KR20190093009A - Sensing device and method for operating the same - Google Patents

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KR20190093009A
KR20190093009A KR1020180012427A KR20180012427A KR20190093009A KR 20190093009 A KR20190093009 A KR 20190093009A KR 1020180012427 A KR1020180012427 A KR 1020180012427A KR 20180012427 A KR20180012427 A KR 20180012427A KR 20190093009 A KR20190093009 A KR 20190093009A
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KR1020180012427A
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박광현
서우찬
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

According to the embodiment, a sensing device comprises: a rain sensor including a carbon fine coil; a temperature sensor for sensing a temperature around the rain sensor; a humidity sensor for sensing humidity around the rain sensor; a storage unit configured to store a compensation value for compensating a sensing value of the rain sensor according to the temperature and the humidity; and a control unit checking the temperature and the humidity at the time to acquire the sensing value when the sensing value is acquired through the rain sensor, extracting a compensation value corresponding to the temperature and the humidity from the storage unit, and compensating for the sensing value based on the extracted compensation value. The control unit determines a wiper driving condition corresponding to the sensing value when the compensated sensing value is within a preset sensing range, and recognizes the sensing value as a sensing value generated by a foreign substance when the compensated sensing value is left from the preset sensing range.

Description

감지 장치 및 이의 동작 방법{SENSING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}SENSING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

본 발명은 감지 장치에 관한 것으로, 특히 레인 센서의 동작 환경에 따라 상기 레인 센서를 통해 취득되는 감지 값을 보상할 수 있는 감지 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensing device, and more particularly, to a sensing device capable of compensating for a sensing value acquired through the rain sensor according to an operating environment of a rain sensor and a method of operating the same.

일반적으로, 차량의 전면 윈드 실드에는 우천시 빗물 때문에 발생하는 시계장애를 극복하고자 와이퍼가 설치되고, 이러한 와이퍼는 빗물이 떨어지는 정도에 따라 와이퍼의 간헐속도 제어가 단계별로 이루어진다. 그러나, 이러한 와이퍼의 속도 제어 시스템은 몇 개의 단계만으로 조절되기 때문에 빗물의 양에 따라 운전자가 원하는 속도로 와이퍼를 움직이게 할 수 없는 단점이 있다.In general, a windshield wiper is installed on the front windshield of the vehicle to overcome a clock obstacle caused by rain in the rain, and the wiper has a stepwise control of the wiper according to the degree of rainwater dropping. However, since the speed control system of the wiper is adjusted in only a few steps, the driver cannot move the wiper at a desired speed according to the amount of rainwater.

이러한 점을 극복하기 위해 광원과 수광소자인 센서를 탑재한 회로기판을 윈드 실드 표면에 대해 경사지게 배치함으로 인하여, 윈드 실드 표면에서 반사되는 광의 영향을 최소하는 반면, 빗방울 자체에서 반사되는 광신호만을 수신하여 레인 센싱 효율을 높일 수 있도록 구성한 것이 있다. 즉, 윈드 실드에서 직접 반사되는 광은 수광소자의 수광 범위 바깥으로 빠져서 윈드 실드에 반사되어 수광소자에 의해 수신되는 광량을 최소화시키는 반면, 빗방울에서 반사되는 광량만을 수광소자에 수신하므로, 빗방울로부터의 난반사 신호만을 감지할 수 있도록 광원과 수광소자가 구비된 회로기판이 윈드 실드 표면에 대하여 일정 각도 경사지게 배치한 것이다.To overcome this problem, the circuit board equipped with the light source and the sensor, which is a light receiving element, is inclined with respect to the surface of the wind shield, thereby minimizing the influence of light reflected from the surface of the wind shield, while receiving only the optical signal reflected by the raindrop itself. There is one configured to increase the rain sensing efficiency. In other words, the light reflected directly from the wind shield falls outside the light receiving range of the light receiving element and is reflected by the wind shield to minimize the amount of light received by the light receiving element, while receiving only the amount of light reflected from the raindrops on the light receiving element. The circuit board including the light source and the light receiving element is disposed to be inclined at an angle with respect to the windshield surface so as to detect only the diffuse reflection signal.

그런데, 상기와 같이 광원과 수광소자를 회로기판에 의해 차량의 윈드 실드 표면에 대해 경사지게 배치한 제품의 경우에도 광원에서 방사되는 빛이 수광소자로 직접 흡수되는 경우가 있기 때문에, 레인 센싱 효율면에서 다소 불완전하고 미흡한 점이 없지 않다. 즉, 광원에서 방사되는 빛은 일정 각도 범위로 퍼지게 되는데, 광원과 수광소자를 윈드 실드 표면에 대해 경사지게 배치하였다 하더라도 윈드 실드 밖으로 빠지는 빛 이외에 일부의 빛이 수광소자 쪽으로 직접 비춰지기 때문에, 이러한 광원에서 수광소자로 흡수되는 간섭적인 빛으로 인하여 빗방울 감지 효율을 다소 저하시키는 문제가 없지 않으며, 이로 인하여 레인 센싱 효율면에서 완전성을 기하기에는 다소 미흡한 면이 있는 것이다.However, since the light emitted from the light source may be directly absorbed by the light receiving element even in a product in which the light source and the light receiving element are inclined with respect to the windshield surface of the vehicle by the circuit board as described above, in terms of the efficiency of rain sensing It is somewhat incomplete and lacking. That is, the light emitted from the light source is spread over a certain angle range, even if the light source and the light receiving element is inclined with respect to the surface of the wind shield, some of the light is directly emitted toward the light receiving element, in addition to the light falling out of the wind shield. Due to the interference light absorbed by the light-receiving element, there is no problem that the raindrop detection efficiency is somewhat reduced, and thus, there is a rather insufficient surface for perfection in terms of rain sensing efficiency.

상기와 같은 주위 통행 차량의 헤드라이트 광 등에 의한 주변 간섭광을 극소화시키고자 설계하는 경우에도 불가피하게 차단되지 못하는 간섭광은 생기게 마련이고, 광 감지 레인 센서 자체는 매우 민감한 센서 제품이라서 이처럼 미처 차단하지 못하는 미량의 주변광의 영향을 받을 수밖에 없는 것이라서 고도의 정밀한 레인 센싱 효과를 내기에는 한계를 가질 수밖에 없으며, 아울러, 상기와 같은 주변광의 영향을 극소화시키기 위한 구조를 구현하기 위해서는 다소 복잡한 구조를 가질 수밖에 없어서 생산성에서 다소 효율적이지 못하고 제품 코스트도 다소 높아지는 등의 한계를 가지는 것이 불가피한 실정이다.Even when designed to minimize the ambient interference light caused by the headlight light of the surrounding traffic vehicle, interference light cannot be inevitably blocked, and the light detecting lane sensor itself is a very sensitive sensor product. Since it is inevitable to be influenced by a small amount of ambient light, it is inevitable to have a high precision rain sensing effect, and to implement a structure to minimize the influence of ambient light as described above, it must have a rather complicated structure. It is inevitable to have limitations such as somewhat inefficient in productivity and slightly higher product cost.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 차량의 전면 유리에 떨어지는 빗방울에 의하여, 레인 센서를 구성하는 탄소 미세 코일(CMC: Carbon Micro Coil)에 의한 임피던스 변화를 감지하여 강우 여부 및 강우량을 판단할 수 있는 감지 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.In the embodiment according to the present invention, by detecting the change in the impedance by the carbon micro coil (CMC: Carbon Micro Coil) constituting the rain sensor by the rain drops falling on the windshield of the vehicle to detect the rainfall and rainfall An apparatus and a method of operating the same are provided.

또한, 실시 예에서는 레인 센서를 구성하는 탄소 미세 코일을 포함한 감지층을 이용하여, 미세의 강우량까지 감지할 수 있는 감지 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.In addition, the embodiment provides a sensing device and a method of operating the same, using the sensing layer including the carbon micro coil constituting the rain sensor, to detect the fine rainfall.

또한, 실시 예에서는 이물질과 빗물을 구분하여 감지할 수 있는 감지 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.In addition, the embodiment provides a sensing device and a method of operating the same that can detect the foreign matter and the rain.

또한, 실시 예에서는 레인 센서의 동작 환경에 따라 상기 레인 센서를 통해 획득된 감지 값을 보상해줄 수 있는 감지 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.In addition, the embodiment provides a sensing device that can compensate for the detection value obtained through the rain sensor according to the operating environment of the rain sensor and its operation method.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the proposed embodiment are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above are clear to those skilled in the art to which the proposed embodiments belong from the following description. Can be understood.

실시 예에 따른 감지 장치는 탄소 미세 코일을 포함하는 레인 센서; 상기 레인 센서의 주위의 온도를 감지하는 온도 센서; 상기 레인 센서의 주위의 습도를 감지하는 습도 센서; 상기 온도 및 습도에 따른 상기 레인 센서의 감지 값을 보상하기 위한 보상 값이 저장된 저장부; 및 상기 레인 센서를 통해 감지 값이 획득되면, 상기 감지 값이 획득된 시점의 온도 및 습도를 확인하고, 상기 저장부로부터 상기 온도 및 습도에 대응하는 보상 값을 추출하며, 상기 추출된 보상 값을 토대로 상기 감지 값을 보상하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 보상된 감지 값이 기설정된 감지 범위 내에 포함되면, 상기 감지 값에 대응하는 와이퍼 구동 조건을 결정하고, 상기 보상된 감지 값이 기설정된 상기 감지 범위를 벗어나면, 상기 감지 값이 이물질에 의해 발생한 감지 값임을 인식한다.The sensing device according to the embodiment includes a rain sensor including a carbon fine coil; A temperature sensor for sensing a temperature around the rain sensor; A humidity sensor for sensing humidity around the rain sensor; A storage unit configured to store a compensation value for compensating a detection value of the rain sensor according to the temperature and humidity; And when the detection value is obtained through the rain sensor, confirms the temperature and humidity at the time when the detection value is obtained, extracts a compensation value corresponding to the temperature and humidity from the storage, and extracts the extracted compensation value. And a controller for compensating the detected value based on the compensation value, wherein the controller determines a wiper driving condition corresponding to the sensed value when the compensated sensed value is within a preset sensing range, and the compensated sensed value is pre-set. If it is out of the set detection range, it is recognized that the detection value is a detection value generated by the foreign matter.

또한, 상기 레인 센서는, 기판과, 상기 기판 위에 배치되고, 상호 일정 간격 이격되는 제 1 및 2 전극과, 상기 기판 위에 상기 제 1 전극의 주위를 둘러싸며 배치되는 제 1 격벽과, 상기 기판 위에 상기 제 2 전극의 주위를 둘러싸며 배치되는 제 2 격벽과, 상기 제 1 격벽 내에 배치되어 상기 제 1 전극을 덮으며, 내부에 상기 탄소 미세 코일이 포함된 제 1 감지층과, 상기 제 2 격벽 내에 배치되어 상기 제 2 전극을 덮으며, 내부에 상기 탄소 미세 코일이 포함된 제 2 감지층을 포함한다.The rain sensor may further include a substrate, first and second electrodes disposed on the substrate and spaced apart from each other by a predetermined distance, a first partition wall disposed around the first electrode on the substrate, and on the substrate. A second partition wall disposed to surround the second electrode, a first sensing layer disposed in the first partition wall to cover the first electrode, wherein the carbon micro coil is included therein, and the second partition wall A second sensing layer disposed within and covering the second electrode and including the carbon micro coils therein.

또한, 상기 제 1 격벽은, 상기 제 2 격벽과 일정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제 1 감지층은, 상기 제 2 감지층과 물리적으로 분리된다.The first partition wall is spaced apart from the second partition wall by a predetermined distance, and the first sensing layer is physically separated from the second sensing layer.

또한, 상기 온도 센서는, 상기 제 1 및 2 감지층의 주위의 온도를 감지하고, 상기 습도 센서는, 상기 제 1 및 2 감지층의 주위의 습도를 감지한다.The temperature sensor may sense a temperature around the first and second sensing layers, and the humidity sensor may sense a humidity around the first and second sensing layers.

또한, 상기 레인 센서는, 감지물의 상태에 따라 변화하는 커패시턴스 값을 출력하며, 상기 제어부는, 상기 출력되는 커패시턴스 값과 기설정된 기준 값의 차이 값을 토대로 상기 감지 값을 획득하며, 상기 보상 값은, 상기 온도 및 습도에 따른 상기 커패시턴스 값의 보상 값 또는 상기 기준 값의 보상 값이다.The rain sensor may output a capacitance value that changes according to a state of the sensing object, and the controller may acquire the detection value based on a difference value between the output capacitance value and a predetermined reference value, and the compensation value may be And a compensation value of the capacitance value or the reference value according to the temperature and humidity.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 및 2 감지층의 커패시턴스 값의 변화에 대응하는 발진 주파수를 가지는 제 1 주파수를 출력하는 제 1 주파수 발생기와, 상기 기준 값의 기준 발진 주파수에 대응하는 제 2 주파수를 출력하는 제 2 주파수 발생기와, 상기 제 1 주파수와 상기 제 2 주파수의 차이 값을 출력하는 차이 주파수 발생기와, 상기 차이 주파수 발생기를 통해 출력되는 차이 값을 기설정된 필터링 영역 내에서 필터링하는 필터를 포함한다.The controller may include a first frequency generator configured to output a first frequency having an oscillation frequency corresponding to a change in capacitance values of the first and second sensing layers, and a second frequency corresponding to a reference oscillation frequency of the reference value. A second frequency generator for outputting a signal; a difference frequency generator for outputting a difference value between the first frequency and the second frequency; and a filter for filtering the difference value output through the difference frequency generator in a predetermined filtering region. Include.

또한, 상기 제어부는, 상기 온도 및 습도에 따라 상기 저장부에 저장된 보상 값을 이용하여 상기 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수 중 어느 하나의 주파수를 보상한다.In addition, the controller compensates any one of the first frequency and the second frequency by using a compensation value stored in the storage unit according to the temperature and humidity.

또한, 상기 보상 값은, 상기 레인 센서 상에 감지물이 존재하지 않는 일반 상태에서, 상기 레인 센서가 가지는 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮은 일정 값을 유지하도록 한다.The compensation value may allow a capacitance value of the rain sensor to maintain a constant value lower than the reference value in a general state in which no sensing object is present on the rain sensor.

또한, 상기 제어부는, 상기 차이 값이 기설정된 값보다 크면서, 상기 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮으면, 상기 레인 센서를 통해 인체가 감지되었음을 인식하고, 상기 인식된 인체 감지 신호를 출력한다.In addition, when the difference value is greater than a predetermined value and the capacitance value is lower than the reference value, the controller recognizes that the human body is detected through the rain sensor and outputs the recognized human body detection signal.

한편, 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법은 온도 및 습도에 따라 변화하는 탄소 미세 코일을 포함한 레인 센서의 커패시턴스 값의 변화 상태를 확인하는 단계; 상기 확인한 변화 상태를 기준으로 상기 온도 및 습도에 따른 레인 센서의 보상 값을 저장하는 단계; 상기 레인 센서를 통해 감지 신호가 출력되면, 상기 감지 신호가 출력된 시점의 상기 레인 센서 주위의 온도 및 습도를 확인하는 단계; 상기 온도 및 습도가 기준 온도 및 기준 습도와 다르면, 상기 확인한 온도 및 습도에 대응하는 보상 값을 확인하는 단계; 상기 확인한 보상 값을 적용하여, 상기 감지 신호에 대응하는 감지 값을 획득하는 단계; 상기 감지 값을 기준으로 상기 레인 센서 상에 목표 감지물이 위치하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 레인 센서 상에 목표 감지물이 위치하면, 상기 목표 감지물의 상태에 따른 와이퍼 구동 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.On the other hand, the operating method of the sensing device according to the embodiment includes the steps of confirming the change state of the capacitance value of the rain sensor including the carbon micro-coils varying with temperature and humidity; Storing a compensation value of a rain sensor according to the temperature and humidity based on the checked change state; Checking a temperature and humidity around the rain sensor at the time when the detection signal is output, when a detection signal is output through the rain sensor; Checking the compensation value corresponding to the checked temperature and humidity if the temperature and humidity are different from the reference temperature and reference humidity; Obtaining a sensed value corresponding to the sensed signal by applying the checked compensation value; Checking whether a target sensing object is located on the rain sensor based on the sensing value; And outputting a wiper driving signal according to a state of the target sensing object when the target sensing object is positioned on the rain sensor.

또한, 상기 감지 신호를 출력하는 단계는, 상기 레인 센서 상에 존재하는 감지물의 상태에 따라 변화하는 커패시턴스 값을 출력하는 단계를 포함하고, 상기 감지 값을 획득하는 단계는, 상기 출력되는 커패시턴스 값과 기설정된 기준 값의 차이 값을 토대로 상기 감지 값을 획득하는 단계를 포함하며, 상기 보상 값은, 상기 온도 및 습도에 따른 상기 출력되는 커패시턴스 값의 보상 값 또는 상기 기준 값의 보상 값이다.The outputting of the sensing signal may include outputting a capacitance value that varies according to a state of a sensing object present on the rain sensor, and obtaining the sensing value may include: outputting the capacitance value; And obtaining the sensed value based on a difference value of a preset reference value, wherein the compensation value is a compensation value of the output capacitance value or a compensation value of the reference value according to the temperature and humidity.

또한, 상기 감지 값을 획득하는 단계는 상기 출력되는 커패시턴스 값의 변화에 대응하는 발진 주파수를 가지는 제 1 주파수를 출력하는 단계와, 상기 기준 값의 기준 발진 주파수에 대응하는 제 2 주파수를 출력하는 단계와, 상기 확인된 온도 및 습도에 대응하는 보상 값을 적용하여, 상기 제 1 주파수 및 제 2 주파수 중 어느 하나의 주파수를 보상하는 단계와, 상기 어느 하나의 주파수가 보상된 상기 제 1 및 2 주파수의 차이 값을 출력하는 단계와, 상기 차이 값을 기설정된 필터링 영역 내에서 필터링하는 단계를 포함한다.The acquiring of the detected value may include outputting a first frequency having an oscillation frequency corresponding to a change in the output capacitance value, and outputting a second frequency corresponding to the reference oscillation frequency of the reference value. And compensating any one of the first frequency and the second frequency by applying a compensation value corresponding to the identified temperature and humidity, and the first and second frequencies with which one of the frequencies is compensated. Outputting a difference value of and filtering the difference value within a predetermined filtering region.

