KR20180086174A - 전기습윤을 이용하는 클리닝 기기 및 이에 있어서 액적 제거 방법 - Google Patents

Abstract

전기습윤을 이용하는 클리닝 기기 및 이에 있어서 액적 제거 방법이 개시된다. 상기 클리닝 기기는 기저층 및 상기 기저층 위에 배열되며, 적어도 하나의 서브 전극을 가지는 전극을 포함한다. 여기서, 상기 서브 전극은 빗살 형상을 가지고, 상기 클리닝 기기의 표면은 중력 방향으로 기울어져 있으며, 특정 전압이 상기 서브 전극으로 인가됨에 따라 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 상기 중력 방향으로 이동하여 상기 클리닝 기기로부터 상기 액적, 먼지 및 서리 중 적어도 하나가 제거된다.

Description

전기습윤을 이용하는 클리닝 기기 및 이에 있어서 액적 제거 방법{CLEANING DEVICE USING ELECTROWETTING AND METHOD OF REMOVING DROPLET ON THE SAME}

본 발명은 전기습윤을 이용하는 클리닝 기기 및 이에 있어서 액적 제어 방법에 관한 것이다.

카메라 등의 기기는 외부 환경에 그대로 노출된다. 따라서, 비가 오는 경우, 물에 젖는 경우 등에 카메라 표면에 물이 부착되게 된다. 이 경우, 상기 물을 제거할 별도의 기능이 없기 때문에, 카메라 성능이 상당히 저하될 수밖에 없었다.

KR 10-1653807 B

본 발명은 전기습윤을 이용하는 클리닝 기기 및 이에 있어서 액적 제거 방법을 제공하는 것이다. 이 경우, 상기 액적뿐만 아니라 먼지 또는 서리도 제거될 수 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기는 기저층; 및 상기 기저층 위에 배열되며, 적어도 하나의 서브 전극을 가지는 전극을 포함한다. 여기서, 상기 서브 전극은 빗살 형상을 가지고, 상기 클리닝 기기의 표면은 중력 방향으로 기울어져 있으며, 특정 전압이 상기 서브 전극으로 인가됨에 따라 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 상기 중력 방향으로 이동하여 상기 클리닝 기기로부터 상기 액적, 먼지 및 서리 중 적어도 하나가 제거된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝 기기는 기저층; 상기 기저층 위에 형성되며 물리적으로 분리된 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함한다. 상기 제 1 전극은 적어도 하나의 제 1 서브 전극을 가지고, 상기 제 2 전극은 하나 이상의 제 2 서브 전극을 가진다. 여기서, 상기 제 1 서브 전극은 빗살 형상을 가지고, 상기 제 2 서브 전극은 빗살 형상을 가지며, 상기 서브 전극들이 상호 교차하여 배열된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클리닝 기기는 제 1 서브 전극들; 및 상기 제 1 서브 전극들과 교차하여 배열되는 제 2 서브 전극들을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 서브 전극들 모두로 양의 전압인 제 1 전압이 인가되고 상기 제 2 서브 전극들 모두로 상기 제 1 전압보다 작은 제 2 전압이 인가되고, 상기 전압들의 인가에 따라 상기 클리닝 기기의 표면의 액적이 중력 방향으로 이동하며, 상기 액적이 이동할 때 상기 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 상기 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 액적의 접촉각 변화보다 크다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클리닝 기기는 제 1 서브 전극들; 및 상기 제 1 서브 전극들과 교차하여 배열되는 제 2 서브 전극들을 포함하고, 상기 제 1 서브 전극들 중 하나로 양의 전압인 제 1 전압이 인가되고 대응하는 제 2 서브 전극으로 상기 제 1 전압보다 작은 제 2 전압이 인가되며, 그런 후 상기 제 1 전압이 다른 제 1 서브 전극으로 인가되고 상기 제 2 전압이 다른 제 2 서브 전극으로 인가된다. 여기서, 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압이 인가되는 서브 전극들 외의 모든 서브 전극들은 비활성화되고, 상기 전압들의 인가에 따라 상기 클리닝 기기의 표면의 액적이 상기 제 1 전압이 인가된 방향으로 이동하며, 상기 액적이 이동할 때 상기 이동 방향에서의 상기 액적의 접촉각 변화가 상기 이동 방향과 반대 방향에서의 액적의 접촉각 변화보다 크다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기에서 액적 제거 방법은 사용자 명령에 따라 제 1 서브 전극으로 양의 전압인 제 1 전압을 인가하고 제 2 서브 전극으로 상기 제 1 전압보다 작은 제 2 전압을 인가하여 클리닝 기기의 표면의 액적을 진동시키는 단계; 및 상기 진동에 따라 상기 액적을 중력 방향으로 이동시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 서브 전극과 상기 제 2 서브 전극은 상호 교차하여 배열되며, 상기 진동에 따라 상기 액적이 이동할 때 상기 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 상기 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 액적의 접촉각 변화보다 크다.

