KR20060050913A - 빗방울 센서 - Google Patents

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KR20060050913A KR20050081173A KR20050081173A KR20060050913A KR 20060050913 A KR20060050913 A KR 20060050913A KR 20050081173 A KR20050081173 A KR 20050081173A KR 20050081173 A KR20050081173 A KR 20050081173A KR 20060050913 A KR20060050913 A KR 20060050913A
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Abstract

빗방울 센서는 발광 요소(40, 40a 내지 40d), 수광 요소(50, 50a, 50b) 및 도광체(10, 10a 내지 10e)를 포함한다. 발광 요소(40, 40a 내지 40d) 및 수광 요소(50, 50a, 50b)는 투명 패널(60)을 향한다. 투명 패널(60) 상에 장착되는 도광체(10, 10a 내지 10e)는 입력 렌즈(13), 입력측 분할 표면(11a, 11c, 11e), 출력 렌즈(16) 및 출력측 분할 표면(14a, 14c, 14e)을 포함한다. 입력 렌즈(13)는 입력측 시준 광속을 형성하도록 발광 요소(40, 40a 내지 40d)에 의해 방출된 광을 시준한다. 출력 렌즈(16)는 입력 렌즈(13)에 의해 시준되며 빗방울이 부착되는 투명 패널(60)의 기준 표면(60a)에 의해 반사되는 시준 광속을 수용한다. 출력 렌즈(16)는 수광 요소(50, 50a, 50b)를 향해 반사된 시준 광속을 수렴시킨다. 입력측 분할 표면(11a, 11c, 11e)의 가상 연장부와 출력측 분할 표면(14a, 14c, 14e)의 가상 연장부 사이의 교차부가 투명 패널(60)의 기준 표면(60a) 상에 위치된다.
빗방울 센서, 투명 패널, 발광 요소, 수광 요소, 도광체

Description

빗방울 센서 {RAINDROP SENSOR}
도1은 제1 실시예에 따른 차량 앞유리의 내벽면 상에 장착된 빗방울 센서를 도시하는 도2의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취해진 도광체의 개략도.
도2는 도1에 도시된 바와 같은 도광체, LED 및 PD의 배열체를 도시하는 평면도.
도3은 제2 실시예에 따른 차량 앞유리의 내벽면 상에 장착된 빗방울 센서의 단면도.
도4는 제2 실시예의 변형예에 따른 차량 앞유리의 내벽면 상에 장착된 빗방울 센서의 단면도.
도5는 제3 실시예에 따른 차량 앞유리의 내벽면 상에 장착된 빗방울 센서의 단면도.
도6은 LED의 광 조사 각도와 광 세기 사이의 관계를 도시하는 도면.
도7은 제1 변형예에 따른 도광체, LED 및 PD의 배열체를 도시하는 평면도.
도8은 제2 변형예에 따른 도광체, LED 및 PD의 배열체를 도시하는 평면도.
도9는 종래 기술에 따른 차량 앞유리의 내벽면 상에 장착된 빗방울 센서의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 도광체
11a: 입력측 분할 표면
12a, 12b: 입력측 경사 평면
13: 입력 렌즈
14a: 출력측 분할 표면
15a, 15b: 출력측 경사 평면
16: 출력 렌즈
20: 하우징
30: 회로 기판
40: 발광 요소(LED)
50: 수광 요소(PD)
60: 앞유리(투명 패널)
70: 광학 커플링층(실리콘층)
본 발명은 차량 와이퍼 자동 제어 장치를 위해 특히 적절한 빗방울 센서에 관한 것이다.
종래로부터, 차량 앞유리 등에 부착되는 빗방울을 검출하는 빗방울 센서가 공지되어 있다(미국 특허 제6507015호에 대응하는 일본 특허 출원 미심사 공개 제 2001-66246호 참조). 일본 특허 출원 미심사 공개 제2001-66246호에 도시된 빗방울 센서는 앞유리(200)의 내벽 상에 장착되고, 도9에 도시된 바와 같이 빗방울 부착을 광학적으로 검출한다. 빗방울 센서는 주로 도광체(140), 평볼록 렌즈(120, 130), 평볼록 렌즈 세그먼트(150, 160), 발광 요소(100, 110) 및 수광 요소(170)를 포함한다.
도광체(140)는 평볼록 렌즈(120, 130) 및 평볼록 렌즈 세그먼트(150, 160)가 형성되는 경사 평면을 포함한다. 평볼록 렌즈(120, 130)는 발광 요소(100, 110)를 향한다. 평볼록 렌즈 세그먼트(150, 160)는 수광 요소(170)를 향한다. 복수개의 경사 평면이 도광체(140)의 입력측 상에 형성된다. 각각의 평볼록 렌즈(120, 130)는 대응하는 경사 평면 상에 형성된다. 그에 반해, 복수개의 경사 평면이 도광체(140)의 출력측 상에 형성된다. 평볼록 렌즈 세그먼트(150, 160)는 대응하는 복수개의 경사 평면 상에 형성된다. 평볼록 렌즈 세그먼트(150, 160)는 평볼록 렌즈를 여러 개의 렌즈 세그먼트로 분할함으로써 발생되는데, 그 개수는 복수개의 경사 평면과 동일하다.
발광 요소(100, 110)로부터의 각각의 광은 입력측 상의 평볼록 렌즈(120, 130)를 통해 시준된 광속(이점쇄선에 의해 도시됨)으로부터 시준된다. 앞유리(200) 상의 소정 영역에는 시준된 광속이 조사된다. 이러한 영역은 빗방울-감지 영역으로서 정의된다.
빗방울-감지 영역에서의 반사 광은 출력측 상의 평볼록 렌즈 세그먼트(150, 160)를 통해 수렴된다. 다음에, 수광 요소(170)는 빗방울-감시 영역에서 빗방울량 을 검출하도록 반사 광을 수용한다. 전술된 종래 기술의 구조에서, 도9에 도시된 바와 같이, 발광 요소(100, 110)로부터의 광은 입력측 내의 평볼록 렌즈(120, 130)에 가해진다. 그러나, 평볼록 렌즈(130)의 일부[분할 표면(180) 주위]는 발광 요소(100)로부터 광을 수용하지 않는다. 따라서, 도광체(140)가 수용하는 광량이 감소되어, 평볼록 렌즈(130)로부터 앞유리(200)로 이동하는(도9에서 음영 영역으로서 도시됨) 광량의 감소를 초래한다. 결과적으로, 빗방울을 검출하는 정확성이 감소된 광량을 수용하는 빗방울-감지 영역의 부분에서 악화된다.
출력측 상의 분할 표면(190) 주위에, 평볼록 렌즈 세그먼트(160, 150)를 통해 반사 광을 수렴시킬 때, 출력측 상의 분할 표면(190) 그리고 평볼록 렌즈(150)는 어떤 경우에 반사 광이 수렴되는 것을 제한할 수 있다. 결과적으로, 앞유리(200)로부터 평볼록 렌즈 세그먼트(150)로 이동하는(도9에서 음영 영역으로서 도시됨) 광량이 감소될 수 있다.
