KR100981215B1 - 레인센서 - Google Patents

레인센서 Download PDF

Info

Publication number
KR100981215B1
KR100981215B1 KR1020080077485A KR20080077485A KR100981215B1 KR 100981215 B1 KR100981215 B1 KR 100981215B1 KR 1020080077485 A KR1020080077485 A KR 1020080077485A KR 20080077485 A KR20080077485 A KR 20080077485A KR 100981215 B1 KR100981215 B1 KR 100981215B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
prism
light
light emitting
groove
rain sensor
Prior art date
Application number
KR1020080077485A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100018812A (ko
Inventor
김상범
이동희
Original Assignee
한국오므론전장주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국오므론전장주식회사 filed Critical 한국오므론전장주식회사
Priority to KR1020080077485A priority Critical patent/KR100981215B1/ko
Publication of KR20100018812A publication Critical patent/KR20100018812A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100981215B1 publication Critical patent/KR100981215B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0833—Optical rain sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3577—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing liquids, e.g. polluted water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S318/00—Electricity: motive power systems
    • Y10S318/02—Windshield wiper controls

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 레인센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하측의 적외선 전반사용 프리즘과, 상측의 빗방울 검출용 프리즘을 이용하여 적외선 LED로부터 발생하여 차량의 전면 유리로 방사되는 적외선 빔을 반사 및 굴절시키고 차량의 전면 유리로부터 다시 적외선 필터가 구비된 프리즘을 통해 수광할 수 있도록 함으로써 적외선 검출에 불필요한 변수들을 제거하여 비의 양을 더욱 정확히 감지할 수 있도록 하는 레인센서에 관한 것이다.
본 발명은 프리즘의 일측단 중앙의 일부가 개방되어 형성된 홈 내측에 수광부와 발광부가 서로 반대측을 향하도록 배치되어, 기판 또는 레인센서 전체의 크기를 최소화 할 수 있고, 차량 전면 유리에 부착되는 적외선 필터가 프리즘의 상단 수평면에 일체형으로 제작되어 적외선 필터를 따로 제작해야되는 번거로움을 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다
차량, 레인센서, 프리즘, 실리콘, 적외선 빔, 적외선 필터

