WO2018016916A1 - Rain sensor - Google Patents

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WO2018016916A1
WO2018016916A1 PCT/KR2017/007890 KR2017007890W WO2018016916A1 WO 2018016916 A1 WO2018016916 A1 WO 2018016916A1 KR 2017007890 W KR2017007890 W KR 2017007890W WO 2018016916 A1 WO2018016916 A1 WO 2018016916A1
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WO
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electrode
sensing electrode
substrate
sensing
branch
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PCT/KR2017/007890
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
이정오
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0825—Capacitive rain sensor
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
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    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity

Definitions

  • the present invention relates to a rain sensor, and more particularly to a rain sensor that can accurately detect the amount of rain (rain) by using a change in impedance according to the characteristics of the carbon micro coil (CMC).
  • CMC carbon micro coil
  • a windshield wiper is installed on the front windshield of the vehicle to remove raindrops.
  • the wiper is a speed control step by step depending on the degree of rain drops.
  • the speed control of the wiper is adjusted in a few few steps. Accordingly, the conventional wiper speed control system has a disadvantage that the speed of the wiper is not controlled according to the exact amount of raindrops.
  • a rain sensor composed of a light emitting element and a light receiving element is disposed on the wind shield.
  • the rain sensor is disposed to be inclined on the surface of the wind shield, thereby minimizing the influence of light reflected from the surface of the wind shield, and receiving only the optical signal reflected from the raindrop to increase the rain sensing efficiency.
  • the light reflected directly from the wind shield is out of the light receiving range of the light receiving element, and only the light reflected from the raindrops falls within the light receiving range of the light receiving element.
  • the rain sensor according to the prior art as described above the light generated from the light emitting device is also directly absorbed by the light receiving device occurs, there is a problem that it is difficult to accurately detect the amount of raindrops. That is, the light generated from the light emitting device is spread over a predetermined angle range. In this case, even when the rain sensor is disposed to have a predetermined inclination angle with respect to the window shield surface, some light is directly provided to the light receiving element in addition to the light falling out of the wind shield. Accordingly, there is a problem that the raindrop detection efficiency is lowered due to the light provided directly from the light emitting device to the light receiving device.
  • the rain sensor as described above is affected by the ambient light caused by the headlights of the surrounding vehicles, etc., there is a problem that the operation reliability due to such interference light is degraded.
  • a rain sensor and a wiper driving device including the same may be provided by detecting a change in impedance of a carbon micro coil due to raindrops falling on a windshield of a vehicle and determining rainfall and rainfall.
  • the embodiment provides a rain sensor and a wiper driving apparatus including the same to determine whether the rainfall and rainfall using a device including a carbon micro coil, and accordingly to control whether the wiper is driven and the driving speed of the wiper. .
  • an embodiment according to the present invention provides a rain sensor and a wiper driving device including the same, which can accurately detect a large amount of raindrops as well as a very small amount of raindrops through a pattern design of a sensing electrode.
  • Rain sensor is a substrate; A first sensing electrode disposed on the substrate; And a second sensing electrode disposed on the substrate and spaced apart from the first sensing electrode by a predetermined distance, wherein a distance between the first sensing electrode and the second sensing electrode changes in one direction of the substrate.
  • At least one of the first sensing electrode and the second sensing electrode is disposed to extend in the one direction on the substrate, and the width gradually increases or decreases toward the one direction.
  • first sensing electrode and the second sensing electrode have a shape that is symmetric with each other.
  • the first sensing electrode has a curved surface that faces the surface of the second sensing electrode.
  • the second sensing electrode may have a curved surface that faces the curved surface of the first sensing electrode.
  • the first sensing electrode may include a first body extending in the one direction and a first branch electrode and a second branch electrode protruding from the first body in the direction of the second sensing electrode and spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the second sensing electrode may include a second body extending in the one direction, a third branch electrode and a fourth protruding from the second body toward the first sensing electrode, and spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • a branch electrode wherein the third branch electrode is disposed between the first branch electrode and the second branch electrode, the fourth branch electrode is disposed below the second branch electrode, and the first branch electrode and the first branch electrode;
  • the first spacing between the three branch electrodes, the second spacing between the third and second branch electrodes, and the third spacing between the second and fourth branch electrodes are all different.
  • the display device may further include a reaction layer disposed on the substrate, the reaction layer filling the first sensing electrode and the second sensing electrode, wherein the reaction layer includes a change in at least one of a force and a dielectric constant generated by rainfall.
  • the impedance characteristic changes according to the first and second sensing electrodes, and outputs the sensing signal according to the change in the impedance characteristic of the reaction layer.
  • a driver disposed under the substrate, connected to the first and second sensing electrodes, the driver for processing the output sensing signal; And a protective layer surrounding the substrate, the driving unit, and the reaction layer.
  • reaction layer includes a carbon micro coil material.
  • the wiper drive according to the embodiment is a front glass;
  • a sensor unit attached to the first surface of the windshield and whose impedance is changed by an object in contact with the second surface of the windshield;
  • a control unit configured to receive a detection signal according to a change amount of the impedance value through the sensor unit, determine whether the rainfall is based on the received detection signal, and drive a wiper according to the determined rainfall.
  • At least one of the first sensing electrode and the second sensing electrode is disposed to extend in the one direction on the substrate, and the width gradually increases or decreases toward the one direction.
  • first sensing electrode and the second sensing electrode have a shape that is symmetric with each other.
  • the first sensing electrode has a curved surface that faces the surface of the second sensing electrode.
  • the second sensing electrode may have a curved surface that faces the curved surface of the first sensing electrode.
  • the first sensing electrode may include a first body extending in the one direction and a first branch electrode and a second branch electrode protruding from the first body in the direction of the second sensing electrode and spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the second sensing electrode may include a second body extending in the one direction, a third branch electrode and a fourth protruding from the second body toward the first sensing electrode, and spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • a branch electrode wherein the third branch electrode is disposed between the first branch electrode and the second branch electrode, the fourth branch electrode is disposed below the second branch electrode, and the first branch electrode and the first branch electrode;
  • the first spacing between the three branch electrodes, the second spacing between the third and second branch electrodes, and the third spacing between the second and fourth branch electrodes are all different.
  • reaction layer includes a carbon micro coil material.
  • the controller may further include a rainfall detector configured to output an output value corresponding to a difference value between a first frequency and a second preset frequency according to a change in the impedance value of the sensor unit, and an output value output through the rainfall detector. And determining the rainfall and rainfall, and determining a wiper driving condition according to the determination result, wherein the first frequency is changed in response to a change in inductance value of the carbon micro coil according to the rainfall and rainfall. do.
  • a rainfall detector configured to output an output value corresponding to a difference value between a first frequency and a second preset frequency according to a change in the impedance value of the sensor unit, and an output value output through the rainfall detector.
  • the rainfall detection unit may include a first frequency generator for outputting the first frequency having an oscillation frequency corresponding to a change in impedance of the sensor unit, and a second frequency for outputting the second frequency corresponding to a preset reference oscillation frequency. And 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.
  • the filtering region of the filter is set based on a first threshold value for a change in inductance value of the carbon microcoil according to the occurrence of the rainfall, and the determining unit may be configured to store the first threshold value and the Subsequently, the substances causing the difference are distinguished based on a second threshold value for the change of the inductance value for the substance.
  • the embodiment by determining the rainfall and rainfall using a carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor of the characteristics (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) differentiated from the conventional optical method. Can be.
  • surfaces facing each other may be formed in a curved surface, so that the sensing region can be maximized in the same sensor area.
  • FIG. 1 is a side view showing a state in which the rain sensor is mounted on the windshield of the vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the rain sensor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a view showing the reaction layer shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view of a sensing electrode according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the direction A of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the direction B of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the direction C of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a view for explaining the manufacturing method of the rain sensor 20 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of a sensing electrode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view of a sensing electrode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating a wiper driving apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 12 illustrates the characteristics of a carbon micro coil according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the rainfall detector 25 shown in FIG. 11.
  • 17 is a diagram illustrating a change of a difference frequency value according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a step-by-step method of driving a wiper drive according to an embodiment of the present invention.
  • Combinations of each block and each step of the flowchart in the accompanying drawings may be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment such that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are executed in each block or flowchart of the figure. It will create means for performing the functions described in the steps.
  • These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory.
  • Instructions stored therein may produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each step of each block or flowchart of the figure.
  • Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for executing the functions described in each block of the figures and in each step of the flowchart.
  • each block or step may represent a portion of a module, segment or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • a specified logical function s.
  • the functions noted in the blocks or steps may occur out of order.
  • the two blocks or steps shown in succession may in fact be executed substantially concurrently or the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order, depending on the functionality involved.
  • FIG. 1 is a side view showing a state in which a rain sensor is mounted on the windshield of the vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the rain sensor shown in Figure 1
  • Figure 3 is 4 is a plan view illustrating a sensing layer
  • FIG. 4 is a plan view of a sensing electrode according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the rain sensor 20 is mounted on the windshield 10 of the vehicle.
  • the rain sensor 20 is installed to face the windshield 10 of the vehicle, and detects a change in impedance according to the presence or absence of raindrops falling on the windshield 10.
  • the rain sensor 20 forms a sensing region at a predetermined position of the windshield 10 of the vehicle, and thus detects information according to a state of raindrops generated in the sensing region.
  • the rain sensor 20 includes a substrate 21, a sensing electrode 22, a reaction layer 23, a driver 24, and a protective layer 25.
  • the rain sensor 20 as described above provides information for driving the wiper by detecting an impedance change according to the presence of raindrops falling on the windshield 10 in a predetermined region inside the windshield 10 of the vehicle.
  • the substrate 21 is a base substrate on which the sensing electrode 22, the reaction layer 23, and the driver 24 are mounted.
  • the sensing electrode 22 is formed on the substrate 21.
  • the sensing electrode 22 is formed on the upper surface of the substrate 21 while being buried by the reaction layer 23.
  • the sensing electrode 22 is formed in plural and senses an impedance that changes as a reaction of the reaction layer 23 occurs by a material formed on the surface of the reaction layer 23.
  • the sensing electrode 22 may include a first sensing electrode having a positive polarity and a second sensing electrode having a negative polarity.
  • the reaction layer 23 is formed on the substrate 21, and is formed by filling the upper surface of the substrate 21 and the sensing electrode 22.
  • the reaction layer 23 has a predetermined thickness and is formed on the substrate 21 on which the sensing electrode 22 is formed.
  • the reaction layer 23 is formed of a conductive material and has a property of changing impedance according to a change in force or dielectric constant generated by an external material.
  • the reaction layer 23 is a carbon micro coil (CMC) having a spring shape. That is, the reaction layer 23 is formed by depositing at least one of hydrocarbon-based, acetylene, methane, propane and benzene on the substrate 21 by a chemical vapor deposition (CVD) process.
  • CMC carbon micro coil
  • reaction layer 23 may be manufactured using a metal catalyst based on nickel or nickel-iron.
  • the carbon micro coil may have a spiral coil 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 that extends to a length of 10 times or more of the original coil length.
  • Figure 3 (a) shows a carbon micro coil formed in the reaction layer 23, (b) is a detailed view of the carbon micro coil.
  • Morphology of the reaction layer 23 has a 3D-helical / spiral structure, and the crystal structure is amorphous.
  • the reaction layer 23 as described above is formed by growing carbon fibers in a coil shape, and thus the reaction layer 23 has a cross-sectional structure in which carbon fibers are grown in a coil shape.
  • reaction layer 23 may be formed by the force applied as a specific material contacts the surface of the windshield 10 to which the rain sensor 20 is attached, or by the dielectric constant of the specific material. Impedance changes occur.
  • the sensing electrode 22 senses an impedance change of the reaction layer 23, and accordingly transmits a sensing signal according to the impedance change to the driver 24.
  • the driving unit 24 is formed on the lower surface of the substrate 21, and thus detects whether the rainfall and rainfall according to the detection signal transmitted through the sensing electrode 22, and the wiper according to the detected rainfall and rainfall Generates a control signal for controlling the operation of.
  • REAL TERM of impedance is made of resistance
  • POSITIVE IMAGINARY TERM is made of inductance
  • NEGATIVE IMAGINARY TERM is made of capacitance, and the resistance, inductance, and capacitance are summed up.
  • the rain sensor 20 also needs a pair of sensing electrodes 22 to sense the impedance change occurring in the reaction layer 23.
  • the sensing electrode 22 serves to connect the reaction layer 23 and the driver 24 while optimizing the sensing characteristics of the reaction layer 23.
  • 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.
  • the inductance value, the capacitance value and the impedance value change according to the amount of the ratio, and the amount of the ratio is measured by measuring at least one of the changing inductance value, capacitance value and impedance value. Can be detected.
  • the sensing electrode 22 has a structure as shown in FIG. 4 and is disposed on the substrate 21.
  • the sensing electrode 22 is provided in plurality, and preferably includes a first sensing electrode having a positive (+) characteristic and a second sensing electrode having a negative ( ⁇ ) characteristic.
  • the first sensing electrode and the second sensing electrode are disposed on the substrate 21 at a predetermined interval.
  • the first sensing electrode and the second sensing electrode have the same shape and have a rectangular shape extending in the vertical direction. Accordingly, the spacing between the first sensing electrode and the second sensing electrode in the related art is the same in all regions.
  • the distance between the first sensing electrode and the second sensing electrode is closely related to the sensing characteristic of precipitation.
  • an impedance change occurs as raindrops form between the first sensing electrode and the second sensing electrode.
  • the intervals are the same in all regions, there is a situation in which raindrops having a first threshold value or less are not detected.
  • a normal impedance change does not occur in the sensor. Accordingly, when a very small amount of raindrops below the first threshold value contacts the sensor, a situation in which the small amount of raindrops is not normally detected may occur.
  • the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may have the same shape.
  • the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may have symmetrical shapes.
  • the surfaces of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 that face each other have an inclination angle of a predetermined slope with respect to the upper surface. Therefore, the width of each of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 gradually decreases toward the lower direction.
  • the gap between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 is formed to be the narrowest at the uppermost side and the widest at the lowermost side.
  • the distance between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 increases gradually toward the lower side.
  • the gap between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be gradually decreased downward.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along direction A of FIG. 4
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along direction B of FIG. 4
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along direction C of FIG. 4.
  • upper regions of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be spaced apart from each other by a first interval W1. Accordingly, according to the present invention, it is possible to accurately detect precipitation of the very small amount of droplets R by the first interval W1 of the upper region.
  • central regions of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be spaced apart from each other by a second interval W2.
  • the second interval W2 is preferably larger than the first interval W1. Accordingly, according to the present invention, it is possible to accurately detect precipitation with respect to the appropriate amount of droplets R by the second interval W2 of the central region.
  • lower regions of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be spaced apart from each other by a third interval W3.
  • the third interval W3 is preferably larger than the first and second intervals W1 and W2. Accordingly, according to the present invention, it is possible to accurately detect precipitation of a large amount of droplets R by the third interval W3 of the lower region.
  • each of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 changes from the upper side to the lower side, it is noted that any one of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 is changed. Only one width change occurs and the other may have the same width in all regions without the width change.
  • the first sensing electrode 22 may have a trapezoidal shape in which the width gradually increases from the upper side to the lower side, and the second sensing electrode 22 may have a rectangular shape in which the width does not change in all regions. Can be.
  • the first sensing electrode 22 since the first sensing electrode 22 has a trapezoidal shape, the interval between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 gradually increases in a downward direction.
  • the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 are connected to the driver 24.
  • the driver 24 is provided with an analog front end (AFE), to which the sensing electrode 22 (preferably, the first sensing electrode and the second sensing electrode) is connected.
  • AFE analog front end
  • the AFE performs a differential amplification function, and there is a difference in the state of impedance change according to the occurrence of the rainfall depending on whether the differential amplification is positive or negative.
  • the driver 24 detects a change state of the impedance value based on a reference value according to the differential amplification state, and drives the wiper to remove raindrops when the change state is out of a threshold value. do.
  • the raindrops when the raindrops fall, the raindrops have a constant force or change in permittivity of the windshield 10.
  • an impedance change occurs in the reaction layer 23 according to the applied force or the change in permittivity.
  • the change amount of the impedance may correspond to the rainfall and rainfall. That is, the force or dielectric constant applied to the reaction layer 23 also increases in proportion to the rainfall, and the impedance change amount decreases in inverse proportion to the increase in the dielectric constant or the force.
  • the differential signal according to the differential amplification of the AFE of the driver 24 is output according to the amplitude change of the internal clock.
  • the output differential signal is converted into a digital signal and transmitted to the main control unit (described later) of the vehicle.
  • the main controller may determine whether the rainfall and rainfall based on the impedance change amount according to the transmitted digital signal, and if the rainfall occurs and the rainfall exceeds the threshold, the wiper for removing raindrops Start the operation.
  • the carbon micro coils have different properties from carbon nano tubes. That is, the carbon nanotubes have a structure in which hexagonal carbons in the form of nanotubes are connected.
  • the carbon micro 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.
  • the carbon nanotubes as described above obtain the measured value 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 the bonding of the elements themselves.
  • the carbon micro-coil according to the embodiment of the present invention in the form of a coil made of carbon of the micro unit, the characteristics of L that vary as the coil is stretched and contracted by the force or dielectric constant change between each carbon micro coil The impedance varies depending on the interaction between the carbon micro coils due to the characteristics of C and the like due to distance.
  • the carbon fine coil itself has a property of a conductor, but the curing agent, epoxy resin, and the like have properties of a non-conductor. Due to the above characteristics, the carbon micro coils have internal capacitance values. In addition, when the distance between the carbon micro coils is changed by a force or a dielectric constant change by the sensing object, the characteristic of the capacitance value of the carbon micro coils is changed.
  • the carbon micro coil has the characteristics of L-C-R, and thus has a frequency absorption characteristic, a heat generation characteristic, a proximity sensing characteristic, and a temperature characteristic when satisfying a predetermined condition.
  • FIG. 8 is a view for explaining the manufacturing method of the rain sensor 20 shown in FIG.
  • a liquid 81 for forming the reaction layer 23 in the plating bath 80 is prepared.
  • the liquid 81 may be made of carbon micro coils.
  • the liquid 81 may include only carbon micro coils, and alternatively, a resin and a dispersant may be further added.
  • the carbon micro coil material and the resin are added and mixed in the plating bath 80, and the dispersant is further added and dispersed accordingly.
  • the dispersant is for evenly dispersing the liquid on the substrate 21 later.
  • the substrate 21 is prepared, and the sensing electrode 22 is formed on the prepared substrate 21.
  • the sensing electrode 22 is formed in plural and has a planar structure as shown in FIG. 4.
  • a frame 82 is formed in the edge region of the substrate 21.
  • the frame 82 is formed on the substrate 21 while covering the edge region of the substrate 21, exposing the central region of the substrate 21.
  • the prepared liquid 81 is introduced into the mold 82 of the substrate 21.
  • reaction layer 23 is formed on the basis of the injected liquid 81 through the elapsed process.
  • the curing process may be performed for 30 minutes at a temperature of 120 °C.
  • the glass composition which comprises the said reaction layer 23 is demonstrated concretely.
  • the liquid 81 may be prepared by first proceeding with a blending process of raw materials constituting the glass composition.
  • the blending process of the raw materials may largely include a raw material weighing process and a mixing process.