본 발명은 전술된 단점을 다루고 있다. 이와 같이, 본 발명의 목적은 더욱 효과적으로 빗방울을 검출하도록 더욱 효과적으로 광을 안내하는 빗방울 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 투명 패널에 부착된 빗방울을 감지하는 빗방울 센서가 제공된다. 빗방울 센서는 발광 요소, 수광 요소 및 도광체를 포함한다. 발광 요소는 투명 패널에 대면하고 발광 요소는 투명 패널을 향해 광을 방출한다. 수광 요소는 투명 패널에 대면하고 수광 요소는 발광 요소에 의해 방출된 광을 수용한다. 투명 패널 상에 장착되는 도광체는 입력 렌즈, 입력측 분할 표면, 출력 렌즈 및 출력측 분할 표면을 포함한다. 입력 렌즈는 도광체의 입력측 상에 형성되고, 입력 렌즈는 그 광학 축에 평행한 방향으로 서로로부터 변위되는 복수개의 입력 렌즈 세그먼트로 분할된다. 입력측 분할 표면은 복수개의 입력 렌즈 세그먼트들 중 인접한 2개를 분할하며 평탄하다. 출력 렌즈는 도광체의 출력측 상에 형성되고, 출력 렌즈는 그 광학 축에 평행한 방향으로 서로로부터 변위되는 복수개의 출력 렌즈 세그먼트로 분할된다. 출력측 분할 표면은 복수개의 출력 렌즈 세그먼트들 중 인접한 2개를 분할하며 평탄하다. 입력 렌즈는 입력측 시준 광속을 형성하도록 발광 요소에 의해 방출되는 광을 시준한다. 출력 렌즈는 입력 렌즈에 의해 시준되며 빗방울이 부착되는 투명 패널의 기준 표면에 의해 반사되는 시준 광속을 수용한다. 출력 렌즈는 수광 요소가 반사된 시준 광속을 수용하도록 수광 요소를 향해 반사된 시준 광속을 수렴시킨다. 입력측 분할 표면의 가상 연장부와 출력측 분할 표면의 가상 연장부 사이의 교차부가 투명 패널의 기준 표면 상에 위치된다.
본 발명은 그 추가의 목적, 특징 및 장점과 더불어 다음의 설명, 첨부된 특허청구범위 및 도면으로부터 가장 잘 이해될 것이다.
(제1 실시예)
본 발명의 제1 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다. 빗방울 센서는 자동차의 앞유리(또는 투명 패널)(60)의 외벽면(또는 기준 표면)(60a) 상에 장 착되는 와이퍼 자동 제어 장치를 위해 채택된다. 앞유리 외에도, 투명 패널은 자동차의 투명 선루프 패널, 뒷유리, 옆유리 등을 포함할 수 있다. 빗방울 센서는 와이퍼의 와이퍼 영역에 대응하여 앞유리(60)의 내벽면(60b) 상에 장착된다. 빗방울 센서는 와이퍼 자동 제어 장치로 신호를 출력하도록 와이퍼 영역에 부착되는 빗방울을 광학적으로 검출한다. 도1은 본 발명에 따른 자동차의 앞유리(60)의 내벽면(60b) 상에 장착된 빗방울 센서를 도시하는 도2의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취해진 도광체의 개략도이다. 도2는 도광체(10), 발광 요소(40) 및 수광 요소(50)의 배열체를 도시하는 평면도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 빗방울 센서는 도광체(10), 발광 요소(40) 및 수광 요소(50)를 포함한다. 발광 요소(LED)(40)는 광(예컨대, 적외선)을 방출하며 광은 앞유리(60)에 의해 반사된다. 다음에, 광 다이오드 등의 수광 요소(PD)(50)는 앞유리(60)에 의해 반사되는 광을 수용한다. 유사한 과정을 통해, 이러한 빗방울 센서는 빗방울량을 검출한다. 구체적으로, 빗방울 센서는 PD(50)가 수용하는 감소된 광량을 기초로 하여 빗방울량을 검출한다. 광량은 외벽면(60a)의 반사도가 외벽면(60a)에 부착되는 빗방울으로 인해 변화(또는 감소)되기 때문에 감소된다. 제1 실시예의 빗방울 센서에서, 각각의 LED(40)는 대응하는 전용 PD(50)를 갖는다. LED(40) 및 PD(50)의 개수 및 조합이 변형될 수 있다. 변형예가 제1 변형예 및 제2 변형예에서 나중에 설명될 것이다.
빗방울량을 검출하는 상세한 방법이 설명될 것이다. 빗방울 센서는 감소 속도에 의해 빗방울량을 검출한다. 감소 속도는 PD(50)의 수광량과 LED(40)의 발광 량 사이의 속도이다. 감소 속도는 수학식 (VLED-VPD)/VLED*100(단위는 %)에 의해 계산되는데, 여기에서 VLED는 LED(40)의 발광을 기초로 하는 전압이고, VPD는 PD 출력 전압이다. VLED는 청명한 날씨 하에서 기록된 LED(40)의 일정한 전류 방출에 대응하는 PD(50)의 대응하는 출력 전압으로서도 설명된다. 또한, VLED는 PD(50)의 광-전압 변환 수치로서 설명된다.
도광체(10)는 앞유리(60)와 한 세트의 LED(40) 및 PD(50) 사이에 위치된다. 도광체(10)는 광학 커플링층(실리콘층)(70)을 통해 내벽면(60b) 상에 장착된다. 도광체(10)는 앞유리(60)로 LED(40)로부터의 광을 유도한다. 다음에, 도광체(10)는 PD(50)로 앞유리(60)에 의해 반사되는 반사 광을 유도한다. 도광체(10)는 광학적으로 투명한 수지 재료(예컨대, 폴리카보네이트 아크릴)에 의해 발생된다. 대신에, 도광체(10)를 형성하는 재료는 유리 재료일 수 있는데, 이는 재료가 LED(40)로부터 PD(50)로 광을 유도하기만 하면 되기 때문이다.
도광체(10)는 입력측 경사 평면(12a, 12b) 및 출력측 경사 평면(15a, 15b)을 포함한다. 입력측 경사 평면(12a, 12b)은 LED(40)로부터의 광이 경사 평면(12a, 12b) 상에 대체로 직각으로 입사되도록 경사진다. 출력측 경사 평면(15a, 15b)은 앞유리(60)에 의해 반사되는 반사 광이 경사 평면(15a, 15b)으로부터 대체로 직각으로 진출하도록 경사진다. 또한, 각각의 경사 평면(12a, 12b, 15a, 15b)은 앞유리(60)에 직각인 방향으로 보여질 때 경사 평면(12a, 12b, 15a, 15b) 중 잔여부와 겹쳐지지 않는다.
