KR200244316Y1 - Multiple light sensor for a vehicle - Google Patents
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Abstract
본 고안은 차량용 다중 광센서에 관한 것으로서, 특히 일사량, 태양의 위치 및 일사조도를 감지하는 차량용 다중 광센서에 관한 것이다. 본 고안은 2개 이상의 센서의 기능을 하나의 패키지 속에 내장하여 차량의 조립 및 사용에 편리하게 하는 데에 그 목적이 있다. 본 고안의 차량용 다중 광센서는, 기판과 하우징과 복수개의 오목렌즈들과 복수개의 광감지수단들과 복수개의 신호변환수단들로 구성된다. 하우징은 기판과 결합되고 위쪽에 복수개의 창들을 가진다. 오목렌즈들은 하우징의 각각의 창들에 각각 설치된다. 광감지수단들은 각각의 렌즈들의 직하방향의 위치의 기판 위에 각각 설치된다. 신호변환수단들은 각각의 광감지수단들로부터 각각 신호를 받아 전압신호와 디지털 신호 중 하나 이상으로 선택적으로 변환하여 각각 출력이 가능하다. 하우징과 모든 렌즈들은 700nm 이상의 파장대의 빛은 투과시키고 그 외의 파장대는 차단하거나 심하게 감쇠시키며, 모든 광감지수단들은 빛을 전류신호로 변환하는 광다이오드이다. 또한, 본원 고안은 이들 신호들을 처리하는 마이컴을 내장하여 부하를 직접 제어할 수도 있다.The present invention relates to a multiple light sensor for a vehicle, and more particularly to a multi-light sensor for a vehicle for detecting the amount of solar radiation, the position of the sun and the solar illuminance. The present invention aims to facilitate the assembly and use of a vehicle by embedding the functions of two or more sensors in one package. The multiple light sensor for a vehicle of the present invention includes a substrate, a housing, a plurality of concave lenses, a plurality of light sensing means, and a plurality of signal converting means. The housing is coupled to the substrate and has a plurality of windows thereon. The concave lenses are respectively installed in respective windows of the housing. The light sensing means are respectively provided on the substrate at positions directly below the respective lenses. The signal converting means may receive a signal from each of the optical sensing means and selectively convert the signal into one or more of a voltage signal and a digital signal to output the signal. The housing and all the lenses transmit light in the wavelength range of 700nm or more and block or severely attenuate the other wavelengths, and all the light sensing means are photodiodes for converting light into a current signal. In addition, the present invention can also directly control the load by embedding a microcomputer to process these signals.
Description
본 고안은 차량용 다중 광센서에 관한 것으로서, 특히 일사량, 태양의 위치 및 일사조도를 감지하는 차량용 다중 광센서에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple light sensor for a vehicle, and more particularly to a multi-light sensor for a vehicle for detecting the amount of solar radiation, the position of the sun and the solar illuminance.
일반적으로, 차량에는 실내온도 조절장치를 위한 일사량 감지 광센서와 전조등 제어를 위한 조도 감지 광센서가 도 1과 같이 별도로 설치된다. 도 1은 종래의 조도 광센서와 일사량 광센서가 부설된 차량의 전면도이다. 종래의 일사량 광센서(10)와 조도 광센서(20)는 입사되는 빛에 따라 각각 전류신호를 출력한다.In general, the vehicle is provided with a solar radiation sensing light sensor for the indoor temperature control device and an illuminance sensing light sensor for headlight control as shown in FIG. 1. 1 is a front view of a vehicle in which the conventional illuminance light sensor and the solar radiation light sensor are installed. The conventional solar radiation sensor 10 and the illuminance optical sensor 20 output current signals according to incident light.
도 2a는 종래의 조도 광센서의 단면 구조도이고, 도 2b는 종래의 일사량 광센서의 단면 구조도이다. 도 2a를 참조하면, 종래의 일사량 감지 광센서는 기판(11)과, 하우징(12)과, 적외선 영역을 투과시키는 광필터(13)와, 포토다이오드(15)로 구성된다. 또한, 종래의 조도 광센서는 도 2b에 도시된 바와 같이 구성되어 있는데, 기판(21)과, 하우징(22)과, 가시광선 영역을 투과시키는 광필터(23)와, 포토다이오드(25)로 구성된다.2A is a cross-sectional structural view of a conventional illuminance optical sensor, and FIG. 2B is a cross-sectional structural view of a conventional solar radiation optical sensor. Referring to FIG. 2A, a conventional solar radiation detecting optical sensor is composed of a substrate 11, a housing 12, an optical filter 13 for transmitting an infrared region, and a photodiode 15. In addition, the conventional illuminance optical sensor is configured as shown in FIG. 2B, which includes a substrate 21, a housing 22, an optical filter 23 for transmitting a visible light region, and a photodiode 25. It is composed.
