는 신호에 따라 동작하여 표면에 발생하는 습기를 제거하는 상기 구동장치(80)를 포함한다.

Description

습기 제거장치 및 방법{An apparatus and method for removing moisture}

본 발명은 습기 제거장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게 말하자면, 자동차 유리나 산업현장의 설비에 사용되는 유리 및 기타 표면에 김이 서리거나 서리가 발생하고 빗물 등의 습기에 의해 시야가 방해받는 것을 방지하는 데에 있어서, 습기가 발생하는 것을 초기에 정확하고 손쉽게 감지함으로써 빠른 습기 제거 제어를 할 수 있는 습기 제거장치 및 방법에 관한 것이다.

경제가 발전하고 국민들의 생활이 윤택해지면서 자동차의 보급이 늘어나고,예전에는 사치나 부의 과시로 여겼던 자동차가 생활의 필수품으로 여겨지고 있다.

그런데, 자동차 보급률이 높아짐에 따라 자동차 사고도 많아지고 있으며, 자동차 사고에 따른 사망이나 장해가 발생하면 당사자와 그 가족의 고통이 매우 크며, 사회적으로도 많은 문제가 되고 있다.

따라서, 자동차로 인한 재해를 방지하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는데, 자동차 사고를 방지하는 분야와 자동차 사고시 인명피해를 최소화시키는 분야 등에 기술 개발이 이루어지고 있다.

자동차 사고를 방지하는 분야 중에 운전중의 시야를 확보해주는 연구도 많이 진행되고 있는데, 김 서림이나 서리 및 빗물 등에 의해 발생하는 습기 제거 기술이 그 한 분야이다.

여름철의 비가 오는 날이나 겨울철의 아주 추운 날 등에는 자동차 실내외의 온도차가 많고, 실내의 습도가 높게 되어 유리창에 김이 서리는 경우가 많은데, 운전자의 전면 시야에 김이 서리게 되면 시야가 가리기 때문에 운전시 상당히 위험한 상황을 초래하게 된다.

종래에는 자동차의 유리에 습기가 발생하는 경우, 운전자가 자동차 실내의 온도를 조절함으로써 습기를 제거하였는데, 겨울철에는 찬 외부기온에 의해 냉각된 유리창에 차내 공기에 포함되어 있는 수분이 응결되어 김이 서리게 되므로, 히터와 같은 난방장치와 열선 등의 전열장치를 가동하여 유리창의 온도를 높임으로써 실내공기가 응결되지 않도록 하였다.

그리고, 여름철 비가 올 때에는 공기중 수분 함량이 높아지고, 내리는 비에의해 유리창이 냉각되어, 실내 수분이 유리창에 응결되어 김이 서리게 되므로, 냉각장치를 가동하여 실내 습도를 줄임으로써 실내공기가 응결되지 않도록 하였다.

그런데 상기와 같은 종래 기술은 운전자가 김이 서리는 것을 본 후에 그와 같은 조치를 취하는 것으로서, 유리창에 김이 서리기 시작하는 것을 운전자가 감지한 이후, 직접 난방장치나 전열장치 또는 냉각장치를 구동시키고, 한참 지나서야 김이 서린 것이 제거되므로, 그 기간동안 운전자의 시야가 상당히 오랫동안 가려지므로, 안전한 시야를 확보하기에 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 김이 서리거나 서리가 맺히는 등의 습기 발생을 방지하기 위한 화학약품을 유리창에 도포하는 방법도 있는데, 이 방법은 유리창 또는 거울에 김 서림 방지용 약품을 도포하여, 온도 및 습도가 변화하더라도 김이 서리지 않도록 하는 것인데, 약품을 도포한 곳이 균일하지 않고, 시간이 경과하면 도포액이 부분적으로 벗겨지기에 난반사가 발생하는 문제점이 있으며, 해당 약품이 유리창을 훼손시키고, 인체에도 해로운 단점이 있다.

상기와 같은 문제점 및 단점을 해결하여, 표면에 습기가 발생하는 것을 감지하고 그에 따른 습기를 제거하는 구동을 자동적으로 수행시킨 장치들이 많이 개발되었는데, 도 1에 그 예가 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술의 습기 제거장치를 설명한다.

도 1에 도시되어 있듯이, 종래 기술의 습기 제거장치의 구성은, 유리창에 습기가 발생하는 것을 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 습기 감지부(10)와, 상기 습기 감지부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 연산하여 습기가 발생하는 것으로 판단되는 경우 습기 제거신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터 (micro-computer, 20)와, 상기 마이크로컴퓨터(20)로부터 출력되는 습기 제거신호에 따라 동작하여 유리창에 서린 김을 제거하는 구동장치(30)로 이루어진다.

상기 습기 감지부(10)의 구성은, 차내의 온도를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 온도센서(11)와, 차내의 습도를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 습도센서(12)와, 유리창의 화상을 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라(13)로 이루어진다.

상기 구동장치(30)의 구성은, 상기 마이크로컴퓨터(20)로부터 출력되는 습기 제거신호에 따라 동작하여 전력을 이용한 열을 발생하여 유리창을 가열시키는 전열장치(31)와, 상기 마이크로컴퓨터(20)로부터 출력되는 습기 제거신호에 따라 동작하여 냉풍 또는 온풍을 차내에 공급하여 차내 공기의 온도를 조절하는 냉온장치(32)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 종래 기술의 동작은 다음과 같다.

온도센서(11)가 차내 온도를 감지하여 전기신호를 출력하고, 습도센서(12)가 차내 습도를 감지하여 전기신호를 출력하면, 마이크로컴퓨터(20)는 입력되는 온도값과 습도값에 따라 자동차 유리창에 김이 서릴 시점을 파악하고, 김이 서리는 시점이라고 판단되면, 습기 제거신호를 출력한다.

상기 마이크로컴퓨터(20)로부터 습기 제거신호가 출력되면, 구동장치(30)의 냉온장치(32)나 전열장치(31)는 각각 작동하여 유리창에 맺힌 습기를 제거하도록 구동된다.

즉, 냉온장치(32)로서 히터 또는 에어컨디셔너(air-conditioner)가 구동됨으로써, 여름철에는 실내공기를 냉각시켜 차내 공기에 포함된 수분이 응결되지 않도록 하고, 겨울철에는 유리창을 가열하여 실내 공기가 유리창에 응결되지 않도록 한다.

또, 전열장치(32)를 구동시킴으로써, 유리창에 응결된 수분을 증발시킨다.

종래 기술은 상기와 같이, 자동차 유리창에 김이 서리거나 서리가 맺히는 것을 초기에 감지하여 제거함으로써, 운전자의 시야를 확보할 수 있다.

한편, CCD 카메라(13)를 실내에 장착하여, 영상을 촬영하고, 마이크로컴퓨터 (20)에서 해당 화면을 분석하여 김이 서리는지의 여부를 판단하여, 습기 제거신호를 출력하는 방법도 있다.

그런데, 상기와 같이 동작하는 종래 기술은 차내에 온도센서(11)와 습도센서(12)를 별도로 설치하여, 각각의 센서(11, 12)에서 감지한 값을 마이크로컴퓨터(20)에서 연산하여 김이 서리는지의 여부를 판단하는데, 상기 온도센서(11)와 습도센서(12)의 위치에 따라 감지하는 값이 달라지게 되어, 판단 자료의 신뢰도가 떨어지게 되는 단점이 있다.

