KR102605920B1 - Optical device for vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는 차량용 광학 장치의 광 경로 상에서 외부로 노출되게 구비되는 보호 부재를 진동시켜 보호 부재에 부착된 이물질을 제거하는 것과 함께 사용자에게 음향 정보를 제공하기 위한 음파를 발생시키기 위한 것으로, 개구를 갖는 하우징; 하우징의 내부에 설치되는 광학 모듈; 하우징의 개구에 외부로 노출되게 설치되는 보호 부재; 보호 부재에 부착되는 압전 소자; 및 압전 소자를 구동시켜 보호 부재를 진동시켜 음파를 발생시키는 것과 동시에 보호 부재에 부착된 이물질을 제거하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.A vehicle optical device according to an embodiment of the present invention vibrates a protective member exposed to the outside on the optical path of the vehicle optical device to remove foreign substances attached to the protective member and generates sound waves to provide acoustic information to the user. a housing having an opening; An optical module installed inside the housing; A protective member installed to be exposed to the outside at the opening of the housing; A piezoelectric element attached to the protective member; and a control unit that drives the piezoelectric element to vibrate the protective member to generate sound waves and simultaneously removes foreign substances attached to the protective member.

Description

차량용 광학 장치{OPTICAL DEVICE FOR VEHICLE}Optical device for vehicles {OPTICAL DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량에 설치되어 차량 외부의 물체를 감지하는 데에 사용되는 차량용 광학 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle optical device installed in a vehicle and used to detect objects outside the vehicle.

일반적으로, 차량의 차체에는 차량의 외부 상태를 감시하는 차량용 광학 장치가 장착된다. 이러한 차량용 광학 장치는, 차량이 주행하는 방향에 차량, 보행자, 건물, 기타 장애물 등의 물체가 존재하는지 여부를 감지하는 데에 사용된다.Generally, the body of a vehicle is equipped with a vehicle optical device that monitors the external condition of the vehicle. These automotive optical devices are used to detect whether objects such as vehicles, pedestrians, buildings, or other obstacles exist in the direction in which the vehicle is traveling.

차량 외부의 물체를 감지하기 위한 차량용 광학 장치로서는, 차량의 외부의 영상을 촬상하여 화상 정보가 차량 외부의 물체를 감지하는 데에 사용되도록 하거나 화상 정보를 직접 사용자에게 제공하는 촬상 모듈과, 차량의 외부에 존재하는 물체로 레이저를 발사하고, 물체로부터 반사되는 레이저를 수신하여 차량과 물체 사이의 거리를 감지하는 감지 센서 모듈이 사용된다.A vehicle optical device for detecting objects outside the vehicle includes an imaging module that captures images outside the vehicle and uses the image information to detect objects outside the vehicle or provides image information directly to the user, and A detection sensor module is used to detect the distance between the vehicle and the object by firing a laser at an external object and receiving the laser reflected from the object.

이러한 차량용 광학 장치는 차량의 외부에서 차체에 장착되기 때문에, 차량용 광학 장치의 광 경로 상에 구비되는 부재의 표면에 빗물이나 먼지와 같은 이물질이 부착될 수 있으며, 이러한 이물질이 광의 진로를 방해함에 따라, 차량용 광학 장치의 성능이 저하되는 문제가 있다.Since these automotive optical devices are mounted on the vehicle body from the outside of the vehicle, foreign substances such as rainwater or dust may attach to the surfaces of members provided on the optical path of the automotive optical device, and these foreign substances may interfere with the path of light. , there is a problem that the performance of automotive optical devices deteriorates.

대한민국공개특허 제10-2011-0061100호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0061100

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량용 광학 장치의 광 경로 상에서 외부로 노출되게 구비되는 보호 부재를 진동시켜 보호 부재에 부착된 이물질을 제거하는 것과 함께 사용자에게 음향 정보를 제공하기 위한 음파를 발생시킬 수 있는 차량용 광학 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art described above. The purpose of the present invention is to remove foreign substances attached to the protective member by vibrating the protective member exposed to the outside on the optical path of the vehicle optical device and to remove foreign substances attached to the protective member by the user. The object is to provide an optical device for a vehicle that can generate sound waves to provide acoustic information to the user.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는, 개구를 갖는 하우징; 하우징의 내부에 설치되는 광학 모듈; 하우징의 개구에 외부로 노출되게 설치되는 보호 부재; 보호 부재에 부착되는 압전 소자; 및 압전 소자를 구동시켜 보호 부재를 진동시켜 음파를 발생시키는 것과 동시에 보호 부재에 부착된 이물질을 제거하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.An optical device for a vehicle according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a housing having an aperture; An optical module installed inside the housing; A protective member installed to be exposed to the outside at the opening of the housing; A piezoelectric element attached to the protective member; and a control unit that drives the piezoelectric element to vibrate the protective member to generate sound waves and simultaneously removes foreign substances attached to the protective member.

제어 유닛은, 음향 제어 신호를 발생시키는 음향 제어 신호 발생부; 음향 제어 신호 발생부에서 발생된 음향 제어 신호를 처리하여 전원을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 신호 처리부; 및 신호 처리부에서 생성된 구동 신호에 따라 압전 소자로 인가되는 전압의 특성을 제어하는 구동 회로부를 포함할 수 있다.The control unit includes a sound control signal generator that generates a sound control signal; A signal processing unit that processes the sound control signal generated from the sound control signal generator to generate a driving signal for driving power; and a driving circuit unit that controls the characteristics of the voltage applied to the piezoelectric element according to the driving signal generated by the signal processing unit.