도 3a는 종래의 일사량 광센서와 차량 사이의 연결 블록도이고, 도 3b는 종래의 조도 광센서와 차량 사이의 연결 블록도이다. 도 3a를 참조하면, 일사량 광센서(10)를 통하여 흐른 전류는 2개의 저항(31, 32)으로 구성된 분압회로를 통하여 전압으로 바꾼다. 이 변환된 전압신호는 마이크로프로세서(34)에 의해 적절히 처리된다. 이러한 일사량 광센서(10)로부터의 신호에 따라 마이크로프로세서(34)에 의해 차량 내부의 온도를 자동으로 제어한다. 그리고, 도 3b를 참조하면, 조도 광센서(20)를 통하여 흐른 전류는 2개의 저항(41, 42)와 OP-앰프(43)로 구성된 회로를 통하여 전압으로 바꾸어 사용된다. 이 변환된 전압신호는 마이크로프로세서(44)에 의해 적절히 처리된다. 이러한 조도 광센서(20)로부터의 신호에 따라 마이크로프로세서(44)에 의해 전조등을 자동으로 점멸시킨다.3A is a connection block diagram between a conventional solar radiation light sensor and a vehicle, and FIG. 3B is a connection block diagram between a conventional illuminance light sensor and a vehicle. Referring to FIG. 3A, the current flowing through the solar radiation photo sensor 10 is converted into a voltage through a voltage divider circuit composed of two resistors 31 and 32. This converted voltage signal is appropriately processed by the microprocessor 34. The temperature inside the vehicle is automatically controlled by the microprocessor 34 according to the signal from the solar radiation optical sensor 10. In addition, referring to FIG. 3B, the current flowing through the illuminance light sensor 20 is converted into a voltage through a circuit composed of two resistors 41 and 42 and an OP amplifier 43. This converted voltage signal is appropriately processed by the microprocessor 44. In accordance with the signal from the illuminance light sensor 20, the headlight is automatically flashed by the microprocessor 44.
그러나, 종래에는 센서로부터 분압회로 또는 OP-앰프까지의 거리가 멀기 때문에 센서로부터의 신호가 약해지고 노이즈도 포함되는 문제점이 있었다. 그리고, 이를 방지하기 위해서는 큰 전류를 흘려주어야 했는데, 이는 센서의 표면적이 커지는 부담을 준다. 뿐만 하니라 넓은 표면적의 센서를 2개나 설치해야 하는 문제점도 있었다. 그리고, 센서로부터의 출력신호가 전류신호이므로, 이를 처리하기 어려울 뿐만 아니라 반드시 전류신호를 전압신호로 바꾸는 추가적인 회로를 구비해야 하는 문제점도 있었다.However, in the related art, since the distance from the sensor to the voltage divider circuit or the OP amplifier is far, there is a problem that the signal from the sensor is weak and noise is included. And, in order to prevent this, a large current had to be applied, which puts a burden on the surface area of the sensor. In addition, there were also problems that need to install two large surface area sensors. In addition, since the output signal from the sensor is a current signal, it is difficult to process it, and there is also a problem in that an additional circuit for converting the current signal into a voltage signal must be provided.
상기 문제점들을 해결하기 위한 본 고안은 일사량 센서와 조도 센서의 기능들을 하나의 패키지 속에 내장하여 차량의 조립 및 사용에 편리하게 하는 데에 그 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is to integrate the functions of the solar radiation sensor and the illumination sensor in one package to facilitate the assembly and use of the vehicle.
또한, 본 고안은 센서의 출력신호를 전류신호, 전압신호 및 디지털 신호 중 차량 설계자 또는 사용자가 원하는 형태의 신호로 출력하도록 하여 설계 및 사용의 편의를 도모하는 데에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to facilitate the design and use by outputting the output signal of the sensor as a signal of the desired form of the vehicle designer or the user of the current signal, voltage signal and digital signal.
그리고, 본 고안은 센서의 출력신호를 전압신호 및 디지털 신호로도 출력할 수 있도록 하여 신호의 약화나 노이즈가 포함되는 등의 부작용을 현저하게 줄이는 데에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to remarkably reduce side effects such as signal weakening or noise by outputting a sensor output signal as a voltage signal and a digital signal.
더불어, 본 고안은 저전력의 소형 소자를 사용하여 부피를 현격하게 줄이는 데에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to significantly reduce the volume by using a small device of low power.