Description

레인센서 {RAIN SENSOR}
본 발명은 레인센서에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 하측의 적외선 전반사용 프리즘과 상측의 빗방울 검출용 프리즘의 일측단 중앙의 일부가 개방되어 형성된 홈 내측에 수광부와 발광부가 수용되고, 프리즘 내측에 수용된 발광부의 위치에 따라 전면발광 또는 배면발광 되도록 하여 차량 전면 유리의 빗방울의 양을 측정하는 레인센서에 관한 것이다.
일반적으로, 우천시 와이퍼는 ETACS 또는 BCM에서 제어되어 작동된다.
그리고, 와이퍼 자동 작동모드가 구비된 차량인 경우 도 1에 도시된 바와 같이 와이퍼 구동모터(12) 및 레인센서(10) 이외에, 레인센서(10)를 통해 감지된 결과를 이용하여 와이퍼 모터 구동신호를 출력하는 레인센서 유니트(11)를 더 구비하고 있다. 우천시에는 레인센서(10)가 유리창에 맺힌 물방울을 감지하여, 비가 오는지 안 오는지, 내지는 비가 많이 오는지, 적게 오는지 감지하여, 와이퍼를 구동시키는 신호로 사용하게 된다.
그러나 종래의 레인센서 시스템의 경우 전면 유리의 투과율은 LED와 포토센서의 중심점 위에서 결정되었기 때문에 빗물의 양을 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소시키기 위해 도 2에 도시된 레인센서를 고안하게 되었고, 현재 특허출원된 상태이다.
도 2의 레인센서를 살펴보면, PCB 기판(180)의 하측을 향해 구비되는 1 이상의 발광부(110), 발광부(110)를 마주보며 발광부(110)의 하측에 상방을 향해 구비되는 제1반사부(130), 측방에 수직 방향 내지는 일정 각도로 상방 배치되는 제2반사부(140), 제2반사부(140)와 차량의 전면 유리(150) 사이의 빛의 경로에 배치되는 제1렌즈(160), PCB 기판(180)의 상면에 배치되는 수광부(120), 수광부(120)와 차량의 전면 유리(150) 사이의 빛의 경로에 배치되는 제2렌즈(160)로 구성되어 있다.
도 2에 도시된 레인센서 시스템의 동작을 살펴보면, 우천시 운전자의 조작에 따라 와이퍼 자동 작동모드가 선택된 경우 도면에는 미도시된 컨트롤러에서 상기 발광부(110)가 주기적으로 발광되도록 제어한다.
컨트롤러의 발광 제어신호에 응하여 발광부(110)가 발광되면, 적외선 빔이 방출되고, 상기 적외선 빔은 하방에 소정 간격으로 이격된 제1반사부(130) 중 좌우로 형성되어 있는 경사면(131)으로 입사된다.
상기 경사면(131)으로 입사된 적외선 빔은 상기 경사면(131)에 의해 반사되며, 상기 반사된 적외선 빔은 제2반사부(140)에 입사되면서 다시 반사되고, 상기 반사된 적외선 빔은 제1렌즈(160)에 의해 집속되어 차량의 전면 유리(150)로 입사된다.
상기 차량의 전면 유리(150)에 입사된 적외선 빔은 전면 유리(150)에 의해 반사되고, 반사된 적외선 빔은 제2렌즈(170)에 의해 집속되어 수광부(120)로 입사되며, 수광부(120)는 빗물의 양을 전기적 신호로 변환하고, 상기 전기적 신호로 변환된 빗물의 양 감지신호는 컨트롤러로 입력된다.
그러면 컨트롤러는 빗물의 양 감지신호를 이용하여 와이퍼 구동 제어신호를 생성하고, 상기 와이퍼 구동 제어신호는 와이퍼 구동모터로 출력되어 와이퍼의 작동속도를 제어하게 된다.
상기 레인센서 시스템의 경우 측정 범위를 넓히고, 감지 성능을 향상시키기 위해 빛을 반사시키는 반사부와 빛을 집속시키는 렌즈 등을 다수개 필요로 하며, 이를 결합시키기 위한 복잡한 구조가 요구되므로 제조 단가가 상승할 뿐만 아니라, 제조 공정이 복잡하다는 어려움이 있다.
또한, 차량의 전면 유리에서 반사되어 수광부로 입사될 때 습기나, 성에 등과 같은 수광 방해 변수들로 의해 비의 양을 정확하고 신속하게 감지하기가 어려우므로 이에 해결 방안이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 대비 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하측의 적외선 전반사용 프리즘과 상측의 빗방울 검출용 프리즘으로 이용하여 적외선 빔을 굴절 및 반사시키고 차량의 전면 유리에서 재반사 되어진 적외선 빔을 다시 적외선 필터와 프리즘을 통해 수광할 수 있도록 하는 레인센서를 제공하는 것이다.