압전 소자는 보호 부재에 중력 방향으로 소정 간격으로 복수로 배치될 수 있으며, 제어 유닛은 복수의 압전 소자 중 상측에 위치된 압전 소자로부터 하측에 위치된 압전 소자 순서로 복수의 압전 소자를 순차적으로 구동시킬 수 있다.A plurality of piezoelectric elements may be arranged on the protection member at predetermined intervals in the direction of gravity, and the control unit sequentially drives the plurality of piezoelectric elements in the order from the piezoelectric element located on the upper side to the piezoelectric element located on the lower side among the plurality of piezoelectric elements. You can do it.

광학 모듈은 적어도 하나의 렌즈와, 렌즈를 통하여 입사되는 광에서 특정 범위의 광을 통과시키는 광학 필터와, 광학 필터를 통과한 광을 수광하는 이미지 센서를 포함할 수 있다.The optical module may include at least one lens, an optical filter that passes light in a specific range from light incident through the lens, and an image sensor that receives the light that passes through the optical filter.

제어 유닛은 광학 모듈로부터 획득된 차량 외부의 화상 정보로부터 차량과 물체 사이의 이격 거리를 결정하고, 차량의 주행에 따라 차량과 물체 사이의 이격 거리가 감소되는 경우, 압전 소자를 구동하고 보호 부재를 진동시켜, 경고음을 발생시킬 수 있다.The control unit determines the separation distance between the vehicle and the object from the image information outside the vehicle obtained from the optical module, and when the separation distance between the vehicle and the object decreases as the vehicle runs, it drives the piezoelectric element and installs the protection member. It can be vibrated to produce a warning sound.

광학 모듈은 레이저를 발사하는 레이저 발생부와, 물체에 반사된 레이저를 수신하는 레이저 수신부로 구성되어, 레이저가 물체에 반사된 후 되돌아오는 시간을 측정하여 차량과 물체 사이의 이격 거리를 측정할 수 있다.The optical module consists of a laser generator that fires a laser and a laser receiver that receives the laser reflected by the object, and can measure the separation distance between the vehicle and the object by measuring the time the laser returns after being reflected by the object. there is.

제어 유닛은 광학 모듈에 의해 측정된 차량과 물체 사이의 이격 거리가 차량의 주행에 따라 감소하는 경우, 압전 소자를 구동하고 보호 부재를 진동시켜, 경고음을 발생시킬 수 있다.When the separation distance between the vehicle and the object measured by the optical module decreases as the vehicle runs, the control unit may drive the piezoelectric element and vibrate the protection member to generate a warning sound.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는, 광의 경로 상에 설치되며 외부로 노출되는 보호 부재에 압전 소자를 부착하고, 압전 소자를 구동시켜 보호 부재를 진동시키는 것에 의해, 보호 부재에 부착된 이물질을 자동으로 제거할 수 있으므로, 보호 부재에 부착된 이물질에 의해, 차량용 광학 장치의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.The automotive optical device according to an embodiment of the present invention attaches a piezoelectric element to a protection member installed in the path of light and is exposed to the outside, and drives the piezoelectric element to vibrate the protection member, thereby removing foreign substances attached to the protection member. Since it can be automatically removed, it has the effect of preventing the performance of the vehicle optical device from being deteriorated due to foreign substances attached to the protective member.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는, 압전 소자를 구동시켜 보호 부재를 가청 주파수의 음파를 발생하도록 진동시킴으로써, 사용자에게 경고음 등의 소정의 음향 정보를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the automotive optical device according to an embodiment of the present invention has the effect of providing predetermined acoustic information such as a warning sound to the user by driving a piezoelectric element to vibrate the protection member to generate audible frequency sound waves.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치에 구비되는 광학 모듈이 촬상 모듈로서 구성된 예가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치에 구비되는 광학 모듈이 감지 센서 모듈로서 구성된 예가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치에 구비되는 보호 부재 및 압전 소자가 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치에 구비되는 제어 유닛이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치의 보호 부재에 복수의 압전 소자가 부착된 상태가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 7은 도 6의 복수의 압전 소자가 순차적으로 작동되는 과정이 도시된 개략도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing an example in which an optical module provided in a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention is configured as an imaging module.
Figure 3 is a cross-sectional view schematically showing an example in which an optical module provided in a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention is configured as a detection sensor module.
Figure 4 is a perspective view schematically showing a protection member and a piezoelectric element provided in a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a block diagram schematically showing a control unit provided in a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a plurality of piezoelectric elements are attached to a protection member of a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a process in which a plurality of piezoelectric elements of FIG. 6 are sequentially operated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는, 개구(11)를 갖는 하우징(10)과, 하우징(10)의 내부에 설치되는 광학 모듈(20)과, 하우징(10)의 개구(11)에서 광학 모듈(20)으로 입출입하는 광의 경로 상에 설치되며 하우징(10)의 외부로 노출되는 보호 부재(50)와, 보호 부재(50)에 부착되는 압전 소자(61)를 포함하는 압전 모듈(60)과, 압전 모듈(60)을 제어하는 제어 유닛(70)을 포함할 수 있다.1 to 3, a vehicle optical device according to an embodiment of the present invention includes a housing 10 having an opening 11, an optical module 20 installed inside the housing 10, and , a protection member 50 installed on the path of light entering and exiting the optical module 20 from the opening 11 of the housing 10 and exposed to the outside of the housing 10, and a piezoelectric attached to the protection member 50. It may include a piezoelectric module 60 including an element 61 and a control unit 70 that controls the piezoelectric module 60.