본 발명에 따른 클리닝 기기는 전기습윤을 이용하여 표면의 액적을 제거하므로, 액적, 먼지 및 서리 중 적어도 하나를 빠르고 효율적으로 제거할 수 있다.

또한, 상기 클리닝 기기에서 전극의 결이 상기 액적의 이동 방향과 동일하므로, 진동 방식의 경우 상기 액적의 제거 속도가 더 빨라지고 상기 전극으로 인가되는 전압이 낮아질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 액적 제거 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적 접촉각의 변화를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 액적 제거 실험 결과를 도시한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝 기기의 전극을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명은 빗물, 안개 등의 액체 등의 액적(droplet), 먼지, 서리 등을 자체적으로 제거할 수 있는 클리닝 기기 및 이에 있어서 액적 제거 방법에 관한 것이다. 상기 클리닝 기기는 단독 기기일 수도 있고, 타 기기에 결합되는 기기일 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 클리닝 기기는 외부 유리를 포함하는 기기, 예를 들어 차량의 카메라, 디지털 카메라, 모바일 카메라, 사물 인터넷의 이미지 센서 등일 수 있다. 물론, 상기 클리닝 기기는 카메라로 한정되지는 않으며, 액적, 먼지 또는 서리가 제거될 필요가 있는 모든 기기를 포함한다.

이러한 클리닝 기기는 외부 환경에 노출되며, 그 결과 빗물 등의 액적이 클리닝 기기의 표면에 부착될 수 있다.

종래에는 빗물 등이 카메라 등의 유리 표면에 부착되는 경우 빗물 등을 제거할 수 있는 방법이 없었기 때문에, 카메라의 성능이 저하될 수밖에 없었다. 특히, 카메라의 영상을 기반으로 하여 차량의 특정 기능을 제어하는 차량의 경우, 액적으로 인한 영상 품질의 저하는 차량 사고의 원인이 될 수도 있다.

따라서, 액적이 표면에 부착되는 즉시 상기 액적의 제거가 필요하며, 본 발명은 액적이 표면에 부착되는 경우 즉시 액적, 먼지 또는 서리를 제거할 수 있는 클리닝 기기를 제안한다.

일 실시예에 따르면, 상기 클리닝 기기는 전기습윤(Electrowetting) 기술을 이용하여 액적, 먼지 또는 서리를 제거한다. 특히, 상기 클리닝 기기는 특정 전압을 전극으로 인가하는 방법을 통하여 표면의 액적, 먼지 또는 서리를 제거할 수 있다. 여기서, 상기 특정 전압을 인가하는 방식으로는 한번에 모든 전극들에 특정 전압을 인가하는 교류 방법 및 전극들에 순차적으로 특정 전압을 인가하는 직류 방법을 포함한다.

다른 관점에서는, 상기 클리닝 기기는 예를 들어 표면에 진동을 발생시켜 액적, 먼지 또는 서리를 제거할 수 있다. 상기 클리닝 기기의 표면에 진동을 발생시키면, 상기 액적과 상기 표면 사이의 부착력이 약해져서 상기 액적이 중력 방향으로 이동하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 차량 카메라 등의 클리닝 장치의 표면은 중력 방향으로 기울어져 있으며, 따라서 상기 액적과 상기 표면 사이의 부착력이 약해지면 상기 액적이 중력에 의해 중력 방향으로 이동하며, 그 결과 상기 액적, 먼지 또는 서리가 상기 클리닝 기기로부터 이탈되어 제거될 수 있다.

