KR101766018B1 - 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서 - Google Patents

반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서 Download PDF

Info

Publication number
KR101766018B1
KR101766018B1 KR1020150095002A KR20150095002A KR101766018B1 KR 101766018 B1 KR101766018 B1 KR 101766018B1 KR 1020150095002 A KR1020150095002 A KR 1020150095002A KR 20150095002 A KR20150095002 A KR 20150095002A KR 101766018 B1 KR101766018 B1 KR 101766018B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light emitting
vehicle glass
module
light receiving
Prior art date
Application number
KR1020150095002A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170004533A (ko
Inventor
이진상
홍용표
유남준
박종민
Original Assignee
현대자동차주식회사
엑센도 주식회사
기아자동차주식회사
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 현대자동차주식회사, 엑센도 주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020150095002A priority Critical patent/KR101766018B1/ko
Priority to US15/189,985 priority patent/US20170001601A1/en
Priority to DE102016211864.1A priority patent/DE102016211864A1/de
Priority to CN201610518512.6A priority patent/CN106338494A/zh
Publication of KR20170004533A publication Critical patent/KR20170004533A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101766018B1 publication Critical patent/KR101766018B1/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
    • B60S1/0837—Optical rain sensor with a particular arrangement of the optical elements
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B60S1/0859—Other types of detection of rain, e.g. by measuring friction or rain drop impact
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
    • G01V8/22—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers using reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
    • 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
    • G01N2021/557—Detecting specular reflective parts on sample

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 차량 유리에 부착되어 차량 유리에 붙은 빗방울과 이물질을 감지 및 구별하고, 감지된 물질의 종류, 양 및 낙하주기에 따라 차량의 와이퍼의 구동, 동작속도 및 주기를 제어하도록 신호를 출력하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 발광부; 제 2발광모듈; 수광부; 및 제어부;를 포함하여 차량 유리에 부착되며, 차량 유리에 떨어지는 빗방울과 이물질을 구별할 수 있는 레인센서에 있어서, 차량 유리에 입사하도록 광을 발광하는 발광부; 차량 유리에 입사하도록 광을 발광하는 제 2발광모듈; 발광부와 제 2발광모듈에서 발광되어 차량 유리에 반사된 광들을 수광하는 수광부; 및 상기 수광부가 수광한 광들을 신호로 출력하여 차량의 와이퍼를 동작시키는 제어부;를 포함하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에 관한 것이다.

Description

반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서{ONE BODY TYPE RAIN SENSOR WITH REFLECTION TYPE SENSOR FOR DETECTING THE EXTERNAL OBJECT}
본 발명은 차량 유리에 부착되어 차량 유리에 붙은 빗방울과 이물질을 감지 및 구별하고, 감지된 물질의 종류, 양 및 낙하주기에 따라 차량의 와이퍼의 구동, 동작속도 및 주기를 제어하도록 신호를 출력하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 발광부; 제 2발광모듈; 수광부; 및 제어부;를 포함하여 차량 유리에 부착되며, 차량 유리에 떨어지는 빗방울과 이물질을 구별할 수 있는 레인센서에 있어서, 차량 유리에 입사하도록 광을 발광하는 발광부; 차량 유리에 입사하도록 광을 발광하는 제 2발광모듈; 발광부와 제 2발광모듈에서 발광되어 차량 유리에 반사된 광들을 수광하는 수광부; 및 상기 수광부가 수광한 광들을 신호로 출력하여 차량의 와이퍼를 동작시키는 제어부;를 포함하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 우천시 차량 유리에서 빗물을 제거하거나 흙탕물이나 먼지 등으로 더러워진 차량 유리를 깨끗하게 닦음으로써 시야를 확보해 안전 운행을 도와주는 와이퍼(wiper)가 구비되어 있다.
이러한 와이퍼는 와이퍼작동스위치를 사용하여 운전자가 필요에 따라 사용할 수 있도록 구성되어 있다.
근래에는 와이퍼를 수동 조작함으로써 생기는 불편함을 해소하기 위하여, 차량 유리에 레인센서(Rain sensor)를 설치하여 자동으로 와이퍼를 동작하도록 한다.
이때, 레인센서(Rain sensor)는 운전자가 별도로 조작하지 않더라도 차량 유리로 낙하하는 빗물의 세기와 양 따위를 스스로 감지하여 와이퍼의 속도나 작동시간을 자동적으로 제어할 수 있도록 한다.
