KR20170115248A - 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서 - Google Patents

다중 민감도 영역을 갖는 레인센서 Download PDF

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KR20170115248A
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light emitting
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KR1020160042606A
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박종민
공낙경
진건수
이기홍
이진상
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현대자동차주식회사
엑센도 주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 다수의 감지영역을 구성하고, 각각의 감지영역은 크기가 작은 빗물을 판단하고 동시에 전체적인 우적량을 판단할 수 있는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서로서, 더 바람직하게 본 발명은 유리부 감지영역으로 입사되는 단위면적당 광량이 서로 상이하도록 구성되는 초점거리가 다른 다수의 반사부를 구성하는바, 유리부에 위치하는 빗물의 사이즈에 따라 둘 이상의 서로 다른 민감도를 갖는 감지영역을 제공하여 빗물을 정확하게 감지하고 작은 사이즈의 빗물의 감지와 동시에 큰 사이즈의 빗물을 감지할 수 있는 레인센서를 통해, 높은 정확성를 제공하기 위한 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공하는 기술이다.

Description

다중 민감도 영역을 갖는 레인센서{Rain sensor with multi-sensitivity}
본 발명은 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 발광부와 대응되어 위치하는 서로 다른 초점거리를 포함하는 반사부들을 구성하여, 각각 반사된 빛들이 서로 다른 민감도를 갖도록 입사광량을 형성하여 유리부에 위치하는 서로 다른 빗방울 입자크기를 감지하는 감지영역을 구성하는바, 빗방울의 입자의 크기에 따른 서로 다른 감지영역들을 통해 전체적인 우적량과 작은 크기의 빗방울을 동시에 감지할 수 있는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서에 관한 것이다.
레인센서(Rain Sensor)는 운전자가 별도로 조작을 하지 않더라고 빗방울의 세기와 양 등을 스스로 감지하여 와이퍼의 속도나 작동 시간 등을 자동으로 제어하는 장치이다.
레인센서는 빗물감지기 또는 빗물감지센서라고도 하며, 운전자가 운전 도중에 와이퍼의 움직임이나 속도를 조절하기 위해서 별도의 움직임을 취하는 경우, 시선을 돌리거나 불필요한 동작을 함으로 인해서 발생하는 사고 또는 운전상의 불편함을 줄이기 위해 개발되었다.
즉, 빗물이 자동차의 윈드실드 글라스에 떨어지면 윈드실드 글라스 뒷면에 설치된 레인센서가 적외선을 통해 빗물의 양과 속도를 감지하고, 감지된 빗물의 양과 속도에 따라 와이퍼 속도를 빠르게 또는 느리게 동작하도록 제어하는 방식으로 구현된다.
상기와 같이, 차량의 와이퍼 속도 제어를 수행하기 위해서는 정확한 빗물의 량을 측정하는 것이 주용하고, 더욱 정확한 빗물의 량을 측정하기 위해서는 발광부에서 반사된 빛을 효율적으로 집광하여야 한다. 더욱이, 빗방울의 입자 크기에 따라 레인센서의 높은 민감도를 요구하고 있는바, 빗방울의 결정상태에 따른 서로 다른 민감도를 갖는 레인센서들에 의한 측정 방식이 요구된다는 문제점이 존재한다.
선행 기술로서, 한국 공개특허공보 10-2015-0137897호 (이하 문헌 1)에서 발광부에서 발광된 빛을 수광부로 직접 집광하여 유리부에 위치하는 빗물의 량을 측정하는 레인센서(30)를 제공하고 있다.
문헌 1의 구성은 도 1에 개시되어 있는바, 도 1에서는 빛을 발생시키는 발광부(11), 상기 발광부(11)에서 생성된 빛을 반사시키는 반사판(12), 상기 반사판(12)에 반사된 빛을 재반사시켜 감지 영역을 형성하는 유리부(20) 및 상기 유리부(20)에서 반사된 빛을 수광하는 수광부(13)를 개시하고 있다.
다만, 문헌 1의 경우, 유리부의 감지영역에 동일한 광량을 제공하는 발광부 및 반사판 구성을 통해 일정한 크기 이상의 빗방울 입자를 측정하는 구성을 포함하는바, 크기가 작은 빗방울의 입자에 따른 높은 민감도를 갖는 감지영역을 제공하지 못하고 있는 문제점이 존재한다.
