KR102070249B1 - Cleaning device for removing droplet using electrowetting and hydrophobic layer having strong durability in the same - Google Patents

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KR102070249B1 KR1020170089215A KR20170089215A KR102070249B1 KR 102070249 B1 KR102070249 B1 KR 102070249B1 KR 1020170089215 A KR1020170089215 A KR 1020170089215A KR 20170089215 A KR20170089215 A KR 20170089215A KR 102070249 B1 KR102070249 B1 KR 102070249B1
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Abstract

강한 내구성을 가지는 소수성막을 포함하는 클리닝 기기가 개시된다. 상기 클리닝 기기는 기판, 상기 기판 상에 배열되는 적어도 하나의 전극, 상기 전극 상에 배열되는 절연막 및 상기 절연막 상에 배열되는 소수성막을 포함한다. 여기서, 상기 소수성막은 불소계 물질 및 실란계 물질을 함유한다. A cleaning apparatus including a hydrophobic film having a strong durability is disclosed. The cleaning device includes a substrate, at least one electrode arranged on the substrate, an insulating film arranged on the electrode, and a hydrophobic film arranged on the insulating film. Here, the hydrophobic film contains a fluorine-based material and a silane-based material.

Description

전기습윤을 이용하여 액적을 제거하는 클리닝 기기 및 이에 포함된 강한 내구성을 가지는 소수성막{CLEANING DEVICE FOR REMOVING DROPLET USING ELECTROWETTING AND HYDROPHOBIC LAYER HAVING STRONG DURABILITY IN THE SAME}CLEANING DEVICE FOR REMOVING DROPLET USING ELECTROWETTING AND HYDROPHOBIC LAYER HAVING STRONG DURABILITY IN THE SAME}

본 발명은 차량 또는 카메라 등의 유리를 클리닝하는 기기 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유리의 표면에 형성된 액적(droplet)을 제거하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for cleaning glass, such as a vehicle or a camera, and more particularly, to a technique for removing droplets formed on the surface of the glass.

또한, 본 발명은 액적(droplet)을 감지하는 카메라 액적 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a camera droplet sensing apparatus and method for sensing droplets.

게다가, 본 발명은 전기습윤(Electrowetting-on-dielectric) 원리를 이용하여 표면에 형성된 전도성 액적 및 비전도성 액적을 제거하는 클리닝 기기 및 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to a cleaning apparatus and method for removing conductive and non-conductive droplets formed on a surface using the electrowetting-on-dielectric principle.

더욱이, 본 발명은 강한 내구성을 가지는 소수성막을 포함하는 클리닝 기기에 관한 것이다. Moreover, the present invention relates to a cleaning device including a hydrophobic film having strong durability.

최근 자동차 부품의 전장화와 스마트 카(smart car)의 확산에 따라 다양한 주행 정보를 차량 전면 유리(windshield)에 디스플레이 하는 HUD(Head-up-display) 기술과 이에 더 나아가 차량 전면 유리를 투명 디스플레이로 대체하려는 노력이 진행되고 있다.Recently, HUD (Head-up-display) technology that displays various driving information on the windshield according to the increase in the length of automobile parts and the spread of smart cars, and furthermore, the front glass of the vehicle as a transparent display Efforts to replace this are underway.

이에 따라, 차량의 전면 유리 또는 이를 대체할 투명 디스플레이 등에 발생하는 빗물 또는 먼지와 같은 이물질들을 효율적으로 제거할 수 있는 세정 기술의 개발이 중요하게 대두되고 있다.Accordingly, the development of a cleaning technology capable of efficiently removing foreign matters such as rainwater or dust generated in a windshield of a vehicle or a transparent display to replace the vehicle has been important.

현재 대부분의 차량들은 일반적으로 와이퍼(wiper)를 이용하여 오염 요소들을 제거한다. 하지만, 와이퍼는 구동 시 전면 유리 위에서 반복 운동을 하며 운전자의 시야를 계속 방해할 뿐만 아니라, 제거 할 수 있는 면적도 호(arc)형태로 한정적이다. 또한, 와이퍼가 노후 되면, 마찰소음이 발생하고 제거 능력이 감소하기 때문에, 정기적으로 와이퍼를 교체해야만 하는 문제가 있다.Most vehicles now generally use wipers to remove contaminants. However, the wiper repeatedly moves on the windshield while driving and not only obstructs the driver's field of view, but also has a limited arc area. In addition, when the wiper is aging, friction noise is generated and the removal ability is reduced, so that the wiper needs to be replaced regularly.

또한, 카메라 등의 기기는 외부 환경에 그대로 노출된다. 따라서, 비가 오는 경우, 물에 젖는 경우 등에 카메라 표면에 물이 부착되게 된다. 이 경우, 상기 물을 제거할 별도의 기능이 없기 때문에, 카메라 성능이 상당히 저하될 수밖에 없었다. In addition, devices such as a camera are exposed to the external environment as it is. Therefore, when it rains, when it gets wet, water adheres to the camera surface. In this case, since there is no separate function to remove the water, the camera performance was inevitably deteriorated.

게다가, 소형 카메라의 시야를 깨끗하게 유지하기 위해서는 렌즈 표면에 발생하는 액적들을 즉시 제거해야 하는데, 이를 위하여 세정 장치를 지속적으로 구동시키면, 불필요한 전력 소모가 발생할 뿐만 아니라 세정 장치의 수명이 감소한다. In addition, in order to keep the field of view of the compact camera clear, droplets generated on the lens surface must be immediately removed. For this purpose, the cleaning device is continuously driven, which not only generates unnecessary power consumption but also reduces the life of the cleaning device.

따라서, 작은 전력으로 액적을 제거할 수 있는 클리닝 기기, 특히 강한 내구성을 가지는 클리닝 기기가 요구되고, 클리닝 기기가 렌즈 표면에 발생한 액적들을 감지한 경우에만 구동되도록 하는 액적 감지 기술이 요구된다.Therefore, there is a need for a cleaning device capable of removing droplets with a small power, particularly a cleaning device having a strong durability, and a droplet detection technology that is driven only when the cleaning device detects droplets generated on the lens surface.

KRKR 10-165380710-1653807 BB

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기 습윤 기술을 적용하여 차량 또는 카메라 등의 유리에 형성된 액적(droplet), 먼지 또는 서리를 제거하는 기술을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide a technique for removing the droplet (droplet), dust or frost formed on the glass of a vehicle or a camera by applying the electrowetting technology.

또한, 본 발명은 카메라 커버 유리의 임피던스 또는 카메라가 촬영한 이미지를 이용하여 카메라 커버 유리 표면에 발생하는 액적(droplet)을 감지하는 카메라 액적 감지 장치 및 방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a camera droplet detection device and method for detecting a droplet (droplet) generated on the surface of the camera cover glass using the impedance of the camera cover glass or the image photographed by the camera.

게다가, 본 발명은 전기습윤(Electrowetting-on-dielectric) 원리를 이용하여 표면에 형성된 전도성 액적을 제거하고, 유전영동(dielectrophoresis) 원리를 이용하여 표면에 형성된 비전도성 액적을 제거하는 클리닝 기기 및 방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention provides a cleaning device and method for removing conductive droplets formed on a surface using an electrowetting-on-dielectric principle, and removing non-conductive droplets formed on a surface using a dielectrophoresis principle. To provide.

더욱이, 본 발명은 강한 내구성을 가지는 소수성막을 포함하는 클리닝 기기를 제공하고자 한다. Moreover, the present invention seeks to provide a cleaning device including a hydrophobic film having strong durability.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기는 기판; 상기 기판 상에 배열되는 적어도 하나의 전극; 상기 전극 상에 배열되는 절연막; 및 상기 절연막 상에 배열되는 소수성막을 포함한다. 여기서, 상기 소수성막은 불소계 물질 및 실란계 물질을 함유한다. In order to achieve the above object, a cleaning device according to an embodiment of the present invention comprises a substrate; At least one electrode arranged on the substrate; An insulating film arranged on the electrode; And a hydrophobic film arranged on the insulating film. Here, the hydrophobic film contains a fluorine-based material and a silane-based material.

본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기에 사용되는 소수성막 제조 방법은 불소계 물질 및 실란계 물질을 함유하는 소수성 물질을 가열하여 증기를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 증기를 기판 위에 패턴 및 절연막이 순차적으로 형성된 구조물 위에 증착시키는 단계를 포함한다. Hydrophobic film production method used in the cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention comprises the steps of heating the hydrophobic material containing a fluorine-based material and silane-based material to generate steam; And depositing the generated vapor on a structure in which a pattern and an insulating film are sequentially formed on a substrate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량 전면 유리에 발생하는 빗물, 먼지, 서리 등과 같은 오염 요소들을 빠르고 효과적으로 제거할 수 있는 차량용 자가 세정 유리(smart self-cleaning glass)를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a smart self-cleaning glass for a vehicle that can quickly and effectively remove contaminants such as rainwater, dust, frost, etc. generated in the vehicle windshield.

또한, 상기 클리닝 기기에서 전극의 결이 상기 액적의 이동 방향과 동일하므로, 상기 액적의 제거 속도가 더 빨라지고 상기 전극으로 인가되는 전압이 낮아질 수 있다. In addition, since the grain of the electrode in the cleaning device is the same as the moving direction of the droplet, the removal rate of the droplet may be faster and the voltage applied to the electrode may be lowered.

게다가, 클리닝 기기(구조체)를 주기적으로 교체할 필요성이 없으므로, 사고의 위험성이 현저히 낮아질 수 있다. In addition, since there is no need to periodically replace the cleaning device (structure), the risk of an accident can be significantly lowered.

게다가, 악천후와 같은 환경 속에서도 차량의 시야 확보를 가능하게 하여 운전자의 안전운행을 도와줄 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 중량과 공기 저항을 감소시켜 차량의 연비 향상에도 기여할 수 있다.In addition, it is possible to secure the visibility of the vehicle even in an environment such as bad weather to help the driver's safe driving, and also to reduce the weight and air resistance of the vehicle and contribute to improving the fuel efficiency of the vehicle.

본 발명의 실시예에 따른 카메라 액적 감지 장치 및 방법은, 카메라 커버 유리의 임피던스 또는 카메라가 촬영한 이미지를 이용하여 카메라 커버 유리 표면에 발생하는 액적(droplet)을 감지할 수 있다.Camera droplet detection apparatus and method according to an embodiment of the present invention, it is possible to detect a droplet (droplet) generated on the surface of the camera cover glass using the impedance of the camera cover glass or the image taken by the camera.

본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기 및 방법은, 전기습윤 원리 및 유전영동 원리를 이용하여 표면에 형성된 전도성 액적뿐만 아니라 비전도성 액적까지 제거할 수 있다.The cleaning device and method according to the embodiment of the present invention can remove not only conductive droplets but also non-conductive droplets formed on the surface by using the electrowetting principle and the electrophoretic principle.

또한, 전기습윤 기술 및 유전영동 기술이 적용됨으로써, 응답속도가 빠르고 에너지 소모가 적은 장점이 있으며, 이에 따라 차량용이나 모바일용의 소형 카메라뿐만 아니라 차량 전면유리, 사물인터넷 기기의 이미지 센서와 같은 다양한 분야에 적용되거나 사용될 수 있다.In addition, by applying the electrowetting technology and the electrophoretic technology, it has the advantage of fast response speed and low energy consumption, and accordingly various fields such as the vehicle's windshield, the image sensor of the IoT device as well as the compact camera for the vehicle or mobile May be applied or used.

게다가, 본 발명의 클리닝 기기에 사용되는 소수성막이 불소계 물질과 실란계 물질을 함유하므로, 상기 소수성막은 기존의 소수성막에 비하여 강한 내구성을 가질 수 있다.In addition, since the hydrophobic film used in the cleaning apparatus of the present invention contains a fluorine-based material and a silane-based material, the hydrophobic film may have a stronger durability than the existing hydrophobic film.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 구성을 도시한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 실제 클리닝 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 실제 사용 장면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 액적 제거 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적 접촉각의 변화를 도시한 도면이다.
도 13은 액적 제거 실험 결과를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝 기기의 전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 액적 제거 과정을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적 접촉각의 변화를 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다.
도 20 및 도 21은 액적 제거 실험 결과를 도시한 도면들이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 액적 감지 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.
도 23은 액적 유무에 따른 카메라 커버 유리의 임피던스 변화를 예시하여 나타낸 도면이다.
도 24는 카메라 커버 유리에 액적이 발생된 경우에 촬영된 이미지의 예를 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 액적 감지 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 액적 감지 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기를 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기의 전극 패턴을 나타낸 도면이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.
도 30 내지 도 33은 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성막을 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
1 is a view showing the configuration of a vehicle glass cleaning device according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing the configuration of a vehicle glass cleaning device according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a vehicle glass cleaning process according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a vehicle glass cleaning process according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an actual cleaning process of a vehicle glass cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is an actual use scene of the vehicle glass cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a droplet removal process of the cleaning device according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a schematic structure of a cleaning device according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating an electrode pattern according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a view illustrating the flow of droplets upon removal of droplets according to one embodiment of the invention. FIG.
12 is a view showing a change in droplet contact angle when removing the droplets according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram showing the results of a drop removal experiment.
14 is a view schematically showing an electrode of a cleaning device according to another embodiment of the present invention.
15 is a view illustrating a droplet removal process of the cleaning device according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram illustrating an electrode pattern according to an exemplary embodiment of the present invention.
17 is a view showing the flow of droplets when removing the droplets according to an embodiment of the present invention.
18 is a view illustrating a change in droplet contact angle when removing droplets according to an embodiment of the present invention.
19 is a view illustrating the flow of droplets when removing the droplets according to another embodiment of the present invention.
20 and 21 are diagrams showing the results of droplet removal experiments.
22 is a diagram schematically illustrating a configuration of a camera droplet detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of impedance change of the camera cover glass with and without droplets. FIG.
24 is a diagram illustrating an example of an image photographed when a droplet is generated on the camera cover glass.
25 is a flowchart illustrating a camera droplet detection method according to an embodiment of the present invention.
26 is a flowchart illustrating a camera droplet detection method according to another embodiment of the present invention.
27 is a view showing a cleaning device according to an embodiment of the present invention.
28 is a view showing an electrode pattern of a cleaning device according to an embodiment of the present invention.
29 is a diagram schematically illustrating a configuration of a cleaning device according to an embodiment of the present invention.
30 to 33 are views for explaining a cleaning device according to an embodiment of the present invention.
34 is a flowchart illustrating a cleaning method according to an embodiment of the present invention.
35 is a view schematically showing the structure of a cleaning device according to an embodiment of the present invention.
36 is a view schematically illustrating a process of manufacturing a hydrophobic film according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps. In addition, the terms "... unit", "module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. .

본 발명은 빗물, 안개 등의 액체 등의 액적(Droplet), 먼지, 서리 등을 자체적으로 제거할 수 있는 클리닝 기기 및 이에 있어서 액적 제거 방법에 관한 것이다. 상기 클리닝 기기는 단독 기기일 수도 있고, 타 기기에 결합되는 기기일 수도 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning device capable of self-removing drops, dust, frost, and the like, such as liquids such as rainwater and fog, and a method for removing droplets. The cleaning device may be a single device or a device coupled to another device.

일 실시예에 따르면, 상기 클리닝 기기는 외부 유리를 포함하는 기기, 예를 들어 차량의 카메라, 디지털 카메라, 모바일 카메라, 사물 인터넷의 이미지 센서 등일 수 있다. 물론, 상기 클리닝 기기는 카메라로 한정되지는 않으며, 액적이 제거될 필요가 있는 모든 기기를 포함한다. According to an embodiment, the cleaning device may be a device including an external glass, for example, a camera of a vehicle, a digital camera, a mobile camera, an image sensor of the Internet of Things, and the like. Of course, the cleaning device is not limited to a camera and includes all the devices for which the droplets need to be removed.

다른 실시예에 따르면, 상기 클리닝 구조체는 차량의 전면 유리창에 해당할 수 있다. According to another embodiment, the cleaning structure may correspond to the front windshield of the vehicle.

물론, 상기 클리닝 구조체는 액적을 제거할 수 있는 한 카메라, 차량의 유리창으로 한정되지는 않으며 다양하게 변형될 수 있다. Of course, the cleaning structure is not limited to the camera, the window of the vehicle as long as it can remove the droplets may be variously modified.

이러한 클리닝 기기는 외부 환경에 노출되며, 그 결과 빗물 등의 액적이 클리닝 기기의 표면에 부착될 수 있다. Such a cleaning device is exposed to the external environment, and as a result, droplets such as rain water may adhere to the surface of the cleaning device.

종래에는 빗물 등이 카메라 등의 유리 표면에 부착되는 경우 빗물 등을 제거할 수 있는 방법이 없었기 때문에, 카메라의 성능이 저하될 수밖에 없었다. 특히, 카메라의 영상을 기반으로 하여 차량의 특정 기능을 제어하는 차량의 경우, 액적으로 인한 영상 품질의 저하는 차량 사고의 원인이 될 수도 있다. Conventionally, when rainwater or the like adheres to a glass surface such as a camera, there is no way to remove rainwater or the like, so the performance of the camera is inevitably deteriorated. In particular, in the case of a vehicle controlling a specific function of the vehicle based on the image of the camera, the degradation of the image quality due to the droplets may be a cause of the vehicle accident.