또한, 상기 목표 감지물이 위치하는지 여부를 확인하는 단계는, 상기 차이 값이 상기 필터링 영역 내에 존재하면, 상기 레인 센서 상에 목표 감지물이 위치하는 것으로 판단하는 단계와, 상기 차이 값이 상기 필터링 영역을 벗어나면, 상기 레인 센서 상에 상기 목표 감지물이 아닌 다른 객체가 위치하는 것으로 판단하는 단계를 포함한다.The determining of whether the target sensing object is located may include determining that the target sensing object is located on the rain sensor when the difference value exists in the filtering area, and wherein the difference value is the filtering. If it is out of the area, determining that the object other than the target sensing object is located on the rain sensor.

또한, 상기 다른 객체가 위치하는 것으로 판단하는 단계는, 상기 차이 값이 기설정된 값보다 크면서, 상기 출력되는 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮으면, 상기 레인 센서를 통해 인체가 감지된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.The determining of the location of the other object may include determining that the human body is detected through the rain sensor when the difference value is greater than a predetermined value and the output capacitance value is lower than the reference value. Steps.

실시 예에 따르면, 강우가 발생하는 경우, 이에 즉각적으로 반응하여 강우량을 감지할 수 있음으로써, 우천시에 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, when the rainfall occurs, it is possible to immediately detect the rainfall in response to this, thereby improving the convenience of the driver in the rain.

또한, 실시 예에 의하면 탄소 미세 코일을 이용하여 강우량을 감지함으로써, 기존의 광학 방식에 대비하여 차별화된 특성(응답특성, 정밀, 정확도, 소비전력, 소형화 등)의 레인 센서를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, by detecting the rainfall using the carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor having a different characteristic (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) compared to the conventional optical method.

또한, 실시 예에 의하면, 탄소 미세 코일의 임피던스의 미세한 변화로도 강우량의 측정이 가능하며, 이물질의 감지를 회피하기 위한 레인 센서의 반응 영역을 설정하여 이물질에 의해 와이퍼가 구동되는 상황을 사전에 방지할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to measure rainfall even with a slight change in the impedance of the carbon fine coil, and set the reaction area of the rain sensor for avoiding the detection of foreign matters, so that the wiper is driven by the foreign matters in advance. You can prevent it.

또한, 실시 예에서는 레인 센서의 동작 환경에 따라 상기 레인 센서를 통해 감지된 감지 값을 보상한다. 즉, 실시 예에서는, 레인 센서가 동작하는 주위의 온도 및 습도에 따라 상기 감지 값을 보상해줌으로써, 더욱 정확한 감지 값을 획득할 수 있어 감지 장치의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the embodiment compensates for the detection value detected by the rain sensor according to the operating environment of the rain sensor. That is, in the embodiment, by compensating the detection value according to the ambient temperature and humidity of the rain sensor operation, it is possible to obtain a more accurate detection value to improve the operation reliability of the sensing device.

또한, 실시 예에서는 레인 센서의 기준 값을 온도 및 습도에 따라 유동적으로 재설정함으로써, 동작 환경에 따른 감지 장치의 오작동을 방지할 수 있다.In addition, in the embodiment, by resetting the reference value of the rain sensor in accordance with the temperature and humidity, it is possible to prevent the malfunction of the sensing device according to the operating environment.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 레인 센서의 상세 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 전극의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 감지층 내에 포함된 탄소 미세 코일을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 탄소 미세 코일이 가지는 커패시터 기능을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 4의 탄소 미세 코일의 특성을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 변화에 따라 변화하는 레인 센서의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 변화에 따른 보상 알고리즘을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 습도 변화에 따라 변화하는 레인 센서의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 1의 레인 센서의 상세 구조를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 13과 비교되는 2라인 전극 구조의 감지 감도를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 13에 도시된 4라인 전극 구조의 감지 감도를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 일 예의 구성을 보여주는 도면이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 21은 감지물의 종류에 따라 변화하는 탄소 미세 코일의 변화 특성을 보여주는 그래프이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a sensing device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the rain sensor of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a modified example of the electrode of FIG. 2.
4 is a view illustrating a carbon micro coil included in the sensing layer of FIG. 2.
FIG. 5 is a diagram illustrating a capacitor function of the carbon micro coil of FIG. 4.
6 illustrates the characteristics of the carbon micro coil of FIG. 4.
7 is a graph illustrating characteristics of a rain sensor that changes according to a temperature change according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating a compensation algorithm according to a change in temperature according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of operating a sensing device according to a first embodiment of the present invention step by step.
10 is a flowchart illustrating a step-by-step method of operating a sensing device according to a second embodiment of the present invention.
11 is a graph showing the characteristics of the rain sensor that changes according to the humidity change according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a step-by-step method of operating a sensing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a detailed structure of the rain sensor of FIG. 1 according to another exemplary embodiment.
FIG. 14 is a diagram for describing sensing sensitivity of a two-line electrode structure compared to FIG. 13.
FIG. 15 is a diagram for describing sensing sensitivity of the four-line electrode structure illustrated in FIG. 13.
16 is a diagram illustrating an example of a control unit according to an embodiment of the present invention.
17 to 19 are diagrams illustrating a change in a difference frequency value according to the first embodiment of the present invention.
20 is a view illustrating a change of a difference frequency value according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a graph showing a change characteristic of a carbon micro coil that varies according to the type of sensing object.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a sensing device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 감지 장치(100)는 레인 센서(110), 온도 센서(120), 습도 센서(130), 저장부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the sensing device 100 includes a rain sensor 110, a temperature sensor 120, a humidity sensor 130, a storage 140, and a controller 150.

본 발명에서의 상기 감지 장치(100)는 차량 내부에 설치될 수 있다. 바람직하게, 상기 레인 센서(110)는 차량의 전면 유리의 내측에 설치되어, 상기 전면 유리 상에 존재하는 감지물을 감지한다. 바람직하게, 상기 레인 센서(110)는 상기 차량의 전면 유리에 내리는 빗방울을 감지한다. 바람직하게, 상기 레인 센서(110)는 상기 전면 유리에 떨어지는 빗방울의 존재 여부나, 상기 빗방울의 양에 따라 커패시턴스 값이 변화하는 특성을 가진다. 즉, 상기 레인 센서(110)는 상기 빗방울의 존재 여부나 상기 빗방울의 양에 따른 커패시턴스 값의 변화를 감지하고, 이에 따른 감지 값을 출력한다.The sensing device 100 in the present invention may be installed inside the vehicle. Preferably, the rain sensor 110 is installed on the inside of the windshield of the vehicle, detects the sensing object present on the windshield. Preferably, the rain sensor 110 detects raindrops falling on the windshield of the vehicle. Preferably, the rain sensor 110 has a characteristic that the capacitance value changes according to the presence or absence of raindrops falling on the windshield or the amount of raindrops. That is, the rain sensor 110 detects a change in capacitance value according to the presence or absence of the raindrops or the amount of raindrops, and outputs a detection value accordingly.

이를 위해, 상기 레인 센서(110)는 상기 전면 유리의 일정 위치에 감지 영역을 형성하고, 그에 따라 상기 감지 영역 내에서 발생하는 빗방울의 상태에 따른 정보를 감지한다.To this end, the rain sensor 110 forms a sensing region at a predetermined position of the windshield, and thus detects information according to the state of raindrops generated in the sensing region.

온도 센서(120)는 온도를 측정하고, 상기 측정한 온도 데이터를 출력한다. 이때, 상기 온도 센서(120)는 상기 레인 센서(110)의 주위의 온도를 감지하여 이에 따른 온도 데이터를 출력할 수 있다. 바람직하게, 상기 온도 센서(120)는 상기 레인 센서(110)의 내부에 설치되어, 상기 레인 센서의 내부의 온도를 감지할 수 있다. 바람직하게, 상기 온도 센서(120)는 상기 레인 센서(110)를 구성하는 감지층(추후 설명)과 인접한 위치에 설치되어, 상기 감지층의 주위의 온도를 감지할 수 있다.The temperature sensor 120 measures the temperature and outputs the measured temperature data. In this case, the temperature sensor 120 may detect a temperature around the rain sensor 110 and output temperature data according thereto. Preferably, the temperature sensor 120 may be installed inside the rain sensor 110 to detect a temperature inside the rain sensor. Preferably, the temperature sensor 120 is installed at a position adjacent to a sensing layer (to be described later) constituting the rain sensor 110, and may sense a temperature around the sensing layer.

습도 센서(130)는 습도를 측정하고, 상기 측정한 습도 데이터를 출력한다. 이때, 상기 습도 센서(130)는 상기 레인 센서(110)의 주위의 습도를 감지하여 이에 따른 습도 데이터를 출력할 수 있다. 바람직하게, 상기 습도 센서(130)는 상기 레인 센서(110)의 내부에 설치되어, 상기 레인 센서의 내부의 습도를 감지할 수 있다. 바람직하게, 상기 습도 센서(130)는 상기 레인 센서(110)를 구성하는 감지층(추후 설명)과 인접한 위치에 설치되어, 상기 감지층의 주위의 습도를 감지할 수 있다.The humidity sensor 130 measures humidity and outputs the measured humidity data. In this case, the humidity sensor 130 may detect humidity around the rain sensor 110 and output humidity data according thereto. Preferably, the humidity sensor 130 may be installed inside the rain sensor 110 to detect humidity inside the rain sensor. Preferably, the humidity sensor 130 is installed at a position adjacent to the sensing layer (to be described later) constituting the rain sensor 110, it can detect the humidity around the sensing layer.

이를 위해, 상기 감지 장치는 상기 레인 센서(110), 상기 온도 센서(120) 및 상기 습도 센서(130)의 주위를 둘러싸는 케이스를 포함할 수 있으며, 상기 하나의 케이스 내에는 상기 레인 센서(110), 상기 온도 센서(120) 및 상기 습도 센서(130)가 배치될 수 있다. To this end, the sensing device may include a case surrounding the circumference of the rain sensor 110, the temperature sensor 120, and the humidity sensor 130, and within the one case, the rain sensor 110. ), The temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 may be disposed.

저장부(140)는 상기 감지 장치(100)의 동작에 필요한 데이터나, 상기 감지 장치(100)의 동작 중에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 바람직하게, 상기 저장부(140)는 상기 온도 센서(120)를 통해 측정된 온도 데이터나, 상기 습도 센서(130)를 통해 측정된 습도 데이터에 따라 상기 레인 센서(110)의 감지 값을 보상하기 위한 보상 테이블을 저장할 수 있다. 이러한 저장부(140)는 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.The storage 140 may store data necessary for the operation of the sensing device 100 or data necessary during the operation of the sensing device 100. Preferably, the storage 140 compensates for the detection value of the rain sensor 110 according to temperature data measured through the temperature sensor 120 or humidity data measured through the humidity sensor 130. The reward table can be stored. The storage unit 140 may be various storage devices such as a ROM, a RAM, an EPROM, a flash drive, a hard drive, and the like in hardware.

상기 레인 센서(110)는 온도 및 습도에 영향을 받는다. 다시 말해서, 상기 레인 센서(110)를 구성하는 감지층은 상기 레인 센서(110)에 가해지는 힘이나 유전율 변화에 따라 커패시턴스 값이 변화하는 특성을 갖는다. 그러나, 상기 감지층 상에 상기 힘이 가해지지 않거나, 상기 유전율 변화가 없는 상태에서도, 상기 온도 변화나 습도 변화에 따라 상기 커패시턴스 값이 변화하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 온도 및 습도에 따라 변화하는 상기 커패시턴스 값의 변화 특성을 확인하고, 상기 확인한 변화 특성에 따른 보상 값을 결정한다. 그리고, 상기 결정된 보상 값에 대한 보상 테이블을 상기 저장부(140) 내에 저장될 수 있다.The rain sensor 110 is affected by temperature and humidity. In other words, the sensing layer constituting the rain sensor 110 has a characteristic that a capacitance value changes according to a change in force or dielectric constant applied to the rain sensor 110. However, even when the force is not applied or the dielectric constant does not change on the sensing layer, the capacitance value changes according to the temperature change or humidity change. Therefore, in the present invention, the change characteristic of the capacitance value that changes according to the temperature and humidity is checked, and a compensation value according to the checked change characteristic is determined. The compensation table for the determined compensation value may be stored in the storage 140.

바람직하게, 상기 보상 테이블은 온도에 따른 보상 값을 포함하는 제 1 보상 테이블과, 습도에 따른 보상 값을 포함하는 제 2 보상 테이블과, 온도 및 습도에 따른 보상 값을 포함하는 제 2 보상 테이블을 포함할 수 있다. 이때, 상기 레인 센서(110)는 상기 온도 및 습도에 모두 영향을 받으므로, 상기 온도 및 습도를 모두 고려하여 상기 감지 값을 보상해주어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 저장부(140) 내에 온도 및 습도에 따라 상기 감지 값을 보상하기 위한 보상 값을 결정하고, 이에 따른 보상 테이블을 작성하여 상기 저장부(140) 내에 저장한다.Preferably, the compensation table includes a first compensation table including a compensation value according to temperature, a second compensation table including a compensation value according to humidity, and a second compensation table including a compensation value according to temperature and humidity. It may include. At this time, since the rain sensor 110 is affected by both the temperature and humidity, it is necessary to compensate for the detection value in consideration of both the temperature and humidity. Therefore, in the present invention, a compensation value for compensating the detected value is determined in the storage unit 140 according to temperature and humidity, and a compensation table is created and stored in the storage unit 140.

따라서, 상기 보상 테이블은, 온도/습도에 대응하는 보상 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 테이블은 A 온도 및 B 습도의 조건에서 적용되는 제 1 보상 값, A 온도 및 C 습도의 조건에서 적용되는 제 2 보상 값, D 온도 및 B 습도의 조건에서 적용되는 제 3 보상 값과, D 온도 및 C 습도의 조건에서 적용되는 제 4 보상 값 등으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 보상 테이블은 온도 및 습도 중 어느 하나의 조건에 대한 보상 값이 아니라, 온도 및 습도를 모두 고려한 보상 값으로 구성될 수 있다.Therefore, the compensation table may include a compensation value corresponding to temperature / humidity. For example, the compensation table may include a first compensation value applied under conditions of A temperature and B humidity, a second compensation value applied under conditions of A temperature and C humidity, and a third compensation value applied under conditions of D temperature and B humidity. And a fourth compensation value applied under the conditions of the D temperature and the C humidity. That is, the compensation table may be configured as a compensation value considering both temperature and humidity, not a compensation value for any one of temperature and humidity.

제어부(150)는 상기 레인 센서(110), 상기 온도 센서(120) 및 상기 습도 센서(130)를 제어하고, 그에 따라 상기 레인 센서(110)를 통해 출력되는 감지 값을 토대로 와이퍼를 구동하기 위한 구동 조건을 결정할 수 있다.The controller 150 controls the rain sensor 110, the temperature sensor 120, and the humidity sensor 130 and accordingly drives the wiper based on the sensed value output through the rain sensor 110. The driving conditions can be determined.

이때, 제어부(150)는 상기 온도 센서(120) 및 상기 습도 센서(130)를 통해 감지된 온도 데이터 및 습도 데이터를 토대로 상기 레인 센서(110)를 통해 출력되는 감지 값의 보상이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 감지 값은, 상기 레인 센서(110)를 통해 출력되는 커패시턴스 값일 수 있다. 이때, 상기 제어부(150)는 상기 커패시턴스 값에 대한 기준 값을 설정하며, 상기 설정된 기준 값과 상기 레인 센서(110)를 통해 출력되는 커패시턴스 값의 차이 값을 토대로 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 계산하게 된다.In this case, the controller 150 determines whether compensation of the detection value output through the rain sensor 110 is necessary based on the temperature data and the humidity data sensed by the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130. can do. That is, the detection value may be a capacitance value output through the rain sensor 110. In this case, the controller 150 sets a reference value for the capacitance value, and determines whether the raindrop exists and the amount of the raindrop based on a difference value between the set reference value and the capacitance value output through the rain sensor 110. Calculate.

한편, 상기 기준 값은 기준 온도 데이터 및 기준 습도 데이터를 기준으로 설정될 수 있다. 이때, 상기 제어부(150)는 상기 온도 센서(120) 및 습도 센서(130)를 통해 획득된 온도 데이터 및 습도 데이터가 상기 기준 온도 데이터 및 상기 기준 습도 데이터와 상이하면, 상기 저장부(140)에 저장된 보상 테이블을 이용하여 상기 기준 값을 변경한다. 그리고, 상기 제어부(150)는 상기 기준 값이 변경되면, 상기 기준 값의 변경에 사용된 상기 온도 데이터 및 상기 습도 데이터를 기준 온도 데이터 및 습도 데이터로 변경할 수 있다.The reference value may be set based on reference temperature data and reference humidity data. In this case, if the temperature data and the humidity data obtained through the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 are different from the reference temperature data and the reference humidity data, the controller 150 is stored in the storage unit 140. The reference value is changed using the stored compensation table. When the reference value is changed, the controller 150 may change the temperature data and the humidity data used to change the reference value into reference temperature data and humidity data.

상기와 같이, 제어부(150)는 상기 온도 데이터 및 습도 데이터를 기준으로 상기 기준 값을 보상하여, 상기 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 계산할 수 있다.As described above, the controller 150 may calculate the presence and the amount of raindrops by compensating the reference value based on the temperature data and the humidity data.