더욱이, 크기가 작은 빗방울 입자와 병행하여 크기가 큰 빗방울 입자를 측정하기 위한 별도의 수단을 제공하지 못한다는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 안출하기 위해 고안된 것으로, 본 발명은 다수의 감지영역을 구성하고, 각각의 감지영역은 크기가 작은 빗방울을 판단하고 동시에 전체적인 우적량을 판단할 수 있는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유리부 감지영역으로 입사되는 단위면적당 광량이 서로 상이하도록 구성되는 초점거리가 다른 다수의 반사부를 구성하는바, 유리부에 위치하는 빗방울의 사이즈에 따라 둘 이상의 서로 다른 민감도를 갖는 감지영역을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서는 다음과 같은 구성을 포함한다.
차량의 레인센서에 있어서, 빛을 출력하는 적어도 하나 이상의 발광부; 상기 발광부에 대응하여 일정 거리가 이격되어 형성되는 반사판; 상기 반사판에 의해 반사된 상기 반사광을 전반사시켜 다수의 감지영역을 형성하는 유리부; 및 상기 유리부에서 반사된 반사광을 수광하는 수광부;를 포함하고, 상기 반사판은 제1 감지영역을 구성하는 적어도 하나 이상의 제1 반사부와 제2 감지영역을 구성하는 적어도 하나 이상의 제2 반사부를 포함하며, 상기 제2 감지영역은 상기 제1 감지영역보다 높은 단위면적당 광량을 갖고 상기 발광부는 상기 각각의 반사부의 초점거리에 위치하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제1 반사부는 제2 반사부보다 긴 초점거리를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제1 반사부는 3mm 이상 4mm 이하의 초점거리를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제2 반사부는 5mm 이상 10mm 이하의 초점거리를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 반사판을 형성하는 상기 제1 반사부 및 제2 반사부의 초점은,
Figure pat00001
에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.(상기 x는 반사판의 반경, 상기 y는 반사판의 깊이, 상기 f는 발광부와 반사판중심까지의 거리)
또한, 상기 발광부는 두 개로 형성되고 상기 제1 반사 및 제2 반사부와 각각 대응되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 단위면적당 광량은,
Figure pat00002
에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 발광부는 적외선 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 유리부의 내측면에 위치하는 평행부;를 더 포함하는바, 상기 평행부는 상기 반사판에 반사된 반사광이 평행광을 구성하도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 평행부는 톱날 형태 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 평행부는 상기 유리부의 감지영역에 좌우 대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서를 제공한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 민감한 감지영역을 구성하여 작은 사이즈의 빗방울을 정확하게 감지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 작은 사이즈의 빗방울의 감지와 동시에 큰 사이즈의 빗방울을 감지할 수 있는바, 높은 정확성을 갖는 레인센서를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
더욱이, 높은 정확도를 갖는 레인센서를 제공하여, 주행 환경에 따라 정확한 와이퍼의 동작을 제어할 수 있어, 사용자의 운전 시야 개선하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래기술로서, 단일 민감도를 갖는 레인센서의 측단면도를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서의 정단면도를 도시하고 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예로서, 제1 감지영역을 형성하는 제1 반사부의 광 경로를 도시하고 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예로서, 제1 감지영역을 형성하는 제1 반사부 광 경로의 측단면도를 도시하고 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예로서, 제2 감지영역을 형성하는 제2 반사부의 광 경로를 도시하고 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예로서, 제2 감지영역을 형성하는 제2 반사부 광 경로의 측단면도를 도시하고 있다
도 5는 본 발명의 일 실시예로서, 서로 다른 초점거리를 갖는 반사판의 측단면도를 도시하고 있다.
도 6은 초점거리가 멀어질수록 공기 중을 이동하는 광경로의 이론적 출력 손실변화를 그래프로 도시하고 있다
도 7은 본 발명의 일 실시예로서, 초점거리가 멀어질수록 공기 중을 이동하는 광경로의 단위면적당 출력 그래프를 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예로서, 초점거리가 상이한 경우, 빗방울 반지름에 따라 발생하는 전압 변화율 그래프를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예로서, 초점거리가 상이한 경우, 빗방울 반지름에 따라 발생하는 신호변화 그래프를 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예로서, 유리부에 형성되는 두 개의 감지영역을 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 차량 유리에 부착되어 차량 유리에 떨어지는 빗방울을 감지하고, 감지된 빗방울의 양 및 낙하주기에 따라 차량의 와이퍼의 속도 및 주기를 제어할 수 있는 신호를 출력하는 거울을 이용한 전반사형태 레인센서에 관한 것이다. 더욱이, 레인센서는 차량의 전면 유리뿐만 아니라, 차량의 유리 중 와이퍼가 구비되는 유리(예를 들어, 후면 유리 등)에는 모두 부착될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서(100)의 정단면도를 도시하고 있다.
