KR101259750B1 - 차량용 온도감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 온도감지장치에 관한 것이다.
본 발명은, 입사하는 적외선 양에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 복수의 셀을 포함하는 매트릭스 적외선 센서 및 차량 실내의 피검온체로부터 방사되는 적외선을 상기 매트릭스 적외선 센서를 향해 반사시키는 적외선 반사경을 포함하는 차량용 온도감지장치에 있어서, 상기 매트릭스 적외선 센서 및 상기 적외선 반사경은 열전도성 재질의 케이스 내면에 서로 마주하도록 부착되고, 상기 피검온체로부터 방사되는 적외선이 상기 적외선 반사경에 도달할 수 있도록 상기 케이스의 일부는 상기 피검온체로부터 방사되는 적외선을 통과시키되, 상기 케이스는, 차량의 앞면 유리에 이웃하여 위치하는 앞면과, 상기 앞면과 마주보게 위치하는 뒷면과, 상기 앞면 및 뒷면의 원주를 연결하는 측면을 포함하고, 상기 앞면은 상기 뒷면에 대하여 경사를 이루며, 상기 적외선 반사경 및 상기 매트릭스 적외선 센서는 상기 앞면 및 상기 뒷면에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 차량용 온도감지장치를 제공한다.

Description

차량용 온도감지장치{TEMPERATURE SENSING DEVICE FOR MOTOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 온도감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 실내 온도의 자동 조절을 위해 필요한 정보인 차량 실내 온도, 또는 차량 실내 및 실외 온도를 감지하는 차량용 온도감지장치에 관한 것이다.

과거, 차량(자동차)은 단순한 수송수단에 머물렀다. 그러나, 오늘날 차량은 기계, 전자, 통신, 제어, 인공지능, 감성공학, IT기술 등과 같은 각종 첨단기술을 탑재한 "움직이는 업무공간, 문화공간"으로 진화하고 있다. 그 결과 차량에는 실내 온도 자동 조절 시스템, 스마트 키 시스템, 타이어 공기압 모니터링 시스템, 통합운전자 정보 시스템, 야간 투시 시스템, 완전 자동 주차 시스템, 차선 이탈경보 시스템, 졸음운전 방지 시스템, 후방 모니터링 시스템 등이 탑재되고 있거나 탑재될 예정에 있다.

이 중, 실내 온도 자동 조절 시스템은 차량의 실내 온도를 사용자가 설정한 온도로 변경시키고 유지시키는 시스템으로서, 차량의 실외 온도를 감지하는 실외 온도 센서, 차량의 실내 온도를 감지하는 실내 온도 센서, 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 공기를 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉,난방하는 공조장치 및 상기 온도 센서로부터 신호를 전달받아 상기 공조장치를 제어하는 제어부를 포함한다.

실내 온도 자동 조절 시스템은 차량의 실내 온도를 사용자가 설정한 온도로 변경시키고 유지시키는 작업을 스스로 수행하기 때문에, 사용자에게 편의를 제공한다. 그러나, 상술한 실내 온도 자동 조절 시스템에 따르면 2개의 개별적 온도 센서(실내 온도 센서, 실외 온도 센서)가 구비되어야 하는 문제가 있다.

일본공개특허 제2004-042708호는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 차량용 온도감지장치를 개시하고 있다. 이하, 상기 차량용 온도감지장치를 도 1을 참조하여 설명한다.

상기 차량용 온도감지장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 적외선 센서(20)와, 적외선 반사경(30)을 포함한다. 적외선 센서(20)는 맵램프 케이스(40)에 장착되고, 행과 열을 이루는 복수의 단위셀을 포함한다. 상기 단위셀은 입사된 적외선 양에 따라 상이한 전기적 신호를 출력한다. 적외선 반사경(30)은 차량 실내로부터 입사된 적외선을 적외선 센서(20)의 단위셀로 반사한다. 이를 위해 적외선 반사경(30)은 볼록거울 형태로 이루어지고 적외선 센서(20)로부터 일정 간격 이격하여 위치한다. 한편, 차량 실외로부터 전면 유리(50)를 통과하여 입사된 적외선은 적외선 반사경(30)을 경유하지 않고 적외선 센서(20)의 단위셀로 직행한다.

