KR20190008190A - 자동차용 광 검출 시스템 - Google Patents

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optical
optical sensor
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쥬세뻬 그라쏘
그레고리 콜라노브스키
마르셀 트레부에
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발레오 시스뗌므 데쉬야지
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Abstract

본 발명은 자동차용 광 검출 시스템(1)으로서:
- 보호 하우징(3), 및
- 상기 보호 하우징(3)에 수용된 광센서(5),
를 포함하는 자동차용 광 검출 시스템에 있어서, 첫 번째로, 광센서의 시야에서 광센서(5)의 광축(A) 상에 그리고 상기 광축(A)에 대해 수직하게 배치되는 격자부(8)를 포함하고, 그리고 두 번째로, 격자부(8) 쪽으로 공기 흐름을 생성하는 발생기(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템에 관한 것이다.

Description

자동차용 광 검출 시스템
본 발명은 자동차용 광 검출 시스템에 관한 것이다.
광 검출 시스템은 카메라, 레이저 센서(일반적으로 LIDAR라고 함), 또는 사람에게 보이거나 또는 보이지 않는 스펙트럼의 광, 특히 적외선의 검출 및/또는 출사에 기초하는 그 밖의 센서 등과 같은 광센서를 포함하는 임의의 시스템에 붙여진 이름이다.
요즘에는, 후방 카메라가 특히 다수의 최신 자동차에 설치되어 있고, 특히 후방 카메라는, 방향을 바꿀 필요 없이도 보다 용이하게 공간에 주차하는 것과, 차량의 뒤에 위치한 장애물을 검출하는 것을 가능하게 하는 주차 보조 시스템의 일부를 구성한다.
객실 내부에 리어 윈드스크린/뒷유리를 마주 보고 설치되어 있고 차량의 리어 윈드스크린을 통해 후방을 향하고 있는 카메라가 알려져 있다. 이러한 카메라는 외부의 기후 영향으로부터 잘 보호 받고, 예를 들어 리어 윈드스크린의 서리 제거 및 세척을 위한 시스템, 예를 들어 리어 윈드스크린의 판유리에 통합된 열선 등으로부터 이익을 얻을 수 있다.
그러나, 시야각은 특히 주차를 돕기에 최적이 아니며, 이러한 이유 때문에 후방 카메라가 차량의 뒷 범퍼에 또는 차량의 뒷 번호판에 배치되는 것이 바람직하다.
따라서, 이러한 경우에는, 카메라의 광학부 상에 쌓여서 광학부의 효율성을 저하시키거나, 또는 광학부를 작동 불가능한 상태로 만들 수 있는 먼지에 대한 투사에 크게 노출된다.
특히 습한 날씨의 기간에, 광 검출 시스템의 작동성에 큰 영향을 줄 수 있는 비와 먼지에 대한 투사가 일어난다.
카메라 상에 먼지가 쌓이는 것에 대응하기 위해, 카메라의 광학부를 세척하기 위한 장치를, 일반적으로 세척액의 분무기를, 카메라의 광학부 부근에 배치하여, 시간의 경과에 따라 쌓이는 오염 요소를 제거하는 것이 알려져 있다.
마찬가지로, 추운 날씨에는, 카메라의 광학부 상에 서리가 끼어서, 광학부를 작동 불가능한 상태로 만들 수 있다.
예를 들어, 공지의 종래 기술이, 예를 들어 분무기가 카메라의 보호 판유리 상에 가압 세척액을 분사하는, 본원의 출원인 명의의 문헌 FR 2841488호에 의해 개시되어 있다. 분무기는 또한, 카메라의 보호 판유리로부터 없애기 힘든 먼지를 떼어내는 것을 가능하게 하는 진동 수단으로서, 상기 보호 판유리는 추운 날씨에 서리가 끼는 것으로부터 보호받기 위해 가열될 수 있는 것인 진동 수단에 의해 도움을 받는다.
그러나, 이러한 뷰잉 시스템의 작동은 최적화될 수 있는 것으로 관찰되었다. 구체적으로, 카메라의 광학부 상에 세척액을 분사한 후에도, 보호 판유리에 달라붙은 액적들이 여전히 존재할 수 있고, 이에 따라 카메라에 의해 촬상된 이미지가 손상되거나 변형될 수 있다. 세척액이 카메라의 광학부의 표면 상에서 쉽게 미끄러지지 않는다는 점 때문에, 세척액의 액적들이 존재하게 된다. 또한, 보호 판유리 상의 액적이 증발하여, 카메라에 의해 촬상된 이미지에서 보여질 수 있는 얼룩을 남긴다.