레인센서(100)의 하우징 내부에 위치하는 발광부(110)를 포함하는바, 차량의 유리부(130)와 접촉되는 타 평면상에 위치하고, 하우징의 수평 방향으로 빛을 조사할 수 있도록 위치하는바, 적외선을 조사하는 적외선 LED로 이루어질 수 있다. 더욱이, 상기 발광부(110)는 수평면상에 반사판(120)을 마주하도록 구성되는바, 발광부(110)를 통해 조사된 빛이 반사판(120)을 통해 반사되도록 위치된다.
더욱이, 발광부(110)와 대응되는 구성으로서 수광부(140)를 포함하는바, 수광부(140)는 발광부(110)에서 조사된 빛을 수광하는 포토 다이오드로 구성된다. 상기 포토 다이오드는 하우징에 위치하는 PCB(200)와 연결되어 빗물의 양에 따라 수광되는 빛의 측정값(전압변화)을 수신하는 구성이다. 또한, PCB(200)구성을 통해 빗물의 양에 따라 수광되는 빛의 출력값을 이용하여 와이퍼의 속도를 제어하도록 구성된다. 더 바람직하게, 하나 이상의 발광부(110)를 포함하는 레인센서의 경우, 각각의 발광부(110)에서 조사되는 빛을 시간 분리하여 하나 또는 다수의 수광부(140)로 유입되도록 설정할 수 있다. 즉, 적어도 두 개 이상의 발광부(110)에서 순차적으로 발생된 빛을 수광부(140)로 순차적으로 유입하도록 제어할 수 있는 구성으로, 하나의 수광부(140)를 통해 다수의 발광부(110)에서 조사되는 빛을 수광할 수 있다.
뿐만 아니라, 차량의 유리부(130) 외측으로 입사되기 이전에 위치하는 평행부(150)를 구성할 수 있는바, 반사광은 평행부(150)를 통과하여 평행광 형태를 가질 수 있다. 평행부(150)는 유리부(130)의 감지면적 중심부에 대칭으로 구성될 수 있는바, 유리부(130)로 유입되는 빛 뿐만 아니라 수광부(140)로 조사되는 반사광의 경로를 평행광으로 유지할 수 있다. 더욱이, 상기 평행부(150)를 통과한 반사광은 레인센서(100)의 형태 및 감지 면적에 따라 다른 형태의 광 경로를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서(100)의 경우, 다수의 반사부(121, 122)를 포함하는 반사판(120)을 구성한다. 상기 반사부(121, 122)는 적어도 하나 이상으로 구성되며, 서로 다른 광량을 유리부(130)의 감지영역(131, 132)으로 입사하도록 구성된다. 즉, 반사부(121, 122)를 통해 유리부(130)로 입사되는 반사광은 유리부(130)의 외측에서 전반사를 수행하도록 구성된다. 더 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에서는 두 개의 서로 다른 초점을 갖는 제1 반사부(121) 및 제2 반사부(122)를 구성하는바, 상기 각각의 반사부(121, 122)의 초점에 위치하는 발광부(110)를 포함하고, 발광부(110)에서 조사된 빛이 반사부(121, 122)를 통해 형성되고, 각각의 감지영역(131, 132)을 포함하는 유리부(130)에 평행광으로 제공되도록 구성될 수 있다.
서로 다른 감지영역(131, 132)을 갖는 제1 반사부(121) 및 제2 반사부(122)는 서로 다른 초점거리를 포함하는바, 발광부(110)와의 초점거리에 따라 유리부(130)로 입사광량이 서로 달라진다. 더욱이, 유리부(130)로 입사되는 입사광량의 차이에 따라 제1 반사부(121)에 의해 형성되는 제1 감지영역(131), 제2 반사부(122)에 따라 형성되는 제2 감지영역(132)을 구성하는바, 유리부(130)에 형성되는 각각의 감지영역(131, 132)은 서로 상이한 넓이를 포함한다. 상기 감지영역(131, 132)은 서로 다른 단위면적당 광량을 포함하여 구성된다. 더 바람직하게, 본 발명의 제1 반사부(121)는 제2 반사부(122)에 비하여 초점거리가 길어, 유리부(130)에 형성되는 제1 감지영역(131)에 입사되는 단위면적당 광량이 제2 반사부(122)에 반사된 반사광에 의해 형성되는 제2 감지영역(132)에 입사되는 단위면적당 광량에 비해 작도록 구성된다.
