KR102400228B1 - 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 이미지 기록 장치의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드실드 부분을 가열하는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터에 있어서, 상기 발열히터는 전기가 흐르지 않는 부도체인 절연층; 제1접착층에 의해 상기 절연층의 상측에 부착되는 베이스층; 상기 베이스층의 상측에 형성되어, 전원으로부터 전력을 공급받으면 발열하는 발열선에 의해 구성되는 발열층; 상기 발열층을 커버하도록 상기 발열층의 상측에 적층되고, 상기 발열층의 발열에 의해 가열되어 상기 윈드실드 부분으로 열을 방사하는 카본층; 및 상기 카본층의 상측에 적층되어, 상기 발열히터를 차광후드에 포함되는 방사판의 일측면에 부착시켜 고정시키는 제2접착층;을 포함하고, 전원과 발열층을 연결하는 제1연결선 및 제2연결선이 발열층의 전극부와 리벳팅되어 연결됨으로써, 발열 면적이 증가하고, 발열층에서의 발열에 의한 열을 카본층에 전달함에 있어 그 효과가 개선되고, 공기순환부를 포함하고, 이미지 기록 장치가 촬영한 이미지를 분석하여 머신러닝 알고리즘에 의해 생성된 제어모델에 따라 제어부가 발열회로를 제어할 수 있어 다양한 환경에서 차량 윈드실드를 통해 이미지 데이터의 양호한 기록을 가능하게 한다.
Description
본 발명은 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터에 관한 것이다.
근래에 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)이 차량에 적용되어 운전자의 자동차 운행에 용이함을 제공한다. ADAS는 운전자보다 빠른 반응 속도로 돌발적인 상황이나 주변 환경에 대처할 수 있어 운전자에게 편리성 및 안전성을 제공할 수 있다.
ADAS는 모니터링 시스템을 이용하여 이미지화된 운행 정보를 바탕으로 하여 운전자를 지원하여 운전자가 운전을 할 때 향상된 편의성 및 안전성을 제공할 수 있다.
따라서, ADAS에는 외부의 환경 및 상황을 인식하여 신호를 생성 하는 센서들, 예를 들어 카메라와 같은 촬영 장치들이 필요하다.
ADAS에 사용되는 촬영 장치는, 차량 내부에서 윈드실드의 후면에 고정되는 브래킷과, 이 브래킷에 지지된 카메라 유닛을 구비하고 있다. 카메라 유닛은, 렌즈와, 렌즈의 바로 뒤에 위치하는 촬상 소자를 구비하고 있다.
예를 들어 ADAS시스템이 구비된 차량의 전방에 다른 차량(이하, 「전방 차량」이라고 칭함)이 위치하는 경우는, 전방 차량에 의해 반사된 반사 광속이 차량의 윈드실드의 일부인 광속 투과부, 광속 투과부와 브래킷의 간극 및 렌즈를 통과한 후에 촬상 소자에 의해 수광된다. 촬상 소자는 반사 광속(피사체 상)을 촬상 데이터(전기 신호)로 변환하고, 이 촬상 데이터를 차량의 제어 장치에 송신한다.
그러면 제어 장치가, 수신한 촬상 데이터에 기초하여, 촬상된 피사체가 장애물인지 여부를 판정하고, 또한 차량으로부터 장애물까지의 거리를 산출한다. 제어 장치가, 촬상된 피사체가 장애물이고, 또한 차량으로부터 장애물까지의 거리가 미리 설정된 소정 거리보다 짧다고 판정한 경우, 제어 장치는 차량의 브레이크 장치를 작동시킨다.
그런데, 기온이 낮은 경우에 차량 내에서 난방을 사용하면, 프론트 윈도우의 광속 투과부에 결로가 발생하는 경우가 있다. 또한, 외기 온도가 낮은 경우에는, 광속 투과부의 차 외측면에, 얼음이나 성애가 부착되는 경우가 있다. 광속 투과부에 있어서 이러한 현상이 발생하면, 촬상 소자가 불선명한 피사체 상을 촬상하거나, 혹은 장애물을 촬상할 수 없게 될 우려가 있다. 그로 인해 이 경우는, 제어 장치가, 촬상된 피사체가 장애물인지 여부의 판정 및 차량으로부터 장애물까지의 거리 산출을 행할 수 없게 될 우려가 있다.
또한, 한 여름에는 차량의 실내 온도는 최고 85℃까지 상승할 수 있고, 대시보드의 경우 100℃까지 상승할 수 있는데, 촬영 장치는 고온에서 작동할 경우 고장의 가능성이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 다양한 환경에서 윈드실드를 통해 이미지 데이터의 가능한 한 양호한 기록을 가능하게 하는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 차량 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 이미지 기록 장치의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드실드 부분을 가열하는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터에 있어서, 상기 발열히터는 전기가 흐르지 않는 부도체인 절연층; 제1접착층에 의해 상기 절연층의 상측에 부착되는 베이스층; 상기 베이스층의 상측에 형성되어, 전원으로부터 전력을 공급받으면 발열하는 발열선에 의해 구성되는 발열층; 상기 발열층을 커버하도록 상기 발열층의 상측에 적층되고, 상기 발열층의 발열에 의해 가열되어 상기 윈드실드 부분으로 열을 방사하는 카본층; 및 상기 카본층의 상측에 적층되어, 상기 발열히터를 차광후드에 포함되는 방사판의 일측면에 부착시켜 고정시키는 제2접착층;을 포함한다.
