KR100920812B1 - 센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 대상물체감지장치 - Google Patents

센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 대상물체감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면 센서 모듈 조립체는 검출을 위한 빔을 조사하기 빔조사수단과, 상기 빔 조사수단의 전면에 설치되어 모터에 의해 소정의 각도로 회동되는 빔스플리터와, 상기 빔조사수단에 의해 대상물체에 반사되어 입사되는 빔을 상기 빔스플리터를 통하여 검출하기 위한 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출된 신호를 이용하여 대상물체의 위치를 검출하기 위한 신호처리부를 포함한다.
대상물체, 센서, 검출, 자동차, 레디어다이오드

Description

센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 대상물체 감지장치{sensor module assembly and detecting apparatus using the same}
본 발명은 광을 이용한 센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 대상물체 감지장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 대상물의 감지영역을 확대할 수 있는 센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 대상물체 감지장치에 관한 것이다.
자동차는 우리 생활과 밀접한 관계에 놓여있으며, 현대인들에게 자동차는 필수품이다. 자동차 제조사들은 운전 성능개선 뿐만 아니라 안전에 필요한 다양한 장치들을 자동차에 채용하여 운전자의 편의 및 안전운전을 도모하고 있다.
이중 하나가 후방감지시스템이다. 차량이 대형화되고, 갈수록 도로가 복잡해짐에 따라 차량의 후진 시 운전자들은 많은 어려움을 겪는 경우가 많은데, 이를 해소하기 위하여 다양한 후방감지 시스템이 적용되고 있다. 이러한 시스템은 후시경을 채용하여 운전자가 후시경을 통해 후진 시 차량의 후방를 확인할 수 있도록 하는 단순 기능으로부터, 초음파센서 등을 비롯하여 다양한 종류의 센서를 차량의 후방에 장착하여 후방에 감지되는 물체에 따라 경고음으로 운전자에게 알려주는 경보음 시스템에 이르기까지 다양하다.
근래에는 대형 차량을 중심으로 차량의 후방에 카메라를 설치하여 카메라로부터 획득된 영상을 운전자에게 제공하여 운전자가 안전한 후진을 수행할 수 있도록 하는 영상 시스템이 적용되고 있다.
그러나 이와 같은 종래의 영상 시스템의 경우 차량의 후진 시 카메라를 동작시켜 자동차의 후방영상을 모니터에 표시하여 운전자에게 제공하고 있으나, 이와 같은 방식의 경우 영상 폭이 작고, 카메라가 고정식이므로, 차량의 코너지역이나 실제 보고자 하는 영상은 확인할 수 없는 단점이 있었다. 실제로 차량의 코너지역은 사이드 미러와 카메라의 영상이 미치지 못하는 사각지역이 존재하게 되므로, 차량의 후방에 설치 된 카메라에 의해 영상을 획득할 수 없다.
이러한 점을 감안하여 후방 물체 감지 장치 및 후방 물체 감지 시 경보하는 장치가 대한민국 실용신안 공개 제 1999-0024162호와 등록실용신안공보 20-0140497에 개시되어 있으며, 상기 공개실용신안공보 1999-0024162 및 등록실용신안공보 20-0140497에 개시되어 있다.
그리고 일본 공개 실용신안 소 63-19246호에는 물체표면에 빛을 조사하고, 그 반사광을 편광필터(a polarizing filter)를 통해서 검출하는 장치가 개시되어 있으며, 일본 공개 특허 평 2-189408호에는 반사광을 편광소자(가변편광기)를 이용하여 선택적으로 분할 검출하는 구조가 개시되어 있다.
그러나 이러한 검출장치는 검출영역의 매우 협소하다. 따라서 자동차의 후방의 대상물체를 모두 검출하기 위해서는 다수개의 검출장치를 설치하여야 하는 문제점이 있다. 특히 이러한 검출영역의 협소는 교통의 흐름을 위한 감지, 자동문의 동작상태 감지 등에 적용이 어렵고, 검출의 오류가 심하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 검출영역을 확대시킬 수 있어 적용범위를 넓힐 수 있으며, 초소형화가 가능하여 장착에 따른 설계 여유도를 높일 수 있는 센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 장애물 감지장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 상대적으로 넓은 영역에서 검출되는 물체의 거리에 따른 위치를 감지할 수 있는 센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 대상물체 감지장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 센서 모듈 조립체는,
대상물체를 검출하기 위해 빔을 조사하는 빔조사수단과, 상기 빔조사수단의 전면에 설치되어 모터에 의해 소정의 각도로 회동되는 빔스플리터와, 상기 빔조사수단에 의해 대상물체에 반사되어 입사되는 빔을 상기 빔스플리터를 통하여 검출하기 위한 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출된 신호를 이용하여 대상물체의 위치를 검출하기 위한 신호처리부를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 빔조사수단은 레이저 다이오드 또는 발광다이오드로 이루어질 수 있으며, 상기 검출수단은 포토 다이오드로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 빔스플리터의 전면에는 빔을 확산시키기 위한 확산렌즈가 더 구비될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 자동차의 대상물체 감지장치는 자동차에 설치되는 램프 케이스와, 상기 램프케이스의 내부에 설치되는 램프와, 상기 램프 케이스에 설치되어 상기 램프로부터 조사되는 광을 반사시키기 위한 반사판을 구비한 램프 유니트와;