사용되는 카메라가 점점 더 작아지는 것을 고려하면, 달라붙은 액적은 그 크기가 보호 판유리의 표면에 대하여 커지며, 카메라에 의해 캡처된 화상을 크게 변경할 수 있다.
본 발명은, 카메라 상에 먼지가 쌓이는 것을 방지할 수 있게 하는 대안적인 광 검출 시스템을 제공함으로써, 전술한 단점들 중의 하나 이상을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 제안한다.
이를 위해, 본 발명의 대상은 자동차용 광 검출 시스템으로서:
- 보호 하우징, 및
- 상기 보호 하우징에 수용된 광센서,
를 포함하는 자동차용 광 검출 시스템에 있어서, 첫 번째로, 광센서의 시야에서 광센서의 광축 상에 그리고 상기 광축에 대해 수직하게 배치되는 격자부를 포함하고, 그리고 두 번째로, 격자부 쪽으로 공기 흐름을 생성하는 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템이다.
격자부를 통과하는 공기 흐름에 의해, 격자부의 하류측에 미소 난류가 발생되어, 물, 티끌 또는 보다 일반적으로는 먼지가 카메라 쪽으로 격자부를 통과하는 것과 카메라의 렌즈 상에 쌓이는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 광 검출 시스템은 단독으로 또는 조합으로 취하여지는 이하의 피처들 중의 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
일 양태에 따르면, 격자부는 평행 육면체 형상, 특히 정육면체 형상의 메시를 구비한다.
메시의 한변의 길이는 예를 들어 0.5 ㎜ 내지 2.5 ㎜이고, 특히 2 ㎜이다.
다른 양태에 따르면, 격자부는 0.05 ㎜ 미만의, 특히 0.02 ㎜ 내지 0.04 ㎜의 직경을 갖는 와이어로 형성된다.
격자부는 스테인리스강으로 제조되거나 플라스틱으로 제조된, 특히 복합 재료로 제조된, 와이어로 형성될 수 있다.
격자부는 줄 효과에 의해 가열될 수 있는 저항성 와이어를 포함하고, 격자부를 가열하기 위해 전력 공급원에 접속되도록 구성되어 있는 것인 구성이 제공될 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 보호 하우징은 원통 형상을 갖고, 격자부는 보호 하우징의 양단부 중 일단부를 폐쇄하는 디스크 형상을 갖는다.
변형례로서 또는 추가적으로, 보호 하우징은 원통 형상을 갖고, 격자부는 광센서의 시야각을 커버할 수 있는 형상을 갖는다.
또한, 광센서를 둘러싸도록 공기 흐름이 제공될 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 공기 흐름 발생기는 보호 하우징에 통합된다.
공기 흐름 발생기는 예를 들어 보호 하우징의 후방에 배치된 송풍기를 포함한다.
변형례로서, 공기 흐름 발생기는 보호 하우징의 외부에 위치해 있는 압축기를 포함한다.
광 검출 시스템은, 광센서에 면하는 격자부의 면 상에 세척액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐을 더 포함할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 광 검출 시스템은, 광센서의 주위에 고르게 분포되어 보호 하우징의 내부에 분사하는 세척액 분사용의 복수 개의 노즐을 포함한다.
그 밖의 장점 및 특징은, 본 발명의 상세한 설명을 읽음으로써 그리고 광 검출 시스템의 일 실시형태를 간략히 종단면도로 보여주면서 격자부도 또한 상세히 정면도로 보여주고 있는 단 하나의 도면 1을 통해 드러나게 될 것이다.
이하의 실시형태들은 예이다. 이하의 설명은 하나 이상의 실시형태들에 대해 언급하고 있지만, 이는 각 참조 부호가 동일한 실시형태와 관련되어 있다는 것을, 또는 특징들이 단 하나의 실시형태에만 적용된다는 것을 꼭 의미한다고는 할 수 없다. 또한, 여러 실시형태의 단일 특징들은 다른 실시형태들을 창출하기 위해 조합되거나 교환될 수 있다.