하우징(10)의 개구(11)의 내면과 보호 부재(50)의 외면 사이에는 진동 전달을 최소화하는 방진 부재(13)가 구비될 수 있다. 방진 부재(13)는 보호 부재(50)의 외측 테두리를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 방진 부재(13)에 의해, 보호 부재(50)의 진동이 하우징(10)으로 전달되는 것이 최소화될 수 있다. 그리고, 방진 부재(13)는 하우징(10)의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하는 역할도 수행할 수 있다.A vibration isolation member 13 that minimizes vibration transmission may be provided between the inner surface of the opening 11 of the housing 10 and the outer surface of the protection member 50. The vibration isolation member 13 may have a shape surrounding the outer edge of the protection member 50. By the vibration isolation member 13, transmission of vibration of the protection member 50 to the housing 10 can be minimized. In addition, the dustproof member 13 may also serve to prevent foreign substances from penetrating into the interior of the housing 10.

광학 모듈(20)은 여러 가지의 타입으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 광학 모듈(20)은, 적어도 하나의 렌즈(31, 32)와, 렌즈(31, 32)를 통하여 입사되는 광에서 특정 범위의 파장의 광을 통과시키는 광학 필터(35)와, 광학 필터(35)를 통과한 광을 수광하는 이미지 센서(37)를 포함하는 촬상 모듈(30)로서 구성될 수 있다. 광학 모듈(20)이 촬상 모듈(30)로서 구성되는 경우, 광학 모듈(20)에 의해 촬상된 화상 정보는 차량의 내부에 설치되는 디스플레이를 통하여 사용자에게 실시간으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 촬상 모듈(30)로부터 제공되는 화상 정보로부터 차량 외부의 물체를 인식할 수 있다. 대안적으로, 광학 모듈(20)에 의해 촬상된 화상 정보는 제어 유닛(70)에 의해 분석되며, 분석 결과에 따라 차량 외부의 물체가 인식될 수 있다.The optical module 20 may be composed of various types. For example, as shown in FIG. 2, the optical module 20 includes at least one lens 31 and 32 and allows light of a specific range of wavelengths to pass through the light incident through the lenses 31 and 32. It may be configured as an imaging module 30 including an optical filter 35 and an image sensor 37 that receives light that has passed through the optical filter 35. When the optical module 20 is configured as the imaging module 30, image information captured by the optical module 20 can be provided to the user in real time through a display installed inside the vehicle. Accordingly, the user can recognize objects outside the vehicle from image information provided from the imaging module 30. Alternatively, the image information captured by the optical module 20 is analyzed by the control unit 70, and objects outside the vehicle can be recognized according to the results of the analysis.

다른 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 모듈(20)은, 레이저를 발사하는 레이저 발생부(41)와, 물체에 반사된 레이저를 수신하는 레이저 수신부(42)를 포함하는 감지 센서 모듈(40)로 구성될 수 있다. 광학 모듈(20)이 감지 센서 모듈(40)로서 구성되는 경우, 광학 모듈(40)은 레이저가 물체에 반사된 후 되돌아오는 시간을 측정하여 차량과 차량 외부의 물체 사이의 이격 거리를 측정할 수 있으며, 측정된 이격 거리에 관한 정보를 제어 유닛(70)으로 전달할 수 있다. 그리고, 제어 유닛(70)은, 차량 내부의 디스플레이나 음향을 통하여, 사용자에게 차량과 차량 외부의 물체 사이의 이격 거리에 관한 정보를 전달할 수 있다.As another example, as shown in FIG. 3, the optical module 20 is a detection sensor module including a laser generator 41 that emits a laser and a laser receiver 42 that receives the laser reflected by the object. It can be composed of (40). When the optical module 20 is configured as the detection sensor module 40, the optical module 40 can measure the separation distance between the vehicle and an object outside the vehicle by measuring the time the laser returns after being reflected by the object. And, information about the measured separation distance can be transmitted to the control unit 70. Additionally, the control unit 70 may convey information about the separation distance between the vehicle and objects outside the vehicle to the user through a display or sound inside the vehicle.

보호 부재(50)는 합성 수지, 유리 등으로 이루어질 수 있다. 보호 부재(50)는 압전 소자(61)의 수축 및 팽창에 따라 원활하게 진동할 수 있도록 소정의 두께와 탄성을 갖는다. 그리고, 보호 부재(50)가 진동할 때 광학 모듈(20)로부터 영향을 받지 않도록, 보호 부재(50)는 광학 모듈(20)로부터 소정의 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.The protective member 50 may be made of synthetic resin, glass, etc. The protection member 50 has a predetermined thickness and elasticity so that it can vibrate smoothly as the piezoelectric element 61 contracts and expands. In addition, it is preferable that the protection member 50 is spaced apart from the optical module 20 at a predetermined interval so that the protection member 50 is not affected by the optical module 20 when it vibrates.