또한, 종래에는 빗물 등이 차량의 전면 유리창이 부착되는 경우 와이퍼를 이용하여 제거하였으므로, 와이퍼의 교체가 늦어지면 사고 위험성이 높아질 수 있었다. In addition, since the rainwater is removed using a wiper when the front windshield of the vehicle is attached, the risk of an accident may be increased when the wiper is replaced late.

따라서, 액적이 표면에 부착되는 즉시 상기 액적의 제거가 필요하며, 본 발명은 액적이 표면에 부착되는 경우 즉시 액적을 제거할 수 있는 클리닝 기기를 제안한다. Therefore, the removal of the droplets is necessary as soon as the droplets are attached to the surface, and the present invention proposes a cleaning device capable of removing droplets immediately when the droplets are attached to the surface.

또한, 교체하지 않으면서도 액적이 표면에 부착되는 즉시 상기 액적의 제거할 수 있는 와이퍼를 대용할 수 있는 기술이 된다. 본 발명은 액적이 표면에 부착되는 경우 즉시 액적을 제거하면서 사고 위험성을 낮출 수 있는 클리닝 구조체를 제안한다. It is also a technique that can substitute the wiper for removal of the droplet as soon as it is attached to the surface without replacement. The present invention proposes a cleaning structure that can lower the risk of an accident while removing droplets immediately when the droplets adhere to the surface.

일 실시예에 따르면, 상기 클리닝 기기는 전기습윤(Electrowetting) 기술을 이용하여 액적, 먼지 또는 서리를 제거한다. 특히, 상기 클리닝 기기는 특정 전압을 전극으로 인가하는 방법을 통하여 표면의 액적, 먼지 또는 서리를 제거할 수 있다. 여기서, 상기 특정 전압을 인가하는 방식으로는 한번에 모든 전극들에 특정 전압을 인가하는 교류 방법 및 전극들에 순차적으로 특정 전압을 인가하는 직류 방법을 포함한다. According to one embodiment, the cleaning device removes droplets, dust or frost using an electrowetting technique. In particular, the cleaning device may remove droplets, dust or frost on the surface by applying a specific voltage to the electrode. Here, the method of applying the specific voltage includes an AC method of applying a specific voltage to all the electrodes at once and a DC method of sequentially applying a specific voltage to the electrodes.

다른 관점에서는, 상기 클리닝 기기는 표면에 진동을 발생시켜 액적을 제거할 수 있다. 상기 클리닝 기기의 표면에 진동을 발생시키면, 상기 액적과 상기 표면 사이의 부착력이 약해져서 상기 액적이 중력 방향으로 이동하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 차량 카메라 등의 클리닝 기기의 표면은 중력 방향으로 기울어져 있으며, 따라서 상기 액적과 상기 표면 사이의 부착력이 약해지면 상기 액적이 중력에 의해 중력 방향으로 이동하며, 그 결과 상기 액적이 상기 클리닝 기기로부터 이탈되어 제거될 수 있다. In another aspect, the cleaning device may generate vibrations on the surface to remove the droplets. When vibration is generated on the surface of the cleaning device, the adhesion between the droplet and the surface is weakened so that the droplet can be removed by moving in the direction of gravity. For example, the surface of a cleaning device such as a vehicle camera is inclined in the direction of gravity, so when the adhesion between the droplet and the surface is weakened, the droplet moves in the direction of gravity by gravity, so that the droplet It may be removed from the cleaning device and removed.

차량 제어 관점에서 살펴보면, 비가 내림에 따라 빗물이 카메라의 표면에 부착될 수 있다. 이 경우, 운전자가 빗물 제거 명령(액적 제거 명령)을 입력하면, 제어부(미도시)는 상기 카메라의 표면에 형성된 전극으로 특정 전압을 인가하여 상기 빗물을 제거할 수 있다. 상기 특정 전압은 전력원, 예를 들어 차량의 배터리로부터 상기 카메라로 공급될 수 있다. 한편, 상기 제어부는 챠량의 ECU(Electronic control unit) 중 하나일 수 있다. From a vehicle control point of view, rain can attach to the surface of the camera as it rains. In this case, when the driver inputs a rainwater removal command (droplet removal command), the controller (not shown) may remove the rainwater by applying a specific voltage to an electrode formed on the surface of the camera. The specific voltage may be supplied to the camera from a power source, for example a battery of the vehicle. The controller may be one of an ECU (Electronic control unit) of the vehicle.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. 다만, 설명의 편의를 위하여 제거되는 대상을 액적으로 한정하겠으나 액적으로 한정되는 것은 아니며, 액적(미세 액적도 포함)뿐만 아니라 먼지, 서리 등도 제거될 수 있다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, for convenience of explanation, the object to be removed will be limited to droplets, but not limited to droplets, and not only droplets (including fine droplets) but also dust, frost, etc. can be removed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a vehicle glass cleaning device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량 전면 유리에 적용될 수 있다.The vehicle glass cleaning device 100 according to an embodiment of the present invention may be applied to the vehicle windshield as shown in FIG. 1.

차량 유리 클리닝 기기(100)는 MEMS 공정으로 제작한 초소형 칩(chip) 위에 서로 분리된 복수의 전극이 패턴되어 있다.In the vehicle glass cleaning apparatus 100, a plurality of electrodes separated from each other are patterned on a microchip manufactured by a MEMS process.

차량 유리를 클리닝하는 일 실시예로서, 차량 유리 클리닝 기기(100)는 각 전극에 직류 전압의 조건(high, ground)을 달리하여 전압을 인가함으로써, 액적(droplet)의 표면 장력을 변화시킬 수 있다.As one embodiment of cleaning the vehicle glass, the vehicle glass cleaning device 100 may change the surface tension of the droplet by applying a voltage to each electrode by varying the conditions of the direct current voltage (high, ground). .

이 경우, 액적(droplet)은 도 1에 도시된 바와 같이, 그라운드(ground) 전압에서 하이(high) 전압이 인가된 전극의 방향(결국에는 차량 유리의 바깥 측)으로 이동하게 된다.In this case, as shown in FIG. 1, the droplets move in the direction of the electrode to which the high voltage is applied from the ground voltage (and eventually the outside of the vehicle glass).

차량 유리를 클리닝하는 다른 실시예로서, 차량 유리 클리닝 기기(100)는 전극에 저주파 교류 전압을 인가하여 액적이 진동하도록 함으로써, 액적의 표면 장력을 변화시킬 수 있다.As another embodiment of cleaning the vehicle glass, the vehicle glass cleaning device 100 may change the surface tension of the droplet by applying a low frequency alternating voltage to the electrode to cause the droplet to vibrate.

차량 유리는 평면을 기준으로 소정의 경사를 가지고 있으므로, 액적(droplet)은 진동하면서 아래 방향(결국에는 차량 유리의 바깥 측)으로 이동하게 된다.Since the vehicle glass has a predetermined inclination with respect to the plane, the droplets vibrate and move downwards (in the end of the vehicle glass).

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 차량 유리 클리닝 기기(100)의 구성을 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the vehicle glass cleaning device 100 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 구성을 도시한 도면이다.2 and 3 are views showing the configuration of a vehicle glass cleaning device according to an embodiment of the present invention.

차량 유리 클리닝 기기(100)는 차량 유리(Windshield Glass; Substrate)(110), 전극(Electrode)(120), 절연 층(Dielectric Layer)(130), 소수성 층(Hydrophobic Layer)(140) 및 직류 전압 인가부(150)를 포함할 수 있다.The vehicle glass cleaning device 100 includes a windshield glass (substrate) 110, an electrode 120, an insulating layer 130, a hydrophobic layer 140, and a direct current voltage. The applicator 150 may be included.

차량 유리(110)는 차량 유리 클리닝 기기(100)의 최하위층으로서 차량 유리 클리닝 기기(100)의 기판(Substrate) 역할을 한다.The vehicle glass 110 serves as a substrate of the vehicle glass cleaning device 100 as a lowermost layer of the vehicle glass cleaning device 100.

한편, 전극(120)은 투명 전극으로서 차량 유리(110)의 상면에 연속으로 배치되어 특정 패턴을 형성할 수 있다.Meanwhile, the electrode 120 may be continuously disposed on the upper surface of the vehicle glass 110 as a transparent electrode to form a specific pattern.

여기서, 전극(120)은 직선 형, 유선 형 또는 고리 형을 가질 수 있으며, 복수의 전극(120)이 형성하는 패턴의 형태는 제한되지 않는다.Here, the electrode 120 may have a straight line, a streamline shape, or a ring shape, and the shape of the pattern formed by the plurality of electrodes 120 is not limited.

한편, 절연 층(130)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전극(120)의 상면에 적층될 수 있으며, 각 전극(120) 사이의 간격을 채울 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the insulating layer 130 may be stacked on the upper surface of the electrode 120, and may fill a gap between the electrodes 120.

참고로, 절연 층(130)은 페럴린 C, 테프론 및 금속 산화막으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.For reference, the insulating layer 130 may include at least one material selected from the group consisting of Ferylene C, Teflon, and a metal oxide film.

한편, 소수성 층(140)은 차량 유리 클리닝 기기(100)의 최상위층으로서 표면에 액적이 형성되며 물과 같은 유체와 친화성이 낮은 물질로 구성될 수 있다.Meanwhile, the hydrophobic layer 140 is a top layer of the vehicle glass cleaning device 100, and droplets are formed on a surface thereof and may be made of a material having low affinity with a fluid such as water.

따라서, 액적이 소수성 층(140)의 표면에서 용이하게 이동할 수 있다.Thus, droplets can easily migrate on the surface of hydrophobic layer 140.

한편, 직류 전압 인가부(150)는 각 전극(120)에 직류 전압인 그라운드와 하이 전압을 미리 정해진 주기로 순차적으로 교번하여 인가할 수 있다.Meanwhile, the DC voltage applying unit 150 may alternately apply the ground and the high voltage, which are DC voltages, to each electrode 120 sequentially.

이때, 액적은 소수성 층(140)의 표면에서, 그라운드 전압이 인가된 전극에서 하이 전압이 인가된 전극의 방향으로 이동하게 되며, 결국에는 소수성 층(140)의 가장 바깥 측으로 이동하게 됨으로써, 차량 유리(110)가 클리닝될 수 있다.At this time, the droplets are moved in the direction of the electrode to which the high voltage is applied from the electrode to which the ground voltage is applied, on the surface of the hydrophobic layer 140, and eventually to the outermost side of the hydrophobic layer 140, thereby the vehicle glass 110 may be cleaned.

차량 유리 클리닝 기기(100)의 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 유리 클리닝 기기(100)는 커버 글래스(110), 전극(120), 절연 층(130), 소수성 층(140) 및 교류 전압 인가부(160)를 포함할 수 있다.As another embodiment of the vehicle glass cleaning device 100, as shown in FIG. 3, the vehicle glass cleaning device 100 may include a cover glass 110, an electrode 120, an insulating layer 130, and a hydrophobic layer 140. ) And an AC voltage applying unit 160.

즉, 다른 실시예의 차량 유리 클리닝 기기(100)는 커버 글래스(110), 전극(120), 절연 층(130) 및 소수성 층(140)는 모두 동일하고, 직류 전압 인가부(150)가 교류 전압 인가부(160)로 대체되는 형태이다.That is, in the vehicle glass cleaning device 100 according to another embodiment, the cover glass 110, the electrode 120, the insulating layer 130, and the hydrophobic layer 140 are all the same, and the DC voltage applying unit 150 is the AC voltage. It is replaced by the applicator 160.

교류 전압 인가부(160)는 전극(120)에 교류 전압을 인가할 수 있으며, 소수성 층(140)의 표면에 형성된 액적은 교류 전압이 전극(120)에 인가됨으로써, 진동하게 된다.The AC voltage applying unit 160 may apply an AC voltage to the electrode 120, and droplets formed on the surface of the hydrophobic layer 140 may vibrate when an AC voltage is applied to the electrode 120.

이때, 차량 유리(110)의 경사로 인해, 액적은 경사를 따라서 소수성 층(140)의 바깥 측으로 이동하게 되어 차량 유리(110)가 클리닝될 수 있다.At this time, due to the inclination of the vehicle glass 110, the droplets may move to the outside of the hydrophobic layer 140 along the inclination so that the vehicle glass 110 may be cleaned.

차량 유리 클리닝 기기(100)의 또 다른 실시예로서, 차량 유리 클리닝 기기(100)는 커버 글래스(110), 전극(120), 절연 층(130), 소수성 층(140), 직류 전압 인가부(150), 교류 전압 인가부(160) 및 전압 모드 선택부(미도시)를 포함할 수 있다.As another embodiment of the vehicle glass cleaning device 100, the vehicle glass cleaning device 100 may include a cover glass 110, an electrode 120, an insulating layer 130, a hydrophobic layer 140, and a DC voltage applying unit ( 150, an AC voltage applying unit 160, and a voltage mode selector (not shown).

즉, 또 다른 실시예의 차량 유리 클리닝 기기(100)는 커버 글래스(110), 전극(120), 절연 층(130), 소수성 층(140), 직류 전압 인가부(150) 및 교류 전압 인가부(160)는 모두 동일하고, 전압 모드 선택부(미도시)가 추가된 형태이다.That is, the vehicle glass cleaning device 100 according to another embodiment may include the cover glass 110, the electrode 120, the insulating layer 130, the hydrophobic layer 140, the DC voltage applying unit 150, and the AC voltage applying unit ( 160 are all the same, and a voltage mode selection unit (not shown) is added.

전압 모드 선택부(미도시)는 차량 유리가 설치된 상황에 따라서 전극(120)에 직류 전압을 인가하여 액적을 제거할 것인지, 전극(120)에 교류 전압을 인가하여 진동으로 액적을 제거할 것인지에 대한 사용자의 선택에 따라서 직류 전압 인가부(150) 및 교류 전압 인가부(미도시) 중 어느 하나를 이용하여 전극(120)에 전압을 인가할 수 있다.The voltage mode selection unit (not shown) determines whether to remove the droplets by applying a DC voltage to the electrode 120 or applying an alternating voltage to the electrode 120 according to a situation in which the vehicle glass is installed. According to a user's selection, a voltage may be applied to the electrode 120 using any one of the DC voltage applying unit 150 and the AC voltage applying unit (not shown).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 과정을 도시한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 과정을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a vehicle glass cleaning process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating a vehicle glass cleaning process according to another embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5에서 차량 유리 클리닝 기기(100)는 운전자가 조작할 수 있는 차량의 전자 시스템에 결합된 상태이며, 이하, 도 2 및 도 3에 도시된 차량 유리 클리닝 기기(100)를 주체로 도 4 및 도 5의 흐름도를 설명하도록 한다.In FIGS. 4 and 5, the vehicle glass cleaning device 100 is coupled to an electronic system of a vehicle that can be operated by a driver. Hereinafter, the vehicle glass cleaning device 100 illustrated in FIGS. 2 and 3 is mainly used. The flowcharts of FIGS. 4 and 5 will be described.

차량 유리 클리닝 기기(100)는 운전자가 조작하는 전자 시스템을 통해 액적 제거 요청 신호를 입력받는다(S410, S510).The vehicle glass cleaning device 100 receives a drop removal request signal through an electronic system operated by a driver (S410 and S510).

S410 후, 차량 유리 클리닝 기기(100)는 입력된 액적 제거 요청 신호에 따라서, 각 전극(120)에 직류 전압인 그라운드(ground)와 하이(high)를 미리 정해진 주기로 순차적으로 교번하여 인가한다(S420).After S410, the vehicle glass cleaning apparatus 100 sequentially applies alternating ground and high DC voltages to the electrodes 120 at predetermined intervals according to the input drop removal request signal (S420). ).

이때, 소수성 층(140)의 표면에 형성된 액적은 그라운드(ground)와 하이(high)로 교번하여 각 전극(120)에 인가되는 직류 전압에 의해 소수성 층(140)의 바깥 측으로 이동하게 되어 차량 유리(110)가 클리닝될 수 있다.In this case, the droplets formed on the surface of the hydrophobic layer 140 alternately move between the ground and the high to move to the outside of the hydrophobic layer 140 by a DC voltage applied to each electrode 120. 110 may be cleaned.

다른 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, S510 후, S520 단계에서 전극(120)에 교류 전압이 인가되는 경우, 소수성 층(140)의 표면에 형성된 액적은 교류 전압의 인가로 인해 진동하게 되고, 차량 유리(110)의 경사를 따라서 소수성 층(140)의 바깥 측으로 이동하게 되어 차량 유리(110)가 클리닝될 수 있다.As another embodiment, as shown in FIG. 5, when an alternating voltage is applied to the electrode 120 after the step S510, the droplets formed on the surface of the hydrophobic layer 140 may vibrate due to the application of the alternating voltage. The vehicle glass 110 may be cleaned by moving toward the outside of the hydrophobic layer 140 along the inclination of the vehicle glass 110.

S420 또는 S520 후, 미리 정해진 시간이 경과하거나 운전자로부터 액적 제거 해제 요청 신호가 입력되면, 차량 유리 클리닝 기기(100)는 각 전극에 대하여 직류 전압 또는 교류 전압의 인가를 중단한다(S430, S530).After a predetermined time elapses after S420 or S520, or when a drop removal release request signal is input from the driver, the vehicle glass cleaning device 100 stops applying DC or AC voltage to each electrode (S430 and S530).