입력 렌즈(13)가 입력측 경사 평면(12a, 12b) 상에 형성되고, 출력 렌즈(16)가 출력측 경사 평면(15a, 15b) 상에 형성된다. 입력 렌즈(13)는 입력측 시준 광속을 형성하도록 LED(40)로부터 방출된 광을 시준한다. 출력 렌즈(16)는 PD(50)를 향해 앞유리(60)에 의해 반사된 반사 광인 반사된 시준 광속을 수렴시킨다.
입력 렌즈(13)는 평볼록 렌즈의 광학 축을 따라 평볼록 렌즈를 분할함으로써 발생된 렌즈 세그먼트와 같이 각각 형성되는 복수개의 입력 렌즈 세그먼트를 포함한다. 입력 렌즈(13)의 복수개의 입력 렌즈 세그먼트는 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)로서 설명된다. 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a)는 입력측 경사 평면(12a) 상에 형성된다. 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13b)는 입력측 경사 평면(12b) 상에 형성된다. 출력 렌즈(16)는 평볼록 렌즈의 광학 축을 따라 평볼록 렌즈를 분할함으로써 발생된 렌즈 세그먼트와 같이 각각 형성되는 복수개의 출력 렌즈 세그먼트를 포함한다. 출력 렌즈(16)의 복수개의 출력 렌즈 세그먼트는 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)로서 설명된다. 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a)는 출력측 경사 평면(15a) 상에 형성된다. 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16b)는 출력측 경사 평면(15b) 상에 형성된다.
입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b) 및 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)는 도광체(10)와 일체로 형성될 수 있고, 도광체(10)와 별도로 형성될 수 있다. 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b, 16a, 16b)가 예컨대 별도로 형성되는 경우에, 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b, 16a, 16b)는 광학적으로 투명한 접착제로써 대응하는 경사 평면(12a, 12b, 15a, 15b) 상에 부착된다.
입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 표면의 곡률은 LED(40)에 의해 방출된 광이 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 표면을 통해 입력측 시준 광속을 형성하게 굴절되도록 한정된다. 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 표면의 곡률은 앞유리(60)에 의해 반사되는 반사된 시준 광속이 PD(50)를 향해 수렴하게 굴절되도록 한정된다.
입력측 분할 표면(11a)이 인접한 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)를 분할하며 도1에 도시된 바와 같이 평탄하다. 입력측 분할 표면(11a)은 입력측 경사 평면(12a, 12b)에 대체로 직각이다. 또한, 입력측 분할 표면(11a)은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 광학 축을 따라 형성된다.
출력측 분할 표면(14a)이 인접한 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)를 분할하며 도1에 도시된 바와 같이 평탄하다. 출력측 분할 표면(14a)은 출력측 경사 평면(15a, 15b)에 대체로 직각이다. 또한, 출력측 분할 표면(41a)은 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 광학 축을 따라 형성된다.
입력측 분할 표면(11a) 및 출력측 분할 표면(14a)은 입력측 분할 표면(11a)의 가상 연장부와 출력측 분할 표면(14a)의 가상 연장부 사이의 연결부가 앞유리(60)의 외벽면(60a) 상에 위치되도록 형성된다.
회로 기판(30)이 하우징(20)에 의해 유지된다. LED(40) 및 PD(50)는 회로 기판(30)의 앞유리(60)를 향하는 표면(장착 표면) 상에 장착된다. 칩 형태이면 표면-장착 형태인 LED(40) 및 PD(50) 모두는 회로 기판(30) 상에 장착된다. LED(40)는 회로 기판(30) 상에 장착된 방출 구동 회로(도시되지 않음)로부터의 구동 신호 를 기초로 하여 조사 각도 θ1(도1에 점선으로서 도시됨) 내에서 앞유리(60)로 광을 가하고 정지한다.
PD(50)는 반사 광을 수용한다. PD(50)는 수용 각도 θ2(도1에 점선으로서 도시됨) 내에서 이동하는 반사 광을 수용한다. 다음에, PD(50)는 회로 기판(30) 상에 장착된 처리 회로(도시되지 않음)로 PD(50)가 수용하는 광량의 측정 수치를 전송한다. 처리 회로는 광량의 측정 수치를 수용하고, 측정 수치를 부착된 빗방울량에 대응하는 대응 신호로 변환시킨다.
여기에서, LED(40)는 회로 기판(30)과 입력측 분할 표면(11a) 사이의 교차부 상에 장착된다. 또한, PD(50)는 회로 기판(30)과 출력측 분할 표면(14a) 사이의 교차부 상에 장착된다.
본 실시예에서, LED(40) 및 PD(50)는 표면-장착 형태이다. 따라서, 장착 영역은 회로 기판(30)이 소형화되도록 감소된다. 그러면, 빗방울 센서는 소형화된다. 또한, 방출 구동 회로 및 처리 회로가 표면-장착 형태인 경우에, 빗방울 센서의 추가의 소형화가 달성된다.
본 실시예에서, 도광체(10)는 2개의 입력측 경사 평면(12a, 12b) 그리고 2개의 출력측 경사 평면(15a, 15b)을 포함한다. 그러나, 도광체(10)는 각각의 측면 상에 3개 이상의 경사 평면을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 복수개의 분할 표면이 인접한 경사 평면들 사이에 형성된다. 복수개의 분할 표면 중 1개가 바람직하게는 경사 평면 상에 형성되는 평볼록 렌즈 세그먼트의 광학 축을 따라 형성되어야 한다.
분할 표면이 광학 축을 따라 형성되지 않는 경우에, LED(40) 및 PD(50)가 대응하는 광학 축 상에 장착되더라도, 광으로써의 앞유리(60) 상의 조사 영역이 감소한다. 이는 분할 표면이 광학 축을 따라 형성되는 경우에 비해 평볼록 렌즈 세그먼트의 단부의 많은 중첩부가 인접한 평볼록 렌즈 세그먼트 상에 형성되기 때문이다. 결과적으로, 감지 영역이 더욱 협소해진다.
입력측 분할 표면(11a) 및 출력측 분할 표면(14a)은 대응하는 시준 광속의 중심 내에 거의 반경 반향으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 입력측에서 LED(40)에 의해 방출된 광이 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)에 균등하게 가해지기 때문이다. 이는 출력측에서 수광 요소가 효과적으로 반사 광을 수용하기 때문이기도 하다.
본 실시예에서, 도2에 도시된 바와 같이, 도광체(10)는 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 그룹 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 그룹을 포함한다. LED(40)는 회로 기판(30)과 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 광학 축 사이의 교차부 상에 장착된다. 또한, PD(50)는 회로 기판(30)과 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 광학 축 사이의 교차부 상에 장착된다. 이처럼 빗방울 센서를 형성함으로써, 빗방울 센서의 다수개의 구성 요소가 감소된다. 이는 각각의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트가 도6의 종래 기술의 빗방울 센서에 도시된 바와 같이 각각의 평볼록 렌즈(120, 130)에 의해 요구되는 대응하는 전용 발광 요소를 요구하지 않기 때문이다.