또한, 상기 발열층은 전력을 공급받으면 발열하고 특정 패턴으로 형성되는 발열회로부; 일부분이 상기 카본층 외부로 돌출되도록 구비되는 제1전극 및 제2전극을 포함하는 전극부;를 포함하고, 상기 베이스층은 상측에 상기 발열회로부가 형성되는 제1베이스; 및 상측에 상기 제1전극 및 제2전극이 형성되는 제2베이스;를 포함하고, 상기 발열히터는 타단은 상기 제1전극과 전기적으로 연결되고, 일단은 전원의 +극과 전기적으로 연결되는 제1연결선; 및 타단은 상기 제2전극과 전기적으로 연결되고, 일단은 전원의 -극과 전기적으로 연결되는 제2연결선;을 더 포함하고, 상기 제2베이스 및 제1전극에는 상기 제2베이스와 제1전극을 직선으로 관통하는 복수의 제1리벳홀;이 형성되고, 상기 제2베이스 및 제2전극에는 상기 제2베이스와 제2전극을 직선으로 관통하는 복수의 제2리벳홀;이 형성되고, 상기 제1연결선은 상기 제1리벳홀에 리벳팅되고, 상기 제2연결선은 상기 제2리벳홀에 리벳팅되며, 상기 제1연결선 및 제2연결선이 리벳팅된 영역은 절연블록에 의해 절연되어 차폐된다.
또한, 상기 차량은 상기 이미지 기록 장치에 의해 촬영된 이미지를 활용하여 머신러닝 알고리즘에 의해 상기 발열히터의 제어모델을 개발하는 외부서버에 상기 이미지를 전송하는 통신부; 및 상기 외부서버에서 개발된 상기 제어모델을 상기 통신부를 통해 수신하여 상기 제어모델에 따라 제어신호를 생성하여 상기 발열히터의 발열정도를 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
또한, 상기 차광후드는 하부에 차량 내부 공기가 소통하는 공기순환부를 포함하고, 상기 공기순환부는 내부공간이 마련되는 몸체; 상기 몸체 중 상기 윈드실드에 인접한 영역에 구비되는 복수 개의 제1소통구; 상기 몸체 중 상기 이미지 기록 장치에 인접한 영역에 구비되는 복수 개의 제2소통구; 및 상기 내부공간에서 일측면이 상기 내부공간의 상측에 구비되는 상기 제2소통구에 맞닿도록 구비되되, 일방향으로 회전하면 상기 내부공간 또는 차량 내부의 공기를 빨아들여 상기 차광후드 내부로 배출하고, 타방향으로 회전하면 상기 차광후드 내부의 공기를 빨아들여 차량 내부로 배출하는 송풍장치;를 포함한다.
또한, 상기 공기순환부는 상기 제어부에 의해 제어되는 구동수단에 의해 상기 내부공간의 하측에 마련되는 상기 제1소통구 및 제2소통구를 개방시키거나 폐쇄시키는 한 쌍의 도어;를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 도어 각각의 일측면의 적어도 일부분에는 상기 구동수단의 구동에 따라 일방향 또는 타방향으로 회전하는 톱니기어의 형상에 대응하여 돌출부분과 함몰부분이 교대로 형성된다.
본 발명의 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터에 의하면 제조공정을 단순하게 하면서도 발열히터와 윈드실드의 이격거리가 상이하더라도 상기 윈드실드가 고르게 가열된다.
또한, 다양한 환경에서 차량 윈드실드를 통해 이미지 데이터의 가능한 한 양호한 기록을 가능하다.
또한, 성애 또는 결빙에 의해 이미지 기록 장치가 차량 외부의 정보를 정확하게 획득할 수 없다고 판단되는 경우에만 발열히터를 작동함으로써, 발열히터에 소모되는 전력을 절약한다.
도 1은 차량의 윈드실드에 구비되는 차광후드를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터를 구비한 것이다.
도 3은 도 2의 발열히터를 촬영한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종래의 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터를 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 발열히터의 전면과 후면을 촬영한 것이다.
도 6은 도 2의 발열히터와 도 4의 발열히터의 발열량을 측정한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광후드의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광후드의 다른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어를 도시한 것이다.
도 10은 윈드실드에 성애가 있는 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내 이미지 기록 장치가 촬영한 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 발열장치를 제어하는 방법을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 2는 종래의 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터를 구비한 것이다.
도 3은 도 2의 발열히터를 촬영한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종래의 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터를 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 발열히터의 전면과 후면을 촬영한 것이다.
도 6은 도 2의 발열히터와 도 4의 발열히터의 발열량을 측정한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광후드의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광후드의 다른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어를 도시한 것이다.
도 10은 윈드실드에 성애가 있는 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내 이미지 기록 장치가 촬영한 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 발열장치를 제어하는 방법을 간략하게 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항은 생략될 수 있다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
ADAS시스템이 적용된 차량(10)에는 차량 외부의 정보를 취득하기 위한 다수의 센서 또는 이미지 기록 장치(100)가 설치되어 있는데, 본 발명은 다양한 환경에서 윈드실드(200)를 통해 양호하고 정확한 이미지(110)의 획득을 가능하게 하기 위한 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터(500)에 관한 것이다.
도 1은 차량의 윈드실드에 구비되는 차광후드를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 발열히터(500)는 차량 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 이미지 기록 장치(100)의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드실드(200) 부분을 가열하기 위한 것으로 차량 내 이미지 기록 장치(100)에 사용된다.
상기 이미지 기록 장치(100) 및 발열히터(500)는 윈드실드(200)에 부착되는 차광후드(300) 내부에 구비될 수 있으며, 상기 발열히터(500)는 방사판(310) 하측에 접착되고, 상기 방사판(310)은 이미지 기록 장치(100)가 차량 외부의 정보를 취득하기 위한 이미지 기록 장치(100)의 정보취득경로를 제공한다.
만약, 성애 등으로 인하여 상기 윈드실드(200)를 통해 상기 이미지 기록 장치(100)가 차량 외부의 정보를 정확하게 취득하기 어려울 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 발열히터(500)에 의해 상기 방사판(310)이 가열되어 상기 정보취득경로 상의 윈드실드(200)의 성애를 제거하여 상기 이미지 기록 장치(100)가 정확한 이미지를 회득할 수 있도록 한다.
도 2는 종래의 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터를 구비한 것이며, 도 3은 도 2의 발열히터를 촬영한 것이다. 이 때, 도 3의 (a)는 도 2의 발열히터의 납땜부분을 오픈하여 촬영한 것이고, 도 3의 (b)는 도 2의 발열히터의 외형을 촬영한 것이다.