광학 모듈(20)이 촬상 모듈(30) 또는 감지 센서 모듈(40)로서 구성되는 경우, 보호 부재(50)는 광 투과성 재료로 이루어진다. 이 경우, 보호 부재(50)는 소정 특성의 광만을 투과시키는 광학 필터로서의 기능을 할 수 있다.When the optical module 20 is configured as the imaging module 30 or the detection sensor module 40, the protective member 50 is made of a light-transmissive material. In this case, the protection member 50 may function as an optical filter that transmits only light with certain characteristics.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 압전 모듈(60)은 보호 부재(50)에 부착되는 압전 소자(61)와, 압전 소자(61)를 전원(79)에 연결시키는 전원 연결 라인(63)을 포함할 수 있다. 압전 소자(61)는 대략 평탄한 링 형상으로 형성되어, 보호 부재(50)의 적어도 일면 또는 양면에 부착될 수 있다. 도면에서는, 압전 소자(61)가 보호 부재(50)의 내면에 부착된 예가 설명된다.As shown in FIGS. 4 and 5, the piezoelectric module 60 includes a piezoelectric element 61 attached to the protection member 50, and a power connection line 63 connecting the piezoelectric element 61 to the power source 79. ) may include. The piezoelectric element 61 is formed in a substantially flat ring shape and may be attached to at least one or both sides of the protection member 50 . In the drawing, an example in which the piezoelectric element 61 is attached to the inner surface of the protection member 50 is explained.

압전 소자(61)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 특성을 갖는 압전 세라믹스로 이루어질 수 있다. 압전 소자(61)는 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 극성(+극 및 -극)의 변화에 따라 수축 및 팽창되는 특성을 갖는다. 따라서, 압전 소자(61)는 외부로부터 전압이 인가되는 경우, 인가되는 전압의 극성에 따라 팽창 또는 수축하면서 변형되며, 압전 소자(61)에 인가되는 전압의 극성이 달라지는 경우에는 압전 소자(61)가 변형되는 방향이 달라지게 된다.The piezoelectric element 61 may be made of piezoelectric ceramics that have the property of converting electrical energy into mechanical energy. The piezoelectric element 61 has the characteristic of contracting and expanding according to changes in the polarity (+ pole and - pole) of the voltage applied to the piezoelectric element 61. Therefore, when a voltage is applied from the outside, the piezoelectric element 61 is deformed by expanding or contracting depending on the polarity of the applied voltage, and when the polarity of the voltage applied to the piezoelectric element 61 changes, the piezoelectric element 61 The direction in which it is deformed changes.

본 발명은 이와 같은 압전 소자(61)의 특성을 이용한 것이다. 즉, 압전 소자(61)에 전압이 인가되면, 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 극성의 변화에 따른 압전 소자(61)의 수축과 팽창에 따라 보호 부재(50)가 변위하면서 진동한다. 보호 부재(50)의 진동에 의해, 보호 부재(50)의 표면에 부착된 이물질이 보호 부재(50)로부터 이탈되어 제거될 수 있다. 보호 부재(50)를 진동시켜 보호 부재(50)로부터 이물질을 제거하는 동작은 소정의 시간 주기로 수행될 수 있다. 따라서, 보호 부재(50)에 부착되어 광학 모듈(20)로 입출입하는 광의 경로를 방해하는 이물질을 수시 또는 주기적으로 자동으로 제거하여, 차량용 광학 장치의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 압전 소자(61)의 반복적인 팽창 및 수축에 따라 보호 부재(50)가 진동하게 되면, 보호 부재(50)의 진동에 따른 진동 에너지가 보호 부재(50)를 둘러싸고 있는 공기를 진동시키게 되고, 이러한 공기의 진동이 음향 에너지로 변환된다. 따라서, 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 크기에 따라, 보호 부재(50)는 가청 주파수의 음파를 발생시키도록 진동할 수 있으며, 보호 부재(50)의 진동에 의해 발생된 음파는, 예를 들면, 사용자에게 정보를 전달하기 위한 음향 정보로서 사용자에게 전달될 수 있다.The present invention utilizes the characteristics of the piezoelectric element 61. That is, when voltage is applied to the piezoelectric element 61, the protection member 50 is displaced and vibrates according to the contraction and expansion of the piezoelectric element 61 according to a change in the polarity of the voltage applied to the piezoelectric element 61. Due to the vibration of the protection member 50, foreign substances attached to the surface of the protection member 50 may be separated from the protection member 50 and removed. The operation of vibrating the protection member 50 to remove foreign substances from the protection member 50 may be performed at a predetermined time period. Accordingly, foreign substances attached to the protection member 50 that obstruct the path of light entering and exiting the optical module 20 are automatically removed at any time or periodically, thereby improving the performance of the vehicle optical device. In addition, when the protection member 50 vibrates due to repeated expansion and contraction of the piezoelectric element 61, the vibration energy resulting from the vibration of the protection member 50 causes the air surrounding the protection member 50 to vibrate. , these air vibrations are converted into acoustic energy. Therefore, depending on the magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element 61, the protective member 50 can vibrate to generate sound waves of an audible frequency, and the sound waves generated by the vibration of the protective member 50 are, e.g. For example, it may be delivered to the user as sound information to convey information to the user.

한편, 압전 소자(61)가 보호 부재(50)에 진동을 제공할 수 있다면, 압전 소자(61)의 형상, 압전 소자(61)의 설치 형태, 압전 소자(61)의 배치 등은 다양하게 변경될 수 있다.On the other hand, if the piezoelectric element 61 can provide vibration to the protection member 50, the shape of the piezoelectric element 61, the installation form of the piezoelectric element 61, the arrangement of the piezoelectric element 61, etc. can be changed in various ways. It can be.