빗방울 센서의 작동이 설명될 것이다. 이처럼 구성된 본 실시예에서, LED(40)가 방출 구동 회로에 의해 구동될 때, LED(40)는 소정 특성을 갖는 광(예컨대, 적외선)을 방출한다. 광은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 표면 상에 입사된다. 조사 각도 θ1의 조사 각도 θ11 내에서 이동하는 광은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 표면 상에 입사된다.
LED(40)에 의해 방출되는 광은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 표면을 통해 입력측 시준 광속(이점쇄선으로서 도시됨)을 형성하도록 굴절된다. 입력측 시준 광속은 도광체(10)를 통해 앞유리(60)를 향해 이동한다. 입력 렌즈(13)에 의해 시준되는 입력측 시준 광속은 내벽면(60b)측으로부터 외벽면(60a)으로 가해진다. 외벽면(60a)의 입력측 시준 광속이 가해지는 영역이 빗방울-감지 영역이다.
입력측 시준 광속은 빗방울-감지 영역 내의 외벽면(60a)에 의해 반사된다. 그 후, 반사 광은 반사된 시준 광속으로서 도광체(10)를 통해 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)를 향해 이동한다. 반사된 시준 광속은 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b) 상에 입사되고, 도1에서 점선에 의해 도시된 바와 같이 PD(50)를 향해 수렴하도록 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 표면에 의해 굴절된다. PD(50)는 수용 각도 θ2의 수용 각도 θ21 내에서 이동하는 광을 수용한다.
LED(40)에 의해 방출된 광의 광학 경로가 전술된 방식으로 형성된다. 그 후, 빗방울이 외벽면(60a)에 부착되는 경우에, 반사 광량은 부착된 빗방울으로 인해 감소된다. 따라서, PD(50)를 향해 수렴된 수렴 광량은 감소된다. 다음에, PD(50)는 처리 회로로 수렴 광량에 대응하는 제1 신호를 전송한다. 처리 회로는 제1 신 호를 기초로 하여 부착된 빗방울량을 계산한다. 다음에, 처리 회로는 와이퍼 자동 제어 장치로 부착된 빗방울량에 대응하는 제2 신호를 전송한다.
본 실시예의 효과가 설명될 것이다.
(1) 입력측 분할 표면의 가상 연장부와 빗방울-감지 영역 사이의 교차부가 출력 분할 표면의 가상 연장부와 빗방울-감지 영역 사이의 교차부와 일치하지 않는 경우에, 반사 광량은 감소된 광량을 수용하는 전술된 2개의 부분(교차부)으로 인해 감소된다. 따라서, 광량은 빗방울-감지 영역의 2개의 부분에서 감소될 수 있다. 결과적으로, 2개의 부분에서 빗방울을 검출하는 정확성은 악화될 수 있으며 빗방울-감지 영역 내에서의 빗방울량은 정확하게 검출될 수 없다.
본 실시예에서, 입력측 분할 표면(11a)의 가상 연장부와 외벽면(60a) 사이의 교차부는 출력측 분할 표면(14a)의 가상 연장선과 외벽면(60a) 사이의 교차부와 일치한다. 따라서, 빗방울-감지 영역은 감소된 광량을 수용하는 단일 부분(교차부)을 갖게 된다. 이와 같이, 빗방울을 감지하는 정확성이 악화되는 부분의 개수를 감소시키는 것이 가능하다.
광량의 감소에 대한 이유가 설명될 것이다. 도광체의 입력측 상에서, 입력측 분할 표면은 각각의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트와 대응하는 입력측 경사 평면 사이에 형성된다. 입력측 분할 표면 때문에, 소량의 광이 입력측 분할 표면의 가상 연장부와 빗방울-감지 영역 사이의 교차부로 도달한다.
또한, 도광체의 출력측 상에서, 출력측 분할 표면은 각각의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트와 대응하는 입력측 경사 평면 사이에 형성된다. 반사 광에 대한 광 량은 출력측 분할 표면의 가상 연장부와 빗방울-감지 영역 사이의 교차부에 대응하는 빗방울-감지 영역 상의 대응 부분에서 감소된다. 바꿔 말하면, 출력측 분할 표면의 가상 연장부와 빗방울-감지 영역 사이의 교차부에서, 빗방울-감지 영역은 소량의 광을 수용한다.
(2) 도1에 도시된 바와 같이, 도광체(10)는 입력측 상의 경사 평면(12a, 12b) 그리고 출력측 상의 경사 평면(15a, 15b)을 포함한다. 또한, 도광체(10)는 입력측 상의 경사 평면(12a, 12b)들 사이의 분할 표면(11a) 그리고 출력측 상의 경사 평면(15a, 15b)들 사이의 분할 표면(14a)을 포함한다. 바꿔 말하면, 도광체(10)의 입력측 및 출력측 상에 형성되는 경사 평면(12a, 12b, 15a, 15b)이 계단형으로 형성되기 때문에, 도광체(10)의 높이는 종래의 도광체(쇄선으로서 도시됨)보다 작다.
(3) 평볼록 렌즈를 2개의 렌즈 세그먼트로 분할함으로써 발생되는 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)는 도광체(10)의 대응하는 입력측 경사 평면(12a, 12b) 상에 형성된다. 평볼록 렌즈를 2개의 렌즈 세그먼트로 분할함으로써 발생되는 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)는 도광체(10)의 대응하는 출력측 경사 평면(15a, 15b) 상에 형성된다. 이와 같이, 단일의 광학 축이 입력측 상에 형성되고, 단일의 광학 축이 출력측 상에 형성된다. 따라서, LED(40) 및 PD(50)의 개수가 종래의 빗방울 센서보다 적다.
(4) 평볼록 렌즈가 2개의 렌즈 세그먼트로 분할되는 경우에, 평볼록 렌즈의 광학 축을 따라 평볼록 렌즈를 분할하는 것이 바람직하다. 평볼록 렌즈가 평볼록 렌즈의 광학 축을 따라 분할되지 않는 경우에, LED(40)가 평볼록 렌즈의 광학 축의 가상 연장부 상에 위치될 때, 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트는 대응하는 인접한 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트의 단부와 중첩된다. 또한, PD(50)가 평볼록 렌즈의 진출하는 광학 축의 가상 연장부 상에 위치될 때, 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트는 대응하는 인접한 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트의 단부와 중첩된다.