도 2를 참조하면, 종래의 발열히터(30)는 아래에서부터 전기가 흐르지 않는 부도체인 절연층(37), 접착층(32), 방열층(36), 베이스층(35), 발열층(34), 커버층(33), 접착층(32)이 순차로 적층된 구조이다.
종래 발열히터(30)는 접착층(32)을 통해 방사판(31)에 접착되어 차광후드(300)에 고정되고, 전원으로부터 전력을 공급받아 발열층(34)이 발열하면, 방열층(36)이 가열되어 방사판(31)으로 열기가 전도되어 이미지 기록 장치의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드실드 부분을 가열한다.
도 3을 참조하면, 종래 발열회로의 발열층(34)은 특정 패턴으로 베이스층(35)에 인쇄되는 회로로 발열층(34)의 일단과 타단은 전원으로부터 전력을 공급받기 위해 전력공급선(40)과 연결되어 있다.
다만, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래에는 발열층(34)과 전력공급선(40)은 납땜을 통해 전기적으로 연결되었는데, 이 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 발열층(34) 상에 적층되는 방사판(31)과 발열층(34) 사이가 납땜에 의하여 완전히 밀착되지 못하였다.
이로 인하여, 종래의 발열히터(30)의 경우 발열층(34)에서 발열되더라도 방사판(31)과의 완전히 밀착되지 못하는 납땜부분(A)에 의해 열기가 외부로 빠져나가 방사판(31)으로의 열 전달효과가 낮아지고, 납땜부분(A)로 인하여 발열층(34)의 발열 면적이 줄어든다는 문제점이 있었다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터를 도시한 것이고, 도 5는 도 4의 발열히터의 전면과 후면을 촬영한 것이다. 이 때, 도 5의 (a)는 도 4의 발열히터의 전면을 촬영한 것이고, 도 5의 (b)는 도 4의 발열히터의 후면을 촬영한 것이다.
종래의 발열히터(30)의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발열히터(500)는 도 4를 및 도 5를 참조하면, 아래에서부터 절연층(520), 제1접착층(510), 베이스층(530), 발열층(540), 카본층(550), 제2접착층(560), 방사판(310)이 순차적으로 적층된 구조를 가지되, 상기 발열층(540)의 일부가 발열히터(500)의 외부로 연장되고, 연장된 상기 발열층(540)의 일부를 리벳팅하여 전원(400, 미도시)과 연결한다.
상기 절연층(520)은 전기가 흐르지 않는 부도체로, 발열층(540)을 흐르는 전기가 외부로 새어나가지 않도록 하여 누전 및 감전에 의한 사고를 방지한다. 상기 절연층(520)은 비전도성 폴리머 용해액을 전기방사에 의하여 미세섬유체로 방사 후 건조하여 형성될 수 있고, 밀도는 시트의 겉보기 부피당 무게가 0.001 내지 1g/㎝3 이다.
상기 비전도성 폴리머 용해액은 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥시드, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리올레핀(polyolefine), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide), 폴리에스테르(polyester), 아라미드(aramide), 아크릴(acrylic), 폴리에틸렌옥사이드(PEO; polyethylene oxide), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephtalate), 폴리벤지미다졸(PBI; polybezimidazole), 폴리(2-하이드로에틸 메타크릴레이트(poly(2-hydroxyethyl methacrylate)), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리(에테르 이미드)(poly(ether imide)), 스틸렌-부타디엔-스틸렌 3블록 공중합체(SBS; styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 및 폴리(페로세닐디메틸실레인)(poly(ferrocenyldimethylsilane))로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있는데, 이러한 소재는 상기 절연체를 구성하고 전기방사에 효율적인 재료이다.
또한, 상기 비전도성 폴리머 용해액은 전기방사에 효과적으로 이용되도록 용매를 더 포함할 수 있는데, 그 점도나 휘발성을 확보할 수 있는 범위내에서 그 종류나 사용량을 한정할 필요는 없다.
상기 제1접착층(510)은 베이스층(530)과 절연층(520)을 서로 접착시키기 위한 열 활성화 접착제, 압력 활성화 접착제, 용매 활성화 접착제, UV 활성화 접착제, 플라즈마 활성 접착제 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 열 활성화 접착제는 폴리에틸렌 아크릴 레이트 중합체 또는 그의 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 메틸 아크릴 레이트 공중합체, 에틸렌 아크릴 레이트, 에틸렌 에틸 아크릴 레이트 또는 에틸렌 메틸 산성 아크릴 레이트 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 상온에서 고체상인 제1접착층(510)을 구비시키고 상기 제1접착층(510)을 가열함으로써 접착능이 형성되어 상기 제1접착층(510)을 안정적으로 부착시킬 수 있다.
상기 발열층(540)은 상기 베이스층(530)의 상측에 형성되어, 전원(400)으로부터 전력을 공급받으면 발열하는 발열선으로 구성되는데, 상기 발열선은 은, 구리, 또는 알루미늄 등으로 구성되며, 포일과 같은 박막 형태로 사용 가능한 전도성 잉크 또는 전도성 페이스트를 사용하여 상기 베이스층(530) 상측에 직접 인쇄될 수 있다.
이 때, 상기 전도성 잉크는 상기 베이스층(530)이 플라스틱일 경우 고온에 의해 형상이 변형 또는 손상되는 것을 방지하기 위하여 저온 소성이 가능한 잉크를 사용함이 바람직하다.