그러나 이와 같은 레인센서는 차량의 유리에서 빗방울이 감지되면 와이퍼가 동작되도록 구성함에 따라 차량 유리 외면에 존재하는 빗방울과 이물질도 레인센서가 감지하여 와이퍼를 동작시킴으로써 와이퍼 및 와이퍼 모터에 손상이 생기는 단점이 있다.
예를 들어, 겨울철에 차량 유리에 붙은 얼음이나 성에를 레인센서가 감지하여 와이퍼가 작동할 경우 와이퍼 및 와이퍼 모터에 손상을 가할 수 있고, 진흙이나 흙탕물 등이 차량 유리에 붙은 상태로 와이퍼가 동작될 경우 차량 유리에도 손상의 위험이 있으며, 오히려 이물질이 와이퍼에 묻어 와이핑으로 인해 운전자의 시야를 방해하는 문제점이 있다.
한편, 레인센서와 관련한 기술로써, 공개특허공보 제10-2010-0059008호에 레인 센싱방법이 기재되어 있다.
위의 기술은, 광원에서 조사된 빛이 유리창에 떨어진 빗방울로부터 반사될 때 광신호를 수광소자를 통해 센싱하여 빗방울을 감지하고, 감지된 빗방울의 양이 설정한 임계치에 도달할 경우 감지 신호에 따라 차량의 와이퍼를 작동시켜 빗방울의 양에 맞게 와이퍼가 동작하도록 하고, 빗방울을 감지하여 임계치에 다다르는 시간을 측정하여 강우량에 따라 와이퍼의 동작 속도를 조절할 수 있는 것으로 기재하고 있다.
그러나 위에 기재된 기술은 레인 센싱방법을 기재할 뿐, 빗방울 외의 물질을 감지하고, 그에 따른 동작 제어는 기재하고 있지 않으므로, 전술된 문제점을 해소할 수 없다.
또한, 본 출원인이 출원한 출원번호 제10-2014-0066534호에 거울을 이용한 전반사형태 레인센서가 기재되어 있다.
위의 기술은, 차량 유리에 부착되는 레인센서이며 차량 유리에 입사되도록 광을 발광하는 발광부와, 발광부에서 발광되어 차량 유리에서 전반사된 광을 수광하는 수광부와, 레인센서가 차량 유리에 부착될 수 있도록 하는 접착부와, 광을 수광한 수광부가 출력한 신호를 수신하여 차량의 와이퍼를 동작시키는 제어부를 포함함으로써, 빗방울의 양에 대한 임계값을 저장하고 이를 초과하는 경우에 와이퍼를 동작시키는 신호를 출력하는 거울을 이용한 전반사형태 레인센서를 기재하고 있다.
또한, 빗방울의 양에 따라 다른 양으로 전반사되는 광을 수광한 수광부의 신호를 수신한 제어부에 의해 차량의 와이퍼가 동작되는 속도 및 주기를 제어할 수 있는 거울을 이용한 전반사형태 레인센서를 기재하고 있다.
그러나 위에 기재된 기술 역시, 빗방울 외의 물질을 감지하고, 그에 따른 동작 제어는 기재하고 있지 않으므로, 전술된 문제점을 해결할 수 없다.
따라서, 레인센서를 통해 빗방울과 이물질을 구별하고 그에 따라 와이퍼의 동작을 제어할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
나아가, 감지된 빗방울의 양과 낙하주기에 따라 와이퍼의 동작속도 및 주기를 제어하여 불필요한 와이퍼의 동작을 최소화할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
공개특허공보 제10-2010-0059008호(2010.06.04.) 출원번호 제10-2014-0066534호(2014.05.30.)
위와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차량 유리에 부착되어 차량 유리에 붙은 빗방울과 이물질을 감지 및 구별하고, 감지된 물질의 종류, 양 및 낙하주기에 따라 차량의 와이퍼의 구동, 동작속도 및 주기를 제어하도록 신호를 출력하는 레인센서에 있어서, 차량 유리에 입사하도록 광을 발광하는 발광부; 차량 유리에 입사하도록 광을 발광하는 제 2발광모듈; 발광부와 제 2발광모듈에서 발광되어 차량 유리에 반사된 광들을 수광하는 수광부; 및 상기 수광부가 수광한 광들을 신호로 출력하여 차량의 와이퍼를 동작시키는 제어부;를 포함하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서를 제공하는 데 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서는, 발광부; 제 2발광모듈; 수광부; 및 제어부;를 포함하여 차량 유리에 부착되며, 차량 유리에 떨어지는 빗방울과 이물질을 구별할 수 있는 레인센서에 있어서, 수광부는 발광부로부터 발광된 후 차량 유리에서 전반사된 광과 제 2발광모듈로부터 발광된 후 차량 유리에서 반사된 광을 수광하며, 수광된 광들의 양에 대한 신호를 출력하고, 제어부는 수광부에서 출력한 신호들을 분석하여 빗방울과 이물질의 상태에 따라 상기 차량의 와이퍼 동작, 동작주기 및 동작속도를 제어하는 제어신호를 출력하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서는, 차량 유리에 부착되어 차량 유리에 붙은 빗방울과 이물질을 감지 및 구별하고, 감지된 물질의 종류, 양 및 낙하주기에 따라 차량의 와이퍼의 구동, 동작속도 및 주기를 제어하도록 신호를 출력함으로써, 와이퍼 및 와이퍼 모터의 손상을 방지할 수 있고, 불필요한 와이퍼의 동작을 최소화할 수 있는 현저한 효과를 보유한다.