(5) 입력 렌즈(13)에 의해 시준되는 입력측 시준 광속의 반경 방향 중심이 대체로 입력측 분할 표면(11a) 내에 위치된다. 입력 렌즈(13)에 의해 시준되며 앞유리(60)의 기준 표면(60a)에 의해 반사되는 반사된 시준 광속의 반경 방향 중심이 대체로 출력측 분할 표면(14a) 내에 위치된다. 따라서, 입력측에서, LED(40)에 의해 방출된 광은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)로 균등하게 도달한다. 또한, 출력측에서, 반사 광은 수광 요소에 의해 효과적으로 수용된다.
(6) 입력측 및 출력측 상의 각각의 경사 평면(12a, 12b, 15a, 15b)은 앞유리(60) 상의 각각의 경사 평면의 돌출 화상이 서로와 겹치지 않는 방식으로 형성된다. 이와 같이, 도광체(10)의 두께는 균등해진다. 마찬가지로, 도광체(10)가 성형되면서, 싱크 마크 및 보이드가 형성되는 것이 제한된다. 또한, 도광체(10)의 제조 유닛이 온도의 불평등 분배를 제한하는 장치를 필요로 하지 않는다. 이와 같이, 도광체(10)의 제조 비용이 증가되는 것이 방지된다.
(7) 회로 기판(30) 상에 형성되는 LED(40)는 회로 기판(30)과 입력측 분할 표면(11a)의 가상 연장부 사이의 교차부에 위치된다. 회로 기판(30) 상에 형성되는 PD(50)는 회로 기판(30)과 출력측 분할 표면(14a)의 가상 연장부 사이의 교차부 에 위치된다. 따라서, 도광체(10) 및 렌즈로 인한 중첩은 LED(40)가 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(12a, 12b)를 향해 광을 방출하는 과정에서 생성되는 것이 제한되고, 앞유리(60)에 의해 반사되는 반사된 시준 광속은 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)에 의해 수렴된다.
(8) 입력 렌즈(13)에 의해 시준되는 입력측 시준 광속의 반경 방향 중심이 대체로 입력측 분할 표면(11a) 내에 위치된다. 입력 렌즈(13)에 의해 시준되며 앞유리(60)의 기준 표면(60a)에 의해 반사되는 반사된 시준 광속의 반경 방향 중심이 대체로 출력측 분할 표면(14a) 내에 위치된다. 따라서, 입력측에서, LED(40)에 의해 방출된 광은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)로 균등하게 도달한다. 또한, 출력측에서, 반사된 시준 광은 PD(50)를 향해 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b) 모두에 의해 수렴된다.
(9) 예컨대, 도6에 도시된 바와 같이, LED(40)는 방향성을 갖고 광을 방출하여, 광은 120˚의 조사 각도 θ1 내에서 이동한다. LED(40)의 반경 방향 중심 주위의 광량이 100%이면, 광의 반경 방향 외주연(도6에서 점선으로서 도시됨)에서의 광량은 약 50%이다. 도1에 도시된 바와 같은 본 실시예에 따르면, 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)가 각각 형성되는 입력측 경사 평면(12a, 12b)은 계단 형상으로 형성된다. 이와 같이, 강한 광 세기를 갖는 조사 각도 θ11 내의 광은 LED(40)의 소정 조사 각도 θ1 내의 광으로부터 선택적으로 사용된다.
PD(50)는 소정 수광 각도 θ2를 갖는다. 광의 반경 방향 외주연에서의 수광 속도가 광의 반경 방향 중심에서보다 낮다. 본 실시예에서, 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)가 각각 형성되는 출력측 경사 평면(15a, 15b)은 계단 형상으로 형성된다. 이와 같이, 더욱 효율적인 수용 속도를 갖는 수광 각도 θ21은 PD(50)의 소정 수광 각도 θ2로부터 선택적으로 사용된다.
(10) 회로 기판(30)의 도광체(10) 사이의 거리는 LED(40)가 광을 방출하는 소정 조사 각도 θ1 그리고 PD(50)가 광을 수용하는 수광 각도 θ2의 효과적인 사용을 하기 위해 짧게 조절된다. 그러면, 빗방울 센서를 얇게 제조하는 것이 가능하다.
(11) LED(40)가 광을 방출하는 소정 조사 각도 그리고 PD(50)가 광을 수용하는 소정 수광 각도는 협소해질 수 있다.
(12) 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 표면의 곡률이 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a, 13b)의 표면을 통해 입력측 시준 광속을 형성하도록 시준된다. 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 표면의 곡률이 앞유리(60)에 의해 반사되는 반사된 시준 광속이 PD(50)를 향해 수렴하게 굴절되도록 한정된다.
따라서, 입력측 및 반사된 시준 광속은 도광체(10) 내에 형성될 수 있고, 반사된 시준 광속은 LED(40)와 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a) 사이의 거리가 LED(40)와 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13b)와 상이하며 PD(50)와 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a) 사이의 거리가 PD(50)와 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16b) 사이의 거리와 상이한 조건에서도 PD(50)로 수렴될 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 제2 실시예가 도3 및 도4를 참조하여 설명될 것이다. 제1 실시예 의 빗방울 센서의 구성 요소와 유사한 제2 실시예의 빗방울 센서의 유사한 구성 요소는 동일한 도면 부호에 의해 지시될 것이다. 제2 실시예에서, 3개 이상의 경사 평면이 경사측 및 입력측 중 적어도 1개 상에 형성된다. 도3은 제2 실시예에 따른 자동차의 앞유리(60)의 내벽면(60b) 상에 장착된 빗방울 센서의 단면도이다. 도4는 제2 실시예의 변형예에 따른 자동차의 앞유리(60)의 내벽면(60b) 상에 장착된 빗방울 센서의 단면도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 도광체(10a)는 3개의 출력측 경사 평면(15c 내지 15e) 그리고 2개의 출력측 분할 표면(14b, 14c)을 포함한다. 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16c 내지 16e)는 대응하는 출력측 경사 평면(15c 내지 15e) 상에 형성된다. 출력측 분할 표면(14b)은 출력측 경사 평면(15c, 15d)들 사이에 형성되고, 출력측 분할 표면(14c)은 출력측 경사 평면(15d, 15e) 사이에 형성된다. 입력측 분할 표면(11a)의 가상 연장선과 출력측 분할 표면(14c)의 가상 연장선 사이의 교차부가 앞유리(60)의 외벽면(60a) 상에 위치된다.
또한, PD(50)의 수광 지점(51)이 회로 기판(30)의 장착 표면 그리고 출력측 분할 표면(14c)의 가상 연장선의 교차부 상에 장착된다. 진출하는 경사 평면(15e)은 출력측 분할 표면(14c)의 LED(40)측 상에 형성된다. 진출하는 경사 평면(15c, 15d)은 출력측 분할 표면(14c)의 타측 상에 형성된다.