이와 다르게, 상기 제어부(150)는 상기 레인 센서(110)를 통해 출력되는 커패시턴스 값을 상기 온도 데이터 및 습도 데이터에 따라 보상할 수 있다. 즉, 상기 보상 테이블은 온도 및 습도에 따라 상기 커패시턴스 값에 적용될 보상 값일 수 있다. 따라서, 상기 제어부(150)는 상기 레인 센서(110)를 통해 커패시턴스 값이 출력되면, 상기 온도 센서(120) 및 상기 습도 센서(130)를 통해 출력되는 온도 데이터 및 습도 데이터를 확인한다. 이후, 제어부(150)는 상기 보상 테이블을 이용하여, 상기 온도 데이터 및 습도 데이터에 따라 상기 커패시턴스 값에 적용될 보상 값을 확인한다. 그리고, 상기 제어부(150)는 기설정되어 있는 기준 값과 상기 보상 값이 적용된 커패시턴스 값의 차이 값을 토대로 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 계산할 수 있다. Alternatively, the controller 150 may compensate for the capacitance value output through the rain sensor 110 according to the temperature data and the humidity data. That is, the compensation table may be a compensation value to be applied to the capacitance value according to temperature and humidity. Therefore, when the capacitance value is output through the rain sensor 110, the controller 150 checks the temperature data and the humidity data output through the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130. Thereafter, the controller 150 checks a compensation value to be applied to the capacitance value according to the temperature data and the humidity data using the compensation table. The controller 150 may calculate the presence of raindrops and the amount of raindrops based on a difference value between a predetermined reference value and a capacitance value to which the compensation value is applied.

다시 말해서, 저장부(140) 내에 저장된 보상 테이블은, 상기 레인 센서(110)를 통해 출력되는 커패시턴스 값에 적용될 보상 값일 수 있으며, 이와 다르게 기설정된 기준 값에 적용될 보상 값일 수 있다.In other words, the compensation table stored in the storage 140 may be a compensation value to be applied to the capacitance value output through the rain sensor 110, or may be a compensation value to be applied to a predetermined reference value.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 레인 센서(110)의 상세 구조 및 이에 따른 제어부(150)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the detailed structure of the rain sensor 110 and the operation of the controller 150 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 레인 센서의 상세 구조를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2의 전극의 변형 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 감지층 내에 포함된 탄소 미세 코일을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 탄소 미세 코일이 가지는 커패시터 기능을 설명하는 도면이고, 도 6은 도 4의 탄소 미세 코일의 특성을 나타낸 것이다.2 is a cross-sectional view illustrating a detailed structure of the rain sensor of FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, FIG. 3 is a diagram illustrating a modified example of the electrode of FIG. 2, and FIG. 4 is included in the sensing layer of FIG. 2. It is a figure which shows a carbon micro coil, FIG. 5 is a figure explaining the capacitor function which the carbon micro coil of FIG. 4 has, and FIG. 6 shows the characteristic of the carbon micro coil of FIG.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 레인 센서(110)는 기판(111), 제 1 전극(112), 제 2 전극(113), 제 1 격벽(114), 제 2 격벽(115), 제 1 감지층(116), 제 2 감지층(117), 구동 소자(118) 및 보호층(119)을 포함한다.2 to 6, the rain sensor 110 may include a substrate 111, a first electrode 112, a second electrode 113, a first partition wall 114, a second partition wall 115, and a first partition wall. The sensing layer 116, the second sensing layer 117, the driving element 118, and the protective layer 119 are included.

상기와 같은 레인 센서(110)는 차량의 전면 유리의 내측에 배치되고, 그에 따라 상기 전면 유리의 외측에 가해지는 압력에 따른 임피던스 변화를 감지하여, 이에 따른 감지 값을 출력한다.The rain sensor 110 is disposed inside the windshield of the vehicle, and thus detects a change in impedance according to a pressure applied to the outside of the windshield, and outputs a detection value accordingly.

기판(111)는 제 1 전극(112), 제 2 전극(113), 제 1 격벽(114), 제 2 격벽(115), 제 1 감지층(116) 및 제 2 감지층(117)이 장착되는 베이스 기판이다. 이러한 기판(111)은 50㎛~125㎛ 사이의 범위를 만족하는 두께를 가질 수 있다.The substrate 111 is mounted with the first electrode 112, the second electrode 113, the first partition wall 114, the second partition wall 115, the first sensing layer 116, and the second sensing layer 117. It is a base substrate. The substrate 111 may have a thickness satisfying a range of 50 μm to 125 μm.

제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)은 상기 기판(111) 위에 일정 간격 이격된 위치에 각각 배치된다. 즉, 전극은 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)과 같이 복수 개로 구성되며, 이에 따라 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)과 인접하여 위치한 물체에 의하여, 상기 제 1 감지층(116) 및 제 2 감지층(117)의 상태가 변함에 따른 임피던스를 감지한다. 상기 제 1 전극(112) 및 상기 제 2 전극(113) 각각은 25㎛의 두께로 형성될 수 있다. The first electrode 112 and the second electrode 113 are disposed at positions spaced apart from each other on the substrate 111 by a predetermined interval. That is, the electrode is composed of a plurality of like the first electrode 112 and the second electrode 113, according to the object located adjacent to the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117. The impedance of the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 is sensed as the state is changed. Each of the first electrode 112 and the second electrode 113 may be formed to have a thickness of 25 μm.

이때, 상기 제 1 전극(112)은 포지티브 극성의 전극일 수 있고, 상기 제 2 전극(113)은 네거티브 극성의 전극일 수 있다.In this case, the first electrode 112 may be an electrode of positive polarity, and the second electrode 113 may be an electrode of negative polarity.

상기 기판(111) 위에는 상기 제 1 전극(112)의 주위를 둘러싸며 배치되는 제 1 격벽(114)과, 상기 제 2 전극(113)의 주위를 둘러싸며 배치되는 제 2 격벽(115)을 포함한다. The first partition wall 114 is disposed on the substrate 111 to surround the first electrode 112 and the second partition wall 115 is disposed to surround the second electrode 113. do.

상기 제 1 격벽(114)은 상기 제 1 전극(112)과 일정 간격 이격된 위치에서, 단일폐루프 형상을 가지며 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 격벽(114)은 상기 제 1 전극(112)과 일정 간격 이격된 위치에서, 사각 형상을 가지며 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 1 격벽(114)은 원 형상, 다각 형성, 타원 형상, 삼각 형상 등 다양한 형상으로 변형이 가능하다.The first partition wall 114 may have a single closed loop shape at a position spaced apart from the first electrode 112 by a predetermined distance. For example, the first partition wall 114 may have a square shape at a position spaced apart from the first electrode 112 by a predetermined distance. Alternatively, the first partition wall 114 may be deformed into various shapes such as a circle shape, a polygonal shape, an ellipse shape, and a triangular shape.

상기 제 2 격벽(115)은 상기 제 2 전극(113)과 일정 간격 이격된 위치에서, 단일폐루프 형상을 가지며 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 격벽(115)은 상기 제 2 전극(113)과 일정 간격 이격된 위치에서, 사각 형상을 가지며 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 2 격벽(115)은 원 형상, 다각 형성, 타원 형상, 삼각 형상 등 다양한 형상으로 변형이 가능하다. The second partition wall 115 may be formed to have a single closed loop shape at a position spaced apart from the second electrode 113 at a predetermined interval. For example, the second partition wall 115 may be disposed to have a square shape at a position spaced apart from the second electrode 113 at a predetermined interval. Alternatively, the second partition wall 115 may be deformed into various shapes such as a circle shape, a polygonal shape, an ellipse shape, and a triangular shape.

한편, 상기 제 1 격벽(114)과 상기 제 2 격벽(115)은 일정 간격 이격되어 배치된다. 바람직하게, 상기 제 1 격벽(114)과 상기 제 2 격벽(115) 사이에는 일정 공간이 형성된다. Meanwhile, the first partition wall 114 and the second partition wall 115 are spaced apart from each other by a predetermined interval. Preferably, a predetermined space is formed between the first partition wall 114 and the second partition wall 115.

즉, 상기 제 1 격벽(114)과 상기 제 2 격벽(115)이 서로 접촉하고 있다면, 상기 제 1 전극(112)을 덮는 제 1 감지층(116)과, 상기 제 2 전극(113)을 덮는 제 2 감지층(117) 사이의 공간이 존재하지 않는다. 이에 따라, 상기 제 1 감지층(116)과 상기 제 2 감지층(117) 사이에는 감지물의 감지 감도가 상대적으로 낮은 영역이 존재하게 된다. 다시 말해서, 본 발명에서는 상기 제 1 전극(112)과 상기 제 2 전극(113)의 주위로 전기장이 발생하게 된다. 이때, 상기 제 1 감지층(116)과 상기 제 2 감지층(117) 사이에 이격 공간이 존재하지 않게 되면, 상기 전기장이 상호 상쇄됨에 따라 특정 영역에서 상기 전기장이 약한 영역이 존재하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 제 1 격벽(114)과 상기 제 2 격벽(115) 사이에 일정 이격 공간을 형성하여, 상기 전기장의 발생 강도가 전체적으로 균일하게 나타날 수 있도록 한다.That is, when the first partition wall 114 and the second partition wall 115 are in contact with each other, the first sensing layer 116 covering the first electrode 112 and the second electrode 113 covering the first partition wall 114 and the second partition wall 115 are formed. There is no space between the second sensing layers 117. Accordingly, a region where the sensing sensitivity of the sensing object is relatively low exists between the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117. In other words, in the present invention, an electric field is generated around the first electrode 112 and the second electrode 113. In this case, when the space between the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 does not exist, the electric field is canceled with each other, a region having a weak electric field exists in a specific region. Therefore, in the present invention, a predetermined spaced space is formed between the first partition wall 114 and the second partition wall 115 so that the generated intensity of the electric field is uniformly displayed as a whole.

또한, 상기 제 1 격벽(114)과 상기 제 2 격벽(115)은 상기 제 1 감지층(116)과 상기 제 2 감지층(117)을 물리적으로 분리시키는 댐 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 제 1 격벽(114)과 상기 제 2 격벽(115)은 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)의 상면의 평탄도를 유지하면서 디스펜싱하기 위해 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 격벽(114) 및 상기 제 2 격벽(115)은 실리콘으로 형성될 수 있다.In addition, the first partition wall 114 and the second partition wall 115 may serve as a dam to physically separate the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117. In addition, the first partition wall 114 and the second partition wall 115 may be formed to dispense while maintaining the flatness of the upper surface of the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117. have. In this case, the first partition wall 114 and the second partition wall 115 may be formed of silicon.

상기 기판(111) 위에는 상기 제 1 전극(112)을 덮으며 제 1 감지층(116)이 배치된다. 그리고, 상기 기판(111) 위에는 상기 제 2 전극(113)을 덮으며 제 2 감지층(117)이 배치된다. The first sensing layer 116 is disposed on the substrate 111 to cover the first electrode 112. The second sensing layer 117 is disposed on the substrate 111 to cover the second electrode 113.

이때, 상기 제 1 감지층(116)은 상기 제 1 격벽(114) 내에 배치된다. 그리고, 상기 제 2 감지층(117)은 상기 제 2 격벽(115) 내에 배치된다. 즉, 상기 제 1 격벽(114)은 상기 제 1 감지층(116)의 주위를 둘러싸며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 격벽(115)은 상기 제 2 감지층(117)의 주위를 둘러싸며 배치될 수 있다. In this case, the first sensing layer 116 is disposed in the first partition wall 114. The second sensing layer 117 is disposed in the second partition wall 115. That is, the first partition wall 114 may be disposed surrounding the first sensing layer 116. In addition, the second partition wall 115 may be disposed to surround the second sensing layer 117.

상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 소정 두께를 가지며 상기 기판(111) 위에 각각 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 1 감지층(116)의 두께는 상기 제 1 격벽(114)의 두께와 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 2 감지층(117)의 두께는 상기 제 2 격벽(115)의 두께와 동일할 수 있다.The first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 may have a predetermined thickness and may be disposed on the substrate 111, respectively. In this case, the thickness of the first sensing layer 116 may be the same as the thickness of the first partition wall 114. In addition, the thickness of the second sensing layer 117 may be the same as the thickness of the second partition wall 115.

즉, 본 발명에서는, 제 1 전극(112)을 덮는 제 1 감지층(116)과, 상기 제 2 전극(113)을 덮는 제 2 감지층(117)이 상호 물리적으로 분리되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(112) 및 상기 제 2 전극(113)이 상호 동일한 감지층 내에 배치되는 경우, 상호 간의 간섭에 의한 SNR(신호대잡음비, Signal to Noise Ratio)가 나빠지는 문제가 있다. 반면, 본 발명에서는 상기 제 1 전극(112)을 덮는 제 1 감지층(116)과, 상기 제 2 전극(113)을 덮는 제 2 감지층(117)이 상호 물리적으로 분리하여 신호 감지 특성을 향상시킬 수 있다.That is, in the present invention, the first sensing layer 116 covering the first electrode 112 and the second sensing layer 117 covering the second electrode 113 are physically separated from each other. At this time, when the first electrode 112 and the second electrode 113 are disposed in the same sensing layer, there is a problem that the signal-to-noise ratio (SNR) due to interference between each other is worsened. In contrast, in the present invention, the first sensing layer 116 covering the first electrode 112 and the second sensing layer 117 covering the second electrode 113 are physically separated from each other to improve signal sensing characteristics. You can.

이때, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 내부에 분산 배치된 전도성 물질로 형성되며, 외부로부터 가해지는 압력에 따라 임피던스가 변화하는 성질을 가진다.In this case, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 are formed of a conductive material dispersed therein, and have a property of changing impedance according to a pressure applied from the outside.

바람직하게, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 내부에 스프링 형상을 갖는 탄소 미세 코일(CMC: Carbon Micro Coil)이 분산 배치되어 있다. 즉, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 탄화수소계, 즉 아세틸렌, 메탄, 프로판 및 벤젠 중 적어도 하나를 상기 기판(111) 위에 화학기상증착법(CVD) 공정으로 증착하여 형성된다.Preferably, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 have carbon micro coils (CMCs) having a spring shape dispersed therein. That is, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 are deposited at least one of hydrocarbon-based, ie, acetylene, methane, propane and benzene on the substrate 111 by chemical vapor deposition (CVD). Is formed.

또한, 이와 다르게 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 니켈이나 니켈-철 등을 토대로 금속 촉매를 이용하여 제조될 수 있다.Alternatively, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 may be manufactured using a metal catalyst based on nickel, nickel-iron, or the like.

상기와 같은, 탄소 미세 코일은 도 4에 도시된 바와 같이, 직선 모양이 아닌 돼지 꼬리처럼 말려져 있는 형상을 가질 수 있으며, 섬유 소재가 가질 수 없는 독특한 구조를 지닌 비정질 탄소 섬유이다. 그리고, 탄소 미세 코일은 원래 코일 길이의 10배 이상의 길이로 늘어나는 초 탄력성을 가진다.As shown in FIG. 4, the carbon micro coil may have a shape that is curled like a pig tail rather than a straight line, and is an amorphous carbon fiber having a unique structure that the fiber material may not have. And, the carbon micro coil has a super elasticity extending to a length of 10 times or more of the original coil length.

도 4의 (a)는 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117) 내에 형성되는 탄소 미세 코일을 보여주며, (b)는 상기 탄소 미세 코일의 상세 도면이다.FIG. 4A illustrates the carbon micro coils formed in the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117, and FIG. 4B is a detailed view of the carbon micro coils.

상기제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)의 모폴로지(Morphology)는 3D- 헬리컬(helical)/스파이럴(spiral) 구조를 가지며, 크리스털 구조는 비결정질(amorphous)이다.Morphology of the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 has a 3D-helical / spiral structure, and the crystal structure is amorphous.

다시 말해서, 상기와 같은 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 탄소 섬유를 코일 모양으로 성장시키는 것에 의해 형성되며, 이에 따라 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 탄소 섬유를 코일 모양으로 성장시킨 형태의 단면 구조를 가진다.In other words, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 are formed by growing carbon fibers in a coil shape, and thus the first sensing layer 116 and the second sensing layer 116 are formed. The sensing layer 117 has a cross-sectional structure in which carbon fibers are grown in a coil shape.

즉, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 레인 센서(110)가 장착되는 영역에 물체가 접근하고, 그에 따라 상기 접근한 물체로부터 가해지는 압력에 따라 임피던스 변화가 발생한다. 다시 말해서, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117) 내에 배치된 탄소 미세 코일은, 상기 물체의 접근 또는 상기 물체로부터 가해지는 압력에 따라 길이가 변화하게 된다. That is, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 has an object approaching the area where the rain sensor 110 is mounted, and accordingly the impedance change according to the pressure applied from the approaching object Occurs. In other words, the carbon micro coils disposed in the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 vary in length depending on the approach of the object or the pressure applied from the object.

한편, 상기와 같은 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 경화제 및 에폭시 레진 내에 탄소 미세 코일(CMC)를 혼합하여 제조된다. 또한, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 상기 에폭시 레진 대신에 실리콘을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)은 상기 에폭시나 상기 실리콘 대신에 유리 프릿을 사용할 수도 있다. Meanwhile, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 are manufactured by mixing a carbon micro coil (CMC) in a curing agent and an epoxy resin. In addition, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 may use silicon instead of the epoxy resin. In addition, the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 may use a glass frit instead of the epoxy or the silicon.

그리고, 상기 탄소 미세 코일은 상기와 같이 혼합된 혼합물 사이에서 상기 용액이 농도에 따른 각 탄소 미세 코일 간의 상호 작용으로 임피던스 변화가 발생한다. 여기에서, 상기에서는 임피던스 변화라고 설명하였지만, 상기 임피던스 변화는 커패시턴스 변화나 인덕턴스 변화라고도 할 수 있다.In addition, the carbon micro coil has an impedance change due to the interaction between the carbon micro coils according to the concentration of the solution between the mixture as described above. Herein, the impedance change has been described above, but the impedance change may also be referred to as capacitance change or inductance change.

여기에서, 상기 탄소 미세 코일은 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube)와는 다른 성질을 가진다. 즉, 상기 탄소 나노 튜브는, 나노 튜브의 형태로 육각형으로 탄소가 연결된 형태를 가진다.Here, the carbon micro coil has a different property from that of the carbon nanotubes. That is, the carbon nanotubes have a form in which carbon is connected in a hexagon in the form of nanotubes.