  • the raw materials constituting the glass composition are weighed according to an appropriate mixing ratio.
  • the raw material which comprises the said glass composition contains glass frit and carbon fine coil powder.
  • the glass frit is combined with the carbon fine coil powder during the firing process of the glass composition to protect the carbon fine coil grown by the carbon fine coil powder from the external environment within a range below the reaction temperature of the carbon fine coil powder. do.
  • the glass frit may include various metal oxides depending on the use.
  • the glass frit may include silicon oxide which is a main component of glass, and alternatively, the glass frit may be a mixture of at least one of sodium carbonate, alumina, and borosilicate.
  • the glass composition may include a metal oxide selected from the group consisting of lead oxide, tellurium oxide, bismuth oxide, zinc oxide, tungsten oxide, silicon oxide, and mixtures thereof.
  • the glass frit may include lead oxide, silicon oxide, tellurium oxide, zinc oxide (PbO-SiO 2 -TeO 2 -ZnO), silicon oxide, tellurium oxide, bismuth oxide, zinc oxide, tungsten oxide, etc.
  • TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3 lead oxide-silicon oxide-tellurium oxide-bismuth oxide-zinc oxide-tungsten oxide type (PbO-SiO2-TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3), lead oxide-tellurium oxide-oxidation Bismuth-based (PbO-TeO2-Bi2O3), or silicon oxide-tellurium oxide-bismuth oxide-zinc oxide-tungsten oxide (SiO2-TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3).
  • the glass frit can be prepared from the metal oxides described above using conventional methods.
  • the metal oxides described above can be prepared by mixing to a specific composition.
  • the mixing may be performed using a ball mill or a planetary mill.
  • the mixed composition may be melted under conditions of 900 ° C.-1300 ° C. and quenched at 25 ° C.
  • the resultant obtained by the quenching may be pulverized by a disk mill, a planetary mill or the like to prepare a glass composition according to an embodiment of the present invention.
  • the glass frit may be included within 90 to 99% by weight.
  • the carbon fine coil powder which comprises the said glass composition is prepared.
  • the carbon fine coil powder includes a carbon fine coil.
  • the carbon fine coil powder may be included in 1 to 10% by weight.
  • a raw material constituting the glass composition may further include a binder.
  • the binder may be included in the raw material constituting the glass composition having a content of 1 wt% or less.
  • the binder may be included in the raw material to increase the mixing uniformity between the glass frit and the carbon fine coil powder.
  • the binder (binder) may be selectively removed according to the mixed state between the glass frit and the carbon fine coil powder, or the content may be adjusted.
  • Material measurement according to the mixing ratio of the carbon fine coil powder and the glass frit as described above may be carried out through an electronic balance, Electron Probe Micro-Analysis (EPMA), Scanning Electron Microscope (SEM), and an electron microscope.
  • EPMA Electron Probe Micro-Analysis
  • SEM Scanning Electron Microscope
  • the mixing process may be performed through a V-Mixer, a Ball-Mill and an ultra-vibration stirrer.
  • the evaluation process for the mixing process may proceed.
  • the evaluation process may evaluate the mixed state through an Electron Probe Micro-Analysis (EPMA), Scanning Electron Microscope (SEM), an electron microscope, and a particle size analyzer.
  • the plate forming step may include a step of pressing the blended raw material.
  • the pressing process may be performed by a press or hot press apparatus.
  • the process conditions of the pressing step include a pressure condition between 3 to 5 tons, a time condition between 5 minutes and 10 minutes, and a temperature condition at an ordinary temperature.
  • the pressing process is evaluated. Evaluation of the pressing process may be performed through the sintered density appearing as the raw material is press-molded into a predetermined shape by the plate forming process.
  • the processing step may include a sintering step of sintering the raw material in which the plate forming step is advanced.
  • the sintering process may be carried out in a sintering furnace, the sintering conditions including a temperature rising condition of 10 °C / min, sintering temperature conditions between 450 °C ⁇ 700 °C, holding time conditions of 1 hour, and air atmosphere conditions have.
  • an evaluation process may be performed in the sintering process, and the evaluation process may be performed with a sintered density of the sintered material in the composition in which the sintering process is performed.
  • the raw material which comprises the said glass frit, and the raw material which comprises the said carbon fine coil powder only have the state mixed.
  • bonding is performed at the bonding surface between the glass frit and the carbon fine coil powder, or a portion is deposited and connected to each other.
  • the composition of is prepared.
  • a reliability evaluation process of evaluating the glass composition prepared above may be performed.
  • the glass composition may be polished prior to the reliability evaluation process, and the polishing process may be selectively skipped.
  • the reliability evaluation process may be performed through an electrical evaluation process.
  • the process of measuring the output value of each prepared glass composition may proceed.
  • the prepared glass composition may include the carbon fine coil powder in different contents.
  • a typical capacitive sensor (0 wt%) that does not contain the carbon fine coil powder, a glass composition (3) containing the carbon fine coil powder (1) in 1 wt%, the carbon in 5 wt% Electrical evaluation of the glass composition (3) containing the fine coil powder and the glass composition containing the carbon fine coil powder may be performed at 10 wt%, respectively.
  • the electrical evaluation may be performed with an L-C-R meter capable of measuring an output value or an L value / C value / R value of a digital converter that converts the capacitance value of the glass composition into a digital value and outputs the digital value.
  • the electrical evaluation sets the capacitance value when no specific sensing object is present in the module region including the glass composition as a reference value, and accordingly the capacitance value when the specific sensing object enters the module region. You can proceed with the change of.
  • the glass composition includes a carbon micro coil grown by the carbon micro coil powder.
  • the magnetic field is generated around the glass composition when the sensing object approaches a certain radius of the glass composition or the sensing object contacts the surface of the glass composition by the carbon micro coil.
  • the arrangement state of the carbon micro coils included in the glass composition is changed by the generated magnetic field, and thus a change in capacitance value of the glass composition occurs.
  • a sensing electrode is disposed on a surface of the glass composition.
  • a change value of at least one of capacitance, inductance, and impedance of the glass composition is obtained using the sensing electrode, and accordingly, The state can be detected.
  • the state of the sensing object may include a distance from the sensing object, a concentration of the sensing object, a temperature of the sensing object, and a humidity according to the sensing object.
  • the sensing object is water (eg, rainwater)
  • the state of the sensing object may include the amount of water.
  • the carbon fine coil included in the glass composition performs a function of a capacitor in series / parallel inside the electrode.
  • the carbon fine coil may serve as a series capacitor in which a plurality of capacitors are connected in series with each other.
  • the carbon micro coil may serve as a parallel capacitor in which a plurality of capacitors are connected in parallel to each other.
  • the sensing electrode 22 is embedded in the reaction layer 23 made of carbon micro coils.
  • the sensing electrode 22 is connected to the driver 24 mounted below the substrate 21.
  • the reaction layer 23 may determine whether or not rainfall and rainfall according to the impedance change amount by itself, the measurement sensitivity is also changed depending on the shape of the sensing electrode (22). Accordingly, in the embodiment, the sensing electrode 22 having the planar shape as described above is formed.
  • optimization of various factors such as the composition by adjusting the content ratio of the carbon micro coils, the optimized electrode shape, and the mounting position of the driving unit 24 is important.
  • the impedance includes a real part and an imaginary part
  • the imaginary part comprises a positive imaginary part and a negative imaginary part
  • the carbon micro coil is included.
  • the rain sensor 20 measures by using two characteristic changes of the positive imaginary part (inductive) and the negative imaginary part (capacitive).
  • the force applied to the windshield 10 of the vehicle varies according to the amount of rain, and the amount of water (raindrops) present in the windshield 10 also varies.
  • the carbon micro coil (CMC: Carbon Micro Coil) is composed of a very small coil group as its name, it is also a dielectric having a dielectric constant.
  • the force is measured through the change of the inductive component, that is, the characteristic change of the carbon fine coil, and the amount of water present on the windshield 10 is measured by the capacitive change caused by the change in dielectric constant.
  • each layer constituting the rain sensor 20 serves as a dielectric having a specific dielectric constant. If it rains as described above, a new dielectric, water, is present at the electrode, resulting in a capacitive change. ..
  • the real part can be adjusted according to the area of the reaction layer 23, and when it rains, the impedance value changes due to the inductive and capacitive value changes as described above.
  • the rain value and the rainfall are determined by detecting the change in the impedance value according to the inductive and capacitive value changes of the rain sensor 20 as described above.
  • the rain sensor 20 as described above forms an adhesive member (not shown) such as silicon inside the windshield 10 and is mounted on a specific inner region of the windshield 10 by the adhesive member. do.
  • the rain sensor 20 detects a change in impedance in consideration of the dielectric constant of the adhesive member.
  • FIG. 9 is a plan view of a sensing electrode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the sensing electrodes 22A according to the second embodiment may have curved surfaces that face each other, not planes.
  • the width of the first sensing electrode gradually decreases from the top to the bottom, and then gradually increases in width from the first point, and also gradually decreases in width again from the second point, and again from the third point. This gradually increases.
  • the width of the second electrode gradually increases from the top to the bottom, gradually decreases the width again from the first point, and also gradually increases the width from the second point, and gradually increases the width again from the third point. Will decrease.
  • the sensing electrode according to the second embodiment of the present invention is formed to have a curved surface, thereby maximizing the sensing area in the same sensor area, thereby improving the sensor sensing capability.
  • FIG. 10 is a plan view of a sensing electrode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the sensing electrode 22B may include a plurality of branch electrodes.
  • the first sensing electrode may include a first body 221 extending in a first direction (preferably in the Y-axis direction) and a plurality of branch electrodes protruding from the first body 221 in the direction of the second sensing electrode. (222, 223, 224).
  • the second sensing electrode includes a second body 225 extending in the first direction, and a plurality of branch electrodes 226 and 227 protruding from the second body 225 in the direction of the first sensing electrode. do.
  • the plurality of branch electrodes constituting the first sensing electrode include a first branch electrode 222, a second branch electrode 223, and a third branch electrode 224 spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the branch electrodes constituting the second sensing electrode include a fourth branch electrode 226 and a fifth branch electrode 227.
  • the fourth branch electrode 226 is disposed between the first branch electrode 222 and the second branch electrode 223, and the fifth branch electrode 227 is the second branch electrode 223 and the second branch electrode 223. It is disposed between the third branch electrode 224.
  • each of the branch electrodes is spaced apart from each other by a predetermined interval, the separation interval may change gradually.
  • first branch electrode 222 and the fourth branch electrode 226 may be spaced apart by a first interval W1, and the fourth branch electrode 226 and the second branch electrode 223 may be separated from each other. It may be spaced apart by a second interval W2 greater than the first interval W1.
  • second branch electrode 223 and the fifth branch electrode 227 may be spaced apart by a third interval W3 greater than the first interval W1 and the second interval W2.
  • the fifth branch electrode 227 and the third branch electrode 224 may be spaced apart by a fourth interval W4 greater than the first interval W1, the second interval W2, and the third interval W3. Can be.
  • the minimum size and the maximum size of the raindrop detection region may be adjusted through the distance between the plurality of branch electrodes, thereby improving the detection capability.
  • FIG. 11 is a view illustrating a wiper driving apparatus according to an embodiment.
  • the sensor unit 20 includes a rainfall detector 25, a memory 30, a wiper 40, a motor 50, a wiper driver 60, and a controller 70.
  • the sensor unit 20 refers to the rain sensor and detects a change in impedance generated according to the rainfall.
  • the sensor unit 20 has a structure as shown in FIG. 2.
  • the sensor unit 20 may have a circuit structure in which a carbon micro coil and a capacitor are connected in parallel.
  • the rainfall detecting unit 25 is connected to the sensor unit 20 and generates an oscillation frequency according to the change in the impedance of the sensor unit 20 generated according to rainfall or rainfall, and the difference between the oscillation frequency and the reference frequency. Determine rainfall and rainfall based on
  • the rainfall detecting unit 25 detects whether the difference frequency between the oscillation frequency and the reference frequency belongs in the preset filtering region, and only if the difference frequency exists within the predetermined filtering region. Output the corresponding digital value.
  • the memory 30 stores information for controlling various components of the vehicle.
  • the memory 30 stores the driving condition information of the wiper for driving the wiper in response to the digital value according to the difference frequency output through the rainfall detector 25.
  • the driving condition information may include whether the wiper is driven and driving speed information of the wiper.
  • the driving condition information may be classified according to the type of filter included in the rainfall detection unit 25.
  • the rainfall detector 25 may include any one of a low pass filter (LPF) and a band pass filter (BPF) according to the characteristics of the sensor unit 20.
  • LPF low pass filter
  • BPF band pass filter
  • the low pass filter and the band pass filter have different filtering frequency ranges.
  • the driving condition information of the wiper corresponding to the output value according to the type of filter included in the rainfall detection unit 25 is stored in the memory 30.
  • the wiper 40 is mounted on the outside of the windshield 10 of the vehicle and removes water such as raindrops present on the windshield 10.
  • the motor 50 drives the wiper 40 according to a preset condition.
  • the wiper driver 60 provides the motor 50 with condition information for driving the wiper 40.
  • the condition information may be information of driving power to be supplied to the wiper 40 through the motor 50.
  • the controller 70 receives an output value output through the rainfall detector 25 and sets a driving condition for driving the wiper 40 based on the received output value.
  • FIG. 12 illustrates the characteristics of a carbon micro coil according to an embodiment of the present invention.
  • the carbon micro coil has a first inductance value, and the inductance value decreases as a force or dielectric constant is applied to the carbon micro coil.
  • the inductance value has a different amount of reduction depending on the type of material placed on the carbon micro coil.
  • the inductance value has a relatively small decrease when rainwater comes into contact with the carbon microcoil, and has a higher decrease than when the rainwater comes in contact with a part of a human body such as a person, and the metal If the material is in contact with the rain water or the human body will have a higher amount of reduction than.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the rainfall detector 25 shown in FIG. 11.
  • the rainfall detector 25 includes a first frequency generator 251, a second frequency generator 252, a difference frequency generator 253, a filter 245, and an analog-to-digital converter 255. .
  • the first frequency generator 251 is connected to the sensor unit 20 and generates a first frequency according to the impedance change of the sensor unit 20.
  • the first frequency generator 251 may be configured as an LC oscillation circuit.
  • the first frequency generator 251 is configured to generate an oscillation frequency that is changed by a change in inductance value of the carbon micro coil by using a carbon micro coil and a capacitor constituting the sensor unit 20. do.
  • the first frequency generator 251 oscillates the oscillation frequency by the sensor unit 20 using a carbon micro coil attached to the wind shield.
  • the inductance value of the carbon micro coil constituting the sensor unit 20 and the capacitance value of the capacitor determine the oscillation frequency of the first frequency generator 251.
  • the second frequency generator 252 may be a reference oscillator, and generates a second frequency corresponding to the reference oscillation frequency.
  • the filter 245 is configured as a low pass filter.
  • the filter 245 is configured as a low pass filter.
  • the first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generated by the second frequency generator 252 have the same value. It can be set to.
  • the difference between the first frequency and the second frequency increases according to the rainfall, and the rainfall may be determined based on the increased difference value.
  • Equation 1 the first frequency ⁇ 0 generated by the first frequency generator 251 is expressed by Equation 1 as follows. same.
  • the first voltage value V0 corresponding to the first frequency generated by the first frequency generator 251 is expressed by Equation 2 below.
  • Equation 3 the second voltage value Vr corresponding to the second frequency generated by the second frequency generator 252 is expressed by Equation 3 below.
  • the difference frequency generator 253 is connected to the first frequency generator 251 and the second frequency generator 252, and includes a first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generator 252. Outputs a difference value corresponding to the difference in the second frequency generated by
  • Equation 4 the difference value Vdmod generated by the difference frequency generator 253 is expressed by Equation 4 below.
  • 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 251 when the rainfall does not occur in the sensor unit 20 and the This is because the second frequencies generated by the second frequency generator 252 have the same value.
  • the filter 245 filters the output value generated by the difference frequency generator 253 and outputs the filtered output value.
  • the filter 245 has a filtering region corresponding to a frequency range of a predetermined size, and filters the output value of the difference frequency generator 253 within the filtering region.
  • the filtering area may be determined by the type of the filter 245 and the change characteristic of the carbon micro coils when the rainfall occurs in the sensor unit 20.
  • the type of the filter 245 may be determined by the structure of the carbon micro coil.
  • the filter 245 may be configured as a low pass filter.
  • the filter 245 may be configured as a band pass filter.
  • the type of the filter 245 may be determined by a structure such as the area of the carbon micro coil constituting the sensor unit 20.
  • the analog-to-digital converter 255 converts the output value output through the filter 245 into a digital value and outputs it.
  • the first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generator may have the same frequency.
  • the output value filtered by the filter 245 is almost the DC voltage level.
  • the difference frequency between the first frequency and the second frequency is increased according to the intensity (rainfall amount) of the generated rainfall.
  • the rainfall may be determined according to the value of the difference frequency between the first frequency and the second frequency.
  • whether or not rainfall is determined according to the frequency domain change amount according to the signal output from the filter 245.
  • the difference between the first frequency and the second frequency may be caused by rain or moisture due to rainfall, and may also be caused by other foreign matters.
  • the foreign material may include a human body, paper, stone, and metal material.
  • the carbon micro coil has a different degree of change in inductance value due to rainfall and a change degree of inductance value due to foreign matter such as the human body, paper, stone, and metal material.
  • the inductance value of the carbon micro coil is different from the threshold of the change caused by the rainfall and the threshold of the change caused by the foreign matter such as the human body, paper, stone, and metal material.
  • the filtering region of the filter 245 is determined according to the change characteristic of the carbon micro coils generated by the respective materials, and the difference between the first frequency and the second frequency within the determined filtering region.
  • the wiper can optionally be driven only if
  • the difference frequency when the difference between the first frequency and the second frequency is caused by a foreign matter rather than the rainfall, the difference frequency may have a frequency outside the filtering region of the filter 245.
  • 17 is a diagram illustrating a change of a difference frequency value according to the second embodiment of the present invention.
  • the design of the sensor unit 20 differs from the second frequency when the first frequency when the rainfall does not occur, and the increase or decrease of the first frequency when the rainfall occurs.
  • the filter 245 may be configured as a band pass filter.
  • the filtering region of the filter 245 may have a different frequency range than that of the low pass filter.
  • rainfall and rainfall may be determined according to the degree of movement of the difference frequency generated by the change of the difference frequency in the filtering region.
  • the filter 245 is a band pass filter
  • the output value of the difference frequency generator 253 is expressed by Equation 5 below.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a step-by-step method of driving a wiper drive according to an embodiment of the present invention.
  • the first frequency generator 251 generates a first frequency according to the inductance value of the carbon micro coil constituting the sensor unit 20 (step 10).
  • the second frequency generator 252 generates a second frequency corresponding to the preset reference oscillation frequency.
  • the difference frequency generator 253 receives the first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generated by the second frequency generator 252 and accordingly the first frequency and the second frequency.
  • the difference frequency of two frequencies is output (step 12).
  • the filter 245 filters the output difference frequency to determine whether the difference frequency exists in a predetermined filtering region (step 13).
  • the analog-to-digital converter 255 If the difference frequency is present in the predetermined filtering region, the analog-to-digital converter 255 generates and outputs an output value corresponding to the difference frequency. Then, the control unit receives the output value, and detects whether the rainfall and the rainfall according to the received output value (step 14).