상기 발열층(540)은 상기 베이스층(530)의 상측에서 복수개의 선(line)을 포함하는 특정 패턴으로 구비될 수 있으며, 상기 패턴의 형태, 폭은 상기 발열히터(500)의 사용 목적에 따라 다양하게 인쇄될 수 있다. 다만, 상기 복수개의 선(line) 각각은 1nm 내지 10mm 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 복수개의 선 각각의 두께가 1nm미만이면 인쇄가 어려워 제품의 불량률이 현저히 증가하는 문제점이 있으며, 10mm이상일 경우 상기 발열히터(500)의 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라, 동일한 발열량을 내기 위해 많은 전류를 흘려보내야 하므로 열 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
상기 발열층(540)은 발열량을 늘리기 위하여 최대한 넓은 표면적을 갖는 형상으로 상기 베이스층(530)에 인쇄되는 것이 바람직한데, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 발열층(540)의 패턴은 상기 발열층(540)의 일부분과 다른 부분이 연결되지 않도록 하면서 상기 발열층(540)의 적어도 일부분에서 분기되는 복수개의 분기선이 형성되게 인쇄되었다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 상기 발열층(540)은 CW(Constant Wattage)방식 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient)으로 직렬 구조로 인쇄되는데, 이를 통해, 전력이 공급됨에 따라 일정한 전력을 유지함으로써, 상기 발열층(540)에서 안정적으로 발열이 이루어질 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 전력을 공급받으면 발열하고 특정 패턴으로 형성되는 발열회로부(541) 및 일부분이 외부로 연장되어 상기 카본층(550) 외부로 돌출되도록 구비되는 제1전극(542a) 및 제2전극(542b)을 포함하는 전극부(542)을 포함한다.
상기 베이스층(530)은 시트필름형상으로 합성수지재이며, 상측에 발열층(540)이 인쇄될 수 있으며, 제1베이스(531)와 제2베이스(532)로 구성된다. 상기 제1 베이스의 상측에는 상기 발열회로부(541)가 형성되고, 상기 제2베이스(532)는 상측에 상기 제1전극(542a) 및 제2전극(542b)이 형성되도록 상기 제1베이스(531)에서 외부로 연장되어 상기 카본층(550) 외부로 돌출된다.
이 때, 제2베이스(532)와 전극부(542)는 사다리꼴 형상의 제1베이스(531)의 네 측면 중 수평하게 형성되는 두 개의 측면 중에 길이가 긴 하나의 측면에서 돌출되어 형성된다.
또한, 상기 제1전극(542a) 및 제2전극(542b) 각각의 일단은 상기 제1전극(542a) 및 제2전극(542b)의 다른 부분보다 넓은 면적을 가지는 사각의 평판형상이고, 상기 제2베이스(532)는 상기 제1전극(542a) 및 제2전극(542b)의 형상에 따라 일단이 다른 부분보다 넓은 면적을 가지는 사각의 평판형상이되, 상기 제1전극(542a)과 제2전극(542b)의 일단이 위치하는 영역에는 한 쌍의 통공이 형성되어 있다.
이 때, 제2베이스(532)와 전극부(542)는 사다리꼴 형상의 제1베이스(531)의 네 측면 중 수평하게 형성되는 두 개의 측면 중에 길이가 긴 하나의 측면에서 돌출되어 형성된다.
또한, 상기 제1전극(542a) 및 제2전극(542b) 각각의 일단은 상기 제1전극(542a) 및 제2전극(542b)의 다른 부분보다 넓은 면적을 가지는 사각의 평판형상이고, 상기 제2베이스(532)는 상기 제1전극(542a) 및 제2전극(542b)의 형상에 따라 일단이 다른 부분보다 넓은 면적을 가지는 사각의 평판형상이되, 상기 제1전극(542a)과 제2전극(542b)의 일단이 위치하는 영역에는 한 쌍의 통공이 형성되어 있다.
상기 카본층(550)은 상기 발열층(540)을 커버하도록 상기 발열층(540)의 상측에 적층되고, 상기 발열층(540)의 발열에 의해 가열되어 상기 윈드실드(200) 부분으로 열을 방사한다.
상기 카본층(550)은 결정성 고분자인 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지에 탄소 분말을 분산시켜 구비시킬 수 있는데, 상기 탄소 분말은 카본 블랙일 수 있다. 상기 카본층(550)의 기재로 결정성 고분자인 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지를 사용함으로써 상기 카본 블랙이 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지의 결정성 구조 중에서 균일하게 분산되어 온도 변화에 따른 저항의 변화가 일정하도록 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 탄소 분말은 상기 카본층(550) 전체 중량에 대하여 30wt% 내지 50wt%일 수 있는데, 30wt% 미만이면 카본 분말의 함량이 너무 작아 높은 저항을 나타내고, 50wt%부터는 거의 저항이 일정하게 유지되므로 50wt%를 초과하면 불필요한 원료비 증가에 의한 공정효율을 감소시킨다.
상기 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지는 비닐 아세테이트 함량이 3wt% 내지 7wt%이고, 밀도는 0.9g/cm3 내지 0.95g/cm3이고, 용융지수는 8g/min 내지 12g/min이고, 용융온도는 98.5℃ 내지 105.5℃이고, 연화온도는 80℃ 내지 85℃일 수 있다.
상기 탄소 분말은 입자크기가 95nm 내지 105nm이고, 비표면적이 20㎡/g 내지 23㎡/g인 카본블랙이고, 용융혼합 또는 용액혼합을 통하여 상기 탄소 분말을 상기 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지에 균일하게 분산시켜 상기 카본층(550)은 균일한 두께를 갖는 박막의 시트형태로 제조될 수 있다.
상기 탄소 분말은 입자크기가 95nm 내지 105nm일 수 있는데, 95nm 미만이면 탄소 분말이 서로 뭉쳐 상기 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지 내에 균일하게 분사되지 않아 문제되고, 105nm 초과이면 상기 발열시트의 두께를 감소시킬 수 없고 또한 온도에 따른 저항을 제어하기 어려워 문제된다.
바람직하게는, 상기 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지는 비닐 아세테이트 함량이 5wt%이고, 밀도는 0.931g/cm3이고, 용융지수는 10g/min이고, 용융온도는 101.5℃이고, 연화온도는 83℃이고, 상기 탄소 분말은 입자크기가 101nm이고, 비표면적이 26㎡/g인 카본블랙일 수 있다. 또한, 용융혼합에 의하여 상기 탄소 분말을 상기 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지에 분산시킬 수 있다.