더욱이, 반사판(120)을 형성하는 상기 제1 반사부(121) 및 제2 반사부(122)의 초점은
Figure pat00003
에 의해 결정되는바, 상기 x는 반사판(120)의 반경, 상기 y는 반사판(120)의 깊이, 상기 f는 발광부(110)와 반사판(120)중심까지의 거리를 의미한다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예로서, 제1 반사부(121)와 상기 제1 반사부(121)에 대응되는 발광부(110)에 의해 발생한 빛의 경로를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 도 3a는 제1 반사부(121)는 제2 반사부(122)의 초점거리보다 더 긴 초점거리를 포함하여 구성된다. 이렇게 구성되는 제1 반사부(121)의 경우, 유리부(130)에 위치하는 넓은 영역의 제1 감지영역(131)을 갖는바, 단위면적당 광량이 제2 반사부(122)에서 생성되는 단위면적당 광량에 비해 작은값을 갖는다.
더욱이, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 반사부(121)에 의해 반사된 반사광은 유리부(130) 외측에 넓은 영역에 제1 감지영역(131)을 구성함을 나타내고 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예로서, 제2 반사부(122)와 상기 제2 반사부(122)에 대응되는 발광부(110)에 의해 발생한 빛의 경로를 도시하고 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제2 반사부(122)는 제1 반사부(121)보다 짧은 초점거리를 갖는바, 짧은 초점거리를 갖는 제2 반사부(122)에 의해 형성되는 제2 감지영역(132)은 제1 반사부(121)에서 형성되는 제1 감지영역(131)에 비해 단위면적당 광량이 큰값을 갖는다. 즉, 반사판(120)에 입사되는 빛의 경로 폭이 좁은 형태로 광경로를 형성하는바, 제2 반사부(122)에 의해 제2 감지영역(132)으로 입사되는 입사광량이 제1 반사부(121)에 의해 입사되는 입사광량에 비해 조밀한 구성을 포함한다.
도 4b에서는 제2 반사부(122)에 의해 반사되어 유리부(130)에 형성되는 제2 감지영역(132)을 도시하고 있는바, 도 3b에 도시된 제1 감지영역(131)보다 작은 제2 감지영역(132)을 포함하고, 상기 제2 감지영역(132)으로 입사되는 빛이 제1 감지영역(131)으로 입사되는 빛보다 밀집된 형태로 구성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서 두 개의 반사부(121, 122)로 구성되는 반사판(120)의 측단면도를 도시하고 있다.
상기 반사판(120)을 형성하는 상기 제1 반사부(121) 및 제2 반사부(122)의 초점거리는 아래와 같이 수학식 1에 의해 산출되는바, 반사경의 반경, 반사판(120)의 깊이 및 발광부(110)와 반사판(120)중심까지의 거리를 통해 각각의 초점거리를 산출한다.
Figure pat00004
상기와 같이, 본 발명의 반사판(120)의 위치 및 초점거리를 산출할 수 있는바, 상기 초점거리에 위치하는 발광부(110)의 구성을 통해서 유리부(130)로 평행광을 입사할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 수학식 1에 의해 제2 반사부(122)는 초점거리 f2를 갖도록 구성되고, 제1 반사부(121)는 초점거리 f1을 갖도록 구성되는바, 각각의 반사부(121, 122)와 대응되도록 구성되는 발광부(110)가 상기 반사부(121, 122)의 각각의 초점거리에 위치한다. 따라서, 제1 반사부(121)보다 짧은 초점거리를 포함하는 제2 반사부(122)를 통해 광경로가 조밀한 입사광을 구성할 수 있다.
도 6은 초점거리가 멀어질수록 공기 중을 이동하는 광경로 출력값의 이론적 손실변화를 그래프로 도시하고 있다.
각각의 감지영역(131, 132)은 반사판(120)에서 반사되어 입사되는 입사광량에 따라 단위면적당 광량이 결정되는바, 입사광량은 이론적으로 아래와 같이 수학식 2에 의해 결정된다.