그리고, 상기와 같이 동작하는 종래 기술은 많은 연산을 해야하는 고가의 마이크로컴퓨터(20)를 별도로 사용하여야 하므로, 제작 비용이 많이 들어 경제적이지 못한 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 동작하는 종래 기술은 순간적으로 CCD 카메라(13)에 김이 서리는 경우에는 정확한 습기 발생여부의 판단을 할 수 없는 오류가 발생하며, 영상 처리를 위하여 복잡한 회로 및 신호 연산이 필요하게 되므로, 역시 제조 원가가 비싸지는 단점이 있다.

한편, 김이 서리거나 서리가 맺히는 등의 습기가 발생하는 것을 감지하는 데에 있어서, 초음파 또는 적외선을 이용하는 방법이 있는데, 이 또한 초음파 처리 또는 적외선 처리를 하기 위한 시스템이 필요하고, 그 값을 이용하여 마이크로컴퓨터에서 복잡한 연산을 해야 하므로, 전체 시스템이 복잡해지고 제조 비용이 크게 소요되는 단점이 있으며, 습기 발생 여부의 판단에 너무 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 단점 및 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차 또는 기타 산업 현장에서 발생하는 김 서림이나 서리 맺힘 등의 습기 발생을 방지하는 데에 있어서, 간단하면서도 정확하고 빠르게 습기 발생을 감지하여, 습기 제거 동작을 정확하게 수행할 수 있는 습기 제거장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 습기 제거장치를 적용한 블럭도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 습기 제거장치를 적용한 상세회로도,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 습기 제거장치의 장착례를 적용한 도면,

도 4는 김 서림 현상을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 습기 제거장치를 적용한 회로도,

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 습기 제거장치를 적용한 회로도,

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 습기 제거장치를 적용한 회로도,

도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 습기 제거장치를 적용한 회로도,

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 습기 제거방법을 적용한 동작순서도이다.

도 10은 도 1에서 감지 대상 표면이 부도체인 경우의 표면저항 검출부를 적용한 도면,

도 11은 도 1에서 전자파장해와 정전기를 방지하기 위한 표면저항 검출부를 적용한 도면,

도 12는 도 1에서 감지 대상 표면이 도체인 경우의 표면저항 검출부를 적용한 도면,

도 13은 도 10에서 각 단자 사이에 형성된 김 서림을 나타낸 도면,

도 14는 표면장력과 접촉각을 나타낸 도면,

도 15는 물방울의 접촉각을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50, 100 : 표면저항 검출부 60, 200 : 정전기 방지부

70, 300, 600, 700, 800 : 습기 감지부 80, 500 : 구동장치

71 : 전류 검출부 75, 신호 안정부 : 신호 안정부

310 : 전류원 공급부 320 : 기준전류 발생부

330 : 전류 검출부 340 : 검출신호 출력부

51 : 감지 표면 52 : 제1단자

53 : 제2단자 54 : 접지판

55 : 절연판

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 습기 제어장치는,

표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함한다.

상기에서 표면저항 검출수단은,

김이 서리지 않은 평상시에 고저항값을 가지고 전류를 통하지 않고,

김이 서리는 경우 저항값이 작아져서 트랜지스터를 바이어스시킬 전류가 흐를 정도로 저항값이 작아지는 표면저항을 가지는 재질 위에 두 개의 전도성 검출 단자를 소정의 간격을 두고 부착한다.

상기에서 표면저항 검출수단은,

감지하고자 하는 대상 표면이 부도체인 경우,

도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 표면에 부착되고 전기적으로 상기 습기감지수단에 연결되는 제1단자와, 도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 제1단자로부터 소정의 간격을 두고 상기 표면에 부착되고 전원을 인가받는 제2단자를 포함한다.

상기에서, 표면저항 검출수단은,

상기 감지 대상 표면 하단에 부착되어 대상 표면에서 발생하는 전자파장해 또는 정전기의 발생을 방지하는 접지판을 더 포함한다.

상기에서, 표면저항 검출수단은,

감지하고자 하는 대상 표면이 도체인 경우,

상기 표면 위에 부착된 절연판과, 도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 절연판에 부착되고 전기적으로 상기 습기감지수단에 연결되는 제1단자와, 도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 제1단자로부터 소정의 간격을 두고 상기 절연판에 부착되고 전원을 인가받는 제2단자를 포함한다.

상기에서 표면저항 검출수단은, 상기 절연판과 제1단자 및 제2단자 사이에 형성된 접지판을 더 포함한다.

상기에서 절연판은 친수성이 높은 소재로서, 접촉각이 0도에 가까운 소재가 적절하다.

상기에서 표면저항 검출수단은, 차량 앞뒤의 유리면에 형성되어 있는 열선을 이용한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 습기 제거장치는,

표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호를 입력받아, 표면에 발생한 습기를 제거하도록 제어하는 제어수단;

상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함한다.

상기에서, 습기 감지수단은,

습기 감지 여부를 판단하기 위한 기준 전류를 발생하여 출력하는 기준전류 발생부;

상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 출력하는 전류 검출부;

상기 전류 검출부로부터 출력되는 검출된 값에 따라 해당하는 논리값 신호를 출력하는 검출신호 출력부;

상기 검출신호 출력부로부터 출력되는 논리값 신호를 안정된 디지털로 변환하여 출력하는 신호 안정부; 및

상기 전류 검출부와 검출신호 출력부의 동작에 필요한 전류원을 공급하는 전류원 공급부를 포함한다.

상기에서, 습기 감지수단은,

일정한 크기의 전압을 발생하는 전압원;

상기 전압원의 전압을 이용하여 습기 감지 여부를 판단하기 위한 기준 전류를 발생하여 출력하는 기준저항; 및

상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 입력받아 상기 기준저항을 통해 입력되는 기준 전류와 비교하여 습기 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 출력하는 연산증폭기를 포함한다.

상기에서, 습기 감지수단은,

구동전원을 입력받아 상기 표면저항 검출수단의 동작에 필요한 전원을 인가하는 제1저항;

상기 표면저항 검출수단으로부터 출력되는 신호를 전압신호로 변환하여 출력하는 제2저항; 및

상기 제2저항을 통해 입력되는 상기 표면저항 검출수단의 신호를 비반전단자를 통해 입력받아 안정화시켜 상기 구동장치로 출력하는 연산증폭기를 포함하는 습기 제거장치.

상기에서, 제어수단은,

상기 습기 감지수단에서 감지한 전류량을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그-디지털 변환기와,

상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호를 입력받아 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 제거 제어신호를 생성하여 상기 구동장치로 출력하고, 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 신호를 입력받아 사용자에게 습기 발생 사실과 발생량 등의 정보를 제공하는 마이크로 컴퓨터 및

상기 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 신호를 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 디스플레이 장치를 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 습기 제거방법은,

표면의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 감지하는 습기 감지부로부터 출력되는 신호를 이용하여 습기를 제거하도록 제어하는 방법에 있어서,

상기 습기 감지부로부터 출력되는 습기 감지신호를 소정의 시간 동안 판독하여 습기 발생이 순간적인지, 지속적인지의 여부를 판단하는 제1단계;

상기 제1단계에서 지속적으로 습기가 발생하는 경우, 발생한 습기를 제거하도록 제어하는 제2단계;

상기 제2단계의 제어 이후, 상기 습기 감지부로부터 출력되는 습기 감지신호를 소정의 시간 동안 판독하여, 습기가 완전히 제거되었는지의 여부를 판단하는 제3단계; 및

상기 제3단계에서 습기가 완전히 제거된 것으로 판단되면, 습기 제거 제어를 종료하는 제4단계를 포함한다.