상기 카본층(550)에 사용되는 고분자 합성 수지는 열변성이 적으며, 탄소 분말과 용이하게 배합되며, 접착성을 가지며 수난용성의 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 카본층(550)에 사용되는 고분자 합성 수지는 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머 수지가 사용될 수 있다. 상기 EVA 수지를 사용한 카본층(550)은 종래에 고분자 합성 수지로 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 또는 폴리아미드 수지가 사용된 것보다 발열에 의한 임계 온도가 높아 고효율의 발열히터(500)의 제조에 적합하다.
또한, 상기 카본층(550)은 산화 방지제, 열화 방지제, 소포제, 가교제, 가교조제, 분산제, 결합제, 가소제, 안정제, 또는 계면활성제 등을 포함할 수 있다.
상기 발열층(540)에 전력이 공급됨에 따라, 상기 카본층(550)은 저온에서는 탄소 입자끼리 접촉하여 통전되어 발열이 되고, 온도가 상승하면서 결정성 고분자가 상변환을 일으키고 열팽창을 하면서 탄소 입자 간의 연결이 단절되면서 접촉성이 약화되고 이에 따라 저항이 증가하면서 통전이 중지될 수 있다.
이를 통해 본 발명의 발열 커버는 별도의 제어장치 없이도 일정온도를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열히터(500)는 도 5의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 타단은 상기 제1전극(542a)과 전기적으로 연결되고, 일단은 전원(400)의 +극과 전기적으로 연결되는 제1연결선(571). 타단은 상기 제2전극(542b)과 전기적으로 연결되고, 일단은 전원(400)의 -극과 전기적으로 연결되는 제2연결선(572)을 더 포함한다.
즉, 상기 발열층(540)은 제1연결선(571) 및 제2연결선(572)으로 차량 내부에 구비되는 전원(400)과 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는데, 종래의 발열히터(30)의 발열층(34)이 전력공급선(40)과 납땜에 의하여 연결됨에 반해, 본 발명의 일 실시예에 의한 발열층(540)의 제1전극(542a)과 제2전극(542b)은 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 각각 제1연결선(571), 제2연결선(572)과 리벳팅되어 서로 연결된다.
이를 위하여 상기 제2베이스(532) 및 제1전극(542a)에는 상기 제2베이스(532)와 제1전극(542a)을 직선으로 관통하는 복수의 제1리벳홀(581)이 형성되며, 상기 제2베이스(532) 및 제2전극(542b)에는 상기 제2베이스(532)와 제2전극(542b)을 직선으로 관통하는 복수의 제2리벳홀(582)이 형성된다.
또한, 상기 제1연결선(571)은 상기 제1리벳홀(581)에 리벳팅되어 상기 제1전극(542a)과 전기적으로 연결되고, 상기 제2연결선(572)은 상기 제2리벳홀(582)에 리벳팅되어, 상기 제2전극(542b)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 제1연결선(571) 및 제2연결선(572)이 리벳팅된 영역은 절연블록(590)에 의해 절연되어 차폐되어 누전 또는 감전을 방지한다.
도3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 종래의 발열히터(30)에서 발열층(34) 상에 적층되는 방사판(31)과 발열층(34) 사이가 납땜에 의하여 완전히 밀착되지 못하는데 반해, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1전극(542a), 제2전극(542b) 및 제2베이스(532)가 외부로 연장되어 카본층(550) 외부로 돌출되어 있고, 돌출된 부분에 상기 제1연결선(571) 및 제2연결선(572)이 리벳팅되어 카본층(550)과 발열층(540)이 빈 공간없이 밀착될 수 있다.
상기 제2접착층(560)은 상기 카본층(550)의 상측에 적층되어, 상기 발열히터(500)를 차광후드(300)에 포함되는 방사판(310)의 일측면에 접착 고정하며, 상기 제2접착층(560)은 그 구성이 전술한 상기 제1접착층(510)와 동일하므로 이하에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 방사판(310)은 경질 수지체의 일체 성형품인 차광 후드의 정삼각 형상의(즉, 정면에서 보아 정삼각형상을 이루는) 판상체이며, 상기 차광후드(300)는 상기 방사판(310)의 좌우 양측 에지부로부터 상방으로 연장되는 한 쌍의 측벽부를 일체적으로 구비하고, 상기 방사판(310)을 포함하는 차광후드(300)는 내열성과 내마모성이 우수한 PBT(Polybutylene terephthalate)로 제작될 수 있다.
도 6은 도 2의 발열히터와 도 4의 발열히터의 발열량을 측정한 것이다. 도 6의 (a)는 도 2에 따른 종래의 발열히터의 발열량을 적외선카메라로 촬영한 것이고, 도 6의 (b)는 4에 따른 본 발명의 일 실시예의 발열히터의 발열량을 적외선카메라로 촬영한 것이다.
도 6의 (a)을 참조하면, 종래 발열히터(30)에서 발열층(34)과 전력공급선(40)이 납땜에 의해 연결되는 부분(C)은 발열량이 다른 부분에 비하여 낮아져 있음을 확인할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열히터(500)의 전 표면에 걸쳐서 발열이 고르게 발생함을 확인할 수 있다. 특히 종래의 발열히터(30)와는 달리 전극부(542)와 제1연결선(571) 및 제2연결선(572)이 리벳팅되는 부분(D)에서도 발열량이 고름을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 발열히터(500)가 상기 제1전극(542a), 제2전극(542b) 및 제2베이스(532)가 발열회로부(541) 및 제1베이스(531)에서 외부로 연장되어 카본층(550) 외부로 돌출되어 있고, 돌출된 상기 제2베이스(532), 제1전극(542a), 제2전극(542b)에 형성되는 제1리벳홀(581), 제2리벳홀(582)에 상기 제1연결선(571) 및 제2연결선(572)이 각각 리벳팅되어 카본층(550)과 발열층(540)이 빈 공간없이 밀착됨으로써, 발열 면적이 증가하고, 발열층(540)에서의 발열에 의한 열을 카본층(550)에 전달함에 있어 그 효과가 개선된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광후드의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광후드의 다른 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어를 도시한 것이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면 이미지 기록 장치(100)로부터 윈드실드(200) 쪽으로 갈수록 발열히터(500)와 윈드실드(200) 사이의 거리가 짧아지는데, 발열히터(500)의 발열량이 일정함에 따라 발열히터(500)와 가까운 곳의 윈드실드(200)는 빠르게 가열됨에 반하여 발열히터(500)와 떨어진 곳의 윈드실드(200)는 비교적 느리게 가열됨에 따라 윈드실드(200)가 고르게 가열되지 않을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차광후드(300)는 하부에 차량 내부 공기가 소통하는 공기순환부를 포함한다.