차량 제어 관점에서 살펴보면, 비가 내림에 따라 빗물이 카메라의 표면에 부착될 수 있다. 이 경우, 운전자가 빗물 제거 명령(액적 제거 명령)을 입력하면, 제어부(미도시)는 상기 카메라의 표면에 형성된 전극으로 특정 전압을 인가하여 상기 빗물을 제거할 수 있다. 상기 특정 전압은 전력원, 예를 들어 차량의 배터리로부터 상기 카메라로 공급될 수 있다. 한편, 상기 제어부는 챠량의 ECU(Electronic control unit) 중 하나일 수 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. 다만, 설명의 편의를 위하여 제거되는 대상을 액적으로 한정하겠으나 액적으로 한정되는 것은 아니며, 액적(미세 액적도 포함)뿐만 아니라 먼지, 서리 등도 제거될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 액적 제거 과정을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 기기의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 제거시 액적 접촉각의 변화를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액적 제거시 액적의 흐름을 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8은 액적 제거 실험 결과를 도시한 도면들이다.

도 1은 본 발명의 클리닝 기기의 표면 변화를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 클리닝 기기의 표면에 액적이 부착되었을 때 특정 전압을 전극으로 인가하면, 오른쪽 이미지에 보여지는 바와 같이 표면의 액적이 제거되어 표면이 선명하여진다.

이러한 액적을 제거하는 클리닝 기기는 도 2의 구조를 가질 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 클리닝 기기는 기저층(200), 전극(202), 절연층(204) 및 소수성층(206)을 포함할 수 있다.

기저층(200)은 외부 오염과 충격으로부터 상기 클리닝 기기를 보호하는 커버 유리(cover glass)일 수 있으며, 예를 들어 렌즈부(미도시) 위에 배열될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 기저층(200)은 비습윤 유리일 수 있다.

전극(202)은 예를 들어 ITO 등으로 이루어진 투명 전극일 수 있으며, 기저층(200) 위에 소정 패턴을 가지고 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전극(202)은 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 전극(300) 및 제 2 전극(302)을 포함할 수 있다.

제 1 전극(300)은 제 1 서브 전극들(300a 내지 300n)을 포함하고, 제 2 전극(302) 또한 제 2 서브 전극들(302a 내지 302n)을 포함할 수 있다. 물론, 제 1 서브 전극들(300a 내지 300n)의 수와 제 2 서브 전극들(302a 내지 302n)의 수가 동일한 것이 바람직하지만, 다를 수도 있다.

제 1 서브 전극들(300a 내지 300n)은 각기 빗살 구조(Comb structure)를 가질 수 있고, 제 2 서브 전극들(302a 내지 302n) 또한 각기 빗살 구조를 가질 수 있다.

제 1 서브 전극들(300a 내지 300n)은 각기 물리적으로 분리되어 있고, 제 2 서브 전극들(302a 내지 302n)도 각기 물리적으로 분리되어 있다. 또한, 제 1 서브 전극들(300a 내지 300n)과 제 2 서브 전극들(302a 내지 302n)도 물리적으로 분리되어 있다.

전체적인 형상에서 살펴보면, 제 1 전극(300) 및 제 2 전극(302)은 각기 빗살 형상을 가질 수 있다.

이하, 제 1 서브 전극(300a) 및 제 2 서브 전극(302a)을 대표로 하여 서브 전극들(300a 내지 300n, 302a 내지 302n)의 구조를 살펴보겠다. 설명하지 않지만, 다른 서브 전극들(300b 내지 300n, 302b 내지 302n) 또한 서브 전극들(300a, 302a)과 동일하거나 유사한 구조를 가진다.

제 1 서브 전극(300a)은 제 1 기저 패턴(310), 제 1 입력 패턴(312) 및 적어도 하나의 제 1 브랜치 패턴(first branch pattern, 314)을 포함할 수 있다.