이하의 설명에서, 용어 '상류' 및 '하류'는 유체 라인에 있어서 유체의 유동 방향에 관하여 사용된다. 따라서, 유체가 먼저 제1 요소를 통과한 후, 제2 요소를 통과하는 경우, 제1 요소가 제2 요소의 상류에 배치된다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 광 검출 시스템(1)의 일 실시형태를 보여준다.
광 검출 시스템(1)은 예를 들어 자동차의 후방에, 예를 들어 (도시되어 있지 않은) 범퍼에 또는 번호판에, 설치되도록 되어 있다. 또한, 예를 들어 차량의 측방에, 예를 들어 사이드 미러에 대한 대용물로서, 설치될 수 있다.
광 검출 시스템(1)은 보호 하우징(3)과, 특히 카메라 등과 같이 이미지를 취하기 위한 광센서(5)로서 보호 하우징(3)에 설치되어 있는 것인 광센서를 포함한다.
보호 하우징은 예를 들어 원통 형상이고, 일단부(6)에 격자부(8)를 포함한다. 동일한 도면에서, 격자부(8)는 또한 정면이 도시되어 있다.
광센서(5)는 예를 들어 케이싱(9)에 봉입되어 있는, 소형 포토 다이오드의 매트릭스 어레이로 형성된 CMOS 측정 센서 또는 CCD(전하 결합 소자) 측정 센서를 포함한다. 이 측정 센서는, 예를 들어 특히 취한 데이터/이미지를 처리하기 위한 마이크로 프로세서를 포함하는 처리 유닛에 링크된다.
광센서(5)는 추가적으로 광학부(11)를, 예를 들어 기밀 밀폐 방식으로 측정 센서의 전방에서 케이싱(9)에 부착된, 어안 렌즈 등과 같은 볼록(곡면) 렌즈 등을 포함한다.
도면에 도시된 바와 같이, 격자부(8)는 광센서의 시야에서 광센서(5)의 광축(A) 상에, 그리고 상기 광축(A)에 대해 수직하게 배치된다.
격자부(8)는 예를 들어 평행 육면체 형상, 특히 정육면체 형상의 메시(13)를 구비한다. 메시(13)의 한변의 길이는 0.5 ㎜ 내지 2.5 ㎜이고, 특히 2 ㎜일 수 있다. 특히, 격자부(8)는 0.05 ㎜ 미만의, 특히 0.02 ㎜ 내지 0.04 ㎜의 직경을 갖는 와이어(15)로 형성된다.
따라서, 예를 들어 1 m보다 큰 광학부(11)의 초점 거리와 광센서(5)에 대한 격자부(8)의 근접도 때문에, 상기 격자부(8)는 촬상된 이미지에서는 나타나지 않는다.
격자부(8)는 예를 들어, 변화되는 일 없이 악조건에 노출될 수 있는 재료로 제조된, 특히 스테인리스강 또는 플라스틱으로 제조된, 특히 예를 들어 섬유-강화 플라스틱 등의 복합 재료로 제조된 와이어(15)로 형성된다.
어느 한 변형례에 따르면, 격자부(8)는 줄 효과에 의해 가열될 수 있는 저항성 와이어를 포함하고, 격자부(8)는 격자부(8)를 가열하기 위해 전력 공급원에 접속되도록 구성되어 있다. 따라서, 격자부(8)에 얼음이 쌓인 경우, 상기 얼음은 저항성 와이어에 전류를 공급함으로써 격자부(8)를 가열하는 것에 의해 제거될 수 있다. 상기 저항성 와이어는 적어도 부분적으로 격자부(8)의 와이어(15)를 형성할 수 있다.
보호 하우징(3)의 단부(6)를 유효하게 폐쇄하기 위해, 격자부(8)는 디스크 형상을 갖는다.
변형례로서, 상기한 격자부의 형상은, 광센서(5)의 시야각을 커버할 수 있는 형상을 갖는다면, 다른 형상일 수 있다.
격자부(8)가 있는 단부(6)의 반대편에 있는 보호 하우징(3)의 단부(17)에서, 광 검출 시스템(1)은 격자부(8) 쪽으로 공기 흐름을 생성하는 발생기(19)를 포함한다.
공기 흐름 발생기(19)는 예를 들어 보호 하우징(3)에 통합되고, 보호 하우징(3)의 후방에 배치된 송풍기(21)를 포함한다.
공기 흐름 발생기(19)의 위치 때문에, 화살표(23)로 표시된 공기 흐름은 광센서(5)를 둘러싼다.