또 다른 목적으로는 프리즘의 일측단 중앙의 일부가 개방되어 형성된 홈 내측에 수광부와 발광부가 수용되도록 하여 배면발광 또는 전면발광에 상관없이 정확하게 빗방울을 측정할 수 있도록 하고, 수광부와 발광부를 서로 반대방향으로 배치함에 따라 기판 및 레인센서 전체의 크기를 최소화 하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 차량의 전면 유리에 부착되는 적외선 필터를 따로 제작하지 않고 프리즘의 상단 수평면에 일체형으로 제작할 수 있는 프리즘을 구비한 레인센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 전면 유리측에 구비되며, 발광부와 수광부를 구비하는 레인센서에 있어서, 상기 발광부와 상기 수광부는 기판의 서로 반대측을 향하도록 구비되고, 상기 발광부와 상기 수광 부를 수용할 수 있도록 홈이 형성되며, 상기 발광부에서 방사된 빛이 다단계로 반사 또는 굴절되도록 다수의 면이 형성되는 프리즘을 포함하여 구성되고, 상기 발광부에서 방사된 빛이 상기 프리즘의 다수의 면에서 반사 또는 굴절되어 상기 수광부로 입사되는 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘의 다수의 면은, 상단 수평면, 옆면, 하단 수평면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘의 다수의 면은, 상기 홈의 상단면, 제 1 경사면, 상단 수평면, 제 2 경사면, 옆면, 제 3 경사면, 하단 수평면, 제 4 경사면 및 상기 홈의 하단면을 포함하여 구성되고, 상기 제 1 경사면은 상기 홈의 상단면과 상기 상단 수평면의 사이에 구비되고, 상기 제 1 경사면은 상기 홈의 상단면과 상기 상단 수평면의 사이에 구비되고, 상기 제 2 경사면은 상기 상단 수평면과 상기 옆면의 사이에 구비되고, 상기 제 3 경사면은 상기 옆면과 상기 하단 수평면의 사이에 구비되고, 상기 제 4 경사면은 상기 하단 수평면과 상기 홈의 하단면의 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘은 하측의 빗방울 검출용 프리즘 및 상측의 적외선 전반사용 프리즘으로 접합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 발광부는 상기 기판 상부에 차량의 전면 유리를 향하도록 위치하거나, 상기 기판의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘의 상단 수평면에 일체로 형성된 필터부를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘의 상단 수평면과 상기 차량의 전면 유리 사이에 부착, 고정되는 필터부를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 필터부는 접착부재에 의해 밀착되며, 상기 접착부재는 실리콘 재질을 포함하는 것임을 특징으로 한다.
상기 기판에서 상기 발광부 및 상기 수광부가 설치되는 상대적인 위치는, 상기 프리즘의 각 경사면의 기울기와 수평면에서의 굴절률에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 발광부는 상기 기판의 상측에 구비되고, 상기 수광부는 상기 기판의 하측에 구비되어, 상기 발광부에서 방사된 빛은 상기 프리즘의 홈의 상단면으로 입사되어, 상기 제 1 경사면에서 반사되어, 상기 상단 수평면에서 유리측으로 입사되고, 상기 유리측에서 다시 반사된 빛은 상기 상단 수평면을 통해 상기 제 2 경사면, 상기 옆면, 상기 제 2 경사면, 상기 하단 수평면 및 상기 제 4 경사면에서 순차적으로 반사되고, 상기 홈의 하단면에서 출력되어 상기 수광부로 입력되거나, 상기 발광부는 상기 기판의 하측에 구비되고, 상기 수광부는 상기 기판의 상측에 구비되어, 상기 발광부에서 방사된 빛은 상기 프리즘의 홈의 하단면으로 입사되어, 상기 제 4 경사면, 상기 하단 수평면, 상기 제 3 경사면, 상기 옆면 및 상기 제 2 경사면에서 순차적으로 반사되어, 상기 상단 수평면에서 유리측으로 입사되고, 상기 유리측에서 다시 반사된 빛은 상기 상단 수평면을 통해 상기 제 1 경사면에서 반사되고 상기 홈의 상단면에 출력되어 상기 수광부로 입사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하측의 적외선 전반사용 프리즘과 상측의 빗방울 검출용 프리즘의 일측단 중앙의 일부가 개방되어 형성된 홈 내측에 수광부와 발광부를 수용하며, 수광부와 발광부를 기판의 서로 반대측을 향하도록 배치하고, 대신 프리즘을 이용하여 빛의 경로를 180도 꺽일 수 있도록 함에 따라 기판이나 레인센서 전체의 크기를 작게 또는 컴팩트하게 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 간단한 구조로 차량의 전면 유리에 부착되는 적외선 필터를 따로 제작하지 않고 프리즘의 상단 수평면에 일체형으로 제작함으로써 제조 공정을 간단하게 하며, 적외선 검출에 불필요한 습기, 성에 또는 적외선 빔 이외의 기타 빔을 차단시켜 비의 양을 정확히 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면의 실시예들을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저 레인센서의 일반적인 동작을 설명하기 위해, 앞서 살펴본 대비 기술의 도 2를 참조하면, 레인센서(100)는 기판(180)의 하측을 향해 구비되는 1 이상의 발광부(110), 발광부(110)를 마주보며 발광부(110)의 하측에 상방을 향해 구비되는 제1반사부(130), 측방에 수직 방향 내지는 일정 각도로 상방 배치되는 제2반사부(140), 제2반사부(140)와 유리(150) 사이의 빛의 경로에 배치되는 제1렌즈(160), PCB기판(180)의 상면에 배치되는 수광부(120), 수광부(120)와 유리(150) 사이의 빛의 경로에 배치되는 제2렌즈(170)를 구비하였다. 