그러나, 본 발명에서의 탄소 미세 코일은 탄소끼리의 구조 형태가 아닌 촉매를 이용하여 탄소를 마이크로 단위의 코일로 성장시킨 형태를 가진다.However, the carbon fine coil in the present invention has a form in which carbon is grown into coils of micro units using a catalyst rather than structural forms of carbon.

상기와 같은 탄소 나노 튜브는 원소 자체의 결합의 형태에 따른 도체와 부도체가 되는 특성을 이용해 도체에서 부도체로 임피던스가 변하는 것을 이용해 특정 측정 값을 획득하게 된다.The carbon nanotubes as described above obtain specific measurement values by changing the impedance from the conductor to the non-conductor by using the characteristics of the conductor and the non-conductor according to the form of bonding of the elements themselves.

그러나, 탄소 미세 코일의 경우, 마이크로단위의 탄소로 제작된 코일의 형태로, 힘이나 유전율 변화에 의해 코일이 늘어나고 수축함에 따라 달라지는 L의 특성 및 각각의 탄소 미세 코일 간의 거리에 의한 C의 특성 등에 의해, 상기 탄소 미세 코일 간의 상호 작용에 따라 임피던스가 변하는 특성을 갖는다.However, in the case of carbon micro coils, in the form of a coil made of carbon in micro units, the characteristics of L varying as the coil is stretched and contracted due to a change in force or permittivity, and the characteristics of C due to the distance between the carbon micro coils, etc. As a result, the impedance is changed according to the interaction between the carbon micro coils.

즉, 탄소 미세 코일 자체는, 도체의 성질을 지니지만 상기와 같은 경화제나 에폭시 레진 등은 부도체의 특성을 지니기 때문에 내부적으로 고유의 커패시턴스 값을 가지고, 상기와 같은 힘이나 유전율 변화에 의해 상기 탄소 미세 코일 간의 거리가 변할 경우 그에 따른 커패시턴스 값의 특성이 변하게 된다.That is, the carbon micro coil itself has a property of a conductor, but since the hardener and epoxy resin as described above have intrinsic properties of the insulator, the carbon micro coil has an inherent capacitance value internally. When the distance between the coils changes, the characteristics of the capacitance value change accordingly.

그리고, 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)은 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)의 임피던스 변화를 감지하고, 그에 따라 상기 임피던스 변화에 따른 감지 신호를 제어부(150)에 전달한다.In addition, the first electrode 112 and the second electrode 113 detect the impedance change of the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117, and accordingly detect the sensing signal according to the impedance change. Transfer to the controller 150.

즉, 일반적으로 임피던스의 REAL TERM은 저항, POSITIVE IMAGINARY TERM은 인덕턴스, 그리고 NEGATIVE IMAGINARY TERM은 커패시턴스로 이루어지며, 상기 저항, 인덕턴스 및 커패시턴스의 합산으로 이루어진다.That is, in general, REAL TERM of impedance is made of resistance, POSITIVE IMAGINARY TERM is made of inductance, and NEGATIVE IMAGINARY TERM is made of capacitance, and the resistance, inductance, and capacitance are summed up.

따라서, 일반적인 저항, 인덕터 및 커패시터와 같이 상기 레인 센서(110)도 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)에서 발생하는 임피던스 변화를 감지하기 위해 한 쌍의 전극(112, 113)이 필요하다. 상기 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)은 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)의 감지 특성을 최적화시키면서, 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)과 상기 구동 소자(118) 사이를 연결하는 역할을 한다.Accordingly, like the general resistor, the inductor and the capacitor, the rain sensor 110 also uses a pair of electrodes 112 to detect the impedance change occurring in the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117. 113) is required. The first electrode 112 and the second electrode 113 optimize the sensing characteristics of the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117, and the first sensing layer 116 and the first sensing layer 116 are optimized. 2 serves to connect the sensing layer 117 and the driving element 118.

여기에서, 상기 레인 센서(110)에 압력이 가해지는 경우, 상기 압력의 세기에 따라 커패시턴스는 감소하게 되며, 이에 따라 저항값과 인덕턴스 값은 상기 커패시턴스와 반대로 증가하게 된다.In this case, when pressure is applied to the rain sensor 110, the capacitance decreases according to the strength of the pressure, whereby the resistance value and the inductance value increase opposite to the capacitance.

이때, 상기 감지되는 임피던스 값은 상기 저항 값, 인덕턴스 값 및 커패시턴스를 모두 합한 값이 되며, 이에 따라 표면에 가해지는 힘이나 유전율의 정도에 따라 상기 임피던스 값은 선형적으로 감소하게 된다. 또한, 실시 예에서는 상기 인덕턴스 값이나 커패시턴스 값만을 감지할 수 있으며, 이에 따라 상기 레인 센서(110)가 설치된 전면 유리 상에 존재하는 빗방울의 양을 감지할 수 있다.In this case, the sensed impedance value is the sum of the resistance value, the inductance value, and the capacitance. Accordingly, the impedance value decreases linearly according to the degree of force or permittivity applied to the surface. In addition, in the embodiment, only the inductance value or the capacitance value may be detected, and thus the amount of raindrops existing on the windshield on which the rain sensor 110 is installed may be sensed.

도 3은 도 2에 도시된 전극의 형상의 다양한 실시 예를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating various embodiments of a shape of an electrode illustrated in FIG. 2.

이때, 상기 전극(112, 113)은 도 3에 도시된 바와 같은 구조를 가지며 상기 기판(111) 위에 형성된다. 이때, 상기 전극(112, 113)의 각각의 선폭은 10㎛~2mm의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.In this case, the electrodes 112 and 113 have a structure as shown in FIG. 3 and are formed on the substrate 111. At this time, the line width of each of the electrodes 112 and 113 preferably satisfies a range of 10 μm to 2 mm.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 전극(112, 113)은 상호 일정 간격 이격되어 배치되며 길이 방향으로 연장된 막대 형상을 가질 수 있다.As shown in FIG. 3A, the electrodes 112 and 113 may be spaced apart from each other at a predetermined interval and have a rod shape extending in the length direction.

또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 전극(112, 113)는 상호 일정 간격 이격되어 배치되며, 적어도 1회 이상 절곡되는 물결 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 전극(112, 113)은 상호 대칭 형상을 가질 수 있다.In addition, as shown in (b) of FIG. 3, the electrodes 112 and 113 may be spaced apart from each other at regular intervals and may have a wavy shape that is bent at least one time. In this case, the electrodes 112 and 113 may have symmetrical shapes.

또한, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 전극(112, 113)는 상호 일정 간격 이격되어 배치되며, 복수 회 이상 절곡되는 사각 나선 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 도 3의 (c)의 변형 예로, 상기 전극(112, 113)은 2회 절곡되는 "ㄷ"자 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 전극(112, 113)은 상기 기판(111)의 가장자리 영역에 배치되어, 더욱 넓은 범위 내에서의 임피던스 변화 감지가 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, as illustrated in FIG. 3C, the electrodes 112 and 113 may be spaced apart from each other at regular intervals and may have a rectangular spiral shape that is bent a plurality of times. In addition, as an example of the modification of FIG. 3C, the electrodes 112 and 113 may have a “c” shape bent twice. In this case, it is preferable that the electrodes 112 and 113 are disposed in the edge region of the substrate 111 so that impedance change detection can be made within a wider range.

또한, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 전극(112, 113)은 복수 개로 구성될 수 있다. 다시 말해서, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 전극(112, 113)은 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 전극(112)은 일정 간격 이격되어 배치되는 막대 형상의 제 1-1 전극(112A)과 제 1-2 전극(112B)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(113)은 상기 제 1 전극(112)의 상부에 배치되며, 상호 일정 간격 이격되는 막대 형상의 제 2-1 전극(113A)과 제 2-2 전극(113B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 전극(112)은 상기 기판(111) 위에 가로 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 제 2 전극(113)은 상기 제 1 전극 상에 상기 제 1 전극과 교차하는 세로 방향으로 배치될 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 3D, the electrodes 112 and 113 may be provided in plural. In other words, as described above, the electrodes 112 and 113 include a first electrode 112 and a second electrode 113. In addition, the first electrode 112 may include a rod-shaped first-first electrode 112A and a second-first electrode 112B that are spaced apart from each other by a predetermined interval. In addition, the second electrode 113 is disposed above the first electrode 112 and includes a rod-shaped 2-1 electrode 113A and a 2-2 electrode 113B spaced apart from each other by a predetermined interval. can do. In this case, the first electrode 112 may be disposed in the horizontal direction on the substrate 111, and the second electrode 113 may be disposed in the vertical direction crossing the first electrode on the first electrode. Can be.

한편, 레인 센서(110)는 기판(111) 하면에 배치되는 구동 소자(118)를 포함한다. 상기 구동 소자(118)는 AFE(Analog Front End)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 AFE는 차동 증폭 기능을 수행하는데, 상기 차동 증폭을 Positive 증폭으로 할 것인지, 아니면 Negative 증폭으로 할 것인지에 따라 상기 감지물에 따른 임피던스의 변화 상태에 차이가 있다.Meanwhile, the rain sensor 110 includes a driving element 118 disposed on the bottom surface of the substrate 111. The driving element 118 may include an analog front end (AFE). In this case, the AFE performs a differential amplification function, and there is a difference in the state of change of impedance according to the sensing object depending on whether the differential amplification is positive or negative.

따라서, 상기 구동 소자(118)는 상기 차동 증폭 상태에 따라 기준 값을 기준으로 상기 임피던스 값의 변화 상태를 감지하며, 상기 변화 상태의 정도가 임계값을 벗어나는 경우에는 상기 빗방울이 존재하는 것을 판단할 수 있다.Accordingly, the driving element 118 detects a change state of the impedance value based on a reference value according to the differential amplification state, and determines that the raindrop exists when the degree of change state is out of a threshold value. Can be.

또한, 상기 기판(111) 위에는 보호층(119)이 배치된다. 바람직하게, 상기 보호층(119)은 상기 제 1 감지층(116) 및 상기 제 2 감지층(117)을 보호할 수 있다.상기 보호층(119)은 외부 환경 요인으로부터 상기 제 1 및 2 감지층(116, 117)을 보호하는 보호필름일 수 있다. 이때, 상기 보호층(119)은 접착성을 가지는 필름일 수 있다. 이에 따라, 상기와 같은 레인 센서(110)는 상기 보호층(119)이 접착성을 가지고 있으며, 이에 따라 상기 보호층(119)을 접착 부재로 상기 전면 유리 상에 직접 부착될 수 있다.In addition, a protective layer 119 is disposed on the substrate 111. Preferably, the protective layer 119 may protect the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117. The protective layer 119 may sense the first and the second from an external environmental factor. It may be a protective film for protecting the layers 116 and 117. In this case, the protective layer 119 may be an adhesive film. Accordingly, in the rain sensor 110 as described above, the protective layer 119 has adhesiveness, and thus, the protective layer 119 may be directly attached onto the front glass with an adhesive member.

또한, 상기 설명한 바와 같이 임피던스는 실수(real)부와 허수(reactace)부로 구성되며, 허수부는 양의 허수부(inductive)와 음의 허수부 (capacitive)로 구성되는데, 이때 상기 탄소 미세 코일을 포함하는 레인 센서(110)는 상기 양의 허수부(inductive)와 음의 허수부(capacitive)의 두 가지 특성 변화를 이용하여 빗방울의 양을 감지할 수 있다. In addition, as described above, the impedance includes a real part and an imaginary part, and the imaginary part comprises a positive imaginary part and a negative imaginary part, wherein the carbon micro coil is included. The rain sensor 110 may detect the amount of raindrops using two characteristic changes of the positive imaginary part (inductive) and the negative imaginary part (capacitive).

즉, 빗방울이 존재할 때, 빗방울의 양에 따라 상기 레인 센서(110)에 가해지는 힘(force)이 달라진다. 이때, 상기 탄소 미세 코일은 그 이름과 같이 아주 미세한 코일 집단으로 이루어져 있으며, 유전상수를 가지고 있는 유전체이기도 하다. 이때, 상기 힘(force)은 이 inductive 성분의 변화, 즉 탄소 미세 코일의 특성 변화를 통해 측정하고, 상기 가해지는 압력의 세기는 유전상수 변화에 의한 capacitive 변화에 의해 측정될 수 있다.That is, when raindrops exist, the force applied to the rain sensor 110 varies according to the amount of raindrops. At this time, the carbon micro coil is composed of a very fine coil group as its name, it is also a dielectric having a dielectric constant. In this case, the force is measured through the change of the inductive component, that is, the characteristic change of the carbon fine coil, and the intensity of the applied pressure may be measured by the capacitive change caused by the change of the dielectric constant.

즉, 상기 레인 센서(110)를 구성하는 각각의 층은 특정 유전상수를 가진 유전체 역할을 하는데, 상기와 같이 힘이 가해진다면, 전극 입장에서는 내부 유전체층의 두께가 달라지며, 이에 따라 내부에 배치된 탄소 미세 코일 사이의 거리 변화나, 각각의 탄소 미세 코일의 길이 변화에 따라 capacitive 변화가 생기게 된다. 따라서, 실시 예에서는 상기와 같은 레인 센서(110)의 inductive와 capacitive 값 변화에 따른 임피던스 값 변화를 감지하여 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지할 수 있다.That is, each layer constituting the rain sensor 110 serves as a dielectric having a specific dielectric constant. If the force is applied as described above, the thickness of the internal dielectric layer is changed at the electrode position. A change in the distance between the carbon micro coils or a change in the length of each carbon micro coil causes a capacitive change. Therefore, in the embodiment, the presence of raindrops and the amount of raindrops may be detected by detecting a change in impedance values according to the inductive and capacitive values of the rain sensor 110 as described above.

한편, 도 6을 참조하면, 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 상기 탄소 미세 코일은 다수의 커패시터가 서로 직렬로 연결된 직렬 커패시터 역할을 수행할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 6, as illustrated in FIG. 6A, the carbon micro coil may serve as a series capacitor in which a plurality of capacitors are connected in series with each other.

또한, 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 탄소 미세 코일은 다수의 커패시터가 상호 병렬로 연결된 병렬 커패시터 역할을 수행할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 6B, the carbon micro coil may serve as a parallel capacitor in which a plurality of capacitors are connected in parallel to each other.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 변화에 따라 변화하는 레인 센서의 특성을 나타낸 그래프이다.7 is a graph illustrating characteristics of a rain sensor that changes according to a temperature change according to an exemplary embodiment of the present invention.

한편, 상기 레인 센서(110)는 상기 제 1 감지층(116) 및 제 2 감지층(117) 내에 분산 배치된 탄소 미세 코일에 의해 변화하는 임피던스 값의 변화를 토대로 상기 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지하게 된다. 그러나, 상기 임피던스 값은, 실제 감지하고자 하는 감지물에 의해 변하는 경우도 있으나, 상기 레인 센서(110)가 설치된 주위의 환경에 따라 변하기도 한다.On the other hand, the rain sensor 110 is the presence of raindrops and the presence of the raindrops based on the change in the impedance value changed by the carbon micro coils dispersed in the first sensing layer 116 and the second sensing layer 117 The amount is detected. However, the impedance value may change depending on the sensing object to be actually sensed, or may vary depending on the environment around which the rain sensor 110 is installed.

도 7을 참조하면, 도 7의 (a)는 시간에 따라 온도를 변화시킨 온도 그래프를 보여준다. 그리고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 대응하는 온도에 따라 변화하는 레인 센서(110)의 커패시턴스 값을 나타낸다.Referring to FIG. 7, FIG. 7A shows a temperature graph in which temperature is changed with time. And, FIG. 7B shows a capacitance value of the rain sensor 110 that changes according to the temperature corresponding to FIG. 7A.

이때, 상기와 같은 커패시턴스 값의 변화에 대한 실험은 신뢰성 챔버 내에서, 상기 레인 센서(110)의 주위에 물체를 배치하지 않은 상태에서, 단지 상기와 같은 온도 조건만을 변화시켰을때 나타나는 상기 커패시턴스 값의 변화를 보여준다.At this time, the experiment on the change of the capacitance value of the capacitance value in the reliability chamber, in the state that does not arrange the object around the rain sensor 110, only changing the temperature conditions as shown above Show the change.

도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 초기 값을 기준으로 상기 온도가 증가함에 따라 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값도 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이와 반대로 상기 온도가 감소함에 따라 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.Referring to (a) and (b) of FIG. 7, it can be seen that the capacitance value of the rain sensor 110 also increases as the temperature increases based on an initial value, and conversely, as the temperature decreases. It was confirmed that the capacitance value of the rain sensor 110 is also reduced.

즉, 상기 레인 센서(110)의 동작 환경에서, 상기 레인 센서(110)는 상기 온도의 변화량에 비례하여, 상기 커패시턴스 값이 변화하게 되며, 그에 따라 상기 커패시턴스 값의 변화에 따라 와이퍼가 오작동 하는 문제점이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 실험을 통해 상기 온도 변화에 따라 나타나는 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값의 변화 정도를 확인하고, 그에 따라 상기 온도에 영향을 받아 변화한 상기 커패시턴스 값을 보상하기 위한 보상 테이블을 작성한다. That is, in the operating environment of the rain sensor 110, the rain sensor 110, the capacitance value is changed in proportion to the change in the temperature, accordingly the problem that the wiper malfunctions according to the change in the capacitance value This will occur. Therefore, in the present invention, through the experiment to determine the degree of change in the capacitance value of the rain sensor 110 according to the temperature change, according to the compensation table for compensating the capacitance value changed by the temperature accordingly Write.

이때, 상기 보상 테이블은, 상기 커패시턴스 값의 변화 정도를 확인하기 위한 기준 값에 적용될 수 있으며, 이와 다르게 상기 커패시턴스 값에 직접 적용될 수 있을 것이다.In this case, the compensation table may be applied to a reference value for confirming the degree of change in the capacitance value, and may be applied directly to the capacitance value.