  • the controller determines a driving condition of the wiper based on the detected rainfall, and controls the wiper to be driven according to the determined driving condition (step 15).
  • the filter 245 does not output an output value corresponding to the received difference frequency, thereby ignoring the received difference frequency (16). step).
  • the difference frequency does not exist in the filtering region, and thus the rain sensor does not react.
  • the embodiment by determining the rainfall and rainfall using a carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor of the characteristics (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) differentiated from the conventional optical method. Can be.
  • the embodiment it is possible to measure the rainfall and rainfall even by the minute change in the inductance of the carbon micro coil, it is possible to detect a low level of rainfall, by setting the reaction zone to avoid the foreign matter by the foreign matter The situation in which the wiper is driven can be prevented in advance.
  • the embodiment by determining the rainfall and rainfall using a carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor of the characteristics (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) differentiated from the conventional optical method. Can be.
  • surfaces facing each other may be formed in a curved surface, so that the sensing region can be maximized in the same sensor area.

Abstract

According to an embodiment, a rain sensor comprises: a substrate; a first sensing electrode arranged on the substrate; and a second sensing electrode arranged on the substrate and spaced from the first sensing electrode at predetermined intervals, wherein the interval between the first sensing electrode and the second sensing electrode gradually changes toward one direction of the substrate. The embodiment is capable of accurately sensing a large amount of rainfall, as well as a small amount of rainfall, through width changes of the sensing electrodes, and thus operational reliability can be improved.

Description

레인 센서Rain sensor
본 발명은 레인 센서에 관한 것으로, 특히 CMC(Carbon Micro Coil)의 특성에 따른 임피던스의 변화를 이용하여 비(rain)의 양을 정확히 감지할 수 있는 레인 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a rain sensor, and more particularly to a rain sensor that can accurately detect the amount of rain (rain) by using a change in impedance according to the characteristics of the carbon micro coil (CMC).
일반적으로, 차량의 전면 윈드 실드에는 빗방울 제거를 위한 와이퍼가 설치된다. 상기 와이퍼는 빗방울이 떨어지는 정도에 따라 속도 제어가 단계별로 이루어진다. 상기 와이퍼의 속도 제어는 소수의 몇 개의 단계만으로 조절된다. 이에 따라, 기존의 와이퍼 속도 제어 시스템은, 정확한 빗방울의 양에 따라 와이퍼의 속도가 제어되지 못하는 단점이 있다.Generally, a windshield wiper is installed on the front windshield of the vehicle to remove raindrops. The wiper is a speed control step by step depending on the degree of rain drops. The speed control of the wiper is adjusted in a few few steps. Accordingly, the conventional wiper speed control system has a disadvantage that the speed of the wiper is not controlled according to the exact amount of raindrops.
이러한 단점을 극복하기 위해, 종래에는 발광소자와 수광소자로 구성된 레인 센서를 윈드 실드에 배치하고 있다. 상기 레인 센서는, 상기 윈드 실드 표면에 경사지게 배치되어, 상기 윈드 실드의 표면에서 반사되는 광의 영향을 최소화하면서, 상기 빗방울에서 반사되는 광신호만을 수신하여 레인 센싱 효율을 높이고 있다.In order to overcome this disadvantage, conventionally, a rain sensor composed of a light emitting element and a light receiving element is disposed on the wind shield. The rain sensor is disposed to be inclined on the surface of the wind shield, thereby minimizing the influence of light reflected from the surface of the wind shield, and receiving only the optical signal reflected from the raindrop to increase the rain sensing efficiency.
즉, 윈드 실드에서 직접 반사되는 광은 수광소자의 수광 범위를 벗어나도록 하고, 빗방울에서 반사되는 광만이 수광소자의 수광 범위 내에 들어오도록 한다.That is, the light reflected directly from the wind shield is out of the light receiving range of the light receiving element, and only the light reflected from the raindrops falls within the light receiving range of the light receiving element.
그런데, 상기와 같은 종래 기술에 따른 레인 센서는, 발광 소자에서 발생하는 광이 상기 수광소자로 직접 흡수되는 경우도 발생하며, 이에 따른 정확한 빗방울 양의 센싱이 어려운 문제점이 있다. 즉, 발광소자에서 발생하는 광은 일정 각도 범위로 퍼지게 된다. 이때, 상기 레인 센서를 윈도 실드 표면에 대하여 일정 경사각을 가지도록 배치한 경우에도, 상기 윈드 실드 밖으로 빠지는 광 이외에 일부의 광이 수광소자 쪽으로 직접 제공된다. 이에 따라, 상기 발광 소자에서 수광 소자로 직접 제공되는 광으로 인하여 빗방울 감지 효율이 저하되는 문제점이 있다.By the way, the rain sensor according to the prior art as described above, the light generated from the light emitting device is also directly absorbed by the light receiving device occurs, there is a problem that it is difficult to accurately detect the amount of raindrops. That is, the light generated from the light emitting device is spread over a predetermined angle range. In this case, even when the rain sensor is disposed to have a predetermined inclination angle with respect to the window shield surface, some light is directly provided to the light receiving element in addition to the light falling out of the wind shield. Accordingly, there is a problem that the raindrop detection efficiency is lowered due to the light provided directly from the light emitting device to the light receiving device.
또한, 상기와 같은 레인 센서는 주변 차량의 헤드 라이트 등에 의한 주변 광에 영향을 많이 받으며, 이와 같은 간섭 광에 의한 동작 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. In addition, the rain sensor as described above is affected by the ambient light caused by the headlights of the surrounding vehicles, etc., there is a problem that the operation reliability due to such interference light is degraded.
또한, 상기와 같은 주변 광의 영향을 최소화시키기 위한 구조를 구현하기 위해서는 레인 센서의 구조가 복잡해지며, 이에 따른 제품 단가도 높아지는 문제점이 있다.In addition, in order to implement a structure for minimizing the influence of the ambient light as described above, the structure of the rain sensor is complicated, and thus there is a problem in that the unit cost increases.
본 발명에 따른 실시 예에서는, 차량의 전면 유리에 떨어지는 빗방울에 의한 카본 마이크로 코일의 임피던스 변화를 감지하여 강우 여부 및 강우량을 판단할 수 있는 레인 센서 및 이를 포함하는 와이퍼 구동 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present disclosure, a rain sensor and a wiper driving device including the same may be provided by detecting a change in impedance of a carbon micro coil due to raindrops falling on a windshield of a vehicle and determining rainfall and rainfall.
또한, 실시 예에서는 카본 마이크로 코일을 포함한 소자를 이용하여 강우 여부 및 강우량을 판단하고, 이에 따라 와이퍼의 구동 여부 및 와이퍼의 구동 속도를 제어할 수 있는 레인 센서 및 이를 포함하는 와이퍼 구동 장치를 제공한다.In addition, the embodiment provides a rain sensor and a wiper driving apparatus including the same to determine whether the rainfall and rainfall using a device including a carbon micro coil, and accordingly to control whether the wiper is driven and the driving speed of the wiper. .
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 감지 전극의 패턴 설계를 통해 극소량의 빗방울뿐 아니라, 많은 양의 빗방울에 대해서도 정확한 감지가 가능한 레인 센서 및 이를 포함하는 와이퍼 구동 장치를 제공한다.In addition, an embodiment according to the present invention provides a rain sensor and a wiper driving device including the same, which can accurately detect a large amount of raindrops as well as a very small amount of raindrops through a pattern design of a sensing electrode.
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 레인 센서는 기판; 상기 기판 위에 배치된 제 1 감지 전극; 및 상기 기판 위에 배치되며, 상기 제 1 감지 전극과 일정 간격 이격된 제 2 감지 전극을 포함하고, 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극 사이의 간격은, 상기 기판의 일 방향으로 갈수록 변화한다.Rain sensor according to the embodiment is a substrate; A first sensing electrode disposed on the substrate; And a second sensing electrode disposed on the substrate and spaced apart from the first sensing electrode by a predetermined distance, wherein a distance between the first sensing electrode and the second sensing electrode changes in one direction of the substrate.
또한, 상기 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극 중 적어도 하나는, 상기 기판 위에 상기 일 방향으로 연장되며 배치되고, 상기 일 방향으로 갈수록 폭이 점차 증가 또는 감소한다.In addition, at least one of the first sensing electrode and the second sensing electrode is disposed to extend in the one direction on the substrate, and the width gradually increases or decreases toward the one direction.
또한, 상기 제 1 감지 전극 및 상기 제 2 감지 전극은, 상호 대칭되는 형상을 가진다.In addition, the first sensing electrode and the second sensing electrode have a shape that is symmetric with each other.
또한, 상기 제 1 감지 전극은, 상기 제 2 감지 전극의 표면과 마주보는 면이 곡면을 가진다.In addition, the first sensing electrode has a curved surface that faces the surface of the second sensing electrode.
또한, 상기 제 2 감지 전극은, 상기 제 1 감지 전극의 상기 곡면과 마주보는 면이 곡면을 가진다.The second sensing electrode may have a curved surface that faces the curved surface of the first sensing electrode.
또한, 상기 제 1 감지 전극은, 상기 일 방향으로 연장되는 제 1 몸체와, 상기 제 1 몸체로부터 상기 제 2 감지 전극 방향으로 돌출 형성되며, 상호 일정 간격 이격된 제 1 분기 전극 및 제 2 분기 전극을 포함하고, 상기 제 2 감지 전극은, 상기 일 방향으로 연장되는 제 2 몸체와, 상기 제 2 몸체로부터 상기 제 1 감지 전극 방향으로 돌출 형성되며, 상호 일정 간격 이격된 제 3 분기 전극 및 제 4 분기 전극을 포함하며, 상기 제 3 분기 전극은 상기 제 1 분기 전극과 제 2 분기 전극 사이에 배치되고, 상기 제 4 분기 전극은 상기 제 2 분기 전극 아래에 배치되며, 상기 제 1 분기 전극과 제 3 분기 전극 사이의 제 1 간격, 상기 제 3 분기 전극과 제 2 분기 전극 사이의 제 2 간격, 상기 제 2 분기 전극과 제 4 분기 전극 사이의 제 3 간격은 모두 다르다.The first sensing electrode may include a first body extending in the one direction and a first branch electrode and a second branch electrode protruding from the first body in the direction of the second sensing electrode and spaced apart from each other by a predetermined interval. The second sensing electrode may include a second body extending in the one direction, a third branch electrode and a fourth protruding from the second body toward the first sensing electrode, and spaced apart from each other by a predetermined distance. A branch electrode, wherein the third branch electrode is disposed between the first branch electrode and the second branch electrode, the fourth branch electrode is disposed below the second branch electrode, and the first branch electrode and the first branch electrode; The first spacing between the three branch electrodes, the second spacing between the third and second branch electrodes, and the third spacing between the second and fourth branch electrodes are all different.
또한, 상기 각 분기 전극 사이의 간격은 아래의 조건을 만족한다.In addition, the space | interval between each said branch electrode satisfy | fills the following conditions.
제 1 간격 < 제 2 간격 < 제 3 간격First interval <second interval <third interval
또한, 상기 기판 위에 배치되며, 상기 제 1 감지 전극 및 상기 제 2 감지 전극을 매립하는 반응층을 더 포함하고, 상기 반응층은, 강우 여부에 의해 발생하는 힘 및 유전 상수 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 임피던스 특성이 변화하고, 상기 제 1 및 2 감지 전극은, 상기 반응층의 임피던스 특성의 변화에 따른 감지 신호를 출력한다.The display device may further include a reaction layer disposed on the substrate, the reaction layer filling the first sensing electrode and the second sensing electrode, wherein the reaction layer includes a change in at least one of a force and a dielectric constant generated by rainfall. The impedance characteristic changes according to the first and second sensing electrodes, and outputs the sensing signal according to the change in the impedance characteristic of the reaction layer.
또한, 상기 기판 아래에 배치되고, 상기 제 1 및 2 감지 전극과 연결되며, 상기 출력되는 감지 신호를 처리하는 구동부; 및 상기 기판, 상기 구동부 및 상기 반응층을 둘러싸며 배치되는 보호층을 더 포함한다.In addition, a driver disposed under the substrate, connected to the first and second sensing electrodes, the driver for processing the output sensing signal; And a protective layer surrounding the substrate, the driving unit, and the reaction layer.
또한, 상기 반응층은, 탄소 미세 코일(Carbon Micro Coil) 물질을 포함한다.In addition, the reaction layer includes a carbon micro coil material.
한편, 실시 예에 따른 와이퍼 구동 장치는 전면 유리; 상기 전면 유리의 제 1 면에 부착되며, 상기 전면 유리의 제 2 면에 접촉하는 물체에 의해 임피던스 값이 변화하는 센서부; 및 상기 센서부를 통해 상기 임피던스 값의 변화량을 따른 감지 신호를 수신하고, 상기 수신한 감지 신호를 토대로 강우 여부를 판단하며, 상기 판단한 강우 여부에 따라 와이퍼를 구동시키는 제어부를 포함하며, 상기 센서부는, 기판과, 상기 기판 위에 배치된 제 1 감지 전극과, 상기 기판 위에 배치되며, 상기 제 1 감지 전극과 일정 간격 이격된 제 2 감지 전극과, 상기 기판 위에 배치되며, 상기 제 1 및 2 감지 전극을 매립하는 반응층과, 상기 기판 아래에 배치되며, 상기 제 1 및 2 감지 전극과 연결되는 구동부와, 상기 기판, 상기 반응층 및 상기 구동부를 둘러싸는 보호층을 포함하고, 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극 사이의 간격은, 상기 기판의 일 방향으로 갈수록 변화한다.On the other hand, the wiper drive according to the embodiment is a front glass; A sensor unit attached to the first surface of the windshield and whose impedance is changed by an object in contact with the second surface of the windshield; And a control unit configured to receive a detection signal according to a change amount of the impedance value through the sensor unit, determine whether the rainfall is based on the received detection signal, and drive a wiper according to the determined rainfall. A substrate, a first sensing electrode disposed on the substrate, a second sensing electrode disposed on the substrate, spaced apart from the first sensing electrode by a predetermined distance, and disposed on the substrate, wherein the first and second sensing electrodes are disposed on the substrate. A buried reaction layer, a driver disposed under the substrate and connected to the first and second sensing electrodes, a protective layer surrounding the substrate, the reaction layer, and the driver; The distance between the second sensing electrodes changes in one direction of the substrate.
또한, 상기 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극 중 적어도 하나는, 상기 기판 위에 상기 일 방향으로 연장되며 배치되고, 상기 일 방향으로 갈수록 폭이 점차 증가 또는 감소한다.In addition, at least one of the first sensing electrode and the second sensing electrode is disposed to extend in the one direction on the substrate, and the width gradually increases or decreases toward the one direction.
또한, 상기 제 1 감지 전극 및 상기 제 2 감지 전극은, 상호 대칭되는 형상을 가진다.In addition, the first sensing electrode and the second sensing electrode have a shape that is symmetric with each other.
또한, 상기 제 1 감지 전극은, 상기 제 2 감지 전극의 표면과 마주보는 면이 곡면을 가진다.In addition, the first sensing electrode has a curved surface that faces the surface of the second sensing electrode.
또한 상기 제 2 감지 전극은, 상기 제 1 감지 전극의 상기 곡면과 마주보는 면이 곡면을 가진다.The second sensing electrode may have a curved surface that faces the curved surface of the first sensing electrode.
또한, 상기 제 1 감지 전극은, 상기 일 방향으로 연장되는 제 1 몸체와, 상기 제 1 몸체로부터 상기 제 2 감지 전극 방향으로 돌출 형성되며, 상호 일정 간격 이격된 제 1 분기 전극 및 제 2 분기 전극을 포함하고, 상기 제 2 감지 전극은, 상기 일 방향으로 연장되는 제 2 몸체와, 상기 제 2 몸체로부터 상기 제 1 감지 전극 방향으로 돌출 형성되며, 상호 일정 간격 이격된 제 3 분기 전극 및 제 4 분기 전극을 포함하며, 상기 제 3 분기 전극은 상기 제 1 분기 전극과 제 2 분기 전극 사이에 배치되고, 상기 제 4 분기 전극은 상기 제 2 분기 전극 아래에 배치되며, 상기 제 1 분기 전극과 제 3 분기 전극 사이의 제 1 간격, 상기 제 3 분기 전극과 제 2 분기 전극 사이의 제 2 간격, 상기 제 2 분기 전극과 제 4 분기 전극 사이의 제 3 간격은 모두 다르다.The first sensing electrode may include a first body extending in the one direction and a first branch electrode and a second branch electrode protruding from the first body in the direction of the second sensing electrode and spaced apart from each other by a predetermined interval. The second sensing electrode may include a second body extending in the one direction, a third branch electrode and a fourth protruding from the second body toward the first sensing electrode, and spaced apart from each other by a predetermined distance. A branch electrode, wherein the third branch electrode is disposed between the first branch electrode and the second branch electrode, the fourth branch electrode is disposed below the second branch electrode, and the first branch electrode and the first branch electrode; The first spacing between the three branch electrodes, the second spacing between the third and second branch electrodes, and the third spacing between the second and fourth branch electrodes are all different.
또한, 상기 반응층은, 탄소 미세 코일(Carbon Micro Coil) 물질을 포함한다.In addition, the reaction layer includes a carbon micro coil material.
또한 상기 제어부는, 상기 센서부의 임피던스 값의 변화에 따른 제 1 주파수 및 기설정된 제 2 주파수의 차이 값에 대응하는 출력 값을 출력하는 강우량 감지부와, 상기 강우량 감지부를 통해 출력되는 출력 값을 이용하여 강우 여부 및 강우량을 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 와이퍼 구동 조건을 결정하는 결정부를 포함하며, 상기 제 1 주파수는, 상기 강우 여부 및 강우량에 따른 카본 마이크로 코일의 인덕턴스 값의 변화에 대응되어 변화한다.The controller may further include a rainfall detector configured to output an output value corresponding to a difference value between a first frequency and a second preset frequency according to a change in the impedance value of the sensor unit, and an output value output through the rainfall detector. And determining the rainfall and rainfall, and determining a wiper driving condition according to the determination result, wherein the first frequency is changed in response to a change in inductance value of the carbon micro coil according to the rainfall and rainfall. do.
또한, 상기 강우량 감지부는, 상기 센서부의 임피던스 변화에 대응하는 발진 주파수를 가지는 상기 제 1 주파수를 출력하는 제 1 주파수 발생기와, 기설정된 기준 발진 주파수에 대응하는 상기 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 rainfall detection unit may include a first frequency generator for outputting the first frequency having an oscillation frequency corresponding to a change in impedance of the sensor unit, and a second frequency for outputting the second frequency corresponding to a preset reference oscillation frequency. And 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.
또한, 상기 필터의 필터링 영역은, 상기 강우의 발생에 따른 카본 마이크로 코일의 인덕턴스 값의 변화에 대한 제 1 임계 값을 기준으로 설정되며, 상기 결정부는, 상기 제 1 임계 값과 상기 강우를 제외한 다른 물질에 대한 상기 인덕턴스 값의 변화에 대한 제 2 임계 값을 기준으로 상기 차이 값을 발생시킨 물질을 각각 구분한다.In addition, the filtering region of the filter is set based on a first threshold value for a change in inductance value of the carbon microcoil according to the occurrence of the rainfall, and the determining unit may be configured to store the first threshold value and the Subsequently, the substances causing the difference are distinguished based on a second threshold value for the change of the inductance value for the substance.