제어 유닛(70)은 사용자의 조작에 따라 압전 모듈(60)을 작동할 수 있도록 구성된다. 구체적으로, 제어 유닛(70)은 사용자의 조작에 따라 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 특성(전압의 크기, 전압의 주파수, 전압의 극성의 변화 주기 및/또는 압전 소자로 전압이 인가되는 시간 등)을 조절할 수 있다.The control unit 70 is configured to operate the piezoelectric module 60 according to the user's manipulation. Specifically, the control unit 70 determines the characteristics of the voltage applied to the piezoelectric element 61 according to the user's operation (the magnitude of the voltage, the frequency of the voltage, the change period of the polarity of the voltage, and/or the characteristics of the voltage applied to the piezoelectric element). time, etc.) can be adjusted.

이에 따라, 제어 유닛(70)은 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 크기, 전압의 주파수 및/또는 압전 소자(61)로 전압이 인가되는 시간을 조절함으로써, 보호 부재(50)가 진동할 때의 진폭, 주기, 진동수를 조절할 수 있다.Accordingly, the control unit 70 adjusts the magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element 61, the frequency of the voltage, and/or the time for which the voltage is applied to the piezoelectric element 61, thereby causing the protection member 50 to vibrate. The amplitude, period, and frequency can be adjusted.

보호 부재(50)를 진동시켜 음파를 발생시킬 수 있도록, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(70)은, 음향 제어 신호를 발생시키는 음향 제어 신호 발생부(71)와, 음향 제어 신호 발생부(71)와 연결되어 음향 제어 신호 발생부(71)에서 발생된 음향 제어 신호를 처리하여 전원(79)을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 신호 처리부(73)와, 신호 처리부(73)와 연결되어 신호 처리부(73)에서 생성된 구동 신호에 따라 전원(79)을 제어하는 구동 회로부(75)를 포함할 수 있다.In order to generate sound waves by vibrating the protection member 50, as shown in FIG. 5, the control unit 70 includes a sound control signal generator 71 that generates a sound control signal, and a sound control signal generator. A signal processing unit 73 connected to the unit 71 and processing the sound control signal generated by the sound control signal generation unit 71 to generate a driving signal for driving the power source 79; It may include a driving circuit unit 75 that is connected and controls the power source 79 according to the driving signal generated by the signal processing unit 73.

음향 제어 신호 발생부(71)는, 사용자에 의해 미리 입력된 음향 정보를 기준으로 음향 제어 신호를 발생시키는 역할을 한다. 예를 들면, 음향 정보로는, 사람의 음성과 유사한 음향, 음악, 경고음, 기계음과 관련한 정보가 될 수 있다.The sound control signal generator 71 serves to generate a sound control signal based on sound information previously input by the user. For example, sound information may be information related to sounds similar to human voices, music, warning sounds, and mechanical sounds.

신호 처리부(73)는 음향 제어 신호 발생부(71)에서 발생된 음향 제어 신호를 증폭하고/하거나 변환하여, 전원(79)으로부터 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 크기 및/또는 주파수 등을 조절하기 위한 구동 신호를 생성한다.The signal processing unit 73 amplifies and/or converts the sound control signal generated by the sound control signal generator 71, and adjusts the magnitude and/or frequency of the voltage applied from the power source 79 to the piezoelectric element 61. Generates a driving signal for control.

구동 회로부(75)는 신호 처리부(73)에 의해 생성된 구동 신호를 기준으로, 전원(79)으로부터 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 특성(전압의 크기, 전압의 극성의 변화 주기 및/또는 전압의 주파수 등)을 조절한다.The driving circuit unit 75 determines the characteristics of the voltage applied from the power source 79 to the piezoelectric element 61 based on the driving signal generated by the signal processing unit 73 (the magnitude of the voltage, the period of change in the polarity of the voltage, and/ or voltage frequency, etc.).

따라서, 구동 회로부(75)에 의해 조절된 크기, 극성의 변화 주기 및/또는 주파수를 갖는 전압이 압전 소자(61)로 인가되면, 압전 소자(61)가 인가된 전압을 기준으로 반복적으로 수축 및 팽창하게 된다. 이러한 압전 소자(61)의 반복적인 수축 및 팽창에 의해, 보호 부재(50)가 진동하면서 음파가 발생된다. 이러한 음파는 사람의 음성과 유사한 파장을 갖는 음파로 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 보호 부재(50)가 진동하면서 안내 및 경고를 위한 음성 메세지가 사용자에게 전달될 수 있다. 또한, 보호 부재(50)가 진동하면서 발생하는 음향은 비프음 등의 기계음이 될 수 있으며, 이에 따라, 경고음, 음악 등의 음향이 사용자에게 전달될 수 있다. 또한, 예를 들면, 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써, 보호 부재(50)가 진동하는 정도를 조절할 수 있으며, 이에 따라, 보호 부재(50)의 진동에 의해 발생되는 음향의 볼륨을 조절할 수 있다.Therefore, when a voltage having the size, polarity change cycle, and/or frequency adjusted by the driving circuit unit 75 is applied to the piezoelectric element 61, the piezoelectric element 61 repeatedly contracts and contracts based on the applied voltage. It expands. Due to the repeated contraction and expansion of the piezoelectric element 61, the protection member 50 vibrates and generates sound waves. These sound waves may be composed of sound waves having a wavelength similar to that of a human voice. Accordingly, the protection member 50 may vibrate and a voice message for guidance and warning may be transmitted to the user. Additionally, the sound generated when the protection member 50 vibrates may be a mechanical sound such as a beep sound, and accordingly, sounds such as a warning sound or music may be transmitted to the user. In addition, for example, by adjusting the magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element 61, the degree to which the protection member 50 vibrates can be adjusted, and accordingly, the sound generated by the vibration of the protection member 50 You can adjust the volume.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다른 실시예로서, 보호 부재(50)의 일면에는 복수의 압전 소자(61)가 중력 방향으로 일정 간격으로 배치될 수 있다. 복수의 압전 소자(61)는 보호 부재(50)를 통과하는 광 또는 레이저를 방해하지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 압전 소자(61)는 광 또는 레이저가 이를 통과할 수 있는 투명 재질로 이루어질 수 있다.As shown in FIGS. 6 and 7 , in another embodiment, a plurality of piezoelectric elements 61 may be disposed at regular intervals in the direction of gravity on one surface of the protection member 50. The plurality of piezoelectric elements 61 may be arranged so as not to interfere with light or laser passing through the protection member 50. For example, the plurality of piezoelectric elements 61 may be made of a transparent material that allows light or laser to pass through them.