다시 말해서, 상기 보상 테이블은, 상기 온도에 따라 상기 와이퍼의 구동 조건을 결정하기 위한 기준 값을 보상하기 위한 보상 값을 포함할 수 있다. 또한, 이와 다르게, 상기 보상 테이블은 상기 온도에 따라 상기 레인 센서(110)에서 출력되는 커패시턴스 값을 보상하기 위한 보상 값을 포함할 수 있다.In other words, the compensation table may include a compensation value for compensating a reference value for determining a driving condition of the wiper according to the temperature. Alternatively, the compensation table may include a compensation value for compensating the capacitance value output from the rain sensor 110 according to the temperature.

즉, 감지 장치에는, 일반 상태(비가 내리지 않는 상태)에서의 기준 값이 설정되어 있다. 그리고, 상기 레인 센서(110)을 통해 커패시턴스 값이 감지되면, 상기 감지된 커패시턴스 값과 상기 기준 값의 차이 값을 토대로 상기 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지한다. 이때, 상기 감지 장치는, 상기 온도 센서(120)를 통해 획득된 온도 데이터를 기준으로 상기 기준 값 및 상기 감지된 커패시턴스 값 중 어느 하나의 값을 보상한다.In other words, the reference value in the normal state (the state that the rain does not fall) is set in the sensing device. When the capacitance value is detected through the rain sensor 110, the presence of the raindrop and the amount of the raindrop are detected based on the difference between the detected capacitance value and the reference value. In this case, the sensing device compensates for any one of the reference value and the sensed capacitance value based on the temperature data obtained through the temperature sensor 120.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 변화에 따른 보상 알고리즘을 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph illustrating a compensation algorithm according to a change in temperature according to an embodiment of the present invention.

즉, 도 8을 참조하면, "base_extracted_data"는 기준 값을 의미하고, "raw_filtered_extracted_data"는 노이즈가 제거된 커패시턴스 값을 의미하며, "thermal_filtered_extracted_data"는 노이즈가 제거된 온도 값을 의미한다. 따라서, 본 발명에서는 일반 상태에서, 온도에 따른 보상 알고리즘을 적용하여 상기 기준 값 또는 상기 레인 센서(110)를 통해 획득되는 커패시턴스 값을 유동적으로 변화시키면서, 그에 따라 상기 기준 값과 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값 사이에 일정 차이 값이 존재하도록 한다. 즉, 일반 상태에서의 상기 레인 센서(110)를 통해 획득되는 상기 커패시턴스 값은 상기 기준 값보다 낮은 값을 가지도록 한다. 이에 따라, 상기 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 높은 값을 가지는 경우에만 상기 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지할 수 있도록 한다. 이는, 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값의 변화가 빗방울이 아닌 인체에 의해 발생한 경우에 대해 상기 와이퍼를 구동시키지 않기 위함이다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.That is, referring to FIG. 8, "base_extracted_data" means a reference value, "raw_filtered_extracted_data" means a capacitance value without noise, and "thermal_filtered_extracted_data" means a temperature value from which noise is removed. Accordingly, in the present invention, the reference value or the capacitance value obtained through the rain sensor 110 is flexibly changed by applying a compensation algorithm according to temperature in the general state, and thus the reference value and the rain sensor 110 are changed accordingly. Let there be a certain difference between the capacitance values of That is, the capacitance value obtained through the rain sensor 110 in a normal state may have a value lower than the reference value. Accordingly, the presence of the raindrops and the amount of raindrops can be detected only when the capacitance has a value higher than the reference value. This is because the wiper is not driven when the change in the capacitance value of the rain sensor 110 is caused by a human body rather than a raindrop. This will be described in detail later.

예를 들어, 기준 온도가 10도로 설정되어 있고, 이에 따른 기준 값이 "10pF"로 설정된 상태에서, 상기 레인 센서(110)를 통해 획득된 커패시턴스 값이 "30pF"라고 하자. 이때, 상기 커패시턴스 값이 획득된 시점에서의 온도 데이터가 10도인 경우에는, 상기 기준 값과 상기 커패시턴스 값의 차이 값인 "20pF"를 토대로 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지한다. 반면, 상기 커패시턴스 값이 획득된 시점에서의 온도 데이터가 30도인 경우, 제어부(150)는 상기 저장부(140)에 저장된 보상 테이블을 이용하여 상기 온도 데이터에 대응하는 보상 값을 확인한다. 이때, 상기 보상 값은 상기 기준 값에 적용되는 값일 수 있으며, 이와 다르게 상기 레인 센서(110)를 통해 획득되는 커패시턴스 값에 적용되는 값일 수 있다. 상기 보상 값은 상기 기준 값에 적용되는 값이고, 상기 온도 데이터에 대응하는 보상 값이 "25"인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 기준 값을 10pF에서 35pF로 변경할 수 있다. 이때, 상기 레인 센서(110)를 통해 감지된 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮기 때문에, 상기 제어부(150)는 상기 획득된 커패시턴스 값을 무시할 수 있다. 또한, 상기 보상 값은 상기 커패시턴스 값에 적용되는 값이고, 상기 온도 데이터에 적용되는 보상 값이 "25"인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 레인 센서(110)를 통해 획득된 커패시턴스 값을 상기 30pF에서 5pF로 보상할 수 있다. 이때, 상기 보상된 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮기 때문에, 상기 제어부(150)는 상기 레인 센서(110)를 통해 감지된 커패시턴스 값을 무시할 수 있다. For example, in a state where the reference temperature is set to 10 degrees and the reference value is set to "10pF", it is assumed that the capacitance value obtained through the rain sensor 110 is "30pF". In this case, when the temperature data at the time when the capacitance value is obtained is 10 degrees, the presence of raindrops and the amount of raindrops are detected based on "20pF" which is a difference value between the reference value and the capacitance value. On the other hand, when the temperature data at the time when the capacitance value is obtained is 30 degrees, the controller 150 checks the compensation value corresponding to the temperature data by using the compensation table stored in the storage 140. In this case, the compensation value may be a value applied to the reference value. Alternatively, the compensation value may be a value applied to the capacitance value obtained through the rain sensor 110. The compensation value is a value applied to the reference value, and when the compensation value corresponding to the temperature data is "25", the controller 150 may change the reference value from 10pF to 35pF. In this case, since the capacitance value detected by the rain sensor 110 is lower than the reference value, the controller 150 may ignore the obtained capacitance value. In addition, when the compensation value is a value applied to the capacitance value, and the compensation value applied to the temperature data is "25", the controller 150 may determine the capacitance value obtained through the rain sensor 110. You can compensate from 30pF to 5pF. In this case, since the compensated capacitance value is lower than the reference value, the controller 150 may ignore the capacitance value detected by the rain sensor 110.

도 9는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 나타낸 흐름도이고, 도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of operating a sensing device according to a first exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of operating a sensing apparatus according to a second exemplary embodiment of the present disclosure.

도 9를 참조하면, 보상 알고리즘을 적용하기 위하여, 본 발명에서는 일반 상태에서, 온도의 변화에 따라 변화하는 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값의 변화 특성을 확인한다(100단계).Referring to FIG. 9, in order to apply a compensation algorithm, in the present invention, a change characteristic of a capacitance value of the rain sensor 110 that changes according to a change in temperature is checked in step 100.

그리고, 상기 온도에 따른 커패시턴스 값의 변화 특성이 확인되면, 상기 온도에 따라 변화한 커패시턴스 값을 정상값으로 보상하기 위한 보상 값을 결정하고, 상기 결정된 보상 값을 토대로 보상 테이블을 작성하여 저장부(140)에 저장한다(110단계). 이때, 상기 보상 테이블은 온도에 따라 상기 레인 센서(110)를 통해 획득되는 커패시턴스 값을 보상하기 위한 보상 값을 포함할 수 있다.When the change characteristic of the capacitance value according to the temperature is confirmed, a compensation value for compensating the capacitance value changed according to the temperature to a normal value is determined, and a compensation table is created based on the determined compensation value. 140) (step 110). In this case, the compensation table may include a compensation value for compensating the capacitance value obtained through the rain sensor 110 according to a temperature.

이후, 제어부(150)는 감지 장치의 동작 환경에서, 상기 레인 센서(110)를 통해 전달되는 커패시턴스 값을 획득한다(120단계).Thereafter, the controller 150 obtains a capacitance value transmitted through the rain sensor 110 in an operation environment of the sensing apparatus (operation 120).

그리고, 상기 커패시턴스 값이 획득되면, 상기 커패시턴스 값이 획득된 시점에서의 온도 데이터를 확인한다(130단계). When the capacitance value is obtained, the temperature data at the point of time when the capacitance value is obtained is checked (step 130).

이후, 제어부(150)는 상기 온도 데이터가 기준 온도가 아닌 경우, 상기 저장된 보상 테이블을 이용하여 상기 확인한 온도 데이터에 대응하는 보상 값을 확인한다. 그리고, 제어부(150)는 상기 보상 값이 확인되면, 상기 획득된 커패시턴스 값에 상기 보상 값을 적용한다(140단계).Then, when the temperature data is not the reference temperature, the controller 150 checks a compensation value corresponding to the checked temperature data by using the stored compensation table. When the compensation value is confirmed, the controller 150 applies the compensation value to the obtained capacitance value (step 140).

이후, 제어부(150)는 상기 보상 값이 적용된 커패시턴스 값과 기설정된 기준 값 사이의 차이 값을 토대로 감지 값을 획득하고, 이를 토대로 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지한다(150단계).Thereafter, the controller 150 obtains a detection value based on a difference value between the capacitance value to which the compensation value is applied and a preset reference value, and detects the presence and the amount of raindrops based on the detected value (step 150).

도 10을 참조하면, 보상 알고리즘을 적용하기 위하여, 본 발명에서는 일반 상태에서, 온도의 변화에 따라 변화하는 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값의 변화 특성을 확인한다(200단계).Referring to FIG. 10, in order to apply a compensation algorithm, in the present invention, a change characteristic of a capacitance value of the rain sensor 110 that changes according to a change in temperature is checked in step 200.

그리고, 상기 온도에 따른 커패시턴스 값의 변화 특성이 확인되면, 상기 온도에 따라 변화한 커패시턴스 값을 정상값으로 보상하기 위한 보상 값을 결정하고, 상기 결정된 보상 값을 토대로 보상 테이블을 작성하여 저장부(140)에 저장한다(210단계) 이때, 상기 보상 테이블은 온도에 따라 기설정된 기준 값을 보상하기 위한 보상 값을 포함할 수 있다.When the change characteristic of the capacitance value according to the temperature is confirmed, a compensation value for compensating the capacitance value changed according to the temperature to a normal value is determined, and a compensation table is created based on the determined compensation value. In operation 140, the compensation table may include a compensation value for compensating a predetermined reference value according to a temperature.

이후, 제어부(150)는 감지 장치의 동작 환경에서, 상기 레인 센서(110)를 통해 전달되는 커패시턴스 값을 획득한다(220단계).In operation 220, the controller 150 acquires a capacitance value transmitted through the rain sensor 110 in an operating environment of the sensing device.

그리고, 상기 커패시턴스 값이 획득되면, 상기 커패시턴스 값이 획득된 시점에서의 온도 데이터를 확인한다(230단계). When the capacitance value is obtained, the temperature data at the point of time when the capacitance value is obtained is checked (step 230).

이후, 제어부(150)는 상기 온도 데이터가 기준 온도가 아닌 경우, 상기 저장된 보상 테이블을 이용하여 상기 확인한 온도 데이터에 대응하는 보상 값을 확인한다. 그리고, 제어부(150)는 상기 보상 값이 확인되면, 기설정된 기준 값에 상기 보상 값을 적용한다(240단계).Then, when the temperature data is not the reference temperature, the controller 150 checks a compensation value corresponding to the checked temperature data by using the stored compensation table. When the compensation value is confirmed, the controller 150 applies the compensation value to a preset reference value (step 240).

이후, 제어부(150)는 상기 보상 값이 적용된 기준 값과 상기 획득된 커패시턴스 값의 차이 값을 토대로 감지 값을 획득하고, 이를 토대로 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지한다(250단계).Thereafter, the controller 150 obtains a detection value based on a difference value between the reference value to which the compensation value is applied and the obtained capacitance value, and detects the presence of raindrops and the amount of raindrops based on this (step 250).

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 습도 변화에 따라 변화하는 레인 센서의 특성을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the characteristics of the rain sensor that changes according to the humidity change according to an embodiment of the present invention.

한편, 도 11을 참조하면 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값은 상기 온도에 영향을 받을 뿐 아니라, 습도에도 영향을 받는다. 즉, 일반 상태에서, 시간에 따라 습도를 변화시키면서, 이에 따라 변화하는 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값의 변화 상태를 확인해보았다. Meanwhile, referring to FIG. 11, the capacitance value of the rain sensor 110 is influenced not only by the temperature but also by the humidity. That is, in the normal state, while changing the humidity with time, the change state of the capacitance value of the rain sensor 110 is changed accordingly.

도 11을 참조하면, 습도에 따라 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값이 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 상기 습도가 증가함에 따라 상기 커패시턴스 값이 증가하고, 상기 습도가 감소함에 따라 상기 커패시턴스 값이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 11, it can be seen that the capacitance value of the rain sensor 110 changes according to humidity. That is, it was confirmed that the capacitance value increases as the humidity increases, and the capacitance value decreases as the humidity decreases.

따라서, 본 발명에서는 상기 온도뿐 아니라, 상기 습도의 변화를 고려하여 상기 기준 값 또는 상기 레인 센서(110)를 통해 획득되는 커패시턴스 값을 보상하도록 한다. Therefore, the present invention compensates for the capacitance value obtained through the reference value or the rain sensor 110 in consideration of the change in the humidity as well as the temperature.

도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 나타낸 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a step-by-step method of operating a sensing device according to a third embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 보상 알고리즘을 적용하기 위하여, 본 발명에서는 일반 상태에서, 온도 및 습도의 변화에 따라 변화하는 상기 레인 센서(110)의 커패시턴스 값의 변화 특성을 확인한다(300단계).Referring to FIG. 12, in order to apply a compensation algorithm, in the present invention, a change characteristic of a capacitance value of the rain sensor 110 that changes according to a change in temperature and humidity is checked in step 300.

그리고, 상기 온도 및 습도에 따른 커패시턴스 값의 변화 특성이 확인되면, 상기 온도 및 습도에 따라 변화한 커패시턴스 값을 정상값으로 보상하기 위한 보상 값을 결정하고, 상기 결정된 보상 값을 토대로 보상 테이블을 작성하여 저장부(140)에 저장한다(310단계) 이때, 상기 보상 테이블은 온도 및 습도에 따라 기설정된 기준 값을 보상하기 위한 보상 값을 포함할 수 있다. 또한, 이와 다르게 상기 보상 테이블은 온도 및 습도에 따라 상기 레인 센서(110)를 통해 획득되는 커패시턴스 값을 보상하기 위한 보상 값을 포함할 있다.When the change characteristic of the capacitance value according to the temperature and humidity is confirmed, a compensation value for compensating the capacitance value changed according to the temperature and humidity to a normal value is determined, and a compensation table is prepared based on the determined compensation value. In operation 310, the compensation table may include a compensation value for compensating a predetermined reference value according to temperature and humidity. Alternatively, the compensation table may include a compensation value for compensating the capacitance value obtained through the rain sensor 110 according to temperature and humidity.

이후, 제어부(150)는 감지 장치의 동작 환경에서, 상기 레인 센서(110)를 통해 전달되는 커패시턴스 값을 획득한다(320단계).In operation 320, the controller 150 acquires a capacitance value transmitted through the rain sensor 110 in an operating environment of the sensing device.

그리고, 제어부(150)는 상기 커패시턴스 값이 획득되면, 상기 커패시턴스 값이 획득된 시점에서의 온도 데이터 및 습도 데이터를 확인한다(330단계). When the capacitance value is obtained, the controller 150 checks the temperature data and the humidity data at the point of time when the capacitance value is obtained (step 330).

이후, 제어부(150)는 상기 온도 데이터가 기준 온도가 아니거나, 상기 습도 데이터가 기준 습도가 아닌 경우, 상기 저장된 보상 테이블을 이용하여 상기 확인한 온도 및 습도 데이터에 대응하는 보상 값을 확인한다. 그리고, 제어부(150)는 상기 보상 값이 확인되면, 기설정된 기준 값 또는 상기 획득된 커패시턴스 값에 상기 보상 값을 적용한다(340단계).Then, when the temperature data is not the reference temperature or the humidity data is not the reference humidity, the controller 150 checks a compensation value corresponding to the checked temperature and humidity data by using the stored compensation table. When the compensation value is confirmed, the controller 150 applies the compensation value to a predetermined reference value or the obtained capacitance value (step 340).

이후, 제어부(150)는 상기 보상 값이 적용됨에 따라 최종적으로 획득한 기준 값과 커패시턴스 값의 차이 값을 토대로 감지 값을 획득하고, 이를 토대로 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 감지한다(350단계).Thereafter, the controller 150 acquires a detection value based on a difference value between the reference value and the capacitance value finally obtained as the compensation value is applied, and detects the presence of the raindrop and the amount of the raindrop on the basis of the step (350) ).

도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 1의 레인 센서의 상세 구조를 나타내는 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a detailed structure of the rain sensor of FIG. 1 according to another exemplary embodiment.

도 13을 참조하면, 레인 센서(110)는 도 1과 비교하여, 전극의 구조만이 상이하며, 나머지 다른 구성에 대해서는 동일하다. 따라서, 도 13의 설명에서는 상기 전극의 구조에 대해서만 설명하기로 한다.Referring to FIG. 13, in comparison with FIG. 1, the rain sensor 110 has only the structure of the electrode, and the same for the other components. Therefore, in the description of FIG. 13, only the structure of the electrode will be described.

도 1에서는, 전극이 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)을 포함하였으며, 상기 각각의 전극은 포지티브 극성 및 네거티브 극성의 전원을 인가받는 급전 전극이었다.In FIG. 1, an electrode includes a first electrode 112 and a second electrode 113, each of which is a power supply electrode to which a positive polarity and a negative polarity are applied.