도시 생략된 어느 한 변형례에 따르면, 공기 흐름 발생기는, 압축된 공기 흐름을 격자부(8) 쪽으로 전달하기 위해 보호 하우징(5)의 외부에 위치해 있는 압축기를 포함한다.
선택적으로, 광 검출 시스템(1)은, 광센서(5)에 면하는 격자부(8)의 면 상에 세척액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐(27)을 더 포함한다.
도면에 도시된 바와 같이, 광 검출 시스템은, 광센서(5)의 주위에 고르게 분포되어 보호 하우징(3)의 내부에 분사하는 세척액 분사용의 복수 개의 노즐(27)을 포함할 수 있다.
이들 분사 노즐(27)은 예를 들어 펌프를 통하여 세척액 탱크(도시 생략)에 링크되어 있다. 이는 예를 들어 세척 시스템의 펌프 및 탱크일 수 있다.
작동 중에, 예를 들어 회전 블레이드를 구비하는 송풍기(21) 형태인, 공기 흐름 발생기(19)가, 보호 하우징의 후방으로부터 격자부(8) 쪽으로 공기 흐름을 몰아넣는다.
이 공기 흐름은 광센서(5)를 둘러싸고, 필요에 따라, 격자부(8)에서 격자부(8) 상에 쌓인 먼지를 제거할 수 있게 한다. 이러한 세척 동작은, 분사 노즐(27)을 통하여 세척액을 분사함으로써 보완될 수 있다.
얼음이 격자부(8) 상에 쌓인 경우, 상기 얼음을 녹이기 위해 얼음이 가열될 수 있다.
이때, 공기 흐름이 일정하기 때문에, 먼지 및 물이 보호 하우징(3)에 침투하는 것을 방지하는 미소 난류가, 보호 하우징의 하류측에 있는 격자부(8)에서 발생된다.
따라서, 광센서(5)에 대하여, 항상 맑고 깨끗한 시야가 확보된다. 상기한 공기 흐름에 의해, 세척 유체의 소비가 제한되고, 세척액에 의해 남겨지는 얼룩으로 인한 문제가 없다. 광센서(5)는 또한, 차량의 주행 속도와는 관계 없이 보호된다.

Claims (14)

  1. 자동차용 광 검출 시스템(1)으로서:
    - 보호 하우징(3), 및
    - 상기 보호 하우징(3)에 수용된 광센서(5),
    를 포함하는 자동차용 광 검출 시스템에 있어서, 첫 번째로, 광센서의 시야에서 광센서(5)의 광축(A) 상에 그리고 상기 광축(A)에 대해 수직하게 배치되는 격자부(8)를 포함하고, 그리고 두 번째로, 격자부(8) 쪽으로 공기 흐름을 생성하는 발생기(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 격자부(8)는 평행 육면체 형상, 특히 정육면체 형상의 메시(13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 메시(13)의 한변의 길이는 0.5 ㎜ 내지 2.5 ㎜이고, 특히 2 ㎜인 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 격자부(8)는 0.05 ㎜ 미만의, 특히 0.02 ㎜ 내지 0.04 ㎜의 직경을 갖는 와이어(15)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 격자부(8)는 스테인리스강으로 제조되거나 플라스틱으로 제조된, 특히 복합 재료로 제조된, 와이어(15)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 격자부(8)는 줄 효과에 의해 가열될 수 있는 저항성 와이어(15)를 포함하고, 격자부(8)를 가열하기 위해 전력 공급원에 접속되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 하우징(3)은 원통 형상을 갖고, 격자부(8)는 보호 하우징(3)의 양단부 중 일단부(6)를 폐쇄하는 디스크 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 하우징(3)은 원통 형상을 갖고, 격자부(8)는 광센서의 시야각을 커버할 수 있는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 공기 흐름은 광센서(5)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 공기 흐름 발생기(19)는 보호 하우징(3)에 통합되는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 공기 흐름 발생기(19)는 보호 하우징(3)의 후방에 배치된 송풍기(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 공기 흐름 발생기(19)는 보호 하우징(3)의 외부에 위치해 있는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 광센서(5)에 면하는 격자부(8)의 면 상에 세척액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐(27)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 광센서의 주위에 고르게 분포되어 보호 하우징(3)의 내부에 분사하는 세척액 분사용의 복수 개의 노즐(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출 시스템.
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