이러한 대비 기술과 본 발명을 비교해 보도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 레인센서의 구성과 본 발명에 따른 레인센서가 동작되는 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 레인센서의 발광부와 수광부의 위치가 반대로 구비된 본 발명에 따른 레인센서의 구성과 레인센서가 동작되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 레인센서(500)는 기판(180)의 상측을 향해 구비되는 발광부(110), 발광부(110)와 PCB기판(180)의 서로 반대측을 향하도록 구비되는 수광부(120), 일측에 상단면과 하단면을 구비하는 홈(695)이 형성되고, 상기 홈의 상단면과 하단면 사이에 PCB기판(180)이 수평으로 삽입되어 내부에 발광부(110)와 수광부(120)를 수용하는 프리즘(600), 프리즘(600)과 차량의 전면 유리(150) 사이에 구비되어 차량의 전면 유리(150)로부터 입사되는 빛을 투과시키는 필터부(300)를 포함하여 구성된다.
발광부(110)는 보통 적외선 LED를 사용하며, PCB기판(180)의 상부에 차량의 전면 유리(150)측을 향하여 설치되거나, 또는 도 4 및 도 5와 같이 PCB기판(180)의 하부에 하측을 향하여 배치되도록 설치될 수도 있다.
수광부(120)는 보통 포토센서를 사용하며, 발광부(110)가 설치되는 위치에 따라 발광부(110)와 PCB기판(180)의 반대측을 향하여 설치된다.
프리즘(600)은 발광부(110)에 의해 상방으로 방사되는 적외선 빔을 굴절시키는 프리즘 홈의 상단면(680)과, 굴절되어진 적외선 빔을 차량 전면 유리(150)를 향하여 비스듬하게 입사될 수 있도록 반사시키는 제 1 경사면(610)과, 차량 전면 유리(150)에 접착부재(400)로 부착시키기 용이하도록 면 형상의 상단 수평면(620)과, 차량 전면 유리(150)로부터 반사된 적외선 빔이 수광부(120)로 입사될 수 있도록 반사가 이루어지는 제 2 경사면(630), 옆면(640), 제 3 경사면(650), 하단 수평면(660), 제 4 경사면(670)과, 제 4 경사면(670)에서 반사되어진 적외선 빔이 수광부(120)로 입사될 때 굴절이 이루어지는 프리즘 홈의 하단면(690)으로 이루어진다.
프리즘 홈의 상단면(680)은 발광부(110)가 상방을 향해 방사한 빛이 처음 도달하는 부분으로, 차량의 전면 유리(150)로 향하는 빛이 굴절될 수 있다.
경우에 따라 발광부(110)의 빛이 상방으로 수직 입사하는 경우에는 빛이 꺾이지 않을 수도 있다.
굴절된 빛이 차량의 전면 유리(150)측을 향하여 비스듬하게 입사될 수 있도록 제 1 경사면(610)을 포함할 수 있다.
제 1 경사면(610)은 상방으로 일정 각도 기울어진 방향으로 형성되며 프리즘 홈의 상단면(680)에서 굴절되어 들어온 빛을 차량의 전면 유리(150)측으로 반사시키는 역할을 한다. 제 1 경사면(610)의 기울기 각도는 상단 수평면(620)에 입사되는 빛의 각도에 따라 결정된다.
상기 상단 수평면(620)은 상기 제 1 경사면(610)에서 반사되어진 빛이 차량 전면 유리(150)로 입사될때 굴절이 이루어지는데, 매질의 특성에 따라 빛의 각도가 다르게 설정되므로, 굴절의 법칙에 따라 설계한다.
상기 굴절의 법칙(SNELL'S LAW)은 도 3의 도면을 참조하여 설명하면, 차량의 전면 유리에서 반사된 빛(a)이 굴절률 n1인 매질1에서 굴절율 n2인 매질2로 입사될 때 굴절각과 입사각의 사인값의 비는 항상 일정하며, 이 값이 매질1에 대한 매질2의 굴절률인 것이다.
즉, 식으로 나타내면 n1 sinθ1=n2 sinθ2로 표시할 수 있으며, 이를 통해 빛의 경로, 발광 각도는 물론, 매질의 종류, 형상, 특성 및 빛의 경로에 따른 형상 설계 및 발광부, 수광부 위치 조정을 하게 된다. 아울러, 감지 대상 범위, 위치에 따른 프리즘의 형상 설계를 다양하게 조정할 수 있다.
제 1 경사면(610)에서 반사되어 차량의 전면 유리(150)측을 향하던 적외선 빔은 상단 수평면(620)을 통과하면서 굴절되고, 전면 유리(150)측에서 반사되어, 다시 상단 수평면(620)으로 입력된다.
이 때, 상단 수평면(620)과 차량의 전면 유리(150) 사이에 필터부를 더 구비할 수 있다. 상기 굴절 및 반사된 적외선 빔은 필터부(300)를 통해 방사되어 차량 전면 유리(150)로 입사된다.