이와 다르게, 도 13을 참조하면, 제 1 전극(112)은 제 1 급전 전극(112A)과, 제 1 플로팅 전극(112B)을 포함한다. 또한, 제 2 전극(113)은 제 2 급전 전극(113A)과, 제 2 플로팅 전극(113B)을 포함한다.Alternatively, referring to FIG. 13, the first electrode 112 includes a first feed electrode 112A and a first floating electrode 112B. In addition, the second electrode 113 includes a second feed electrode 113A and a second floating electrode 113B.

즉, 상기 제 1 전극(112)은, 급전되는 제 1 급전 전극(112A) 및 상기 제 1 급전 전극(112A)의 주위에 플로팅되는 제 1 플로팅 전극(112B)을 포함한다. 또한, 상기 제 2 전극(113)은 급전되는 제 2 급전 전극(113A)과, 상기 제 2 급전 감지 전극(208)의 주위에 플로팅되는 제 2 플로팅 전극(113B)을 포함한다.That is, the first electrode 112 includes a first feed electrode 112A that is fed and a first floating electrode 112B that is floated around the first feed electrode 112A. In addition, the second electrode 113 includes a second feed electrode 113A which is fed and a second floating electrode 113B which is floated around the second feed sensing electrode 208.

상기 제 1 급전 전극(112A) 및 제 2 급전 전극(113A)은 급전 단자(도시하지 않음)와 연결되고, 그에 따라 상기 구동 소자(118)와 전기적으로 연결되는 전극이다.The first feed electrode 112A and the second feed electrode 113A are connected to a feed terminal (not shown), and thus are electrically connected to the driving element 118.

상기 제 1 플로팅 전극(112B) 및 제 2 플로팅 전극(113B)은 상기 제 1 급전 전극(112A) 및 제 2 급전 전극(113A)과 각각 긴밀히 배치되며, 그에 따라 상기 제 1 감지층(116) 및 제 2 감지층(117) 내부에서의 커패시턴스 값의 변화 비율을 증가시킨다. 다시 말해서, 본 발명의 제 1 실시 예에서는 상기 급전 전극만을 포함하는 전극 구조를 가졌다. The first floating electrode 112B and the second floating electrode 113B are closely disposed with the first feed electrode 112A and the second feed electrode 113A, respectively, and thus the first sensing layer 116 and The rate of change of the capacitance value inside the second sensing layer 117 is increased. In other words, the first embodiment of the present invention has an electrode structure including only the feed electrode.

상기 급전 전극만을 포함하는 전극 구조는, 상기 급전 전극들 사이에서 발생하는 커패시턴스 값의 변화만을 가지고 상기 감지물의 상태를 감지하였다. 그러나, 이와 같은 감지 전극 구조는, 감지물이 존재하지 않았을 때의 커패시턴스 값과, 감지물이 존재할 경우에서의 커패시턴스 값의 차이 값이 상대적으로 낮으며, 이에 따라 세밀한 감지 감도를 확보하는 데에는 어려움이 있었다. The electrode structure including only the feed electrode senses a state of the sensing object only with a change in capacitance value generated between the feed electrodes. However, such a sensing electrode structure has a relatively low difference between the capacitance value when no sensing object is present and the capacitance value when a sensing object is present, and thus, it is difficult to secure detailed sensing sensitivity. there was.

즉, 상기와 같은 급전 전극만을 포함하는 2라인의 전극 구조는, 전형적인 안테나 구조로써, 상기 2라인 전극의 전체 파장이 특정 주파수의 1/4 파장과 동기화될 때 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 이슈가 발생하게 된다. That is, a two-line electrode structure including only the feed electrode as described above is a typical antenna structure, and an EMC (Electro Magnetic Compatibility) issue occurs when the entire wavelength of the two-line electrode is synchronized with a quarter wavelength of a specific frequency. Done.

또한, 일반적인 센서의 메커니즘은 기본 커패시턴스 값 대비 커패시턴스 변화량의 비율로 변화량을 계측한다. 이때, 감지 감도를 높이기 위해서는, 기본 커패시턴스 값이 낮거나 상기 커패시턴스 변화량이 커야만 한다. 그러나, 상기 2 라인 전극 구조에서는 상기 기본 커패시턴스 값을 낮추거나 커패시턴스 변화량을 크게 하는데에 한계가 있다.In addition, a typical sensor mechanism measures the change amount as a ratio of the capacitance change amount to the basic capacitance value. At this time, in order to increase the detection sensitivity, the basic capacitance value should be low or the capacitance change amount should be large. However, in the two-line electrode structure, there is a limit to lowering the basic capacitance value or increasing the capacitance change amount.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 급전 전극 주위에 플로팅 전극을 배치한다. 이때, 상기 제 1 플로팅 전극(112B) 및 제 2 플로팅 전극(113B) 각각은 접지 단자(도시하지 않음)와 연결되어 접지될 수 있다. Therefore, in this invention, a floating electrode is arrange | positioned around a feed electrode as mentioned above. In this case, each of the first floating electrode 112B and the second floating electrode 113B may be connected to a ground terminal (not shown) and grounded.

이때, 감지 감도를 높이기 위해서는, 상기 제 1 플로팅 전극(112B)과 상기 제 1 급전 전극(112A) 사이의 간격을 최소화하면서 상기 제 1 플로팅 전극(112B)과 제 1 급전 전극(112A)의 길이를 최대화해야 한다.At this time, in order to increase the detection sensitivity, the lengths of the first floating electrode 112B and the first feed electrode 112A may be adjusted while minimizing the distance between the first floating electrode 112B and the first feed electrode 112A. It should be maximized.

따라서, 제 1 플로팅 전극(112B)과 제 1 급전 전극(112A)은 상기 기판(101) 위에 일정 간격 이격되면서 상호 긴밀히 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 플로팅 전극(112B)과 상기 제 1 급전 전극(112A)은 한정된 공간 내에서 최대의 길이를 가질 수 있도록, 상기 기판(101) 위에 사각형 형상으로 적어도 한번 턴(Turn) 하여 배치될 수 있다. 상기 제 1 플로팅 전극(112B) 및 상기 제 1 급전 전극(112A)은 각각 사각 형상 또는 사각 나선 형상으로 배치될 수 있다. Therefore, it is preferable that the first floating electrode 112B and the first feed electrode 112A are closely disposed with each other while being spaced apart at a predetermined interval on the substrate 101. In addition, the first floating electrode 112B and the first feed electrode 112A may be disposed at least once in a quadrangular shape on the substrate 101 so as to have a maximum length in a limited space. have. The first floating electrode 112B and the first feed electrode 112A may be disposed in a rectangular shape or a rectangular spiral shape, respectively.

보다 구체적으로, 상기 제 1 급전 전극(112A)은 급전 단자와 연결되는 일단에서 제 1 감지층(116) 내에 배치되는 타단으로 사각 형상 또는 사각 나선 형상으로 복수 회 턴하여 연장될 수 있다. 즉, 상기 제 1 급전 전극(112A)은 일단에서 직선으로 연장되다가 직각 방향으로 경로가 변경되어 사각 형상이 되도록 1회 턴하고, 내측에서 2회째 턴하는 식으로 복수 회 턴할 수 있다. More specifically, the first feed electrode 112A may be extended by turning a plurality of times in a square shape or a square spiral shape from one end connected to the feed terminal to the other end disposed in the first sensing layer 116. That is, the first feed electrode 112A may be turned a plurality of times by extending from one end to a straight line and turning it once so that the path is changed at right angles to have a quadrangular shape, and turning the inside twice.

또한, 상기 제 1 플로팅 전극(112B)은 상기 제 1 급전 전극(112A)과 일정 간격 이격된 위치에서, 상기 제 1 급전 전극(112A)과 동일한 형상을 가지며 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 플로팅 전극(112B)은 접지 단자와 연결되는 일단에서 상기 제 1 감지층(116) 내에 배치되는 타단으로 사각 형상 또는 사각 나선 형상으로 복수 회 턴하여 연장될 수 있다. The first floating electrode 112B may have the same shape as the first feed electrode 112A at a position spaced apart from the first feed electrode 112A by a predetermined distance. That is, the first floating electrode 112B may extend by being turned a plurality of times in a square shape or a square spiral shape from one end connected to the ground terminal to the other end disposed in the first sensing layer 116.

한편, 상기 제 1 감지층(116) 내에서 상기 제 1 급전 전극(112A)이 최 외곽 부분에 배치되고, 상기 제 1 플로팅 전극(112B)은 상기 제 1 급전 전극(112A) 내에 긴밀히 배치될 수 있다.Meanwhile, the first feed electrode 112A may be disposed at the outermost portion of the first sensing layer 116, and the first floating electrode 112B may be closely disposed in the first feed electrode 112A. have.

또한, 상기 제 1 급전 전극(112A)의 타단과, 상기 제 1 플로팅 전극(112B)의 타단이 동일 방향에 배치되는 것이 아니라, 상기 제 1 감지층(116) 내에서 상기 제 1 급전 전극(112A)의 타단을 포함하는 전극 부분과, 상기 제 1 플로팅 전극(112B)의 타단을 포함하는 전극 부분이 서로 마주보며 배치될 수 있다.Further, the other end of the first feed electrode 112A and the other end of the first floating electrode 112B are not disposed in the same direction, but the first feed electrode 112A in the first sensing layer 116. An electrode part including the other end of the second electrode) and an electrode part including the other end of the first floating electrode 112B may be disposed to face each other.

또한, 이와 같이 상기 제 2 전극(113)도 제 2 급전 전극(113A) 및 제 2 플로팅 전극(113B)이 배치될 수 있다. In addition, as described above, the second feeding electrode 113A and the second floating electrode 113B may also be disposed.

이하에서는 제어부(150)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the controller 150 will be described in more detail.

제어부(150)는 상기 구동 소자(118)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(150)는 상기 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)과 연결되며, 그에 따라 상기 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양에 대응한 임피던스 변화에 따른 발진 주파수를 발생하고, 상기 발진 주파수와 기준 주파수의 차이에 따라 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 판단한다.The controller 150 may include the driving element 118. The controller 150 is connected to the first electrode 112 and the second electrode 113, thereby generating an oscillation frequency according to the presence of the raindrops and the impedance change corresponding to the amount of raindrops, and the oscillation The presence of raindrops and the amount of raindrops are determined according to the difference between the frequency and the reference frequency.

이때, 상기 제어부(150)는 기설정된 필터링 영역 내에서 상기 발진 주파수와 기준 주파수의 차이 주파수가 속해있는지를 감지하며, 상기 차이 주파수가 상기 기설정된 필터링 영역 내에 존재하는 경우에만 상기 차이 주파수에 대응하는 디지털 값을 출력할 수 있다.In this case, the controller 150 detects whether a difference frequency between the oscillation frequency and the reference frequency belongs in a preset filtering region, and corresponds to the difference frequency only when the difference frequency exists within the preset filtering region. Digital values can be output.

이때, 상기와 같은 동작이 상기 구동 소자(118)를 포함하는 제어부(150)에 의해 이루어진다고 하였지만, 이는 일 실시 예에 불과하며, 상기 제어부(150)는 상기 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(113)으로부터 전달되는 감지 신호에 따른 디지털 값만을 출력할 수 있으며, 그에 따라 차량 내부에 배치되는 차량 제어부에서 아래와 같은 구체적인 감지 동작이 이루어질 수 있다.In this case, the above operation is performed by the controller 150 including the driving element 118, but this is only an example, and the controller 150 may include the first electrode 112 and the second electrode. Only a digital value according to the sensing signal transmitted from the electrode 113 may be output, and accordingly, the following specific sensing operation may be performed in the vehicle controller disposed in the vehicle.

즉, 상기 제어부(150)는 레인 센서(110)의 특성에 따라 저역 통과 필터(LPF) 및 대역 통과 필터(BPF) 중 어느 하나의 필터가 포함될 수 있다.That is, the controller 150 may include one of a low pass filter (LPF) and a band pass filter (BPF) according to the characteristics of the rain sensor 110.

그리고, 상기 저역 통과 필터와 대역 통과 필터는 그의 필터링 주파수의 범위가 서로 다르게 나타난다.In addition, the low pass filter and the band pass filter have different filtering frequency ranges.

이때, 레인 센서(110)의 상기 커패시턴스 값은 상기 탄소 미세 코일 위에 놓이는 객체의 종류에 따라서도 서로 다른 감소량을 가질 수 있으며, 또한 상기 객체의 종류에 따라 증가할 수도 있다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.In this case, the capacitance value of the rain sensor 110 may have a different decrease amount depending on the type of the object placed on the carbon micro coil, and may also increase according to the type of the object. This will be described in detail later.

즉, 상기 커패시턴스 값은 상기 탄소 미세 코일에 인체에 의한 압력이 가해지는 경우에는 감소할 수 있으며, 이와 다르게 사물과 같은 객체에 의해 압력이 가해지는 경우에는 증가하게 된다.That is, the capacitance value may decrease when pressure is applied by the human body to the carbon fine coil, and otherwise increase when pressure is applied by an object such as an object.

이하에서는 일반적인 2라인 감지 전극 구조의 감지 감도와, 본 발명의 실시 예에 따른 4라인 감지 전극 구조의 감지 감도에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the sensing sensitivity of a general 2-line sensing electrode structure and the sensing sensitivity of a 4-line sensing electrode structure according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

도 14는 종래 기술에 따른 2라인 전극 구조의 감지 감도를 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 4라인 전극 구조의 감지 감도를 설명하기 위한 도면이다.14 is a view for explaining the sensitivity of the two-line electrode structure according to the prior art, Figure 15 is a view for explaining the sensitivity of the four-line electrode structure according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 14를 참조하면, 제어부(150)는 제 1 주파수(f1)를 발생하고, 그에 따라 내부 커패시턴스 값(Cr)과, 감지층의 커패시턴스 값(Cs)에 따른 커패시턴스 값의 변화량에 따라 최종 변화량을 출력하게 된다.First, referring to FIG. 14, the controller 150 generates a first frequency f1, and accordingly, the controller 150 generates the first frequency f1 and accordingly changes the capacitance value according to the internal capacitance value Cr and the capacitance value Cs of the sensing layer. The amount of change will be output.

이때, 레인 센서(110) 상에 비가 내리지 않았을 경우에서의 변화비와, 비가 내렸을 때의 변화비를 나타내면 아래와 같다.In this case, the change ratio when the rain does not fall on the rain sensor 110 and the change ratio when the rain falls are as follows.

Ro = Cs/Cr : 비가 내리지 않았을 때의 변화비Ro = Cs / Cr: Change ratio when no rain

Rr= (Cs+△Cr)/Cr : 비가 내릴 경우에서의 변화비Rr = (Cs + ΔCr) / Cr: change ratio in the rain

여기에서, Cs는 감지층 내의 커패시턴스 값이고, Cr은 상기 제어부(150) 내의 기준 커패시턴스 값이며, △Cr은 비가 내릴 경우에 추가로 발생할 수 있는 커패시턴스 값을 의미한다.Herein, Cs is a capacitance value in the sensing layer, Cr is a reference capacitance value in the controller 150, and ΔCr is a capacitance value that may additionally occur when it rains.

상기와 같이, 동일한 Cr 조건에서는 상기 △Cr을 가능한 최대로 증가시킬 때, 이에 따른 Rr이 커지고, 이를 토대로 상기 제어부(150)는 상기 커지는 Rr에 따른 변화 비율을 신호화 한다.As described above, when the ΔCr is increased as much as possible under the same Cr condition, the Rr increases accordingly, and based on this, the controller 150 signals the change rate according to the increasing Rr.

도 15를 참조하면, 도 15의 (a)는 레인 센서(110)의 상부 방향 및 하부 방향으로 발생할 수 있는 커패시턴스 값을 보여주고, 도 15의 (b)는 레인 센서(110)의 측면 방향으로 발생할 수 있는 커패시턴스 값을 보여준다.Referring to FIG. 15, FIG. 15A illustrates capacitance values that may occur in the upper direction and the lower direction of the rain sensor 110, and FIG. 15B illustrates a side direction of the rain sensor 110. Shows the capacitance value that can occur.

도 15의 (a)를 참조하면, 제 1 급전 전극(112A) 및 제 2 급전 전극(113A) 사이에서, 상부 방향으로 발생하는 커패시턴스 값을 C21이라 하고, 하부 방향으로 발생하는 커패시턴스 값을 C1이라할 수 있다. 그리고, 제 1 급전 전극(112A)과 제 1 플로팅 전극(112B) 사이에서, 상부 방향으로 발생하는 커패시턴스 값을 C31이라 할 수 있다. 또한, 제 2 급전 전극(113A)과 제 2 플로팅 전극(113B) 사이에서, 상부 방향으로 발생하는 커패시턴스 값을 C32라 할 수 있다. 또한, 제 1 플로팅 전극(112B)과 제 2 플로팅 전극(113B) 사이에서, 하부 방향으로 발생하는 커패시턴스 값을 C0이라 할 수 있다.Referring to FIG. 15A, the capacitance value generated in the upper direction is referred to as C21 and the capacitance value generated in the lower direction is referred to as C1 between the first feed electrode 112A and the second feed electrode 113A. can do. The capacitance value generated in the upper direction between the first feed electrode 112A and the first floating electrode 112B may be referred to as C31. In addition, a capacitance value generated in the upper direction between the second feed electrode 113A and the second floating electrode 113B may be referred to as C32. In addition, a capacitance value generated in the lower direction between the first floating electrode 112B and the second floating electrode 113B may be referred to as C0.

또한, 도 15의 (b)를 참조하면, 상기 제 1 플로팅 전극(112B)과 제 2 플로팅 전극(113B) 사이에서, 측부 방향으로 발생하는 커패시턴스 값을 C22이라 할 수 있다.In addition, referring to FIG. 15B, a capacitance value generated in the lateral direction between the first floating electrode 112B and the second floating electrode 113B may be referred to as C22.