제 1 기저 패턴(310)은 제 1 입력 패턴(312)과 연결되며, 제 1 입력 패턴(312)을 통하여 입력된 특정 전압을 제 1 브랜치 패턴들(314)로 전달하는 역할을 수행한다.

제 1 입력 패턴(312)은 전력원(208) 또는 접지와 전기적으로 연결된다. 그 결과, 특정 전압이 제 1 입력 패턴(312)으로 입력된다. 한편, 전력원(208)은 클리닝 기기의 내부에 위치할 수도 있고 외부에 위치할 수도 있다.

다른 실시예에 따르면, 제 1 입력 패턴(312)은 존재하지 않을 수 있으며, 이 경우 특정 전압은 제 1 기저 패턴(310)의 일부분으로 입력될 수 있다. 따라서, 제 1 기저 패턴(310)의 일부분은 전력원(208) 또는 접지와 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다.

제 1 브랜치 패턴(314)은 제 1 기저 패턴(310)과 교차하는 방향, 바람직하게는 수직 방향으로 하여 제 1 기저 패턴(310)으로부터 길이 연장되어 형성된다. 결과적으로, 제 1 기저 패턴(310)으로 특정 전압이 인가되면, 제 1 브랜치 패턴(314)에도 특정 전압이 공급되게 된다.

일 실시에에 따르면, 제 1 브랜치 패턴들(314)이 제 1 기저 패턴(310)으로부터 연장되고, 제 1 브랜치 패턴들(314) 사이의 간격들이 동일할 수 있다. 물론, 제 1 브랜치 패턴들(314)과 제 2 브랜치 패턴들(324)이 교차하는 한 제 1 브랜치 패턴들(314) 사이의 간격들 중 일부는 다를 수도 있다.

제 2 서브 전극(302a)은 제 2 기저 패턴(320), 제 2 입력 패턴(322) 및 적어도 하나의 제 2 브랜치 패턴(second branch pattern, 324)을 포함할 수 있다.

제 2 기저 패턴(320)은 제 2 입력 패턴(322)과 연결되며, 제 2 입력 패턴(322)을 통하여 입력된 특정 전압을 제 2 브랜치 패턴들(324)로 전달하는 역할을 수행한다.

제 2 입력 패턴(322)은 전력원(208) 또는 접지와 전기적으로 연결된다. 그 결과, 특정 전압이 제 2 입력 패턴(322)으로 입력된다.

다른 실시예에 따르면, 제 2 입력 패턴(322)은 존재하지 않을 수 있으며, 이 경우 특정 전압은 제 2 기저 패턴(320)의 일부분으로 입력될 수 있다. 따라서, 제 2 기저 패턴(320)의 일부분은 전력원(208) 또는 접지와 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다.

제 2 브랜치 패턴(324)은 제 2 기저 패턴(320)과 교차하는 방향, 바람직하게는 수직 방향으로 하여 제 2 기저 패턴(320)으로부터 길이 연장되어 형성된다. 결과적으로, 제 2 기저 패턴(320)으로 특정 전압이 인가되면, 제 2 브랜치 패턴(324)에도 특정 전압이 공급되게 된다.

또한, 제 2 브랜치 패턴들(324)은 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 브랜치 패턴들(314)과 교차하여 배열된다. 다만, 제 1 브랜치 패턴들(314)과 상기 제 2 브랜치 패턴들(324)은 물리적으로 분리될 수 있다.

일 실시에에 따르면, 제 2 브랜치 패턴들(324)이 제 2 기저 패턴(320)으로부터 연장되고, 제 2 브랜치 패턴들(324) 사이의 간격들이 동일할 수 있다. 물론, 제 1 브랜치 패턴들(314)과 제 2 브랜치 패턴들(324)이 교차하는 한 제 2 브랜치 패턴들(324) 사이의 간격들 중 일부는 다를 수도 있다.