상술한 차량용 온도감지장치는 하나의 적외선 센서(20)만을 이용하여 차량의 실외 및 실내 온도를 모두 감지할 수 있다. 그러나, 상기 차량용 온도감지장치에 의하면, 적외선 센서(20)와 적외선 반사경(30) 간에 온도차가 있기 때문에 차량의 실외 및 실내 온도가 정확하게 감지되지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적외선 반사경과 적외선 센서 간 온도차를 최소화함으로써 차량의 실외 및/또는 실내 온도를 정확하게 감지하는 차량용 온도감지장치를 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 입사하는 적외선 양에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 복수의 셀을 포함하는 매트릭스 적외선 센서 및 차량 실내의 피검온체로부터 방사되는 적외선을 상기 매트릭스 적외선 센서를 향해 반사시키는 적외선 반사경을 포함하는 차량용 온도감지장치에 있어서, 상기 매트릭스 적외선 센서 및 상기 적외선 반사경은 열전도성 재질의 케이스 내면에 서로 마주하도록 부착되고, 상기 피검온체로부터 방사되는 적외선이 상기 적외선 반사경에 도달할 수 있도록 상기 케이스의 일부는 상기 피검온체로부터 방사되는 적외선을 통과시키되, 상기 케이스는, 차량의 앞면 유리에 이웃하여 위치하는 앞면과, 상기 앞면과 마주보게 위치하는 뒷면과, 상기 앞면 및 뒷면의 원주를 연결하는 측면을 포함하고, 상기 앞면은 상기 뒷면에 대하여 경사를 이루며, 상기 적외선 반사경 및 상기 매트릭스 적외선 센서는 상기 앞면 및 상기 뒷면에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 차량용 온도감지장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 케이스 및 상기 적외선 반사경에는 차량의 앞면 유리로부터 방사되는 적외선이 상기 매트릭스 적외선 센서에 직접 도달할 수 있도록 적외선 통과홀이 형성된다. 이와 같은 경우, 차량용 온도감지장치는 하나의 매트릭스 적외선 센서만으로 차량의 내부 및 외부의 온도를 모두 감지할 수 있게 된다.

삭제

바람직하게, 상기 케이스에 형성되어 피검온체로부터 방사되는 적외선을 통과시키는 적외선 통과홀과, 상기 통과홀의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 통과홀의 외주를 따라 부착됨으로써 통과홀을 막히도록 밀폐시키는 적외선 투과성 필름을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 차량 내부의 피검온체로부터 방사되는 적외선이 적외선 반사경까지 도달할 수 있을 뿐만 아니라, 차량 내부의 이물질이 케이스 내부로 유입되는 현상 및 상기 매트릭스 적외선 센서의 산화 현상이 방지될 수 있다.

한편, 이에 대한 대안으로 상기 케이스의 뒷면에 부착되어 매트릭스 적외선 센서를 감싸도록 설치되거나, 케이스의 측면 내부를 따라 부착되도록 설치되어 매트릭스 적외선 센서를 포함하는 구획과 그 이외의 구획을 물리적으로 차단하는 적외선 투과성 필름을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 매트릭스 적외선 센서의 산화 현상이 방지될 수 있다.

바람직하게, 상기 적외선 반사경의 부위 중 상기 적외선 통과홀과 일 선상에 위치되는 부위의 곡률은 타 부위의 곡률과 상이한 다곡률 볼록경으로 이루어진다. 이때, 상기 다곡률 볼록경의 부위 중 상기 적외선 통과홀과 일 선상에 위치되는 부위는 타 부위에 비해 작은 곡률을 갖고, 상기 복수의 셀 중 상기 적외선 통과홀과 일 선상에 위치되는 다곡률 볼록경의 부위와 평행선 상에 위치되는 셀은 다른 셀에 비해 상대적으로 높은 화소수를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 경우, 중요 피검온체(탑승자의 안면, 손 등)의 온도가 더욱 정확하게 감지될 수 있다.