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 실제 클리닝 과정을 도시한 도면이다. 즉, 도 6은 렌즈부 클리닝 기기(100)가 차량 유리(110)에 발생한 먼지와 서리를 제거하는 것을 나타낸다.6 is a diagram illustrating an actual cleaning process of a vehicle glass cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention. That is, FIG. 6 shows that the lens unit cleaning device 100 removes dust and frost generated on the vehicle glass 110.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기(100)는 먼지가 붙어있는 표면 위에서도 액적을 굴러 떨어뜨리거나 이동시킬 수 있다. 이때, 액적이 이동하면서 주변의 먼지들을 흡착하기 때문에, 액적 제거와 동시에 표면에 붙어있는 먼지까지 제거될 수 있다.Referring to FIG. 6, the vehicle glass cleaning apparatus 100 according to the exemplary embodiment of the present invention may roll or drop droplets even on a surface to which dust is attached. At this time, since the droplets adsorb the surrounding dust while moving, the dust attached to the surface can be removed at the same time as the droplet is removed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기(100)는 절연기의 열선과 같은 원리로 열이 전극(120) 부분에서 발생하므로, 표면에 발생한 서리를 제거할 수 있다.In addition, since the vehicle glass cleaning device 100 according to the embodiment of the present invention generates heat in the electrode 120 in the same principle as the heat wire of the insulator, frost generated on the surface may be removed.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 클리닝 기기의 실제 사용 장면이다.7 is an actual use scene of the vehicle glass cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention.

크기가 1㎕, 3㎕, 5㎕인 각각의 액적이 소수성 층(140)의 표면에 형성되어 있다.Each droplet having a size of 1 μl, 3 μl, or 5 μl is formed on the surface of the hydrophobic layer 140.

참고로, 복수의 전극(120)은 투명 전극이다.For reference, the plurality of electrodes 120 are transparent electrodes.

(a) 상태에서 각 전극(120)에 직류 전압인 그라운드와 하이를 미리 정해진 주기로 순차적으로 교번하여 인가하거나, 교류 전압을 인가하면 (b) 및 (c)와 같이 각 액적은 아래 방향으로 이동하며, 최종적으로 (d)와 같이 클리닝될 수 있다. 물론, 도 7에 도시된 바와 같이, 미세한 파티클(particle)들이 남아있을 수 있다.In the state (a), when the ground and the high, which are DC voltages, are alternately applied to each electrode 120 at predetermined intervals, or when an AC voltage is applied, each droplet moves downward as shown in (b) and (c). Finally, it can be cleaned as in (d). Of course, as shown in FIG. 7, fine particles may remain.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 액적 제거 과정을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴을 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적 접촉각의 변화를 도시한 도면이고, 도 13은 액적 제거 실험 결과를 도시한 도면이다. 8 is a view showing a droplet removal process of the cleaning device according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a view showing a schematic structure of a cleaning device according to an embodiment of the present invention. 10 is a view showing an electrode pattern according to an embodiment of the present invention, Figure 11 is a view showing the flow of droplets when removing the droplets according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a view showing a change in droplet contact angle when removing droplets according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a view illustrating droplet removal experiment results.

도 8의 (A)는 본 발명의 클리닝 기기로서 카메라의 표면 변화를 도시하며, 도 8의 (B)는 본 발명의 유리 구조체에서의 액적 이동을 도시한다.Fig. 8A shows the surface change of the camera as the cleaning device of the present invention, and Fig. 8B shows the droplet movement in the glass structure of the present invention.

도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 카메라의 표면에 액적이 부착되었을 때 특정 전압을 전극으로 인가하면, 오른쪽 이미지에 보여지는 바와 같이 카메라 표면 중 클리닝 영역의 액적이 제거되며, 그 결과 클리닝 영역이 선명하여진다. 여기서, 상기 클리닝 영역은 사진 촬용을 위해 요구되는 영역으로서, 렌즈부에 대응할 수 있다. As shown in FIG. 8A, when a droplet is attached to the surface of the camera and a specific voltage is applied to the electrode, the droplet of the cleaning area on the surface of the camera is removed as shown in the image on the right, resulting in cleaning. The area becomes clearer. Here, the cleaning area is an area required for photographing and may correspond to the lens unit.

도 8(B)에 도시된 바와 같이, 유리 구조체의 표면에 액적이 부착되었을 때 특정 전압을 전극으로 인가하면, 빗물 등의 액적이 유리 구조체의 사면을 따라서 중력 방향으로 이동하게 된다. 결과적으로, 액적이 제거된다. As shown in FIG. 8B, when a droplet is attached to the surface of the glass structure and a specific voltage is applied to the electrode, droplets such as rain water move in the direction of gravity along the slope of the glass structure. As a result, the droplets are removed.

특히, 본 발명의 유리 구조체가 전기습윤 기술을 이용하므로, 전기습윤 기술의 특성상 응답속도가 빨라서 상기 액적이 신속하게 제거될 수 있다In particular, since the glass structure of the present invention uses an electrowetting technique, the droplets can be quickly removed due to the fast response speed due to the characteristics of the electrowetting technique.

이러한 액적을 제거하는 클리닝 기기, 특히 클리닝 영역에 해당하는 상기 클리닝 기기의 부분은 도 9의 구조를 가질 수 있다. The cleaning device for removing such droplets, in particular the part of the cleaning device corresponding to the cleaning area, may have the structure of FIG. 9.

도 9를 참조하면, 본 실시예의 클리닝 기기는 기저층(900), 전극(902), 절연막(904) 및 소수성막(906)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, the cleaning device of the present embodiment may include a base layer 900, an electrode 902, an insulating film 904, and a hydrophobic film 906.

기저층(900)은 외부 오염과 충격으로부터 상기 클리닝 기기를 보호하는 커버 유리(cover glass)일 수 있으며, 예를 들어 렌즈부(미도시) 위에 배열될 수 있다. The base layer 900 may be a cover glass that protects the cleaning device from external contamination and impact, and may be arranged, for example, on a lens unit (not shown).

일 실시예에 따르면, 기저층(900)은 비습윤 유리일 수 있다. According to one embodiment, the base layer 900 may be non-wet glass.

전극(902)은 예를 들어 ITO 등으로 이루어진 투명 전극일 수 있으며, 기저층(900) 위에 소정 패턴을 가지고 형성될 수 있다. The electrode 902 may be, for example, a transparent electrode made of ITO or the like, and may be formed on the base layer 900 with a predetermined pattern.

일 실시예에 따르면, 전극(902)은 도 10에 도시된 바와 같이 빗살 구조(Comb structure)의 제 1 전극(1000) 및 빗살 구조의 제 2 전극(1002)을 포함할 수 있다. According to an embodiment, as illustrated in FIG. 10, the electrode 902 may include a first electrode 1000 having a comb structure and a second electrode 1002 having a comb structure.

제 1 전극(1000)은 제 1 기저 패턴(1010) 및 적어도 하나의 제 1 브랜치 패턴(first branch pattern, 1012)을 포함할 수 있다. The first electrode 1000 may include a first base pattern 1010 and at least one first branch pattern 1012.

제 1 기저 패턴(1010)의 일부분은 전력원(908) 또는 접지와 전기적으로 연결되며, 상기 전력원 또는 상기 접지로부터 특정 전압이 제 1 기저 패턴(1010)으로 인가된다. 한편, 전력원(908)은 클리닝 기기의 내부에 위치할 수도 있고 외부에 위치할 수도 있다. A portion of the first base pattern 1010 is electrically connected to a power source 908 or ground, from which a specific voltage is applied to the first base pattern 1010. On the other hand, the power source 908 may be located inside or outside the cleaning device.

제 1 브랜치 패턴(1012)은 제 1 기저 패턴(1010)과 교차하는 방향, 바람직하게는 수직 방향으로 하여 제 1 기저 패턴(1010)으로부터 길이 연장되어 형성된다. 결과적으로, 제 1 기저 패턴(1010)으로 특정 전압이 인가되면, 제 1 브랜치 패턴(1012)에도 특정 전압이 공급되게 된다. The first branch pattern 1012 extends from the first base pattern 1010 in a direction crossing the first base pattern 1010, preferably in a vertical direction. As a result, when a specific voltage is applied to the first base pattern 1010, the specific voltage is also supplied to the first branch pattern 1012.

일 실시에에 따르면, 제 1 브랜치 패턴들(1012)이 제 1 기저 패턴(1010)으로부터 연장되고, 제 1 브랜치 패턴들(1012) 사이의 간격들이 동일할 수 있다. 물론, 제 1 브랜치 패턴들(1012)과 제 2 브랜치 패턴들(1020)이 교차하는 한 제 1 브랜치 패턴들(1012) 사이의 간격들 중 일부는 다를 수도 있다. According to an embodiment, the first branch patterns 1012 may extend from the first base pattern 1010, and the intervals between the first branch patterns 1012 may be the same. Of course, some of the intervals between the first branch patterns 1012 may be different as long as the first branch patterns 1012 and the second branch patterns 1020 cross each other.

제 2 전극(1002)은 제 2 기저 패턴(1022) 및 적어도 하나의 제 2 브랜치 패턴(1020)을 포함할 수 있다. The second electrode 1002 may include a second base pattern 1022 and at least one second branch pattern 1020.

제 2 기저 패턴(1022)의 일부분은 전력원(908) 또는 접지와 전기적으로 연결되며, 전력원(908) 또는 상기 접지로부터 특정 전압이 제 2 기저 패턴(1022)으로 인가된다. A portion of the second base pattern 1022 is electrically connected to a power source 908 or ground, from which a specific voltage is applied to the second base pattern 1022.

제 2 브랜치 패턴(1020)은 제 2 기저 패턴(1022)과 교차하는 방향, 바람직하게는 수직 방향으로 하여 제 2 기저 패턴(1022)으로부터 길이 연장되어 형성된다. 결과적으로, 제 2 기저 패턴(1022)으로 특정 전압이 인가되면, 제 2 브랜치 패턴(1020)에도 특정 전압이 공급되게 된다. The second branch pattern 1020 extends from the second base pattern 1022 in a direction crossing the second base pattern 1022, preferably in a vertical direction. As a result, when a specific voltage is applied to the second base pattern 1022, the specific voltage is also supplied to the second branch pattern 1020.

또한, 제 2 브랜치 패턴들(1020)은 도 10에 도시된 바와 같이 제 1 브랜치 패턴들(1012)과 교차하여 배열된다. 다만, 제 1 브랜치 패턴들(1012)과 상기 제 2 브랜치 패턴들(1020)은 물리적으로 분리될 수 있다. In addition, the second branch patterns 1020 are arranged to intersect with the first branch patterns 1012 as shown in FIG. 10. However, the first branch patterns 1012 and the second branch patterns 1020 may be physically separated.

일 실시에에 따르면, 제 2 브랜치 패턴들(1020)이 제 2 기저 패턴(1022)으로부터 연장되고, 제 2 브랜치 패턴들(1020) 사이의 간격들이 동일할 수 있다. 물론, 제 1 브랜치 패턴들(1012)과 제 2 브랜치 패턴들(1020)이 교차하는 한 제 2 브랜치 패턴들(1020) 사이의 간격들 중 일부는 다를 수도 있다. According to an embodiment, the second branch patterns 1020 may extend from the second base pattern 1022, and the intervals between the second branch patterns 1020 may be the same. Of course, some of the intervals between the second branch patterns 1020 may be different as long as the first branch patterns 1012 and the second branch patterns 1020 cross each other.

한편, 클리닝 기기의 표면에 진동을 발생시키기 위해서, 제 1 전극(1000)과 제 2 전극(1002) 중 하나로 제 1 전압이 인가되고 다른 하나로 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 전압은 양의 전압이고 상기 제 2 전압은 접지 전압일 수 있다. Meanwhile, in order to generate vibration on the surface of the cleaning device, a first voltage may be applied to one of the first electrode 1000 and the second electrode 1002, and a second voltage lower than the first voltage may be applied to the other. . Here, the first voltage may be a positive voltage and the second voltage may be a ground voltage.

도 9를 다시 참조하면, 절연막(904)은 전극(902) 위에 배열되며, 전극들(1000 및 1002) 사이의 간격을 채울 수 있다. Referring again to FIG. 9, an insulating film 904 is arranged over the electrode 902 and may fill the gap between the electrodes 1000 and 1002.

일 실시예에 따르면, 절연막(904)은 페럴린C, 테프론 및 금속 산화막으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the insulating film 904 may include at least one material selected from the group consisting of ferylene C, Teflon, and metal oxide film.

소수성막(906)은 절연막(904) 위에 형성되며, 물과 같은 유체와 친화성이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 결과적으로, 액적이 소수성막(906)의 표면에서 용이하게 이동할 수 있다.The hydrophobic layer 906 is formed on the insulating layer 904 and may be formed of a material having low affinity with a fluid such as water. As a result, the droplets can easily move on the surface of the hydrophobic film 906.

이러한 구조를 가지는 클리닝 기기에서 클리닝 동작을 살펴보겠다. The cleaning operation of a cleaning device having such a structure will be described.

예를 들어, 사용자가 액적 제거 명령을 입력하면, 전력원(908)은 제어부의 제어에 따라 전극들(100 및 1002) 중 하나로 제 1 전압을 인가하고 다른 전극으로 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 인가한다. 결과적으로, 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 진동하게 된다. For example, when the user inputs a drop removal command, the power source 908 applies a first voltage to one of the electrodes 100 and 1002 under the control of the controller, and a second lower than the first voltage to the other electrode. Apply voltage. As a result, the droplets attached to the surface of the cleaning device vibrate.

상기 클리닝 기기의 표면이 진동함에 따라 상기 표면과 액적의 부착력이 감소한다. 이 경우, 상기 클리닝 기기의 표면이 중력 방향으로 기울어져 있기 때문에, 상기 표면에 부착된 액적이 도 11에 도시된 바와 같이 중력 방향으로 미끌어져서 상기 클리닝 기기로부터 이탈된다. 즉, 상기 액적이 상기 클리닝 기기로부터 제거된다. As the surface of the cleaning device vibrates, the adhesion between the surface and the droplets decreases. In this case, since the surface of the cleaning device is inclined in the direction of gravity, droplets attached to the surface are slid in the direction of gravity as shown in FIG. 11 and are separated from the cleaning device. That is, the droplets are removed from the cleaning device.

특히, 본 실시예의 클리닝 기기가 전기습윤 기술을 사용하므로, 액적 제거 시간이 빠르고 효율적이다. In particular, since the cleaning device of this embodiment uses the electrowetting technique, the droplet removal time is fast and efficient.

일 실시예에 따르면, 액적 진동시 액적의 이동 방향과 상기 이동 방향과 반대 방향에서의 접촉각 변화와 타 방향의 접촉각 변화가 다를 수 있다. 이러한 차이는 액적을 미끄러지게 하는데 유용할 수 있다. 또한, 상기 접촉각의 변화 차이로 인하여 상기 클리닝 기기의 표면의 경사가 낮음에도 불구하고 상기 액적이 중력 방향으로 미끄러져 제거될 수 있다. According to an exemplary embodiment, when the droplet is vibrated, a change in the moving direction of the droplet, a change in the contact angle in a direction opposite to the moving direction, and a change in the contact angle in the other direction may be different. This difference can be useful for slipping droplets. In addition, due to the difference in the change of the contact angle, the droplet may be removed by sliding in the direction of gravity despite the low inclination of the surface of the cleaning device.

다른 실시예에 따르면, 전극들(1000 및 1002)이 빗살 형상을 가지며, 브랜치 패턴들(1012 및 1020)의 결이 중력 방향으로 형성될 수 있다. 결과적으로, 특정 전압으로 인하여 액적이 진동할 때 도 12에 도시된 바와 같이 브랜치 패턴들(1012 및 1020)의 결 방향으로 하여 액적의 접촉각 변화가 커지게 된다. According to another embodiment, the electrodes 1000 and 1002 may have a comb-tooth shape, and the grains of the branch patterns 1012 and 1020 may be formed in the direction of gravity. As a result, when the droplet vibrates due to a specific voltage, the contact angle change of the droplet increases in the grain direction of the branch patterns 1012 and 1020 as shown in FIG. 12.

즉, 액적이 미끄러지는 방향과 전극들(1000 및 1002)의 결 방향이 일치하거나 유사하며, 그 결과 액적 진동시 액적이 더 용이하게 미끌어지게 된다. 따라서, 보다 낮은 전압이 전극들(1000 및 1002)로 인가될 지라도 상기 액적이 용이하게 제거될 수 있다. That is, the direction in which the droplets slide and the grain direction of the electrodes 1000 and 1002 coincide or are similar, and as a result, the droplets are more easily slipped upon droplet vibration. Thus, even if a lower voltage is applied to the electrodes 1000 and 1002, the droplet can be easily removed.

다른 관점에서 살펴보면, 액적이 미끌어지는 방향, 즉 중력 방향으로 액적의 접촉각 변화가 다른 방향의 접촉각 변화보다 크게 클리닝 기기를 구현하면, 상기 액적이 용이하게 제거될 수 있다. In other respects, when the cleaning device implements a cleaning device in which the contact angle change of the droplet in the sliding direction, that is, the gravity direction is larger than the contact angle change in the other direction, the droplet may be easily removed.

이하, 실제 실험 결과를 살펴보겠다. Below, we will look at the actual experimental results.

비가 오는 날 일반 카메라와 본 발명의 클리닝 기기가 적용된 카메라를 차량에 장착한 후 주행하면서 실제 실험한 결과, 도 13의 (A)에 도시된 바와 같이 클리닝 기기가 적용된 카메라의 표면의 액적(빗물)이 제거되어 해당 영상이 훨씬 선명하게 촬영되었음을 확인할 수 있다. As a result of actual experiment while driving after mounting a general camera and a camera to which the cleaning device of the present invention is applied to a vehicle on a rainy day, droplets (rainwater) on the surface of the camera to which the cleaning device is applied as shown in FIG. By removing the image, it can be confirmed that the image is captured much more clearly.