상기 차량의 전면 유리(150)에 입사된 적외선 빔은 차량의 전면 유리(150)에 의해 반사되고, 반사된 적외선 빔은 필터부(300)를 통해 필터링되어 프리즘(600)으로 입사된다.
상기 필터부(300)는 적외선 필터가 바람직하고, 차량의 전면 유리(150)에서 입사되는 빛 중에 적외선 빔만을 투과하여 적외선 검출에 불필요한 변수들을 차단해주는 역할을 한다.
상기 필터부(300)는 상기 상단 수평면(620)과 차량의 전면 유리(150) 사이에 구비되는데, 별도로 삽입되거나, 프리즘에 일체로 형성될 수도 있다.
상기 필터부(300)의 상측 및/또는 하측에는 접착부재(400)를 사용할 수 있다. 적외선 빔이 프리즘(600)에서 차량의 전면 유리(150)로 입사되거나 차량의 전면 유리(150)에서 프리즘(600)으로 입사될 때, 굴절률에 오차가 적게 하기 위해 프리즘(600)과 차량의 전면 유리 사이(150)에 설치될 때 접착부재(400)로써 재질은 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 비록 도면상에는 접착부재, 필터의 두께가 어느 정도 있는 것으로 나타나 있으나, 불필요한 빛의 굴절을 막기 위해 최소한으로 얇게 하는 것이 바람직하다.
상기 차량의 전면 유리로부터 반사된 빛이 제 2 경사면(630), 옆면(640), 제 3 경사면(650), 하단 수평면(660), 제 4 경사면(670)을 지나면서 반사시켜 수광부(120)로 입력시킨다. 경우에 따라서는 제 2, 3, 4 경사면(630,650,670) 없이 바로 옆면, 하단 수평면에서 반사된 빛이 바로 수광부(120)로 입력될 수도 있다.
상기 반사된 빛은 최종 홈의 하단면(690)에서 출력되어 수광부(120)로 입력된다.
프리즘 홈의 하단면(690)은 제 4 경사면(670)에서 반사 되어진 적외선 빔이 수광부(120)로 입사되기 전에 굴절시킬 수도 있다.
상기 프리즘(600)은 하측의 적외선 전반사용 프리즘과 상측의 빗방울 검출용 프리즘으로 분리될 수도 있다.
이 경우 각각의 상측과 하측은 홈이 형성되며, 각 홈에는 홈의 상단면(680), 홈의 하단면(690)이 구비되어 있다. 홈의 상단면(680), 하단면(690)을 통해 빛이 프리즘으로 입사,입력 또는 방사,출력된다.
기판(180)의 일부는 홈(695)에 삽입 위치되고, 그 부분에 발광부(110)와 수광부(120)가 위치되어, 전체적으로 공간이 컴팩트 해진다.
기판(180)은 발광부(110)와 수광부(120)가 양면으로 부착되는 PCB 이다.
도 4에 도시된 레인센서(500)는 PCB기판(180)의 하부에 프리즘의 하단 수평면(690)을 향해 구비되는 발광부(110), 발광부(110)와 PCB기판(180)의 서로 반대측을 향하도록 구비되는 수광부(120)로 구성된다.
상기 발광부(110)에서 하방에 위치한 프리즘으로 빛이 입사될 때 직진 또는 굴절시키는 프리즘 홈의 하단면(690)과 굴절되어진 빛을 프리즘의 하단 수평면으로 향하도록 반사시키는 제 4 경사면(670)과 제 4 경사면(670)에서 반사되어진 빛을 차량의 전면 유리(150)를 향해 상방으로 반사시키는 하단 수평면(690)과 하단 수평면(690)에서 반사되어진 빛을 차량의 전면 유리(150)에 입사되도록 반사시키는 제 3 경사면(650)이 하측의 적외선 전반사용 프리즘을 형성한다.
옆면(640), 제 2 경사면(630), 제 2 경사면(630)에서 반사되어진 빛을 차량의 전면 유리(150)로 입사시키고, 차량의 전면 유리(150)로부터 프리즘으로 입사시킬 때 굴절이 이루어지는 상단 수평면(680), 차량의 전면 유리(150)로부터 적외선 빔만을 투과하여 입사시키는 필터부(300), 차량의 전면 유리(150)로부터 입사되어진 빛을 수광부(120)를 향해 반사시키는 제 1 경사면(610), 제 1 경사면(610)에서 반사되어진 빛이 수광부(120)로 입사될 때 직진 또는 굴절이 이루어지는 프리즘 홈의 상단면(680)을 포함하여 구성된다.
본 발명에서는 종래에 적외선 빔을 통해 비의 양을 정확하고 신속하게 감지하기 위해 다수의 렌즈를 사용했던 것을 적외선 필터와 프리즘을 일체형으로 제조함으로써 레인센서의 제조공정을 간단하게 만들 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 하측의 적외선 전반사용 프리즘과 상측의 빗방울 검출용 프리즘의 일측단 중앙의 일부가 개방되어 형성된 홈 내측에 수광부와 발광부가 수용되며, 수광부와 발광부를 기판의 서로 반대측을 향하도록 배치하고, 대신 프리즘을 이용하여 빛의 경로를 180도 꺽일 수 있도록 함에 따라 기판이나 레인센서 전체의 크기를 작게 또는 컴팩트하게 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 3을 참조하여 레인센서의 작동을 살펴보면, 우천시 운전자의 조작에 따라 와이퍼 자동 작동모드가 선택된 경우 도면에서는 미도시된 컨트롤러에서 상기 발광부(110)가 주기적으로 발광되도록 제어한다.