도 1은 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서의 내부 구성과 동작에 따른 광의 이동 경로를 간략히 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서의 내부 구성의 다른 예와 동작에 따른 광의 이동 경로를 간략히 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에서 차량 유리에 빗방울이 떨어진 경우, 발광모듈에서 발광된 광의 이동경로를 간략히 나타낸 것이다.
도 4은 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에서 차량 유리에 떨어진 이물질의 종류에 따라 변화되는 광의 이동경로의 예들을 간략히 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 차량 유리에 부착되어 차량 유리에 붙은 빗방울과 이물질을 감지 및 구별하고, 감지된 물질의 종류, 양 및 낙하주기에 따라 차량의 와이퍼의 구동, 동작속도 및 주기를 제어하도록 신호를 출력하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에 관한 것이다.
이때, 이물질이 지칭하는 것은 진흙 또는 흙탕물과 같이 주행중에 차량 유리로 튈 수 있는 물질과 계절에 따라 성에나 얼음 등의 물질이다. 즉, 빗방울을 제외한 여러가지 물질을 지칭하는 것이다.
이러한 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서의 구성과 동작에 따른 광의 이동 경로를 첨부된 도면의 도 1과 도 2를 통해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서의 내부 구성과 동작에 따른 광의 이동 경로를 간략히 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서의 내부 구성의 다른 예와 동작에 따른 광의 이동 경로를 간략히 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 1에 따른 레인센서는 접착면(10)을 차량 유리(20)의 전면에 부착하여 차량 유리(20)에 떨어지는 빗방울 및 이물질을 감지할 수 있다. 이때, 접착면(10)은 실리콘을 이용한 접착이 가장 바람직하다.
또한, 도 1에 따르면 레인센서는 제 1발광모듈(110), 발광 파라볼릭 거울모듈(111), 제 2발광모듈(120), 수광부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
이 때 본 발명에 따른 레인센서의 제 1발광모듈(110), 제 2발광모듈(120) 및 수광부(130)는, 상기 제 1발광모듈(110)과 제 2발광모듈(120)에서 발광된 광이 차량 유리(20)에서 전반사되거나 반사되어 수광부(130)에 수광될 수 있는 위치에 구비됨이 바람직하다.
발광부는 광을 발광하는 제 1발광모듈(110) 및 발광 파라볼릭 거울모듈(111)을 포함할 수 있다.
이때, 제 1발광모듈(110)은 광을 발광하는 수단으로써, 여기서 광은 다양한 형태의 광을 채용할 수 있으나 적외선을 채용함이 바람직하다. 또한, 제 1발광모듈(110)에서 발광하는 광은 발광 파라볼릭 거울모듈(112) 방향으로 발광할 수 있도록 구성된다.
발광 파라볼릭 거울모듈(112)은 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광을 차량 유리(20) 방향으로 반사시키기 위하여 도 1과 같이 포물면 형태의 반사면을 갖도록 구성될 수 있다.
일반적으로, 평행의 파장을 갖는 광은 파라볼릭을 통해 집광될 수 있는데, 본 발명에 따른 레인센서는 이점을 역으로 적용하여 제 1발광모듈(110)에서 방출되어지는 광을 발광 파라볼릭 거울모듈(112)을 통해 평행으로 반사될 수 있도록 한다.
따라서, 발광 파라볼릭 거울모듈(112)은 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 평행으로 반사될 수 있도록 포물면의 굴곡을 설계하는 것이 바람직하다.
제 2발광모듈(120)은 광을 발광하며, 이때 발광된 광으로 차량 유리(20)에 묻은 빗방울 및 이물질을 감지할 수 있도록 한다.
여기서 광은 다양한 형태의 광을 채용할 수 있으나 적외선을 채용함이 바람직하다.