또한, 비가 오는 날 유리 구조체를 전면 유리창으로 사용한 차량을 실제 실험한 결과, 도 13의 (B)에 도시된 바와 같이 전면 유리창의 액적이 완벽하게 제거되어 전면 유리창이 선명해짐을 확인할 수 있다. In addition, as a result of the actual experiment of the vehicle using the glass structure as the windshield on a rainy day, as shown in FIG. 13B, the droplets of the front windshield may be completely removed, and the front windshield may be cleared.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝 기기의 전극을 개략적으로 도시한 도면이다. 다만, 전극들은 배열 방향만 다를 뿐 구조는 동일하므로, 하나의 전극만을 도시하였다. 물론, 전극들의 브랜치들은 상호 교차하도록 배열될 수 있다. 14 is a view schematically showing an electrode of a cleaning device according to another embodiment of the present invention. However, since the electrodes are the same in structure only in the arrangement direction, only one electrode is illustrated. Of course, the branches of the electrodes can be arranged to cross each other.

도 14를 참조하면, 전극들 중 하나는 기저 패턴(1400) 및 적어도 하나의 브랜치 패턴(1402)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 14, one of the electrodes may include a base pattern 1400 and at least one branch pattern 1402.

브랜치 패턴(1402)은 브랜치부(1410) 및 브랜치부(1410)로부터 돌출된 적어도 하나의 돌출부(1412)를 포함할 수 있다. 즉, 도 10의 브랜치 패턴과 달리, 본 실시예의 브랜치 패턴(902)은 적어도 하나의 돌출부(912)를 포함할 수 있다. 이러한 돌출부(912)가 형성되면, 전극의 전체 표면적이 넓어질 수 있다. The branch pattern 1402 may include a branch portion 1410 and at least one protrusion portion 1412 protruding from the branch portion 1410. That is, unlike the branch pattern of FIG. 10, the branch pattern 902 of the present embodiment may include at least one protrusion 912. When the protrusion 912 is formed, the entire surface area of the electrode may be widened.

물론, 전극들의 브랜치 패턴들은 도 10의 브랜치 패턴들과 유사하게 상호 교차하여 배열될 수 있다. Of course, branch patterns of the electrodes may be arranged to cross each other similarly to the branch patterns of FIG. 10.

위의 실시예들의 클리닝 기기 외에도, 클리닝 기기가 액적을 제거할 수 있는 한 클리닝 기기의 구조는 다양하게 변형될 수 있다. In addition to the cleaning devices of the above embodiments, the structure of the cleaning device may be variously modified as long as the cleaning device can remove the droplets.

일 실시예에 따르면, 클리닝 기기는 표면에 부착된 액적을 진동시켜 상기 액적과 상기 클리닝 기기의 표면의 부착력을 감소시키는 진동부를 포함할 수 있다. 상기 진동부는 특정 패턴을 가진다. 또한, 상기 클리닝 기기의 표면은 중력 방향으로 기울어져 있으며, 상기 패턴의 결이 상기 액적의 이동 방향과 동일하여 상기 액적이 상기 결을 따라 이동할 수 있다. According to one embodiment, the cleaning device may include a vibrating unit for vibrating the droplets attached to the surface to reduce the adhesion of the droplets and the surface of the cleaning device. The vibrator has a specific pattern. In addition, the surface of the cleaning device is inclined in the direction of gravity, the grain of the pattern is the same as the direction of movement of the droplet can be moved along the grain.

물론, 상기 진동에 따라 상기 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 접촉각 변화보다 클 수 있다. Of course, the change in contact angle of the droplet in the direction opposite to the movement direction and the movement direction may be larger than the change in the contact angle in the other direction according to the vibration.

다른 실시예에 따르면, 클리닝 기기는 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적을 진동시켜 상기 액적과 상기 클리닝 기기의 표면의 부착력을 감소시키는 진동부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 클리닝 기기의 표면은 상기 진동에 따라 상기 액적이 이동할 때 상기 이동 방향 또는 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 상기 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 액적의 접촉각 변화보다 크도록 하는 구조를 가질 수 있다. According to another embodiment, the cleaning device may include a vibrating unit which vibrates a droplet attached to the surface of the cleaning device to reduce the adhesion between the droplet and the surface of the cleaning device. Here, the surface of the cleaning device has a structure such that when the droplet moves in response to the vibration, the change in the contact angle of the droplet in the direction of movement or in the opposite direction to the movement direction is larger than the change in the contact angle of the droplet in the other direction. Can be.

한편, 상기 진동부는 전극을 포함하되, 상기 전극의 결은 상기 액적의 이동 방향과 동일할 수 있다. Meanwhile, the vibrator includes an electrode, and the grain of the electrode may be the same as the moving direction of the droplet.

또 다른 실시예에 따르면, 클리닝 구조체는 기저층, 상기 기저층 위에 배열된 제 1 전극 및 제 2 전극 및 상기 전극들 위에 배열된 액적 지지층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 액적 지지층은 절연막 및 소수성막을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 물리적으로 분리된 상태에서 상호 교차하여 배열된다. According to another embodiment, the cleaning structure may include a base layer, a first electrode and a second electrode arranged on the base layer, and a droplet support layer arranged on the electrodes. Here, the droplet support layer may include an insulating film and a hydrophobic film. In addition, the first electrode and the second electrode are arranged to cross each other in a physically separated state.

또 다른 실시예에 따르면, 클리닝 구조체는 기저층, 상기 기저층 위에 배열된 전극 및 상기 전극 위에 배열된 액적 지지층을 포함한다. 여기서, 상기 전극은 상기 액적 지지층 위의 액적이 진동에 따라 상기 액적이 이동할 때 이동 방향에서의 상기 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 상기 액적의 접촉각 변화와 다르도록 하는 패턴 구조를 가질 수 있다. According to yet another embodiment, the cleaning structure comprises a base layer, an electrode arranged on the base layer and a droplet support layer arranged on the electrode. Here, the electrode may have a pattern structure such that the change in contact angle of the droplet in the moving direction is different from the change in contact angle of the droplet in the other direction when the droplet moves on the droplet support layer as the droplet moves.

또 다른 실시예에 따르면, 클리닝 구조체는 기저층, 상기 기저층 위에 배열된 전극 및 상기 전극 위에 배열된 액적 지지층을 포함한다. 여기서, 상기 액적 지지층 위의 액적 이동시 이동 방향과 상기 전극 또는 상기 액적 지지층의 결의 방향이 동일하다. According to yet another embodiment, the cleaning structure comprises a base layer, an electrode arranged on the base layer and a droplet support layer arranged on the electrode. Here, the movement direction and the grain direction of the electrode or the droplet support layer during the movement of the droplet on the droplet support layer is the same.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 액적 제거 과정을 도시한 도면이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴을 도시한 도면이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다. 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적 접촉각의 변화를 도시한 도면이고, 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다. 도 20 및 도 21은 액적 제거 실험 결과를 도시한 도면들이다.15 is a view illustrating a droplet removal process of the cleaning device according to an embodiment of the present invention. 16 is a view showing an electrode pattern according to an embodiment of the present invention, Figure 17 is a view showing the flow of droplets when removing the droplets according to an embodiment of the present invention. FIG. 18 is a view illustrating a change in droplet contact angle when removing droplets according to an embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a view illustrating droplet flow when removing droplets according to another embodiment of the present invention. 20 and 21 are diagrams showing the results of droplet removal experiments.

도 15는 본 발명의 클리닝 기기의 표면 변화를 도시한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 클리닝 기기의 표면에 액적이 부착되었을 때 특정 전압을 전극으로 인가하면, 오른쪽 이미지에 보여지는 바와 같이 표면의 액적이 제거되어 표면이 선명하여진다. 15 shows the surface change of the cleaning apparatus of the present invention. As shown in FIG. 15, when a droplet is attached to the surface of the cleaning device and a specific voltage is applied to the electrode, as shown in the image on the right, the droplet is removed and the surface is clear.

이러한 액적을 제거하는 클리닝 기기는 도 9의 구조를 가질 수 있다. 다만, 전극(902)의 구조는 도 10의 구조와 다르다. The cleaning device for removing such droplets may have the structure of FIG. 9. However, the structure of the electrode 902 is different from that of FIG.

일 실시예에 따르면, 전극(902)은 도 16에 도시된 바와 같이 제 1 전극(1600) 및 제 2 전극(1602)을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the electrode 902 may include a first electrode 1600 and a second electrode 1602 as shown in FIG. 16.

제 1 전극(1600)은 제 1 서브 전극들(1600a 내지 1600n)을 포함하고, 제 2 전극(1602) 또한 제 2 서브 전극들(1602a 내지 1602n)을 포함할 수 있다. 물론, 제 1 서브 전극들(1600a 내지 1600n)의 수와 제 2 서브 전극들(1602a 내지 1602n)의 수가 동일한 것이 바람직하지만, 다를 수도 있다. The first electrode 1600 may include first sub electrodes 1600a to 1600n, and the second electrode 1602 may also include second sub electrodes 1602a to 1602n. Of course, the number of the first sub electrodes 1600a to 1600n and the number of the second sub electrodes 1602a to 1602n are preferably the same, but may be different.

제 1 서브 전극들(1600a 내지 1600n)은 각기 빗살 구조(Comb structure)를 가질 수 있고, 제 2 서브 전극들(1602a 내지 1602n) 또한 각기 빗살 구조를 가질 수 있다. Each of the first sub electrodes 1600a to 1600n may have a comb structure, and the second sub electrodes 1602a to 1602n may also have a comb structure.

제 1 서브 전극들(1600a 내지 1600n)은 각기 물리적으로 분리되어 있고, 제 2 서브 전극들(1602a 내지 1602n)도 각기 물리적으로 분리되어 있다. 또한, 제 1 서브 전극들(1600a 내지 1600n)과 제 2 서브 전극들(1602a 내지 1602n)도 물리적으로 분리되어 있다. The first sub electrodes 1600a to 1600n are physically separated from each other, and the second sub electrodes 1602a to 1602n are also physically separated from each other. In addition, the first sub-electrodes 1600a to 1600n and the second sub-electrodes 1602a to 1602n are also physically separated.

전체적인 형상에서 살펴보면, 제 1 전극(1600) 및 제 2 전극(1602)은 각기 빗살 형상을 가질 수 있다. Looking at the overall shape, the first electrode 1600 and the second electrode 1602 may each have a comb teeth shape.

이하, 제 1 서브 전극(1600a) 및 제 2 서브 전극(1602a)을 대표로 하여 서브 전극들(1600a 내지 1600n, 1602a 내지 1602n)의 구조를 살펴보겠다. 설명하지 않지만, 다른 서브 전극들(1600b 내지 1600n, 1602b 내지 1602n) 또한 서브 전극들(1600a, 1602a)과 동일하거나 유사한 구조를 가진다. Hereinafter, the structures of the sub-electrodes 1600a to 1600n and 1602a to 1602n will be described with the first sub-electrode 1600a and the second sub-electrode 1602a as a representative. Although not described, the other sub-electrodes 1600b to 1600n and 1602b to 1602n also have the same or similar structure as the sub-electrodes 1600a and 1602a.

제 1 서브 전극(1600a)은 제 1 기저 패턴(1610), 제 1 입력 패턴(1612) 및 적어도 하나의 제 1 브랜치 패턴(first branch pattern, 1614)을 포함할 수 있다. The first sub-electrode 1600a may include a first base pattern 1610, a first input pattern 1612, and at least one first branch pattern 1614.

제 1 기저 패턴(1610)은 제 1 입력 패턴(1612)과 연결되며, 제 1 입력 패턴(1612)을 통하여 입력된 특정 전압을 제 1 브랜치 패턴들(1614)로 전달하는 역할을 수행한다. The first base pattern 1610 is connected to the first input pattern 1612 and transmits a specific voltage input through the first input pattern 1612 to the first branch patterns 1614.

제 1 입력 패턴(1612)은 전력원(908) 또는 접지와 전기적으로 연결된다. 그 결과, 특정 전압이 제 1 입력 패턴(1612)으로 입력된다. 한편, 전력원(908)은 클리닝 기기의 내부에 위치할 수도 있고 외부에 위치할 수도 있다. The first input pattern 1612 is electrically connected to a power source 908 or ground. As a result, a specific voltage is input to the first input pattern 1612. On the other hand, the power source 908 may be located inside or outside the cleaning device.

다른 실시예에 따르면, 제 1 입력 패턴(1612)은 존재하지 않을 수 있으며, 이 경우 특정 전압은 제 1 기저 패턴(1610)의 일부분으로 입력될 수 있다. 따라서, 제 1 기저 패턴(1610)의 일부분은 전력원(908) 또는 접지와 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다. According to another embodiment, the first input pattern 1612 may not exist, and in this case, a specific voltage may be input as part of the first base pattern 1610. Accordingly, a portion of the first base pattern 1610 may have a structure electrically connected to the power source 908 or the ground.

제 1 브랜치 패턴(1614)은 제 1 기저 패턴(1610)과 교차하는 방향, 바람직하게는 수직 방향으로 하여 제 1 기저 패턴(1610)으로부터 길이 연장되어 형성된다. 결과적으로, 제 1 기저 패턴(1610)으로 특정 전압이 인가되면, 제 1 브랜치 패턴(1614)에도 특정 전압이 공급되게 된다.The first branch pattern 1614 extends from the first base pattern 1610 in a direction crossing the first base pattern 1610, preferably in a vertical direction. As a result, when a specific voltage is applied to the first base pattern 1610, the specific voltage is also supplied to the first branch pattern 1614.

일 실시에에 따르면, 제 1 브랜치 패턴들(1614)이 제 1 기저 패턴(1610)으로부터 연장되고, 제 1 브랜치 패턴들(1614) 사이의 간격들이 동일할 수 있다. 물론, 제 1 브랜치 패턴들(1614)과 제 2 브랜치 패턴들(1624)이 교차하는 한 제 1 브랜치 패턴들(1614) 사이의 간격들 중 일부는 다를 수도 있다. According to an embodiment, the first branch patterns 1614 may extend from the first base pattern 1610, and the intervals between the first branch patterns 1614 may be the same. Of course, some of the gaps between the first branch patterns 1614 may be different as long as the first branch patterns 1614 and the second branch patterns 1624 intersect.

제 2 서브 전극(1602a)은 제 2 기저 패턴(1620), 제 2 입력 패턴(1622) 및 적어도 하나의 제 2 브랜치 패턴(second branch pattern, 1624)을 포함할 수 있다. The second sub-electrode 1602a may include a second base pattern 1620, a second input pattern 1622, and at least one second branch pattern 1624.

제 2 기저 패턴(1620)은 제 2 입력 패턴(1622)과 연결되며, 제 2 입력 패턴(1622)을 통하여 입력된 특정 전압을 제 2 브랜치 패턴들(1624)로 전달하는 역할을 수행한다. The second base pattern 1620 is connected to the second input pattern 1622, and transfers a specific voltage input through the second input pattern 1622 to the second branch patterns 1624.

제 2 입력 패턴(1622)은 전력원(908) 또는 접지와 전기적으로 연결된다. 그 결과, 특정 전압이 제 2 입력 패턴(1622)으로 입력된다.The second input pattern 1622 is electrically connected to a power source 908 or ground. As a result, a specific voltage is input to the second input pattern 1622.

다른 실시예에 따르면, 제 2 입력 패턴(1622)은 존재하지 않을 수 있으며, 이 경우 특정 전압은 제 2 기저 패턴(1620)의 일부분으로 입력될 수 있다. 따라서, 제 2 기저 패턴(1620)의 일부분은 전력원(908) 또는 접지와 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다. According to another embodiment, the second input pattern 1622 may not exist, in which case a specific voltage may be input as part of the second base pattern 1620. Accordingly, a portion of the second base pattern 1620 may have a structure electrically connected to the power source 908 or the ground.

제 2 브랜치 패턴(1624)은 제 2 기저 패턴(1620)과 교차하는 방향, 바람직하게는 수직 방향으로 하여 제 2 기저 패턴(1620)으로부터 길이 연장되어 형성된다. 결과적으로, 제 2 기저 패턴(1620)으로 특정 전압이 인가되면, 제 2 브랜치 패턴(1624)에도 특정 전압이 공급되게 된다. The second branch pattern 1624 is formed to extend from the second base pattern 1620 in a direction crossing the second base pattern 1620, preferably in a vertical direction. As a result, when a specific voltage is applied to the second base pattern 1620, the specific voltage is also supplied to the second branch pattern 1624.

또한, 제 2 브랜치 패턴들(1624)은 도 16에 도시된 바와 같이 제 1 브랜치 패턴들(1614)과 교차하여 배열된다. 다만, 제 1 브랜치 패턴들(1614)과 상기 제 2 브랜치 패턴들(1624)은 물리적으로 분리될 수 있다. In addition, the second branch patterns 1624 are arranged to intersect with the first branch patterns 1614 as shown in FIG. 16. However, the first branch patterns 1614 and the second branch patterns 1624 may be physically separated.