본 발명에 의하면, 적외선 반사경과 적외선 센서 간에 열전도로 인해 이들 간 온도차가 최소화될 수 있다. 따라서, 차량의 실외 및/또는 실내 온도가 종래에 비해 더욱 정확하게 감지될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 케이스의 내부와 차량의 내부가 차단되거나 매트릭스 적외선 센서와 차량 내부의 공기 간 접촉이 차단되기 때문에, 케이스 내부에 위치하는 적외선 반사경 및 매트릭스 적외선 센서가 차량의 내부에 존재하는 이물질에 의해 오염되는 현상이 방지될 수 있거나, 상기 매트릭스 적외선 센서의 산화 현상이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 중요 피검온체(탑승자의 안면, 손 등)의 온도가 더욱 정확하게 감지될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 온도감지장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 온도감지장치의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 차량용 온도감지장치의 종단면도이다.
도 4는 도 2의 차량용 온도감지장치에 구비된 반사경이 단일초점 볼록경일 경우와 다초점 블록경일 경우를 비교한 온도분포도이다.
도 5는 도 2에 도시된 차량용 온도감지장치를 탑재한 차량의 실내를 도시한 부분 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 온도감지장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 차량용 온도감지장치(100)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 매트릭스 적외선 센서(110)와, 적외선 반사경(130)과, 케이스(150)를 포함한다.

매트릭스 적외선 센서(110)는 행과 열을 지어 나열된 복수의 셀(cell)을 포함한다. 상기 복수의 셀 각각은 입사하는 적외선 양에 따라 상이한 전기적 신호를 출력하고, 복수의 연결핀(170)과 각각 전기적으로 연결되어 있다. 상기 연결핀(170)은 상기 셀이 출력한 전기적 신호를 공조장치를 제어하는 제어부로 전송한다.

적외선 반사경(130)은 차량 실내의 피검온체(탑승자, 실내 내장재 등)로부터 방사되는 적외선을 매트릭스 적외선 센서(110)를 향해 반사시킨다. 적외선 반사를 위해 적외선 반사경(130)은 매끈한 표면을 갖는 금속재질로 이루어진다. 상기 적외선 반사경(130)은 가능한 넓은 검온영역을 확보하기 위해 볼록경으로 구비되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 반사경(130)의 형태는 이에 한정되지 않고 다양하게 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 반사경(130)은 평면경으로 구비될 수도 있고, 검온영역의 위치 및 개수에 따라 서로 상이한 경사각을 갖는 2 이상의 평면경으로 구비될 수도 있다.

앞서 배경기술에서 설명한 바와 같이, 매트릭스 적외선 센서(110)와 적외선 반사경(130) 간에 온도차가 존재하면 상기 피검온체의 온도를 정확하게 검출할 수 없다. 따라서, 상기 차량용 온도감지장치(100)는 케이스(150)를 포함한다.

상기 케이스(150)는 원판 형태의 앞면(152)과 뒷면(154), 그리고 상기 앞면(152) 및 뒷면(154)의 원주를 연결하는 측면(156)을 포함한다. 차량용 온도감지장치(100)가 차량에 탑재될 경우, 상기 앞면(152)은 차량의 앞면 유리(180)에 이웃하게 위치하고, 상기 뒷면(154)은 앞면(152)을 기준으로 앞면 유리(180)와 반대되는 곳에 위치한다. 또한, 앞면(152)은 뒷면(154)에 대하여 경사를 이룬다. 그리고, 상기 측면(152)에는 차량 실내의 피검온체로부터 방사된 적외선이 통과할 수 있도록 적외선 통과홀(156a)이 형성된다.

상기 케이스(150)에는 매트릭스 적외선 센서(110)의 산화 현상을 방지하기 위한 적외선 투과성 필름(156b)이 부착된다. 이러한 기능을 위해, 상기 적외선 투과성 필름(156a)은 상기 매트릭스 적외선 센서(110)를 포함하는 구획과 그 이외의 구획을 물리적으로 차단하도록 상기 케이스(150)의 내면에 부착된다. 예컨대, 상기 적외선 투과성 필름(156a)은 매트릭스 적외선 센서(110)와 소정 간격 이격된 상태로 매트릭스 적외선 센서(110)를 감싸도록 케이스(150)의 뒷면(154)에 부착되거나, 매트릭스 적외선 센서(110)와 적외선 반사경(130) 사이에 위치하도록 케이스(150)의 측면(156)에 부착될 수 있다.