또한, 제 2발광모듈(120)에서 발광하는 광은 차량 유리(20) 방향으로 발광할 수 있도록 구성된다.
수광부(130)는 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광을 수광하는 기능을 수행하는 제 1수광모듈과 제 2발광모듈(120)에서 발광된 광을 수광하는 제 2수광모듈을 포함할 수 있다.
이때, 제 2발광모듈(120)과 제 2수광모듈은 반사형 센서로서 차량 유리(20)에 떨어진 빗방울(W) 및 이물질(P)을 감지하도록 한다.
또한, 수광부(130)는 수광받은 광들을 신호로 출력하여 제어부(140)로 송신하도록 한다.
제어부(140)는 상기 수광부(130)에서 출력된 신호를 수신하며, 차량과 통신함으로써, 제어신호를 해당 차량에 전송할 수 있다.
여기서, 차량과의 통신은 LIN통신을 채용할 수 있다.
LIN 통신은, Local Interconnect Network의 준말로, 주로 차량 ECU와 능동센서 및 능동 액추에이터 간의 데이터 전송에 사용되기 때문에 빗방울을 감지하여 능동적으로 차량의 와이퍼를 동작시키기 위한 본 발명에 적용하기에 바람직하다 볼 수 있다.
또한 수신된 신호를 분석하여 빗방울(W) 및 이물질(P)의 상태에 따라 적합한 제어신호를 해당 차량에 전송할 수 있다. 이를 통해 빗방울(W)이 아닌 진흙, 흙탕물 또는 얼음 등과 같이 와이퍼와 와이퍼모터에 손상이 갈 수 있는 물체를 판달할 경우 와이퍼가 자동으로 동작하지 않도록 한다.
또한 빗방울의 양을 수신된 신호로 판단할 수 있기 때문에 차량의 와이퍼 동작의 주기와 속도를 제어할 수 있다.
또한 빗방울(W)과 이물질(P)로 인해 수광하는 광의 양에 대한 데이터를 통해 임계값을 설정하고, 제 1수광모듈 및 제 2수광모듈이 각각이 받는 광의 양에 따라 와이퍼의 동작을 제어할 수 있도록 한다.
여기서, 임계값은 차량의 와이퍼를 동작시킬 빗방울(W)의 양에 대한 최소값을 의미한다. 즉, 빗방울(W)의 양이 설정된 임계값 미만일 경우 와이퍼를 동작시키기 않음으로써 불필요한 와이퍼의 동작을 최소화할 수 있도록 한다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서의 내부 구성의 다른 예에 대해 나타난 것으로 발광부, 제 2발광모듈(120) 및 수광부(130)의 위치 변화에 따라 동작에 따른 광의 이동경로가 바뀌어진다.
발광부와 제 2발광모듈(120) 사이에 수광부(130)를 위치하여 차량 유리(20)에서 반사된 광을 수광하고, 특히 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 차량 유리(20)에서 전반사된 광 중에서 수광부(130)를 벗어나는 광을 수광부(130)의 제 1수광모듈로 반사시키기 위해 포물면 형태의 반사면을 갖는 수광 파라볼릭 거울모듈(132)을 구비하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에서 차량 유리에 빗방울이 떨어진 경우, 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광의 이동경로를 간략히 나타낸 것이다.
제 1발광모듈(110)에서 발광된 광은 차량 유리(20)에서 전반사되는 광의 양을 통해 차량 유리(20)에 붙은 이물질(P)을 감지할 수 있는데, 이때 광이 특정 매질에서 전반사가 이루어지기 위해서는 전반사 될 수 있는 임계각을 초과하는 각도로 입사되어야 한다. 본 발명에서의 발광 파라볼릭 거울모듈(111)이 광의 각도를 조절함으로써, 투과되는 광이 차량 유리(20)에서 전반사 될 수 있는 각도로 입사되도록 할 수 있다.
이때, 전반사는 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 이동할 때 발생하며, 매질로 입사되는 광이 일정 각도이상의 입사각도에 도달하면 빛이 매질 외부로 빠져나가지 못하는 현상에서 일정 각도를 임계각이라고 한다.
일반적으로, 차량 유리의 굴절률은 1.5~1.51이며 공기의 굴절률은 1로 알려져 있다. 이러한 굴절률 값으로 차량 유리(20)의 임계각을 알아보기 위하여 아래 식을 이용하도록 한다.