상기 교차에 따라 제 2 브랜치 패턴(324)이 물리적으로 분리된 상태로 하여 제 1 브랜지 패턴들(314) 사이에 배열하고, 제 1 브랜치 패턴(314)이 물리적으로 분리된 상태로 하여 제 2 브랜치 패턴들(324) 사이에 배열될 수 있다.

한편, 클리닝 기기의 표면의 액적을 제거하기 위해서, 제 1 서브 전극(300a)과 제 2 서브 전극(302a) 중 하나로 제 1 전압이 인가되고 다른 하나로 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 전압은 양의 전압이고 상기 제 2 전압은 접지 전압일 수 있다.

도 2를 다시 참조하면, 절연층(204)은 전극(202) 위에 배열되며, 전극들(300 및 302) 사이의 간격을 채울 수 있다.

일 실시예에 따르면, 절연층(204)은 페럴린C, 테프론 및 금속 산화막으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

소수성층(206)은 절연층(204) 위에 형성되며, 물과 같은 유체와 친화성이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 결과적으로, 액적이 소수성층(206)의 표면에서 용이하게 이동할 수 있다.

이러한 구조를 가지는 클리닝 기기에서 클리닝 동작을 살펴보겠다.

우선, 교류 방식을 통한 클리닝 동작을 살펴보겠다.

예를 들어, 사용자가 액적 제거 명령을 입력하면, 전력원(208)은 제어부의 제어에 따라 전극들(300 및 302) 중 하나로 제 1 전압을 인가하고 다른 전극으로 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 인가한다. 결과적으로, 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 진동하게 된다. 여기서, 전극(300)의 서브 전극들(300a 내지 300n) 모두로 상기 제 1 전압이 동시에 인가되고, 전극(302)의 서브 전극들(302a 내지 302n) 모두로 상기 제 2 전압이 동시에 인가될 수 있다.

상기 클리닝 기기의 표면이 진동함에 따라 상기 표면과 액적의 부착력이 감소한다. 이 경우, 상기 클리닝 기기의 표면이 중력 방향으로 기울어져 있기 때문에, 상기 표면에 부착된 액적이 도 4에 도시된 바와 같이 중력 방향으로 미끌어져서 상기 클리닝 기기로부터 이탈된다. 즉, 상기 액적이 상기 클리닝 기기로부터 제거된다.

특히, 본 실시예의 클리닝 기기가 전기습윤 기술을 사용하므로, 액적 제거 시간이 빠르고 효율적이다.

일 실시예에 따르면, 액적 진동시 액적의 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 반향에서의 접촉각 변화가 타 방향에서의 접촉각 변화가 다를 수 있다. 이러한 차이는 액적을 미끄러지게 하는데 유용할 수 있다. 또한, 상기 접촉각의 변화 차이로 인하여 상기 클리닝 기기의 표면의 경사가 낮음에도 불구하고 상기 액적이 중력 방향으로 미끄러져 제거될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 전극들(300 및 302)이 빗살 형상을 가지며, 브랜치 패턴들(312 및 320)의 결이 중력 방향으로 형성될 수 있다. 결과적으로, 특정 전압으로 인하여 액적이 진동할 때 도 5에 도시된 바와 같이 브랜치 패턴들(312 및 320)의 결 방향으로 하여 액적의 접촉각 변화가 커지게 된다.

즉, 액적이 미끄러지는 방향과 전극들(300 및 302)의 결 방향이 일치하거나 유사하며, 그 결과 액적 진동시 액적이 더 용이하게 미끌어지게 된다. 따라서, 보다 낮은 전압이 전극들(300 및 302)로 인가될 지라도 상기 액적이 용이하게 제거될 수 있다.

다른 관점에서 살펴보면, 액적이 미끌어지는 방향, 즉 중력 방향으로 액적의 접촉각 변화가 타 방향의 접촉각 변화보다 크게 클리닝 기기를 구현하면, 상기 액적이 용이하게 제거될 수 있다.

다음으로, 직류 방식을 통한 클리닝 동작을 살펴보겠다.

직류 방식은 특정 전압을 서브 전극들(300a 내지 300n, 302a 내지 302n)에 순차적으로 인가하는 방법이다.

