KR102280153B1 - 도로를 주행하는 차량을 검지하는 센서장치 - Google Patents

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Abstract

도로를 주행하는 차량을 검지하는 센서장치가 개시된다. 센서장치는, 적외선 신호를 발광하는 발광소자, 차량에 의해 반사되어 입사되는 적외선 신호를 수광하는 수광소자, 및 발광소자와 수광소자가 강착되는 장착부재를 구비한다. 수광소자는 발광소자보다 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 단차진 위치에 장착된다. 발광소자와 수광소자 사이의 직접적, 간접적인 적외선 신호의 수수(授受)를 방지함으로써 검지 동작의 오류가 최소화된다.

Description

도로를 주행하는 차량을 검지하는 센서장치 {Sensor Device for detecting Cars travelling on Road}
본 발명은 도로를 주행하는 차량을 검지하는 센서장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 톨게이트의 갠트리 등과 같은 설비에 설치되어 톨게이트에 차량이 진입하였는지 여부를 검지하는 센서장치에 관한 것이다.
차량 검지 센서장치는 도로상에서 차량이 주행하고 있는지 여부를 검지하는 장치로서, 예컨대 톨게이트에 진입하는 차량의 검지를 위해 사용된다. 차량 검지 센서장치는 통상적으로 적외선 신호를 이용하여 차량 존부를 검지한다. 즉, 차량 검지 센서장치는 적외선 신호를 발광하는 발광소자와 적외선 신호를 수광하는 수광소자를 구비하여, 발광소자를 통해 적외선 신호를 조사하고 차량에서 반사되는 적외선 신호를 수광하여 수광된 신호를 분석함으로써 차량이 특정 위치에 진입하였음을 감지한다.
그런데, 이와 같은 방식의 종래의 차량 검지 센서장치는 적외선 신호의 검출 시 오류가 많이 발생한다는 문제가 있다.
적외선 신호의 검출 오류는 센서장치 자체 내에 구비된 발광소자와 수광소자간의 직접적, 간접적인 적외선 신호 수수(授受)에 의해 주로 발생한다. 즉, 센서장치 내의 발광소자에서 발광된 적외선 신호 중 차량에 의해 반사된 적외선 신호만이 수광소자에 수신되는 것이 센서장치의 정상적인 동작을 위해 요구되나, 어떤 원인으로 인해 센서장치 내의 발광소자에서 발광된 적외선 신호가 직접적으로 또는 가접적으로 수광소자에 유입됨으로써, 센서장치의 검지 동작에 오류를 유발한다. 이는 특히 수광소자의 수신 감도(Amplitude)가 낮을 경우 두드러지게 발생한다. 이러한 유입의 원인은 크게 두 가지를 고려할 수 있다.
첫째는 센서장치 내에서의 경로를 통한 유입이다. 즉, 발광소자에서 발광된 적외선 신호 중 일부가 센서장치 내의 각종 전장품이나 케이싱 내벽변 등을 통해 반사되면서 수광소자로 유입된다. 이러한 유입을 차단하기 위하여 발광소자와 수광소자 사이에 차벽을 설치하는 방안을 고려하거나 센서장치 내의 전장품들과 케이싱들 사이 등에서 적외선 신호가 유출되지 않도록 조립 구조를 기밀적으로 구성하는 방안 등을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 방안은 조립 부품들의 치수와 설계에 대해 높은 정밀도를 요구하여 이에 따른 비용이 증가하고, 나아가 테스트 결과에 의하면 이러한 방안을 통해서도 적외선 신호의 차단 효과가 불충분하다는 것이 확인되었다.