Figure 112015064621649-pat00001
이때, 굴절률
Figure 112015064621649-pat00002
은 차량 유리의 굴절률이며 굴절률
Figure 112015064621649-pat00003
는 외부 공기의 굴절률이다. 따라서, 위의 수학식 1을 이용하여 얻은 임계각은 약 41.4도가 된다. 즉, 발광 파라볼릭 거울모듈(111)을 투과되는 광이 차량 유리(20)에서 전반사 될 수 있도록 41.4도 이상의 각도로 입사할 수 있게 조절한다.
발광 톱니형 회전 프리즘(112)은 발광 파라볼릭 거울모듈(111)에서 반사된 광을 투과시키는 기능을 수행하는 수단이다.
이러한 발광 톱니형 회전 프리즘(112)은 발광 파라볼릭 거울모듈(112)에서 반사된 광의 평행 상태를 유지할 수 있는 프리즘이 내부 방향으로 돌출될 수 있다.
따라서, 발광 톱니형 회전 프리즘(112)을 통해 발광 파라볼릭 거울모듈(111)에서 반사된 광은 평행 상태와 입사각의 각도를 유지할 수 있다.
이렇게 임계각으로 입사된 광이 도달하는 영역에 빗방울이 떨어지는 경우, 외부 공기보다 굴절률이 큰 매질이기 때문에, 도 3과 같이 전반사 발생을 위한 임계각으로 입사한다고 하더라도 빗방울(W)에 의해 굴절률이 변화되어 차량 유리(20)에 입사된 광이 반사는 된다고 하더라도, 일부 광은 빗방울을 통해 투과되거나 손실될 수 밖에 없다.
따라서, 수광부(130)의 제 1수광모듈에 수광되는 광의 양이 빗방울(W)이 없을 때보다 작을 수 밖에 없고, 이를 통해 빗방울(W)을 감지할 수 있다.
하지만, 빗방울(W) 외의 이물질(P) 또한 일부 광이 투과되거나 손실되어 수광되는 광의 양이 작아 빗방울(W)과 이물질(P)을 구별하는데 어려움이 있다. 따라서서 본 출원인은 제 2발광모듈(120)와 제 2수광모듈을 레인센서에 포함하여 차량 유리에 떨어진 이물질(P)의 반사광을 함께 감지하고, 수광부(130)에서 수광되는 광의 양에 따라 차량 유리에 떨어진 이물질(P)을 구별할 수 있도록 한다.
또한 레인센서에 수광 톱니형 회전 프리즘(131)을 설치하여 차량 유리(20)에서 전반사된 광이 수광부(130)의 제 1수광모듈로 수광될 수 있도록 해당 광을 제 1수광모듈 방향으로 편향시켜 수광되도록 유도할 수 있다.
즉, 평행으로 입사되던 광이 수광 톱니형 회전 프리즘(131)의 프리즘을 투과하면서 한 지점으로 최대한 집광되도록 유도하는 것이며, 이에 수광 톱니형 회전 프리즘(131)은 프리즘을 통해 집광되는 영역이 수광부(130)의 제 1수광모듈로 되도록 설계함이 바람직하다.
이때, 수광 톱니형 회전 프리즘(131)은 발광 톱니형 회전 프리즘(112)과 임의의 수직방향 중심선을 중심으로 서로 대칭되는 방향으로 구성되도록 한다.
또한 본 발명의 설계조건에 따라서 발광부가 두 개 이상으로 구성될 수 있기 때문에 수광 톱니형 회전 프리즘(131)은 각각의 발광부에서 발광된 광이 차량 유리(20)에서 전반사되어 단일의 제 1수광모듈로 수광될 수 있도록 프리즘의 방향을 회전(조절)될 수 있다. 여기서, 회전은 어느 축을 중심으로 도는 것을 의미하는 것이 아니라, 방향 조절을 의미하는 것이다.
또한 본 발명에 따른 레인센서에 수광 파라볼릭 거울모듈(132)을 추가로 구비하도록 한다.
수광 파라볼릭 거울모듈(132)은 제 1발광모듈(110)에서 발광되어 차량 유리(20)에서 전반사된 광 중에서 수광부(130)를 벗어나는 광을 벗어나는 광을 수광부(130)로 반사시키기 위해 포물면 형태의 반사면을 갖는다.
즉, 첨부된 도면의 도 3과 같이 구성됨에 따라 본 발명은 차량 유리(20)에서 전반사된 광을 더 효율적으로 수광할 수 있고, 이에 따라 감지에 대한 기능을 상승시킬 수 있는 이점이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서에서 차량 유리에 떨어진 이물질의 종류에 따라 변화되는 광의 이동경로의 예들을 간략히 나타낸 것이다.