또한, 본 고안은 이러한 센서를 통하여 밝기에 따라 자동으로 헤드램프와 미등을 점등 및 소등하는 데에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to automatically turn on and off the headlamp and taillight according to the brightness through such a sensor.
그리고, 본 고안은 이러한 센서를 통하여 일사량에 따라 에어콘의 세기를 적절히 제어하는 데에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to appropriately control the intensity of the air conditioner according to the amount of solar radiation through such a sensor.
도 1은 종래의 조도 광센서와 일사량 광센서가 부설된 차량의 전면도.1 is a front view of a vehicle mounted with a conventional illuminance light sensor and the solar radiation light sensor.
도 2a는 종래의 일사량 광센서의 단면 구조도.Figure 2a is a cross-sectional structural view of a conventional solar radiation optical sensor.
도 2b는 종래의 조도 광센서의 단면 구조도.Figure 2b is a cross-sectional structural view of a conventional illuminance optical sensor.
도 3a는 종래의 일사량 광센서와 차량 사이의 연결 블록도.Figure 3a is a connection block diagram between a conventional solar radiation sensor and a vehicle.
도 3b는 종래의 조도 광센서와 차량 사이의 연결 블록도.3b is a connection block diagram between a conventional illuminance light sensor and a vehicle;
도 4는 본 고안의 제1 실시예의 다중 광센서의 구조도.4 is a structural diagram of a multiple optical sensor of a first embodiment of the present invention;
도 5은 본 고안의 제2 실시예의 다중 광센서에 부가된 신호변환기의 회로도.5 is a circuit diagram of a signal converter added to a multiple optical sensor of a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 일사량 광센서 20 : 조도 광센서10: solar radiation light sensor 20: illuminance light sensor
11, 21, 121 : 기판 12, 22, 122 : 하우징11, 21, 121: substrate 12, 22, 122: housing
13, 23 : 광필터 123, 124 : 렌즈13, 23: optical filter 123, 124: lens
15, 25, 115a, 125, 126 : 광다이오드15, 25, 115a, 125, 126: photodiode
31, 32, 41, 42, 142 : 저항 141 : 커패시터31, 32, 41, 42, 142: resistor 141: capacitor
43, 143 : OP-앰프 34, 44 : 마이크로프로세서43, 143: op amps 34, 44: microprocessor
145 : AD 변환기 146 : 스위치145: AD converter 146: switch
상기 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 측면에 따르면, 본 고안의 차량용 다중 광센서는, 기판과, 그 기판과 결합되고 위쪽에 복수개의 창들을 가지는 하우징과, 그 하우징의 그 각각의 창들에 각각 설치된 오목렌즈들과, 그 각각의 렌즈들의 직하방향의 위치의 그 기판 위에 각각 설치된 광감지수단들과, 그 각각의 광감지수단들로부터 각각 신호를 받아 전압신호와 디지털 신호 중 하나 이상으로 선택적으로 변환하여 각각 출력하는 신호변환수단들을 포함하며, 그 하우징과 그 모든 렌즈들은 700nm 이상의 파장대의 빛은 투과시키고 그 외의 파장대는 차단하거나 심하게 감쇠시키며, 그 모든 광감지수단들은 빛을 전류신호로 변환하는 광다이오드이다.According to an aspect of the present invention for achieving the above objects, the multiple light sensor for a vehicle of the present invention, a substrate, a housing coupled to the substrate and having a plurality of windows thereon, respectively installed in the respective windows of the housing Receive signals from the concave lenses, the light sensing means respectively provided on the substrate at the position directly below the respective lenses, and selectively convert the signals from the respective light sensing means to one or more of a voltage signal and a digital signal. Each of the housing and all the lenses transmits light in the wavelength range of 700 nm or more and blocks or severely attenuates the other wavelengths, and all of the light sensing means converts the light into a current signal. It is a diode.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<제1 실시예><First Embodiment>
도 4는 본 고안의 제1 실시예의 다중 광센서의 구조도이다. 도 4를 참조하면, 본 고안의 다중 광센서의 하우징(122)은 반투과성 재질로 되어 있는데, 기판(121)과 기계적으로 결합된다. 제1 렌즈(123)와 제2 렌즈(124)는 오목렌즈로서 각각 하우징(122)의 위쪽 구멍에 정교하게 기계적으로 결합된다. 하우징(122)과 제1 렌즈(123)와 제2 렌즈(124)는 가시광선 영역과 적외선 영역은 투과시키고 그 외의 빛은 현저하게 약화시키는 재질로 되어 있는데, 바람직하게는 대략 700nm 이상의 파장대를 가진 빛은 투과시키고 그 외의 파장대의 빛은 거의 투과시키지 않는 재질로 만든다. 즉, 제1 렌즈(123)와 제2 렌즈(124)는 오목렌즈의 광필터인 셈이다. 제1 광다이오드(125)는 제1 렌즈(123)의 직하방향의 기판(121) 위에 설치되고, 제2 광다이오드(126)는 제2 렌즈(124)의 직하방향의 기판(121) 위에 설치된다. 제1 광다이오드(125)는 빛의 일사량을 감지하고, 제2 광다이오드(126)는 빛의 조도를 감지한다. 