두 번째는 발광소자에 의해 조사된 적외선 신호가 차량이 아닌 센서장치 위부의 다른 시설물로부터 반사된 후 다시 수광소자로 유입되는 것이다. 센서장치가 설치되는 환경에는 주로 각종 외부 시설물이 존재한다. 적외선 신호가 차량 검지 영역에만 집중적으로 조사되고 해당 영역에 진입한 차량에 의해 반사된 적외선 신호만이 유입되는 것이 바람직하나, 실제로는 적외선 신호의 일부는 차량 검지 영역 외의 각종 시설물에 의해 반사되면서 수광소자에 유입된다. 따라서, 외부에서 불필요하게 반사되는 적외선 신호가 수광소자로 유입되지 않도록 하는 방안이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 발광소자와 수광소자 사이의 직접적, 간접적인 적외선 신호의 수수(授受)를 방지함으로써 검지 동작의 오류가 최소화되는 차량 검지용 센서장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 도로를 주행하는 차량을 검지하는 센서장치로서, 도로를 향해 적외선 신호를 발광하는 발광소자; 상기 발광소자에 의해 발광된 후 상기 차량에 의해 반사되어 입사되는 상기 적외선 신호를 수광하는 수광소자; 상기 발광소자와 상기 수광소자가 검지 대상인 차량측을 향하도록 장착되되, 상기 수광소자와 상기 발광소자 중 어느 하나가 다른 하나보다 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 단차진 위치에 장착되는 장착부재; 및 상기 장착부재를 수용하며, 상기 장착부재에 장착된 상기 발광소자가 수용되는 제1수용부 및 상기 장착부재에 장착된 상기 수광소자가 수용되는 제2수용부를 구비하고, 상기 발광소자와 상기 수광소자가 상기 장착부재에 장착된 위치에 상응하도록 상기 제1수용부와 상기 제2수용부 중 어느 하나가 다른 하나에 비해 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 형성되어 있는 케이싱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치를 제시한다.
바람직하게는, 상기 수광소자가 상기 발광소자보다 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 위치되고, 상기 제2수용부가 상기 제1수용부보다 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 형성된다.
상기 케이싱은, 상기 제1수용부와 상기 제2수용부 사이에 상기 발광소자와 상기 수광소자 사이를 구획하는 차벽이 구비된다.
상기 차벽은, 상기 차량측을 향하는 방향에서 단차지도록 배치되는 상기 제1수용부와 상기 제2수용부를 연결하는 벽면에 의해 구성될 수 있다.
상기 제1수용부와 상기 제2수용부 중 하나 이상은 상기 케이싱의 판면으로부터 상기 차량측을 향해 연장된 스커트부를 구비할 수 있다.
상기 스커트부는 상기 차량측을 향하는 방향을 따라 영역이 확장되는 형상을 구비하며, 상기 스커트부의 일부는 상기 차벽에 의해 구성되어 확장되지 않는 형상을 갖는다.
상기 제1수용부와 상기 제2수용부의 상기 차량측을 향하는 면에는 적외선 대역의 신호를 필터링하여 통과시키는 윈도우가 구비된다.
센서장치는, 상기 케이싱 내에서 상기 장착부재와 결합되며, 상기 장착부재에 장착된 상기 발광소자와 상기 수광소자를 감싸도록 상기 발광소자와 상기 수광소자의 배치에 대응되는 형상을 구비하고, 상기 발광소자와 상기 수광소자간의 적외선 신호 수수(授受) 및 상기 케이싱과 상기 장착부재간의 적외선 신호 수수(授受)를 차단하는 가림막부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가림막부재는, 상기 발광소자와 상기 수광소자 중 어느 하나 이상의 상기 차량측을 향하는 면에 돌출 형성되어 상기 발광소자 및/또는 상기 수광소자에 대해 수수(授受)되는 적외선 신호의 수수(授受) 방향의 측방으로부터의 유출입을 차단하는 림을 구비한다.
본 발명에 따르면, 발광소자와 수광소자가 단차지도록 돌출 위치가 다르게 설치됨으로써 적외선 신호의 상호 수수(授受)가 크게 줄어든다. 나아가, 스커트부에 의하여 센서장치 외부에서의 적외선 신호 유입이 차단되고, 가림막부재와 림에 의하여 케이싱 내부에서 타고 흐르는 적외선 신호가 차단된다. 따라서, 센서장치의 차량 검지 동작의 오작동이 현저하게 줄어들게 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량 검지 센서장치의 사시도.
도 2 는 도 1 의 측면도.