실시 예에 따르면, 강우가 발생하는 경우, 이에 즉각적으로 반응하여 강우량에 따른 구동 조건으로 와이퍼를 구동시킴으로써, 우천시에 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, when the rainfall occurs, by immediately responding to the driving conditions to drive the wiper in accordance with the rainfall, it is possible to improve the driver's convenience in the rain.
또한, 실시 예에 의하면 카본 마이크로 코일을 이용하여 강우여부 및 강우량을 판단함으로써, 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 determining the rainfall and rainfall using a carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor of the characteristics (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) differentiated from the conventional optical method. Can be.
또한, 실시 예에 의하면, 외부 환경이 레인 센서에 영향을 미치지 않음으로써, 상기 레인 센서의 특성 보정을 위한 추가적인 보정 센서가 불필요하며, 이에 따른 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the embodiment, since the external environment does not affect the rain sensor, an additional correction sensor for the characteristic correction of the rain sensor is unnecessary, thereby reducing the cost.
또한, 실시 예에 의하면 감지 전극의 폭 변화를 통해 소량의 강수량 뿐만 아니라, 많은 양의 강수량도 정확히 감지할 수 있으며, 이에 따른 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment, not only a small amount of precipitation, but also a large amount of precipitation can be accurately detected by changing the width of the sensing electrode, thereby improving operation reliability.
또한, 실시 예에 의하면 복수의 감지 전극에서, 상호 마주보는 면을 곡면으로 형성하여, 동일 센서 면적에서 감지 영역을 최대로 늘릴 수 있다.In addition, according to the embodiment, in the plurality of sensing electrodes, surfaces facing each other may be formed in a curved surface, so that the sensing region can be maximized in the same sensor area.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 전면 유리에 레인 센서가 장착된 상태를 보여주는 측면도이다.1 is a side view showing a state in which the rain sensor is mounted on the windshield of the vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 레인 센서의 상세 구조를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the rain sensor shown in FIG.
도 3은 도 2에 도시된 반응층을 보여주는 도면이다.3 is a view showing the reaction layer shown in FIG.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 전극의 평면도이다.4 is a plan view of a sensing electrode according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 A 방향에 대한 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the direction A of FIG. 4.
도 6은 도 4의 B 방향에 대한 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along the direction B of FIG. 4.
도 7은 도 4의 C 방향에 대한 단면도이다.7 is a cross-sectional view taken along the direction C of FIG. 4.
도 8은 도 2에 도시된 레인 센서(20)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the manufacturing method of the rain sensor 20 shown in FIG.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 전극의 평면도이다.9 is a plan view of a sensing electrode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감지 전극의 평면도이다.10 is a plan view of a sensing electrode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 실시 예에 따른 와이퍼 구동 장치를 보여주는 도면이다.11 is a view illustrating a wiper driving apparatus according to an embodiment.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 카본 마이크로 코일의 특성을 나타낸 것이다.12 illustrates the characteristics of a carbon micro coil according to an embodiment of the present invention.
도 13은 도 11에 도시된 강우량 감지부(25)의 구성을 보여주는 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the rainfall detector 25 shown in FIG. 11.
도 14 내지 16은 본 발명의 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.14 to 16 illustrate changes in difference frequency values according to an embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.17 is a diagram illustrating a change of a difference frequency value according to the second embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 와이퍼 구동 장치의 구동 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating a step-by-step method of driving a wiper drive according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments of the present invention make the disclosure of the present invention complete and the general knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present disclosure, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each block and each step of the flowchart in the accompanying drawings may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment such that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are executed in each block or flowchart of the figure. It will create means for performing the functions described in the steps. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored therein to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each step of each block or flowchart of the figure. Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for executing the functions described in each block of the figures and in each step of the flowchart.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block or step may represent a portion of a module, segment or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions noted in the blocks or steps may occur out of order. For example, the two blocks or steps shown in succession may in fact be executed substantially concurrently or the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order, depending on the functionality involved.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 전면 유리에 레인 센서가 장착된 상태를 보여주는 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 레인 센서의 상세 구조를 보여주는 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 반응층을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 전극의 평면도이다.1 is a side view showing a state in which a rain sensor is mounted on the windshield of the vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the rain sensor shown in Figure 1, Figure 3 is 4 is a plan view illustrating a sensing layer, and FIG. 4 is a plan view of a sensing electrode according to a first exemplary embodiment of the present invention.
[제 1 실시 예에 따른 레인 센서 구조]Rain Sensor Structure According to First Embodiment
도 1 내지 4를 참조하면. 차량의 전면 유리(10)에는 레인 센서(20)가 장착된다.1 to 4. The rain sensor 20 is mounted on the windshield 10 of the vehicle.
레인 센서(20)의 차량의 전면 유리(10)의 마주하도록 설치되며, 상기 전면 유리(10)에 떨어지는 빗방울의 존재 여부나 상기 빗방울의 양에 따른 임피던스의 변화를 감지한다.The rain sensor 20 is installed to face the windshield 10 of the vehicle, and detects a change in impedance according to the presence or absence of raindrops falling on the windshield 10.
상기 레인 센서(20)는 차량의 전면 유리(10)의 일정 위치에 감지 영역을 형성하고, 그에 따라 상기 감지 영역 내에서 발생하는 빗방울의 상태에 따른 정보를 감지한다.The rain sensor 20 forms a sensing region at a predetermined position of the windshield 10 of the vehicle, and thus detects information according to a state of raindrops generated in the sensing region.
도 2를 참조하면, 레인 센서(20)는 기판(21), 감지 전극(22), 반응층(23), 구동부(24) 및 보호층(25)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the rain sensor 20 includes a substrate 21, a sensing electrode 22, a reaction layer 23, a driver 24, and a protective layer 25.
상기와 같은 레인 센서(20)는 차량의 전면 유리(10) 안쪽의 일정 영역에서 상기 전면 유리(10)에 내리는 빗방울의 존재 여부에 따른 임피던스 변화를 감지하여 와이퍼의 구동을 위한 정보를 제공한다.The rain sensor 20 as described above provides information for driving the wiper by detecting an impedance change according to the presence of raindrops falling on the windshield 10 in a predetermined region inside the windshield 10 of the vehicle.
기판(21)은 감지 전극(22) 및 반응층(23), 그리고 구동부(24)가 장착되는 베이스 기판이다.The substrate 21 is a base substrate on which the sensing electrode 22, the reaction layer 23, and the driver 24 are mounted.
감지 전극(22)은 상기 기판(21) 위에 형성된다. 상기 감지 전극(22)은 상기 반응층(23)에 의해 매립되면서 상기 기판(21)의 상면 위에 형성된다.The sensing electrode 22 is formed on the substrate 21. The sensing electrode 22 is formed on the upper surface of the substrate 21 while being buried by the reaction layer 23.
상기 감지 전극(22)는 복수 개로 형성되며, 상기 반응층(23)의 표면에 형성되는 물질에 의해 상기 반응층(23)의 반응이 일어남에 따라 변화하는 임피던스를 감지한다.The sensing electrode 22 is formed in plural and senses an impedance that changes as a reaction of the reaction layer 23 occurs by a material formed on the surface of the reaction layer 23.
바람직하게, 상기 감지 전극(22)은 포지티브 극성의 제 1 감지 전극과, 네거티브 극성의 제 2 감지 전극을 포함할 수 있다.Preferably, the sensing electrode 22 may include a first sensing electrode having a positive polarity and a second sensing electrode having a negative polarity.
반응층(23)은 기판(21) 위에 형성되며, 상기 기판(21)의 상면 및 상기 감지 전극(22)을 매립하며 형성된다.The reaction layer 23 is formed on the substrate 21, and is formed by filling the upper surface of the substrate 21 and the sensing electrode 22.
바람직하게, 상기 반응층(23)은 소정의 두께를 가지며 상기 감지 전극(22)이 형성되어 있는 기판(21) 위에 형성된다.Preferably, the reaction layer 23 has a predetermined thickness and is formed on the substrate 21 on which the sensing electrode 22 is formed.
상기 반응층(23)은 전도성 물질로 형성되며, 외부의 물질에 의해 발생하는 힘이나 유전율의 변화에 따라 임피던스가 변화하는 성질을 가진다.The reaction layer 23 is formed of a conductive material and has a property of changing impedance according to a change in force or dielectric constant generated by an external material.
바람직하게, 상기 반응층(23)은 스프링 형상을 갖는 카본 마이크로 코일(CMC: Carbon Micro Coil)이다. 즉, 상기 반응층(23)은 탄화수소계, 즉 아세틸렌, 메탄, 프로판 및 벤젠 중 적어도 하나를 상기 기판(21) 위에 화학기상증착법(CVD) 공정으로 증착하여 형성된다.Preferably, the reaction layer 23 is a carbon micro coil (CMC) having a spring shape. That is, the reaction layer 23 is formed by depositing at least one of hydrocarbon-based, acetylene, methane, propane and benzene on the substrate 21 by a chemical vapor deposition (CVD) process.
또한, 이와 다르게 상기 반응층(23)은 니켈이나 니켈-철 등을 토대로 금속 촉매를 이용하여 제조될 수 있다.Alternatively, the reaction layer 23 may be manufactured using a metal catalyst based on nickel or nickel-iron.
상기와 같은, 카본 마이크로 코일은 도 3에 도시된 바와 같이, 직선 모양이 아닌 돼지 꼬리처럼 말려져 있는 나선형 코일 형상을 가질 수 있으며, 섬유 소재가 가질 수 없는 독특한 구조를 지닌 비정질 탄소 섬유이다. 그리고, 카본 마이크로 코일은 원래 코일 길이의 10배 이상의 길이로 늘어나는 초탄력성을 가진다.As shown in FIG. 3, the carbon micro coil may have a spiral coil 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 that extends to a length of 10 times or more of the original coil length.
도 3의 (a)는 반응층(23) 내에 형성되는 카본 마이크로 코일을 보여주며, (b)는 상기 카본 마이크로 코일의 상세 도면이다.Figure 3 (a) shows a carbon micro coil formed in the reaction layer 23, (b) is a detailed view of the carbon micro coil.
상기 반응층(23)의 모폴로지(Morphology)는 3D- 헬리컬(helical)/스파이럴(spiral) 구조를 가지며, 크리스털 구조는 비결정질(amorphous)이다.Morphology of the reaction layer 23 has a 3D-helical / spiral structure, and the crystal structure is amorphous.
다시 말해서, 상기와 같은 반응층(23)은 카본 섬유를 코일 모양으로 성장시키는 것에 의해 형성되며, 이에 따라 상기 반응층(23)은 카본 섬유를 코일 모양으로 성장시킨 형태의 단면 구조를 가진다.In other words, the reaction layer 23 as described above is formed by growing carbon fibers in a coil shape, and thus the reaction layer 23 has a cross-sectional structure in which carbon fibers are grown in a coil shape.
즉, 상기 반응층(23)은 레인 센서(20)가 부착되는 전면 유리(10)의 표면에 특정 물질이 접촉함에 따라 가해지는 힘이나, 상기 특정 물질의 유전율에 의해 상기 반응층(23)의 임피던스 변화가 발생한다.That is, the reaction layer 23 may be formed by the force applied as a specific material contacts the surface of the windshield 10 to which the rain sensor 20 is attached, or by the dielectric constant of the specific material. Impedance changes occur.
그리고, 감지 전극(22)은 상기 반응층(23)의 임피던스 변화를 감지하고, 그에 따라 상기 임피던스 변화에 따른 감지 신호를 구동부(24)로 전달한다.In addition, the sensing electrode 22 senses an impedance change of the reaction layer 23, and accordingly transmits a sensing signal according to the impedance change to the driver 24.
구동부(24)는 상기 기판(21)의 하면에 형성되며, 그에 따라 상기 감지 전극(22)을 통해 전달되는 감지 신호에 따라 강우 여부 및 강우량을 감지하고, 상기 감지한 강우 여부 및 강우량에 따라 와이퍼의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 발생한다.The driving unit 24 is formed on the lower surface of the substrate 21, and thus detects whether the rainfall and rainfall according to the detection signal transmitted through the sensing electrode 22, and the wiper according to the detected rainfall and rainfall Generates a control signal for controlling the operation of.
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(20)도 상기 반응층(23)에서 발생하는 임피던스 변화를 감지하기 위해 한쌍의 감지 전극(22)이 필요하다. 상기 감지 전극(22)은 상기 반응층(23)의 감지 특성을 최적화시키면서, 상기 반응층(23)과 상기 구동부(24) 사이를 연결하는 역할을 한다.Accordingly, like the general resistor, the inductor and the capacitor, the rain sensor 20 also needs a pair of sensing electrodes 22 to sense the impedance change occurring in the reaction layer 23. The sensing electrode 22 serves to connect the reaction layer 23 and the driver 24 while optimizing the sensing characteristics of the reaction layer 23.
여기에서, 상기 전면 유리(10)의 표면에 특정 힘이 가해지거나, 특정 유전율을 가지는 물질이 접촉하는 경우, 상기 반응층(23)의 커패시턴스는 증가하게 되며, 이에 따라 저항값과 인덕턴스 값은 상기 커패시턴스와 반대로 감소하게 된다.Here, when a specific force is applied to the surface of the windshield 10 or a material having a specific dielectric constant is in contact, the capacitance of the reaction layer 23 is increased, so that the resistance value and the inductance value are This is in contrast 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.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.
따라서, 본 발명에서는 비의 양에 따라 인덕턴스 값, 커패시턴스 값 및 이에 따른 임피던스 값이 변화하게 되며, 상기 변화하는 인덕턴스 값, 커패시턴스 값 및 임피던스 값 중 적어도 어느 하나의 값을 측정하여 상기 비의 양을 검출할 수 있다.Therefore, in the present invention, the inductance value, the capacitance value and the impedance value change according to the amount of the ratio, and the amount of the ratio is measured by measuring at least one of the changing inductance value, capacitance value and impedance value. Can be detected.
여기에서, 상기 감지 전극(22)은 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 가지며, 상기 기판(21) 위에 배치된다.Here, the sensing electrode 22 has a structure as shown in FIG. 4 and is disposed on the substrate 21.
상기 감지 전극(22)은 복수 개로 구비되며, 바람직하게 포지티브(+) 특성을 갖는 제 1 감지 전극과, 네거티브(-) 특성을 갖는 제 2 감지 전극을 포함한다.The sensing electrode 22 is provided in plurality, and preferably includes a first sensing electrode having a positive (+) characteristic and a second sensing electrode having a negative (−) characteristic.
이때, 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극은 상기 기판(21) 위에 일정 간격 이격되어 배치된다. 여기에서, 종래에는 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극이 동일한 형상을 가지면서, 상하 방향으로 길게 연장되는 사각 형상을 가졌다. 이에 따라, 종래에서의 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극 사이의 간격은 모든 영역에서 동일하게 나타났다.In this case, the first sensing electrode and the second sensing electrode are disposed on the substrate 21 at a predetermined interval. Here, in the related art, the first sensing electrode and the second sensing electrode have the same shape and have a rectangular shape extending in the vertical direction. Accordingly, the spacing between the first sensing electrode and the second sensing electrode in the related art is the same in all regions.
그러나, 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극 사이의 간격은 강수량의 감지 특성과 밀접한 관계를 갖는다. 다시 말해서, 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극 사이에 빗방울이 맺힘에 따라 임피던스 변화가 발생한다. 하지만, 상기와 같이 종래에는 상기 간격이 모든 영역에서 동일함에 따라 제 1 임계 값 이하의 빗방울에 대해서는 감지하지 못하는 상황이 발생하였다. 다시 말해서, 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극 사이의 간격보다 좁은 면적의 극소량의 빗방울이 상기 센서에 맺히게 되면, 상기 센서에는 정상적인 임피던스 변화가 발생하지 않게 된다. 이에 따라 상기 제 1 임계 값 이하의 극소량의 빗방울이 상기 센서에 접촉하는 경우, 상기 극소량의 빗방울을 정상적으로 감지하지 못하는 상황이 발생한다.However, the distance between the first sensing electrode and the second sensing electrode is closely related to the sensing characteristic of precipitation. In other words, an impedance change occurs as raindrops form between the first sensing electrode and the second sensing electrode. However, as described above, in the related art, as the intervals are the same in all regions, there is a situation in which raindrops having a first threshold value or less are not detected. In other words, when a small amount of raindrops having a smaller area than the distance between the first sensing electrode and the second sensing electrode are formed on the sensor, a normal impedance change does not occur in the sensor. Accordingly, when a very small amount of raindrops below the first threshold value contacts the sensor, a situation in which the small amount of raindrops is not normally detected may occur.
또한, 상기와 같은 종래의 센서에서는 상기 간격이 모든 영역에서 동일하게 나타남에 따라 제 2 임계 값 이상의 빗방울에 대해서는 정확한 강수량을 감지하지 못하는 상황이 발생하였다. 다시 말해서, 상기 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극 사이의 간격보다 넓은 면적의 대량의 빗방울이 상기 센서에 맺히게 되면, 상기 임피던스 변화에 포화가 발생하게 된다.In addition, in the conventional sensor as described above, since the intervals are the same in all regions, a situation in which accurate rainfall is not detected for raindrops having a second threshold value or more occurs. In other words, when a large amount of raindrops having a larger area than the distance between the first sensing electrode and the second sensing electrode are formed in the sensor, saturation occurs in the impedance change.
따라서, 종래의 센서에서는 어느 수준 이상의 비가 내리는 경우, 비의 양이 점차 증가하여도 동일한 강수량이 감지되는 문제가 발생하게 된다.Therefore, in the conventional sensor, when a certain level of rain falls, the same precipitation is detected even if the amount of rain gradually increases.
이에 따라, 본 발명에서는 상기와 같이 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22) 사이의 간격을 변화시켜, 극소량의 빗방울뿐 아니라, 많은 양의 빗방울에 대해서도 정확한 강수량 감지가 이루어질 수 있도록 한다.Accordingly, in the present invention, as described above, by changing the interval between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22, so that not only a very small amount of raindrops, but also a large amount of raindrops can be accurately detected precipitation. do.
제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22)은 서로 대칭 형상을 가질 수 있다.The first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may have the same shape. Preferably, the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may have symmetrical shapes.
이때, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22)의 상호 마주보는 면은 상측면에 대해 일정 기울기의 경사각을 가진다. 따라서, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22) 각각은, 하측 방향으로 갈수록 폭이 점차 감소한다.In this case, the surfaces of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 that face each other have an inclination angle of a predetermined slope with respect to the upper surface. Therefore, the width of each of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 gradually decreases toward the lower direction.
이에 따라, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22) 사이의 간격은 최상측에서 가장 좁게 형성되고, 최하측에서 가장 넓게 형성된다.Accordingly, the gap between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 is formed to be the narrowest at the uppermost side and the widest at the lowermost side.
다시 말해서, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22) 사이의 간격은 하측으로 갈수록 점차 증가하게 된다.In other words, the distance between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 increases gradually toward the lower side.
그러나, 이는 본 발명의 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22) 사이의 간격이 하측으로 갈수록 점차 감소하도록 형성하는 것도 가능하다.However, this is only an embodiment of the present disclosure, and the gap between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be gradually decreased downward.