제1 광다이오드(125)와 제2 광다이오드(126)는 일반적으로 700nm 이상의 파장 대역의 빛에 반응하여 동작하는 광다이오드이다.4 is a structural diagram of a multiple optical sensor of a first embodiment of the present invention. Referring to Figure 4, the housing 122 of the multiple optical sensor of the present invention is made of a semi-transparent material, it is mechanically coupled to the substrate 121. The first lens 123 and the second lens 124 are concave lenses, each of which is mechanically coupled to the upper hole of the housing 122. The housing 122, the first lens 123, and the second lens 124 are made of a material that transmits visible light and infrared light and significantly weakens other light, and preferably has a wavelength band of about 700 nm or more. It is made of a material that transmits light and hardly transmits light in other wavelengths. That is, the first lens 123 and the second lens 124 are optical filters of the concave lens. The first photodiode 125 is installed on the substrate 121 in the direct direction of the first lens 123, and the second photodiode 126 is installed on the substrate 121 in the direct direction of the second lens 124. do. The first photodiode 125 detects the amount of insolation of light, and the second photodiode 126 detects the illuminance of the light. The first photodiode 125 and the second photodiode 126 are generally photodiodes that operate in response to light in a wavelength band of 700 nm or more.
빛은 시간과 위치에 따라 다양한 각도로 입사된다. 여기서, 입사되는 빛에 대하여는 산란광을 생각하는 것이 아니라 태양으로부터 오는 가장 강한 주된 빛을 생각한다. 제1 렌즈(123)와 제2 렌즈(124)는 오목렌즈이므로, 입사된 빛의 초점거리를 길게 늘린다. 제1 렌즈(123)와 제1 광다이오드(125) 사이의 거리는 제1렌즈(123)를 통과하여 집광된 빛의 초점이 대략 제1 광다이오드(125) 위에 놓이도록 설정되고, 제2 렌즈(124)와 제2 광다이오드(126) 사이의 거리는 제2 렌즈(124)를 통과하여 집광된 빛의 초점이 대략 제2 광다이오드(126) 위에 놓이도록 설정된다.Light is incident at various angles depending on time and location. Here, the incident light is considered not the scattered light but the strongest main light from the sun. Since the first lens 123 and the second lens 124 are concave lenses, the focal length of incident light is increased. The distance between the first lens 123 and the first photodiode 125 is set such that the focus of the light collected through the first lens 123 is approximately over the first photodiode 125, and the second lens ( The distance between 124 and the second photodiode 126 is set such that the focus of light collected through the second lens 124 is approximately over the second photodiode 126.
<제2 실시예>Second Embodiment
도 5은 본 고안의 제2 실시예의 다중 광센서에 부가된 제1 신호변환기의 회로도이다. 제2 실시예는 제1 실시예의 차량용 다중 광센서의 제1 광다이오드(125)와 제2 광다이오드(126)에 각각 하나씩의 신호변환기를 부가하여 센서로부터의 출력신호를 전압신호와 디지털 신호 중의 하나로 선택하여 출력하도록 한 것이다. 제2 실시예는 센서로부터의 출력신호를 가공할 필요가 없어서 사용 및 설계에 무척 편리하다. 여기서는, 임의의 광다이오드(115a)에 연결되어 전류신호를 아날로그 전압신호나 디지털 신호로 변환하는 신호변환기를 설명한다. 커패시터(141)와 저항(142)과 OP-앰프(143)로 구성된 제1 전류-전압 변환회로(140)는 광다이오드(115a)의 전류신호를 입력받아 전압신호로 출력한다. 이 전압신호는 아날로그 신호이다. 아날로그-디지털 변환기(145)는 이 아날로그 전압신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 제1 스위치(146)는 제1 전류-전압 변환회로(140)의 전압출력신호 중의 하나를 선택하여 외부로 출력하는 스위치이다. 제2 실시예에서는 이 광다이오드(115a)가 제1 광다이오드(125)와 제2 광다이오드(126)가 되는 것이다. 즉, 제1 신호변환기와 제2 신호변환기는 각각 제1 광다이오드(125)와 제2 광다이오드(126)에 연결되어 전류신호를 아날로그 전압신호나 디지털 신호로 변환한다.5 is a circuit diagram of a first signal converter added to the multiple optical sensor of the second embodiment of the present invention. The second embodiment adds one signal converter to each of the first photodiode 125 and the second photodiode 126 of the vehicle multiple optical sensor of the first embodiment, thereby outputting the output signal from the sensor to the voltage signal and the digital signal. One is to select and output. The second embodiment does not need to process the output signal from the sensor, which is very convenient for use and design. Here, a signal converter connected to an arbitrary photodiode 115a and converting a current signal into an analog voltage signal or a digital signal will be described. The first current-voltage conversion circuit 140 including the capacitor 141, the resistor 142, and the OP-amplifier 143 receives a current signal of the photodiode 115a and outputs it as a voltage signal. This voltage signal is an analog signal. The analog-digital converter 145 converts this analog voltage signal into a digital signal and outputs it. The first switch 146 is a switch that selects one of the voltage output signals of the first current-voltage conversion circuit 140 and outputs it to the outside. In the second embodiment, the photodiode 115a becomes the first photodiode 125 and the second photodiode 126. That is, the first signal converter and the second signal converter are connected to the first photodiode 125 and the second photodiode 126, respectively, and convert the current signal into an analog voltage signal or a digital signal.