컨트롤러의 발광 제어신호에 응하여 발광부(110)가 발광되면, 적외선 빔이 방출되고, 상기 적외선 빔은 상방에 위치하고 있는 상기 프리즘(600)으로 입사된다. 이때, 발광부에서 방사된 빛의 입사면은 상기 프리즘 홈의 상단면(680)이 된 다.
상기 프리즘 홈의 상단면(680)으로 입사된 적외선 빔은 프리즘의 홈의 상단면(680)에서 직진 또는 굴절되고, 이 적외선 빔은 제 1 경사면(610)에서 반사되고, 상기 반사된 적외선 빔은 상단 수평면(620)으로 출력되면서 필터부(300)를 통과하여 차량의 전면 유리(150)로 입사된다.
상기 필터부(300)를 통해 습기, 성에, 또는 적외선 빔 이외의 기타 빔들은 차단하고 적외선 빔만을 투과시킨다.
차량의 전면 유리(150)에서 반사된 적외선 빔은 다시 상단 수평면(680)을 통해 상기 프리즘(600) 내부로 입력되어, 제 2 경사면(630)에서 반사되고, 순차적으로 옆면(640), 제 3 경사면(650), 하단 수평면(660), 제 4 경사면(670)을 지나면서 반사되며, 반사되어진 적외선 빔은 프리즘 홈의 하단면(690)을 통해 출력되어 수광부(120)로 입사된다.
도 4는 도 3에서 발광부(110)와 수광부(120)의 위치를 반대로, 수광부(120)를 PCB기판(180)의 상부에 차량의 전면 유리(150)측을 향하여 설치하고 발광부(110)를 기판(180)의 하부에 하측을 향하도록 설치된 도면이다.
컨트롤러의 발광 제어신호에 응하여 발광부(110)가 발광되면, 적외선 빔이 방출되고, 상기 적외선 빔은 하방에 위치하고 있는 프리즘(600)으로 입사된다. 이때, 발광부에서 방사된 빛의 입사면은 상기 프리즘 홈의 하단면(690)이 된다.
상기 프리즘 홈의 하단면(690)으로 입사된 적외선 빔은 프리즘 홈의 하단 면(690)에서 직진 또는 굴절되고, 이 적외선 빔은 제 4 경사면(670)에서 반사된다.
상기 반사된 적외선 빔은 하단 수평면(660), 제 3 경사면(650), 옆면(640), 제 2 경사면(630)을 지나면서 반사되고 상기 반사된 적외선 빔은 상단 수평면(620)으로 출력되면서 필터부(300)를 통과하여 상기 차량의 전면 유리(150)로 입사된다.
상기 필터부(300)를 통해 습기, 성에, 또는 적외선 빔 이외의 기타 빔들은 차단하고 적외선 빔만을 투과시킨다.
차량의 전면 유리(150)에서 반사된 적외선 빔은 다시 상단 수평면(620)을 통해 프리즘 내부로 입력되어, 제 1 경사면(610)에서 반사되고 반사되어진 적외선 빔은 프리즘 홈의 상단면(610)을 통해 출력되어 수광부(120)로 입사된다.
도 3과 도 4에서는 프리즘의 상단 수평면(620)과 차량의 전면 유리(150) 사이에 필터부(300)를 별도로 삽입한 레인센서 도시하고 있으며, 도 5에서는 필터부(300)가 프리즘의 상단 수평면(620)에 일체로 형성되어 차량의 전면 유리(150)에 접착부재(400)에 의해 부착, 고정되는 레인센서를 도시하고 있는 차이점이 있다.
이 외의 레인센서의 구성과 동작은 도 3과 도 4에 설명한 내용과 같으므로 여기서는 생략하도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 레인센서를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속 하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 일반적인 레인센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 다른 레인센서가 동작하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 프리즘을 이용한 레인센서의 구성을 설명하기 위해 확대한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 프리즘을 이용한 레인센서에서 발광부와 수광부의 위치를 반대로 구비하였을 때의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 필터 일체형 프리즘을 구비한 레인센서를 도시한 도면이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
11 : 레인센서 유니트 12 : 와이퍼 구동모터
50 : 레인센서 110 : 발광부
120 : 수광부 150 : 차량의 전면유리
180 : PCB기판 300 : 필터부
400 : 접착부재 500 : 레인센서
600 : 프리즘 610 : 제 1 경사면
620 : 상단 수평면 630 : 제 2 경사면
640 : 프리즘의 옆면 650 : 제 3 경사면
660 : 하단 수평면 670 : 제 4 경사면
680 : 프리즘 홈의 상단면 690 : 프리즘 홈의 하단면
695 : 프리즘의 홈