그리고, 제어 유닛(70)은 중력 방향으로 소정의 간격으로 배치되는 복수의 압전 소자(61)를 순차적으로 구동시키도록 구성될 수 있다. 여기에서, 제어 유닛(70)은 복수의 압전 소자(61) 중 보호 부재(50)의 상측에 위치된 압전 소자(61)부터 시작하여 보호 부재(50)의 하측에 위치된 압전 소자(61) 순으로 복수의 압전 소자(61)를 순차적으로 제어할 수 있다. 이와 같은 경우, 보호 부재(50)의 상측에 부착된 이물질이 보호 부재(50)로부터 먼저 이탈될 수 있으며, 보호 부재(50)의 상측으로부터 이탈된 이물질이 중력에 의해 하측으로 이동하면서 보호 부재(50)의 하측에 부착된 이물질과 함께 합쳐질 수 있다. 이와 같이 이물질이 합쳐지면서 이물질의 자중이 증가하게 되므로, 이물질이 보호 부재(50)로부터 더 용이하게 배출될 수 있다. 이러한 효과는 이물질이 물방울일 경우에 더 크게 나타날 수 있다.Additionally, the control unit 70 may be configured to sequentially drive a plurality of piezoelectric elements 61 arranged at predetermined intervals in the direction of gravity. Here, the control unit 70 starts with the piezoelectric element 61 located above the protection member 50 among the plurality of piezoelectric elements 61 and moves to the piezoelectric element 61 located below the protection member 50. A plurality of piezoelectric elements 61 can be controlled sequentially in this order. In this case, the foreign matter attached to the upper side of the protective member 50 may be separated from the protective member 50 first, and the foreign material separated from the upper side of the protective member 50 moves downward by gravity and the protective member ( 50) may be combined with foreign substances attached to the lower side. As the foreign substances are combined in this way, the self-weight of the foreign substances increases, so the foreign substances can be more easily discharged from the protection member 50. This effect can be greater if the foreign substance is a water droplet.

이와 같이, 보호 부재(50)에 복수의 압전 소자(61)를 중력 방향으로 소정의 간격으로 배치하고, 복수의 압전 소자(61)를 상측에 위치한 압전 소자(61)로부터 하측에 위치한 압전 소자(61)의 순서로 순차적으로 구동시킴으로써, 보호 부재(50)에 부착된 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 그리고, 복수의 압전 소자(61)를 상측에 위치한 압전 소자(61)로부터 하측에 위치한 압전 소자(61)의 순서로 소정의 시간 간격으로 순차적으로 구동시키는 방법은, 하나의 압전 소자(61)를 사용하여 보호 부재(50) 전체를 한꺼번에 진동시키는 방법에 비하여, 상대적으로 낮은 전압을 사용할 수 있다.In this way, a plurality of piezoelectric elements 61 are arranged on the protection member 50 at predetermined intervals in the direction of gravity, and the plurality of piezoelectric elements 61 are arranged from the piezoelectric element 61 located on the upper side to the piezoelectric element 61 located on the lower side ( By sequentially driving in the order of 61), foreign substances attached to the protection member 50 can be more effectively removed. And, a method of sequentially driving a plurality of piezoelectric elements 61 at predetermined time intervals in the order from the piezoelectric element 61 located on the upper side to the piezoelectric element 61 located on the lower side is to use one piezoelectric element 61. Compared to the method of vibrating the entire protective member 50 at once, a relatively low voltage can be used.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the vehicle optical device according to the embodiment of the present invention as described above will be described.