<제3 실시예>Third Embodiment
제1 실시예를 변형하여, 용도에 따라 렌즈와 광다이오드를 각각 3개 이상도 만들 수 있다. 제3 실시예는 제1 실시예의 변형으로서, 렌즈와 광다이오드를 각각 3개 이상 설치한 것이다(도면에서는 생략). 또한, 각 렌즈의 광투과 영역도 적외선 영역부터 가시광선 영역과 자외선 영역까지 용도에 따라 적절히 설정하여 제작할 수도 있다. 물론, 이때에 각각의 렌즈-광다이오드 쌍의 영역을 격리시키기 위하여 렌즈-광다이오드 쌍의 영역들 사이에 벽들을 설치할 수도 있다. 또한, 각각의 광다이오드에 제2 실시예에서 설명된 신호변환기를 각각 하나씩 부가하여 센서로부터의 출력신호를 전압신호와 디지털 신호 중의 하나로 선택하여 출력하도록 제작할 수도 있다.By modifying the first embodiment, three or more lenses and photodiodes can be made, respectively, depending on the application. The third embodiment is a modification of the first embodiment in which three or more lenses and photodiodes are provided (omitted in the drawing). In addition, the light transmission region of each lens can also be produced by appropriately setting from the infrared region to the visible region and the ultraviolet region according to the use. Of course, it is also possible to provide walls between the regions of the lens-photodiode pair at this time to isolate the regions of each lens-photodiode pair. In addition, each of the photodiodes may be manufactured by adding one signal converter described in the second embodiment to select one of a voltage signal and a digital signal and output the output signal from the sensor.
상술한 바와 같은 본 고안은 2개 이상의 센서의 기능이 하나의 패키지 속에 내장되어 있어 차량의 조립 및 사용에 편리하다. 또한, 본 고안은 센서의 출력신호를 전압신호와 디지털 신호 중 차량 설계자 또는 사용자가 원하는 형태의 신호로 출력하도록 되어 있어 설계 및 사용이 편리하다. 그리고, 본 고안은 센서의 출력신호를 전압신호 및 디지털 신호로도 출력할 수 있어 신호의 약화나 노이즈가 포함되는 등의 부작용이 거의 없다. 더불어, 본 고안은 저전력의 소형 소자를 사용하여 면적이 작다. 또한, 이러한 센서를 통하여 밝기에 따라 자동으로 헤드램프와 미등을 점등 및 소등할 수 있고, 일사량에 따라 에어콘의 세기를 적절히 제어할 수 있다.The present invention as described above is convenient to assemble and use the vehicle because the functions of two or more sensors are embedded in one package. In addition, the present invention is designed to output the output signal of the sensor as a signal of the vehicle designer or the user of the voltage signal and the digital signal is convenient to design and use. In addition, the present invention can output the output signal of the sensor as a voltage signal and a digital signal, so there are almost no side effects such as signal weakening or noise. In addition, the present invention uses a small device of low power and small area. In addition, it is possible to automatically turn on and off the headlamps and taillights according to the brightness through such a sensor, it is possible to appropriately control the intensity of the air conditioner according to the amount of solar radiation.
Claims (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| U107 | Dual application of utility model | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| T701 | Written decision to grant on technology evaluation | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100816 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Expiration of term |