상기 공기순환부가 차광후드(300)의 하부에 구비되되, 내부공간(314)과 제1소통구(312) 및 제2소통구(313), 송풍장치(315)를 포함하고 있어 송풍장치(315) 회전에 의해 상기 차광후드(300) 내부의 공기가 순환할 수 있게 되어 발열히터(500)와 윈드실드(200)의 이격거리가 상이하더라도 발열히터(500)의 발열량을 조절하지 않고도 상기 윈드실드(200)가 고르게 가열될 수 있다.
종래의 발열히터(500)(30)의 경우 윈드실드(200)를 고르게 가열하기 위하여 발열선의 굵기를 발열히터(500)와 윈드실드(200)의 이격거리에 따라 다르게 하였지만, 이는 발열히터(500)의 제조공정을 복잡하게 할 뿐만 아니라 비용과 시간이 많이 소요된다는 단점이 있었다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 공기순환부를 추가함으로써, 발열선의 굵기를 균일하게 하여 발열히터(500)를 제조할 수 있어 그 제조공정을 단순하게 하면서도 발열히터(500)와 윈드실드(200)의 이격거리가 상이하더라도 상기 윈드실드(200)가 고르게 가열된다.
이를 위하여, 상기 공기순환부는 내부공간(314)이 마련되는 몸체(311), 상기 몸체(311) 중 상기 윈드실드(200)에 인접한 영역에 구비되는 복수 개의 제1소통구(312), 상기 몸체(311) 중 상기 이미지 기록 장치(100)에 인접한 영역에 구비되는 복수 개의 제2소통구(313) 및 상기 내부공간(314)에서 일측면이 상기 내부공간(314)의 상측에 구비되는 상기 제2소통구(313)에 맞닿도록 구비되되, 일방향으로 회전하면 상기 내부공간(314) 또는 차량 내부의 공기를 빨아들여 상기 차광후드(300) 내부로 배출하고, 타방향으로 회전하면 상기 차광후드(300) 내부의 공기를 빨아들여 차량 내부로 배출하는 송풍장치(315)를 포함한다.
또한 상기 차광후드(300)에는 제어부(700)에 의해 제어되는 구동수단(317, 미도시)에 의해 상기 내부공간(314)의 하측에 마련되는 상기 제1소통구(312) 및 제2소통구(313)를 개방시키거나 폐쇄시키는 한 쌍의 도어(316)를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 도어(316) 각각의 일측면의 적어도 일부분에는 상기 구동수단(317)의 구동에 따라 일방향 또는 타방향으로 회전하는 톱니기어(318)의 형상에 대응하여 돌출부분(316a)과 함몰부분(316b)이 교대로 형성된다.
상기 공기순환부에 한 쌍의 도어(316)가 구비됨으로써, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 도어(316)를 통해 상기 제1소통구(312) 및 제2소통구(313)를 개방시키고, 상기 송풍장치(315)가 작동되면 상기 제2소통구(313)를 통해 차량 내부의 공기를 차광후드(300) 내부로 빨아들일 수 있고, 상기 제1소통구(312)를 통해 상기 차광후드(300) 내부의 공기는 차량 내부로 배출된다.
이 때, 상기 제어부(700)가 차량(10)의 온도에 따라 상기 구동수단(317, 미도시)을 제어하기 위하여 차량(10)에는 적어도 하나의 온도센서를 포함할 수 있다.
이는 차광후드(300) 내부에 별도로 차광후드(300) 내부의 온도를 낮추는 장치를 구비하고 있지 않아 여름에 차량(10)의 실내 온도의 상승으로 인하여 이미지 기록 장치(100)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 차량(10) 대시보드 등에 마련되는 에어컨에 의한 차량 내부의 차가운 공기 빨아들여 상기 차광후드(300) 내부로 배출하고, 차광후드(300) 내부의 뜨거운 공기를 차량 내부로 배출하여 상기 차광후드(300) 내부의 온도를 떨어뜨려 이미지 기록 장치(100)가 고온에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 기온이 낮은 겨울에는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 도어(316)를 통해 상기 도어(316)가 밀착되어 있는 제1소통구(312) 및 제2소통구(313)를 폐쇄시킴으로써, 상기 발열히터(500)에 의해 가열된 공기가 차광후드(300) 외부로 빠져나가지 않도록 하면서도 상기 송풍장치(315)를 통해 가열된 공기가 차광후드(300) 내부에서 순환하게 되어 차광후드(300) 내부를 고르게 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 이미지 기록 장치(100)와 인접한 위치의 발열히터(500)의 발열에 의해 상기 이미지 기록 장치(100)가 과도하게 가열되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서 차광후드(300)가 공기순환부를 포함함으로써, 기온이 높아지는 여름과 기온이 낮아지는 겨울 등 다양한 환경에서 차량(10) 윈드실드(200)를 통해 이미지 기록 장치(100)에 의해 정확하고 양호한 이미지(110)의 획득을 가능하게 한다.
이하에서는 상기 발열히터(500)의 발열량을 제어하는 제어부(700)에 대하여 도 10 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 10은 윈드실드에 성애가 있는 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내 이미지 기록 장치가 촬영한 이미지이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 기온이 떨어져 윈드실드(200)에 성애가 끼거나 차량 내부와 외부의 온도차이에 의하여 결빙이 발생하게 되면 상기 이미지(110) 기록장치가 불선명한 피사체 상을 촬상하거나, 혹은 장애물을 촬상할 수 없게 될 우려가 있다.