예를 들어, 서브 전극(300a)에 양의 전압인 제 1 전압이 인가되고, 서브 전극(300a)에 대응하는 서브 전극(302a)에 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가될 수 있다. 여기서, 상기 제 2 전압은 접지 전압일 수 있으며, 다른 서브 전극들(300b 내지 300n, 302b 내지 302n)은 비활성화 상태이다. 결과적으로, 서브 전극들(300a 및 302a) 위에 배열된 액적이 상기 제 1 전압이 인가된 방향으로 이동하게 된다.

이어서, 서브 전극(300b)에 제 1 전압이 인가되고, 서브 전극(300b)에 대응하는 서브 전극(302b)에 제 2 전압이 인가될 수 있다. 여기서, 다른 서브 전극들(300a, 300c 내지 300n, 302a, 300c 내지 302n)은 비활성화 상태이다. 결과적으로, 서브 전극들(300a 및 302a)로부터 이동된 액적 및 서브 전극들(300b 및 302b) 위에 배열된 액적이 상기 제 1 전압이 인가된 방향으로 이동하게 된다.

위의 순차적인 전압 인가 과정이 마지막 서브 전극들(300n 및 302n)로 전압들이 인가될때까지 수행되며, 이러한 순차적인 전압 인가 과정은 도 6에서 보여진다.

계속하여, 서브 전극들(300a 내지 300n, 302a 내지 302n)로 전압들이 순차적으로 인가되는 과정이 반복적으로 수행된다. 결과적으로, 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 용이하게 제거될 수 있다.

한편, 직류 방식에서는, 액적의 이동 방향에서의 액적의 접촉각 변화가 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 접촉각 변화보다 클 수 있다.

이하, 실제 실험 결과를 살펴보겠다. 도 7의 (a)는 액적과 친수성 먼지의 제거 과정을 보여주고, 도 7의 (b)는 액적과 소수성 먼지의 제거 과정을 도시한다.

비가 오는 날 본 발명의 클리닝 기기를 차량에 장착한 후 주행하면서 실제 실험한 결과, 도 7에 도시된 바와 같이 클리닝 기기의 표면의 액적(빗물)이 제거되어 해당 영상이 훨씬 선명하게 촬영되었음을 확인할 수 있다. 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 액적 뿐만 아니라 먼지도 동시에 제거됨을 확인할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 클리닝 기기의 표면에 발생한 서리 또한 제거됨이 확인되었다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝 기기의 전극을 개략적으로 도시한 도면이다. 다만, 전극들은 배열 방향만 다를 뿐 구조는 동일하므로, 하나의 전극만을 도시하였다. 물론, 전극들의 브랜치들은 상호 교차하도록 배열될 수 있다.

도 9를 참조하면, 전극들 중 하나는 기저 패턴(900) 및 적어도 하나의 브랜치 패턴(902)을 포함할 수 있다.

브랜치 패턴(902)은 브랜치부(910) 및 브랜치부(910)로부터 돌출된 적어도 하나의 돌출부(912)를 포함할 수 있다. 즉, 도 3의 브랜치 패턴과 달리, 본 실시예의 브랜치 패턴(902)은 적어도 하나의 돌출부(912)를 포함할 수 있다. 이러한 돌출부(912)가 형성되면, 전극의 전체 표면적이 넓어질 수 있다.

물론, 전극들의 브랜치 패턴들은 도 3의 브랜치 패턴들과 유사하게 상호 교차하여 배열될 수 있다.

위의 실시예들의 클리닝 기기 외에도, 클리닝 기기가 액적, 먼지 또는 서리를 제거할 수 있는 한 클리닝 기기의 구조는 다양하게 변형될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 클리닝 기기는 표면에 부착된 액적을 진동시켜 상기 액적과 상기 클리닝 기기의 표면의 부착력을 감소시키는 진동부를 포함할 수 있다. 상기 진동부는 특정 패턴을 가진다. 또한, 상기 클리닝 기기의 표면은 중력 방향으로 기울어져 있으며, 상기 패턴의 결이 상기 액적의 이동 방향과 동일하여 상기 액적이 상기 결을 따라 이동할 수 있다.