상기에서, 제2단계 제어 이후에, 표면에 발생한 습기량을 산출하여 그 값을 표시하는 단계를 더 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예를 상세하게 설명한다.

도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제1실시예에 따른 습기 제거장치는,

표면저항 검출부(50)와, 정전기 방지부(60)와, 습기 감지부(70)와, 구동장치(80)를 포함한다.

상기 표면저항 검출부(50)는 유리창 표면에 일정 간격으로 부착된 두 개의 금속 단자로 되어 있으며, 유리창 표면의 김 서림 또는 서리 등의 습기에 따라 나타나는 저항값을 검출한다.

상기 정전기 방지부(60)는 상기 표면저항 검출부(50)에서 감지되는 신호에 정전기의 발생을 방지한다.

상기 습기 감지부(70)는 상기 표면저항 검출부(50)의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 출력한다.

상기 구동장치(80)는 상기 습기 감지부(70)로부터 출력되는 신호에 따라 동작하여 유리면에 발생하는 습기를 제거한다.

그리고, 상기 습기 감지부(70)는,

상기 표면저항 검출부(50)에 흐르는 전류의 변화량을 검출하여 그에 따른 검출 신호를 출력하는 전류 검출부(71)와,

상기 전류 검출부(71)로부터 출력되는 검출신호의 값을 안정된 구동신호로 변환하여 출력하는 신호 안정부(75)를 포함한다.

상기 전류 검출부(71)는, 상기 표면저항 검출부(50)의 금속막이나 도전성 테이프로 된 검출 단자의 일측단자가 베이스(base)로 연결되고 컬렉터(collector)가 접지되어 있는 제1트랜지스터(transistor, Q71)와, 상기 제1트랜지스터(Q71)의 이미터(emitter)가 베이스로 연결되고 구동전원(Vcc)이 이미터로 인가되는 제2트랜지스터(Q72)와, 구동전원(Vcc)이 컬렉터로 인가되고 상기 제2트랜지스터(Q72)의 컬렉터가 베이스로 연결되며 이미터가 접지되어 있는 제3트랜지스터(Q73)와, 구동전원이 베이스로 인가되고 이미터가 접지되어 있으며, 컬렉터가 신호 안정부(75)로 연결되어 있는 제4트랜지스터(Q74)를 포함한다.

상기 제1트랜지스터(Q71)와 제2트랜지스터(Q72)는 피엔피(PNP)형 트랜지스터로 이루어지고, 상기 제3트랜지스터(Q73)와 제4트랜지스터(Q74)는 엔피엔(NPN)형 트랜지스터로 이루어진다.

상기 신호 안정부(75)는, 구동전원(Vcc)이 일측단자로 연결되고 상기 전류 검출부(71)의 출력단자가 타측단자로 연결되는 저항(R75)과, 상기 저항(R75)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 커패시터(capacitor, C81)와, 상기 저항(R75)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode, L75)를 포함한다.

상기 정전기 방지부(60)는, 구동전원(Vcc)이 캐소드(cathode)로 인가되고 상기 표면저항 검출부(50)의 검출 단자의 일측단자가 애노드(anode)로 연결되는 제1다이오드(diode, D61)와, 상기 표면저항 검출부(50)의 검출 단자의 일측단자가 캐소드로 연결되고 애노드가 접지되어 있는 제2다이오드(D62)를 포함한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 제1실시예의 동작은 다음과 같다.

도 3에서 보는 바와 같이, 금속을 입힌 표면저항 검출부(50)의 금속막이나 도전성 테이프로 된 검출 단자를 자동차 유리창(90)의 김이 서리는 위치에 부착한다.

그리고, 상기 검출 단자의 일측단자를 정전기 방지부(60)에 연결하고, 타측단자를 접지시킨 상태에서 자동차 유리창(90)에 김이 서리는 등 습기가 발생하게 되면, 상기 검출 단자의 양 단자 사이의 저항값이 작아져서 일측단자에서 타측단자 사이에 전류가 흐른다.

자동차 유리에 김이 서리는 원인은 차내의 공기에 포함되어 있는 수분이 이슬점에 이르게 되면서 차가운 유리창 등에 물방울로 형성되는 것이며, 그에 따라 저항값이 작아지게 된다.

상기에서 검출 단자로서 정전기 방지용 폴리에틸렌을 사용하게 되면, 전류량 검출을 하는 데에 효과적이다.

즉, 일반적인 폴리에틸렌은 전도성을 가지고 있지 않지만, 정전기 방지용 폴리에틸렌은 아주 적은 양의 금속막으로 처리되어 있기에 수십 기가오옴(giga ohm; GΩ)의 큰 저항을 가진 약전도성 재료로서, 김 서림이나 서리 등에 의하여 습기가 발생하는 경우에 수분에 의해 저항값의 변화가 발생한다.

즉, 평상시에는 자체 고유 저항값이 크기 때문에 전류가 흐르지 않지만, 김 서림이 발생하면 수분에 의하여 미세한 전류를 흘려보낼 수 있을 정도로 저항값이 작아진다.

일반적으로 자동차의 유리는 특수 코팅이 되어 있어서, 일반 유리와는 달리 김 서림이 발생하더라도 저항값이 거의 변하지 않기에, 도 3에 도시된 바와 같이, 표면저항 검출부(50)에서 금속을 입힌 정전기 방지용 폴리에틸렌을 검출 단자로서 이용할 수 있는데, 상기 정전기 방지용 폴리에틸렌은 비닐과 같이 아주 얇아서 부착하기가 쉽고, 또한 반투명이므로 시야를 흐리게 하지 않으며, 접촉면의 온도를 그대로 유지할 수 있으므로 자동차 유리창에 김이 서림과 동시에 그 표면에 김 서림이 발생하므로 빠른 응답속도를 가진다.

도 4에서 보면, 김 서림이나 서리 등에 의하여 습기가 발생할 때의 유리 표면을 나타낸 것으로서, 일반적인 재질의 유리인 경우, 물분자가 유리창의 표면에 응결됨으로써 길이에 비례하는 저항값을 줄여주는 것을 알 수 있다.

그러나, 자동차 유리와 같이 표면 처리가 되어 있어 표면 저항이 무한대인부도체인 경우에는, 금속을 입힌 폴리에틸렌 같은 고저항 물질을 부착함으로써, 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 수분에 의하여 저항값을 줄이고, 전류를 검출할 수 있다.

도 2를 참조하여 동작을 살펴보면, 김이 서리거나 또는 서리가 내리고, 비나 눈이 와서 습기가 발생하면 상기 표면저항 검출부(50)의 검출 단자의 양 단자 사이의 저항값이 작아져서 전류가 흐르게 되고, 그 전류가 전류 검출부(71)의 제1트랜지스터(Q71)의 바이어스(bias) 전류만큼 커지면, 상기 제1트랜지스터(Q71)가 온되고, 그에 따라 제2트랜지스터(Q72)가 온된다.

그리고, 상기 제2트랜지스터(Q72)가 온됨에 따라 제3트랜지스터(Q73)의 베이스에 전류가 인가되어 제3트랜지스터(Q73)가 온되어 제4트랜지스터(Q74)의 베이스로 전류가 흐르지 않게 된다.