도 3 은 도 1 의 분해사시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 차량 검지 센서장치는 톨게이트의 갠트리(Gantry)와 같은 곳에 설치되어 도로를 주행하는 차량이 톨게이트에 진입하였는지 여부를 검지한다. 본 발명의 센서장치는 차량을 향해 적외선 신호를 조사하여 차량으로부터 반사되는 적외선 신호를 수신함으로써 차량을 검지한다. 센서장치는 통상적으로 도로의 상부에 설치되어 하방으로 적외선 신호를 조사하도록 구성되나, 이에 국한되지 않고 차량의 측방에서 차량을 향해 적외선 신호를 조사하도록 구성될 수도 있다.
도 1 내지 도 3 은 본 발명에 따른 센서장치를 도시하는 도면이다.
센서장치는 케이싱(10, 20), 장착부재(40), 기판(60), 가림막부재(50), 브라켓(30), 및 고정부재(35)를 포함하여 구성된다. 도면에 도시된 부품 외에 센서장치는 각종 부속 부품, 예컨대 기판(40)과 장착부재(40) 사이에 장착부재(40)를 기판(40)에 결합시키는 매개 부재인 고정패널 등이 설치되나, 본 발명의 요지와 무관한 이러한 각종 부품은 그 도시 및 설명을 생략한다.
케이싱(10, 20)은 전면 케이싱(10)과 후면 케이싱(20)을 포함하여 구성되며, 전면 케이싱(10)은 검지 대상 차량을 향하도록 배치되고 후면 케이싱(20)은 전면 케이싱(10)의 후면에서 센서장치가 고정되는 부위를 제공한다. 센서장치가 도로의 상부에 설치되는 경우에는 전면 케이싱(10)은 하방을 향하도록 배치된다.
장착부재(40), 기판(60), 및 가림막부재(50)은 전면 케이싱(10)과 후면 케이싱(20)에 의해 형성되는 내부 공간에 설치된다. 브라켓(30)은 후면 케이싱(20)의 후면에 설치되어 고정부재(35)가 고정되는 부위를 제공한다. 고정부재(35)는 예컨대 갠트리(Gantry)에 센서장치를 고정시키는 기능을 한다.
기판(60)에는 CPU 나 각종 회로 장치가 설치된다. 장착부재(40)는 기판(60)상에 장착된다. 장착부재(40)에는 발광소자(41)와 수광소자(42)가 설치된다.
발광소자(41)와 수광소자(42)는 검지 대상인 차량측을 향하도록 장착되며, 발광소자(41)는 도로를 향해 적외선 신호를 발광함으로써 도로를 주행하는 차량에 적외선 신호를 조사하고 수광소자(42)는 발광소자(41)에 의해 발광된 후 차량에 의해 반사되어 입사되는 적외선 신호를 수광한다.
발광소자(41)와 수광소자(42)는 도로를 향하는 면에서 상호 중복되지 않는 영역에 나란히 배치된다. 이때 발광소자(41)와 수광소자(42) 중 어느 하나는 다른 하나보다 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 배치됨으로써 발광소자(41)와 수광소자(42)가 단차진 위치에 장착된다. 바람직하게는, 수광소자(42)가 발광소자(41)보다 더 돌출되도록 배치된다. 이를 위하여 장착부재(42)는 도 3 에 도시된 바와 같이 수광소자(42)가 장착되는 영역이 발광소자(41)가 장착되는 영역보다 더 전방으로 돌출되어 있는 형상을 구비한다.
전면 케이싱(10)은 장착부재(40)에 장착된 발광소자(41)가 수용되는 제1수용부(11) 및 장착부재(40)에 장착된 수광소자(42)가 수용되는 제2수용부(12)를 구비한다. 발광소자(41)와 수광소자(42)가 장착부재(40)에 장착된 위치에 상응하도록, 제1수용부(11)와 제2수용부(12) 중 어느 하나는 다른 하나에 비해 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 형성된다. 본 실시예에서는 수고아소자(42)가 발광소자(41)에 비해 돌출된 위치에 배치되며, 이에 따라 제2수용부(12)가 제1수용부(11)에 비해 돌출되도록 형성된다.