일 실시에에 따르면, 제 2 브랜치 패턴들(1624)이 제 2 기저 패턴(1620)으로부터 연장되고, 제 2 브랜치 패턴들(1624) 사이의 간격들이 동일할 수 있다. 물론, 제 1 브랜치 패턴들(1614)과 제 2 브랜치 패턴들(1624)이 교차하는 한 제 2 브랜치 패턴들(1624) 사이의 간격들 중 일부는 다를 수도 있다. According to an embodiment, the second branch patterns 1624 may extend from the second base pattern 1620, and the intervals between the second branch patterns 1624 may be the same. Of course, some of the intervals between the second branch patterns 1624 may be different as long as the first branch patterns 1614 and the second branch patterns 1624 intersect.

상기 교차에 따라 제 2 브랜치 패턴(1624)이 물리적으로 분리된 상태로 하여 제 1 브랜지 패턴들(1614) 사이에 배열하고, 제 1 브랜치 패턴(1614)이 물리적으로 분리된 상태로 하여 제 2 브랜치 패턴들(1624) 사이에 배열될 수 있다. According to the intersection, the second branch patterns 1624 are physically separated from each other and arranged between the first branch patterns 1614, and the first branch patterns 1614 are physically separated from each other. It may be arranged between the branch patterns 1624.

한편, 클리닝 기기의 표면의 액적을 제거하기 위해서, 제 1 서브 전극(1600a)과 제 2 서브 전극(1602a) 중 하나로 제 1 전압이 인가되고 다른 하나로 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 전압은 양의 전압이고 상기 제 2 전압은 접지 전압일 수 있다. Meanwhile, in order to remove droplets on the surface of the cleaning device, a first voltage is applied to one of the first sub-electrode 1600a and the second sub-electrode 1602a and a second voltage lower than the first voltage is applied to the other. Can be. Here, the first voltage may be a positive voltage and the second voltage may be a ground voltage.

도 9를 다시 참조하면, 절연막(904)은 전극(902) 위에 배열되며, 전극들(1600 및 1602) 사이의 간격을 채울 수 있다. Referring again to FIG. 9, an insulating film 904 is arranged over the electrode 902 and may fill the gap between the electrodes 1600 and 1602.

이러한 구조를 가지는 클리닝 기기에서 클리닝 동작을 살펴보겠다. The cleaning operation of a cleaning device having such a structure will be described.

우선, 교류 방식을 통한 클리닝 동작을 살펴보겠다.First, let's look at the cleaning operation through the AC method.

예를 들어, 사용자가 액적 제거 명령을 입력하면, 전력원(908)은 제어부의 제어에 따라 전극들(1600 및 1602) 중 하나로 제 1 전압을 인가하고 다른 전극으로 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 인가한다. 결과적으로, 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 진동하게 된다. 여기서, 전극(1600)의 서브 전극들(1600a 내지 1600n) 모두로 상기 제 1 전압이 동시에 인가되고, 전극(1602)의 서브 전극들(1602a 내지 1602n) 모두로 상기 제 2 전압이 동시에 인가될 수 있다.For example, when a user inputs a drop removal command, the power source 908 applies a first voltage to one of the electrodes 1600 and 1602 under the control of the controller, and a second lower than the first voltage to the other electrode. Apply voltage. As a result, the droplets attached to the surface of the cleaning device vibrate. The first voltage may be simultaneously applied to all of the sub-electrodes 1600a to 1600n of the electrode 1600, and the second voltage may be simultaneously applied to all of the sub-electrodes 1602a to 1602n of the electrode 1602. have.

상기 클리닝 기기의 표면이 진동함에 따라 상기 표면과 액적의 부착력이 감소한다. 이 경우, 상기 클리닝 기기의 표면이 중력 방향으로 기울어져 있기 때문에, 상기 표면에 부착된 액적이 도 17에 도시된 바와 같이 중력 방향으로 미끌어져서 상기 클리닝 기기로부터 이탈된다. 즉, 상기 액적이 상기 클리닝 기기로부터 제거된다. As the surface of the cleaning device vibrates, the adhesion between the surface and the droplets decreases. In this case, since the surface of the cleaning device is inclined in the direction of gravity, droplets attached to the surface slide out in the direction of gravity as shown in FIG. 17. That is, the droplets are removed from the cleaning device.

특히, 본 실시예의 클리닝 기기가 전기습윤 기술을 사용하므로, 액적 제거 시간이 빠르고 효율적이다. In particular, since the cleaning device of this embodiment uses the electrowetting technique, the droplet removal time is fast and efficient.

일 실시예에 따르면, 액적 진동시 액적의 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 반향에서의 접촉각 변화가 타 방향에서의 접촉각 변화가 다를 수 있다. 이러한 차이는 액적을 미끄러지게 하는데 유용할 수 있다. 또한, 상기 접촉각의 변화 차이로 인하여 상기 클리닝 기기의 표면의 경사가 낮음에도 불구하고 상기 액적이 중력 방향으로 미끄러져 제거될 수 있다. According to one embodiment, the change in the contact angle in the opposite direction of the movement direction and the movement direction of the droplet during the vibration of the droplet may have a different contact angle change in the other direction. This difference can be useful for slipping droplets. In addition, due to the difference in the change of the contact angle, the droplet may be removed by sliding in the direction of gravity despite the low inclination of the surface of the cleaning device.

다른 실시예에 따르면, 전극들(1600 및 1602)이 빗살 형상을 가지며, 브랜치 패턴들(1612 및 1620)의 결이 중력 방향으로 형성될 수 있다. 결과적으로, 특정 전압으로 인하여 액적이 진동할 때 도 5에 도시된 바와 같이 브랜치 패턴들(1612 및 1620)의 결 방향으로 하여 액적의 접촉각 변화가 커지게 된다. According to another embodiment, the electrodes 1600 and 1602 may have a comb-tooth shape, and the grains of the branch patterns 1612 and 1620 may be formed in the direction of gravity. As a result, when the droplet vibrates due to a specific voltage, the contact angle change of the droplet increases in the grain direction of the branch patterns 1612 and 1620 as shown in FIG. 5.

즉, 액적이 미끄러지는 방향과 전극들(1600 및 1602)의 결 방향이 일치하거나 유사하며, 그 결과 액적 진동시 액적이 더 용이하게 미끌어지게 된다. 따라서, 보다 낮은 전압이 전극들(1600 및 1602)로 인가될 지라도 상기 액적이 용이하게 제거될 수 있다. That is, the direction in which the droplets slide and the grain direction of the electrodes 1600 and 1602 coincide or are similar, and as a result, the droplets are more easily slipped upon droplet vibration. Thus, even if a lower voltage is applied to the electrodes 1600 and 1602, the droplet can be easily removed.

다른 관점에서 살펴보면, 액적이 미끌어지는 방향, 즉 중력 방향으로 액적의 접촉각 변화가 타 방향의 접촉각 변화보다 크게 클리닝 기기를 구현하면, 상기 액적이 용이하게 제거될 수 있다. In other respects, when the cleaning device implements a cleaning device in which the contact angle change of the droplet in the sliding direction, that is, the gravity direction is larger than the contact angle change in the other direction, the droplet may be easily removed.

다음으로, 직류 방식을 통한 클리닝 동작을 살펴보겠다. Next, the cleaning operation through the direct current method will be described.

직류 방식은 특정 전압을 서브 전극들(1600a 내지 1600n, 1602a 내지 1602n)에 순차적으로 인가하는 방법이다. The direct current method is a method of sequentially applying specific voltages to the sub electrodes 1600a to 1600n and 1602a to 1602n.

예를 들어, 서브 전극(1600a)에 양의 전압인 제 1 전압이 인가되고, 서브 전극(1600a)에 대응하는 서브 전극(1602a)에 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가될 수 있다. 여기서, 상기 제 2 전압은 접지 전압일 수 있으며, 다른 서브 전극들(1600b 내지 1600n, 1602b 내지 1602n)은 비활성화 상태이다. 결과적으로, 서브 전극들(1600a 및 1602a) 위에 배열된 액적이 상기 제 1 전압이 인가된 방향으로 이동하게 된다.For example, a first voltage having a positive voltage may be applied to the sub-electrode 1600a, and a second voltage lower than the first voltage may be applied to the sub-electrode 1602a corresponding to the sub-electrode 1600a. The second voltage may be a ground voltage, and the other sub electrodes 1600b to 1600n and 1602b to 1602n are in an inactive state. As a result, the droplets arranged on the sub-electrodes 1600a and 1602a move in the direction in which the first voltage is applied.

이어서, 서브 전극(1600b)에 제 1 전압이 인가되고, 서브 전극(1600b)에 대응하는 서브 전극(1602b)에 제 2 전압이 인가될 수 있다. 여기서, 다른 서브 전극들(1600a, 1600c 내지 1600n, 1602a, 1600c 내지 1602n)은 비활성화 상태이다. 결과적으로, 서브 전극들(1600a 및 1602a)로부터 이동된 액적 및 서브 전극들(1600b 및 1602b) 위에 배열된 액적이 상기 제 1 전압이 인가된 방향으로 이동하게 된다.Subsequently, a first voltage may be applied to the sub-electrode 1600b and a second voltage may be applied to the sub-electrode 1602b corresponding to the sub-electrode 1600b. Here, the other sub electrodes 1600a, 1600c to 1600n, 1602a, 1600c to 1602n are in an inactive state. As a result, the droplets moved from the sub-electrodes 1600a and 1602a and the droplets arranged on the sub-electrodes 1600b and 1602b move in the direction in which the first voltage is applied.

위의 순차적인 전압 인가 과정이 마지막 서브 전극들(1600n 및 1602n)로 전압들이 인가될때까지 수행되며, 이러한 순차적인 전압 인가 과정은 도 6에서 보여진다.The above sequential voltage application process is performed until voltages are applied to the last sub-electrodes 1600n and 1602n, and this sequential voltage application process is shown in FIG.

계속하여, 서브 전극들(1600a 내지 1600n, 1602a 내지 1602n)로 전압들이 순차적으로 인가되는 과정이 반복적으로 수행된다. 결과적으로, 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 용이하게 제거될 수 있다.Subsequently, a process of sequentially applying voltages to the sub electrodes 1600a to 1600n and 1602a to 1602n is repeatedly performed. As a result, droplets attached to the surface of the cleaning device can be easily removed.

한편, 직류 방식에서는, 액적의 이동 방향에서의 액적의 접촉각 변화가 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 접촉각 변화보다 클 수 있다. On the other hand, in the direct current method, the change in the contact angle of the droplet in the moving direction of the droplet may be larger than the change in the contact angle in the opposite direction to the moving direction.

이하, 실제 실험 결과를 살펴보겠다. 도 20의 (a)는 액적과 친수성 먼지의 제거 과정을 보여주고, 도 20의 (b)는 액적과 소수성 먼지의 제거 과정을 도시한다. Below, we will look at the actual experimental results. FIG. 20A shows a process of removing droplets and hydrophilic dust, and FIG. 20B shows a process of removing droplets and hydrophobic dust.

비가 오는 날 본 발명의 클리닝 기기를 차량에 장착한 후 주행하면서 실제 실험한 결과, 도 20의 (a)에 도시된 바와 같이 클리닝 기기의 표면의 액적(빗물)이 제거되어 해당 영상이 훨씬 선명하게 촬영되었음을 확인할 수 있다. 특히, 도 20의 (a)에 도시된 바와 같이, 액적 뿐만 아니라 먼지도 동시에 제거됨을 확인할 수 있다. As a result of actual experiment while driving the cleaning device of the present invention after driving on a rainy day, as shown in FIG. 20 (a), droplets (rainwater) on the surface of the cleaning device are removed to make the image much clearer. You can confirm that it was taken. In particular, as shown in Figure 20 (a), it can be seen that not only the droplets but also the dust is removed at the same time.

또한, 비가 오는 날 유리 구조체를 전면 유리창으로 사용한 차량을 실제 실험한 결과, 도 20의 (b)에 도시된 바와 같이 전면 유리창의 액적이 완벽하게 제거되어 전면 유리창이 선명해짐을 확인할 수 있다. 특히, 액적 뿐만 아니라 먼지도 동시에 제거될 수 있다. In addition, as a result of the actual experiment of the vehicle using the glass structure as the front window on a rainy day, as shown in (b) of FIG. 20, the droplets of the front window can be completely removed to confirm that the front window becomes clear. In particular, not only droplets but also dust can be removed at the same time.

게다가, 도 21에 도시된 바와 같이, 클리닝 기기의 표면에 발생한 서리 또한 제거됨이 확인되었다. In addition, as shown in FIG. 21, it was confirmed that frost generated on the surface of the cleaning device was also removed.

위의 실시예들의 클리닝 기기 외에도, 클리닝 기기가 액적, 먼지 또는 서리를 제거할 수 있는 한 클리닝 기기의 구조는 다양하게 변형될 수 있다. In addition to the cleaning device of the above embodiments, the structure of the cleaning device may be variously modified as long as the cleaning device can remove droplets, dust or frost.

일 실시예에 따르면, 클리닝 기기는 표면에 부착된 액적을 진동시켜 상기 액적과 상기 클리닝 기기의 표면의 부착력을 감소시키는 진동부를 포함할 수 있다. 상기 진동부는 특정 패턴을 가진다. 또한, 상기 클리닝 기기의 표면은 중력 방향으로 기울어져 있으며, 상기 패턴의 결이 상기 액적의 이동 방향과 동일하여 상기 액적이 상기 결을 따라 이동할 수 있다. According to one embodiment, the cleaning device may include a vibrating unit for vibrating the droplets attached to the surface to reduce the adhesion of the droplets and the surface of the cleaning device. The vibrator has a specific pattern. In addition, the surface of the cleaning device is inclined in the direction of gravity, the grain of the pattern is the same as the direction of movement of the droplet can be moved along the grain.

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 액적 감지 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 23은 액적 유무에 따른 카메라 커버 유리의 임피던스 변화를 예시하여 나타낸 도면이고, 도 24는 카메라 커버 유리에 액적이 발생된 경우에 촬영된 이미지의 예를 나타낸 도면이다. 이하, 도 22를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카메라 액적 감지 장치의 구성을 설명하되, 도 23 및 도 24를 참조하기로 한다.FIG. 22 is a diagram schematically illustrating a configuration of a camera droplet detecting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 23 is a diagram illustrating an impedance change of a camera cover glass according to whether droplets are present, and FIG. 24 is a camera cover It is a figure which shows the example of the image | photographed when the droplet generate | occur | produced on glass. Hereinafter, a configuration of an apparatus for detecting a camera droplet according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 22, with reference to FIGS. 23 and 24.

우선, 도 22를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 액적 감지 장치는 카메라부(10), 임피던스 측정부(20), 제어부(30) 및 전압 인가부(40)를 포함한다.First, referring to FIG. 22, the camera droplet detecting apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention includes a camera unit 10, an impedance measuring unit 20, a controller 30, and a voltage applying unit 40.

카메라부(10)는 카메라 모듈(11) 및 카메라 모듈(11)의 렌즈를 덮는 카메라 커버 유리(Camera cover glass)(15)를 포함한다.The camera unit 10 includes a camera module 11 and a camera cover glass 15 covering a lens of the camera module 11.

카메라 모듈(11)은 렌즈를 통해 피사체를 촬영하여 이미지를 생성한다. 예를 들어, 카메라 모듈(11)은, 구면이나 비구면으로 제작된 유리와 같은 투명 재질의 소자들로 구성되어 빛을 수렴 또는 발산시켜 광학적인 상을 생성하는 렌즈 모듈, 생성된 광학적인 상을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서(Image sensor), 이미지 센서에 의하여 생성된 전기 신호를 처리하는 각종 회로를 포함하는 PCB 등을 포함하여 구성될 수 있다.The camera module 11 photographs a subject through a lens to generate an image. For example, the camera module 11 is composed of a transparent material, such as glass made of spherical or aspherical, lens module for converging or diverging light to generate an optical image, the generated optical image It may be configured to include an image sensor for converting into a signal, a PCB including various circuits for processing the electrical signal generated by the image sensor.

카메라 커버 유리(15)는 커버 유리 층(Cover glass layer)(16), 투명 전극(Transparent electrode)(17) 및 소수성 절연 층(Hydrophobic and dielectric layer)(18)을 포함한다.The camera cover glass 15 includes a cover glass layer 16, a transparent electrode 17, and a hydrophobic and dielectric layer 18.

커버 유리 층(16)은 카메라 커버 유리(15)의 최하위층으로서, 카메라 모듈(11)의 렌즈를 직접적으로 덮는 역할과 동시에, 카메라 커버 유리(15)의 기판(Substrate) 역할을 한다.The cover glass layer 16 serves as a lowermost layer of the camera cover glass 15 and directly covers the lens of the camera module 11 and serves as a substrate of the camera cover glass 15.

투명 전극(17)은 커버 유리 층(16)의 상면에 연속으로 배치되어 미리 설정된 패턴을 형성한다. 예를 들어, 투명 전극(17)은 직선 형, 유선 형 또는 고리 형을 가질 수 있다. 복수의 투명 전극(17)이 형성하는 패턴의 형태는 제한되지 않는다.The transparent electrodes 17 are continuously arranged on the upper surface of the cover glass layer 16 to form a preset pattern. For example, the transparent electrode 17 can have a straight, streamlined or annular shape. The form of the pattern formed by the plurality of transparent electrodes 17 is not limited.

소수성 절연 층(18)은 카메라 커버 유리(15)의 최상위층으로서, 도 22에 도시된 바와 같이, 복수의 투명 전극(17)의 상면에 적층되어 각 투명 전극(17) 사이를 채운다.The hydrophobic insulating layer 18 is the uppermost layer of the camera cover glass 15, and is stacked on the top surfaces of the plurality of transparent electrodes 17, as shown in FIG. 22, to fill between the transparent electrodes 17.

