KR20030009353A - 차량용 레인 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작동 상태시 방사를 송신하는 적어도 하나의 송신기(20), 상기 송신기(20)의 방사에 대해 적어도 부분적으로 감도가 높은 적어도 하나의 수신기(22) 및 습윤될 수 있는 차량의 디스크(12)의 표면에 대해 대략 평행하게 커플링될 수 있으며 실제로 평평한 광 유도체(14)를 구비한 차량용 레인 센서(10)에 관한 것이고, 상기 광 유도체는 송신기(20)의 방사를 커플링 및 디커플링하기 위한 구조체(18a, 18b)를 포함하며, 방사를 커플링하기 위한 구조체(18a)는 방사를 디커플링하기 위한 구조체(18b)와 다르며 방사 포커싱 특성을 갖는다.

Description

차량용 레인 센서{Rain sensor in particular for a motor vehicle}
예컨대 DE 198 15 748 A1에는 많은 레인 센서가 공지되어 있으며, 상기 레인 센서들은 전반사의 원리에 의한 송신기 및 수신기를 이용하여 자동차의 윈드스크린의 습윤을 측정한다. 상기 레인 센서들은, 자동차의 내부측 상의 윈드스크린의 표면에 대해 평행하게 배열되며 실제로 평평한 형상인 광 유도체를 포함한다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따른 레인 센서에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 레인 센서의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 레인 센서의 광 유도체의 사시도.
독립항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 레인 센서는, 방사 커플링 및 디커프링을 위한 다양한 구조체를 통해 포커싱의 필요 여부가 고려될 수 있으므로, 레인 센서의 감도는 개선된다.
종속항에 제시된 조치를 통해, 독립항에 기재된 특징들의 또 다른 바람직한 실시예 및 개선이 가능해진다.
윈드스크린 내의 방사를 커플링하기 위한 상기 구조체가 구형이고 디커플링하기 위한 구조체가 비구형일 때 특히 바람직하다. 상기의 방식으로 최대 광량(light quantity)이 윈드스크린 내에 커플링되고 동시에 침전물 측정과 관련된 방사는 윈드스크린으로부터 디커플링된다. 따라서 윈드스크린 상의 측정 영역이확장되므로 레인 센서 신호의 신호 대 잡음 간격은 커진다.
방사를 커플링하기 위한 구조체가 부분구(segment of sphere)로서 형성되면, 상기 구조체는 구형 구조체보다 매우 쉽게 제조되며, 특히 광 유도체는 사출 성형 부품이다.
또한 디커플링을 위한 구조체가 원통형 섹션을 포함하고 상기 섹션의 커버면이 비구면 렌즈로서 형성되는 것이 바람직하다. 원통형 섹션은 차양 효과를 일으키므로, 바람직한 방사만이 광 유도체를 통해서 수신기에까지 이를 수 있다. 비구면 렌즈를 통해 수신기는 구면 렌즈일 때보다 광 유도체에 더 가까이 안내될 수 있다.
포커스 방사는 원통형 섹션의 기하학적 중앙축의 외부에서 만나는 것이 특히 바람직하다. 스퀸트(squint) 렌즈를 통해, 송신기 및 수신기와 같은 광학적 소자들은 광 유도체에 더 가까이 안내될 수 있으므로, 산란광 성분들은 더욱 줄어든다.
윈드스크린에 커플링될 수 있는 광 유도체의 표면이 약간의 볼록부를 포함하면, 광 유도체가 윈드스크린에 커플링될 때 커플링 영역에서 형성될 수 있는 기포는 바람직한 방법으로 방지된다. 또한 전압은 조립시 전체 광 유도체에 걸쳐서, 예컨대 온도 또는 노화에 따르는 형태 변형이 보상되는 효과로써 발생된다.
각각 쌍으로 배열된, 방사 커플링 및 디커플링을 위한 다수의 구조체가 제공되면, 다수의 측정 경로는 좁은 공간 상에 배열될 수 있으며 레인 센서의 크기도 최소로 축소될 수 있다. 이는 특히, 레인 센서가 시야를 방해하지 않으면서 윈드스크린 상에 배열될 수 있기 때문에 장점이다.