도 5는 도 4의 A 방향에 대한 단면도이고, 도 6은 도 4의 B 방향에 대한 단면도이며, 도 7은 도 4의 C 방향에 대한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along direction A of FIG. 4, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along direction B of FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along direction C of FIG. 4.
도 5를 참조하면, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22)의 상측 영역은 제 1 간격(W1) 만큼 상호 이격될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따르면 상기 상측 영역의 제 1 간격(W1)에 의해 극소량의 밧방울(R)에 대해서 정확한 강수량 감지가 가능하다.Referring to FIG. 5, upper regions of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be spaced apart from each other by a first interval W1. Accordingly, according to the present invention, it is possible to accurately detect precipitation of the very small amount of droplets R by the first interval W1 of the upper region.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22)의 중앙 영역은 제 2 간격(W2) 만큼 상호 이격될 수 있다. 여기에서, 상기 제 2 간격(W2)은 상기 제 1 간격(W1)보다 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명에 따르면 상기 중앙 영역의 제 2 간격(W2)에 의해 적당량의 밧방울(R)에 대해서 정확한 강수량 감지가 가능하다.Referring to FIG. 6, central regions of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be spaced apart from each other by a second interval W2. Here, the second interval W2 is preferably larger than the first interval W1. Accordingly, according to the present invention, it is possible to accurately detect precipitation with respect to the appropriate amount of droplets R by the second interval W2 of the central region.
도 7을 참조하면, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22)의 하측 영역은 제 3 간격(W3) 만큼 상호 이격될 수 있다. 여기에서, 상기 제 3 간격(W3)은 상기 제 1 및 2 간격(W1, W2)보다 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명에 따르면 상기 하측 영역의 제 3 간격(W3)에 의해 많은 양의 밧방울(R)에 대해서 정확한 강수량 감지가 가능하다.Referring to FIG. 7, lower regions of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 may be spaced apart from each other by a third interval W3. Here, the third interval W3 is preferably larger than the first and second intervals W1 and W2. Accordingly, according to the present invention, it is possible to accurately detect precipitation of a large amount of droplets R by the third interval W3 of the lower region.
한편, 상기에서는 제 1 감지 전극(22) 및 제 2 감지 전극(22) 각각이 상측에서 하측으로 갈수록 폭이 변화한다고 하였지만, 상기 제 1 감지 전극(22) 및 제 2 감지 전극(22) 중 어느 하나만이 폭 변화가 발생하고, 다른 하나는 폭 변화 없이 모든 영역에서 동일한 폭을 가질 수 있다.Meanwhile, although the width of each of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 changes from the upper side to the lower side, it is noted that any one of the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 is changed. Only one width change occurs and the other may have the same width in all regions without the width change.
예를 들어, 상기 제 1 감지 전극(22)은 상측에서 하측으로 갈수록 폭이 점차 증가하는 사다리꼴 형상을 가질 수 있고, 제 2 감지 전극(22)은 모든 영역에서 폭이 변화하지 않은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 제 1 감지 전극(22)이 사다리꼴 형상을 가지기 때문에, 상기 제 1 감지 전극(22)과 제 2 감지 전극(22) 사이의 간격을 하측 방향으로 갈수폭 점차 증가하게 된다.For example, the first sensing electrode 22 may have a trapezoidal shape in which the width gradually increases from the upper side to the lower side, and the second sensing electrode 22 may have a rectangular shape in which the width does not change in all regions. Can be. In this case, since the first sensing electrode 22 has a trapezoidal shape, the interval between the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 gradually increases in a downward direction.
한편, 상기 제 1 감지 전극(22) 및 제 2 감지 전극(22)은 구동부(24)와 연결된다.Meanwhile, the first sensing electrode 22 and the second sensing electrode 22 are connected to the driver 24.
즉, 상기 구동부(24)는 AFE(Analog Front End)가 구비되며, 여기에 상기 감지 전극(22)(바람직하게는, 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극)이 연결된다.That is, the driver 24 is provided with an analog front end (AFE), to which the sensing electrode 22 (preferably, the first sensing electrode and the second sensing electrode) is connected.
이때, 상기 AFE는 차동 증폭 기능을 수행하는데, 상기 차동 증폭을 Positive 증폭으로 할 것인지, 아니면 Negative 증폭으로 할 것인지에 따라 상기 강우 발생에 따른 임피던스의 변화 상태에 차이가 있다.In this case, the AFE performs a differential amplification function, and there is a difference in the state of impedance change according to the occurrence of the rainfall depending on whether the differential amplification is positive or negative.
따라서, 상기 구동부(24)는 상기 차동 증폭 상태에 따라 기준 값을 기준으로 상기 임피던스 값의 변화 상태를 감지하며, 상기 변화 상태의 정도가 임계값을 벗어나는 경우에는 상기 와이퍼를 구동시켜 빗방울을 제거하도록 한다.Accordingly, the driver 24 detects a change state of the impedance value based on a reference value according to the differential amplification state, and drives the wiper to remove raindrops when the change state is out of a threshold value. do.
이하에서는 상기 와이퍼의 구동 단계를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the driving step of the wiper will be described in more detail.
즉, 빗방울이 내리게 되면, 상기 빗방울이 전면 유리(10)에 일정 힘을 가지거나 유전율 변화를 발생시킨다.That is, when the raindrops fall, the raindrops have a constant force or change in permittivity of the windshield 10.
그리고, 상기 가해지는 힘이나 유전율 변화에 따라 상기 반응층(23)에는 임피던스 변화가 발생한다.In addition, an impedance change occurs in the reaction layer 23 according to the applied force or the change in permittivity.
이때, 상기 임피던스의 변화량은 상기 강우 여부 및 강우량에 대응될 수 있다. 즉, 상기 강우량에 비례하여 상기 반응층(23)에 가해지는 힘이나 유전율도 증가하게 되며, 상기 유전율이나 힘의 증가 정도에 반비례하여 상기 임피던스 변화량을 감소하게 된다.At this time, the change amount of the impedance may correspond to the rainfall and rainfall. That is, the force or dielectric constant applied to the reaction layer 23 also increases in proportion to the rainfall, and the impedance change amount decreases in inverse proportion to the increase in the dielectric constant or the force.
상기와 같이, 상기 강우가 발생하면, 상기 반응층(23)의 임피던스 변화가 발생하며, 상기 임피던스 변화에 따라 상기 구동부(24)의 내부 클록에 대한 진폭 변화가 발생한다.As described above, when the rainfall occurs, an impedance change of the reaction layer 23 occurs, and an amplitude change of the internal clock of the driver 24 occurs according to the impedance change.
그리고, 상기 내부 클록의 진폭 변화에 따라 상기 구동부(24)의 AFE의 차동 증폭에 따른 차동 신호가 출력된다.The differential signal according to the differential amplification of the AFE of the driver 24 is output according to the amplitude change of the internal clock.
이후, 상기 차동 신호가 출력되면, 상기 출력되는 차동 신호는 디지털 신호로 변환되어 차량의 메인 제어부(추후 설명)에 전달된다.Subsequently, when the differential signal is output, the output differential signal is converted into a digital signal and transmitted to the main control unit (described later) of the vehicle.
상기 메인 제어부(도시하지 않음)는 상기 전달되는 디지털 신호에 따른 임피던스 변화량을 토대로 상기 강우 여부 및 강우량을 파악하며, 상기 강우가 발생하고, 그에 따른 강우량이 임계점을 초과하게 되면, 빗방울 제거를 위한 와이퍼를 가동시킨다.The main controller (not shown) may determine whether the rainfall and rainfall based on the impedance change amount according to the transmitted digital signal, and if the rainfall occurs and the rainfall exceeds the threshold, the wiper for removing raindrops Start the operation.
한편, 상기 탄소 미세 코일은 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube)와는 다른 성질을 가진다. 즉, 상기 탄소 나노 튜브는, 나노 튜브의 형태를 가지는 육각형의 탄소가 연결된 구조를 가진다.Meanwhile, the carbon micro coils have different properties from carbon nano tubes. That is, the carbon nanotubes have a structure in which hexagonal carbons in the form of nanotubes are connected.
반면에, 본 발명에서의 탄소 미세 코일은 탄소끼리의 구조 형태가 아닌 촉매를 이용하여 탄소를 마이크로 단위의 코일로 성장시킨 형태를 가진다.On the other hand, the carbon micro 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.
즉, 상기와 같은 탄소 나노 튜브는 원소 자체의 결합의 형태에 따른 도체와 부도체가 되는 특성을 이용해 도체에서 부도체로 임피던스가 변하는 것을 이용해 측정 값을 획득하게 된다.That is, the carbon nanotubes as described above obtain the measured value 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 the bonding of the elements themselves.
반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 탄소 미세 코일은, 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.On the other hand, the carbon micro-coil according to the embodiment of the present invention, in the form of a coil made of carbon of the micro unit, the characteristics of L that vary as the coil is stretched and contracted by the force or dielectric constant change between each carbon micro coil The impedance varies depending on the interaction between the carbon micro coils due to the characteristics of C and the like due to distance.
즉, 탄소 미세 코일 자체는 도체의 성질을 가지지만, 상기 경화제나 에폭시 레진 등은 부도체의 특성을 가진다. 상기와 같은 특성에 의해 탄소 미세 코일은 내부적으로 고유의 커패시턴스 값을 가진다. 또한, 상기 감지 대상물에 의한 힘이나 유전율 변화에 의해 상기 탄소 미세 코일 간의 거리가 변할 경우, 상기 탄소 미세 코일의 커패시턴스 값의 특성은 변하게 된다.That is, the carbon fine coil itself has a property of a conductor, but the curing agent, epoxy resin, and the like have properties of a non-conductor. Due to the above characteristics, the carbon micro coils have internal capacitance values. In addition, when the distance between the carbon micro coils is changed by a force or a dielectric constant change by the sensing object, the characteristic of the capacitance value of the carbon micro coils is changed.
다시 말해서, 상기 탄소 미세 코일은 L-C-R의 특성을 가지며, 이에 따라, 주파수 흡수 특성, 일정 조건 만족 시에 발열 특성, 근접 센싱 특성 및 온도 특성을 가진다.In other words, the carbon micro coil has the characteristics of L-C-R, and thus has a frequency absorption characteristic, a heat generation characteristic, a proximity sensing characteristic, and a temperature characteristic when satisfying a predetermined condition.
도 8은 도 2에 도시된 레인 센서(20)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the manufacturing method of the rain sensor 20 shown in FIG.
도 8을 참조하면, 먼저 도금조(80) 내에 상기 반응층(23)을 형성하기 위한 액(81)을 제조한다.Referring to FIG. 8, first, a liquid 81 for forming the reaction layer 23 in the plating bath 80 is prepared.
상기 액(81)은 카본 마이크로 코일로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 액(81)은 카본 마이크로 코일만을 포함할 수 있으며, 이와 다르게 수지 및 분산제가 더 첨가될 수 있다.The liquid 81 may be made of carbon micro coils. In this case, the liquid 81 may include only carbon micro coils, and alternatively, a resin and a dispersant may be further added.
상기와 같이, 제 1 단계는, 도금조(80) 내에 카본 마이크로 코일 물질과 수지를 첨가하여 혼합시키고, 그에 따라 상기 분산제를 추가 첨가 하여 분산시킨다. 상기 분산제는 추후 기판(21) 위에 상기 액을 골고루 분산시키기 위한 것이다.As described above, in the first step, the carbon micro coil material and the resin are added and mixed in the plating bath 80, and the dispersant is further added and dispersed accordingly. The dispersant is for evenly dispersing the liquid on the substrate 21 later.
다음으로, 기판(21)을 준비하고, 상기 준비된 기판(21) 위에 감지 전극(22)을 형성한다. Next, the substrate 21 is prepared, and the sensing electrode 22 is formed on the prepared substrate 21.
상기 감지 전극(22)은 복수 개로 형성되며, 상기 도 4에 도시된 바와 같은 평면 구조를 가진다.The sensing electrode 22 is formed in plural and has a planar structure as shown in FIG. 4.
다음으로, 상기 기판(21)의 가장자리 영역에 틀(82)을 형성한다. 상기 틀(82)은 상기 기판(21)의 가장자리 영역을 덮으면서, 상기 기판(21)의 중앙 영역을 노출하며 상기 기판(21) 위에 형성된다.Next, a frame 82 is formed in the edge region of the substrate 21. The frame 82 is formed on the substrate 21 while covering the edge region of the substrate 21, exposing the central region of the substrate 21.
다음으로, 상기 기판(21)의 틀(82) 내에 상기 제조한 액(81)을 투입한다.Next, the prepared liquid 81 is introduced into the mold 82 of the substrate 21.
그리고, 경과 과정을 거쳐 상기 투입한 액(81)을 토대로 반응층(23)을 형성한다.Then, the reaction layer 23 is formed on the basis of the injected liquid 81 through the elapsed process.
이때, 상기 경화 과정은 120℃의 온도에서 30분 동안 수행될 수 있다.At this time, the curing process may be performed for 30 minutes at a temperature of 120 ℃.
이하에서는, 상기 반응층(23)을 구성하는 유리 조성물에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명에서의 상기 유리 조성물을 제조하기 위해, 우선적으로 상기 유리 조성물을 구성하는 원료들의 배합 공정을 진행하여 상기 액(81)을 제조할 수 있다.Hereinafter, the glass composition which comprises the said reaction layer 23 is demonstrated concretely. First, in order to manufacture the glass composition in the present invention, the liquid 81 may be prepared by first proceeding with a blending process of raw materials constituting the glass composition.
상기 원료들의 배합 공정은, 크게 원료 계량(whighing) 공정과 혼합 공정을 포함할 수 있다. 먼저, 상기 원료들의 배합을 위해, 상기 유리 조성물를 구성하는 원료들을 적절한 혼합비에 따라 계량한다. 이때, 상기 유리 조성물을 구성하는 원료에는, 유리 프릿과 탄소 미세 코일 분말을 포함한다. 상기 유리 프릿은 유리 조성물의 소성 공정 중에 상기 탄소 미세 코일 분말과 결합하여, 상기 탄소 미세 코일 분말의 반응 온도 이하의 범위 내에서, 외부 환경으로부터 상기 탄소 미세 코일 분말에 의해 성장된 탄소 미세 코일을 보호한다.The blending process of the raw materials may largely include a raw material weighing process and a mixing process. First, for the blending of the raw materials, the raw materials constituting the glass composition are weighed according to an appropriate mixing ratio. At this time, the raw material which comprises the said glass composition contains glass frit and carbon fine coil powder. The glass frit is combined with the carbon fine coil powder during the firing process of the glass composition to protect the carbon fine coil grown by the carbon fine coil powder from the external environment within a range below the reaction temperature of the carbon fine coil powder. do.
유리 프릿은, 용도에 따라 다양한 금속 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 유리 프릿은 유리의 주성분인 산화 규소를 포함할 수 있으며, 이와 다르게 상기 산화 규소에 탄산 나트륨, 알루미나 및 붕규산 중 적어도 어느 하나가 혼합된 혼합물로 이루어질 수 있다.The glass frit may include various metal oxides depending on the use. Preferably, the glass frit may include silicon oxide which is a main component of glass, and alternatively, the glass frit may be a mixture of at least one of sodium carbonate, alumina, and borosilicate.
또한, 상기 유리 조성물은 산화납, 산화텔루륨, 산화비스무스, 산화아연, 산화텅스텐, 산화규소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 유리 프릿은 산화납-산화규소-산화텔루륨-산화아연계(PbO-SiO2-TeO2-ZnO), 산화규소-산화텔루륨-산화비스무스-산화아연-산화텅스텐계(SiO2-TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3), 산화납-산화규소-산화텔루륨-산화비스무스-산화아연-산화텅스텐계(PbO-SiO2-TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3), 산화납-산화텔루륨-산화비스무스계(PbO-TeO2-Bi2O3), 또는 산화규소-산화텔루륨-산화비스무스-산화아연-산화텅스텐계(SiO2-TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3)일 수 있다.In addition, the glass composition may include a metal oxide selected from the group consisting of lead oxide, tellurium oxide, bismuth oxide, zinc oxide, tungsten oxide, silicon oxide, and mixtures thereof. As an example, the glass frit may include lead oxide, silicon oxide, tellurium oxide, zinc oxide (PbO-SiO 2 -TeO 2 -ZnO), silicon oxide, tellurium oxide, bismuth oxide, zinc oxide, tungsten oxide, etc. TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3), lead oxide-silicon oxide-tellurium oxide-bismuth oxide-zinc oxide-tungsten oxide type (PbO-SiO2-TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3), lead oxide-tellurium oxide-oxidation Bismuth-based (PbO-TeO2-Bi2O3), or silicon oxide-tellurium oxide-bismuth oxide-zinc oxide-tungsten oxide (SiO2-TeO2-Bi2O3-ZnO-WO3).
상기 유리 프릿은 통상적인 방법을 사용하여 상기 기술된 금속 산화물로부터 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 금속 산화물들을 특정 조성으로 혼합하여 제조할 수 있다. 이때, 상기 혼합은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 진행될 수 있다. 이때, 상기 혼합된 조성물을 900℃-1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 퀜칭(quenching) 할 수 있다. 그리고, 상기 퀜칭하여 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 본 발명의 실시 예에 따른 유리 조성물을 제조할 수 있다.The glass frit can be prepared from the metal oxides described above using conventional methods. For example, the metal oxides described above can be prepared by mixing to a specific composition. In this case, the mixing may be performed using a ball mill or a planetary mill. In this case, the mixed composition may be melted under conditions of 900 ° C.-1300 ° C. and quenched at 25 ° C. In addition, the resultant obtained by the quenching may be pulverized by a disk mill, a planetary mill or the like to prepare a glass composition according to an embodiment of the present invention.
이때, 상기 유리 조성물의 혼합비에서, 상기 유리 프릿은 90 내지 99 중량% 내에서 포함될 수 있다. 다음으로, 상기 유리 조성물을 구성하는 탄소 미세 코일 분말을 준비한다. 상기 탄소 미세 코일 분말은 탄소 미세 코일을 포함한다. At this time, in the mixing ratio of the glass composition, the glass frit may be included within 90 to 99% by weight. Next, the carbon fine coil powder which comprises the said glass composition is prepared. The carbon fine coil powder includes a carbon fine coil.
한편, 상기 탄소 미세 코일 분말은 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. On the other hand, the carbon fine coil powder may be included in 1 to 10% by weight.
또한, 상기 유리 조성물을 구성하는 원료에는 결합제(binder)가 더 포함될 수 있다. 상기 결합제(binder)는 1 중량% 이하의 함량을 가지고 유리 조성물을 구성하는 원료 내에 포함될 수 있다. 상기 결합제(binder)는 상기 유리 프릿과 상기 탄소 미세 코일 분말 사이의 혼합 균일성을 증가시키기 위해 상기 원료 내에 포함될 수 있다. 또한, 상기 결합제(binder)는 상기 유리 프릿과 상기 탄소 미세 코일 분말 사이의 혼합 상태에 따라 선택적으로 제거되거나, 함량 조절이 이루어질 수 있다.In addition, a raw material constituting the glass composition may further include a binder. The binder may be included in the raw material constituting the glass composition having a content of 1 wt% or less. The binder may be included in the raw material to increase the mixing uniformity between the glass frit and the carbon fine coil powder. In addition, the binder (binder) may be selectively removed according to the mixed state between the glass frit and the carbon fine coil powder, or the content may be adjusted.