따라서, 상기 제4트랜지스터(Q74)는 오프(off)되어 구동장치(80)로 출력되는 김 서림 판단신호(Vo)는 하이(high)의 구동신호가 되어 구동장치(80)를 구동시킨다.

상기 구동장치(80)로는 기존의 자동차에 구비되어 있는 유리창 열선 등의 전열장치와 히터, 에어컨디셔너 등의 냉온장치를 이용한다.

한편, 김이 서리지 않는 평상시에는, 상기 표면저항 검출부(50)의 검출 단자의 양 단자 사이의 저항값이 매우 크기에 전류가 흐르지 않으므로, 상기 전류 검출부(71)의 제1트랜지스터(Q71)가 오프 상태이고, 그에 따라 제2트랜지스터(Q72)도 오프 상태를 유지한다.

그리고, 제3트랜지스터(Q73) 또한 오프 상태가 되어, 구동전원(Vcc)이 제4트랜지스터(Q74)의 베이스로 인가되므로, 상기 제4트랜지스터(Q74)가 온되어, 김 서림 판단신호의 값이 로우의 값으로 출력되고, 구동장치(80)를 구동시키지 않는다.

한편, 정전기 방지부(60)는 상기 습기 감지부(70)로 입력되는 신호에 정전기에 의한 신호가 입력되지 않도록 조절하여준다.

그리고, 습기 감지부(70)의 신호 안정부(75)는 상기 전류 검출부(71)로부터 출력되는 신호를 구동장치(80)를 구동시킬 수 있는 안정된 신호로 변환하여 출력한다.

따라서, 상기에서 보는 바와 같이, 김 서림이 발생하지 않을 때에는 제4트랜지스터(Q74)가 온 상태로서, 구동장치(80)를 구동시키지 않지만, 유리창에 김 서림이 발생하자마자 상기 표면저항 검출부(50)의 검출 단자의 양 단자 사이의 저항값이 변함과 동시에, 제1트랜지스터(Q71), 제2트랜지스터(Q72), 제3트랜지스터(Q73)가 온되어 제4트랜지스터(Q74)를 오프시키고, 그에 따라 구동전원(Vcc)이 구동장치(80)로 인가되어 김 서림을 방지한다.

그리고, 상기 제1실시예에서 전류 검출부(71)의 제1트랜지스터(Q71)와 제2트랜지스터(Q72)를 피엔피형 트랜지스터로 하였으나, 통상의 지식을 가진 자라면 이를 응용하여 용이하게 엔피엔형 트랜지스터를 이용하여 구성할 수 있다.

한편, 상기에서 표면저항 검출부(50)의 습기를 감지할 수 있는 센서의 조건으로는 습기를 흡수하지 않고, 급격한 온도변화에도 감지할 표면화 같은 온도를 나타내며, 보온성이 없는 것이 좋다.

본 제1실시예에서는 금속을 입힌 정전기 방지용 폴리에틸렌을 적용하였는데, 평상 상태에서 1기가오옴 내지 999기가 오옴의 범위 내의 저항값을 가지는 물질로서, 상기와 같은 조건을 만족시키는 고저항 물질로서 대치할 수 있다.

그리고, 감지하고자 하는 대상 표면의 상태에 따라 상기 표면저항 검출부 (50)의 장착 방법은 달라지는데, 그 예가 각각 도 10 내지 도 12에 도시되어 있다.

우선, 감지하고자 하는 대상 표면이 부도체인 경우에는, 도 10에 도시된 것과 같이, 도전 가능한 금속막이나 도전성 테이프의 제1단자(52)를 부도체의 감지 표면(51) 위에 부착하여 정전기 방지부(60)로 연결하고, 상기 제1단자(52)와 소정의 간격을 두고 제2단자(53)를 부착하여 전원(Vin+)을 인가한다.

그리고, 감지하고자 하는 대상 표면에서 전자파장해(EMI; Electromagnetic Interference)가 발생하거나 정전기가 발생하는 것을 방지하기 위해서는 도 11에 도시된 것과 같이, 상기 감지 표면(51) 아래에 접지판(ground plane, 54)을 추가로 형성하여, 전자파장해나 정전기 발생을 방지한다.

한편, 자동차 유리나 일반 유리가 아닌 도체 표면에 발생하는 김 서림을 제거하기 위해서는 해당 도체 표면에 직접 금속막이나 도전성 테이프를 접착시키지 않고, 금속막이나 도전성 테이프와 도체 표면 사이에 절연체를 삽입하여야 한다.

상기와 같이 하지 않는 경우에는 도체 표면에 의하여 김이 서리든 그렇지 않든간에 항상 전류가 흐르기 때문에 정확한 감지를 할 수 없기 때문이다.

즉, 감지하고자 하는 대상 표면이 도체인 경우에는, 도 12에 도시된 것과 같이, 부도체인 감지 표면(51)을 설정하여, 그 위에 제1단자(52) 및 제2단자(53)를부착하고, 감지 표면 아래에 접지판(54)을 부착한 다음, 그 아래에 절연판(55)을 추가로 부착하여, 그 전체를 대상 표면에 부착시킨다.

상기에서 감지 표면(51)으로서 친수성 소재를 사용하는 경우, 검출 감도를 향상시킬 수 있다.

즉, 습기가 소재에 닿음으로써 이루는 접촉각이 0도에 근접한 소재의 경우 젖음성이 뛰어나 검출 성능이 좋은데, 그 접촉각이 0도에서 90도 이내의 범위를 가지는 소재가 적절하며, 특히 접촉각이 0도에서 15도 이내의 범위를 가지는 초친수성 소재를 사용하게 되면, 그 효과가 더 좋다.

그리고, 상기 도 12에서, 정전기나 전자파장해가 우려되지 않는 경우에는 접지판(54)을 적용하지 않고 실시하여도 되며, 이 경우의 예는 도시하지 않았다.

한편, 상기 표면저항 검출부(50)의 양 단자를 적용하는 데에 있어서, 별도의 설치를 하지 않고, 기존 차량에 있는 부품을 이용할 수도 있다.

즉, 기존 차량의 경우, 뒷 유리면에는 김 서림이나 눈 등을 녹여 시야를 확보하기 위한 열선이 설치되어 있는데, 이 중에서 두 열선을 양 단자로 사용하여 표면저항 검출부(50)를 구현하여도 된다.

특히, 기존 고급 차량의 경우, 앞 유리의 언 눈을 제거하기 위하여 와이퍼 주변에 열선이 설치되어 있는 때에는, 해당 열선을 표면저항 검출부(50)의 양 단자로 이용하여 구현하면, 별도의 추가장치 없이도 좋은 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 제1실시예는 자동차 유리에 대한 김 서림 등에 따른 습기 제거에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 습기 발생에 따라 안전에 문제가 되거나 여러 가지 김 서림 등에 의한 습기를 제거 및 방지하여야 하는 여러 산업 현장에서도 적용될 수 있다.

그리고, 상기 제1실시예에서는 자동차 유리가 부도체이기에 금속막이나 도전성 테이프를 이용하여 김이 서리는 것을 검출하였으나, 일반 산업현장에서 사용되는 일반 유리의 경우에는 별도의 정전기 방지용 검출 단자를 이용할 필요 없이, 유리 표면 자체를 센서로서 이용한다.