도4에 도시된 바와 같이, 도광체(10b)는 입력측 상에 3개의 입력측 경사 평면(12c 내지 12e) 그리고 2개의 입력측 분할 표면(11b, 11c)을 포함한다. 또한, 도광체(10b)는 3개의 출력측 경사 평면(15c 내지 15e) 그리고 2개의 출력측 분할 표면(14b, 14c)을 포함한다. 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13c 내지 13e)는 대응하는 입력측 경사 평면(12c 내지 12e) 상에 형성된다. 입력측 분할 표면(11b)은 입력측 경사 평면(12c, 12d)들 사이에 형성되고, 입력측 분할 표면(11c)은 입력측 경사 평면(12d, 12e) 사이에 형성된다. 출력측 상의 경사 평면, 분할 표면 및 평볼록 렌즈 세그먼트는 도3에 도시된 것들과 일치한다.
입력측 분할 표면(11c)의 가상 연장선과 출력측 분할 표면(14c)의 가상 연장선 사이의 교차부가 앞유리(60)의 외벽면(60a) 상에 위치된다. 또한, LED(40)의 발광 지점(41)이 회로 기판(30)의 장착 표면과 입력측 분할 표면(11c)의 가상 연장선 사이의 교차부 상에 장착된다. 진입하는 경사 평면(13e)은 입력측 분할 표면(11c)의 PD(50)측 상에 형성된다. 진입하는 경사 평면(13c, 13d)은 입력측 분할 표면(11c)의 타측 상에 형성된다.
본 실시예의 효과가 설명될 것이다.
(1) 3개 이상의 입력측 경사 평면이 형성되는 경우에, 복수개의 입력 렌즈 세그먼트(13c 내지 13e) 중 발광 요소(40)로부터 가장 먼 단일의 제1 반경 방향측 렌즈 세그먼트(13e)는 입력 렌즈(13)의 광학 축의 제1 반경 방향측 상에 위치된다. 또한, 단일의 제1 반경 방향측 렌즈 세그먼트(13e)에 대해 발광 요소(40)에 더욱 근접한 복수개의 제2 반경 방향측 렌즈 세그먼트(13c, 13d)는 입력 렌즈(13)의 광학 축의 제2 반경 방향측 상에 위치된다. 마찬가지로, 각각의 평볼록 렌즈 세그먼트는 대응하는 인접한 경사 평면 그리고 대응하는 인접한 평볼록 렌즈 세그먼트와 중첩되지 않고, 도광체(10b)의 두께가 균등해질 수 있다.
(2) 3개 이상의 출력측 경사 평면이 형성되는 경우에, 출력측 경사 평면(15e)이 출력측 분할 표면(14c)의 LED(40)측 상에 형성된다. PD(50)는 출력측 분할 표면(14c)의 연장부 상에 위치된다. 또한, 출력측 경사 평면(15c, 15d)은 출력측 분할 표면(14c)의 타측 상에 형성된다. 마찬가지로, 각각의 평볼록 렌즈 세그먼트로부터 방출된 광은 대응하는 인접한 경사 평면 그리고 대응하는 인접한 평볼록 렌즈 세그먼트에 의해 차단되는 것이 제한되고, 도광체(10)의 두께가 균등해질 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예가 도5를 참조하여 설명될 것이다. 제1 및/또는 제2 실시예의 빗방울 센서의 구성 요소와 유사한 제3 실시예의 빗방울 센서의 유사한 구성 요소는 동일한 도면 부호에 의해 지시될 것이다. 제3 실시예에서, 4개의 입력측 경사 평면 그리고 4개의 출력측 경사 평면이 형성된다. 도5는 제3 실시예에 따른 자동차의 앞유리(60)의 내벽면(60b) 상에 장착된 빗방울 센서의 단면도이다. 도5에 도시된 바와 같이, 도광체(10c)는 입력측 상에 4개의 입력측 경사 평면(12f 내지 12i) 그리고 3개의 입력측 분할 표면(11d 내지 11f)을 포함한다. 또한, 도광체(10c)는 4개의 출력측 경사 평면(15f 내지 15i) 그리고 3개의 출력측 분할 표면(14d 내지 14f)을 포함한다.
입력측 분할 표면(11e)의 가상 연장부와 출력측 분할 표면(14e)의 가상 연장부 사이의 교차부가 앞유리(60)의 외벽면(60a) 상에 위치된다. 나아가, LED(40)는 회로 기판(30)의 장착 표면과 입력측 분할 표면(11e)의 가상 연장부 사이의 교차부 에 위치된다. 또한, PD(50)는 회로 기판(30)의 장착 표면과 출력측 분할 표면(14e)의 가상 연장부 사이의 교차부에 위치된다.
본 실시예의 효과가 설명될 것이다. 도광체(10c)는 어떤 다른 실시예에서보다 얇게 제조될 수 있으며 도광체(10c)의 두께는 균등해질 수 있다. 이는 입력측 상의 4개의 경사 평면 그리고 출력측 상의 4개의 경사 평면을 포함한다.
제1 변형예가 도7을 참조하여 설명될 것이다. 도7에 도시된 바와 같이, 도광체(10d)는 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트의 2개의 그룹 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 그룹을 포함한다. 제1 입력 렌즈(13)가 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13j, 13k)를 포함한다. 제2 입력 렌즈(13)가 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13l, 13m)를 포함한다. 본 실시예의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트 및 PD(50)는 제1 실시예와 일치한다. 이와 같이, 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트 및 PD(50)는 제1 실시예에서 사용되는 동일한 도면 부호에 의해 지시된다.
도7에 도시된 바와 같이, 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13j 내지 13m)를 포함하는 제1 및 제2 입력 렌즈는 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13j, 13k)를 포함하는 제1 입력 렌즈(13)의 광학 축이 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13l, 13m)를 포함하는 제2 입력 렌즈(13)의 광학 축에 평행하도록 도광체(10d) 상에 형성된다. 각각의 LED(40a, 40b)는 회로 기판(30)과 대응하는 광학 축 사이의 교차부에 위치된다. 각각의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13j 내지 13m)의 폭이 각각의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a, 16b)의 약 1/2이다.
LED(40a)에 의해 방출된 광은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13j, 13k)를 포 함하는 제1 입력 렌즈(13)를 통해 빗방울-감지 영역의 약 1/2에 가해진다. LED(40b)에 의해 방출된 광은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13l, 13m)를 포함하는 제2 입력 렌즈(13)를 통해 빗방울-감지 영역의 다른 1/2에 가해진다. LED(40a) 및 LED(40b)는 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 광을 교대로 방출하도록 제조된다. PD(50)는 LED(40a, 40b)로부터 교대로 방출되는 광을 수용한다. 빗방울 센서는 발광량에 비해 수광량의 감소 속도를 기초로 하여 빗방울량을 검출한다.
전술된 구조를 포함하는 제1 변형예에 따르면, 빗방울-감지 영역은 2개의 영역으로 분할되며 대응하는 빗방울-감지 영역에 대한 발광량과 비교된 수광량의 각각의 감소 속도는 별도로 계산된다. 따라서, 빗방울-감지 영역이 분할되지 않은 경우에 비해, 작은 빗방울량이라도 수광량의 큰 감소 속도로서 설명될 수 있다. 이와 같이, 빗방울을 검출하는 정확성은 개선된다.