상기와 같은, 탄소 미세 코일 분말 및 유리 프릿의 혼합비에 따른 원료 계량은 전자 저울, EPMA(Electron Probe Micro-Analysis), SEM(Scanning Electron Microscope) 및 전자 현미경을 통해 진행될 수 있다.Material measurement according to the mixing ratio of the carbon fine coil powder and the glass frit as described above may be carried out through an electronic balance, Electron Probe Micro-Analysis (EPMA), Scanning Electron Microscope (SEM), and an electron microscope.
다음으로, 상기와 같은 탄소 미세 코일 분말 및 유리 프릿이 계량되면, 상기 계량된 상기 유리 프릿과 상기 탄소 미세 코일 분말을 혼합하는 혼합 공정을 진행할 수 있다. Next, when the carbon fine coil powder and the glass frit are measured as described above, a mixing process of mixing the measured glass frit and the carbon fine coil powder may be performed.
상기 혼합 공정은, V형 혼합기(V-Mixer), 볼-밀(Ball-Mill) 및 초진동 교반기를 통해 진행될 수 있다. 그리고, 상기 혼합 공정이 종료되면, 혼합 공정에 대한 평가 공정이 진행될 수 있다. 상기 평가 공정은 EPMA(Electron Probe Micro-Analysis), SEM(Scanning Electron Microscope), 전자 현미경 및 입도 분석기를 통해 혼합 상태를 평가할 수 있다.The mixing process may be performed through a V-Mixer, a Ball-Mill and an ultra-vibration stirrer. When the mixing process is completed, the evaluation process for the mixing process may proceed. The evaluation process may evaluate the mixed state through an Electron Probe Micro-Analysis (EPMA), Scanning Electron Microscope (SEM), an electron microscope, and a particle size analyzer.
상기 원료 배합 공정이 완료되면, 상기 배합된 원료를 플레이트 성형하는 공정을 진행한다. 상기 플레이트 성형 공정은, 상기 배합된 원료를 프레싱하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 프레싱 공정은 프레스 또는 핫 프레스 장치에 의해 진행될 수 있다. 그리고, 상기 프레싱 공정의 공정 조건은, 3ton 내지 5ton 사이의 압력 조건과, 5분~10분 사이의 시간 조건과, 상온(ordinary temperature)의 온도 조건을 포함한다. 상기 프레싱 공정이 완료되면, 상기 프레싱 공정의 평가를 진행한다. 상기 프레싱 공정의 평가는 상기 플레이트 성형 공정에 의해 상기 원료가 일정 형상으로 가압 성형됨에 따라 나타나는 소결 밀도를 통해 진행될 수 있다.When the raw material blending process is completed, the process of plate molding the blended raw material is carried out. The plate forming step may include a step of pressing the blended raw material. The pressing process may be performed by a press or hot press apparatus. The process conditions of the pressing step include a pressure condition between 3 to 5 tons, a time condition between 5 minutes and 10 minutes, and a temperature condition at an ordinary temperature. When the pressing process is completed, the pressing process is evaluated. Evaluation of the pressing process may be performed through the sintered density appearing as the raw material is press-molded into a predetermined shape by the plate forming process.
상기 프레싱 공정이 진행되면, 상기 프레싱된 원료를 가공하는 가공 공정을 진행한다. 상기 가공 공정은, 상기 플레이트 성형 공정이 진행된 원료를 소결하는 소결 공정을 포함할 수 있다. 상기 소결 공정은 소성로에서 진행될 수 있으며, 10℃/min의 승온 조건과, 450℃~700℃ 사이의 소결 온도 조건과, 1시간의 유지 시간 조건과, 에어 분위기 조건을 포함하는 소결 조건으로 진행될 수 있다.When the pressing step is performed, a processing step of processing the pressed raw material is performed. The processing step may include a sintering step of sintering the raw material in which the plate forming step is advanced. The sintering process may be carried out in a sintering furnace, the sintering conditions including a temperature rising condition of 10 ℃ / min, sintering temperature conditions between 450 ℃ ~ 700 ℃, holding time conditions of 1 hour, and air atmosphere conditions have.
상기 소결 공정이 진행되면, 상기 소결 공정에 평가 공정을 진행할 수 있으며, 상기 평가 공정은 상기 소결 공정이 진행된 조성물에 소결물에 대한 소결 밀도를 가지고 진행될 수 있다.When the sintering process is in progress, an evaluation process may be performed in the sintering process, and the evaluation process may be performed with a sintered density of the sintered material in the composition in which the sintering process is performed.
이때, 유리 조성물을 최초 배합 및 혼합된 상태에서는, 상기 유리 프릿을 구성하는 원료와, 상기 탄소 미세 코일 분말을 구성하는 원료가 단지 혼합된 상태를 가진다. 그리고, 상기와 같은 소결 조건에서, 상기 원료들을 일정 녹는점에 가까운 온도로 소결을 진행하면, 상기 유리 프릿과 상기 탄소 미세 코일 분말 사이의 접합 면에서 접합이 이루어지거나, 일부가 증착되어 서로 연결된 하나의 조성물이 제조된다.At this time, in the state which mix | blended and mixed the glass composition for the first time, the raw material which comprises the said glass frit, and the raw material which comprises the said carbon fine coil powder only have the state mixed. In the sintering conditions as described above, when the raw materials are sintered to a temperature close to a predetermined melting point, bonding is performed at the bonding surface between the glass frit and the carbon fine coil powder, or a portion is deposited and connected to each other. The composition of is prepared.
상기와 같이, 소결 공정이 진행되면, 상기 제조된 유리 조성물을 평가하는 신뢰성 평가 공정을 진행할 수 있다. 이때, 상기 신뢰성 평가 공정을 진행하기 전에 상기 유리 조성물을 폴리싱할 수 있으며, 상기 폴리싱 공정은 선택적으로 스킵 가능하다. 상기 신뢰성 평가 공정은, 전기적 평가 공정을 통해 진행될 수 있다. As described above, when the sintering process proceeds, a reliability evaluation process of evaluating the glass composition prepared above may be performed. In this case, the glass composition may be polished prior to the reliability evaluation process, and the polishing process may be selectively skipped. The reliability evaluation process may be performed through an electrical evaluation process.
즉, 상기 유리 조성물의 전기적 평가를 위해, 각각 제조된 유리 조성물의 출력 값을 측정하는 과정을 진행할 수 있다. 이때, 상기 제조된 유리 조성물에는 서로 다른 함량으로 상기 탄소 미세 코일 분말이 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소 미세 코일 분말이 포함되지 않은 일반적인 정전 용량 센서(0중량%), 1 중량%로 상기 탄소 미세 코일 분말(1)이 포함된 유리 조성물(3), 5 중량%로 상기 탄소 미세 코일 분말이 포함된 유리 조성물(3) 및 10 중량%로 상기 탄소 미세 코일 분말이 포함된 유리 조성물에 대한 전기적 평가를 각각 실시할 수 있다.That is, for the electrical evaluation of the glass composition, the process of measuring the output value of each prepared glass composition may proceed. In this case, the prepared glass composition may include the carbon fine coil powder in different contents. For example, a typical capacitive sensor (0 wt%) that does not contain the carbon fine coil powder, a glass composition (3) containing the carbon fine coil powder (1) in 1 wt%, the carbon in 5 wt% Electrical evaluation of the glass composition (3) containing the fine coil powder and the glass composition containing the carbon fine coil powder may be performed at 10 wt%, respectively.
상기 전기적 평가는, 상기 유리 조성물의 커패시턴스 값을 디지털 값으로 변환하여 출력하는 디지털 변환기의 출력 값이나, L 값/C값/R값을 각각 측정할 수 있는 L-C-R 미터를 가지고 진행할 수 있다.The electrical evaluation may be performed with an L-C-R meter capable of measuring an output value or an L value / C value / R value of a digital converter that converts the capacitance value of the glass composition into a digital value and outputs the digital value.
그리고, 상기 전기적 평가는 상기 유리 조성물을 포함하는 모듈 영역 내에 특정 감지 물체가 존재하지 않았을 때의 커패시턴스 값을 기준 값으로 설정하고, 그에 따라 상기 모듈 영역 내에 상기 특정 감지 물체가 들어왔을 때의 커패시턴스 값의 변화 값을 가지고 진행할 수 있다.The electrical evaluation sets the capacitance value when no specific sensing object is present in the module region including the glass composition as a reference value, and accordingly the capacitance value when the specific sensing object enters the module region. You can proceed with the change of.
이의 동작 원리를 살펴보면, 상기 유리 조성물 내에는 상기 탄소 미세 코일 분말에 의해 성장된 탄소 미세 코일이 포함되어 있다. 상기 탄소 미세 코일에 의해, 상기 유리 조성물의 일정 반경 내에 감지 물체가 접근하거나, 상기 유리 조성물의 표면에 감지 물체가 접촉하는 경우, 상기 유리 조성물 주위에 자기장이 발생하게 된다. 그리고, 상기 발생하는 자기장에 의해 상기 유리 조성물 내에 포함된 탄소 미세 코일의 배열 상태가 변경되며, 그에 따른 상기 유리 조성물의 커패시턴스 값의 변화가 발생한다. Looking at the operation principle thereof, the glass composition includes a carbon micro coil grown by the carbon micro coil powder. The magnetic field is generated around the glass composition when the sensing object approaches a certain radius of the glass composition or the sensing object contacts the surface of the glass composition by the carbon micro coil. In addition, the arrangement state of the carbon micro coils included in the glass composition is changed by the generated magnetic field, and thus a change in capacitance value of the glass composition occurs.
이때, 상기 유리 조성물의 표면에는 감지 전극이 배치되며, 본 발명에서는, 상기 감지 전극을 이용하여 상기 유리 조성물의 커패시턴스, 인덕턱스 및 임피던스 중 적어도 하나의 변화 값을 획득하고, 그에 따른 상기 감지 물체의 상태를 감지할 수 있다. 여기에서, 상기 감지 물체의 상태는 상기 감지 물체와의 거리, 상기 감지 물체의 농도, 상기 감지 물체의 온도, 상기 감지 물체에 따른 습도 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 감지 물체가 수분(예를 들어, 빗물)인 경우, 상기 감지 물체의 상태는 상기 수분의 양을 포함할 수 있다.In this case, a sensing electrode is disposed on a surface of the glass composition. In the present invention, a change value of at least one of capacitance, inductance, and impedance of the glass composition is obtained using the sensing electrode, and accordingly, The state can be detected. Here, the state of the sensing object may include a distance from the sensing object, a concentration of the sensing object, a temperature of the sensing object, and a humidity according to the sensing object. In addition, when the sensing object is water (eg, rainwater), the state of the sensing object may include the amount of water.
다시 말해서, 상기 유리 조성물 주위에 상기 감지 물체가 접근하면, 정전유도 현상이 발생한다. 그리고, 상기 유리 조성물 내에 포함된 탄소 미세 코일은 전극 내부에서 직/병렬의 커패시터의 기능을 수행한다.In other words, when the sensing object approaches the glass composition, an electrostatic induction phenomenon occurs. In addition, the carbon fine coil included in the glass composition performs a function of a capacitor in series / parallel inside the electrode.
즉, 상기 탄소 미세 코일은 다수의 커패시터가 서로 직렬로 연결된 직렬 커패시터 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 탄소 미세 코일은 다수의 커패시터가 상호 병렬로 연결된 병렬 커패시터 역할을 수행할 수도 있다.That is, the carbon fine coil may serve as a series capacitor in which a plurality of capacitors are connected in series with each other. In addition, the carbon micro coil may serve as a parallel capacitor in which a plurality of capacitors are connected in parallel to each other.
이하에서는, 상기 레인 센서(20)의 구동 원리에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the driving principle of the rain sensor 20 will be described in more detail.
상기와 같이, 카본 마이크로 코일로 이루어진 반응층(23) 내에는 감지 전극(22)이 매립된다. 그리고, 상기 감지 전극(22)은 기판(21)의 하부에 장착된 구동부(24)와 연결된다.As described above, the sensing electrode 22 is embedded in the reaction layer 23 made of carbon micro coils. In addition, the sensing electrode 22 is connected to the driver 24 mounted below the substrate 21.
이때, 상기 반응층(23)은 그 자체로도 임피던스 변화량에 따른 강우 여부 및 강우량을 판단할 수 있으며, 상기 감지 전극(22)의 형상에 따라서도 그 측정 감도가 달라진다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기와 같은 평면 형상을 가진 감지 전극(22)을 형성한다.In this case, the reaction layer 23 may determine whether or not rainfall and rainfall according to the impedance change amount by itself, the measurement sensitivity is also changed depending on the shape of the sensing electrode (22). Accordingly, in the embodiment, the sensing electrode 22 having the planar shape as described above is formed.
따라서, 실시 예에서는 카본 마이크로 코일의 함량비 조절에 의한 조성, 최적화된 전극 형상 및 구동부(24) 장착 위치 등과 같은 다양한 요소의 최적화가 중요하다.Therefore, in the embodiment, optimization of various factors such as the composition by adjusting the content ratio of the carbon micro coils, the optimized electrode shape, and the mounting position of the driving unit 24 is important.
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(20)는 상기 양의 허수부(inductive)와 음의 허수부(capacitive)의 두가지 특성 변화를 이용하여 측정한다.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 20 measures by using two characteristic changes of the positive imaginary part (inductive) and the negative imaginary part (capacitive).
즉, 비가 올 때, 비의 양에 따라 차량의 전면 유리(10)에 가해지는 힘(force)이 달라지고, 또한 상기 전면 유리(10)에 존재하는 물(빗방울)의 양도 달라진다.That is, when it rains, the force applied to the windshield 10 of the vehicle varies according to the amount of rain, and the amount of water (raindrops) present in the windshield 10 also varies.
이때, 카본 마이크로 코일(CMC:Carbon Micro Coil)은 그 이름과 같이 아주 미세한 코일 집단으로 이루어져 있으며, 유전상수를 가지고 있는 유전체이기도 하다.At this time, the carbon micro coil (CMC: Carbon Micro Coil) is composed of a very small coil group as its name, it is also a dielectric having a dielectric constant.
이때, 상기 힘(force)은 이 inductive 성분의 변화, 즉 탄소 미세 코일의 특성 변화를 통해 측정하고, 상기 전면 유리(10) 위에 존재하는 물의 양은 유전상수 변화에 의한 capacitive 변화에 의해 측정된다..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 amount of water present on the windshield 10 is measured by the capacitive change caused by the change in dielectric constant.
즉, 상기 레인 센서(20)를 구성하는 각각의 층은 특정 유전상수를 가진 유전체 역할을 하는데, 상기와 같이 비가 온다면 전극 입장에서는 물이라는 유전체가 새로 존재하게 되며, 이에 따른 capacitive 변화가 생기게 된다..That is, each layer constituting the rain sensor 20 serves as a dielectric having a specific dielectric constant. If it rains as described above, a new dielectric, water, is present at the electrode, resulting in a capacitive change. ..
이때, 상기 반응층(23)의 면적에 따라 실수(real)부는 조절이 가능하고, 비가 올때 위의 설명과 같이 inductive와 capacitive값 변화에 의해 임피던스 값 변화가 생긴다.At this time, the real part can be adjusted according to the area of the reaction layer 23, and when it rains, the impedance value changes due to the inductive and capacitive value changes as described above.
따라서, 실시 예에서는 상기와 같은 레인 센서(20)의 inductive와 capacitive 값 변화에 따른 임피던스 값 변화를 감지하여 강우 여부 및 강우량을 판단한다.Therefore, in the embodiment, the rain value and the rainfall are determined by detecting the change in the impedance value according to the inductive and capacitive value changes of the rain sensor 20 as described above.
한편, 상기와 같은 레인 센서(20)은 전면유리(10)의 안쪽에 실리콘과 같은 접착 부재(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 접착 부재에 의해 상기 전면 유리(10)의 특정 내부 영역에 장착된다.Meanwhile, the rain sensor 20 as described above forms an adhesive member (not shown) such as silicon inside the windshield 10 and is mounted on a specific inner region of the windshield 10 by the adhesive member. do.
이때, 상기 레인 센서(20)는 상기 접착 부재가 가지는 유전 상수까지 고려하여 임피던스 변화를 감지한다.In this case, the rain sensor 20 detects a change in impedance in consideration of the dielectric constant of the adhesive member.
[제 2 실시 예의 감지 전극][Sense Electrode of Second Embodiment]
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 전극의 평면도이다.9 is a plan view of a sensing electrode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 제 2 실시 예에 따른 감지 전극(22A)은 상호 마주보는 면이 평면이 아닌 곡면을 가진다.Referring to FIG. 9, the sensing electrodes 22A according to the second embodiment may have curved surfaces that face each other, not planes.
따라서, 제 1 감지 전극은 최상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차 감소하다가 제 1 지점에서부터 다시 폭이 점차 증가하게 되며, 또한 제 2 지점에서부터 다시 폭이 점차 감소하게 되고, 또한, 제 3 지점에서부터 다시 폭이 점차 증가하게 된다.Therefore, the width of the first sensing electrode gradually decreases from the top to the bottom, and then gradually increases in width from the first point, and also gradually decreases in width again from the second point, and again from the third point. This gradually increases.
또한, 제 2 전극은 최상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차 증가하다가, 제 1 지점에서부터 다시 폭이 점차 감소하게 되고, 또한 제 2 지점에서부터 폭이 점차 증가하게 되고, 또한 제 3 지점에서부터 다시 폭이 점차 감소하게 된다.In addition, the width of the second electrode gradually increases from the top to the bottom, gradually decreases the width again from the first point, and also gradually increases the width from the second point, and gradually increases the width again from the third point. Will decrease.
상기와 같이, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 전극은 측면이 곡면을 가지도록 형성됨으로써, 동일한 센서 면적에서 감지 영역을 최대화할 수 있으며, 이에 따른 센서 감지 능력을 향상시킬 수 있다.As described above, the sensing electrode according to the second embodiment of the present invention is formed to have a curved surface, thereby maximizing the sensing area in the same sensor area, thereby improving the sensor sensing capability.
[제 3 실시 예의 감지 전극][Sense Electrode of Third Embodiment]
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감지 전극의 평면도이다.10 is a plan view of a sensing electrode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 제 3 실시 예에 따른 감지 전극(22B)은 복수의 분기 전극을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the sensing electrode 22B according to the third embodiment may include a plurality of branch electrodes.
즉, 제 1 감지 전극은 제 1 방향(바람직하게는, Y축 방향)으로 연장되는 제 1 몸체(221) 및 상기 제 1 몸체(221)로부터 상기 제 2 감지 전극 방향으로 돌출되는 복수의 분기 전극(222, 223, 224)를 포함한다. That is, the first sensing electrode may include a first body 221 extending in a first direction (preferably in the Y-axis direction) and a plurality of branch electrodes protruding from the first body 221 in the direction of the second sensing electrode. (222, 223, 224).
또한, 제 2 감지 전극은 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 2 몸체(225)와, 상기 제 2 몸체(225)로부터 상기 제 1 감지 전극 방향으로 돌출되는 복수의 분기 전극(226, 227)을 포함한다.In addition, the second sensing electrode includes a second body 225 extending in the first direction, and a plurality of branch electrodes 226 and 227 protruding from the second body 225 in the direction of the first sensing electrode. do.