제어 유닛(70)의 제어에 의해 압전 소자(61)가 구동되면, 압전 소자(61)로 인가된 전압에 의해 압전 소자(61)가 반복적으로 팽창 및 수축을 진행한다. 그리고, 압전 소자(61)의 반복적인 팽창 및 수축에 의해, 보호 부재(50)가 진동하며, 이에 따라, 보호 부재(50)에 부착되어 광학 모듈(20)을 입출입하는 광의 경로를 방해하는 물방울과 같은 이물질이 보호 부재(50)로부터 이탈될 수 있다. 보호 부재(50)를 진동시켜 보호 부재(50)에 부착된 이물질을 제거하는 동작은 소정의 시간 주기로 진행될 수 있다. 이때, 보호 부재(50)는 주변에 큰 소음을 유발하지 않을 정도로 진동할 수 있다.When the piezoelectric element 61 is driven under the control of the control unit 70, the piezoelectric element 61 repeatedly expands and contracts due to the voltage applied to the piezoelectric element 61. And, due to repeated expansion and contraction of the piezoelectric element 61, the protection member 50 vibrates, and accordingly, water droplets attach to the protection member 50 and obstruct the path of light entering and exiting the optical module 20. Foreign substances such as may be separated from the protective member 50. The operation of vibrating the protection member 50 to remove foreign substances attached to the protection member 50 may be performed at a predetermined time period. At this time, the protection member 50 may vibrate to a degree that does not cause loud noise in the surrounding area.

또한, 압전 소자(61)로 인가되는 전압의 크기에 따라, 보호 부재(50)는 가청 주파수의 음파를 발생시키도록 진동할 수 있으며, 보호 부재(50)의 진동에 의해 발생된 음파는, 예를 들면, 정보를 전달하기 위한 음향으로서 사용자에게 전달될 수 있다.In addition, depending on the magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element 61, the protection member 50 may vibrate to generate sound waves of an audible frequency, and the sound waves generated by the vibration of the protection member 50 may be, e.g. For example, it can be delivered to the user as sound to convey information.

예를 들면, 차량이 주행하는 방향으로 물체가 존재하는 경우, 제어 유닛(70)은 광학 모듈(20)을 통하여 획득된 차량 외부의 화상 정보(광학 모듈(20)이 촬상 모듈(30)인 경우) 또는 차량과 물체 사이 간의 이격 거리에 관한 정보(광학 모듈(20)이 감지 센서 모듈(40)인 경우)로부터, 차량과 물체 사이의 이격 거리를 결정한다. 그리고, 차량이 계속 주행함에 따라 차량과 물체 사이의 이격 거리가 감소되는 경우, 제어 유닛(70)은 운전자에게 차량과 물체의 충돌 위험을 경고하기 위해, 압전 소자(61)를 구동시켜 보호 부재(50)를 진동시킨다. 이 때, 음향 제어 신호 발생부(71)가 미리 설정된 음향 정보에 따라 음향 제어 신호를 발생시키고, 신호 처리부(73)가 음향 제어 신호 발생부(71)에서 발생된 음향 제어 신호를 처리하여 전원(79)을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하며, 구동 회로부(75)가 신호 처리부(73)에서 발생된 구동 신호에 따라 전원을 구동한다. 따라서, 보호 부재(50)의 진동에 의해 음향이 발생되어 운전자에게 전달되며, 이에 따라, 운전자는 이러한 음향을 인식하면서, 안전하게 차량을 주행시킬 수 있다. 한편, 운전자에게 차량과 물체 사이의 이격 거리에 관한 정보를 제공하기 위해 압전 소자(61)가 구동되어 보호 부재(50)가 진동하는 과정에서도, 보호 부재(50)에 부착된 이물질이 보호 부재(50)의 진동에 의해 제거될 수 있다.For example, if an object exists in the direction in which the vehicle is traveling, the control unit 70 may use image information outside the vehicle acquired through the optical module 20 (if the optical module 20 is the imaging module 30). ) or from information about the separation distance between the vehicle and the object (if the optical module 20 is the detection sensor module 40), the separation distance between the vehicle and the object is determined. And, when the separation distance between the vehicle and the object decreases as the vehicle continues to drive, the control unit 70 drives the piezoelectric element 61 to warn the driver of the risk of collision between the vehicle and the object to warn the driver of the protection member ( 50) is vibrated. At this time, the sound control signal generator 71 generates a sound control signal according to preset sound information, and the signal processor 73 processes the sound control signal generated from the sound control signal generator 71 to provide power ( A driving signal for driving 79) is generated, and the driving circuit unit 75 drives power according to the driving signal generated by the signal processing unit 73. Accordingly, sound is generated by the vibration of the protection member 50 and transmitted to the driver, and thus the driver can drive the vehicle safely while recognizing this sound. Meanwhile, even in the process where the piezoelectric element 61 is driven and the protection member 50 vibrates to provide the driver with information about the separation distance between the vehicle and the object, foreign substances attached to the protection member 50 are removed from the protection member ( 50) can be removed by vibration.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는, 광의 경로 상에 설치되며 외부로 노출되는 보호 부재(50)에 압전 소자(61)를 부착하고, 압전 소자(61)를 구동시켜 보호 부재(50)를 진동시키는 것에 의해, 보호 부재(50)에 부착된 이물질을 자동으로 제거할 수 있으므로, 보호 부재(50)에 부착된 이물질로 인해 차량용 광학 장치의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.The automotive optical device according to an embodiment of the present invention attaches a piezoelectric element 61 to a protection member 50 installed on the path of light and is exposed to the outside, and drives the piezoelectric element 61 to protect the protection member 50. By vibrating, foreign substances attached to the protective member 50 can be automatically removed, thereby preventing performance of the vehicle optical device from being deteriorated due to foreign substances attached to the protective member 50.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는, 압전 소자(61)를 구동시켜 보호 부재(50)를 가청 주파수의 음파를 발생하도록 진동시킴으로써, 사용자에게 경고음 등의 소정의 음향 정보를 제공할 수 있다.In addition, the automotive optical device according to an embodiment of the present invention drives the piezoelectric element 61 to vibrate the protection member 50 to generate audible frequency sound waves, thereby providing the user with predetermined acoustic information such as a warning sound. You can.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 장치는, 차량의 전방부 및/또는 후방부에 장착될 수 있다.The automotive optical device according to an embodiment of the present invention may be mounted on the front and/or rear part of the vehicle.