이때, 도 4에서 나타낸 실선으로 이루어진 화살표는 수광되는 광의 양이 많은 것을 뜻하며, 일점쇄선으로 이루어진 화살표는 수광되는 광의 양이 적은 것을 뜻하며, 점선으로 이루어진 화살표는 수광되는 광의 양이 일점쇄선으로 표시된 광의 양보다 더 적고 미미한 것을 나타낸다.
첨부된 도면의 도 4a의 경우, 빗방울(W)을 감지할 때 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 차량 유리(20)에 빗방울(W)이 붙어 있는 영역에 임계각으로 입사될 경우, 공기보다 굴절률이 큰 빗방울(W)을 통해 일부 광은 외부로 투과되거나 손실되고, 미미한 양의 광이 수광부(130)의 제 1수광모듈로 수광된다. 또한, 제 2발광모듈(120)에서 발광된 광 또한 일부 광이 외부로 투과되거나 손실되고, 적은 양의 광이 수광부(130)의 제 2수광모듈로 수광된다. 따라서 수광부(130)는 빗방울(W)에서 반사된 광들을 감지하고 분석하여 신호를 출력한다.
첨부된 도면의 도 4b의 경우, 이물질(P)을 감지할 때 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 차량 유리(20)에 이물질(P)이 붙어 있는 영역에 임계각으로 입사될 경우, 공기보다 굴절률이 큰 이물질(P)을 통해 일부 광은 외부로 투과되거나 손실되고, 적은 양의 광이 수광부(130)의 제 1수광모듈로 수광된다. 한편, 제 2발광모듈(120)에서 발광된 광은 투과되거나 손실되는 광의 양은 없거나 적어, 많은 양의 광이 반사되어 수광부의 제 2수광모듈로 수광된다. 따라서 수광부(130)는 이물질(P)에서 반사된 광들을 감지하고 분석하여 신호를 출력한다.
이때, 이물질(P) 또한 제 1발광부(110)에서 발광된 광이 입사될 경우 일부 광이 외부로 투과되거나 손실되지만, 빗방울(W)에 비해 반사되는 광의 양이 많기 때문에 이를 표현하기 위해 일점쇄선으로 표시하였다.
첨부된 도면의 도 4c와 도 4d의 경우, 차량 유리(20) 외면에 빗방울(W)과 이물질(P)을 감지할 때 수광되어지는 광의 양 차이를 비교 분석할 수 있다.
도 4c의 경우, 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 빗방울(W)로 입사될 경우 일부 광이 투과되거나 손실되어 미미한 양의 광이 수광부(130)의 제 1수광모듈로 수광되고, 제 2발광모듈(120)에서 발광된 광이 이물질(P)로 입사될 경우 많은 양의 광이 반사되어 제 2수광모듈로 수광된다.
도 4d의 경우, 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 이물질(P)로 입사될 경우 일부 광이 투과되거나 손실되어 적은 양의 광이 수광부(130)의 제 1수광모듈로 수광되고, 제 2발광모듈(120)에서 발광된 광이 빗방울(W)로 입사되면 일부 광이 외부로 투과되거나 손실되고, 적은 양의 광이 수광부(130)의 제 2수광모듈로 수광된다.
따라서, 수광부(130)의 제 1수광모듈 및 제 2수광모듈로 수광되는 광량의 차이에 따라 빗방울(W) 및 이물질(P)을 구별하며, 설정된 임계값을 통해 와이퍼를 동작시킬 수 있는 제어신호를 제어부(140)로 송신할 수 있다.
특히, 도 4c와 도 4d의 경우 흙탕물과 같이 물이 들어간 이물질의 경우 빗방울로 감지할 수 있기 때문에 수광부(130)로 수광되는 광량을 분석하여 와이퍼를 동작시켜도 되는지를 판단하도록 한다.
따라서, 수광부(130)의 제 1수광모듈 및 제 2수광모듈로 수광되는 광량을 비교 분석하여 차량 유리(20) 외면에 붙은 물질의 종류를 구별 및 분석함으로써, 차량 와이퍼의 동작을 제어하는 신호를 출력하여 와이퍼 및 와이퍼모터의 손상을 방지하고, 불필요한 와이퍼의 동작을 최소화할 수 있도록 한다.