예를 들어, 소수성 절연 층(18)은 페럴린 C, 테프론 및 금속 산화막으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.For example, the hydrophobic insulating layer 18 may include one or more materials selected from the group consisting of Ferylene C, Teflon, and metal oxide films.

또한, 소수성 절연 층(18)은 표면에 액적(droplet)이 형성된다.In addition, the hydrophobic insulating layer 18 has droplets formed on its surface.

예를 들어, 소수성 절연 층(18)은 물과 같은 유체와 친화성이 낮은 물질로 구성될 수 있으며, 이에 따라, 액적이 소수성 절연 층(18)의 표면에서 용이하게 이동할 수 있다.For example, hydrophobic insulating layer 18 may be comprised of a material that is less compatible with fluids such as water, such that droplets can easily migrate from the surface of hydrophobic insulating layer 18.

임피던스 측정부(20)는 투명 전극(17)의 임피던스를 측정한다. 이를 위하여, 투명 전극(17)에는 전압 인가부(40)에 의하여 상시적으로 미세한 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 두 투명 전극(17) 마다 직류 전압인 그라운드(ground) 전압과 하이(high) 전압이 미세하게 인가될 수 있다.The impedance measuring unit 20 measures the impedance of the transparent electrode 17. To this end, a minute voltage may be constantly applied to the transparent electrode 17 by the voltage applying unit 40. For example, a ground voltage and a high voltage, which are direct current voltages, may be minutely applied to the two transparent electrodes 17.

제어부(30)는 임피던스 측정부(20)에 의하여 측정된 투명 전극(17)의 임피던스 또는 카메라 모듈(11)에 의하여 촬영된 이미지를 이용하여 카메라 커버 유리(15)에 액적 발생 여부를 판단한다.The controller 30 determines whether droplets are generated on the camera cover glass 15 using the impedance of the transparent electrode 17 measured by the impedance measuring unit 20 or the image photographed by the camera module 11.

즉, 제어부(40)는 임피던스 측정부(20)에 의하여 측정된 투명 전극(17)의 임피던스을 확인하고, 임피던스가 변화하는 경우, 카메라 커버 유리(15)에 액적이 발생한 것으로 판단할 수 있다.That is, the controller 40 checks the impedance of the transparent electrode 17 measured by the impedance measuring unit 20, and when the impedance changes, may determine that droplets are generated on the camera cover glass 15.

예를 들어, 도 23를 참조하면, 도 23의 좌측에 도시된 바와 같이, 카메라 커버 유리(15)의 투명 전극(17) 및 소수성 절연 층(18)은 각각 저항(resistance) 성분 및 캐패시터(capacitor) 성분을 가질 수 있다. 그리고, 도 23의 우측에 도시된 바와 같이, 카메라 커버 유리(15)의 소수성 절연 층(18) 표면에 발생된 액적은 자체적으로 저항(resistance) 성분과 캐패시터(capacitor) 성분을 가질 수 있다. 따라서, 카메라 커버 유리(15)의 소수성 절연 층(18) 표면에 액적이 발생하면, 액적이 발생된 위치의 투명 전극(17)의 임피던스가 변화한다.For example, referring to FIG. 23, as shown on the left side of FIG. 23, the transparent electrode 17 and the hydrophobic insulating layer 18 of the camera cover glass 15 may have a resistance component and a capacitor, respectively. ) May have a component. As shown in the right side of FIG. 23, the droplets generated on the surface of the hydrophobic insulating layer 18 of the camera cover glass 15 may have a resistance component and a capacitor component. Therefore, when droplets are generated on the hydrophobic insulating layer 18 surface of the camera cover glass 15, the impedance of the transparent electrode 17 at the position where the droplets are generated changes.

또한, 제어부(40)는 카메라 모듈(11)에 의하여 촬영된 이미지를 분석하고, 분석 결과, 이미지가 일정한 원형의 형태로 왜곡된 경우, 카메라 커버 유리(15)에 액적이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 카메라 커버 유리(15)에 액적이 다수 발생하면, 촬영된 이미지는 일정한 원형의 형태로 왜곡될 수 있다.In addition, the controller 40 may analyze the image photographed by the camera module 11, and as a result of the analysis, when the image is distorted in a predetermined circular shape, the controller 40 may determine that droplets are generated on the camera cover glass 15. . For example, as illustrated in FIG. 24, when a large number of droplets are generated on the camera cover glass 15, the photographed image may be distorted in a shape of a certain circle.

여기서, 제어부(40)는 이미지가 일정한 원형의 형태로 왜곡된 것을 판단하기 위하여, 이미지에서 원형의 액적 형태의 존재 여부를 검사하거나, 이미지의 선명도를 계산할 수 있다.In this case, the controller 40 may check the existence of the circular droplet shape in the image or calculate the sharpness of the image in order to determine that the image is distorted in a certain circular shape.

즉, 제어부(40)는 이미지에서 원형의 액적 형태가 다수 발견되거나, 이미지의 선명도가 미리 설정된 기준 선명도 미만인 경우, 이미지가 일정한 원형의 형태로 왜곡된 것으로 판단할 수 있다.That is, the controller 40 may determine that the image is distorted to a certain circular shape when a large number of circular droplet shapes are found in the image or the sharpness of the image is less than a predetermined reference sharpness.

그리고, 제어부(30)는 카메라 커버 유리(15)에 액적이 발생한 경우, 전압 인가부(40)가 투명 전극(17)에 전압을 인가하도록 제어한다.When the droplets are generated on the camera cover glass 15, the controller 30 controls the voltage applying unit 40 to apply a voltage to the transparent electrode 17.

전압 인가부(40)는 제어부(30)의 제어에 따라 카메라 커버 유리(15)에 발생한 액적을 제거하기 위하여, 투명 전극(17)에 전압을 인가한다.The voltage applying unit 40 applies a voltage to the transparent electrode 17 to remove the droplets generated in the camera cover glass 15 under the control of the controller 30.

즉, 전압 인가부(40)는 각 투명 전극(17)에 직류 전압인 그라운드와 하이 전압을 미리 정해진 주기로 순차적으로 교번하여 인가할 수 있다.That is, the voltage applying unit 40 may alternately apply the ground and the high voltage, which are DC voltages, to the transparent electrodes 17 in sequence at predetermined intervals.

예를 들어, 액적은 소수성 절연 층(18)의 표면에서, 그라운드 전압이 인가된 전극에서 하이 전압이 인가된 전극의 방향으로 이동하게 되며, 결국에는 소수성 절연 층(18)의 가장 바깥 측으로 이동하게 됨으로써, 카메라 커버 유리(15)가 클리닝될 수 있다.For example, the droplets travel on the surface of the hydrophobic insulating layer 18 in the direction of the high voltage applied electrode at the electrode to which the ground voltage is applied, and eventually to the outermost side of the hydrophobic insulating layer 18. By doing so, the camera cover glass 15 can be cleaned.

또는, 전압 인가부(40)는 투명 전극(17)에 교류 전압을 인가할 수 있다.Alternatively, the voltage applying unit 40 may apply an AC voltage to the transparent electrode 17.

예를 들어, 교류 전압이 투명 전극(17)에 인가되면, 소수성 절연 층(18)의 표면에 형성된 액적은 투명 전극(17)에 인가된 교류 전압으로 인하여 진동하게 된다. 그리고, 액적은 진동과 카메라 커버 유리(15)의 경사로 인하여 경사를 따라 소수성 절연 층(18)의 가장 바깥 측으로 이동하게 됨으로써, 카메라 커버 유리(15)가 클리닝될 수 있다.For example, when an alternating current voltage is applied to the transparent electrode 17, droplets formed on the surface of the hydrophobic insulating layer 18 vibrate due to the alternating voltage applied to the transparent electrode 17. Then, the droplets move to the outermost side of the hydrophobic insulating layer 18 along the inclination due to the vibration and the inclination of the camera cover glass 15, whereby the camera cover glass 15 may be cleaned.

도 25는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 액적 감지 방법을 나타낸 흐름도이다.25 is a flowchart illustrating a camera droplet detection method according to an embodiment of the present invention.

S2500 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 카메라 커버 유리(15)의 각 투명 전극(17)의 임피던스를 측정한다.In operation S2500, the camera droplet detecting apparatus measures the impedance of each transparent electrode 17 of the camera cover glass 15.

S2502 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 측정된 투명 전극(17)의 임피던스가 변화하는지 여부를 확인한다.In operation S2502, the camera droplet detecting apparatus checks whether the measured impedance of the transparent electrode 17 changes.

S2504 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 투명 전극(17)의 임피던스가 변화한 경우, 액적이 감지된 것으로 판단한다.In operation S2504, when the impedance of the transparent electrode 17 is changed, the camera droplet detecting apparatus determines that the droplet is detected.

S2506 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 액적이 감지됨에 따라 투명 전극(17)에 전압을 인가하여 액적을 제거한다.In operation S2506, the camera droplet detecting apparatus removes the droplet by applying a voltage to the transparent electrode 17 as the droplet is detected.

도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 액적 감지 방법을 나타낸 흐름도이다.26 is a flowchart illustrating a camera droplet detection method according to another embodiment of the present invention.

S2600 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 카메라 모듈(11)을 통해 이미지를 촬영한다.In operation S2600, the camera droplet sensing apparatus photographs an image through the camera module 11.

S2602 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 촬영된 이미지를 분석한다.In operation S2602, the camera droplet detecting apparatus analyzes the captured image.

S2604 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 촬영된 이미지를 분석한 결과, 이미지가 일정한 원형의 형태로 왜곡된 경우, 액적이 감지된 것으로 판단한다.In operation S2604, as a result of analyzing the photographed image, the camera droplet detecting apparatus determines that the droplet is detected when the image is distorted in a predetermined circular shape.

여기서, 카메라 액적 감지 장치는 이미지에서 원형의 액적 형태의 존재 여부를 검사하거나, 이미지의 선명도를 계산한 후, 이미지에서 원형의 액적 형태가 다수 발견되거나, 이미지의 선명도가 미리 설정된 기준 선명도 미만인 경우, 이미지가 일정한 원형의 형태로 왜곡된 것으로 판단할 수 있다.Here, the camera droplet detection apparatus checks the existence of a circular droplet shape in the image, or after calculating the sharpness of the image, when a large number of circular droplet shapes are found in the image, or the sharpness of the image is less than the predetermined reference sharpness, It can be determined that the image is distorted in the shape of a certain circle.

S2606 단계에서, 카메라 액적 감지 장치는 액적이 감지됨에 따라 투명 전극(17)에 전압을 인가하여 액적을 제거한다.In operation S2606, the camera droplet detecting apparatus removes the droplet by applying a voltage to the transparent electrode 17 as the droplet is detected.

도 27은 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기를 나타낸 도면이고, 도 28은 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기의 전극 패턴을 나타낸 도면이다.27 is a view showing a cleaning device according to an embodiment of the present invention, Figure 28 is a view showing an electrode pattern of the cleaning device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기는 도 27에 도시된 바와 같이 카메라 렌즈의 커버 유리(Cover Glass)에 적용될 수 있다. 물론, 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기는 카메라 렌즈의 커버 유리뿐만 아니라, 차량 전면유리와 같이, 표면에 형성된 액적의 제거가 필요한 물체에 모두 적용될 수 있으며, 이하에서는, 발명의 이해와 설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기(100)가 카메라 렌즈의 커버 유리에 적용된 것으로 가정하여 설명한다.The cleaning device according to the embodiment of the present invention may be applied to the cover glass of the camera lens as shown in FIG. 27. Of course, the cleaning device according to the embodiment of the present invention can be applied to not only the cover glass of the camera lens, but also to an object that requires the removal of droplets formed on the surface, such as the vehicle windshield, and in the following, For convenience, it will be described on the assumption that the cleaning device 100 according to the embodiment of the present invention is applied to the cover glass of the camera lens.

클리닝 기기(100)는 MEMS 공정으로 제작한 초소형 칩(chip) 위에 서로 분리된 복수의 전극이 패턴되어 형성될 수 있으며, 이 복수의 전극에 직류 전압 또는 교류 전압을 인가하여 표면에 형성된 액적을 제거할 수 있다.The cleaning device 100 may be formed by patterning a plurality of electrodes separated from each other on a microchip manufactured by a MEMS process, and applying a direct voltage or an alternating voltage to the plurality of electrodes to remove droplets formed on the surface. can do.

예를 들어, 클리닝 기기는 각 전극에 직류 전압의 조건(high, ground)을 달리하여 전압을 인가함으로써, 액적(droplet)의 표면 장력을 변화시킬 수 있다. 이 경우, 액적(droplet)은 하이(high) 전압에서 그라운드(ground) 전압이 인가된 전극의 방향(결국에는 카메라 렌즈의 커버 유리의 바깥 측)으로 이동하게 된다.For example, the cleaning device may change the surface tension of the droplet by applying a voltage to each electrode under different DC voltage conditions (high and ground). In this case, the droplets move in the direction of the electrode to which the ground voltage is applied at a high voltage (and eventually outside of the cover glass of the camera lens).

또한, 클리닝 기기는 전극에 저주파 교류 전압을 인가하여 액적을 진동시킴으로써, 액적의 표면 장력을 변화시킬 수 있다. 도 27에 도시된 바와 같이, 카메라 렌즈가 평면을 기준으로 소정의 경사를 가지고 있다면, 액적(droplet)은 진동하면서 아래 방향(결국에는 카메라 렌즈의 커버 유리의 바깥 측)으로 이동하게 된다.In addition, the cleaning device can change the surface tension of the droplet by applying a low frequency alternating voltage to the electrode to vibrate the droplet. As shown in Fig. 27, if the camera lens has a predetermined inclination with respect to the plane, the droplets vibrate and move downwards (in the outer side of the cover glass of the camera lens).

특히, 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기(100)는 전도성 액적뿐만 아니라 비전도성 액적까지 제거하기 위하여, 복수의 전극에 미리 설정된 주파수를 기준으로 고주파 교류 전압과 함께 저주파 교류 전압을 인가한다. 즉, 클리닝 기기는 복수의 전극에 고주파 교류 전압을 인가하고, 인가되는 고주파 교류 전압을 고주파 교류 전압에 대하여 저주파수로 온오프(on/off) 스위칭함으로써, 복수의 전극에 고주파 교류 전압과 저주파 교류 전압을 동시에 인가하여 비전도성 액적과 전도성 액적을 모두 제거한다.In particular, the cleaning device 100 according to the embodiment of the present invention applies a low frequency AC voltage together with a high frequency AC voltage on the basis of a preset frequency to a plurality of electrodes to remove not only conductive droplets but also non-conductive droplets. That is, the cleaning device applies a high frequency alternating voltage to the plurality of electrodes and switches the applied high frequency alternating voltage on / off at a low frequency with respect to the high frequency alternating voltage, thereby providing a high frequency alternating voltage and a low frequency alternating voltage to the plurality of electrodes. Is applied simultaneously to remove both non-conductive and conductive droplets.

참고로, 복수에 전극에 저주파 전압만 인가되는 경우, 전도성 액적은 표면 장력이 주기적으로 변화되어 저주파수로 진동하고, 이와 같은 진동에 의하여 이동하나, 비전도성 액적은 변화가 없다.For reference, when only a low frequency voltage is applied to the plurality of electrodes, the conductive droplets are periodically vibrated at a low frequency due to the surface tension being periodically changed, but the non-conductive droplets are not changed.

그리고, 복수에 전극에 고주파 전압만 인가되는 경우, 전도성 액적은 표면 장력이 주기적으로 변화되어 고주파수로 진동하나, 표면에 퍼져 납작해질 뿐 이동하지 않고, 비전도성 액적은 표면 장력이 변화되나, 표면에 퍼져 납작해질 뿐 진동하지 않고 이동도 하지 않는다.In addition, when only a plurality of high frequency voltages are applied to the electrodes, the conductive droplets periodically oscillate at a high frequency due to the surface tension being periodically changed, but they do not move but spread flat on the surface, and the non-conductive droplets change the surface tension. It spreads flat and does not vibrate or move.

반면에, 복수에 전극에 인가되는 고주파 교류 전압이 저주파수로 온오프(on/off) 스위칭되면, 전도성 액적 및 비전도성 액적은 모두 표면에 퍼져 납작해지는 현상이 주기적으로 반복되어 진동하고, 이와 같은 진동에 의하여 이동함으로써, 제거될 수 있다.On the other hand, when the high frequency AC voltage applied to the plurality of electrodes is switched on / off at a low frequency, both the conductive droplets and the non-conductive droplets spread on the surface and flatten repeatedly to vibrate. By moving it, it can be removed.

본 발명의 실시예에 따른 복수의 전극은 복수의 하이(high) 전압 전극과 복수의 그라운드(ground) 전압 전극으로 구분되며, 하이(high) 전압 전극과 그라운드(ground) 전압 전극이 카메라 렌즈의 커버 유리 표면 위에서 서로 분리된 상태에서 번갈아 가도록 연속적으로 배열된다. 이때, 복수의 하이(high) 전압 전극 및 복수의 그라운드(ground) 전압 전극은 각각 일체로 형성됨으로써, 하이(high) 전압 전극끼리 및 그라운드(ground) 전압 전극끼리 연결될 수 있다.A plurality of electrodes according to an embodiment of the present invention is divided into a plurality of high voltage electrode and a plurality of ground voltage electrode, the high voltage and ground voltage electrode is the cover of the camera lens It is arranged continuously so that they are separated from each other on the glass surface. In this case, the plurality of high voltage electrodes and the plurality of ground voltage electrodes may be integrally formed, and thus the high voltage electrodes and the ground voltage electrodes may be connected to each other.