상기 램프유니트의 램프 케이스에 설치되는 것으로, 검출을 위해 빔을 조사하기 위한 빔조사수단과, 상기 빔조사수단의 전면에 설치되어 모터에 의해 소정의 각도로 회동되는 빔스플리터와, 상기 빔조사수단에 의해 대상물체에 반사되어 입사되는 빔을 상기 빔스플리터를 통하여 검출하기 위한 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출된 신호를 이용하여 대상물체의 위치를 검출하기 위한 신호처리부를 포함하는 센서 모듈 조립체;를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 센서 모듈 조립체와 이를 이용한 자동차의 대상물체 검출장치는 , 감지영역을 확대시킬 수 있어 적용범위를 넓힐 수 있으며, 초소형화가 가능하여 장착에 따른 설계 여유도를 높일 수 있다.
본 발명에 따른 센서 모듈 조립체를 이용한 자동차의 대상물체 검출장치는 빔스플리터를 회동시켜 그 검출영역을 확대시킬 수 있는 것으로, 자동차의 램프 유니트 즉, 전조등 또는 후미등에 설치될 수 있는데, 도 1 및 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에서는 후미등에 설치된 것을 일 실시예로 설명하기로 한다. 도면을 참조하면, 센서 모듈 조립체를 이용한 자동차의 대상물체 검출장치는 램프 유니트(20)의 램프 케이스(21)의 중앙부에 센서 모듈조립체(30)가 설치된 구성을 가진다. 상기 램프 유니트(20)는 램프 케이스(21)의 저부에 발광램프(22)가 설치되고, 이의 주위와 측면에는 상기 발광램프(22)로부터 조사된 광을 반사시키기 위한 반사판(23)이 설치된다. 발광램프(22)는 발광다이오드가 이용될 수 있는데, 이 발광다이오드는 상기 센서모듈 조립체(30)의 주위에 복수개가 배열 설치 될 수 있다. 그리고 상기 램프 케이스(21)의 전면에는 커버부재(24)가 설치된다. 이 커버부재(24)의 내면에는 상기 발광램프(22)로부터 조사되는 광을 산란시킬 수 있도록 요철이 형성될 수 있다.
그리고 센서 모듈 조립체(30)는 상기 램프 케이스(21)의 중앙부에 설치되는 것으로, 상기 램프 케이스(21)에 설치되는 하우징(31)과, 상기 하우징(31)에 설치되어 대상물체(100)의 검출을 위하여 빔을 조사하는 빔조사수단(32)과, 상기 빔조사수단(30)의 전면에 설치되어 모터(33)에 의해 소정의 각도 즉, 대상물체 검출영역의 범위 내에 빔을 조사 할 수 있도록 소정각도 회동되는 빔스플리터(34)와, 상기 빔조사수단(32)에 의해 대상물체(100)에 조사된 후 반사되는 빔을 상기 빔스플리터(34)를 통하여 검출하기 위한 검출수단(35)을 구비한다.
상기 빔조사수단은 800 내지 1010nm 파장의 광 즉, 빔을 조사하는 레이저 다이오드를 사용함이 바람직한데, 이에 한정되지 않고 발광다이오드가 이용될 수 있다. 그리고 상기 검출수단(35)은 포토 다이오드가 이용될 수 있다.
상기 검출수단(35)에 의해 검출된 신호를 이용하여 대상물체(100)의 위치를 검출하기 위한 신호처리부(40)를 더 구비하는데, 이 신호 처리부(40)는 검출수단(35)에 의해 검출된 신호를 증폭한 후 A/D 변환을 위한 수신신호 처리부와, 상기 수신신호저리부에 의해 증폭 및 변환된 신호를 이용하여 거리를 검출하기 위한 디지털 신호처리부를 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 빔스프리터(34)와 대응되는 측의 커버부재(23)에는 확산렌즈부가 더 구비될 수 있다. 이 경우 도 4에는 본 발명에 따른 센서 모듈 조립체(30)의 빔스프리터(34)를 모터(33)에 의해 반드시 회동시킬 필요는 없다. 모터(33)에 의해 빔스프리터(34)를 회동시키지 않은 경우 확산렌즈부(60)는 집속렌즈(61)들과 발산렌즈(62)들이 조합되어 대상물체(100)로부터 반사되어 입사되는 광을 다단 집속할 수 있도록 함이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 센서 모듈 조립체와 이를 이용한 자동차의 대상물체 검출장치(10)는 자동차의 램프 유니트(20)에 설치된 빔조사수단(32)인 레이저 다이오드로부터 빔을 조사함과 아울러 상기 모터(33)에 의해 빔스프리터(34)를 회동시킨다.
이와 같이 하면 상기 레이더 다이오드로부터 조사된 빔은 회동되는 빔스프리터(34)에 의해 반사되어 자동차의 전방 또는 후방의 광범위한 영역으로 조사된다. 이 감지영역은 상기 빔스프리터가 회동됨으로써 약 160도로 확대시킬 수 있다. 이와 같이 조사된 빔은 전방에 대상물체가 있는 경우 이 대상물체(100)에 의해 반사된 후 빔스프리터 측으로 입사되고, 이 입사된 빔은 빔스프리터(34)에 의해 반사되어 검출수단(35)에 의해 검출된다. 상기 검출수단에 의해 검출된 신호는 신호처리부(40)에 의해 처리되어 대상물체(100)를 감지함과 아울러 대상물체의 위치에 따른 거리를 산출하게 된다.
상술한 바와 같이 대상물체(100)의 검출은 레이저 다이오드로부터 조사되는 빔이 회동되는 상기 빔스프리터(34)에 의해 반사되거나 확산렌즈부(60)에 의해 확산되므로 검출영역을 확대할 수 있다. 따라서 자동차에 설치하는 경우 램프유니트(20)에 설치된 센서 모듈 조립체(30)만으로도 자동차의 전방 또는 후방의 대상물체를 감지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 센서 모듈 조립체 및 이를 이용한 대상물체 검출장치는 자동차의 전방 또는 후방에 위치되는 대상물체를 감지할 수 있다. 그리고 상기 센서 모듈 조립체는 고속도로의 교통량 감지, 특수 보안관련 제품, 자동문의 센서 등, 대상물체를 검출하기 위한 센서로 널리 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 센서 모듈 조립체가 장착된 상태를 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 센서 모듈 조립체를 이용한 자동차의 대상물 감지장치를 나타내 보인 단면도.
도 3은 센서 모듈 조립체를 발췌하여 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 센서 모듈 조립체의 다른 실시예를 나타내 보인 단면도.