또한, 상기 적외선 투과성 필름(156b)은 상기 적외선 통과홀(156a)을 밀폐하도록 케이스(150)의 측면(156)에 부착될 수 있다. 이와 같은 경우, 적외선 투과성 필름(156a)은 매트릭스 적외선 센서(110)의 산화를 방지하는 기능 이외에 차량 내부의 이물질이 케이스(150) 내부로 유입되는 것을 방지하는 기능도 함께 수행할 수 있다. 한편, 상기 적외선 투과성 필름(156b)은 적외선을 통과시킬 수 있는 재질로 이루어진다.

상기 적외선 통과홀(156a)의 크기는 검온영역의 크기에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에 의하면 1개의 적외선 통과홀(156a) 만이 도시되어 있으나, 상기 적외선 통과홀(156a)의 개수는 검온영역의 위치 및 개수에 따라 2개 이상으로 설정될 수도 있다. 예컨대, 운전자의 안면부위 및 조수석 탑승자의 안면부위만이 검온영역으로 선택되었다면, 상기 적외선 통과홀(156a)의 개수는 2개로 설정될 수 있다.

매트릭스 적외선 센서(110)는 케이스(150)의 내부에 위치하도록 상기 뒷면(154)에 부착되고, 적외선 반사경(130)은 케이스(150)의 내부에 위치하도록 상기 앞면(152)에 부착된다. 그리고, 케이스(150)는 열전도성 금속 재질로 이루어진다. 이와 같은 경우, 매트릭스 적외선 센서(110)와 적외선 반사경(130) 간에 열전도가 이루어지기 때문에 이들 간에 온도차가 거의 발생하지 않게 된다.

상기 케이스(150)의 앞면(152) 및 적외선 반사경(130)에는 차량의 앞면 유리(180)로부터 방사되는 적외선을 통과시키는 적외선 통과홀(152a, 132)이 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 차량의 앞면 유리(180)로부터 방사된 적외선이 상기 적외선 통과홀(152a, 132)을 통과한 후 매트릭스 적외선 센서(110)에 바로 도달할 수 있는바, 상기 차량용 온도감지장치(100)는 하나의 매트릭스 적외선 센서(110)만으로 차량의 내부 및 외부의 온도를 모두 감지할 수 있게 된다.

상기 적외선 반사경(130)은 탑승자의 피부(안면, 손 등)로부터 방사되는 적외선을 반사하는 부위의 곡률과 타 부위의 곡률이 상이한 다곡률 볼록경으로 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 다곡률 볼록경의 부위 중 상기 탑승자의 피부로부터 방사되는 적외선을 반사하는 부위는 타 부위에 비해 작은 곡률을 갖는다. 즉, 상기 다곡률 볼록경의 부위 중 탑승자의 피부로부터 방사되는 적외선을 반사하는 부위는 타 부위에 비해 상대적으로 긴 초점거리를 갖는다. 이와 같은 경우, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 매트릭스 적외선 센서(110)로부터 출력된 전기적 신호에 따라 도출된 온도분포도에서 탑승자의 피부에 대한 부분이 확대되어 표시될 수 있다. 또한, 상기 복수의 셀 중 상기 탑승자의 피부로부터 방사되는 적외선을 전기적 신호로 변환하는 셀은 다른 셀에 비해 상대적으로 높은 화소수를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 상기 온도분포도에서 확대되어 표시된 부위의 해상도가 타 부위의 해상도에 비해 높게 된다. 온도분포도의 일부 확대 및 그 확대된 부위에 대한 높은 해상도로 인해 중요 피검온체(탑승자의 안면, 손 등)의 온도가 더욱 정확하게 감지될 수 있다. 한편, 도 4의 (a)는 적외선 반사경(130)이 단일초점 볼록경으로 이루어졌을 때의 온도분포도이다.