즉, 검출 전극을 직접 유리에 부착하고, 일정 부분 떨어진 부위에 타측 전극을 접지시키면, 평상시에는 유리의 고저항에 의하여 전류가 흐르지 않다가, 김이 서리는 경우에, 수분에 의한 저항값이 작아지고, 전류가 흐름에 따라 김 서림을 감지할 수 있으므로, 표면 자체로서 센서의 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기에서 표면의 유리로 한정된 것이 아니고, 적절한 고저항을 가지는 물질이면 충분히 기능을 수행할 수 있다.

한편, 도 13 내지 15에는 표면의 습기를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이 개시되어 있으며, 이하 상기 도면들을 참조하여 습기 감지를 위한 상기 표면저항 검출부(50)의 조건을 설명한다.

일반적으로 부도체 표면에 습기가 발생하면, 도 13에 도시된 것과 같이, 미세한 물방울이 형성되는데, 이 물방울의 형태에 따라 전자흐름의 장벽수준(즉, 저항)이 결정된다.

즉, 상기 전자흐름의 장벽 수준은 부도체와 응축된 물방울의 표면장력에 의하여 결정되며, 이때 물방울의 모양을 나타내는 접촉각에 따라 검출 능력이 결정된다.

즉, 김서림과 같은 전도성 액체 방울이 발생하는 경우, 방울과 방울 사이가 연결되어야만 단자가 원활한 전자의 흐름이 일어난다.

고체 표면에 액체가 떨어졌을 때, 임의의 지점 X에 작용되는 힘은 고체의 표면장력() 과 액체의 표면장력(), 그리고, 액체와 고체사이의 계면장력()에 의하여 결정되며, 그들 사이의 관계는 아래의 수학식 1과 같다.

여기서, 나타나는 각를 접촉각이라 하며, 고체표면의 젖음성을 나타내는 척도로써 사용되며, 도 14에 상기 표면장력과 접촉각의 관계를 나타내었다.

접촉각이란, 액체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 가지는 각으로써, 대부분 고착된 물방울에 의해 측정되며, 낮은 접촉각은 높은 젖음성(친수성, hydrophilic)과 높은 표면 에너지를 나타낸다.

그리고, 높은 접촉각은 낮은 젖음성(소수성, hydrophobic)과 낮은 표면 에너지를 나타내며, 각각의 대표적인 접촉각별 물방울의 형태는 도 15에 도시된 것과 같다.

온도에 따라 차이는 있지만, 일반적으로 물의 표면장력은 60 내지 76 dyne/cm에 분포하고 있으며, 그 값은 수은 다음으로 크고, 통상 표면적을 최소화하려는 방울 모양을 형성한다.

접촉각이 높을수록 물방울 사이의 간격 등이 전류의 흐름을 방해하는 저항체 역할을 하게 되어 초기 감지가 어렵고, 반대로 접촉각이 낮을수록 습기의 감지가 용이한데, 검출 능력이 적절한 성능을 발휘하기 위해서는 상기 접촉각은 90도보다 작은 젖음 환경이 바람직하다.

또, 감지 대상 표면이 발수 효과가 있는 경우, 즉 상기 접촉각이 90도 이상인 경우, 접촉각이 크므로, 전자의 흐름을 방해하게 되므로, 이런 경우에는 계면활성제를 첨가함으로써 새로운 액체의 표면장력()과, 액체와 고체사이의 계면장력()을 작게 하면, 접촉각을 줄일 수 있으며, 이 경우에는 아래의 수학식 2와 같이 된다.

그러므로, 이 때에는 고체의 표면장력()이 액체의 표면장력()과, 액체와 고체사이의 계면장력()의 합보다 크므로, 물방울은 X점에서 상기 고체의 표면장력()의 방향으로 퍼지게 되어 접촉각을 줄이게 된다.

따라서, 상기 표면저항 검출부(50)의 검출 능력을 향상시키기 위해서는, 감지 표면에 계면 활성제를 도포하거나, 또는 친수성이 높은 물질로서 감지 표면을 코팅하거나, 아니면, 친수성이 높은 소재 위에 단자를 형성하면 된다.

한편, 상기 제1실시예에서보다 습기 감지의 정밀도를 높이고 회로 전체의 안정성을 높인 습기 제거장치의 회로가 도 5에 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 습기 제거장치를 설명한다.

도 5에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제2실시예에 따른 습기 제거장치는,

표면저항 검출부(100)와, 정전기 방지부(200)와, 습기 감지부(300)와, 제어부(400) 및 구동장치(500)를 포함한다.

상기 표면저항 검출부(100)는 상기 제1실시예에서 설명한 것과 같이 다양한 방법으로 구현할 수 있으며, 중복을 피하기 위하여 구체적인 설명을 생략한다.

상기 정전기 방지부(200)는 제1다이오드(D210)와, 제2다이오드(D220) 및 커패시터(C210)를 포함하며, 상기 표면저항 검출부(100)로부터 감지되는 신호에 발생하는 정전기를 방지한다.

상기 습기 감지부(300)는 전류원 공급부(310)와, 기준전류 발생부(320)와, 전류 검출부(330)와 검출신호 출력부(340) 및 신호 안정부(350)를 포함하며, 상기 표면저항 검출부(100)의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 출력한다.

상기 전류원 공급부(310)는 제1전류원(I1)과, 제2전류원(I2)과, 제3전류원(I3) 및 제4전류원(I4)을 포함하며, 상기 전류 검출부(330)와 검출신호 출력부(340)의 동작에 필요한 전류원을 공급한다.

상기 기준전류 발생부(320)는 전압원(Vin-)과 저항(R320)을 포함하며, 상기 전류 검출부(330)에서 습기 감지 여부를 판단하기 위한 기준 전류를 제공한다.

상기 전류 검출부(330)는 상기 표면저항 검출부(100)의 검출 단자가 베이스로 연결되고 컬렉터가 접지되고 상기 전류원 공급부(310)의 제1전류원(I1)이 이미터로 인가되는 제1트랜지스터(Q331)와, 상기 제1트랜지스터(Q331)의 이미터가 베이스로 연결되고 상기 전류원 공급부(310)의 제2전류원(I2)이 이미터로 인가되며, 컬렉터가 상기 검출신호 출력부(340)로 연결되는 제2트랜지스터(Q332)와, 제3전류원이 이미터로 인가되고 상기 기준전류 발생부(320)의 출력신호가 베이스로 인가되며 컬렉터가 접지되어 있는 제4트랜지스터(Q334)와, 상기 제4트랜지스터의 이미터가 베이스로 연결되고 상기 전류원 공급부(310)의 제2전류원(I2)이 이미터로 인가되는 제3트랜지스터(Q333)와, 상기 제2트랜지스터(Q332)의 컬렉터가 컬렉터로 연결되고 상기 제3트랜지스터(Q333)의 컬렉터가 베이스로 연결되며 이미터가 접지되어 있는 제5트랜지스터(Q335)와, 상기 제3트랜지스터(Q333)의 컬렉터가 베이스와 컬렉터로 연결되고 이미터가 접지되어 있는 제6트랜지스터(Q666)를 포함하며, 상기 표면저항 검출부(100)에 흐르는 전류의 변화량을 검출하여 상기 기준전류 발생부(320)에서 발생하는 전압과 비교하여, 그에 따른 검출 신호를 상기 검출신호 출력부(340)로 출력한다.

상기 검출신호 출력부(340)는 상기 전류 검출부(330)의 출력신호가 베이스로 입력되고 상기 전류원 공급부(310)의 제4전류원(I4)이 컬렉터로 인가되며 이미터가 접지되어 있는 제7트랜지스터(Q341)와, 상기 제7트랜지스터(Q341)의 컬렉터가 베이스로 인가되고 이미터가 접지되어 있는 제8트랜지스터(Q342)를 포함하며, 상기 전류 검출부(330)로부터 출력되는 검출된 값에 따라 해당하는 신호를 출력한다.