제2 변형예가 도8을 참조하여 설명될 것이다. 도광체(10e)는 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13n 내지 13u)를 포함하는 4개의 입력 렌즈(13) 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16j 내지 16q)를 포함하는 4개의 출력 렌즈(16)를 포함한다. 또한, 2개의 LED(40c, 40d) 그리고 2개의 PD(50a, 50b)가 회로 기판(30) 상에 장착된다.
도8에 도시된 바와 같이, 도광체(10e)는 상부로부터 보여질 때 대체로 정사각형으로 성형된다. 도광체(10e)의 대체로 정사각형의 각각의 측면은 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13n 내지 13u)를 포함하는 4개의 입력 렌즈(13) 중 대응하는 것 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16j 내지 16q)를 포함하는 4개의 출력 렌즈 (16) 중 대응하는 것을 포함한다. 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13n, 13o)를 포함하는 제1 입력 렌즈(13) 그리고 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13p, 13q)를 포함하는 제2 입력 렌즈(13)는 제1 입력 렌즈(13)의 광학 축과 제2 입력 렌즈(13)의 광학 축 사이의 교차부가 도광체(10e)의 제1 코너 부분 주위에 위치되도록 위치된다. 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13s, 13r)를 포함하는 제3 입력 렌즈(13) 그리고 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13t, 13u)를 포함하는 제4 입력 렌즈(13)는 제3 입력 렌즈(13)의 광학 축과 제4 입력 렌즈(13)의 광학 축 사이의 교차부가 도광체(10e)의 제1 코너 부분의 대각선 위치 상에 위치되는 제2 코너 부분 주위에 위치되도록 위치된다.
출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16j, 16k)를 포함하는 제1 출력 렌즈(16) 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16l, 16m)를 포함하는 제2 출력 렌즈(16)는 제1 출력 렌즈(16)의 광학 축과 제2 출력 렌즈(16)의 광학 축 사이의 교차부가 도광체(10e)의 전술된 제1 및 제2 코너 부분과 상이한 제3 코너 주위에 위치되도록 위치된다. 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16n, 16o)를 포함하는 제3 출력 렌즈(16) 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16p, 16q)를 포함하는 제4 출력 렌즈(16)는 제3 출력 렌즈(16)의 광학 축과 제4 출력 렌즈(16)의 광학 축 사이의 교차부가 도광체(10e)의 제3 코너 부분의 대각선 위치 상에 위치되는 제4 코너 부분 주위에 위치되도록 위치된다.
LED(40c, 40d) 및 PD(50a, 50b)는 회로 기판(30) 상에 장착된다. LED(40c)는 제1 입력 렌즈(13)의 광학 축과 제2 입력 렌즈(13)의 광학 축 사이의 교차부에 위치된다. LED(40d)는 제3 입력 렌즈(13)의 광학 축과 제4 입력 렌즈(13)의 광학 축 사이의 교차부에 위치된다. PD(50a)는 제1 출력 렌즈(16)의 광학 축과 제2 출력 렌즈(16)의 광학 축 사이의 교차부에 위치된다. PD(50b)는 제3 출력 렌즈(16)의 광학 축과 제2 출력 렌즈(16)의 광학 축 사이의 교차부에 위치된다.
전술된 구조에서, 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13n 내지 13u)를 포함하는 4개의 입력 렌즈(13) 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16j, 16q)를 포함하는 4개의 출력 렌즈(16)는 도광체(10e) 상에 형성된다. 그러나, 2개의 LED(40c, 40d) 및 2개의 PD(50a, 50b)만 회로 기판(30) 상에 장착될 필요가 있다. 이와 같이, LED 및 PD의 개수가 입력 렌즈 및 출력 렌즈에 비해 감소되고, 넓은 빗방울-감지 영역이 여전히 포함될 수 있다. 대신에, 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13n 내지 13q)를 포함하는 입력 렌즈(13) 그리고 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16j, 16k, 16n, 16o)를 포함하는 출력 렌즈(16)는 LED 및 PD 중 적어도 1개를 감소시키기 위해 L자 형태로 위치될 수 있다. LED 및 PD의 개수는 감소되는데, 이는 LED 또는 PD 중 적어도 1개가 공유될 수 있기 때문이다.
투명 패널은 차량의 앞유리에 제한되지 않는다. 투명 패널은 대신에, 투명 선루프 패널, 옆유리, 뒷유리 등이다.
추가의 장점 및 변형이 당업자에게 용이하게 일어날 것이다. 따라서, 본 발명은 그 넓은 의미에서 도시 및 설명된 특정 세부 사항, 대표 장치 및 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, 더욱 효과적으로 빗방울을 검출하도록 더욱 효과적으로 광을 안내하는 빗방울 센서가 제공된다.

Claims (11)

  1. 투명 패널(60)에 부착된 빗방울을 감지하는 빗방울 센서이며,
    상기 투명 패널(60)에 대면하고 투명 패널(60)을 향해 광을 방출하는 발광 요소(40, 40a 내지 40d)와,
    상기 투명 패널(60)에 대면하고 상기 발광 요소(40)에 의해 방출된 광을 수용하는 수광 요소(50, 50a, 50b)와,
    투명 패널(60) 상에 장착된 도광체(10, 10a 내지 10e)를 포함하고,
    도광체(10, 10a 내지 10e)는,
    도광체(10, 10a 내지 10e)의 입력측 상에 형성되고, 그 광학 축에 평행한 방향으로 서로로부터 변위되는 복수개의 입력 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u)로 분할되는 입력 렌즈(13)와,
    복수개의 입력 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u)들 중 인접한 2개를 분할하며 평탄한 입력측 분할 표면(11a, 11c, 11e)과,
    도광체(10, 10a 내지 10e)의 출력측 상에 형성되고, 그 광학 축에 평행한 방향으로 서로로부터 변위되는 복수개의 출력 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q)로 분할되는 출력 렌즈(16)와,
    복수개의 출력 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q)들 중 인접한 2개를 분할하며 평탄한 출력측 분할 표면(14a, 14c, 14e)을 구비하고,
    입력 렌즈(13)는 입력측 시준 광속을 형성하도록 발광 요소(40, 40a 내지 40d)에 의해 방출되는 광을 시준하고,
    출력 렌즈(16)는 입력 렌즈(13)에 의해 시준되며 빗방울이 부착되는 투명 패널(60)의 기준 표면(60a)에 의해 반사되는 시준 광속을 수용하고,
    출력 렌즈(16)는 수광 요소(50, 50a, 50b)가 반사된 시준 광속을 수용하도록 수광 요소(50, 50a, 50b)를 향해 반사된 시준 광속을 수렴시키고,
    입력측 분할 표면(11a, 11c, 11e)의 가상 연장부와 출력측 분할 표면(14a, 14c, 14e)의 가상 연장부 사이의 교차부가 투명 패널(60)의 기준 표면(60a) 상에 위치되는 빗방울 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 입력 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u)는 입력측 평볼록 렌즈를 복수개의 렌즈 세그먼트로 분할함으로써 발생된 복수개의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u)이고,
    각각의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u)의 출력측 평면이 기준 표면(60a)에 대해 경사진 경사 평면(12a 내지 12i)이고,
    복수개의 출력 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q)는 출력측 평볼록 렌즈를 복수개의 렌즈 세그먼트로 분할함으로써 발생된 복수개의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q)이고,
    각각의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q)의 입력측 평면이 기준 표면(60a)에 대해 경사진 경사 평면(15a 내지 15i)인 빗방울 센서.