여기에서, 상기 제 1 감지 전극을 구성하는 복수의 분기 전극은 서로 일정 간격 이격된 제 1 분기 전극(222), 제 2 분기 전극(223) 및 제 3 분기 전극(224)을 포함한다.Here, the plurality of branch electrodes constituting the first sensing electrode include a first branch electrode 222, a second branch electrode 223, and a third branch electrode 224 spaced apart from each other by a predetermined interval.
그리고, 상기 제 2 감지 전극을 구성하는 복수의 분기 전극은 제 4 분기 전극(226) 및 제 5 분기 전극(227)을 포함한다.The branch electrodes constituting the second sensing electrode include a fourth branch electrode 226 and a fifth branch electrode 227.
이때, 상기 제 4 분기 전극(226)은 상기 제 1 분기 전극(222) 및 제 2 분기 전극(223) 사이에 배치되고, 상기 제 5 분기 전극(227)은 상기 제 2 분기 전극(223) 및 제 3 분기 전극(224) 사이에 배치된다.In this case, the fourth branch electrode 226 is disposed between the first branch electrode 222 and the second branch electrode 223, and the fifth branch electrode 227 is the second branch electrode 223 and the second branch electrode 223. It is disposed between the third branch electrode 224.
이때, 상기 각각의 분기 전극 사이는 일정 간격 이격되어 있으며, 상기 이격 간격은 점차 변화할 수 있다.In this case, each of the branch electrodes is spaced apart from each other by a predetermined interval, the separation interval may change gradually.
다시 말해서, 상기 제 1 분기 전극(222)과 제 4 분기 전극(226)은 제 1 간격(W1)만큼 이격될 수 있고, 상기 제 4 분기 전극(226)과 제 2 분기 전극(223)은 상기 제 1 간격(W1)보다 큰 제 2 간격(W2)만큼 이격될 수 있다. 또한, 상기 제 2 분기 전극(223)과 제 5 분기 전극(227)은 상기 제 1 간격(W1) 및 제 2 간격(W2)보다 큰 제 3 간격(W3) 만큼 이격될 수 있다. 또한, 제 5 분기 전극(227)과 제 3 분기 전극(224)은 상기 제 1 간격(W1), 제 2 간격(W2) 및 제 3 간격(W3)보다 큰 제 4 간격(W4)만큼 이격될 수 있다.In other words, the first branch electrode 222 and the fourth branch electrode 226 may be spaced apart by a first interval W1, and the fourth branch electrode 226 and the second branch electrode 223 may be separated from each other. It may be spaced apart by a second interval W2 greater than the first interval W1. In addition, the second branch electrode 223 and the fifth branch electrode 227 may be spaced apart by a third interval W3 greater than the first interval W1 and the second interval W2. In addition, the fifth branch electrode 227 and the third branch electrode 224 may be spaced apart by a fourth interval W4 greater than the first interval W1, the second interval W2, and the third interval W3. Can be.
본 발명의 제 3 실시 예에서는 상기 다수의 분기 전극 사이의 간격을 통해 빗방울 감지 영역의 최소 사이즈 및 최대 사이즈를 조절할 수 있으며, 이에 따른 감지 능력을 향상시킬 수 있다. In the third embodiment of the present invention, the minimum size and the maximum size of the raindrop detection region may be adjusted through the distance between the plurality of branch electrodes, thereby improving the detection capability.
[와이퍼 구동 장치][WIPER DRIVE DEVICE]
도 11은 실시 예에 따른 와이퍼 구동 장치를 보여주는 도면이다.11 is a view illustrating a wiper driving apparatus according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 센서부(20), 강우량 감지부(25), 메모리(30), 와이퍼(40), 모터(50), 와이퍼 구동부(60) 및 제어부(70)를 포함한다.Referring to FIG. 11, the sensor unit 20 includes a rainfall detector 25, a memory 30, a wiper 40, a motor 50, a wiper driver 60, and a controller 70.
센서부(20)는 상기 레인 센서를 의미하며, 상기 강우 여부에 따라 발생하는 임피던스 변화를 감지한다.The sensor unit 20 refers to the rain sensor and detects a change in impedance generated according to the rainfall.
상기 센서부(20)는 상기 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가지고 있다.The sensor unit 20 has a structure as shown in FIG. 2.
특히, 상기 센서부(20)는 카본 마이크로 코일과 커패시터가 병렬로 연결되는 회로 구조를 가질 수 있다.In particular, the sensor unit 20 may have a circuit structure in which a carbon micro coil and a capacitor are connected in parallel.
강우량 감지부(25)는 상기 센서부(20)와 연결되며, 강우 여부 및 강우량에 따라 발생하는 상기 센서부(20)의 임피던스 변화에 따른 발진 주파수를 발생하고, 상기 발진 주파수와 기준 주파수의 차이에 따라 강우 여부 및 강우량을 판단한다.The rainfall detecting unit 25 is connected to the sensor unit 20 and generates an oscillation frequency according to the change in the impedance of the sensor unit 20 generated according to rainfall or rainfall, and the difference between the oscillation frequency and the reference frequency. Determine rainfall and rainfall based on
이때, 상기 강우량 감지부(25)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 출력한다.In this case, the rainfall detecting unit 25 detects whether the difference frequency between the oscillation frequency and the reference frequency belongs in the preset filtering region, and only if the difference frequency exists within the predetermined filtering region. Output the corresponding digital value.
*상기 강우량 감지부(25)의 상세 구성 및 동작에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.* Detailed configuration and operation of the rainfall detection unit 25 will be described in more detail below.
메모리(30)에는 차량의 각종 구성요소를 제어하기 위한 정보가 저장된다.The memory 30 stores information for controlling various components of the vehicle.
특히, 메모리(30)에는 상기 강우량 감지부(25)를 통해 출력되는 상기 차이 주파수에 따른 디지털 값에 대응하여 와이퍼를 구동시키기 위한 와이퍼의 구동 조건 정보가 저장된다.In particular, the memory 30 stores the driving condition information of the wiper for driving the wiper in response to the digital value according to the difference frequency output through the rainfall detector 25.
상기 구동 조건 정보는, 와이퍼의 구동 여부 및 이에 따른 와이퍼의 구동 속도 정보를 포함할 수 있다.The driving condition information may include whether the wiper is driven and driving speed information of the wiper.
이때, 상기 구동 조건 정보는, 상기 강우량 감지부(25) 내에 포함된 필터의 종류에 따라 구분될 수 있다.In this case, the driving condition information may be classified according to the type of filter included in the rainfall detection unit 25.
즉, 상기 강우량 감지부(25) 내에는 상기 센서부(20)의 특성에 따라 저역 통과 필터(LPF) 및 대역 통과 필터(BPF) 중 어느 하나의 필터가 포함될 수 있다.That is, the rainfall detector 25 may include any one of a low pass filter (LPF) and a band pass filter (BPF) according to the characteristics of the sensor unit 20.
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.
*이에 따라, 실시 예에서는 상기 메모리(30) 내에 상기 강우량 감지부(25)에 포함된 필터의 종류에 따른 출력 값에 각각 대응되는 상기 와이퍼의 구동 조건 정보를 저장한다.Accordingly, in the embodiment, the driving condition information of the wiper corresponding to the output value according to the type of filter included in the rainfall detection unit 25 is stored in the memory 30.
와이퍼(40)는 차량의 전면 유리(10)의 외부에 장착되며, 상기 전면 유리(10)에 존재하는 빗방울과 같은 물기를 제거한다.The wiper 40 is mounted on the outside of the windshield 10 of the vehicle and removes water such as raindrops present on the windshield 10.
모터(50)는 기설정된 조건에 따라 상기 와이퍼(40)를 구동시킨다.The motor 50 drives the wiper 40 according to a preset condition.
와이퍼 구동부(60)는 상기 와이퍼(40)를 구동시키기 위한 조건 정보를 모터(50)에 제공한다.The wiper driver 60 provides the motor 50 with condition information for driving the wiper 40.
상기 조건 정보는, 상기 모터(50)를 통해 상기 와이퍼(40)로 공급될 구동 전원의 정보일 수 있다.The condition information may be information of driving power to be supplied to the wiper 40 through the motor 50.
제어부(70)는 상기 강우량 감지부(25)를 통해 출력되는 출력 값을 수신하고, 상기 수신한 출력 값을 토대로 상기 와이퍼(40)를 구동시키기 위한 구동 조건을 설정한다.The controller 70 receives an output value output through the rainfall detector 25 and sets a driving condition for driving the wiper 40 based on the received output value.
이하에서는, 상기 강우량 감지부(25)의 구성 및 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the rainfall detecting unit 25 will be described in more detail.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 카본 마이크로 코일의 특성을 나타낸 것이다.12 illustrates the characteristics of a carbon micro coil according to an embodiment of the present invention.
상기 카본 마이크로 코일은 도 12에 도시된 바와 같이, 평상시에는 제 1 인턱턱스 값을 가지고 있으며, 상기 카본 마이크로 코일에 힘이나 유전율이 가해짐에 따라 상기 인덕턴스 값이 감소하게 된다.As illustrated in FIG. 12, the carbon micro coil has a first inductance value, and the inductance value decreases as a force or dielectric constant is applied to the carbon micro coil.
상기 인덕턴스 값은 상기 카본 마이크로 코일 위에 놓이는 물질의 종류에 따라 서로 다른 감소량을 가지게 된다.The inductance value has a different amount of reduction depending on the type of material placed on the carbon micro coil.
즉, 상기 인덕턴스 값은 상기 카본 마이크로 코일에 강우에 따른 빗물이 접촉하는 경우에 비교적 적은 감소량을 가지고, 사람과 같은 인체의 일부가 접촉하는 경우에는 상기 빗물이 접촉하는 경우보다는 높은 감소량을 가지며, 금속물질이 접촉하는 경우에는 상기 빗물이나 인체가 접촉한 경우보다 더 높은 감소량을 가지게 된다.That is, the inductance value has a relatively small decrease when rainwater comes into contact with the carbon microcoil, and has a higher decrease than when the rainwater comes in contact with a part of a human body such as a person, and the metal If the material is in contact with the rain water or the human body will have a higher amount of reduction than.
도 13은 도 11에 도시된 강우량 감지부(25)의 구성을 보여주는 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the rainfall detector 25 shown in FIG. 11.
도 13을 참조하면, 강우량 감지부(25)는 제 1 주파수 발생기(251), 제 2 주파수 발생기(252), 차이 주파수 발생기(253), 필터(245) 및 아날로그 디지털 컨버터(255)를 포함한다.Referring to FIG. 13, the rainfall detector 25 includes a first frequency generator 251, a second frequency generator 252, a difference frequency generator 253, a filter 245, and an analog-to-digital converter 255. .
제 1 주파수 발생기(251)는 상기 센서부(20)와 연결되며, 상기 센서부(20)의 임피던스 변화에 따른 제 1 주파수를 발생한다.The first frequency generator 251 is connected to the sensor unit 20 and generates a first frequency according to the impedance change of the sensor unit 20.
상기 제 1 주파수 발생기(251)는 LC 발진 회로로 구성될 수 있다.The first frequency generator 251 may be configured as an LC oscillation circuit.
바람직하게, 상기 제 1 주파수 발생기(251)는 상기 센서부(20)를 구성하는 카본 마이크로 코일과 커패시터를 사용하여, 상기 카본 마이크로 코일의 인덕터스 값의 변화에 의해 변화하는 발진 주파수를 발생하도록 구성된다.Preferably, the first frequency generator 251 is configured to generate an oscillation frequency that is changed by a change in inductance value of the carbon micro coil by using a carbon micro coil and a capacitor constituting the sensor unit 20. do.
*즉, 상기 제 1 주파수 발생기(251)는 윈드 실드에 부착되는 카본 마이크로 코일를 사용하여, 상기 센서부(20)에 의한 발진 주파수를 발진시킨다.That is, the first frequency generator 251 oscillates the oscillation frequency by the sensor unit 20 using a carbon micro coil attached to the wind shield.
다시 말해서, 상기 센서부(20)를 구성하는 카본 마이크로 코일의 인덕턴스 값과 커패시터의 커패시턴스 값은 상기 제 1 주파수 발생기(251)의 발진 주파수를 결정한다. In other words, the inductance value of the carbon micro coil constituting the sensor unit 20 and the capacitance value of the capacitor determine the oscillation frequency of the first frequency generator 251.
제 2 주파수 발생기(252)는 기준 발진기일 수 있으며, 기준 발진 주파수에 대응하는 제 2 주파수를 발생한다.The second frequency generator 252 may be a reference oscillator, and generates a second frequency corresponding to the reference oscillation frequency.
이때, 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생하는 제 1 주파수는 미세한 변화를 가질 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 제 1 실시 예에서는 상기 필터(245)를 저역 통과 필터로 구성한다.In this case, the first frequency generated by the first frequency generator 251 may have a minute change. Accordingly, in the first embodiment of the present invention, the filter 245 is configured as a low pass filter.
아래에서는 상기 필터(245)가 저역 통과 필터로 구성된 것으로 가정하여 설명하기로 한다.In the following description, it is assumed that the filter 245 is configured as a low pass filter.
이때, 상기 센서부(20)에 강우가 발생하지 않는 상태에서, 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생한 제 1 주파수와 상기 제 2 주파수 발생기(252)에서 발생하는 제 2 주파수는 동일한 값을 가지도록 설정될 수 있다.At this time, in a state in which no rainfall occurs in the sensor unit 20, the first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generated by the second frequency generator 252 have the same value. It can be set to.
그리고, 상기 센서부(20)에 강우가 발생하면, 강우량에 따라 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 커지게 되며, 상기 커지는 차이 값을 토대로 상기 강우량을 판단할 수 있도록 한다.When the rainfall occurs in the sensor unit 20, the difference between the first frequency and the second frequency increases according to the rainfall, and the rainfall may be determined based on the increased difference value.
이때, 상기 센서부(20)에 포함되는 카본 마이크로 코일의 인덕턴스를 L이라 하고, 커패시터의 커패시턴스를 C라 하면, 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생하는 제 1 주파수(ω0)는 수학식 1과 같다.In this case, when the inductance of the carbon micro coil included in the sensor unit 20 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 251 is expressed by Equation 1 as follows. same.
Figure PCTKR2017007890-appb-M000001
Figure PCTKR2017007890-appb-M000001
그리고, 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생하는 제 1 주파수에 대응하는 제 1 전압 값(V0)은 아래의 수학식 2와 같다.The first voltage value V0 corresponding to the first frequency generated by the first frequency generator 251 is expressed by Equation 2 below.
Figure PCTKR2017007890-appb-M000002
Figure PCTKR2017007890-appb-M000002
또한, 상기 제 2 주파수 발생기(252) 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 252 is expressed by Equation 3 below.
Figure PCTKR2017007890-appb-M000003
Figure PCTKR2017007890-appb-M000003
차이 주파수 발생기(253)는 상기 제 1 주파수 발생기(251) 및 상기 제 2 주파수 발생기(252)와 연결되며, 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생한 제 1 주파수와, 상기 제 2 주파수 발생기(252)에서 발생한 제 2 주파수의 차이에 대응하는 차이 값을 출력한다.The difference frequency generator 253 is connected to the first frequency generator 251 and the second frequency generator 252, and includes a first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generator 252. Outputs a difference value corresponding to the difference in the second frequency generated by
이때, 상기 차이 주파수 발생기(253)에서 발생하는 차이 값(Vdmod)는 아래의 수학식 4와 같다.At this time, the difference value Vdmod generated by the difference frequency generator 253 is expressed by Equation 4 below.
Figure PCTKR2017007890-appb-M000004
Figure PCTKR2017007890-appb-M000004
여기에서, 상기 차이 값이 상기 수학식 4와 같은 값을 가지는 이유는, 상기 센서부(20)에 강우가 발생하지 않는 경우에는 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생하는 제 1 주파수와, 상기 제 2 주파수 발생기(252)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 251 when the rainfall does not occur in the sensor unit 20 and the This is because the second frequencies generated by the second frequency generator 252 have the same value.
필터(245)는 상기 차이 주파수 발생기(253)에서 발생하는 출력 값을 필터링하여 필터링된 출력 값을 출력한다.The filter 245 filters the output value generated by the difference frequency generator 253 and outputs the filtered output value.
이때, 상기 필터(245)에는 일정한 크기의 주파수 범위에 대응하는 필터링 영역이 존재하며, 상기 필터링 영역 내에서 상기 차이 주파수 발생기(253)의 출력 값을 필터링한다.At this time, the filter 245 has a filtering region corresponding to a frequency range of a predetermined size, and filters the output value of the difference frequency generator 253 within the filtering region.
여기에서, 상기 필터링 영역은, 상기 필터(245)의 종류와, 상기 센서부(20)에 강우가 발생하였을 경우에 나타나는 카본 마이크로 코일의 변화 특성에 의해 결정될 수 있다.Here, the filtering area may be determined by the type of the filter 245 and the change characteristic of the carbon micro coils when the rainfall occurs in the sensor unit 20.
상기 카본 마이크로 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(245)의 종류는 상기 카본 마이크로 코일의 구조에 의해 결정될 수 있다.Meanwhile, the type of the filter 245 may be determined by the structure of the carbon micro coil.
즉, 상기 카본 마이크로 코일의 인덕턴스 값이 강우 여부 및 강우량에 따라 큰 범위 내에서 변화하지 않고 미세하게 변화하며, 상기 미세하게 변화하는 값에 따라 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생하는 제 1 주파수가 상기 제 2 주파수 발생기(252)에서 발생하는 제 2 주파수와 큰 차이가 없는 경우에는 상기 필터(245)를 저역 통과 필터로 구성할 수 있다.That is, the inductance value of the carbon micro coil does not change within a large range depending on rainfall or rainfall, and changes finely, and the first frequency generated by the first frequency generator 251 according to the minute changing value. If there is no significant difference from the second frequency generated by the second frequency generator 252, the filter 245 may be configured as a low pass filter.
그리고, 상기 상기 카본 마이크로 코일의 인덕턴스 값의 변화에 따라 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생하는 제 1 주파수가 상기 제 2 주파수 발생기(252)에서 발생하는 제 2 주파수와 큰 차이가 있는 경우에는 상기 필터(245)는 대역 통과 필터로 구성할 수 있다.In addition, when the first frequency generated by the first frequency generator 251 is significantly different from the second frequency generated by the second frequency generator 252 according to the change in inductance value of the carbon micro coil. The filter 245 may be configured as a band pass filter.
다시 말해서, 상기 필터(245)의 종류는 상기 센서부(20)를 구성하는 카본 마이크로 코일의 면적 등과 같은 구조에 의해 결정될 수 있다.In other words, the type of the filter 245 may be determined by a structure such as the area of the carbon micro coil constituting the sensor unit 20.
아날로그 디지털 컨버터(255)는 상기 필터(245)를 통해 출력되는 출력 값을 디지털 값으로 변환하여 출력한다.The analog-to-digital converter 255 converts the output value output through the filter 245 into a digital value and outputs it.