Claims (10)

  1. 차량의 전면 유리측에 구비되며, 발광부와 수광부를 구비하는 레인센서에 있어서,
    상기 발광부와 상기 수광부는 기판의 서로 반대측을 향하도록 구비되고,
    상기 발광부와 상기 수광부를 수용할 수 있도록 홈이 형성되며, 상기 발광부에서 방사된 빛이 다단계로 반사 또는 굴절되도록 다수의 면이 형성되는 프리즘;을 포함하여 구성되고,
    상기 발광부에서 방사된 빛이 상기 프리즘의 다수의 면에서 반사 또는 굴절되어 상기 수광부로 입사되는 것을 특징으로 하고,
    상기 프리즘의 다수의 면은, 상기 홈의 상단면, 제 1 경사면, 상단 수평면, 제 2 경사면, 옆면, 제 3 경사면, 하단 수평면, 제 4 경사면 및 상기 홈의 하단면을 포함하여 구성되고,
    상기 제 1 경사면은 상기 홈의 상단면과 상기 상단 수평면의 사이에 구비되고,
    상기 제 1 경사면은 상기 홈의 상단면과 상기 상단 수평면의 사이에 구비되고,
    상기 제 2 경사면은 상기 상단 수평면과 상기 옆면의 사이에 구비되고,
    상기 제 3 경사면은 상기 옆면과 상기 하단 수평면의 사이에 구비되고,
    상기 제 4 경사면은 상기 하단 수평면과 상기 홈의 하단면의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하고,
    상기 발광부는 상기 기판의 상측에 구비되고, 상기 수광부는 상기 기판의 하측에 구비되어, 상기 발광부에서 방사된 빛은 상기 프리즘의 홈의 상단면으로 입사되어, 상기 제 1 경사면에서 반사되어, 상기 상단 수평면에서 유리측으로 입사되고, 상기 유리측에서 다시 반사된 빛은 상기 상단 수평면을 통해 상기 제 2 경사면, 상기 옆면, 상기 제 3 경사면, 상기 하단 수평면 및 상기 제 4 경사면에서 순차적으로 반사되고, 상기 홈의 하단면에서 출력되어 상기 수광부로 입력되거나,
    상기 발광부는 상기 기판의 하측에 구비되고, 상기 수광부는 상기 기판의 상측에 구비되어, 상기 발광부에서 방사된 빛은 상기 프리즘의 홈의 하단면으로 입사되어, 상기 제 4 경사면, 상기 하단 수평면, 상기 제 3 경사면, 상기 옆면 및 상기 제 2 경사면에서 순차적으로 반사되어, 상기 상단 수평면에서 유리측으로 입사되고, 상기 유리측에서 다시 반사된 빛은 상기 상단 수평면을 통해 상기 제 1 경사면에서 반사되고 상기 홈의 상단면에서 출력되어 상기 수광부로 입력되는 것을 특징으로 하는 레인센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘은 하측의 빗방울 검출용 프리즘 및 상측의 적외선 전반사용 프리즘으로 접합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 레인센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 기판 상부에 차량의 전면 유리를 향하도록 위치하거나, 상기 기판의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 레인센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘의 상단 수평면에 일체로 형성된 필터부를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 레인센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘의 상단 수평면과 상기 차량의 전면 유리 사이에 부착, 고정되는 필터부를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 레인센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 필터부는 접착부재에 의해 밀착되며, 상기 접착부재는 실리콘 재질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 레인센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에서 상기 발광부 및 상기 수광부가 설치되는 상대적인 위치는, 상기 프리즘의 각 경사면의 기울기와 수평면에서의 굴절률에 의해 결정되는 것을 특 징으로 하는 레인센서.
  10. 삭제
KR1020080077485A 2008-08-07 2008-08-07 레인센서 KR100981215B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080077485A KR100981215B1 (ko) 2008-08-07 2008-08-07 레인센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080077485A KR100981215B1 (ko) 2008-08-07 2008-08-07 레인센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100018812A KR20100018812A (ko) 2010-02-18
KR100981215B1 true KR100981215B1 (ko) 2010-09-10