전면 케이싱(10)은 제1수용부(11)와 제2수용부(12) 사이에 발광소자(41)와 수광소자(42) 사이를 구획하는 차벽(18)이 구비된다. 차벽(18)은 차량측을 향하는 방향에서 단차지도록 배치되는 제1수용부(11)와 제2수용부(12)를 연결하는 벽면에 의해 구성된다. 따라서, 본 발명에서는 발광소자(41)와 수광소자(42) 사이에 차벽(18)이 구비되되 이러한 차벽(18)이 별도의 부재로 구성되는 것이 아니라 단차진 형상에 의해 자연스럽게 구성된다.
제1수용부(11)와 제2수용부(12)는 전면 케이싱(10)의 판면으로부터 차량측을 향해 연장된 스커트부(13, 14)를 각각 구비한다. 스커트부(13, 14)는 제1수용부(11)와 제2수용부(12) 중 어느 하나에만 구비될 수도 있다. 스커트부(13, 14)는 전면 케이싱(10)의 전방 판면으로부터 외측을 향해 연장되며, 연장되는 부위가 점진적으로 그 영역이 확장되어 전체적으로 사각형의 나팔과 같은 형상으로 형성된다. 제1스커트부(13)는 발광소자(41)가 발광하는 적외선 신호가 외측으로 퍼지는 것을 방지하는 기능을 한다. 이때, 제1스커트부(13)의 상부측 부위는 전술한 차벽(18)에 의해 구성됨으로써, 외측으로 갈수록 확장되는 형상이 아니라 확장되지 않는 수직면으로 구성된다. 따라서, 발광소자(41)에 의해 조사되는 적외선 신호가 특히 수광소자(41)가 위치되는 영역으로는 확장 조사되지 않도록 구성되며, 이에 따라 적외선 신호가 수광소자(42) 측으로 유입되지 않도록 차단된다.
제1수용부(11)와 제2수용부(12)에는 윈도우(15, 16)가 각각 설치되어 있다. 윈도우(15, 16)는 차량측을 향하는 면에서 적외선 대역의 신호를 필터링하여 통과시키는 기능을 한다. 따라서 발광소자(41)로부터 발생하는 신호 중 적외선 신호만이 차량으로 조사되도록 구성되고, 제2하우증(12)으로 유입되는 신호 중 적외선 신호만이 필터링되어 수광소자(42)에 수신되도록 구성된다.
가림막부재(50)는 케이싱(10, 20)의 내부에서 장착부재(40)와 결합되며, 장착부재(40)에 장착된 발광소자(41)와 수광소자(42)를 감싸도록 발광소자(41)와 수광소자(42)의 배치에 대응되는 형상을 구비한다. 가림막부재(50)는 발광소자(41)와 수광소자(42)간의 적외선 신호 수수(授受) 및 전면 케이싱(10)과 장착부재(40)간의 적외선 신호 수수(授受)를 차단하는 기능을 한다. 즉, 가람막부재(50)는 전면 케이싱(10)의 내측면에 대응되는 형상 및 장착부재(42)의 외측면에 대응되는 형상을 구비하여, 수광소자(42)의 전면을 수광에 필요한 영역를 제외하고는 차단하며 또한 발광소자(41)와 수광소자(42)의 측면을 차단한다. 이에 따라 발광소자(41)와 수광소자(42)간의 케이싱(10, 20) 내에서의 적외선 유출에 의한 오동작이 방지된다.
가림막부재(50)는 수광소자(42)의 차량측을 향하는 면에 돌출 형성된 림(52)을 구비한다. 림(52)은 가림막부재(50)의 발광소자(42)측 부분에 형성될 수도 있고 발광소자(41)와 수광소자(42)측 모두에 형성될 수도 있다. 이러한 림(52)에 의하여, 발광소자(41) 및/또는 수광소자(42)에 대해 수수(授受)되는 적외선 신호의 수수(授受) 방향의 측방으로부터의 유출입이 차단된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 센서장치는 하기와 같은 효과를 갖는다.