그로 인해 ADAS시스템은 촬상된 피사체가 장애물인지 여부의 판정 및 차량(10)으로부터 장애물까지의 거리 산출을 행할 수 없게 될 우려가 있다.
또한, 차량(10)의 주행 중에는 여름에는 에어컨이 작동되고, 겨울에는 히터가 작동되는 경우가 일반적이고, 항상 윈드실드(200)에 성애가 끼거나 결빙이 발생하지 않는 경우가 많다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 발열히터(500)는 이미지 기록 장치(100)가 촬영한 이미지(110)를 활용하여 머신러닝 알고리즘에 의해 개발된 제어모델(21)에 따라 제어부(700)가 발열히터(500)의 작동여부 및 발열정도를 제어할 수 있는데, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 발열장치를 제어하는 방법을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 11를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 차량(10)은 상기 이미지 기록 장치(100)에 의해 촬영된 이미지(110)를 활용하여 머신러닝 알고리즘에 의해 상기 발열히터(500)의 제어모델(21)을 개발하는 외부서버(20)에 상기 이미지(110)를 전송하는 통신부(600)와 상기 외부서버(20)에서 개발된 상기 제어모델(21)을 상기 통신부(600)를 통해 수신하여 상기 제어모델(21)에 따라 제어신호(710)를 생성하여 상기 발열히터(500)의 발열정도를 제어하는 제어부(700)를 포함한다.
상기 통신부(600)는 외부서버(20)에서 상기 이미지 기록 장치(100)에 의해 촬영한 이미지(110)의 전송요청이 있으면 상기 이미지(110)를 외부서버(20)에 전송하거나, 상기 외부서버(20)의 요청에 따라 상기 제어모델(21)을 수신할 수 있는데, 이를 위하여 상기 통신부(600)는 LTE, LoRA, LTE-M 등과 같은 M2M 무선통신을 지원할 수 있어야 한다.
상기 제어부(700)는 라즈베이파이와 같은 소형 컴퓨터일 수 있으나 상기 제어모델(21)에 따라 전원(400)으로부터 발열히터(500)에 공급되는 전력량을 조절하거나 전력공급여부를 제어할 수 있는 어떠한 구성이라도 관계없다.
또한, 외부서버(20)에서 제어모델(21)을 생성하기 위하여 사용하는 머신러닝 알고리즘은 CNN(Convolutional Neural Network)알고리즘을 통해 구현함이 바람직하며, 이미지(110)의 입력을 통해 학습하여 새로운 제어모델(21)이 개발될 때마다 적어도 하나의 차량(10)의 상기 통신부(600)에 제어모델(21)의 수신을 요청하여 상기 제어모델(21)을 전송할 수 있으며, 이를 통해 상기 제어부(700)는 개량된 제어모델(21)의 생성될 때마다 그 제어모델(21)에 따라 발열히터(500)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(700)가 발열히터(500)를 제어하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 제어부(700)는 발열히터(500)를 제어하기 전에 외부서버(20)로부터 수신된 제어모델(21)이 적용되어 있어야 한다.
그 후, 이미지 기록 장치(100)가 촬영한 이미지(110)를 제어부(700)가 전송받는다.
다음으로, 상기 이미지(110)를 제어모델(21)에 따라 분석하여 성애나 결빙에 의하여 차량 외부의 피사체가 불분명하게 촬영된 것으로 판단되면 전원(400)으로부터 전력을 발열회로에 공급하여 발열히터(500)를 작동시키게 된다.
다음으로 일정한 시간 간격으로 제어부(700)는 상기 이미지 기록 장치(100)로부터 이미지(110)를 재요청하고, 상기 이미지 기록 장치(100)는 제어부(700)의 요청에 따라 촬영한 이미지(110)를 제어부(700)로 전송한다.
다음으로, 상기 제어부(700)는 새롭게 촬영한 이미지(110)를 다시 분석하여 차량 외부의 피사체가 불분명하게 촬영된 것으로 판단되면 상기 발열히터(500)를 작동시키고, 만약, 차량 외부의 피사체가 분명하게 촬영하여 ADAS시스템이 이용가능하다고 판단되는 경우에는 상기 발열히터(500)의 작동을 중지시킨다.
상기 제어부(700)가 이미지 기록 장치(100)가 촬영한 이미지(110)를 분석하여 발열히터(500)의 작동여부를 결정할 수 있게 됨에 따라 성애 또는 결빙에 의해 이미지 기록 장치(100)가 차량 외부의 정보를 정확하게 획득할 수 없다고 판단되는 경우에만 발열히터(500)를 작동함으로써, 발열히터(500)에 소모되는 전력을 절약할 수 있다.