물론, 상기 진동에 따라 상기 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 접촉각 변화보다 클 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 클리닝 기기는 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적을 진동시켜 상기 액적과 상기 클리닝 기기의 표면의 부착력을 감소시키는 진동부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 클리닝 기기의 표면은 상기 진동에 따라 상기 액적이 이동할 때 상기 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 상기 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 액적의 접촉각 변화보다 크도록 하는 구조를 가질 수 있다.

한편, 상기 진동부는 전극을 포함하되, 상기 전극의 결은 상기 액적의 이동 방향과 동일할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

200 : 기저층 202 : 전극
204 : 절연층 206 : 소수성층
300 : 제 1 전극 302 : 제 2 전극
300a ~ 300n : 제 1 서브 전극
302a ~ 302n : 제 2 서브 전극
310 : 제 1 기저 패턴 312 : 제 1 입력 패턴
314 : 제 1 브랜치 패턴 320 : 제 2 기저 패턴
322 : 제 2 입력 패턴 324 : 제 2 브랜치 패턴

Claims (6)

1. 클리닝 기기에 있어서,
   기저층;
   상기 기저층 위에 배열되며, 제 1 서브 전극들을 가지는 제 1 전극; 및
   상기 기저층 위에 배열되며, 제 2 서브 전극들을 가지는 제 2 전극을 포함하며,
   상기 제 1 서브 전극들과 상기 제 2 서브 전극들은 각기 빗살 형상을 가지면서 상호 교차하여 배열되고, 상기 서브 전극들 모두 물리적으로 분리되어 있으되,
   상기 서브 전극들은 빗살 형상을 가지고, 상기 클리닝 기기의 표면은 특정 방향으로 기울어져 있으며, 상기 제 1 서브 전극들 중 적어도 하나로 양의 전압인 제 1 전압이 인가되고 상기 제 2 서브 전극들 중 적어도 하나로 상기 제 1 전압보다 작은 제 2 전압이 인가됨에 따라 상기 클리닝 기기의 표면에 부착된 액적이 진동하고, 상기 진동에 의해 상기 액적과 상기 클리닝 기기 사이의 부착력이 지속적으로 약해짐에 따라 상기 액적이 이동하여 상기 클리닝 기기로부터 상기 액적, 먼지 또는 서리 중 적어도 하나가 제거되며, 상기 서브 전극들의 결이 상기 액적의 이동 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 서브 전극들 모두로 양의 전압인 제 1 전압이 인가되고, 상기 제 2 서브 전극들 모두로 상기 제 1 전압보다 작은 제 2 전압이 인가되어 상기 액적이 진동하는 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
3. 제2항에 있어서, 상기 특정 전압의 인가에 따라 상기 액적이 진동하여 이동할 때 이동 방향 및 상기 이동 방향의 반대 방향에서의 액적의 접촉각 변화가 타 방향에서의 접촉각 변화보다 큰 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제 1 서브 전극들 중 하나로 양의 전압인 제 1 전압이 인가되고 대응하는 제 2 서브 전극으로 상기 제 1 전압보다 작은 제 2 전압이 인가되고, 그런 후 상기 제 1 전압이 다른 제 1 서브 전극으로 인가되고 상기 제 2 전압이 다른 제 2 서브 전극으로 인가되되,
   상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압이 인가되는 서브 전극들 외의 모든 서브 전극들은 비활성화되며,
   상기 액적의 이동시 상기 액적의 이동 방향에서의 접촉각 변화가 상기 이동 방향과 반대 방향에서의 접촉각 변화보다 큰 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전극 위에 배열되는 절연층; 및
   상기 절연층 위에 배열되는 소수성층을 더 포함하되,
   상기 액적은 상기 소수성층 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
6. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 기기는 차량의 카메라, 디지털 카메라, 모바일 카메라 또는 사물 인터넷의 이미지 센서이며, 상기 기저층은 유리인 것을 특징으로 하는 클리닝 기기.
   
   
   
   
   
   
   

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