상술한 바와 같은 차량용 온도감지장치(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 차량 실내의 상부 전방에 위치하도록 장착된다. 이를 위해, 상기 온도감지장치(100)는 차량의 루프(roof)에 고정된 일단과 룸미러와 결합한 반대단을 구비한 룸미러 지지대(미도시)에 내장되거나, 차량의 루프에 고정된 맵램프 케이스(미도시)에 내장될 수 있다. 이때, 케이스(150)의 앞면(152)과 차량의 앞면 유리(180) 간 각도는 차량 실내의 부위 중 어느 부위를 검온영역(190a)으로 할 것인지 여부 및 차량의 앞면 유리(180) 부위 중 어느 부위를 검온영역(190b)으로 할 것인지 여부에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

한편, 도시되어 있지는 않으나, 상기 적외선 반사경(130)과 매트릭스 적외선 센서(110) 간에는 적외선 반사경(130)에서 반사된 적외선은 매트릭스 적외선 센서(110)로 집중시키기 위한 렌즈가 위치할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

100 : 차량용 온도감지장치 110 : 매트릭스 적외선 센서
130 : 적외선 반사경 132, 152a, 156a : 적외선 통과홀
150 : 케이스 152 : 앞면
154 : 뒷면 156 : 측면
156b : 적외선 투과성 필름 170 : 연결핀

Claims (8)

1. 입사하는 적외선 양에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 복수의 셀을 포함하는 매트릭스 적외선 센서 및 차량 실내의 피검온체로부터 방사되는 적외선을 상기 매트릭스 적외선 센서를 향해 반사시키는 적외선 반사경을 포함하는 차량용 온도감지장치에 있어서,
   상기 매트릭스 적외선 센서 및 상기 적외선 반사경은 열전도성 재질의 케이스 내면에 서로 마주하도록 부착되고, 상기 피검온체로부터 방사되는 적외선이 상기 적외선 반사경에 도달할 수 있도록 상기 케이스의 일부는 상기 피검온체로부터 방사되는 적외선을 통과시키되,
   상기 케이스는, 차량의 앞면 유리에 이웃하여 위치하는 앞면과, 상기 앞면과 마주보게 위치하는 뒷면과, 상기 앞면 및 뒷면의 원주를 연결하는 측면을 포함하고, 상기 앞면은 상기 뒷면에 대하여 경사를 이루며, 상기 적외선 반사경 및 상기 매트릭스 적외선 센서는 상기 앞면 및 상기 뒷면에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 차량용 온도감지장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 케이스 및 상기 적외선 반사경에는 차량의 앞면 유리로부터 방사되는 적외선이 상기 매트릭스 적외선 센서에 직접 도달할 수 있도록 적외선 통과홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 온도감지장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 케이스에 형성되어 피검온체로부터 방사되는 적외선을 통과시키는 적외선 통과홀과;
   상기 통과홀의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 통과홀의 외주를 따라 부착됨으로써 통과홀을 막히도록 밀폐시키는 적외선 투과성 필름을 더 포함하는 차량용 온도감지장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스의 뒷면에 부착되어 매트릭스 적외선 센서를 감싸도록 설치되거나, 케이스의 측면 내부를 따라 부착되도록 설치되어 매트릭스 적외선 센서를 포함하는 구획과 그 이외의 구획을 물리적으로 차단하는 적외선 투과성 필름을 더 포함하는 차량용 온도감지장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 적외선 반사경의 부위 중 상기 적외선 통과홀과 일 선상에 위치되는 부위의 곡률은 타 부위의 곡률과 상이한 다곡률 볼록경인 것을 특징으로 하는 차량용 온도감지장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 다곡률 볼록경의 부위 중 상기 적외선 통과홀과 일 선상에 위치되는 부위는 타 부위에 비해 작은 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 온도감지장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 복수의 셀 중 상기 적외선 통과홀과 일 선상에 위치되는 다곡률 볼록경의 부위와 평행선 상에 위치되는 셀은 다른 셀에 비해 상대적으로 높은 화소수를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 온도감지장치.

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