여기에서, C0 및 C1은 본 발명의 4라인 전극 구조와, 종래의 2 라인 전극 구조에서 공통으로 적용되는 사항이므로, 아래의 비교에서는 제외한다.Here, since C0 and C1 are matters commonly applied to the four-line electrode structure of the present invention and the conventional two-line electrode structure, they are excluded from the following comparison.

그리고, 본 발명에서는 상기와 같이 급전 전극 이외에 플로팅 전극을 적용하여, 비가 내렸을 경우에 추가로 발생하는 커패시턴스 값을 의미하는 △Cr을 최대한 크게 한다.In the present invention, by applying a floating electrode in addition to the feed electrode as described above, ΔCr, which means a capacitance value additionally generated when rain falls, is made as large as possible.

아래에서는, 비가 내릴 경우와, 상기 비가 내리지 않을 경우에서의 종래의 2 라인 전극 구조와, 본 발명의 4 라인 전극 구조를 비교하면 아래와 같다.The following is a comparison of the conventional two-line electrode structure and the four-line electrode structure of the present invention when the rain falls and when the rain does not fall.

먼저, 기존의 2라인 전극 구조는 아래와 같이 표현될 수 있다.First, the conventional two-line electrode structure can be expressed as follows.

(1) Cs1=C21, Ro=C21/Cr (1) Cs1 = C21, Ro = C21 / Cr

: 비가 내리지 않을 경우의 종래의 2라인 전극 구조의 변화비: Change ratio of the conventional two-line electrode structure when no rain

여기에서, 상기 Cs1은 2라인 전극 구조의 감지층 내의 커패시턴스 값을 의미하고, Cr은 제어부(150) 내의 기준 커패시턴스 값을 의미하며, Ro은 압력이 가해지지 않았을 때의 커패시턴스 값의 변화비를 의미한다.Here, Cs1 denotes a capacitance value in the sensing layer of the two-line electrode structure, Cr denotes a reference capacitance value in the controller 150, and Ro denotes a change ratio of the capacitance value when no pressure is applied. do.

(2) Cs1 = C21 + △Cr21, Rr= (C21/Cr) + (△Cr21/Cr)(2) Cs1 = C21 + ΔCr21, Rr = (C21 / Cr) + (ΔCr21 / Cr)

: 비가 내릴 경우에의 종래의 2 라인 전극 구조의 변화비 : Change ratio of the conventional two-line electrode structure when it rains

다음으로, 본 발명에 따른 4라인 전극 구조는 아래와 같이 표현될 수 있다.Next, the four-line electrode structure according to the present invention can be expressed as follows.

(1) Cs2 = C21+(C31/C32/C22), Ro = (C21/Cr)+((C31/32/C22)/Cr)(1) Cs2 = C21 + (C31 / C32 / C22), Ro = (C21 / Cr) + ((C31 / 32 / C22) / Cr)

: 비가 내리지 않았을 경우의 본 발명의 4라인 전극 구조의 변화비: Change ratio of 4-line electrode structure of the present invention when no rain

여기에서, 상기 Cs1은 4라인 전극 구조의 감지층 내의 커패시턴스 값을 의미하고, Cr은 제어부(150) 내의 기준 커패시턴스 값을 의미하며, Ro은 비가 내리지 않았을 경우의 커패시턴스 값의 변화비를 의미한다.Here, Cs1 denotes a capacitance value in the sensing layer of the four-line electrode structure, Cr denotes a reference capacitance value in the controller 150, and Ro denotes a change ratio of the capacitance value when no rain falls.

(2) Cs2=C21+△Cr21+((C31+△Cr31)/(C32+△Cr32)/(C22+△Cr22))(2) Cs2 = C21 + ΔCr21 + ((C31 + ΔCr31) / (C32 + ΔCr32) / (C22 + ΔCr22))

Rr= (C21/Cr)+(△Cr21/Cr)+((C31+△Cr31)/(C32+△Cr32)/(C22+△Cr22)/Cr)Rr = (C21 / Cr) + (ΔCr21 / Cr) + ((C31 + ΔCr31) / (C32 + ΔCr32) / (C22 + ΔCr22) / Cr)

: 비가 내릴 경우의 본 발명의 4라인 전극 구조의 변화비: Change ratio of 4-line electrode structure of the present invention when it rains

상기와 같이, 본 발명의 4라인 전극 구조에서는, 기존의 2라인 전극에 대비하여, "(C31+△Cr31)/(C32+△Cr32)/(C22+△Cr22)/Cr" 부분에 해당하는 플로팅 감지 전극에 의한 추가적인 커패시턴스 값의 변화가 있으며, 상기 추가적인 커패시턴스 값의 변화를 토대로 감지 감도를 향상시킬 수 있다. As described above, in the four-line electrode structure of the present invention, in contrast to the existing two-line electrode, the floating sensing electrode corresponding to the portion of (C31 + ΔCr31) / (C32 + ΔCr32) / (C22 + ΔCr22) / Cr ”. There is a change in the additional capacitance value by, and the detection sensitivity can be improved based on the change in the additional capacitance value.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(150)의 구성을 보여주는 도면이다.16 is a diagram illustrating a configuration of the controller 150 according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 제어부(150)는 제 1 주파수 발생기(151), 제 2 주파수 발생기(152), 차이 주파수 발생기(153), 필터(154) 및 아날로그 디지털 컨버터(155)를 포함한다.Referring to FIG. 16, the controller 150 includes a first frequency generator 151, a second frequency generator 152, a difference frequency generator 153, a filter 154, and an analog to digital converter 155.

제 1 주파수 발생기(151)는 상기 레인 센서(100)와 연결되며, 상기 레인 센서(100)의 임피던스 변화에 따른 제 1 주파수를 발생한다.The first frequency generator 151 is connected to the rain sensor 100 and generates a first frequency according to the impedance change of the rain sensor 100.

상기 제 1 주파수 발생기(151)는 LC 발진 회로로 구성될 수 있다.The first frequency generator 151 may be configured as an LC oscillation circuit.

바람직하게, 상기 제 1 주파수 발생기(151)는 상기 감지층을 구성하는 탄소 미세 코일과 커패시터를 사용하여, 상기 탄소 미세 코일의 인덕턴스 값이나 커패시턴스 값의 변화에 의해 변화하는 발진 주파수를 발생하도록 구성된다.Preferably, the first frequency generator 151 is configured to generate an oscillation frequency that is changed by a change in inductance value or capacitance value of the carbon fine coil by using a carbon fine coil and a capacitor constituting the sensing layer. .

즉, 상기 제 1 주파수 발생기(151)는 상기 레인 센서(100)의 탄소 미세 코일을 사용하여, 상기 레인 센서(100)에 의한 발진 주파수를 발진시킨다.That is, the first frequency generator 151 oscillates the oscillation frequency by the rain sensor 100 using the carbon fine coil of the rain sensor 100.

다시 말해서, 상기 레인 센서(100)의 감지층을 구성하는 탄소 미세 코일의 인덕턴스 값과 커패시터의 커패시턴스 값은 상기 제 1 주파수 발생기(151)의 발진 주파수를 결정한다. In other words, the inductance value of the carbon fine coil and the capacitance value of the capacitor constituting the sensing layer of the rain sensor 100 determine the oscillation frequency of the first frequency generator 151.

제 2 주파수 발생기(152)는 기준 발진기일 수 있으며, 기준 발진 주파수에 대응하는 제 2 주파수를 발생한다.The second frequency generator 152 may be a reference oscillator, and generates a second frequency corresponding to the reference oscillation frequency.

이때, 상기 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수는 미세한 변화를 가질 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 제 1 실시 예에서는 상기 필터(154)를 저역 통과 필터로 구성한다.In this case, the first frequency generated by the first frequency generator 151 may have a minute change. Accordingly, in the first embodiment of the present invention, the filter 154 is configured as a low pass filter.

아래에서는 상기 필터(154)가 저역 통과 필터로 구성된 것으로 가정하여 설명하기로 한다.In the following description, it is assumed that the filter 154 is configured as a low pass filter.

이때, 상기 레인 센서(100)에 압력(빗방울에 의한 압력)이 가해지지 않는 경우에 발생한 제 1 주파수와 상기 제 2 주파수 발생기(152)에서 발생하는 제 2 주파수는 동일한 값을 가지도록 설정될 수 있다.In this case, the first frequency generated when no pressure (pressure due to raindrops) is applied to the rain sensor 100 and the second frequency generated by the second frequency generator 152 may be set to have the same value. have.

그리고, 상기 레인 센서(100)에 압력이 가해지면, 상기 가해지는 압력의 세기에 따라 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 커지게 되며, 상기 커지는 차이 값을 토대로 상기 빗방울의 존재 여부 및 빗방울의 양을 판단할 수 있도록 한다.In addition, when pressure is applied to the rain sensor 100, the difference between the first frequency and the second frequency increases according to the strength of the applied pressure, and whether the raindrop exists and the raindrops are based on the increased difference value. Allow you to determine the amount of.

이때, 상기 레인 센서(100)에 포함되는 탄소 미세 코일의 인덕턴스를 L이라 하고, 커패시터의 커패시턴스를 C라 하면, 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수(ω0)는 수학식 1과 같다.In this case, when the inductance of the carbon micro coil included in the rain sensor 100 is referred to as L, and the capacitance of the capacitor is referred to as C, the first frequency ω 0 generated by the first frequency generator 151 is represented by Equation 1 Same as

Figure pat00001
Figure pat00001

그리고, 상기 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수에 대응하는 제 1 전압 값(V0)은 아래의 수학식 2와 같다.The first voltage value V 0 corresponding to the first frequency generated by the first frequency generator 151 is represented by Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

또한, 상기 제 2 주파수 발생기(152) 발생하는 제 2 주파수에 대응하는 제 2 전압 값(Vr)은 아래의 수학식 3과 같다.In addition, the second voltage value Vr corresponding to the second frequency generated by the second frequency generator 152 is expressed by Equation 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

차이 주파수 발생기(153)는 상기 제 1 주파수 발생기(151) 및 상기 제 2 주파수 발생기(152)와 연결되며, 상기 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생한 제 1 주파수와, 상기 제 2 주파수 발생기(152)에서 발생한 제 2 주파수의 차이에 대응하는 차이 값을 출력한다.The difference frequency generator 153 is connected to the first frequency generator 151 and the second frequency generator 152, and includes a first frequency generated by the first frequency generator 151 and a second frequency generator 152. Outputs a difference value corresponding to the difference in the second frequency generated by

이때, 상기 차이 주파수 발생기(153)에서 발생하는 차이 값(Vdmod)는 아래의 수학식 4와 같다.In this case, the difference value Vdmod generated by the difference frequency generator 153 is expressed by Equation 4 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기에서, 상기 차이 값이 상기 수학식 4와 같은 값을 가지는 이유는, 상기 레인 센서(100)에 압력이 가해지지 않는 경우에는 상기 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수와, 상기 제 2 주파수 발생기(152)에서 발생하는 제 2 주파수가 서로 동일한 값을 가지기 때문이다.Here, the reason why the difference value has the same value as in Equation 4 is that the first frequency generated by the first frequency generator 151 when the pressure is not applied to the rain sensor 100 and the This is because the second frequencies generated by the second frequency generator 152 have the same value.

필터(154)는 상기 차이 주파수 발생기(153)에서 발생하는 출력 값을 필터링하여 필터링된 출력 값을 출력한다.The filter 154 filters the output value generated by the difference frequency generator 153 and outputs the filtered output value.

이때, 상기 필터(154)에는 일정한 크기의 주파수 범위에 대응하는 필터링 영역이 존재하며, 상기 필터링 영역 내에서 상기 차이 주파수 발생기(153)의 출력 값을 필터링한다.At this time, the filter 154 has a filtering region corresponding to a frequency range of a predetermined size, and filters the output value of the difference frequency generator 153 within the filtering region.

여기에서, 상기 필터링 영역은, 상기 필터(154)의 종류와, 상기 압력이 가해졌을 경우에 나타나는 탄소 미세 코일의 변화 특성에 의해 결정될 수 있다.Here, the filtering region may be determined by the type of the filter 154 and the change characteristic of the carbon micro coils when the pressure is applied.

상기 탄소 미세 코일의 변화 특성에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.Change characteristics of the carbon micro coil will be described in more detail below.

한편, 상기 필터(154)의 종류는 상기 탄소 미세 코일의 구조에 의해 결정될 수 있다.Meanwhile, the type of the filter 154 may be determined by the structure of the carbon fine coil.

즉, 상기 탄소 미세 코일의 인덕턴스 값이 압력 세기에 따라 큰 범위 내에서 변화하지 않고 미세하게 변화하며, 상기 미세하게 변화하는 값에 따라 상기 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수가 상기 제 2 주파수 발생기(152)에서 발생하는 제 2 주파수와 큰 차이가 없는 경우에는 상기 필터(154)를 저역 통과 필터로 구성할 수 있다.That is, the inductance value of the carbon fine coil does not change within a large range according to the pressure intensity but changes minutely, and according to the minute changing value, the first frequency generated by the first frequency generator 151 is When there is no significant difference from the second frequency generated by the second frequency generator 152, the filter 154 may be configured as a low pass filter.

그리고, 상기 탄소 미세 코일의 인덕턴스 값의 변화에 따라 상기 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수가 상기 제 2 주파수 발생기(152)에서 발생하는 제 2 주파수와 큰 차이가 있는 경우에는 상기 필터(154)는 대역 통과 필터로 구성할 수 있다.In addition, when the first frequency generated by the first frequency generator 151 is significantly different from the second frequency generated by the second frequency generator 152 according to the change in inductance value of the carbon micro coil. The filter 154 may be configured as a band pass filter.

다시 말해서, 상기 필터(154)의 종류는 상기 레인 센서(100)를 구성하는 감지층 내의 탄소 미세 코일의 면적 등과 같은 구조에 의해 결정될 수 있다.In other words, the type of the filter 154 may be determined by a structure such as the area of the carbon fine coil in the sensing layer constituting the rain sensor 100.

아날로그 디지털 컨버터(155)는 상기 필터(154)를 통해 출력되는 출력 값을 디지털 값으로 변환하여 출력한다.The analog-to-digital converter 155 converts an output value output through the filter 154 into a digital value and outputs it.

도 17 내지 19는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.17 to 19 illustrate changes in difference frequency values according to the first embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 상기 압력이 가해지지 않았을 경우, 상기 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수와, 상기 제 2 주파수 발생기(152)에서 발생하는 제 2 주파수는 동일한 주파수를 가질 수 있다.Referring to FIG. 17, when the pressure is not applied, the first frequency generated by the first frequency generator 151 and the second frequency generated by the second frequency generator 152 may have the same frequency. have.

따라서, 상기와 같은 일반적인 상황에서는, 상기 차이 주파수 발생기(153)에서 출력되는 출력 값에 따라 상기 필터(154)에서 필터링된 출력 값은 거의 DC 전압 수준이다.Therefore, in such a general situation, the output value filtered by the filter 154 is almost a DC voltage level according to the output value output from the difference frequency generator 153.

그리고, 도 18을 참조하면, 상기 압력이 가해짐에 따라 상기 필터(154)에서 필터링되는 출력 값은 기설정된 필터링 영역 내에서 주파수 쉬프트가 발생하게 된다.Referring to FIG. 18, as the pressure is applied, an output value filtered by the filter 154 generates a frequency shift within a predetermined filtering region.

다시 말해서, 압력이 가해짐에 따라 탄소 미세 코일의 인덕턴스 값의 변화가 발생하게 되면, 제 1 주파수 발생기(151)에서 발생하는 제 1 주파수의 변화가 발생하게 되며, 이에 따라 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 존재하게 된다.In other words, when a change in inductance value of the carbon fine coil occurs as the pressure is applied, a change in the first frequency generated by the first frequency generator 151 occurs, and thus the first frequency and the first There will be a difference of two frequencies.

이때, 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이 주파수는 상기 압력의 세기가 커질수록 증가하게 된다.In this case, the difference frequency between the first frequency and the second frequency increases as the pressure intensity increases.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이 주파수의 값에 따라 상기 압력의 세기를 측정할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 필터(154)에서 출력되는 신호에 따른 주파수 도메인 변화량에 따라 압력의 세기를 측정한다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, the strength of the pressure may be measured according to the value of the difference frequency between the first frequency and the second frequency. In other words, in the embodiment of the present invention, the strength of the pressure is measured according to the frequency domain change amount according to the signal output from the filter 154.

그리고, 실시 예에서는 이물질과 상기 인체와 같은 물체에 의해 발생하는 상기 탄소 미세 코일의 변화 특성에 따라 상기 필터(154)의 필터링 영역을 결정하고, 상기 결정한 필터링 영역 내에서 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 발생하는 경우에만 선택적으로 상기 빗방울의 양을 측정하도록 할 수 있다.In an embodiment, the filtering region of the filter 154 is determined according to the change characteristic of the carbon micro coil generated by a foreign object and an object such as the human body, and the first frequency and the second frequency within the determined filtering region. It is possible to selectively measure the amount of raindrops only when a difference in frequency occurs.

한편, 본 발명에서의 상기 보상 알고리즘에 대응하는 보상 값은, 상기 제 1 주파수에 적용될 수 있으며, 이와 다르게 상기 제 2 주파수에 적용될 수 있다. 즉, 상기 제 1 주파수는 상기 레인 센서(110)에서 변화하는 커패시턴스 값에 대응하는 주파수이고, 상기 제 2 주파수는 기준 주파수이다. 따라서, 상기 보상 테이블이 기준 값에 적용되는 경우, 상기 제어부(150)는 상기 온도 및 습도에 따라 상기 제 2 주파수를 보상할 수 있다. 또한, 상기 보상 테이블이 상기 커패시턴스 값에 적용되는 경우, 상기 제어부(150)는 상기 온도 및 습도에 따라 상기 제 1 주파수를 보상할 수 있다.Meanwhile, a compensation value corresponding to the compensation algorithm in the present invention may be applied to the first frequency, and may alternatively be applied to the second frequency. That is, the first frequency is a frequency corresponding to the capacitance value changed in the rain sensor 110, and the second frequency is a reference frequency. Therefore, when the compensation table is applied to a reference value, the controller 150 may compensate the second frequency according to the temperature and humidity. In addition, when the compensation table is applied to the capacitance value, the controller 150 may compensate the first frequency according to the temperature and humidity.