*예를 들어, 도 28을 참조하면, 하이(high) 전압 전극과 그라운드(ground) 전압 전극은 각각 comb 형태를 가지며, 서로 닿지 않고 맞물려있는 형태로 배치될 수 있다.For example, referring to FIG. 28, each of the high voltage electrode and the ground voltage electrode has a comb shape and may be disposed in an interlocked form without touching each other.

도 29는 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 30 내지 도 33은 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 29를 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기에 대하여 설명하되, 도 30 내지 도 33을 참조하기로 한다.29 is a diagram schematically illustrating a configuration of a cleaning device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 30 to 33 are views for explaining a cleaning device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 29, with reference to FIGS. 30 to 33.

본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기는, 유리(Glass; Substrate)(2900), 전극(Electrode)(2902), 절연 층(Dielectric Layer)(2904), 소수성 층(Hydrophobic Layer)(2906), 전압 인가부(2908) 및 스위칭부(2910)를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a cleaning device includes glass (Substrate) 2900, an electrode 2902, a dielectric layer 2904, a hydrophobic layer 2906, and a voltage. The application unit 2908 and the switching unit 2910 are included.

유리(2900)는 클리닝 기기의 최하위층으로서 클리닝 기기의 기판(Substrate) 역할을 한다.The glass 2900 serves as a substrate of the cleaning device as the lowest layer of the cleaning device.

한편, 전극(2902)은 투명 전극으로서 유리(2900)의 상면에 연속으로 배치되어 특정 패턴을 형성할 수 있다.Meanwhile, the electrode 2902 may be continuously disposed on the upper surface of the glass 2900 as a transparent electrode to form a specific pattern.

즉, 전극(2902)은 도 28에서 전술한 바와 같이, 일체로 형성된 복수의 하이(high) 전압 전극과 일체로 형성된 복수의 그라운드(ground) 전압 전극이 서로 번갈아 가도록 연속으로 배치된다.That is, as described above with reference to FIG. 28, the electrodes 2902 are continuously arranged such that the plurality of high voltage electrodes formed integrally and the plurality of ground voltage electrodes formed integrally alternate with each other.

한편, 절연 층(2904)은 도 29에 도시된 바와 같이, 전극(2902)의 상면에 적층되며, 각 전극(2902) 사이의 간격을 채울 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 29, the insulating layer 2904 may be stacked on the top surface of the electrode 2902, and may fill a gap between the electrodes 2902.

참고로, 절연 층(2904)은 페럴린 C, 테프론 및 금속 산화막으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.For reference, the insulating layer 2904 may include at least one material selected from the group consisting of Ferylene C, Teflon, and a metal oxide film.

한편, 소수성 층(2906)은 클리닝 기기의 최상위층으로서 표면에 액적이 형성되며, 물과 같은 유체와 친화성이 낮은 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 액적이 소수성 층(2906)의 표면에서 용이하게 이동할 수 있다.Meanwhile, the hydrophobic layer 2906 is a top layer of the cleaning device, and droplets are formed on the surface, and may be made of a material having low affinity with a fluid such as water. Thus, droplets can easily migrate at the surface of hydrophobic layer 2906.

전압 인가부(2908)는 전극(2902)에 미리 설정된 기준 주파수를 기준으로 고주파 교류 전압을 인가한다. The voltage applying unit 2908 applies a high frequency AC voltage to the electrode 2902 based on a preset reference frequency.

스위칭부(2910)는 고주파 교류 전압에 대한 저주파수로 고주파 교류 전압을 온오프(on/off) 스위칭한다. 예를 들어, 스위칭부(2910)는 전압 인가부(2908)가 저주파수에 대응하는 주기로 고주파 교류 전압을 발생시키도록 제어할 수 있다. 또는, 스위칭부(2910)는 전압 인가부(2908)와 전극(2902) 사이에서 전압 인가부(2908)로부터 출력된 고주파 교류 전압을 온오프(on/off) 스위칭할 수도 있다.The switching unit 2910 switches the high frequency AC voltage on / off at a low frequency with respect to the high frequency AC voltage. For example, the switching unit 2910 may control the voltage applying unit 2908 to generate a high frequency AC voltage at a period corresponding to a low frequency. Alternatively, the switching unit 2910 may switch on / off the high frequency AC voltage output from the voltage applying unit 2908 between the voltage applying unit 2908 and the electrode 2902.

이와 같이, 스위칭부(2910)가 고주파 교류 전압을 온오프(on/off) 스위칭함으로써, 저주파 교류 전압이 생성될 수 있으며, 소수성 층(2906)의 표면에 형성된 전도성 액적 및 비전도성 액적은 고주파 교류 전압과 저주파 교류 전압이 전극(120)에 동시에 인가됨으로써, 진동하게 된다.As such, by switching the switching unit 2910 on / off the high frequency AC voltage, a low frequency AC voltage may be generated, and the conductive droplets and the non-conductive droplets formed on the surface of the hydrophobic layer 2906 are high frequency AC. The voltage and the low frequency alternating current voltage are simultaneously applied to the electrode 120, thereby vibrating.

이때, 유리(2900)가 평면을 기준으로 소정의 경사를 가지고 있다면, 액적은 유리(110)의 경사로 인하여 경사를 따라서 소수성 층(2906)의 바깥 측으로 이동하게 되어, 유리(2900)가 클리닝될 수 있다.At this time, if the glass 2900 has a predetermined inclination with respect to the plane, the droplet is moved along the inclination due to the inclination of the glass 110 to the outside of the hydrophobic layer 2906, the glass 2900 can be cleaned have.

다른 실시예로, 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기는, 전압 인가부(2908) 및 스위칭부(2910)를 대신하여, 고주파 전압 및 저주파 전압을 동시에 발생시키는 주파수 발생부(미도시)를 포함할 수 있다.In another embodiment, the cleaning device according to the embodiment of the present invention includes a frequency generator (not shown) for simultaneously generating a high frequency voltage and a low frequency voltage in place of the voltage applying unit 2908 and the switching unit 2910. can do.

주파수 발생부는 전극(2900)에 특정 전압을 인가하되, 기준 주파수를 기준으로 고주파 전압 및 저주파 전압이 한 주기 내에 모두 발생되도록 제어한다. 그래서, 고주파 전압 및 저주파 전압이 전극(2902)에 인가됨에 따라 전도성 액적 및 비전도성 액적이 모두 제거되어, 유리(2900)가 클리닝될 수 있다.The frequency generator applies a specific voltage to the electrode 2900, and controls the high frequency voltage and the low frequency voltage to be generated within one period based on the reference frequency. Thus, as the high frequency voltage and the low frequency voltage are applied to the electrode 2902, both the conductive droplet and the non-conductive droplet are removed, so that the glass 2900 can be cleaned.

예를 들어, 도 30을 참조하면, 전극(2902)에 인가되는 고주파 교류 전압(High frequency)이 상대적으로 낮은 주파수(Low frequency)로 온오프 스위칭되면, 액적과 소수성 층(2906) 표면이 이루는 접촉각이 반복적으로 변화하게 되며, 이로 인하여 비전도성 액적 및 전도성 액적은 모두 규칙적으로 진동하게 된다.For example, referring to FIG. 30, when the high frequency AC voltage applied to the electrode 2902 is switched on and off at a relatively low frequency, the contact angle between the droplet and the surface of the hydrophobic layer 2906 is formed. This repeatedly changes, which causes both the nonconductive droplets and the conductive droplets to oscillate regularly.

즉, 전도성 액적은 저주파 교류 전압이 전극(2902)에 인가되면, 전기습윤(Electrowetting-on-dielectric) 원리에 의하여 진동하고, 비전도성 액적은 고주파 교류 전압이 전극(120)에 인가되면, 유전영동(dielectrophoresis) 원리에 의하여 진동한다. 여기서, 유전영동 원리는 극성이 없는 입자가 불균일한 교류 전기장에 노출되었을 때, 쌍극성(dipole)이 입자에 유도되어 전기장의 구배가 크거나 작은 방향으로 힘을 받는 현상이다.That is, the conductive droplet is vibrated by the electrowetting (on-dielectric) principle when a low frequency alternating voltage is applied to the electrode 2902, and the non-conductive droplet is subjected to dielectric electrophoresis when a high frequency alternating voltage is applied to the electrode (120). vibrates by the principle of (dielectrophoresis). Here, the principle of dielectrophoresis is a phenomenon in which when a particle having no polarity is exposed to a non-uniform alternating electric field, a dipole is induced to the particle and the force of the electric field is applied in a large or small direction.

예를 들어, 도 31을 참조하면, 전도성 액적은 도 31의 (a)에 도시된 바와 같이, 전기습윤의 원리에 의하여 표면장력이 바뀌어 액적과 소수성 층(2906) 표면의 접촉각이 변화할 수 있다. 그리고, 비전도성 액적은 도 31의 (b)에 도시된 바와 같이, 유전영동의 원리에 의하여 표면장력이 바뀌어 액적과 소수성 층(2906) 표면의 접촉각이 변화할 수 있다.For example, referring to FIG. 31, as shown in FIG. 31A, the surface tension may be changed according to the principle of electrowetting so that the contact angle between the droplet and the surface of the hydrophobic layer 2906 may be changed. . And, as shown in (b) of FIG. 31, the non-conductive droplet may change the surface tension according to the principle of electrophoresis, thereby changing the contact angle between the droplet and the surface of the hydrophobic layer 2906.

이와 같이, 소수성 층(2906) 표면에 발생한 액적들이 진동하게 되면, 액적과 소수성 층(2906) 표면 간의 접착력(adhesion)이 감소한다. 그래서, 소수성 층(2906) 표면이 기울어져 있는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기가 구동되면, 도 32에 도시된 바와 같이, 소수성 층(2906) 표면에 발생한 액적은 중력에 의하여 하부로 미끄러져 이동할 수 있다. 도 32의 (a)는 전도성 액적이 진동하여 미끄러지는 것을 나타내고, (b)는 비전도성 액적이 진동하여 미끄러지는 것을 나타낸다.As such, when droplets generated on the surface of the hydrophobic layer 2906 vibrate, adhesion between the droplet and the surface of the hydrophobic layer 2906 is reduced. Thus, when the surface of the hydrophobic layer 2906 is inclined, when the cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention is driven, as shown in FIG. 32, droplets generated on the surface of the hydrophobic layer 2906 are moved downward by gravity. I can slide and move. (A) of FIG. 32 shows that a conductive droplet vibrates and slips, and (b) shows that a nonconductive droplet vibrates and slips.

그리고, 소수성 층(2906) 표면이 기울어져 있으면, 소수성 층(2906) 표면에 발생한 액적이 진동할 때, 액적의 이동 방향 부분의 접촉각과 이동 방향의 반대 방향 부분의 접촉각 사이에서 차이가 발생한다. 이 차이는 액적이 아래로 미끄러지는데 도움을 주며, 경사가 매우 작은 소수성 층(2906) 표면에서도 액적이 미끄러지게 할 수 있다.And, if the surface of the hydrophobic layer 2906 is inclined, when a droplet generated on the surface of the hydrophobic layer 2906 vibrates, a difference occurs between the contact angle of the moving direction portion of the droplet and the contact angle of the portion opposite to the moving direction. This difference helps the droplets slide down and may cause the droplets to slip on the surface of the hydrophobic layer 2906 with a very small slope.

그리고, 전극(2902)은 도 28에서 전술한 바와 같은 comb 형태로 형성되므로, 액적과 소수성 층(2906) 표면의 접촉각은 액적의 모든 방향에서 균일하지 않고, 도 33에 도시된 바와 같이, 전극(2902)의 결 방향에서 더 크게 발생한다. 그리고, 경사진 표면에서 액적이 진동할 때 발생하는 이동 방향과 반대 방향의 접촉각 차이 또한, 결 방향에서 더 크게 발생한다. 그래서, 전술한 바와 같이, 액적의 이동 방향과 반대 방향의 접촉각 차이는 액적이 미끄러지는데 도움을 주기 때문에, 액적이 미끄러지는 방향과 전극(2902)의 결 방향을 일치시키는 것이 액적을 보다 낮은 전압으로 빠르게 미끄러트릴 수 있다.Further, since the electrode 2902 is formed in a comb shape as described above in FIG. 28, the contact angle between the droplet and the surface of the hydrophobic layer 2906 is not uniform in all directions of the droplet, and as shown in FIG. 33, the electrode ( Larger in the grain direction of 2902). And, the difference in contact angles in the opposite direction to the moving direction that occurs when the droplet vibrates on the inclined surface also occurs larger in the grain direction. Thus, as described above, because the contact angle difference in the opposite direction to the movement of the droplet helps the slide to slide, matching the direction in which the droplet slips with the grain direction of the electrode 2902 results in a lower voltage. It can slide quickly.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기는 액적을 제어하는데 있어, 전극의 결 방향뿐만 아니라 온오프(on/off) 스위칭의 주파수 또한 영향을 받는다. 그래서, 각 액적은 크기에 따라 특정 고유 주파수를 가지기 때문에, 발생한 액적의 크기에 따른 특정 고유 주파수에 해당하는 주파수를 가진 전압이 인가되면, 액적은 더욱 크게 진동하게 되고, 이로 인하여 액적은 소수성 층(2906) 표면에서 더욱 잘 미끄러질 수 있다.As such, in the cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention, not only the grain direction of the electrode but also the frequency of the on / off switching is affected in controlling the droplets. Therefore, since each droplet has a specific natural frequency according to the size, when a voltage having a frequency corresponding to the specific natural frequency according to the size of the generated droplet is applied, the droplet vibrates more significantly, thereby causing the droplet to form a hydrophobic layer ( 2906) it may slide better on the surface.

도 34는 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 방법을 나타낸 흐름도이다.34 is a flowchart illustrating a cleaning method according to an embodiment of the present invention.

도 34에서, 본 발명의 실시예에 따른 클리닝 기기는 차량의 카메라 모듈(미도시)(예를 들어, AVMS: Around View Monitoring System)에 결합된 상태일 수 있으며, 이하, 도 29에 도시된 클리닝 기기를 주체로 도 34의 흐름도를 설명하기로 한다.In FIG. 34, the cleaning device according to an embodiment of the present invention may be coupled to a camera module (not shown) (eg, AVMS: Around View Monitoring System) of the vehicle. Hereinafter, the cleaning device shown in FIG. 34, the flow chart of FIG. 34 will be mainly described.

S3400 단계에서, 클리닝 기기는 운전자의 요청이 입력되는 차량의 카메라 모듈로부터 액적 제거 요청 신호를 수신한다.In operation S3400, the cleaning device receives a droplet removal request signal from the camera module of the vehicle to which the driver's request is input.

S3410 단계에서, 클리닝 기기는 수신된 액적 제거 요청 신호에 따라 전극(120)에 미리 설정된 주파수를 기준으로 고주파 교류 전압을 인가한다.In operation S3410, the cleaning device applies a high frequency AC voltage to the electrode 120 based on a preset frequency according to the received drop removal request signal.

S3420 단계에서, 클리닝 기기는 인가되는 고주파 교류 전압에 대하여 저주파수로 고주파 교류 전압을 온오프(on/off) 스위칭한다. 이때, 고주파 교류 전압이 온오프(on/off) 스위칭됨으로써, 저주파 교류 전압이 생성될 수 있으며, 소수성 층(2906)의 표면에 형성된 전도성 액적 및 비전도성 액적은 고주파 교류 전압과 저주파 교류 전압이 전극(2902)에 동시에 인가됨으로써, 진동하게 된다.In operation S3420, the cleaning device turns on or off the high frequency AC voltage at a low frequency with respect to the applied high frequency AC voltage. At this time, the high frequency AC voltage is turned on / off, so that a low frequency AC voltage may be generated, and the conductive and non-conductive droplets formed on the surface of the hydrophobic layer 2906 may have high frequency AC voltages and low frequency AC voltages. Applied simultaneously to 2902, it vibrates.

그리고, 비전도성 액적 및 전도성 액적은 유리(2900)의 경사를 따라 아래로 미끄러져 소수성 층(2906)의 바깥 측으로 이동하게 되어, 유리(2900)가 클리닝될 수 있다.In addition, the non-conductive droplets and the conductive droplets slide down along the inclination of the glass 2900 to move outward of the hydrophobic layer 2906, so that the glass 2900 can be cleaned.

S3430 단계에서, 클리닝 기기는 미리 정해진 시간이 경과하거나 운전자로부터 액적 제거 해제 요청 신호가 입력되면, 고주파 교류 전압의 인가 및 고주파 교류 전압의 온오프(on/off) 스위칭을 중단한다.In operation S3430, the cleaning device stops applying the high frequency AC voltage and on / off switching of the high frequency AC voltage when a predetermined time elapses or a drop removal release request signal is input from the driver.

이하, 본 발명의 클리닝 기기의 소수성막에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.Hereinafter, a hydrophobic film of the cleaning device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

전기습윤에 사용되는 소수성막은 일반적으로 불소계 물질로 이루어진다. 그러나, 이러한 소수성막은 소수성 특성은 우수하나 내구성이 약하며, 따라서 한번 설치되면 오랜기간 동안 사용되어야 하는 자동차, 카메라 등에 사용되는 클리닝 기기에는 적합하지 못할 수 있다. 본 발명은 소수성 특징뿐만 아니라 내구성도 우수한 소수성막을 제안한다. Hydrophobic films used for electrowetting generally consist of fluorine-based materials. However, such a hydrophobic film is excellent in hydrophobic properties but weak in durability, and therefore, once installed, it may not be suitable for cleaning devices used in automobiles, cameras, and the like, which have to be used for a long time. The present invention proposes a hydrophobic film having excellent durability as well as hydrophobic characteristics.