Claims (3)

  1. 대상물체(100)를 검출하기 위해 빔을 조사하는 빔조사수단(32)과, 상기 빔조사수단(32)의 전면에 설치되어 모터(33)에 의해 소정의 각도로 회동되는 빔스플리터(34)와, 상기 빔조사수단(32)에 의해 대상물체(100)에 반사되어 입사되는 빔을 상기 빔스플리터(34)를 통하여 검출하기 위한 검출수단(35)과, 상기 검출수단(35)에 의해 검출된 신호를 이용하여 대상물체의 위치를 검출하기 위한 신호처리부(40)를 포함하며,
    상기 빔조사수단(32)은 레이저 다이오드 또는 발광다이오드를 구비하고, 상기 검출수단(35)은 포토 다이오드를 구비하며, 상기 빔스플리터의 전면에는 빔을 확산시키기 위한 확산렌즈(60)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 센서모듈 조립체.
  2. 삭제
  3. 자동차에 설치되는 램프 케이스(21)와, 상기 램프케이스(21)의 내부에 설치되는 발광램프(22)와, 상기 램프 케이스(21)에 설치되어 상기 발광램프(22)로부터 조사되는 광을 반사시키기 위한 반사판(23)을 구비한 램프 유니트(20)와;
    상기 램프유니트(20)의 램프케이스(21)에 설치되는 것으로, 대상물체를 검출하기 위해 빔을 조사하는 빔조사수단(32)과, 상기 빔조사수단(32)의 전면에 설치되어 모터(33)에 의해 소정의 각도로 회동되는 빔스플리터(34)와, 상기 빔조사수단(32)에 의해 대상물체(100)에 의해 반사되어 입사되는 빔을 상기 빔스플리터(34)를 통하여 검출하기 위한 검출수단(35)과, 상기 검출수단에 의해 검출된 신호를 이용하여 대상물체의 위치를 검출하기 위한 신호처리부(40)를 포함하는 센서 모듈 조립체(30);를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 센서모듈조립체를 이용한 대상물체 검출장치.
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