Family

ID=42089373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080077485A KR100981215B1 (ko) 2008-08-07 2008-08-07 레인센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100981215B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512333B1 (ko) 2013-07-04 2015-04-16 주식회사 스마트센스테크놀러지 빛 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것이 구비된 지시물체 위치인식장치
KR20180137279A (ko) 2017-06-16 2018-12-27 한국오므론전장주식회사 소자 일체형 광차단모듈을 포함하는 레인센서

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4641966A (en) 1985-08-01 1987-02-10 General Electric Company Automated inspection system
US5440126A (en) * 1991-04-26 1995-08-08 British Technology Group Ltd. Optical probe heads
JP2005091063A (ja) 2003-09-16 2005-04-07 Atago:Kk 屈折計
JP2006343273A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Stanley Electric Co Ltd 光学式雨滴センサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4641966A (en) 1985-08-01 1987-02-10 General Electric Company Automated inspection system
US5440126A (en) * 1991-04-26 1995-08-08 British Technology Group Ltd. Optical probe heads
JP2005091063A (ja) 2003-09-16 2005-04-07 Atago:Kk 屈折計
JP2006343273A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Stanley Electric Co Ltd 光学式雨滴センサ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512333B1 (ko) 2013-07-04 2015-04-16 주식회사 스마트센스테크놀러지 빛 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것이 구비된 지시물체 위치인식장치
KR20180137279A (ko) 2017-06-16 2018-12-27 한국오므론전장주식회사 소자 일체형 광차단모듈을 포함하는 레인센서

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100018812A (ko) 2010-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6831288B1 (en) Light-sensitive sensor unit, especially for automatic switching of illumination equipment
US7309873B2 (en) Raindrop sensor
US7847255B2 (en) Multi-mode rain sensor
US7348586B2 (en) Exterior element sensor
US20110128543A1 (en) Rain sensor using light scattering
US6744371B1 (en) Sensing device for detecting wetness on a glass pane
US7002480B2 (en) Deposit detector and control device using it
KR20170004533A (ko) 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서
US20110242540A1 (en) Rain sensor
JP2007278711A (ja) 雨滴センサ
KR100981215B1 (ko) 레인센서
KR100981196B1 (ko) 프리즘 매개형 레인센서
US20100102212A1 (en) Light detecting device
US6455866B1 (en) Sensor device for detecting moisture on a window
KR101004477B1 (ko) 김서림감지 겸용 프리즘형 레인센서
US6627910B2 (en) Precipitation sensor
KR100957421B1 (ko) 실내 감지 겸용 레인센서
KR100981217B1 (ko) 컴팩트 레인 센서
KR101101633B1 (ko) 액체 방울 감지 센서 및 방법
KR101004552B1 (ko) 프리즘형 컴팩트 레인센서
JP2002257717A (ja) 雨滴検出装置および雨滴／曇り検出装置
JPS6333645A (ja) 光学式液体検出装置
KR102207069B1 (ko) 다 감지 영역을 가지는 레인 센서
KR101913717B1 (ko) 반사부를 구비하는 우적 감지 장치
KR100981216B1 (ko) 속도 감응형 레인센서

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130321

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140310

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150305

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151221

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180130

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181224

Year of fee payment: 10