Figure pat00005
상기와 같이, 본 발명의 제1 반사부(121) 및 제2 반사부(122)는 서로 상이한 초점거리를 포함하도록 구성되고, 초점거리만큼 이격되어 위치하는 발광부(110)의 구성을 통해서 각각의 반사부(121, 122)는 서로 다른 입사광량을 유리부(130)로 입사하는 구성이다.
다만, 도 6에 도시된 그래프의 경우, 수학식 2에 개시된 바와 같이, 이론적인 단위면적당광량을 제공하고 있는바, 반사판(120)에서 반사된 광이 유리부(130)에 들어가기 전에 발광원에 의한 광손실을 고려하지 않고 있다.
도 7은 초점거리가 멀어질수록 공기 중을 이동하는 광경로의 단위면적당 출력 실험데이터를 도시하고 있다.
상기 도시된 도 6과 비교하여, 도 7은 반사판(120)에서 반사된 광이 유리부(130)에 들어가기 전에 발광원에 의한 광손실에 따라 실제 측정된 감지영역(131, 132) 단위면적당 광량을 도시하고 있다.
초점거리 d가 2mm보다 작은 경우, 발광원과 반사판(120)의 짧은 거리에 기인하여 발광원에 의한 손실이 크게 작용하여, 유리부(130)로 유입되는 반사광의 단위면적당 광량(출력)(W/mm2)이 이상적인 상태와 비교하여 떨어짐을 나타낸다. 더욱이, 도 7에서는 반사부(121, 122)의 초점거리가 5mm를 초과하는 경우, 감지영역의 단위면적당 광량(출력)(W/mm2)이 현저히 낮아지는바, 작은 빗물 입자를 측정하기 위한 민감도를 유지하지 못하는 것으로 나타난다.
따라서, 본 발명의 일 실시예로서, 제2 반사부(122)는 적어도 2mm 내지 5mm의 초점거리를 포함하도록 구성되고, 이렇게 구성되는 제2 반사부(122)는 0.5mm 이하의 반경 갖는 빗방울 입자를 측정하도록 구성된다. 더 바람직하게, 제2 반사부(122)는 3mm 내지 4mm의 초점거리를 갖도록 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다중 민감도 영역 레인센서(100)의 초점거리에 따른 측정 전압변화율을 도시하고 있다.
상기 도시된 그래프는 빗물에 대한 신호의 변화를 2000배 증폭하여 빗방울 사이즈에 따른 레인센서(100)의 출력변화를 도시한 것으로, 안정적으로 획득할 수 있는 출력변화를 최소 0.5V로 설정할 수 있다.
그래프에 도시된 바와 같이, 초점거리가 3mm인 경우, 빗방울 반지름이 약 0.3mm인 경우 레인센서(100)의 측정 전압 변화값이 0.5V 이상인 것을 도시하고 있는바, 0.3mm의 반지름을 갖는 빗방울을 측정하기 위해서 제2 반사부(122)는 3mm의 초점거리를 갖도록 구성된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 반사부(122)는 3mm 내지 10mm 이하의 초점거리로 구성된다. 더 바람직하게, 제2 반사부(122)는 3mm 내지 4mm의 초점거리를 갖고, 제1 반사부(121)는 5mm 내지 10mm의 초점거리를 갖도록 구성될 수 있는바, 0.3mm의 반지름을 갖는 빗방울을 측정하고, 동시에 0.6mm이상의 반지름을 갖는 빗방울을 측정할 수 있는 레인센서(100)를 구성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 빗방울의 반지름에 따른 출력신호변화의 포화레벨 그래프를 도시하고 있다.
본 발명의 레인센서(100)의 경우, 출력신호변화량에 2000배를 하여 전압레벨로 환산할 경우, 5V이하 값에서 빗방울의 측정이 가능한바, 5V를 넘는 출력신호변화의 경우, 신호의 변화 감지가 어렵다. 더욱이, 초점거리가 긴 반사부의 신호변화가 급격하게 일어나지 않기에 1mm 이상의 반지름을 갖는 빗방울을 측정하기에 적합하게 구성된다.