본 발명은 전술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
10 : 차량
20 : 외부서버
100 : 이미지 기록 장치
200 : 윈드실드
300 : 차광후드
400 : 전원
500 : 발열히터
600 : 통신부
700 : 제어부
20 : 외부서버
100 : 이미지 기록 장치
200 : 윈드실드
300 : 차광후드
400 : 전원
500 : 발열히터
600 : 통신부
700 : 제어부
Claims (5)
- 차량 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 이미지 기록 장치의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드실드 부분을 가열하는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터에 있어서,
상기 발열히터는,
전기가 흐르지 않는 부도체인 절연층;
제1접착층에 의해 상기 절연층의 상측에 부착되는 베이스층;
상기 베이스층의 상측에 형성되어, 전원으로부터 전력을 공급받으면 발열하는 발열선에 의해 구성되는 발열층;
상기 발열층의 상측에 적층되고, 상기 발열층의 발열에 의해 가열되어 상기 윈드실드 부분으로 열을 방사하는 카본층; 및,
상기 카본층의 상측에 적층되어, 상기 발열히터를 차광후드에 포함되는 방사판의 일측면에 부착시켜 고정시키는 제2접착층;을 포함하고,
상기 발열층은,
전력을 공급받으면 발열하고 사다리꼴 모양의 패턴으로 형성되는 발열회로부;
상기 발열회로부와 연결되되, 일부분이 외부로 연장되어 상기 카본층 외부로 돌출되도록 구비되는 제1전극 및 제2전극을 포함하는 전극부;를 포함하고,
상기 베이스층은,
상측에 상기 발열회로부가 형성되는 제1베이스; 및,
상측에 상기 제1전극 및 제2전극이 형성되는 제2베이스;를 포함하고,
상기 제2베이스와 전극부는 사다리꼴 형상의 제1베이스의 네 측면 중 수평하게 형성되는 두 개의 측면 중에 길이가 긴 하나의 측면에서 돌출형성되고,
상기 제1전극 및 제2전극 각각의 일단은 상기 제1전극 및 제2전극의 다른 부분보다 넓은 면적을 가지는 사각의 평판형상이고,
상기 제2베이스는 상기 제1전극 및 제2전극의 형상에 따라 일단이 다른 부분보다 넓은 면적을 가지는 사각의 평판형상이되, 상기 제1전극과 제2전극의 일단이 위치하는 영역에는 한 쌍의 통공이 형성되어 있는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터. - 제1항에 있어서,
타단은 상기 제1전극과 전기적으로 연결되고, 일단은 전원의 +극과 전기적으로 연결되는 제1연결선; 및,
타단은 상기 제2전극과 전기적으로 연결되고, 일단은 전원의 -극과 전기적으로 연결되는 제2연결선;을 더 포함하고,
상기 제2베이스 및 제1전극에는 상기 제2베이스와 제1전극을 직선으로 관통하는 복수의 제1리벳홀;이 형성되고,
상기 제2베이스 및 제2전극에는 상기 제2베이스와 제2전극을 직선으로 관통하는 복수의 제2리벳홀;이 형성되고,
상기 제1연결선은 상기 제1리벳홀에 리벳팅되고, 상기 제2연결선은 상기 제2리벳홀에 리벳팅되며,
상기 제1연결선 및 제2연결선이 리벳팅된 영역은 절연블록에 의해 절연되어 차폐되는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터. - 제1항에 있어서,
상기 차량은,
상기 이미지 기록 장치에 의해 촬영된 이미지를 활용하여 머신러닝 알고리즘에 의해 상기 발열히터의 제어모델을 개발하는 외부서버에 상기 이미지를 전송하는 통신부; 및,
상기 외부서버에서 개발된 상기 제어모델을 상기 통신부를 통해 수신하여 상기 제어모델에 따라 제어신호를 생성하여 상기 발열히터의 발열정도를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터. - 제1항에 있어서,
상기 차광후드는 하부에 차량 내부 공기가 소통하는 공기순환부를 포함하고,
상기 공기순환부는,
내부공간이 마련되는 몸체;
상기 몸체 중 상기 윈드실드에 인접한 영역에 구비되는 복수 개의 제1소통구;
상기 몸체 중 상기 이미지 기록 장치에 인접한 영역에 구비되는 복수 개의 제2소통구; 및,
상기 내부공간에서 일측면이 상기 내부공간의 상측에 구비되는 상기 제2소통구에 맞닿도록 구비되되, 일방향으로 회전하면 상기 내부공간 또는 차량 내부의 공기를 빨아들여 상기 차광후드 내부로 배출하고, 타방향으로 회전하면 상기 차광후드 내부의 공기를 빨아들여 차량 내부로 배출하는 송풍장치;를 포함하는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터. - 제4항에 있어서,
상기 공기순환부는,
제어부에 의해 제어되는 상기 내부공간의 하측에 마련되는 상기 제1소통구 및 제2소통구를 개방시키거나 폐쇄시키는 한 쌍의 도어;를 더 포함하고,
상기 한 쌍의 도어 각각의 일측면의 적어도 일부분에는 일방향 또는 타방향으로 회전하는 톱니기어의 형상에 대응하여 돌출부분와 함몰부분이 교대로 형성되는 차량 내 이미지 기록 장치에 사용되는 발열히터.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080078760A (ko) * | 2007-02-24 | 2008-08-28 | 엘지전자 주식회사 | 유도 가열기 |
| KR20090105577A (ko) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 한국전기연구원 | 판상의 패널을 포함하는 면상발열체의 제조방법 및 그면상발열체 |
| KR101468829B1 (ko) | 2010-11-26 | 2014-12-03 | 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 | 차량 내 이미지 기록 장치를 위한 장치 |
| KR20190070292A (ko) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 고지마 프레스 고교 가부시키가이샤 | 차량용 촬영 장치 |
| KR20190098097A (ko) * | 2019-08-01 | 2019-08-21 | 엘지전자 주식회사 | 전자 제어 시스템 |
| KR20200129904A (ko) * | 2019-05-10 | 2020-11-18 | (주) 래트론 | 3차원 형상변형이 가능한 필름 형태의 히터 및 그 제조방법 |
-
2021
- 2021-10-20 KR KR1020210139915A patent/KR102400228B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080078760A (ko) * | 2007-02-24 | 2008-08-28 | 엘지전자 주식회사 | 유도 가열기 |
| KR20090105577A (ko) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 한국전기연구원 | 판상의 패널을 포함하는 면상발열체의 제조방법 및 그면상발열체 |
| KR101468829B1 (ko) | 2010-11-26 | 2014-12-03 | 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 | 차량 내 이미지 기록 장치를 위한 장치 |
| KR20190070292A (ko) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 고지마 프레스 고교 가부시키가이샤 | 차량용 촬영 장치 |
| KR20200129904A (ko) * | 2019-05-10 | 2020-11-18 | (주) 래트론 | 3차원 형상변형이 가능한 필름 형태의 히터 및 그 제조방법 |
| KR20190098097A (ko) * | 2019-08-01 | 2019-08-21 | 엘지전자 주식회사 | 전자 제어 시스템 |
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