발광소자(41)와 수광소자(42)가 단차지도록 돌출 위치가 다르게 설치됨으로써 발광소자(41)와 수광소자(42)가 이웃하게 설치된 형태에 비하여 발광소자(41)와 수광소자(42)간의 직접적인 적외선 신호의 유입이나 또는 센서장치 내부 공간을 타고 흐르는 적외선 신호의 유입이 크게 줄어든다. 또한 돌출된 전면 케이싱(10)의 형상에 의해 자연스럽게 차벽(18)이 설치되어 직접적인 적외선 신호의 수수(垂手)도 줄어들게 된다.
나아가, 스커트부(13)에 의하여 발광되는 적외선 신호의 측방으로의 확산이 방지되고, 스커트부(14)에 의하여 수광되는 적외선 신호에 다른 신호가 혼입되는 것이 방지된다. 또한, 가림막부재(50)와 림(52)에 의하여 케이싱(10, 20) 내부에서 타고 흐르는 적외선 신호가 효과적으로 차단된다.
이러한 구성에 의하여, 센서장치의 차량 검지 동작의 오작동이 현저하게 줄어들게 된다.
이상 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 도로를 주행하는 차량을 검지하는 센서장치로서,
    도로를 향해 적외선 신호를 발광하는 발광소자;
    상기 발광소자에 의해 발광된 후 상기 차량에 의해 반사되어 입사되는 상기 적외선 신호를 수광하는 수광소자;
    상기 발광소자와 상기 수광소자가 검지 대상인 차량측을 향하도록 장착되되, 상기 수광소자와 상기 발광소자 중 어느 하나가 다른 하나보다 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 단차진 위치에 장착되는 장착부재;
    상기 장착부재를 수용하며, 상기 장착부재에 장착된 상기 발광소자가 수용되는 제1수용부 및 상기 장착부재에 장착된 상기 수광소자가 수용되는 제2수용부를 구비하고, 상기 발광소자와 상기 수광소자가 상기 장착부재에 장착된 위치에 상응하도록 상기 제1수용부와 상기 제2수용부 중 어느 하나가 다른 하나에 비해 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 형성되어 있는 케이싱;
    상기 케이싱 내에서 상기 장착부재와 결합되며, 상기 장착부재에 장착된 상기 발광소자와 상기 수광소자를 감싸도록 상기 발광소자와 상기 수광소자의 배치에 대응되는 형상을 구비하고, 상기 발광소자와 상기 수광소자간의 적외선 신호 수수(授受) 및 상기 케이싱과 상기 장착부재간의 적외선 신호 수수(授受)를 차단하는 가림막부재; 및
    상기 가림막부재에 구비되며, 상기 발광소자와 상기 수광소자 중 어느 하나 이상의 상기 차량측을 향하는 면에 돌출 형성되어 상기 발광소자 및/또는 상기 수광소자에 대해 수수(授受)되는 적외선 신호의 수수(授受) 방향의 측방으로부터의 유출입을 차단하는 림;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광소자가 상기 발광소자보다 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 위치되고,
    상기 제2수용부가 상기 제1수용부보다 상기 차량측을 향해 상대적으로 더 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 케이싱은, 상기 제1수용부와 상기 제2수용부 사이에 상기 발광소자와 상기 수광소자 사이를 구획하는 차벽이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차벽은, 상기 차량측을 향하는 방향에서 단차지도록 배치되는 상기 제1수용부와 상기 제2수용부를 연결하는 벽면에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1수용부와 상기 제2수용부 중 하나 이상은 상기 케이싱의 판면으로부터 상기 차량측을 향해 연장된 스커트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스커트부는 상기 차량측을 향하는 방향을 따라 영역이 확장되는 형상을 구비하며, 상기 스커트부의 일부는 상기 차벽에 의해 구성되어 확장되지 않는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1수용부와 상기 제2수용부의 상기 차량측을 향하는 면에는 적외선 대역의 신호를 필터링하여 통과시키는 윈도우가 구비되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
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