상기 신호 안정부(350)는 구동전원(Vcc)이 일측단자로 연결되고, 상기 검출신호 출력부(340)의 출력신호가 타측단자로 연결되는 저항(R350)과, 상기 저항 (R350)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 커패시터 (C350)를 포함하며, 상기 검출신호 출력부(340)로부터 출력되는 검출신호의 값을 안정된 구동신호로 변환하여 출력한다.

상기 제1트랜지스터(Q331)와, 제2트랜지스터(Q332)와, 제3트랜지스터(Q333)와, 제4트랜지스터(Q334)는 피엔피(PNP)형 트랜지스터로 이루어지고, 상기 제5트랜지스터(Q335)와 제6트랜지스터(Q336)와, 제7트랜지스터(Q341)와, 제8트랜지스터 (Q342)는 엔피엔(NPN)형 트랜지스터로 이루어진다.

상기 제어부(400)는 아날로그-디지털 변환기(410)와, 마이크로 컴퓨터(420)와 디스플레이 장치(430)를 포함하며, 상기 습기 감지부(300)로부터 출력되는 신호를 입력받아 습기를 제거하도록 제어하고, 사용자에게 습기 발생 등의 사실을 알려준다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 제2실시예의 동작은 다음과 같다.

김 서림이 발생하는 등 습기가 발생하면 상기 표면저항 검출부(100)의 양 단자 사이의 저항값이 작아져서 전류가 흐르게 되면, 그 값이 제1트랜지스터(Q331)의 베이스로 인가되고, 그 전류가 상기 기준전류 발생부(320)의 저항(R320)을 통해 상기 제4트랜지스터(Q334)로 인가되는 전류보다 큰 경우, 제2트랜지스터(Q332)와 제5트랜지스터(Q335)가 온된다.

그에 따라, 상기 검출신호 출력부(340)의 제7트랜지스터(Q341)가 온되고, 제8트랜지스터(Q342)가 오프되어, 상기 신호 안정부(350)에 인가되는 구동전원(Vcc)의 값이 저항(R350)을 통하여 상기 제어부(400)로 출력되어, 논리적 하이의 값으로서 감지 표면에 습기가 발생하였음을 알린다.

그러나, 상기에서 습기가 발생하지 않거나, 그 값이 미약하여 상기 표면저항 검출부(100)의 양 단자 사이에 흐르는 전류가 상기 기준전류 발생부(320)의 저항(R320)을 통해 상기 제4트랜지스터(Q334)로 인가되는 전류보다 작은 경우, 제2트랜지스터(Q332)가 오프되고, 그에 따라 제5트랜지스터(Q335)도 오프되며, 상기 제3트랜지스터(Q333)와 제4트랜지스터(Q334)가 온된다.

그에 따라, 상기 검출신호 출력부(340)의 제7트랜지스터(Q341)가 오프되고, 제8트랜지스터(Q342)가 온되어, 상기 신호 안정부(350)에 인가되는 구동전원(Vcc)이 상기 제8트랜지스터(Q342)를 통해 흐르고, 상기 제어부(400)로는 논리적 로우의 값이 출력되어, 감지 표면에 습기가 발생하지 않았음을 알린다.

그러면, 상기 제어부(400)는 상기와 같이 습기 감지부(300)로부터 출력되는 신호의 값에 따라 구동장치(500)를 구동시키거나 정지시킴으로써, 습기를 제거하는 동작을 제어한다.

이하, 도 9를 참조하여, 상기 제어부(400)의 동작을 구체적으로 설명한다.

상기 제어부(400)의 마이크로 컴퓨터(420)는 상기 습기 감지부(300)로부터 출력되는 습기 감지신호를 판독하여(S10), 습기가 발생하였는지의 여부를 판단한다 (S20).

상기에서, 습기가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 소정의 시간을 경과하도록 한 다음 다시 습기 감지신호를 재판독하여(S30), 습기 발생이 지속되는지의 여부를 판단한다(S40).

상기에서 소정의 시간 경과 후에도 습기 발생이 지속되는 것으로 판단되면, 마이크로 컴퓨터(420)는 구동장치(500)로 하여금 습기 제거 동작을 하도록 제어한다(S60).

그리고 나서, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 다시 습기 감지신호를 판독하여 (S70), 습기가 제거되었는지의 여부를 판단한다(S80).

상기에서 습기가 제거된 것으로 판단되면, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 소정의 시간동안 경과 후, 다시 습기 감지부(300)로부터 출력되는 신호를 재판독하여 습기 제거가 일시적인지, 아니면 완전히 완료된 것인지의 여부를 판단한다(S100).

상기에서, 습기 제거가 완전히 끝난 것으로 판단되면, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 상기 구동장치(500)로 하여금 습기 제거 구동을 종료하도록 제어한다(S100).

상기와 같이 제어함으로써, 습기 감지 또는 습기 제거의 동작이 순간적으로 오류가 발생하는 경우에도 정확한 제어를 할 수 있도록 한다.

한편, 상기 단계(S40)에서 습기가 발생한 것으로 확정되면, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 상기 아날로그-디지털 변환기(410)를 통하여, 상기 습기 감지부 (300)에서 검출한 전류량을 디지털 값으로 변환하여 입력받아 사용자가 볼 수 있도록 디스플레이 장치(430)를 통하여 보여주고, 예정된 제거 시간등을 산출하여 알려줌으로써, 사용자에게 편의성을 제공한다.

그리고, 상기 구동장치(500)는 제1실시예에서와 마찬가지로 기존의 자동차에구비되어 있는 유리창 열선 등의 전열장치와 히터, 에어컨디셔너 등의 냉온장치를 이용한다.

상기와 같이 동작함으로써, 습기 감지를 정확하게 하며, 사용자에게 발생한 습기와 그에 따른 제거에 소요되는 시간 등을 제공할 수 있으므로, 습기 제거의 만족도를 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 습기 감지부(300)를 연산증폭기로 대체한 실시예가 도 6에 도시되어 있다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 제3실시예를 설명한다.

도 6에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제3실시예에 따른 습기 제거장치는,

표면저항 검출부(100)와, 정전기 방지부(200)와, 습기 감지부(600)와, 제어부(400) 및 구동장치(500)를 포함한다.

상기 표면저항 검출부(100)와, 정전기 방지부(200)와, 제어부(400) 및 구동장치(500)는 상기 제2실시예에서 설명한 것과 같이 다양한 방법으로 구현할 수 있으며, 중복을 피하기 위하여 구체적인 설명을 생략한다.

상기 습기 감지부(600)는, 기준전압원(Vin-)과, 기준저항(R610)과, 연산증폭기(OP610)를 포함한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 제3실시예의 동작은 다음과 같다.

상기 습기 감지부(600)의 연산증폭기(OP610)는 상기 표면저항 검출부(100)로부터 출력되는 전류를 비반전 입력단자를 통해 입력받아 반전 입력단자를 통해 입력되는 기준전류(Iin-)와 비교하여, 그에 따른 신호를 상기 제어부(400)로 출력한다.