본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.Although preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments and may be appropriately modified within the scope set forth in the claims.

10: 하우징 20: 광학 모듈
30: 촬상 모듈 40: 감지 센서 모듈
50: 보호 부재 60: 압전 모듈
61: 압전 소자 70: 제어 유닛10: Housing 20: Optical module
30: imaging module 40: detection sensor module
50: protection member 60: piezoelectric module
61: Piezoelectric element 70: Control unit

Claims (7)

개구를 갖는 하우징;
상기 하우징의 내부에 설치되는 광학 모듈;
상기 하우징의 개구에 외부로 노출되게 설치되는 보호 부재;
상기 보호 부재에 부착되고 중력 방향으로 소정의 간격으로 배치되는 복수의 압전 소자; 및
복수의 상기 압전 소자를 구동시켜 상기 보호 부재를 진동시킴으로써 음파를 발생시키고 상기 보호 부재에 부착된 이물질을 제거하되 복수의 상기 압전 소자 중 상측에 위치된 압전 소자로부터 하측에 위치된 압전 소자의 순서로 복수의 상기 압전 소자를 순차적으로 구동시켜 상기 보호 부재의 상측에 부착된 이물질을 먼저 제거하는 제어 유닛을 포함하는 차량용 광학 장치.a housing having an opening;
An optical module installed inside the housing;
a protective member installed to be exposed to the outside at the opening of the housing;
a plurality of piezoelectric elements attached to the protection member and arranged at predetermined intervals in the direction of gravity; and
By driving the plurality of piezoelectric elements to vibrate the protection member, sound waves are generated and foreign matter attached to the protection member is removed, in the order from the piezoelectric element located at the upper side to the piezoelectric element located at the lower side among the plurality of piezoelectric elements. An optical device for a vehicle including a control unit that sequentially drives the plurality of piezoelectric elements to first remove foreign substances attached to the upper side of the protection member. 청구항 1에 있어서,
상기 제어 유닛은,
음향 제어 신호를 발생시키는 음향 제어 신호 발생부;
상기 음향 제어 신호 발생부에서 발생된 음향 제어 신호를 처리하여 전원을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에서 생성된 구동 신호에 따라 복수의 상기 압전 소자로 인가되는 전압의 특성을 제어하는 구동 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 광학 장치.In claim 1,
The control unit is,
A sound control signal generator that generates a sound control signal;
a signal processing unit that processes the sound control signal generated by the sound control signal generator to generate a driving signal for driving power; and
An optical device for a vehicle, comprising a driving circuit unit that controls characteristics of voltage applied to the plurality of piezoelectric elements according to the driving signal generated by the signal processing unit. 삭제delete 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 광학 모듈은 적어도 하나의 렌즈와, 상기 렌즈를 통하여 입사되는 광에서 특정 범위의 광을 통과시키는 광학 필터와, 상기 광학 필터를 통과한 광을 수광하는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 광학 장치.In claim 1 or claim 2,
The optical module includes at least one lens, an optical filter that passes light in a specific range from the light incident through the lens, and an image sensor that receives the light that has passed through the optical filter. Device. 청구항 4에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 광학 모듈로부터 획득된 차량 외부의 화상 정보로부터 차량과 물체 사이의 이격 거리를 결정하고, 차량의 주행에 따라 차량과 물체 사이의 이격 거리가 감소되는 경우, 복수의 상기 압전 소자를 구동하고 상기 보호 부재를 진동시켜, 경고음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 광학 장치.In claim 4,
The control unit determines the separation distance between the vehicle and the object from the image information outside the vehicle obtained from the optical module, and when the separation distance between the vehicle and the object decreases as the vehicle runs, the control unit uses the plurality of piezoelectric elements. An optical device for a vehicle, characterized in that driving and vibrating the protective member to generate a warning sound. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 광학 모듈은 레이저를 발사하는 레이저 발생부와, 물체에 반사된 레이저를 수신하는 레이저 수신부로 구성되어, 레이저가 물체에 반사된 후 되돌아오는 시간을 측정하여 차량과 물체 사이의 이격 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 광학 장치.In claim 1 or claim 2,
The optical module consists of a laser generator that fires a laser and a laser receiver that receives the laser reflected by the object, and measures the separation distance between the vehicle and the object by measuring the time the laser returns after being reflected by the object. A vehicle optical device characterized in that. 청구항 6에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 광학 모듈에 의해 측정된 차량과 물체 사이의 이격 거리가 차량의 주행에 따라 감소하는 경우, 복수의 상기 압전 소자를 구동하고 상기 보호 부재를 진동시켜, 경고음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 광학 장치.In claim 6,
When the separation distance between the vehicle and the object measured by the optical module decreases as the vehicle runs, the control unit drives the plurality of piezoelectric elements and vibrates the protection member to generate a warning sound. automotive optical device.
KR1020160110561A 2016-08-30 2016-08-30 Optical device for vehicle KR102605920B1 (en)

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