특히 방사 커플링 및 디커플링을 위해 4 개의 구조체가 제공되는 것이 바람직한데, 상기 구조체는 윈드스크린에 대한 투영시 측정 경로가 평행사변형을 형성하도록 배열된다. 상기와 같은 배열을 통해, 4 개의 측정 경로가 2 개의 송신기 및 수신기로써 구현될 수 있으며 평행사변형의 중심에는 예컨대 또 다른 센서 또는 가열 장치를 배열하기 위한 충분한 공간이 있다. 또한 각각의 송신기가 다수의 표점으로 송신하고 각각의 수신기가 다수의 방향으로부터 수신함으로써, 비용이 많이 드는 광학적 반도체 소자들은 절약된다.
윈드스크린에 커플링된 광 유도체의 표면에 적어도 부분적으로, 혼합 접착체의 성분들이 제공되면, 광 유도체는 신속하고 안정되게 윈드스크린에 조립될 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 하기의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.
도 1에는 윈드스크린(12) 상에 있는 본 발명에 따른 레인 센서(10)의 단면도가 도시된다. 레인 센서(10)는 레인 센서(10)의 커버를 형성하는 광 유도체(14)를 포함한다. 레인 센서(10)는 상기 광 유도체(14)로써 커플링 매체(16)에 의해 윈드스크린(12)에 접착된다. 물론 독립된 고정 장치에 의해서 고정이 이뤄질 경우에는비접착성 커플링 매체도 사용될 수 있다.
상기 광 유도체(14)는, 센서(20)의 광을 커플링 매체(16)를 거쳐 윈드스크린(12)에 커플링하고 전반사된 광을 윈드스크린(12)으로부터 재차 상기 커플링 매체(16)를 거쳐 디커플링하며 수신기(22)에까지 유도하는 구조체(18a, 18b)를 포함한다. 송신기(20) 및 수신기(22)는 프린트 회로 기판으로서 형성된 공동의 플레이트(24) 상에 배열된다. 상기 플레이트(24)는 윈드스크린(12)에 대략적으로 평행하게 하우징(25)의 내부에서 레인 센서(10)에 배열되며, 즉 송신기(20) 및 수신기(22)는 구조체(18a, 18b) 위에 배치된다. 또한 광 유도체(14)는, 플레이트(24)의 상응된 보어 내에 맞물리며 송신기 및 수신기가 상기의 방식으로 구조체(18a, 18b) 상에 배치되는 것을 쉽게 하는 도시되지 않은 돔을 포함할 수 있다. 수신기(22) 및/또는 송신기(20)는, 최대 감도를 얻기 위해서 수신기(22) 및/또는 송신기(20)의 감도 영역이 방사가 포커스된 구조체(18a, 18b)의 포커싱 영역에 배열되도록 실행된다.
상기 송신기(20)의 방사는 대략 45°의 각으로 윈드스크린(12)에 커플링되며 습윤될 수 있는 윈드스크린(12)의 표면에서 습윤에 따라 적어도 적어도 부분적으로반사되며 윈드스크린(12)으로부터 대략 45°의 각도로 디커플링되고 수신기(22)에 전송된다.
상기 하우징(25)은 특히 제 2 하우징이 요구될 때 그 외부측에, 전체 레인 센서(10)에 걸쳐서 제 2 하우징을 뒤집는 노즈(26)를 포함할 수 있다. 이는 광 유도체(14)의 특수한 형상과 무관하게 적용된다.
도 2는 광 유도체(14)를 사시도로 상세하게 도시한다. 광 유도체는 실제로 직사각형상이며 환형 노치(28)가 제공된다. 상기 노치(28)의 영역에는 광 유도체를 하우징에 고정하는 또 다른 고정 소자(30)가 배열된다. 도 1에 도시된 플레이트(24)를 배치하기 위해, 광 유도체는 윈드스크린(12)에 대해 수직으로 광 유도체(14)로부터 원통형으로 솟은 돔(32)을 포함한다. 광 유도체(14)의 직사각형에서 대략 중심으로 구조체(18a, 18b)가 각각 쌍으로 배열된다. 상기 구조체(18a)는 송신기(20)의 방사를 커플링하기 위해, 구조체(18b)는 윈드스크린으로부터 전반사된 방사를 디커플링해서 수신기(22) 상에 포커싱하기 위해 사용된다.
방사를 커플링하기 위해 사용되는 구조체(18a)는 광 유도체(14)의 평평한 베이스면(34)에 직접 위치하는 부분구로서 형성된다. 상기 송신기(20)가 구조체(18a) 위에 배열되기 때문에, 멀리 떨어진 방사도 윈드스크린(12) 방향으로 굴절되며 이는 윈드스크린에 커플링된 전방사량을 종래 기술에 따른 렌즈 구조에 비해 상승시킨다.