도 14 내지 16은 본 발명의 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.14 to 16 illustrate changes in difference frequency values according to an embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 상기 센서부(20)에 특정 물질이 접촉하지 않으면서 유전율 변화가 발생하지 않는 경우, 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생하는 제 1 주파수와, 상기 제 2 주파수 발생기(252)에서 발생하는 제 2 주파수는 동일한 주파수를 가질 수 있다.Referring to FIG. 14, when a dielectric constant does not occur while a specific material is not in contact with the sensor unit 20, the first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generator ( The second frequency occurring at 252 may have the same frequency.
따라서, 상기 강우가 발생하지 않는 상태에서 상기 차이 주파수 발생기(253)에서 출력되는 출력 값에 따라 상기 필터(245)에서 필터링된 출력 값은 거의 DC 전압 수준이다.Therefore, according to the output value output from the difference frequency generator 253 in the state where the rainfall does not occur, the output value filtered by the filter 245 is almost the DC voltage level.
그리고, 도 15를 참조하면, 상기 센서부(20)에 특정 물질이 접촉하면서 유전율 변화가 발생하고, 상기 접촉 물질이 강우에 의한 빗물인 경우, 상기 필터(245)에서 필터링되는 출력 값은 기설정된 필터링 영역 내에서 주파수 쉬프트가 발생하게 된다.In addition, referring to FIG. 15, when a specific material contacts the sensor unit 20, a change in permittivity occurs, and when the contact material is rainwater due to rainfall, the output value filtered by the filter 245 is preset. Frequency shift occurs in the filtering region.
다시 말해서, 강우가 발생함에 따라 상기 센서부(20)의 카본 마이크로 코일의 인덕턴스 값의 변화가 발생하게 되면, 제 1 주파수 발생기(251)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 micro coil of the sensor unit 20 occurs as the rainfall occurs, a change in the first frequency generated by the first frequency generator 251 occurs, thereby There is a difference between the first frequency and the second frequency.
이때, 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이 주파수는 상기 발생한 강우의 강도(강우량)에 따라 증가하게 된다.At this time, the difference frequency between the first frequency and the second frequency is increased according to the intensity (rainfall amount) of the generated rainfall.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이 주파수의 값에 따라 상기 강우량을 판단할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 필터(245)에서 출력되는 신호에 따른 주파수 도메인 변화량에 따라 강우 여부 및 강우량을 판단한다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, the rainfall may be determined according to the value of the difference frequency between the first frequency and the second frequency. In other words, according to an embodiment of the present invention, whether or not rainfall is determined according to the frequency domain change amount according to the signal output from the filter 245.
여기에서, 상기 제 1 주파수와 제2 주파수의 차이는 강우에 따른 빗물이나 습기에 의해 발생할 수 있고, 이와 다르게 다른 이물질에 의해서도 발생할 수 있다.Here, the difference between the first frequency and the second frequency may be caused by rain or moisture due to rainfall, and may also be caused by other foreign matters.
상기 이물질에는 인체, 종이, 돌 및 금속 물질 등을 포함할 수 있다.The foreign material may include a human body, paper, stone, and metal material.
여기에서, 상기 카본 마이크로 코일은 강우에 의한 인덕턴스 값의 변화 정도와, 상기 인체, 종이, 돌 및 금속 물질 등과 같은 이물질에 의한 인덕턴스 값의 변화 정도가 서로 다르게 나타난다.In this case, the carbon micro coil has a different degree of change in inductance value due to rainfall and a change degree of inductance value due to foreign matter such as the human body, paper, stone, and metal material.
다시 말해서, 상기 카본 마이크로 코일의 인턱턴스 값은 상기 강우에 의해 발생하는 변화의 임계점과, 상기 인체, 종이, 돌 및 금속 물질 등과 같은 이물질에 의해 발생하는 변화의 임계점이 다르게 나타난다.In other words, the inductance value of the carbon micro coil is different from the threshold of the change caused by the rainfall and the threshold of the change caused by the foreign matter such as the human body, paper, stone, and metal material.
따라서, 상기 인덕턴스 값의 변화 임계점(카본 마이크로 코일의 변화 특성)에 따라 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 강우에 의해 발생한 것인지 아니면 이물질에 의해 발생한 것인지를 구분할 수 있다.Therefore, it is possible to distinguish whether the difference between the first frequency and the second frequency is caused by rainfall or foreign matter according to the change threshold of the inductance value (change characteristic of the carbon micro coil).
그리고, 실시 예에서는 상기 각각의 물질에 의해 발생하는 상기 카본 마이크로 코일의 변화 특성에 따라 상기 필터(245)의 필터링 영역을 결정하고, 상기 결정한 필터링 영역 내에서 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 발생하는 경우에만 선택적으로 와이퍼를 구동시킬 수 있다.In an embodiment, the filtering region of the filter 245 is determined according to the change characteristic of the carbon micro coils generated by the respective materials, and the difference between the first frequency and the second frequency within the determined filtering region. The wiper can optionally be driven only if
도 16을 참조하면, 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 상기 강우가 아닌 이물질에 의해 발생한 경우, 상기 차이 주파수는 상기 필터(245)의 필터링 영역을 벗어난 주파수를 가질 수 있다.Referring to FIG. 16, when the difference between the first frequency and the second frequency is caused by a foreign matter rather than the rainfall, the difference frequency may have a frequency outside the filtering region of the filter 245.
이때, 상기 차이 주파수는 도 16에 도시된 바와 같이, 필터링 영역 내에 포함되어 있지 않기 때문에, 이와 같은 경우에는 상기 와이퍼를 구동시키지 않는다.In this case, since the difference frequency is not included in the filtering region as shown in FIG. 16, the wiper is not driven in this case.
도 17은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 차이 주파수 값의 변화를 나타낸 도면이다.17 is a diagram illustrating a change of a difference frequency value according to the second embodiment of the present invention.
도 17을 참조하면, 상기 센서부(20)의 설계가 강우가 발생하지 않은 경우에서의 제 1 주파수가 제 2 주파수와 차이가 존재하고, 상기 강우가 발생하는 상황에서의 제 1 주파수의 증감 정도가 큰 경우, 상기 필터(245)는 대역 통과 필터로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 17, the design of the sensor unit 20 differs from the second frequency when the first frequency when the rainfall does not occur, and the increase or decrease of the first frequency when the rainfall occurs. When is large, the filter 245 may be configured as a band pass filter.
이때, 상기 필터(245)의 필터링 영역은 상기 저역 통과 필터로 구성된 경우와는 다른 주파수 범위를 가질 수 있다.In this case, the filtering region of the filter 245 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 강우 여부 및 강우량을 판단할 수 있다.In addition, rainfall and rainfall may be determined 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(245)가 대역 통과 필터인 경우, 상기 차이 주파수 발생기(253)의 출력 값은 아래의 수학식 5와 같다.In this case, when the filter 245 is a band pass filter, the output value of the difference frequency generator 253 is expressed by Equation 5 below.
Figure PCTKR2017007890-appb-M000005
Figure PCTKR2017007890-appb-M000005
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 와이퍼 구동 장치의 구동 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating a step-by-step method of driving a wiper drive according to an embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 먼저 제 1 주파수 발생기(251)는 센서부(20)를 구성하는 카본 마이크로 코일의 인덕턴스 값에 따른 제 1 주파수를 발생한다(10단계).Referring to FIG. 18, first, the first frequency generator 251 generates a first frequency according to the inductance value of the carbon micro coil constituting the sensor unit 20 (step 10).
그리고, 제 2 주파수 발생기(252)는 기설정된 기준 발진 주파수에 대응하는 제 2 주파수를 발생한다(11단계).In operation 11, the second frequency generator 252 generates a second frequency corresponding to the preset reference oscillation frequency.
이어서, 차이 주파수 발생기(253)는 상기 제 1 주파수 발생기(251)에서 발생된 제 1 주파수와, 제 2 주파수 발생기(252)에서 발생된 제 2 주파수를 수신하고, 그에 따라 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이 주파수를 출력한다(12단계).Subsequently, the difference frequency generator 253 receives the first frequency generated by the first frequency generator 251 and the second frequency generated by the second frequency generator 252 and accordingly the first frequency and the second frequency. The difference frequency of two frequencies is output (step 12).
이에 따라, 필터(245)는 상기 출력되는 차이 주파수를 필터링하여, 기설정된 필터링 영역 내에 상기 차이 주파수가 존재하는지를 판단한다(13단계).Accordingly, the filter 245 filters the output difference frequency to determine whether the difference frequency exists in a predetermined filtering region (step 13).
그리고, 상기 차이 주파수가 기설정된 필터링 영역 내에 존재하면, 아날로그 디지털 컨버터(255)는 상기 차이 주파수에 대응하는 출력 값을 생성하여 출력한다. 그리고, 제어부는 상기 출력되는 출력 값을 수신하고, 상기 수신한 출력 값을 토대로 강우 여부 및 이에 따른 강우량을 검출한다(14단계).If the difference frequency is present in the predetermined filtering region, the analog-to-digital converter 255 generates and outputs an output value corresponding to the difference frequency. Then, the control unit receives the output value, and detects whether the rainfall and the rainfall according to the received output value (step 14).
이어서, 제어부는 상기 검출한 강우량을 토대로 와이퍼의 구동 조건을 결정하고, 상기 결정된 구동 조건에 따라 와이퍼의 구동이 이루어지도록 제어한다(15단계).Subsequently, the controller determines a driving condition of the wiper based on the detected rainfall, and controls the wiper to be driven according to the determined driving condition (step 15).
한편, 상기 필터(245)는 상기 수신한 차이 주파수가 기설정된 필터링 영역 내에 존재하지 않으면, 상기 수신한 차이 주파수에 대응하는 출력 값을 출력하지 않으며, 이에 따라 상기 수신한 차이 주파수를 무시한다(16단계).On the other hand, if the received difference frequency does not exist in the predetermined filtering region, the filter 245 does not output an output value corresponding to the received difference frequency, thereby ignoring the received difference frequency (16). step).
즉, 이물질에 의해서 상기 제 1 주파수와 제 2 주파수의 차이가 발생한 경우에는 상기 차이 주파수가 상기 필터링 영역 내에 존재하지 않게 되며, 이에 따라 레인 센서가 반응하지 않게 된다.That is, when a difference between the first frequency and the second frequency is caused by a foreign substance, the difference frequency does not exist in the filtering region, and thus the rain sensor does not react.
실시 예에 따르면, 강우가 발생하는 경우, 이에 즉각적으로 반응하여 강우량에 따른 구동 조건으로 와이퍼를 구동시킴으로써, 우천시에 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, when the rainfall occurs, by immediately responding to the driving conditions to drive the wiper in accordance with the rainfall, it is possible to improve the driver's convenience in the rain.
또한, 실시 예에 의하면 카본 마이크로 코일을 이용하여 강우여부 및 강우량을 판단함으로써, 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 determining the rainfall and rainfall using a carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor of the characteristics (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) differentiated from the conventional optical method. Can be.
또한, 실시 예에 의하면, 외부 환경이 레인 센서에 영향을 미치지 않음으로써, 상기 레인 센서의 특성 보정을 위한 추가적인 보정 센서가 불필요하며, 이에 따른 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the embodiment, since the external environment does not affect the rain sensor, an additional correction sensor for the characteristic correction of the rain sensor is unnecessary, thereby reducing the cost.
또한, 실시 예에 의하면, 카본 마이크로 코일의 인덕턴스의 미세한 변화로도 강우 여부 및 강우량의 측정이 가능하므로, 낮은 수준의 강우의 감지도 가능하고, 이물질을 회피하기 위한 반응 영역을 설정하여 이물질에 의해 와이퍼가 구동되는 상황을 사전에 방지할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to measure the rainfall and rainfall even by the minute change in the inductance of the carbon micro coil, it is possible to detect a low level of rainfall, by setting the reaction zone to avoid the foreign matter by the foreign matter The situation in which the wiper is driven can be prevented in advance.
실시 예에 따르면, 강우가 발생하는 경우, 이에 즉각적으로 반응하여 강우량에 따른 구동 조건으로 와이퍼를 구동시킴으로써, 우천시에 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, when the rainfall occurs, by immediately responding to the driving conditions to drive the wiper in accordance with the rainfall, it is possible to improve the driver's convenience in the rain.
또한, 실시 예에 의하면 카본 마이크로 코일을 이용하여 강우여부 및 강우량을 판단함으로써, 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 determining the rainfall and rainfall using a carbon micro coil, it is possible to provide a rain sensor of the characteristics (response characteristics, precision, accuracy, power consumption, miniaturization, etc.) differentiated from the conventional optical method. Can be.
또한, 실시 예에 의하면, 외부 환경이 레인 센서에 영향을 미치지 않음으로써, 상기 레인 센서의 특성 보정을 위한 추가적인 보정 센서가 불필요하며, 이에 따른 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the embodiment, since the external environment does not affect the rain sensor, an additional correction sensor for the characteristic correction of the rain sensor is unnecessary, thereby reducing the cost.
또한, 실시 예에 의하면 감지 전극의 폭 변화를 통해 소량의 강수량 뿐만 아니라, 많은 양의 강수량도 정확히 감지할 수 있으며, 이에 따른 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment, not only a small amount of precipitation, but also a large amount of precipitation can be accurately detected by changing the width of the sensing electrode, thereby improving operation reliability.
또한, 실시 예에 의하면 복수의 감지 전극에서, 상호 마주보는 면을 곡면으로 형성하여, 동일 센서 면적에서 감지 영역을 최대로 늘릴 수 있다.In addition, according to the embodiment, in the plurality of sensing electrodes, surfaces facing each other may be formed in a curved surface, so that the sensing region can be maximized in the same sensor area.

Claims (10)

  1. 기판;Board;
    상기 기판 위에 배치되는 전극부;An electrode portion disposed on the substrate;
    상기 기판 위에 배치되고, 상기 전극부를 포함하는 상기 기판의 상부를 덮는 반응층을 포함하고,A reaction layer disposed on the substrate and covering an upper portion of the substrate including the electrode unit;
    상기 반응층은,The reaction layer,
    나선형 코일 형상을 가지는 카본 마이크로 코일을 포함하고,Including a carbon micro coil having a spiral coil shape,
    상기 전극부는,The electrode unit,
    상기 기판 위에 배치되는 제 1 감지 전극과,A first sensing electrode disposed on the substrate;
    상기 기판 위에 상기 제 1 감지 전극과 이격되어 배치되는 제 2 감지 전극을 포함하고,A second sensing electrode spaced apart from the first sensing electrode on the substrate;
    상기 제 1 감지 전극과 상기 2 감지 전극 사이의 간격은,The interval between the first sensing electrode and the second sensing electrode,
    상기 기판의 제 1 방향으로 갈수록 점차 증가 또는 감소하는 Gradually increasing or decreasing toward the first direction of the substrate
    레인 센서.Rain sensor.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 1 감지 전극은,The first sensing electrode,
    일단에서 타단으로 갈수폭 폭이 점차 증가 또는 감소하는 형상을 가지며 상기 기판 위에 배치되는The width of the number of steps from one end to the other end gradually increases or decreases and is disposed on the substrate.
    레인 센서.Rain sensor.
  3. 제 2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제 2 감지 전극은,The second sensing electrode,
    상기 기판 위에 상기 제 1 감지 전극과 대칭되는 형상을 가지며 배치되는 Disposed on the substrate to have a shape symmetrical with the first sensing electrode;
    레인 센서.Rain sensor.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 1 감지 전극은,The first sensing electrode,
    상기 제 2 감지 전극의 제 1 측면과 마주보는 제 2 측면을 포함하고,A second side facing the first side of the second sensing electrode,
    상기 제 2 측면은, The second side is,
    일정 곡률을 가지는 곡면으로 형성된Formed of curved surface with constant curvature
    레인 센서.Rain sensor.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 제 2 감지 전극은,The second sensing electrode,
    상기 제 1 감지 전극의 상기 제 2 측면과 마주보는 상기 제 1 측면이 일정 곡률을 가지는 곡면으로 형성된The first side facing the second side of the first sensing electrode is formed as a curved surface having a predetermined curvature.
    레인 센서.Rain sensor.
  6. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 1 감지 전극은,The first sensing electrode,
    상기 기판의 제 1 방향으로 연장되는 제 1 전극 몸체와,A first electrode body extending in a first direction of the substrate;
    상기 제 1 전극 몸체로부터 상기 제 2 감지 전극이 배치된 방향으로 돌출되고, 상호 일정 간격 이격된 제 1 분기 전극 및 제 2 분기 전극을 포함하고,A first branch electrode and a second branch electrode protruding from the first electrode body in a direction in which the second sensing electrode is disposed and spaced apart from each other by a predetermined distance;
    상기 제 2 감지 전극은,The second sensing electrode,
    상기 제 1 방향으로 연장되는 제 2 전극 몸체와,A second electrode body extending in the first direction,
    상기 제 2 전극 몸체로부터 상기 제 1 감지 전극이 배치된 방향으로 돌출되고, 상호 일정 간격 이격된 제 3 분기 전극 및 제 4 분기 전극을 포함하며,A third branch electrode and a fourth branch electrode protruding from the second electrode body in a direction in which the first sensing electrode is disposed and spaced apart from each other by a predetermined distance;
    상기 제 3 분기 전극은 상기 제 1 분기 전극과 제 2 분기 전극 사이에 배치되고,The third branch electrode is disposed between the first branch electrode and the second branch electrode,
    상기 제 4 분기 전극은 상기 제 2 분기 전극 아래에 배치되며,The fourth branch electrode is disposed below the second branch electrode,
    상기 제 1 분기 전극과 제 3 분기 전극 사이의 제 1 간격, 상기 제 3 분기 전극과 제 2 분기 전극 사이의 제 2 간격, 상기 제 2 분기 전극과 제 4 분기 전극 사이의 제 3 간격은 모두 다른The first spacing between the first and third branch electrodes, the second spacing between the third and second branch electrodes, and the third spacing between the second and fourth branch electrodes are all different.
    레인 센서.Rain sensor.
  7. 제 6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제 1 간격은,The first interval is,
    상기 제 2 간격보다 작고,Less than the second interval,
    상기 제 2 간격은,The second interval is,
    상기 제 3 간격보다 작은Less than the third interval
    레인 센서.Rain sensor.
  8. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 반응층은,The reaction layer,
    일면에 물체가 접근 및 접촉함에 따라 상기 반응층 내에 배치된 카본 마이크로 코일과 상기 전극부 사이에 형성되는 전자기장이 변화하고, As an object approaches and contacts one surface, an electromagnetic field formed between the carbon micro coil disposed in the reaction layer and the electrode portion changes,
    상기 전극부는,The electrode unit,
    상기 전자기장의 변화에 따라 변화하는 감지 신호를 출력하는Outputting a detection signal that changes according to the change of the electromagnetic field
    레인 센서.Rain sensor.
  9. 제 8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 기판 아래에 배치되고, 상기 전극부와 연결되며, 상기 출력되는 감지 신호를 처리하는 구동부; 및A driver disposed under the substrate, connected to the electrode, and configured to process the output detection signal; And
    상기 기판, 상기 구동부 및 상기 반응층을 둘러싸며 배치되는 보호층을 더 포함하는Further comprising a protective layer disposed surrounding the substrate, the driving unit and the reaction layer
    레인 센서.Rain sensor.
  10. 제 8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 감지 신호는,The detection signal is,
    임피던스 값, 커패시턴스 값 및 인덕턴스 값 중 적어도 하나를 포함하는At least one of an impedance value, a capacitance value, and an inductance value
    레인 센서.Rain sensor.
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