  3. 제1항에 있어서, 입력측 분할 표면(11a, 11c, 11e)은 입력 렌즈(13)의 광학 축을 따라 연장하고,
    출력측 분할 표면(14a, 14c, 14e)은 출력 렌즈(16)의 광학 축을 따라 연장하는 빗방울 센서.
  4. 제1항에 있어서, 발광 요소(40, 40a 내지 40d) 및 수광 요소(50, 50a, 50b)가 장착되는 회로 기판(30)을 더 포함하고,
    발광 요소(40, 40a 내지 40d)는 회로 기판(30)과 입력측 분할 표면(11a, 11c, 11e)의 가상 연장부 사이의 교차부 상에 위치되고,
    수광 요소(50, 50a, 50b)는 회로 기판(30)과 출력측 분할 표면(14a, 14c, 14e)의 가상 연장부 사이의 교차부 상에 위치되는 빗방울 센서.
  5. 제1항에 있어서, 입력 렌즈(13)에 의해 시준되는 입력측 시준 광속의 반경 방향 중심이 입력측 분할 표면(11a, 11c, 11e) 내에 위치되고,
    입력 렌즈(13)에 의해 시준되며 투명 패널(60)의 기준 표면(60a)에 의해 반사되는 반사 시준 광속의 반경 방향 중심이 출력측 분할 표면(14a, 14c, 14e) 내에 위치되는 빗방울 센서.
  6. 제2항에 있어서, 각각의 경사 평면(12a 내지 12i, 15a 내지 15i)은, 상기 경사 평면(12a 내지 12i, 15a 내지 15i)이 투명 패널(60)에 직각인 방향으로 보여질 때, 경사 평면(12a 내지 12i, 15a 내지 15i)의 잔여부와 겹쳐지지 않는 빗방울 센서.
  7. 제1항에 있어서, 복수개의 입력 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u)는 입력 렌즈(13)의 광학 축의 제1 반경 방향측 상에 위치되며 복수개의 입력 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u) 중 발광 요소(40)로부터 가장 먼 단일의 제1 반경 방향측 렌즈 세그먼트(13e)와,
    입력 렌즈(13)의 광학 축의 제2 반경 방향측 상에 위치되며 단일의 제1 반경 방향측 렌즈 세그먼트(13e)에 대해 발광 요소(40)에 더욱 근접한 복수개의 제2 반경 방향측 렌즈 세그먼트(13c, 13d)를 포함하는 빗방울 센서.
  8. 제1항에 있어서, 복수개의 출력 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q)는 출력 렌즈(16)의 광학 축의 제1 반경 방향측 상에 위치되며 복수개의 출력 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q) 중 수광 요소(16)로부터 가장 먼 단일의 제1 반경 방향측 렌즈 세그먼트(16e)와,
    출력 렌즈(16)의 광학 축의 제2 반경 방향측 상에 위치되며 단일의 제1 반경 방향측 렌즈 세그먼트(16e)에 대해 수광 요소(50)에 더욱 근접한 복수개의 제2 반경 방향측 렌즈 세그먼트(16c, 16d)를 포함하는 빗방울 센서.
  9. 제2항에 있어서, 복수개의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13a 내지 13u)의 표 면의 곡률은 발광 요소(40, 40a 내지 40d)에 의해 방출된 광이 도광체(10, 10a 내지 10e)의 입력측 상에 입력측 시준 광속을 형성하게 시준되도록 한정되고,
    복수개의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16a 내지 16q)의 표면의 곡률은 반사된 시준 광속이 수광 요소(50, 50a, 50b)를 향해 수렴되도록 한정되는 빗방울 센서.
  10. 제2항에 있어서, 발광 요소(40a, 40b) 및 수광 요소(50)가 그 상에 장착되며 발광 요소(40a, 40b)가 제1 발광 요소(40a, 40b)인 회로 기판(30)과,
    회로 기판(30) 상에 장착되는 제2 발광 요소(40a, 40b)를 더 포함하고,
    입력 렌즈(13)는 복수개의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13j 내지 13m)를 구비하는 제1 입력 렌즈(13)이고,
    도광체(10d)는 복수개의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13j 내지 13m)를 포함하는 제2 입력 렌즈(13)를 더 포함하고,
    제1 입력 렌즈(13)의 광학 축이 제2 입력 렌즈(13)의 광학 축에 평행하고,
    제1 발광 요소(40a, 40b)는 회로 기판(30)과 제1 입력 렌즈(13)의 광학 축 사이의 교차부에 위치되고,
    제2 발광 요소(40a, 40b)는 회로 기판(30)과 제2 입력 렌즈(13)의 광학 축 사이의 교차부에 위치되고,
    수광 요소(50)는 회로 기판(30)과 출력 렌즈(16)의 광학 축 사이의 교차부에 위치되는 빗방울 센서.
  11. 제2항에 있어서, 입력 렌즈(13)는 복수개의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13n 내지 13u)를 포함하는 제1 입력 렌즈(13)이고,
    도광체(10e)는 복수개의 입력측 평볼록 렌즈 세그먼트(13n 내지 13u)를 구비하는 제2 입력 렌즈(13)를 더 포함하고,
    출력 렌즈(16)는 복수개의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16j 내지 16q)를 포함하는 제1 출력 렌즈(16)이고,
    도광체(10e)는 복수개의 출력측 평볼록 렌즈 세그먼트(16j 내지 16q)를 포함하는 제2 출력 렌즈(16)를 추가로 포함하고,
    제1 및 제2 입력 렌즈(13) 그리고 제1 및 제2 출력 렌즈(16)는 다음의 조건들 즉 발광 요소(40c, 40d)가 제1 입력 렌즈(13)의 광학 축과 제2 입력 렌즈(13)의 광학 축 사이의 교차부에 위치되는 조건 및 수광 요소(50a, 50b)가 제1 출력 렌즈(16)의 광학 축과 제2 출력 렌즈(16)의 광학 축 사이의 교차부에 위치되는 조건 중 적어도 1개를 충족시키도록 위치되는 빗방울 센서.
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