도 19를 참조하면, 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 상기 인체와 같은 물체의 접근이 아닌 이물질에 의해 발생한 경우, 상기 차이 주파수는 상기 필터(154)의 필터링 영역을 벗어난 주파수를 가질 수 있다.Referring to FIG. 19, when the difference between the first frequency and the second frequency is caused by a foreign matter that is not approached by an object such as the human body, the difference frequency may have a frequency outside the filtering region of the filter 154. have.

이때, 상기 차이 주파수는 도 19에 도시된 바와 같이, 필터링 영역 내에 포함되어 있지 않기 때문에, 이와 같은 경우에는 상기 압력의 세기를 측정하지 않을 수 있다.In this case, since the difference frequency is not included in the filtering area as shown in FIG. 19, in this case, the strength of the pressure may not be measured.

도 20은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.20 is a view illustrating a change of a difference frequency value according to the second embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 상기 레인 센서(100)의 설계가 압력의 세기가 증가함에 따라 제 1 주파수가 제 2 주파수와 차이가 존재하고, 상기 압력의 세기에 따라 제 1 주파수의 증감 정도가 큰 경우, 상기 필터(154)는 대역 통과 필터로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 20, when the design of the rain sensor 100 increases the pressure intensity, the first frequency is different from the second frequency, and the increase or decrease of the first frequency is large according to the pressure intensity. The filter 154 may be configured as a band pass filter.

이때, 상기 필터(154)의 필터링 영역은 상기 저역 통과 필터로 구성된 경우와는 다른 주파수 범위를 가질 수 있다.In this case, the filtering region of the filter 154 may have a different frequency range than that of the low pass filter.

그리고, 상기 필터링 영역 내에서 상기 차이 주파수의 변화에 따라 발생하는 차이 주파수의 이동 정도에 따라 상기 압력의 세기를 측정할 수 있다.The strength of the pressure may be measured according to the degree of movement of the difference frequency generated by the change of the difference frequency in the filtering region.

이때, 상기 필터(154)가 대역 통과 필터인 경우, 상기 차이 주파수 발생기(153)의 출력 값은 아래의 수학식 5와 같다.In this case, when the filter 154 is a band pass filter, the output value of the difference frequency generator 153 is expressed by Equation 5 below.

Figure pat00005
Figure pat00005

도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소 미세 코일의 변화 특성을 보여주는 그래프이다.21 is a graph showing a change characteristic of a carbon micro coil according to an embodiment of the present invention.

도 21를 참조하면, 탄소 미세 코일은 돌, 물 및 인체의 접촉에 따른 서로 다른 변화 특성을 가지게 된다.Referring to FIG. 21, the carbon micro coils have different change characteristics according to contact between stones, water, and the human body.

다시 말해서, 상기 탄소 미세 코일은 상기와 같은 물질에 따라 서로 다른 출력 값을 발생하게 된다.In other words, the carbon micro coils generate different output values according to the above materials.

상기 탄소 미세 코일의 출력 값의 변화를 보면, 동일한 돌이라도 접촉 면적 및 접촉 방향에 따라 서로 다른 변화가 발생하였으며, 돌의 크기가 클수록 무게와 접촉 면적이 증가하여 출력 값이 증가하게 된다.As a result of the change in the output value of the carbon micro coil, different changes occurred according to the contact area and the contact direction even with the same stone. As the size of the stone increases, the weight and the contact area increase to increase the output value.

그리고, 종이와 같은 비자성 물질이나, 서보 모터와 같은 자성 물질이 접촉하는 경우에도 자기장에 의한 영향 없이 출력 값의 큰 변화가 발생한다. 본 발명에 따른 탄소 미세 코일의 출력 값은 인체에 의해 압력이 가해지는 경우와, 물이나 휴대폰과 같은 다른 객체에 의해 압력이 가해지는 경우에 확연히 구분되는 특성을 가진다.Further, even when a nonmagnetic material such as paper or a magnetic material such as a servo motor comes into contact, a large change in output value occurs without being influenced by a magnetic field. The output value of the carbon micro coil according to the present invention has a distinctive characteristic when the pressure is applied by the human body and when the pressure is applied by another object such as water or a mobile phone.

즉, 탄소 미세 코일의 출력 값은 인체가 접촉하는 경우에서 마이너스 값을 가지고 있으며, 물이나 휴대폰과 같은 객체가 접촉하는 경우에서 플러스 값을 가지고 있다.That is, the output value of the carbon micro coil has a negative value when the human body contacts, and has a positive value when an object such as water or a mobile phone contacts.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 탄소 미세 코일의 특성을 토대로 상기 제 1 주파수 발생기(2191)에서 발생한 제 1 주파수와, 제 2 주파수 발생기(2192)에서 발생한 제 2 주파수의 차이가 인체에 의한 압력이 발생한 것인지, 아니면 다른 객체에 의해 발생한 것인지를 명확히 구분할 수 있다.Therefore, in the present invention, the difference between the first frequency generated by the first frequency generator 2191 and the second frequency generated by the second frequency generator 2192 is based on the characteristics of the carbon fine coil. It can be distinguished whether it is caused by or by another object.

이에 따라, 본 발명에서는 상기 레인 센서(100)의 반응 영역, 다시 말해서 상기 필터(154)의 필터링 영역을 상기 빗방울에 의해 반응하는 상기 탄소 미세 코일의 특성을 토대로 결정하도록 한다.Accordingly, in the present invention, the reaction region of the rain sensor 100, that is, the filtering region of the filter 154 is determined based on the characteristics of the carbon micro coils reacted by the raindrops.

실시 예에 따르면, 강우가 발생하는 경우, 이에 즉각적으로 반응하여 강우량을 감지할 수 있음으로써, 우천시에 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, when the rainfall occurs, it is possible to immediately detect the rainfall in response to this, thereby improving the convenience of the driver in the rain.

또한, 실시 예에 의하면 탄소 미세 코일을 이용하여 강우량을 감지함으로써, 기존의 광학 방식에 대비하여 차별화된 특성(응답특성, 정밀, 정확도, 소비전력, 소형화 등)의 레인 센서를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, by detecting the rainfall using the carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor having a different characteristic (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) compared to the conventional optical method.

또한, 실시 예에 의하면, 탄소 미세 코일의 임피던스의 미세한 변화로도 강우량의 측정이 가능하며, 이물질의 감지를 회피하기 위한 레인 센서의 반응 영역을 설정하여 이물질에 의해 와이퍼가 구동되는 상황을 사전에 방지할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to measure rainfall even with a slight change in the impedance of the carbon fine coil, and set the reaction area of the rain sensor for avoiding the detection of foreign matters, so that the wiper is driven by the foreign matters in advance. You can prevent it.

또한, 실시 예에서는 레인 센서의 동작 환경에 따라 상기 레인 센서를 통해 감지된 감지 값을 보상한다. 즉, 실시 예에서는, 레인 센서가 동작하는 주위의 온도 및 습도에 따라 상기 감지 값을 보상해줌으로써, 더욱 정확한 감지 값을 획득할 수 있어 감지 장치의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the embodiment compensates for the detection value detected by the rain sensor according to the operating environment of the rain sensor. That is, in the embodiment, by compensating the detection value according to the ambient temperature and humidity of the rain sensor operation, it is possible to obtain a more accurate detection value to improve the operation reliability of the sensing device.

또한, 실시 예에서는 레인 센서의 기준 값을 온도 및 습도에 따라 유동적으로 재설정함으로써, 동작 환경에 따른 감지 장치의 오작동을 방지할 수 있다.In addition, in the embodiment, by resetting the reference value of the rain sensor in accordance with the temperature and humidity, it is possible to prevent the malfunction of the sensing device according to the operating environment.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment, but are not necessarily limited to one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be interpreted that the contents related to this combination and modification are included in the scope of the embodiments.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made with reference to the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the embodiments, and those of ordinary skill in the art to which the embodiments pertain may have various examples that are not illustrated above without departing from the essential characteristics of the embodiments. It will be appreciated that eggplant modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to these modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the embodiments set forth in the appended claims.

Claims (10)

탄소 미세 코일을 포함하는 레인 센서;
상기 레인 센서의 주위의 온도를 감지하는 온도 센서;
상기 레인 센서의 주위의 습도를 감지하는 습도 센서;
상기 온도 및 습도에 따른 상기 레인 센서의 감지 값을 보상하기 위한 보상 값이 저장된 저장부; 및
상기 레인 센서를 통해 감지 값이 획득되면, 상기 감지 값이 획득된 시점의 온도 및 습도를 확인하고, 상기 저장부로부터 상기 온도 및 습도에 대응하는 보상 값을 추출하며, 상기 추출된 보상 값을 토대로 상기 감지 값을 보상하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 보상된 감지 값이 기설정된 감지 범위 내에 포함되면, 상기 감지 값에 대응하는 와이퍼 구동 조건을 결정하고,
상기 보상된 감지 값이 기설정된 상기 감지 범위를 벗어나면, 상기 감지 값이 이물질에 의해 발생한 감지 값임을 인식하는
감지 장치.
A rain sensor comprising a carbon fine coil;
A temperature sensor for sensing a temperature around the rain sensor;
A humidity sensor for sensing humidity around the rain sensor;
A storage unit configured to store a compensation value for compensating a detection value of the rain sensor according to the temperature and humidity; And
When the detection value is obtained through the rain sensor, the temperature and humidity at the time when the detection value is obtained are checked, a compensation value corresponding to the temperature and humidity is extracted from the storage unit, and based on the extracted compensation value. A control unit for compensating the detected value;
The control unit,
If the compensated detection value is within the preset detection range, determine a wiper driving condition corresponding to the detection value,
When the compensated detection value is out of the preset detection range, it is recognized that the detection value is a detection value caused by a foreign substance.
Sensing device.
제 1항에 있어서,
상기 레인 센서는,
감지물의 상태에 따라 변화하는 커패시턴스 값을 출력하며,
상기 제어부는,
상기 출력되는 커패시턴스 값과 기설정된 기준 값의 차이 값을 토대로 상기 감지 값을 획득하며,
상기 보상 값은,
상기 온도 및 습도에 따른 상기 커패시턴스 값의 보상 값 또는 상기 기준 값의 보상 값인
감지 장치.
The method of claim 1,
The rain sensor,
Outputs a capacitance value that changes depending on the state of the sensing object.
The control unit,
Obtaining the detection value based on a difference value between the output capacitance value and a predetermined reference value,
The compensation value is,
The compensation value of the capacitance value or the reference value of the reference value according to the temperature and humidity
Sensing device.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 및 2 감지층의 커패시턴스 값의 변화에 대응하는 발진 주파수를 가지는 제 1 주파수를 출력하는 제 1 주파수 발생기와,
상기 기준 값의 기준 발진 주파수에 대응하는 제 2 주파수를 출력하는 제 2 주파수 발생기와,
상기 제 1 주파수와 상기 제 2 주파수의 차이 값을 출력하는 차이 주파수 발생기와,
상기 차이 주파수 발생기를 통해 출력되는 차이 값을 기설정된 필터링 영역 내에서 필터링하는 필터를 포함하는
감지 장치.
The method of claim 2,
The control unit,
A first frequency generator for outputting a first frequency having an oscillation frequency corresponding to a change in capacitance values of the first and second sensing layers;
A second frequency generator for outputting a second frequency corresponding to the reference oscillation frequency of the reference value;
A difference frequency generator for outputting a difference value between the first frequency and the second frequency;
And a filter for filtering the difference value output through the difference frequency generator within a predetermined filtering region.
Sensing device.
제 2항에 있어서,
상기 보상 값은,
상기 레인 센서 상에 감지물이 존재하지 않는 일반 상태에서, 상기 레인 센서가 가지는 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮은 일정 값을 유지하도록 하는
감지 장치.
The method of claim 2,
The compensation value is,
In a general state in which a sensing object is not present on the rain sensor, the capacitance value of the rain sensor is maintained to be lower than the reference value.
Sensing device.
제 3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차이 값이 기설정된 값보다 크면서, 상기 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮으면, 상기 레인 센서를 통해 인체가 감지되었음을 인식하고, 상기 인식된 인체 감지 신호를 출력하는
감지 장치.
The method of claim 3, wherein
The control unit,
When the difference value is larger than a predetermined value and the capacitance value is lower than the reference value, the human body is recognized through the rain sensor and the detected human body detection signal is output.
Sensing device.
온도 및 습도에 따라 변화하는 탄소 미세 코일을 포함한 레인 센서의 커패시턴스 값의 변화 상태를 확인하는 단계;
상기 확인한 변화 상태를 기준으로 상기 온도 및 습도에 따른 레인 센서의 보상 값을 저장하는 단계;
상기 레인 센서를 통해 감지 신호가 출력되면, 상기 감지 신호가 출력된 시점의 상기 레인 센서 주위의 온도 및 습도를 확인하는 단계;
상기 온도 및 습도가 기준 온도 및 기준 습도와 다르면, 상기 확인한 온도 및 습도에 대응하는 보상 값을 확인하는 단계;
상기 확인한 보상 값을 적용하여, 상기 감지 신호에 대응하는 감지 값을 획득하는 단계;
상기 감지 값을 기준으로 상기 레인 센서 상에 목표 감지물이 위치하는지 여부를 확인하는 단계; 및
상기 레인 센서 상에 목표 감지물이 위치하면, 상기 목표 감지물의 상태에 따른 와이퍼 구동 신호를 출력하는 단계;를 포함하는
감지 장치의 동작 방법.
Confirming a change state of a capacitance value of a rain sensor including a carbon micro coil that changes according to temperature and humidity;
Storing a compensation value of a rain sensor according to the temperature and humidity based on the checked change state;
Checking a temperature and humidity around the rain sensor at the time when the detection signal is output, when a detection signal is output through the rain sensor;
Checking the compensation value corresponding to the checked temperature and humidity if the temperature and humidity are different from the reference temperature and reference humidity;
Obtaining a sensed value corresponding to the sensed signal by applying the checked compensation value;
Checking whether a target sensing object is located on the rain sensor based on the sensing value; And
Outputting a wiper driving signal according to a state of the target sensing object when the target sensing object is positioned on the rain sensor;
Method of operation of the sensing device.
제 6항에 있어서,
상기 감지 신호를 출력하는 단계는,
상기 레인 센서 상에 존재하는 감지물의 상태에 따라 변화하는 커패시턴스 값을 출력하는 단계를 포함하고,
상기 감지 값을 획득하는 단계는,
상기 출력되는 커패시턴스 값과 기설정된 기준 값의 차이 값을 토대로 상기 감지 값을 획득하는 단계를 포함하며,
상기 보상 값은,
상기 온도 및 습도에 따른 상기 출력되는 커패시턴스 값의 보상 값 또는 상기 기준 값의 보상 값인
감지 장치의 동작 방법.
The method of claim 6,
The step of outputting the detection signal,
Outputting a capacitance value that varies according to a state of a sensing object present on the rain sensor,
Acquiring the detection value,
Obtaining the sensed value based on a difference value between the output capacitance value and a predetermined reference value,
The compensation value is,
Compensation value of the output capacitance value or compensation value of the reference value according to the temperature and humidity
Method of operation of the sensing device.
제 7항에 있어서,
상기 감지 값을 획득하는 단계는
상기 출력되는 커패시턴스 값의 변화에 대응하는 발진 주파수를 가지는 제 1 주파수를 출력하는 단계와,
상기 기준 값의 기준 발진 주파수에 대응하는 제 2 주파수를 출력하는 단계와,
상기 확인된 온도 및 습도에 대응하는 보상 값을 적용하여, 상기 제 1 주파수 및 제 2 주파수 중 어느 하나의 주파수를 보상하는 단계와,
상기 어느 하나의 주파수가 보상된 상기 제 1 및 2 주파수의 차이 값을 출력하는 단계와,
상기 차이 값을 기설정된 필터링 영역 내에서 필터링하는 단계를 포함하는
감지 장치의 동작 방법.
The method of claim 7, wherein
Acquiring the detection value
Outputting a first frequency having an oscillation frequency corresponding to a change in the output capacitance value;
Outputting a second frequency corresponding to a reference oscillation frequency of the reference value;
Compensating any one of the first frequency and the second frequency by applying a compensation value corresponding to the identified temperature and humidity;
Outputting a difference value between the first and second frequencies with which any one frequency is compensated;
Filtering the difference value within a predetermined filtering region.
Method of operation of the sensing device.
제 8항에 있어서,
상기 목표 감지물이 위치하는지 여부를 확인하는 단계는,
상기 차이 값이 상기 필터링 영역 내에 존재하면, 상기 레인 센서 상에 목표 감지물이 위치하는 것으로 판단하는 단계와,
상기 차이 값이 상기 필터링 영역을 벗어나면, 상기 레인 센서 상에 상기 목표 감지물이 아닌 다른 객체가 위치하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는
감지 장치의 동작 방법.
The method of claim 8,
Checking whether the target sensing object is located,
Determining that a target sensing object is located on the rain sensor when the difference value exists within the filtering area;
If the difference value is out of the filtering area, determining that an object other than the target sensing object is located on the rain sensor;
Method of operation of the sensing device.
제 9항에 있어서,
상기 다른 객체가 위치하는 것으로 판단하는 단계는,
상기 차이 값이 기설정된 값보다 크면서, 상기 출력되는 커패시턴스 값이 상기 기준 값보다 낮으면, 상기 레인 센서를 통해 인체가 감지된 것으로 판단하는 단계를 포함하는
감지 장치의 동작 방법.
The method of claim 9,
Determining that the other object is located,
Determining that the human body is sensed through the rain sensor when the difference value is greater than a preset value and the output capacitance value is lower than the reference value.
Method of operation of the sensing device.
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KR102454594B1 (en) * 2022-02-25 2022-10-14 주식회사 다모아텍 Rain sensor detecting vibration and method of operation thereof

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