즉, 표면에 습기가 발생하여, 상기 표면저항 검출부(100)로부터 출력되는 전류가 기준전류(Iin-)보다 큰 경우, 상기 연산증폭기(OP610)는 논리적 하이의 신호를 상기 제어부(400)로 출력함으로써, 상기 제어부(400)에서 습기 제거 제어를 할 수 있도록 한다.

그리고, 표면에 발생한 습기가 제거되어, 상기 표면저항 검출부(100)로부터 출력되는 전류가 기준전류(Iin-)보다 작은 경우, 상기 연산증폭기(OP610)는 논리적 로우의 신호를 상기 제어부(400)로 출력하여, 상기 제어부(400)로 하여금 습기 제거 제어를 종료시키도록 한다.

상기와 같이 연산증폭기(OP610)를 이용하여 습기 감지부(600)를 구성하여도 정확한 습기 제어를 할 수 있다.

한편, 상기 제3실시예보다 보다 안정된 습기 검출을 하기 위한 회로가 도 7에 도시되어 있다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 제4실시예를 설명한다.

제4실시예에서는 상기 제3실시예의 구성과 유사하다.

다만, 상기 습기 감지부에 있어서, 상기 표면저항 검출부(100)로부터 출력되는 값을 보다 정확하게 얻기 위하여, 제1저항(R710)과 제2저항(R720)을 사용하였고, 연산증폭기(OP710)를 전압 폴로워(voltage follower) 형태로 사용하였다.

즉, 상기 제1저항(R710)과 제2저항(R720)을 이용함으로써, 상기 표면저항 검출부(100)를 통하여 입력되는 전류의 값을 보다 더 정확하게 얻을 수 있으며, 특히제2저항(R720)은 풀다운(pull down) 저항의 기능을 가진다.

그리고, 연산증폭기(OP710)는 비반전단자를 통해 입력되는 신호를 그대로 안정화시켜 출력함으로써, 구동장치를 직접 구동할 수도 있도록 하였다.

이하, 상기 제3실시예와 중복되는 구성 요소들에 대한 설명은 생략한다.

한편, 상기 제4실시예와는 바이어스 전압의 극성이 다른 경우에는 도 8과 같이 제1저항(R810)과 제2저항(R820)을 구성함으로써, 연산증폭기(OP810)에서 사용하는 신호의 극성에 따라 적절하게 대응할 수 있는데, 그 예가 도 8에 도시되어 있다.

즉, 제5실시예는 상기 제4실시예와는 달리, 표면저항 검출부(100)의 입력단자에 제1저항(R810)을 연결하고, 상기 제1저항(R810)의 타측단자를 접지하였으며, 그 대신 제2저항(R820)을 연산증폭기(OP810)의 비반전 입력단자에 연결하고, 구동전원(Vcc)을 연결함으로써, 풀업(pull up) 저항의 기능을 가지도록 하였다.

상기 제5실시예는 상기 제4실시예에 비하여 전류의 방향을 반대로 한 예이므로, 중복을 피하기 위하여 이하의 설명은 생략한다.

마찬가지로, 도시하지 않았으나, 상기 도 2 또는 도 5에서도 각각 저항을 이용하여 각각 표면저항 검출부의 신호를 정확하게 얻을 수 있도록 할 수 있으며, 당해 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 충분히 구현할 수 있다.

그리고, 상기 각각의 실시예에서 습기 감지부(70, 300)에 바이폴라 트랜지스터를 이용하여 회로 구현을 하였으나, 그를 대신하여 모스(MOS) 트랜지스터 또는 모스펫(MOS-FET) 트랜지스터를 이용하여 회로를 구현하는 것은, 당해 기술분야의통상의 지식을 가진 당업자에게 용이하게 실시할 수 있음은 자명하다.

또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 상기와 같이 동작하는 본 발명은, 자동차 유리에 김 서림 등에 의하여 습기가 발생하자마자 습기 발생을 판단하여, 자동적으로 습기 제거 및 방지 동작을 자동적으로 수행하므로, 안전 운전의 시야를 확보해주는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 산업현장이나 기타 장소에서 김이 서리거나 또는 서리가 내리고, 비나 눈이 와서 발생한 습기에 의하여 시야가 가려서 발생하는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또, 상기와 같이 동작하는 본 발명은, 간단한 구성으로 정확한 습기 제거 작을 수행함으로써, 제작 비용을 절감할 수 있는 경제적 효과가 있다.

Claims (27)

1. 삭제
2. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

   표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

   상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

   상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하며,

   상기 표면저항 검출수단은,

   감지하고자 하는 대상 표면이 부도체인 경우,

   도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 표면에 부착되고 전기적으로 상기 습기감지수단에 연결되는 제1단자와,

   도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 제1단자로부터 소정의 간격을 두고 상기 표면에 부착되고 전원을 인가받는 제2단자를 포함하는 습기 제거장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 감지 대상 표면 하단에 부착되어 대상 표면에서 발생하는 전자파장해 또는 정전기의 발생을 방지하는 접지판을 더 포함하는 습기 제거장치.
4. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

   표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

   상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

   상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하며,

   상기 표면저항 검출수단은,

   감지하고자 하는 대상 표면이 부도체인 경우,

   상기 표면 위에 부착된 친수성이 높은 소재의 절연판과,

   도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 절연판에 부착되고 전기적으로 상기 습기감지수단에 연결되는 제1단자와,

   도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 제1단자로부터 소정의 간격을 두고 상기 절연판에 부착되고 전원을 인가받는 제2단자를 포함하는 습기 제거장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 친수성이 높은 소재는,

   습기가 소재에 닿음으로써 이루는 접촉각이 0도에서 90도 이내의 범위를 가지는 습기 제거장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 친수성이 높은 소재는,

   습기가 소재에 닿음으로써 이루는 접촉각이 0도에서 15도 이내의 범위를 가지는 소재인 습기 제거장치.
7. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

   표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

   상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

   상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하며,

   상기 표면저항 검출수단은,

   감지하고자 하는 대상 표면이 도체인 경우,

   상기 표면 위에 부착된 친수성이 높은 소재의 절연판과,

   도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 절연판에 부착되고 전기적으로 상기 습기감지수단에 연결되는 제1단자와,

   도전 가능한 소재로 이루어져 있으며, 상기 제1단자로부터 소정의 간격을 두고 상기 절연판에 부착되고 전원을 인가받는 제2단자를 포함하는 습기 제거장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 절연판과 제1단자 및 제2단자 사이에 형성된 접지판을 더 포함하는 습기 제거장치.
9. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

   표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

   상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

   상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하며,

   상기 표면저항 검출수단은,

   표면이 1기가오옴 내지 999기가오옴의 표면저항을 가지는 물질로 되어 있는 경우, 별도의 고저항 물질을 사용하지 않고, 표면 자체를 검출수단으로 사용하는 습기 제거장치.
10. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

    표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

    상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

    상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하며,

    상기 표면저항 검출수단은,

    차량 유리면에 형성되어 있는 열선을 이용하는 습기 제거장치.
11. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

    표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

    상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

    상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하며,

    상기 습기 감지수단은,

    상기 표면저항 검출수단의 저항값의 변화에 따라 흐르는 전류의 변화량을 검출하여 그에 따른 검출 신호를 출력하는 전류 검출수단,

    상기 전류 검출수단으로부터 출력되는 검출신호의 값을 안정된 구동신호로 변환하여 출력하는 신호 안정수단을 포함하는 습기 제거장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 전류 검출수단은,