방사를 수신기(22) 상에 디커플링 및 포커싱하기 위해 사용되는 구조체(18b)는 실제로 원통형 섹션(36)으로 구성되며 상기 원통형 섹션의 커버면에는 비구면 렌즈(38)가 형성된다. 측정 신호를 반사하는 전반사된 방사는 수신기(22) 상에 가능한 정확히 포커싱되어야 하며, 특히 비구면 구조체(18b)를 디커플링하기에 적합하다. 상기 비구면 렌즈는, 그 포커스 영역이 수신기(22)의 감도면을 정확히 충진하도록 형성되고 배열된다.
상기 구조체(18a, 18b)가 쌍으로 배열됨으로써, 각각의 구조체(18a) 쌍 위에배열된 2 개의 송신기(20) 및, 각각의 구조체(18b) 쌍 위에 배열된 2 개의 수신기(22)에 의해 4 개의 측정 경로가 생기며, 상기 경로는 윈드스크린(12) 상에 투영될 시에 평행사변형을 형성한다. 평행사변형의 중심에는, 예컨대 명도 센서 또는 온도 센서와 같은 또 다른 센서가 배열될 수 있는 공간이 아직 있다. 또한 센서 장치 또는 측정 영역 내의 윈드스크린(12)을 가열하기 위한 가열 소자도 고려될 수 있다. 상기 중심 영역에 광학 센서가 배열되면, 상기 센서는 일광의 조사에 의한 침전물 측정의 일시적 방해를 방지하기 위해 예컨대 벽 형상의 높은 브릿지를 이용하여 측정 경로로부터 광학적으로 분리될 수 있다. 이는 구조체(18a, 18b)의 특정 형상과는 무관하다. 물론 상기 구조체(18a, 18b)를 도면에 도시된 바와 같은 렌즈형이 아니라 미러형으로 구성하는 것도 고려할 수 있다. 커플링을 위한 구조체(18a)의 한 부분은 렌즈형으로 다른 부분은 미러형으로 형성되는 혼합 실시예도 고려될 수 있다. 이는 물론 디커플링을 위한 구조체(18b)에도 동일하게 적용된다.

Claims (10)

  1. 작동 상태시 방사를 송신하는 적어도 하나의 송신기(20), 상기 송신기(20)의 방사에 대해 적어도 부분적으로 감도가 높은 적어도 하나의 수신기(22) 및 습윤될 수 있는 차량의 디스크(12)의 표면에 대해 대략 평행하게 커플링될 수 있으며 실제로 평평한 광 유도체(14)를 구비한 차량용 레인 센서(10)로서 상기 광 유도체는 송신기(20)의 방사를 커플링 및 디커플링하기 위한 구조체(18a, 18b)를 포함하는 레인 센서에 있어서,
    방사를 커플링하기 위한 구조체(18a)는 방사를 디커플링하기 위한 구조체(18b)와 다르며 방사 포커싱 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 커플링을 위한 구조체(18a)는 구형이며 디커플링을 위한 구조체(18b)는 비구형인 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 방사를 커플링하기 위한 구조체(18a)는 부분구로서 형성되는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 디커플링을 위한 구조체(18b)는 원통형 섹션을 포함하며 커버면은 비구면 렌즈로서 형성되는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 디커플링을 위한 구조체(18b)는 원통형 섹션, 특히 기울어진 원통형 섹션을 포함하며, 기하학적 중앙축은 상기 기울어진 원통형 섹션을 통해, 원통형 섹션의 외피면에 대해 평행하게 구성될 수 있고, 상기 디커플링된 방사가 포커스되는 영역은 상기 방사 외부로 위치하는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윈드스크린(12)에 커플링될 수 있는 광 유도체의 표면은 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각 쌍으로 배열되며 방사를 커플링 및 디커플링하기 위한 다수의 구조체(18a, 18b)가 제공되는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 방사를 커플링 및 디커플링하기 위한 각각 4 개의 구조체(18a, 18b)가 제공되며, 상기 구조체들은 구조체(18a, 18b)의 배열에 의해 정해진 방사 경로가 윈드스크린(12) 상에 투영될 시에 평행사변형을 형성하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윈드스크린(12)에 커플링될 수 있는 광 유도체(14)의 표면에는 혼합 접착제의 성분이 적어도 부분적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각 하나의 송신기(20) 및/또는 각각 하나의 수신기(22)에 다수의 구조체(18a, 18b)가 할당되는 것을 특징으로 하는 레인 센서.
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