상기와 같은 구성에 기인하여, 본 발명의 제1 반사부(121)는 5mm 내지 10mm 이하의 초점거리를 갖도록 구성될 수 있는바, 제1 반사부(121)에 의해 형성되는 제1 감지영역(131)은 1mm 이상의 빗물을 정확하게 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 제2 반사부(122)는 3mm 내지 4mm 이하의 초점거리를 갖도록 구성되는바, 제2 반사부(122)에 의해 형성되는 제2 감지영역(132)은 1mm 이하의 반지름을 갖는 빗방울을 측정하도록 구성될 수 있다.
이처럼, 본 발명은 제1 감지영역(131)과 제2 감지영역(132)을 포함하는바, 유리부(130)에 맺히는 이슬비(1.5mm 반지름 이하의 빗방울)와 1.5mm 내지 3.5mm의 입자 크기를 포함하는 빗방울을 동시에 측정할 수 있는 레인센서(100)를 제공한다.
도 10는 본 발명의 일 실시예로서, 유리부(130)에 위치하는 각각의 감지영역(131, 132)의 복사조도를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로서, 제2 반사부(122)는 3mm의 초점거리를 갖고, 제1 반사부(121)는 6mm의 초점거리를 갖는 레인센서(100)에 의거, 유리부(130)에 형성되는 제1 감지영역(131)과 제2 감지영역(132)의 복사조도를 나타낸다.
즉, 제2 감지영역(132)의 경우, 제1 감지영역(131)과 비교하여 작은 면적에 반사광이 입사되고, 제1 감지영역(131)과 비교하여 높은 출력값을 포함하는바, 그래프에서는 0.0010(W/mm2)의 출력값을 나타낸다. 이와 비교하여, 제1 감지영역(131)의 경우, 제2 감지영역(132)에 비해 넓은 면적의 제1 감지영역(131)을 구성하나, 출력값은 0.0003(W/mm2)을 갖는다.
상기와 같이, 제1 반사부(121)를 통해 형성되는 제1 감지영역(131)은 0.6mm 내지 3mm 의 반지름을 갖는 빗방울을 측정할 수 있으며, 제2 반사부(122)를 통해 형성되는 제2 감지영역(132)은 0.3mm 내지 1mm의 반지름을 갖는 빗방울을 동시에 측정할 수 있도록 구성된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
11: 발광부
12: 반사판
13: 수광부
14: 평행부
20: 유리부
30: 레인센서
100: 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서
110: 발광부
120: 반사판
121: 제1 반사부
122: 제2 반사부
130: 유리부
131: 제1 감지영역
132: 제2 감지영역
140: 수광부
150: 평행부
200: PCB

Claims (12)

  1. 차량의 레인센서에 있어서,
    빛을 출력하는 적어도 하나 이상의 발광부;
    상기 발광부에 대응하여 일정 거리가 이격되어 형성되는 반사판;
    상기 반사판에 의해 반사된 상기 반사광을 전반사시켜 다수의 감지영역을 형성하는 유리부; 및
    상기 유리부에서 반사된 반사광을 수광하는 수광부;를 포함하고,
    상기 반사판은 제1 감지영역을 구성하는 적어도 하나 이상의 제1 반사부와 제2 감지영역을 구성하는 적어도 하나 이상의 제2 반사부를 포함하며,
    상기 제2 감지영역은 상기 제1 감지영역보다 높은 단위면적당 광량을 갖으며,
    상기 발광부는 상기 각각의 반사부의 초점거리에 위치하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 반사부는 제2 반사부보다 긴 초점거리를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 반사부는 3mm 이상 4mm 이하의 초점거리를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 반사부는 5mm 이상 10mm 이하의 초점거리를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 반사판을 형성하는 상기 제1 반사부 및 제2 반사부의 초점은,
    Figure pat00006
    에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
    (상기 x는 반사판의 반경, 상기 y는 반사판의 깊이, 상기 f는 발광부와 반사판중심까지의 거리)
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 발광부는 두 개로 구성되고 상기 제1 반사 및 제2 반사부와 각각 대응되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 단위면적당 광량은,
    Figure pat00007
    에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 발광부는 적외선 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 유리부의 내측면에 위치하는 평행부;를 더 포함하는바,
    상기 평행부는 상기 반사판에 반사된 반사광이 평행광을 구성하도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 평행부는 톱날 형태 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 평행부는 상기 유리부의 감지영역에 좌우 대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 발광부는 시간분리를 통해서 상기 수광부로 유입되는 빛을 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 민감도 영역을 갖는 레인센서.
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