한편, 상기에서 도 1 내지 도 4을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 4의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
10: 접착면 20: 차량 유리
110: 제 1발광모듈 111: 발광 파라볼릭 거울모듈
112: 발광 톱니형 회전 프리즘 120: 제 2발광모듈
130: 수광부 131: 수광 톱니형 회전 프리즘
132: 수광 파라볼릭 거울모듈 140: 제어부
W: 빗방울 P: 이물질

Claims (8)

  1. 발광부; 제 2발광모듈(120); 수광부(130); 제어부(140);를 포함하여 차량 유리(20)에 부착되며, 차량 유리(20)에 떨어지는 빗방울(W)과 상기 빗방울(W) 외의 이물질(P)을 구별할 수 있는 레인센서에 있어서,
    상기 발광부는,
    광을 발광하는 제 1발광모듈(110);
    상기 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 평행으로 반사되도록 포물면 형태의 반사면을 가지며, 차량 유리 방향으로 반사되도록 하는 발광 파라볼릭 거울모듈(111); 및
    상기 발광 파라볼릭 거울모듈(111)에서 반사된 광이 평행을 유지하며 투과되도록 하는 발광 톱니형 회전 프리즘(112);을 포함하며,
    상기 수광부(130)는,
    상기 발광부로부터 발광된 후 상기 차량 유리(20)에서 전반사된 광을 수광하고,
    상기 제 2발광모듈(120)로부터 발광된 후 상기 차량 유리(20)에서 반사된 광을 수광하며,
    상기 수광된 광에 대한 신호들을 출력하고,
    상기 제어부(140)는,
    상기 수광부(130)에서 출력한 신호들을 분석하여 빗방울(W)과 이물질(P)의 상태에 따라 상기 차량의 와이퍼 동작, 동작주기 및 동작속도를 제어하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 파라볼릭 거울모듈(111)은,
    상기 제 1발광모듈(110)에서 발광된 광이 차량 유리에서 전반사될수 있는 각도로 입사되도록 반사시키는 것을 특징으로 하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광부(130)는,
    상기 제 1발광모듈(110)에서 발광하여 차량 유리(20)를 통해 전반사된 광을 수광하는 제 1수광모듈; 및
    상기 제 2발광모듈(120)에서 발광하여 차량 유리(20)를 통해 반사된 광을 수광하는 제 2수광모듈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 레인센서는,
    상기 차량 유리(20)에서 반사된 광 중, 상기 수광부(130)를 벗어나는 광을 상기 수광부(130)로 반사시키기 위해 포물면 형태의 반사면을 갖는 수광 파라볼릭 거울모듈(132); 및
    상기 차량 유리(20)에서 전반사된 광이 투과되는 수광 톱니형 회전 프리즘(131);을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광부, 제 2발광모듈(120) 및 수광부(130)는,
    발광부, 제 2발광모듈(120) 및 수광부(130)의 순서 또는 발광부, 수광부(130) 및 제 2발광모듈(120) 순서로 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광부는 두 개 이상으로 구성되어,
    상기 빗방울(W)과 이물질(P)을 감지할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2발광모듈(120)은 두 개 이상으로 구성되어,
    상기 빗방울(W)과 이물질(P)을 감지할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서.
KR1020150095002A 2015-07-03 2015-07-03 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서 KR101766018B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150095002A KR101766018B1 (ko) 2015-07-03 2015-07-03 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서
US15/189,985 US20170001601A1 (en) 2015-07-03 2016-06-22 One body type rain sensor with reflection type sensor for detecting external object
DE102016211864.1A DE102016211864A1 (de) 2015-07-03 2016-06-30 Einkörperregensensor mit Reflexionssensor zum Erfassen eines externen Objekts
CN201610518512.6A CN106338494A (zh) 2015-07-03 2016-07-04 具有用于检测异物的反射型传感器的一体型雨水传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150095002A KR101766018B1 (ko) 2015-07-03 2015-07-03 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170004533A KR20170004533A (ko) 2017-01-11
KR101766018B1 true KR101766018B1 (ko) 2017-08-07

Family

ID=57582969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150095002A KR101766018B1 (ko) 2015-07-03 2015-07-03 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20170001601A1 (ko)
KR (1) KR101766018B1 (ko)
CN (1) CN106338494A (ko)
DE (1) DE102016211864A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10551492B2 (en) * 2016-04-27 2020-02-04 Ms Sedco, Inc. Detecting rain intensity with traffice radar
JP6948881B2 (ja) * 2017-08-25 2021-10-13 旭化成株式会社 レインセンサ
CN109693999B (zh) * 2017-10-23 2020-05-01 上海三菱电梯有限公司 自动扶梯或人行道信息监控装置
CN109916858A (zh) * 2017-12-11 2019-06-21 郑州宇通客车股份有限公司 一种车用玻璃及起雾检测装置