도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성막을 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 35 is a view schematically showing a structure of a cleaning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 36 is a view schematically showing a process of manufacturing a hydrophobic film according to an embodiment of the present invention.

도 35를 참조하면, 본 실시예의 클리닝 기기는 기판(3500), 소정 패턴을 가지는 전극(3502), 절연막(3504) 및 소수성막(3506)을 포함한다. Referring to FIG. 35, the cleaning apparatus of this embodiment includes a substrate 3500, an electrode 3502 having a predetermined pattern, an insulating film 3504, and a hydrophobic film 3506.

소수성막(3506)을 제외한 나머지 구성요소들은 위에서 상술되었으므로, 이하 설명을 생략한다. Since the remaining components except for the hydrophobic film 3506 have been described above, a description thereof will be omitted.

소수성막(3506)은 우수한 소수성 특성 및 강한 내구성을 가질 수 있다.The hydrophobic film 3506 can have excellent hydrophobic properties and strong durability.

일 실시예에 따르면, 소수성막(3506)은 발수성, 발유성 및 내화학성 특성을 가지는 불소계 물질(불소 원자를 함유하는 불소 화합물 포함)에 유기 소재 물질 및 무기 소재 물질의 결합을 돕는 실란계 물질(유무기 실란 화합물 포함)을 함유할 수 있다. According to an embodiment, the hydrophobic film 3506 may be a silane-based material that helps the organic material and the inorganic material material to be bonded to a fluorine-based material (including a fluorine compound containing a fluorine atom) having water repellency, oil repellency, and chemical resistance properties. Organic-inorganic silane compounds).

이러한 소수성막(3506)은 발수성, 발유성, 내화학성뿐만 아니라 불소계 물질로 이루어진 소수성막에 비하여 강한 내구성을 가질 수 있다. The hydrophobic film 3506 may have a stronger durability than the hydrophobic film made of a fluorine-based material as well as water repellency, oil repellency, and chemical resistance.

소수성막(3506)이 강한 내구성을 가지므로, 소수성막(3506)은 얇은 두께(예를 들어, 수십 nm)로 이루어지더라도 충분한 내구성을 가질 수 있다. 소수성막(3506)이 얇은 두께로 이루어지면, 소수성막(3506)은 또한 우수한 광투과율을 가질 수 있으며, 따라서 액적을 용이하게 제거하면서도 차량 유리 또는 카메라 렌즈가 충분한 시야를 확보할 수 있다. Since the hydrophobic film 3506 has strong durability, the hydrophobic film 3506 can have sufficient durability even if it is made of a thin thickness (for example, several tens of nm). If the hydrophobic film 3506 is made of a thin thickness, the hydrophobic film 3506 can also have excellent light transmittance, and thus the vehicle glass or camera lens can secure a sufficient field of view while easily removing the droplets.

일 실시예에 따르면, 상기 불소 화합물은 그 표면이 소수성을 띠도록 그 표면에 49at% 이상의 불소 원자를 함유할 수 있다. 상기 불소 화합물은 -CxFy-, CxFyHz-, -CxFyCzHp-, -CxFyO-, -CxFyN(H)- 등(여기서, x, y, z, p는 각각 자연수)의 화학식을 갖는 고분자일 수 있으며, 비정질 불소 화합물, 예를 들어, AF1600과 같은 물질일 수 있다. 여기서, 소수성막(3506)의 표면은 소수성막(3506)의 상면으로부터 하부 방향으로 50옹스트롬되는 거리 내지 100옹스트롬까지의 거리까지의 박막을 의미할 수 있다.According to an embodiment, the fluorine compound may contain 49 at% or more of fluorine atoms on the surface thereof such that the surface is hydrophobic. The fluorine compound may be a polymer having a chemical formula of -CxFy-, CxFyHz-, -CxFyCzHp-, -CxFyO-, -CxFyN (H)-and the like, wherein x, y, z, and p are natural numbers, respectively, and are amorphous. Fluorine compounds, for example AF1600. Here, the surface of the hydrophobic film 3506 may mean a thin film from a top surface of the hydrophobic film 3506 to a distance of 50 angstroms to 100 angstroms in the downward direction.

일 실시예에 따르면, 상기 유무기 실란 화합물은 아미노기, 비닐기, 에폭시기, 알콕시기, 할로겐기, 메르캡토기, 설파이드기 등을 하나 이상 갖는 유무기실란 화합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 기능성 유무기실란 화합물은 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노-메톡시실란, 페닐아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리디메톡시실란, γ-아미노프로필디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필디에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리(메톡시에톡시)실란, 디-, 트리- 또는 테트라알콕시실란, 비닐메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐에폭시실란, 비닐트리에폭시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 클로로트리메틸실란, 트리클로로에틸실란, 트리클로로메틸실란, 트리클로로페닐실란, 트리클로로비닐실란, 메르캡토프로필트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 비스(트리메톡시실릴프로필)아민, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(트리에톡시실릴프로필)디설파이드, (메타크릴옥시)프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필디에톡시실란,3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 아미노프로필트리에톡시실란 또는 이를 포함하는 조합일 수 있다.According to one embodiment, the organic-inorganic silane compound may be an organic-inorganic silane compound having at least one amino group, vinyl group, epoxy group, alkoxy group, halogen group, mercapto group, sulfide group and the like. Specifically, the functional organic-inorganic silane compound is aminopropyltriethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, amino-methoxysilane, phenylaminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl Trimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltridimethoxysilane, γ-aminopropyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ -Aminopropyl diethoxysilane, vinyl triethoxysilane, vinyl trimethoxysilane, vinyl tri (methoxyethoxy) silane, di-, tri- or tetraalkoxysilane, vinyl methoxysilane, vinyl trimethoxysilane, Vinyl epoxy silane, Vinyl tri epoxy silane, 3-glycidoxy propyl trimethoxy silane, 3-methacryloxy propyl trimethoxy silane, (gamma)-glycidoxy propyl triethoxy silane, (gamma)-methacryloxy propyl trimeth Oxysilane, chlorotrime Silane, trichloroethylsilane, trichloromethylsilane, trichlorophenylsilane, trichlorovinylsilane, mercaptopropyltriethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, bis (trimethoxysilylpropyl) amine, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, (methacryloxy) propyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, and combinations thereof, Preferably aminopropyltriethoxysilane or a combination comprising the same.

실험 결과를 살펴보면, 불소계 물질과 실란계 물질을 함유한 소수성막(3504)과 액적(물)의 접촉각은 최소 115도, CAH는 최대 7도로 측정되었다. 즉, 액적이 잘 제거될 수 있다. As a result, the contact angle between the hydrophobic film 3504 containing fluorine-based and silane-based materials and the droplet (water) was measured at a minimum of 115 degrees and a CAH of a maximum of 7 degrees. That is, the droplets can be removed well.

또한, 소수성막(3504)은 지우개 내모테스트 장비를 이용해 500g의 하중으로 1500회의 지우개 마찰을 주어도 접촉각이 113도로 유지되고, 지속기간은 최소 1년으로 기존에 사용된 불소계열의 소수성막(예를들어 테프론, 싸이탑)에 비해 매우 우수한 내구성을 가짐을 확인하였다.In addition, the hydrophobic film 3504 maintains a contact angle of 113 degrees even after applying 1500 eraser frictions under a load of 500 g using an eraser anti-wear test equipment, and has a duration of at least 1 year. For example, Teflon, Cytop) was confirmed to have a very excellent durability.

이하, 이러한 소수성막(3504)을 제조하는 과정을 살펴보겠다. Hereinafter, a process of manufacturing the hydrophobic film 3504 will be described.

도 36을 참조하면, 소수성막(3504)은 진공 챔버(3600) 내에서 제조될 수 있다. Referring to FIG. 36, the hydrophobic film 3504 may be manufactured in the vacuum chamber 3600.

진공 챔버(3600) 내에는 히팅 장치(3610) 및 대상물(3612)이 위치된다. 물론, 대상물(3612)은 진공 챔버(3600) 내에 고정적으로 지지될 수 있다. 즉, 도시하지는 않았지만, 대상물(3612)을 지지하는 지지 부재가 진공 챔버(3600) 내에 형성될 수 있다.The heating device 3610 and the object 3612 are located in the vacuum chamber 3600. Of course, the object 3612 may be fixedly supported in the vacuum chamber 3600. That is, although not shown, a support member for supporting the object 3612 may be formed in the vacuum chamber 3600.

히팅 장치(3610)는 열을 가하여 소수성 물질을 증기로 만드는 역할을 수행한다. 히팅 장치에 의해 생성된 증기는 대상물(3612)로 증착되며, 그 결과 대상물(3612) 위에 소수성막(3504)이 형성된다.The heating device 3610 serves to make the hydrophobic material into steam by applying heat. Vapor generated by the heating apparatus is deposited into the object 3612, resulting in a hydrophobic film 3504 over the object 3612.

일 실시예에 따르면, 히팅 장치(3610)는 E-beam 또는 전기저항열로 고체인 소수성 물질을 가열하여 증기를 발생시킬 수 있다. 여기서, 소수성 물질은 불소계 물질과 실란계 물질의 화합물일 수 있다.According to an embodiment, the heating device 3610 may generate steam by heating a hydrophobic material that is a solid by E-beam or electric resistance heat. Here, the hydrophobic material may be a compound of a fluorine material and a silane material.

대상물(3612)은 소수성막(3504)이 증착될 대상, 즉 기판(3500) 위에 전극(3502) 및 절연막(3504)이 순차적으로 형성된 구조물일 수 있다.The object 3612 may be a structure on which the hydrophobic film 3504 is to be deposited, that is, the electrode 3502 and the insulating film 3504 are sequentially formed on the substrate 3500.

히팅 장치(3610)에 의해 생성된 증기가 대상물(3612) 위로 증착되며, 그 결과 절연막(3504) 위에 소수성막(3504)이 형성될 수 있다. Vapor generated by the heating device 3610 is deposited over the object 3612, and as a result, a hydrophobic film 3504 can be formed over the insulating film 3504.

수십 또는 수백 헤르츠의 진동수를 가진 전압을 패턴으로 인가할 때 액적이 잘 제거되는 불소 물질로 이루어진 소수성막을 사용하는 클리닝 기기와 달리, 위와 같이 제조된 소수성막(3504)을 사용하는 클리닝 기기는 수천 헤르츠의 진동수를 가지는 전압을 패턴으로 인가할 때 액적이 잘 제거될 수 있다.Unlike a cleaning device using a hydrophobic film made of fluorine material in which droplets are well removed when a voltage having a frequency of tens or hundreds of hertz is applied in a pattern, a cleaning device using the hydrophobic film 3504 manufactured as described above is thousands of hertz. The droplets can be removed well when applying a voltage having a frequency of.

한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.On the other hand, the components of the above-described embodiment can be easily identified from a process point of view. That is, each component can be identified as a separate process. In addition, the process of the above-described embodiment can be easily understood in terms of the components of the apparatus.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art having various ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be regarded as belonging to the following claims.

100: 차량 유리 클리닝 기기
110: 차량 유리
120: 전극
130: 절연 층
140: 소수성 층
150: 직류 전압 인가부
160: 교류 전압 인가부
100: vehicle glass cleaning appliance
110: vehicle glass
120: electrode
130: insulation layer
140: hydrophobic layer
150: DC voltage applying unit
160: AC voltage applying unit

Claims (9)

기판;
상기 기판 상에 배열되는 적어도 하나의 전극;
상기 전극 상에 배열되는 절연막;
수십 나노미터의 두께를 가지도록 형성되며, 상기 절연막상에 배열되는 소수성막;
상기 전극에 미리 설정된 기준 주파수를 기준으로 고주파 교류 전압을 인가하는 전압 인가부; 및
상기 기준 주파수를 기준으로 저주파 주기로 상기 인가되는 고주파 교류 전압을 온오프(on/off) 스위칭하여 한 주기내에 고주파 전압 및 저주파 전압을 모두 발생시키는 스위칭부를 포함하되,
상기 소수성막은 불소계 물질 및 실란계 물질을 포함하며, 액적과의 접촉각이 적어도 113도가 되도록 구성되되, 상기 불소계 물질은 상기 소수성막이 소수성을 띠도록 적어도 49wt%의 불소 원자를 함유한 비정질 불소 화학물이되,
상기 실란계 물질은 아미노기, 에폭시기, 알콕시기, 할로겐기, 메르캡토기 및 설파이드기 중 적어도 하나를 포함하는 기능성 유무기실란 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
Board;
At least one electrode arranged on the substrate;
An insulating film arranged on the electrode;
A hydrophobic film formed to have a thickness of several tens of nanometers and arranged on the insulating film;
A voltage applying unit configured to apply a high frequency AC voltage to the electrode based on a preset reference frequency; And
It includes a switching unit for generating both a high frequency voltage and a low frequency voltage in a period by on / off switching the applied high frequency AC voltage at a low frequency period based on the reference frequency,
The hydrophobic layer includes a fluorine-based material and a silane-based material, and is configured to have a contact angle with a droplet of at least 113 degrees, wherein the fluorine-based material contains an amorphous fluorine chemical containing at least 49 wt% of fluorine atoms to make the hydrophobic layer hydrophobic. This,
The silane-based material comprises a functional organic-inorganic silane compound comprising at least one of an amino group, an epoxy group, an alkoxy group, a halogen group, a mercapto group and a sulfide group.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유무기실란 화합물은 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노-메톡시실란, 페닐아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리디메톡시실란, γ-아미노프로필디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필디에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리(메톡시에톡시)실란, 디-, 트리- 또는 테트라알콕시실란, 비닐메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐에폭시실란, 비닐트리에폭시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 클로로트리메틸실란, 트리클로로에틸실란, 트리클로로메틸실란, 트리클로로페닐실란, 트리클로로비닐실란, 메르캡토프로필트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 비스(트리메톡시실릴프로필)아민, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(트리에톡시실릴프로필)디설파이드, (메타크릴옥시)프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필디에톡시실란,3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
The method of claim 1,
The organic-inorganic silane compound is aminopropyltriethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, amino-methoxysilane, phenylaminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane , N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltridimethoxysilane, γ-aminopropyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyldie Methoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltri (methoxyethoxy) silane, di-, tri- or tetraalkoxysilane, vinylmethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinylepoxysilane, Vinyltriepoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, chloro Trimethylsilane, trichloro Tylsilane, trichloromethylsilane, trichlorophenylsilane, trichlorovinylsilane, mercaptopropyltriethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, bis (trimethoxysilylpropyl) amine, bis (3-tri Ethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, (methacryloxy) propyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glyci A cleaning device selected from doxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, and combinations thereof.
제1항에 있어서, 상기 소수성막은 진공 챔버 내에서 소수성 물질을 가열하여 생성된 증기를 상기 기판 위에 패턴 및 상기 절연막이 순차적으로 형성된 구조물 위에 증착시킴에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 클리닝 기기. The cleaning apparatus as claimed in claim 1, wherein the hydrophobic film is formed by depositing steam generated by heating a hydrophobic material in a vacuum chamber on a structure in which a pattern and an insulating film are sequentially formed on the substrate. 제4항에 있어서, 상기 가열은 E-beam 또는 전기저항열에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.








The cleaning apparatus as claimed in claim 4, wherein the heating is performed by E-beam or electric resistance heat.








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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR102265258B1 (en) * 2019-07-19 2021-06-15 명지대학교 산학협력단 Cleaning device having multiple electric signals of operating the same
KR102343444B1 (en) * 2019-11-13 2021-12-27 주식회사 마이크로시스템 Sefl cleaning device and method using electrical oscillation and mechanical oscillation
KR102367531B1 (en) * 2020-04-16 2022-02-24 명지대학교 산학협력단 Sefl cleaning device and method using removing droplet by using electrical resistance heating and mechanical oscillation
KR20240035263A (en) 2022-09-08 2024-03-15 에스엘 주식회사 Apparatus for droplet removal and method thereof
KR102579168B1 (en) 2022-09-30 2023-09-15 에스엘 주식회사 Apparatus for droplet removal and method thereof
KR102597913B1 (en) 2022-09-30 2023-11-06 에스엘 주식회사 Object cleaning device
KR102599012B1 (en) 2023-02-28 2023-11-06 (주)쓰리나인 A dielectric layer for electro wetting

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013078758A (en) 2011-09-14 2013-05-02 Sharp Corp Active matrix device for liquid control by electro-wetting and dielectrophoresis, and driving method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05170487A (en) * 1991-12-25 1993-07-09 Central Glass Co Ltd Water repelling treatment of substrate and water-repellent substrate
KR20160049110A (en) * 2014-10-24 2016-05-09 한국광기술원 method of coating superhydrophobic film
KR101653807B1 (en) 2014-11-24 2016-09-05 주식회사대성엘텍 A method for running snow melt process on a vehicle glass
KR101851435B1 (en) * 2015-12-07 2018-04-23 명지대학교 산학협력단 Apparatus and method for cleaning lesns part of cameras

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013078758A (en) 2011-09-14 2013-05-02 Sharp Corp Active matrix device for liquid control by electro-wetting and dielectrophoresis, and driving method

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