    상기 표면저항 검출수단의 저항값의 변화에 따라 전류량이 일정값 이상 커지면 온되는 제1트랜지스터와, 상기 제1트랜지스터가 온됨에 따라 온되는 제2트랜지스터와, 상기 제2트랜지스터가 온됨에 따라 온되는 제3트랜지스터와, 상기 제3트랜지스터가 온됨에 따라 오프되어 전류량 검출신호를 출력하는 제4트랜지스터를 포함하는 습기 제거장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 신호 안정수단은,

    구동전원이 일측단자로 연결되고 상기 전류 검출수단의 출력단자가 타측단자로 연결되는 저항과, 상기 저항의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 커패시터를 포함하는 습기 제거장치.
14. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

    표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

    상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

    상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하며,

    상기 표면저항 검출수단에서 감지되는 신호에 정전기의 발생을 방지하는 정전기 방지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습기 제거장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 정전기 방지수단은,

    구동전원이 캐소드로 인가되고 상기 표면저항 검출수단의 일측단자가 애노드로 연결되는 제1다이오드와, 상기 표면저항 검출수단의 일측단자가 캐소드로 연결되고 애노드가 접지되어 있는 제2다이오드를 포함하는 습기 제거장치.
16. 표면에 발생하는 습기를 제거하는 장치에 있어서,

    표면의 저항값을 검출하여 그에 따른 신호를 출력하는 표면저항 검출수단;

    상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 감지신호를 출력하는 습기 감지수단;

    상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호를 입력받아, 표면에 발생한 습기를 제거하도록 제어하는 제어수단;

    상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 따라 동작하여 표면에 발생한 습기를 제거하는 구동장치를 포함하는 습기 제거장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 습기 감지수단은,

    습기 감지 여부를 판단하기 위한 기준 전류를 발생하여 출력하는 기준전류 발생부;

    상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 출력하는 전류 검출부;

    상기 전류 검출부로부터 출력되는 검출된 값에 따라 해당하는 논리값 신호를 출력하는 검출신호 출력부;

    상기 검출신호 출력부로부터 출력되는 논리값 신호를 안정된 디지털로 변환하여 출력하는 신호 안정부; 및

    상기 전류 검출부와 검출신호 출력부의 동작에 필요한 전류원을 공급하는 전류원 공급부를 포함하는 습기 제거장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 전류원 공급부는,

    상기 전류 검출부의 동작에 필요한 전원을 공급하는 제1전류원, 제2전류원, 제3전류원 및

    상기 검출신호 출력부의 동작에 필요한 전류를 공급하는 제4전류원을 포함하는 습기 제거장치.
19. 제17항에 있어서, 상기 기준전류 발생부는,

    소정의 전압을 발생하는 전압원과, 상기 저항에 따른 전류를 흐르도록 하는 저항을 포함하는 습기 제거장치.
20. 제17항에 있어서, 상기 전류 검출부는,

    상기 표면저항 검출수단의 검출 단자가 베이스로 연결되고 컬렉터가 접지되고 상기 전류원 공급부의 제1전류원이 이미터로 인가되는 제1트랜지스터와,

    상기 제1트랜지스터의 이미터가 베이스로 연결되고 상기 전류원 공급부의 제2전류원이 이미터로 인가되며, 컬렉터가 상기 검출신호 출력부로 연결되는 제2트랜지스터와,

    상기 전류원 공급부의 제3전류원이 이미터로 인가되고 상기 기준전류 발생부의 출력신호가 베이스로 인가되며 컬렉터가 접지되어 있는 제4트랜지스터와,

    상기 제4트랜지스터의 이미터가 베이스로 연결되고 상기 전류원 공급부의 제2전류원이 이미터로 인가되는 제3트랜지스터와,

    상기 제2트랜지스터의 컬렉터가 컬렉터로 연결되고 상기 제3트랜지스터의 컬렉터가 베이스로 연결되며 이미터가 접지되어 있는 제5트랜지스터와,

    상기 제3트랜지스터의 컬렉터가 베이스와 컬렉터로 연결되고 이미터가 접지되어 있는 제6트랜지스터를 포함하는 습기 제거장치.
21. 제17항에 있어서, 상기 검출신호 출력부는,

    상기 전류 검출부의 출력신호가 베이스로 입력되고 상기 전류원 공급부의 제4전류원이 컬렉터로 인가되며 이미터가 접지되어 있는 제7트랜지스터 및

    상기 제7트랜지스터의 컬렉터가 베이스로 인가되고 이미터가 접지되어 있는 제8트랜지스터를 포함하는 습기 제거장치.
22. 제17항에 있어서, 상기 신호 안정부는,

    구동전원이 일측단자로 연결되고, 상기 검출신호 출력부의 출력신호가 타측단자로 연결되는 저항과,

    상기 저항의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 커패시터를 포함하는 습기 제거장치.
23. 제16항에 있어서, 상기 제어수단은,

    상기 습기 감지수단에서 감지한 전류량을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그-디지털 변환기와,

    상기 습기 감지수단으로부터 출력되는 습기 감지신호를 입력받아 습기 발생 여부를 판단하여 그에 따른 습기 제거 제어신호를 생성하여 상기 구동장치로 출력하고, 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 신호를 입력받아 사용자에게 습기 발생 사실과 발생량 등의 정보를 제공하는 마이크로 컴퓨터 및

    상기 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 신호를 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 디스플레이 장치를 포함하는 습기 제거장치.
24. 제16항에 있어서, 상기 습기 감지수단은,

    일정한 크기의 전압을 발생하는 전압원;

    상기 전압원의 전압을 이용하여 습기 감지 여부를 판단하기 위한 기준 전류를 발생하여 출력하는 기준저항; 및

    상기 표면저항 검출수단의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 입력받아 상기 기준저항을 통해 입력되는 기준 전류와 비교하여 습기 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 출력하는 연산증폭기를 포함하는 습기 제거장치.
25. 제16항에 있어서, 상기 습기 감지수단은,

    구동전원을 입력받아 상기 표면저항 검출수단의 동작에 필요한 전원을 인가하는 제1저항;

    상기 표면저항 검출수단으로부터 출력되는 신호를 전압신호로 변환하여 출력하는 제2저항;

    상기 제2저항을 통해 입력되는 상기 표면저항 검출수단의 신호를 비반전단자를 통해 입력받아 안정화시켜 상기 구동장치로 출력하는 연산증폭기를 포함하는 습기 제거장치.
26. 표면의 저항값에 따라 흐르는 전류량의 변화를 통해 습기 발생 여부를 감지하는 습기 감지부로부터 출력되는 신호를 이용하여 습기를 제거하도록 제어하는 방법에 있어서,

    상기 습기 감지부로부터 출력되는 습기 감지신호를 소정의 시간 동안 판독하여 습기 발생이 순간적인지, 지속적인지의 여부를 판단하는 제1단계;

    상기 제1단계에서 지속적으로 습기가 발생하는 경우, 발생한 습기를 제거하도록 제어하는 제2단계;

    상기 제2단계의 제어 이후, 상기 습기 감지부로부터 출력되는 습기 감지신호를 소정의 시간 동안 판독하여, 습기가 완전히 제거되었는지의 여부를 판단하는 제3단계; 및

    상기 제3단계에서 습기가 완전히 제거된 것으로 판단되면, 습기 제거 제어를 종료하는 제4단계를 포함하는 습기 제거방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 제2단계 제어 이후에,

    표면에 발생한 습기량을 산출하여 그 값을 표시하는 단계를 더 포함하는 습기 제거방법.