JP7041345B2 (ja) 2017-12-28 2022-03-24 ミツミ電機株式会社 液滴センサ
KR102630549B1 (ko) * 2018-03-23 2024-01-30 현대자동차주식회사 광학 센서, 레인 센서 및 차량
KR20190130920A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 현대모비스 주식회사 라이다 센서 세정 장치 및 방법
CN109050474B (zh) * 2018-09-06 2020-05-26 南京牧镭激光科技有限公司 雨刷控制方法、装置及激光探测设备
JP7265133B2 (ja) * 2019-03-28 2023-04-26 ミツミ電機株式会社 液滴センサ
TWI740346B (zh) * 2020-01-10 2021-09-21 茂達電子股份有限公司 異物偵測系統及方法
SE2150881A1 (sv) * 2021-07-05 2023-01-06 Vaederstad Holding Ab Lantbruksredskap och förfarande för beröringsfri avståndsmätning

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002021107A1 (fr) * 2000-09-08 2002-03-14 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Detecteur de depot et dispositif de commande comprenant ce detecteur
JP2006071491A (ja) 2004-09-02 2006-03-16 Denso Corp 雨滴検出装置
JP2006266737A (ja) 2005-03-22 2006-10-05 Stanley Electric Co Ltd 光学式水滴センサ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898183A (en) * 1997-10-16 1999-04-27 Libbey-Owens-Ford Co. Compact moisture sensor with efficient high obliquity optics
DE29924837U1 (de) * 1999-07-17 2006-01-12 Robert Bosch Gmbh Sensor zum optischen Erfassen von Fremdkörpern, insbesondere Regentropfen, auf einer Scheibe
US7847255B2 (en) * 2006-11-16 2010-12-07 Pilkington North America, Inc. Multi-mode rain sensor
KR20100059008A (ko) 2008-11-25 2010-06-04 (주)에프에스씨 레인 센싱방법
JP2014032174A (ja) * 2012-07-13 2014-02-20 Ricoh Co Ltd 撮像装置、付着物検出装置、移動装置用機器制御システム及び移動装置
KR101428220B1 (ko) 2012-11-23 2014-08-07 현대자동차주식회사 자동화 수동변속기
KR101599731B1 (ko) * 2014-05-30 2016-03-04 엑센도 주식회사 거울을 이용한 전반사형태 레인센서

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002021107A1 (fr) * 2000-09-08 2002-03-14 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Detecteur de depot et dispositif de commande comprenant ce detecteur
JP2006071491A (ja) 2004-09-02 2006-03-16 Denso Corp 雨滴検出装置
JP2006266737A (ja) 2005-03-22 2006-10-05 Stanley Electric Co Ltd 光学式水滴センサ

Also Published As

Publication number Publication date
US20170001601A1 (en) 2017-01-05
DE102016211864A1 (de) 2017-01-05
CN106338494A (zh) 2017-01-18
KR20170004533A (ko) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101766018B1 (ko) 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서
KR101599731B1 (ko) 거울을 이용한 전반사형태 레인센서
JP4570698B2 (ja) 光センサ
JP3691488B2 (ja) 付着物検出装置およびそれを用いた制御装置
US7248010B2 (en) Wiper controller for controlling windshield wiper
JP2005195566A5 (ko)
US7973507B2 (en) Raindrop detecting device and method of determining raindrop amount
US20180178761A1 (en) Wiper movement detecting device
JP6778029B2 (ja) 霜感知機能を持つレインセンサー
JP2008275390A (ja) 雨滴検出装置
WO2002021107A1 (fr) Detecteur de depot et dispositif de commande comprenant ce detecteur
US6919961B2 (en) Adhering substance detector and controller using the same
JP2010269674A (ja) オートワイパ制御装置
US20240083391A1 (en) Roof Module Comprising an Environment Sensor and a Sensor Cover
JP2009085920A (ja) 車両用レーザレーダ装置および車両用レーザレーダ装置の汚れ判定方法
KR101533332B1 (ko) 자동차용 레인센서
US7589836B2 (en) Optoelectronic sensor device
KR100981196B1 (ko) 프리즘 매개형 레인센서
JP4098440B2 (ja) 降雨状態検出方法及び降雨状態検出装置
EP3674754B1 (en) Rain sensor
JPH115514A (ja) ワイパー自動制御装置
JP4420558B2 (ja) 付着物検出装置およびそれを用いた制御装置
CN117420563A (zh) 传感器、运载工具及运载工具的控制方法
JP2002257947A (ja) 雨滴検出装置
JP2002257716A (ja) 付着物検出装置およびそれを用いた制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant