KR102207069B1

KR102207069B1 - Rain Sensor for Multi-area

Info

Publication number: KR102207069B1
Application number: KR1020190034111A
Authority: KR
Inventors: 이인성; 서귀범
Original assignee: 광전자 주식회사
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2021-01-25
Also published as: KR20200113627A

Abstract

본 발명은 레인 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감지 영역이 증대된 새로운 레인 센서에 관한 것이다.
본 발명에 따른 레인센서는 하나의 발광 소자; 상기 발광소자의 광을 평행광으로 변환시키는 제1 렌즈; 윈도우의 일면에 부착되어, 상기 제1 렌즈를 통과한 광을 윈도우 타면에 위치하는 서로 이격된 2 이상의 감지 영역으로 분할하여 방출하는 제2렌즈; 2 이상의 감지 영역으로부터 전반사 광을 각각 수광하는 복수의 제3 렌즈; 상기 각각의 제3 렌즈에서 수광된 광을 수광 소자로 집광시키는 복수의 제4렌즈; 및 상기 복수의 제4렌즈를 통해서 집광된 광을 수광하는 복수의 수광 소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a rain sensor, and more particularly, to a new rain sensor with an increased detection area.
The rain sensor according to the present invention comprises one light emitting device; A first lens for converting the light of the light emitting device into parallel light; A second lens attached to one surface of the window to divide and emit light that has passed through the first lens into two or more sensing regions spaced apart from each other located on the other surface of the window; A plurality of third lenses each receiving total reflection light from two or more sensing regions; A plurality of fourth lenses for condensing the light received by each of the third lenses to a light receiving element; And a plurality of light-receiving elements for receiving light condensed through the plurality of fourth lenses.

Description

Rain sensor with multi-sensing area {Rain Sensor for Multi-area}

본 발명은 레인 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감지 영역이 증대된 새로운 다감지 영역 레인 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a rain sensor, and more particularly, to a new multi-sensing area rain sensor with an increased detection area.

자동차에 주로 적용되는 레인센서는 프레넬 렌즈와 전반사 원리를 이용한 구조를 가지며, 낮은 광 균일성과 좁은 감지 영역의 문제를 가지고 있다.A rain sensor mainly applied to automobiles has a structure using a Fresnel lens and a total reflection principle, and has a problem of low light uniformity and a narrow sensing area.

도 1과 같이, 레인 센서는 자동차의 창문(10)의 내측에 부착 기재(14)를 통해 부착되고, 비의 양을 감지하기 위해서, 한 쌍의 발광 소자(24)와 수광 소자(26)를 포함하며, 자동차의 실내에 부착된 상태에서 프레넬 렌즈(12)를 통해서 창문 방향으로 외부로 광을 방출한 후, 창문에 있는 빗물에 의해서 광이 전반사 되어 수광 소자로 입사될 경우, 입사되는 광량에 의해서 빗물의 존부를 판단하는 센서이다. 프레넬 렌즈(12)는 좁은 감지 영역 문제를 해결하기 위해, 창측 표면은 중심선(M)을 기준으로 대칭되는 톱니형 표면(22a, 22b)을 가지며, 센서측 표면은 발광측과 수광측 모두 중심부(16a, 16b, 18a, 18b)와 외곽부(20a, 20b)에서 영역별로 상이한 각도를 가지도록 구성된 프레넬 렌즈가 사용된다. 1, the rain sensor is attached to the inside of the window 10 of the vehicle through the attachment base 14, and in order to detect the amount of rain, a pair of light-emitting elements 24 and light-receiving elements 26 Includes, and when light is emitted to the outside in the direction of the window through the Fresnel lens 12 while attached to the interior of the vehicle, and the light is totally reflected by rainwater in the window and enters the light receiving element, the incident light amount It is a sensor that determines the presence or absence of rainwater by In order to solve the problem of a narrow sensing area, the Fresnel lens 12 has serrated surfaces 22a and 22b that are symmetrical with respect to the center line M, and the surface of the sensor side is the center of both the light emitting side and the light receiving side. Fresnel lenses configured to have different angles for each area in the (16a, 16b, 18a, 18b) and the outer portions (20a, 20b) are used.

하지만, 이러한 복잡한 구조의 프레넬 렌즈를 사용하더라도 레인센서가 유리창 내부에 밀착되어 설치되는 구조상, 도 2에서 도시된 바와 같이 좁은 공간과 발광 소자 발산각으로 인한 감지 영역 내 광 균일도 저하는 피하기 어렵고, 이로 인해 감지능력 저하 및 출력 보정이 발생하게 된다. However, even if a Fresnel lens of such a complex structure is used, since the rain sensor is installed in close contact with the inside of the window, it is difficult to avoid the decrease in the light uniformity in the sensing area due to the narrow space and the diverging angle of the light emitting element as shown in FIG. This leads to a decrease in sensing capability and output correction.

도 3과 같이, 비구면 렌즈를 사용하여 광균일성을 향상시키는 방식도 개발되고 있다. 비구면 렌즈를 사용하고, 비구면 렌즈의 각도를 조절하여 광균일성을 향상시키는 방식이다. 하지만, 감지 영역이 좁다는 문제는 해결되지 못하고 있다.As shown in FIG. 3, a method of improving optical uniformity by using an aspherical lens is also being developed. This is a method of improving light uniformity by using an aspherical lens and adjusting the angle of the aspherical lens. However, the problem that the sensing area is narrow has not been solved.

대한민국 특허 제1916590호Korean Patent No. 1916590 대한민국 특허공개 제2018-0059400호Korean Patent Publication No. 2018-0059400

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 광균일성이 높으면서도 감지 영역이 넓은 새로운 레인 센서를 제공하는 것이다. The problem to be solved in the present invention is to provide a new rain sensor having a high optical uniformity and a wide sensing area.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 레인 센서는In order to solve the above problems, the rain sensor according to the present invention

하나의 발광 소자;One light-emitting element;

상기 발광소자의 광을 평행광으로 변환시키는 제1 렌즈; A first lens for converting the light of the light emitting device into parallel light;

윈도우의 일면에 부착되어, 상기 제1 렌즈를 통과한 광을 윈도우 타면에 위치하는 서로 이격된 2 이상의 감지 영역으로 분할하여 방출하는 제2렌즈;A second lens attached to one surface of the window to divide and emit light that has passed through the first lens into two or more spaced apart sensing regions positioned on the other surface of the window;

2 이상의 감지 영역으로부터 전반사 광을 각각 수광하는 복수의 제3 렌즈;A plurality of third lenses each receiving total reflection light from two or more sensing regions;

상기 각각의 제3 렌즈에서 수광된 광을 수광 소자로 집광시키는 복수의 제4렌즈; 및A plurality of fourth lenses for condensing the light received by each of the third lenses to a light receiving element; And

상기 복수의 제4렌즈를 통해서 집광된 광을 수광하는 복수의 수광 소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a plurality of light-receiving elements for receiving light condensed through the plurality of fourth lenses.

본 발명에 있어서, 상기 발광 소자는 발광용 LED 칩이 PCB 또는 리드프레임에 실장된 LED 발광 소자일 수 있다. 상기 발광 소자는 제1 렌즈에 비해서 크기가 적은 점광원일 수 있다. In the present invention, the light emitting device may be an LED light emitting device in which an LED chip for light emission is mounted on a PCB or lead frame. The light emitting device may be a point light source having a size smaller than that of the first lens.

본 발명에 있어서, 상기 제1 렌즈는 발광 소자에서 방출되어 렌즈의 입사면으로 입사된 광을 실질적으로 광축에 평행하게 방출하는 평행광 렌즈일 수 있다. 상기 평행광 렌즈는 구면 또는 비구면 렌즈일 수 있으며, 바람직하게는 입사면과 출사면이 구면을 이루는 볼록인 양면 볼록형 렌즈일 수 있다. In the present invention, the first lens may be a parallel light lens that emits light emitted from the light emitting device and incident on the incident surface of the lens substantially parallel to the optical axis. The collimated light lens may be a spherical or aspherical lens, and preferably a biconvex lens having a convex incidence surface and an exit surface forming a spherical surface.

본 발명에 있어서, 상기 제2 렌즈는 입사되는 평행광을 표면에서 서로 다른 방향으로 분할하여 출사할 수 있는 틸트 렌즈일 수 있으며, 바람직하게는 제1 경사면과 제2 경사면을 가지는 톱니가 형성된 렌즈일 수 있다. In the present invention, the second lens may be a tilt lens capable of dividing incident parallel light in different directions from a surface to emit, and preferably, a lens having a saw tooth having a first inclined surface and a second inclined surface. I can.

본 발명에 있어서, 상기 제2 렌즈의 출사면은 윈도우의 내측면, 즉, 차량의 내측면에 접하는 접합면일 수 있다. In the present invention, the exit surface of the second lens may be an inner surface of the window, that is, a bonding surface contacting the inner surface of the vehicle.

본 발명에 있어서, 상기 제2 렌즈를 통과하여 2 이상의 감지 영역으로 분할되어 방출된 광은 각각의 감지 영역에서 윈도우의 외측면, 즉, 차량의 유리 외면에 집광되고, 차량의 유리창에 물이 있을 경우, 유리창을 투과하여 방출되고, 차량의 유리창에 물이 없을 경우 유리의 외부 표면에서 전반사되어, 서로 이격되어 위치한 2 이상의 수광 소자들로 각각 입사된다. In the present invention, the light transmitted through the second lens and divided into two or more sensing regions is condensed on the outer surface of the window, that is, the outer glass of the vehicle in each sensing region, and there is water in the glass window of the vehicle. In this case, it is emitted through the window, and when there is no water in the window of the vehicle, it is totally reflected on the outer surface of the glass, and is incident to two or more light receiving elements spaced apart from each other.

본 발명에 있어서, 상기 2개의 감지 영역에서 독립적으로 전반사된 광은 이격되어 위치하는 제3 렌즈로 입사된다. 상기 제3 렌즈는 입사면이 윈도우의 내측면, 즉, 차량의 내측면에 접하는 접합면일 수 있다.In the present invention, the light independently totally reflected in the two sensing regions is incident on a third lens spaced apart from each other. The third lens may be a bonding surface in which the incident surface is in contact with the inner surface of the window, that is, the inner surface of the vehicle.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 제3 렌즈는 전반사에 의해서 윈도우에 소정 각도로 입사되는 광을 실질적으로 윈도우에 수직하는 방향으로 굴절시키는 굴절 렌즈일 수 있다. 상기 굴절렌즈는 표면에 톱니형 홈들이 형성된 렌즈일 수 있으며, 바람직하게는 톱니형 홈의 적어도 하나의 경사면이 감지 영역에 대향하는 렌즈일 수 있다.In the embodiment of the present invention, the third lens may be a refractive lens that refracts light incident on the window at a predetermined angle due to total reflection in a direction substantially perpendicular to the window. The refractive lens may be a lens in which serrated grooves are formed on a surface thereof, and preferably, at least one inclined surface of the serrated groove may be a lens facing the sensing area.

본 발명에 있어서, 상기 제4 렌즈는 제3 렌즈를 통해서 입사되는 광원을 수광 소자에 집광시키기 위한 집광 렌즈이며, 구면 또는 비구면 렌즈일 수 있다. 바람직하게는 제3 렌즈를 통해서 출사되는 평행광이 점광원 형태로 집광될 수 있도록 입사면과 출사면이 구면인 양면 볼록 렌즈일 수 있다. In the present invention, the fourth lens is a condensing lens for condensing a light source incident through the third lens onto the light receiving element, and may be a spherical or aspherical lens. Preferably, the incident surface and the exit surface may be a double-convex lens having a spherical surface so that the parallel light emitted through the third lens can be condensed in the form of a point light source.

본 발명에 있어서, 상기 수광소자는 수광되는 광량에 의해서 상이한 전기적 신호가 방출되는 소자일 수 있으며, 바람직하게는 포토 다이오드일 수 있다. In the present invention, the light-receiving device may be a device that emits a different electrical signal depending on the amount of light received, and may preferably be a photodiode.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 두 개의 수광 소자는 발광 소자를 중심으로 서로 대향하여 배치될 수 있다.In the implementation of the present invention, the two light-receiving elements may be disposed to face each other around the light-emitting element.

본 발명은 일 측면에서, The present invention in one aspect,

하나의 발광 소자에서 광을 방출하는 단계;Emitting light from one light emitting device;

발광소자에서 발광된 광을 제1 렌즈를 이용해서 평행하게 변환시키는 단계;Converting the light emitted from the light emitting device in parallel using the first lens;

제1 렌즈에서 출사되는 평행광을 제2 렌즈를 통과시켜 윈도우 외면에 위치하는 2 이상의 감지 영역으로 분할하여 조사하는 단계;Dividing and irradiating the collimated light emitted from the first lens into two or more sensing regions positioned on the outer surface of the window through the second lens;

2 이상의 감지영역에서 빗물이 있을 경우 투과되고, 빗물이 없을 경우 독립적으로 전반사되어 서로 이격되어 위치하는 2 이상의 제3렌즈를 통해 수광하는 단계;Transmitting light when there is rainwater in the two or more sensing areas, and receiving light through two or more third lenses that are independently totally reflected when there is no rainwater and are spaced apart from each other;

제3 렌즈를 이용해서 각각 독립적으로 수광된 반사광을 제4 렌즈를 통해서 수광 소자로 집광시키는 단계; 및Condensing the reflected light independently received using a third lens to a light receiving element through a fourth lens; And

수광 소자에서 수광된 광을 전기적인 신호로 변환시키는 단계Converting the light received by the light receiving element into an electrical signal

를 포함하는 윈도우 빗물 측정 방법을 제공한다. It provides a window rainwater measurement method comprising a.

본 발명은 다른 일 측면에서, 윈도우 내면에 위치하는 하나의 발광 소자에서 광을 조사하는 단계;In another aspect, the present invention comprises the steps of irradiating light from one light emitting device positioned on the inner surface of the window;

하나의 광을 분할하여 윈도우 외면의 2 이상의 감지 영역에 조사하는 단계;Dividing one light and irradiating it onto two or more sensing areas on an outer surface of the window;

2 이상의 감지 영역에서 빗물이 있을 경우 투과되고, 빗물이 없을 경우 독립적으로 전반사된 광을 2 이상의 수광소자로 각각 집광시키는 단계: 및In the case of rainwater in the two or more sensing areas, the transmitted light is transmitted, and in the absence of rainwater, the independently totally reflected light is condensed by two or more light-receiving elements: and

수광 소자에 집광된 광을 이용하여 빗물을 측정하는 단계Measuring rainwater using light condensed by the light receiving element

를 포함하는 복수 감지 영역의 빗물 측정 방법을 제공한다. It provides a rainwater measurement method of a plurality of sensing areas including a.

본 발명은 하나의 발광 소자로부터 발생되는 광을 렌즈를 통해서 다수의 영역으로 분할하여 조광시키고, 각각의 영역에서 빗물을 감지하도록 함으로써, 넓은 영역에서 빗물의 유무를 측정할 수 있는 새로운 레인 센서를 제공한다. The present invention provides a new rain sensor capable of measuring the presence or absence of rainwater in a wide area by dividing light generated from one light emitting device into a plurality of areas through a lens and dimming it, and detecting rainwater in each area. do.

본 발명에 따른 레인 센서는 감지 영역이 넓고, 감지 영역 내 일정한 광 균일도를 가지게 되어 빗물의 양에 따라 수광 소자에서의 변화량을 감지할 수 있어 감지 성능을 향상 시킬 수 있다.The rain sensor according to the present invention has a wide detection area and a constant light uniformity within the detection area, so that the amount of change in the light-receiving element can be detected according to the amount of rainwater, thereby improving detection performance.

도 1은 종래 기술에 따른 레인 센서에서 하나의 발광 소자에서 하나의 수광소자로 전반사되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 레인 센서에서 균일인한 광 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 비구면 렌즈를 포함하는 레인 센서의 작동을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 레인 센서를 구조를 보여주는 단면 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 레인 센서에서 제2 렌즈를 보여주는 도면이다. 도 4a는 사시도이며, 도 4b는 도 4a에서 선분 AA'에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 소자에서 나오는 광이 평행광 렌즈를 통과하여 동일한 광 균일도를 갖는 결과값을 보여주는 도면이다.
도 7은 평행광 렌즈 상측에 위치한 틸트 렌즈를 통해 향으로 분산되는 광 패턴의 결과 값이며, 감지 영역 내에서 동일한 광 출력이 발생되는 것을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a state in which a rain sensor according to the prior art is totally reflected from one light emitting element to one light receiving element.
2 is a view showing a uniform light state in a rain sensor according to the prior art.
3 is a view showing an operation of a rain sensor including an aspherical lens according to the prior art.
4 is a cross-sectional view showing the structure of a rain sensor according to the present invention.
5 is a view showing a second lens in the rain sensor according to the present invention. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA′ in FIG. 4A.
6 is a view showing a result value of having the same light uniformity as light emitted from the light emitting device according to the present invention passes through a parallel light lens.
FIG. 7 is a result of a light pattern scattered in a direction “‡ through a tilt lens positioned above a parallel light lens, and is a diagram showing that the same light output is generated within a sensing area.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 본 발명을 예시하기 위한 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The following examples are not intended to limit the present invention, but to illustrate the present invention.

본 발명에 따른 레인 센서(100)는, 도 4에서 도시된 바와 같이, 하나의 레인센서에서 2개의 감지 영역을 가지는 다 초점 레인 센서이다. The rain sensor 100 according to the present invention, as shown in FIG. 4, is a multifocal rain sensor having two detection areas in one rain sensor.

윈도우(150)의 하부측(즉, 차량의 실내 측)에 발광용 LED칩을 포함하는 하나의 발광 소자(110)와 포토 다이오드를 포함하는 두 개의 수광 소자(120)가 위치한다. 상기 하나의 발광 소자(110)는 레인 센서(100)의 하부측의 중앙에 위치하고, 상기 두 개의 수광 소자(120)는 발광 소자(110)를 중심으로 동일한 거리만큼 상호 이격되어 발광 소자(110)의 양측에 대향하여 각각 배치된다.One light-emitting element 110 including an LED chip for light emission and two light-receiving elements 120 including a photodiode are positioned on the lower side of the window 150 (ie, the interior side of the vehicle). The one light-emitting element 110 is located at the center of the lower side of the rain sensor 100, and the two light-receiving elements 120 are spaced apart from each other by the same distance around the light-emitting element 110, so that the light-emitting element 110 They are arranged opposite to both sides of each.

제1 렌즈(130)는 발광소자에서 방출되는 광을 평행하게 변환시키기 위한 발광 소자(110)의 상부에 배치된다. 발광 소자(110)는 제1 렌즈(130)의 광축에 배치되며, 점 광원인 발광 소자(100)에서 방출된 광을 광축에 평행하게 변환하여 방출하도록, 발광 소자에서 방출된 광이 입사되는 제1 렌즈(130)의 입사면, 즉 하부면은 볼록 렌즈형태를 가지며, 제1 렌즈(130)의 출사면, 즉 상부면도 볼록 렌즈형태로 이루어져, 양면 볼록형 렌즈를 이룬다.The first lens 130 is disposed above the light emitting element 110 for converting light emitted from the light emitting element in parallel. The light-emitting element 110 is disposed on the optical axis of the first lens 130 and converts the light emitted from the light-emitting element 100 as a point light source parallel to the optical axis to emit light. 1 The incident surface, that is, the lower surface of the lens 130, has a convex lens shape, and the exit surface, that is, the upper surface of the first lens 130, is also formed in a convex lens shape to form a biconvex lens.

제2 렌즈(140)은 제1 렌즈(130)에서 방출되는 평행광을 2개의 감지 영역으로 분할하여 출사하기 위해서 제1 렌즈(130)의 상부에 배치된다. 제2 렌즈(140)의 하면(141)은 제1 렌즈(130)에서 출사된 평행광이 그대로 투과되도록 광축에 수직한 평탄면을 가진다. The second lens 140 is disposed above the first lens 130 in order to divide the parallel light emitted from the first lens 130 into two sensing regions to emit it. The lower surface 141 of the second lens 140 has a flat surface perpendicular to the optical axis so that the parallel light emitted from the first lens 130 is transmitted as it is.

제2 렌즈(140)의 상면(142)에는 하부 입사면(141)을 통해서 입사된 하나의 평행광이 두 개의 방향으로 갈라지도록, 제1 경사면(143')과 상기 제1 경사면과 대칭을 이루는 제2 경사면(143")을 가지는 톱니형 돌기(143)들이 평행하게 형성된다. 톱니형 돌기(143)들의 하부에서 톱니형 돌기의 제1 경사면(143')으로 입사되는 평행광은 제1 경사면에서 제1 경상면에 수직하게 출사되어 윈도우(150)의 제1 검출 영역(151)으로 유도되며, 톱니형 돌기의 제2 경사면으로 입사되는 평행광은 제2 경사면에서 제2 경사면에 수직하게 출사되어 윈도우(150)의 제2 검출 영역(152)으로 유도된다. The upper surface 142 of the second lens 140 is symmetrical with the first inclined surface 143' and the first inclined surface so that one parallel light incident through the lower incident surface 141 is split in two directions. The serrated protrusions 143 having the second inclined surface 143" are formed in parallel. The parallel light incident from the lower portions of the serrated protrusions 143 to the first inclined surface 143' of the serrated protrusion is the first inclined surface Is emitted perpendicularly to the first mirror image and is guided to the first detection region 151 of the window 150, and the parallel light incident on the second inclined surface of the serrated protrusion is emitted perpendicularly to the second inclined surface from the second inclined surface. And is guided to the second detection area 152 of the window 150.

제2 렌즈(140)에서 갈라져서 2개의 감지 영역으로 출사되는 광은 차량의 윈도우(150)를 통과한다. 윈도우(150)를 통과한 광은 유리(150)의 외부 표면에 위치하는 제1 검출 영역(151)이나 제2 검출 영역(152)에 빗물이 있을 경우 외부로 방출되고 반사되지 않게 된다. The light split from the second lens 140 and emitted to the two sensing areas passes through the window 150 of the vehicle. Light passing through the window 150 is emitted to the outside and is not reflected when rainwater exists in the first detection area 151 or the second detection area 152 located on the outer surface of the glass 150.

반면, 윈도우(150)를 통과한 광이 윈도우(150)의 외부 표면에 위치하는 제1 검출 영역(151)이나 제2 검출 영역(152)에 빗물이 있을 경우, 전반사에 의해서 내부로 반사된다.On the other hand, when there is rainwater in the first detection area 151 or the second detection area 152 located on the outer surface of the window 150, the light passing through the window 150 is reflected internally by total reflection.

제3 렌즈(160)는 두 개의 감지 영역에서 빗물에 의해서 각각 반사되는 반사광을 각각 독립적으로 수광할 수 있도록 발광 소자를 중심으로 서로 대향하여 배치된다. 빗물에 의해서 반사된 전반사광은 윈도우(150)에 밀착된 수광용 제3 렌즈(160)의 상부면으로 입사된다. 제3 렌즈(160)의 상부면에는 입사된 반사광이 수직 방향으로 굴절되어 평행하게 하면으로 출사되도록, 제3 렌즈(160)의 상부 표면에는 입사되는 반사광에 대향하는 경사면을 가지는 톱니형 돌기들이 평형하게 형성된다.The third lenses 160 are disposed to face each other around the light emitting element so that each reflected light reflected by rainwater in the two sensing regions can be independently received. Total reflection light reflected by rainwater is incident on the upper surface of the third lens 160 for light-receiving in close contact with the window 150. Serrated protrusions having an inclined surface opposite to the incident reflected light are balanced on the upper surface of the third lens 160 so that the reflected light incident on the upper surface of the third lens 160 is refracted in a vertical direction and emitted parallel to the lower surface. Is formed.

제4 렌즈(170)는 제3 렌즈(160)들의 하부에 각각 배치된다. 제3 렌즈(160)을 통과한 평행광이 제4 렌즈(170)를 통과하면서, 2개의 수광 소자(120)에 각각 집광되도록 상부면과 하부면이 둘다 볼록 렌즈형태를 가진다. The fourth lenses 170 are respectively disposed under the third lenses 160. Both the upper and lower surfaces have a convex lens shape so that the parallel light that has passed through the third lens 160 passes through the fourth lens 170 and is focused on the two light receiving elements 120, respectively.

수광 소자(120)들은 각각 제4 렌즈(170)의 광축에 각각 위치한다. 빗물에 의해서 전반사된 광이 입사될 경우, 입사된 광이 전기적 신호로 변환되어 방출되며, 광을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터가 사용된다. 전기적 신호를 증폭하기 위한 증폭 소자를 더 포함할 수 있다. The light-receiving elements 120 are respectively positioned on the optical axis of the fourth lens 170. When light totally reflected by rainwater is incident, the incident light is converted into an electrical signal and emitted, and a photodiode or a photo transistor that converts the light into an electrical signal is used. It may further include an amplifying element for amplifying the electrical signal.

100: 레인센서
110: 발광 소자
120: 수광 소자
130: 제1 렌즈
140: 제2 렌즈
150: 윈도우
160: 제3 렌즈
170: 제4 렌즈100: rain sensor
110: light-emitting element
120: light receiving element
130: first lens
140: second lens
150: Windows
160: third lens
170: fourth lens

Claims

One light-emitting element;
A first lens for converting the light of the light emitting device into parallel light;
A second lens attached to one surface of the window to divide and emit light that has passed through the first lens into two or more sensing regions spaced apart from each other located on the other surface of the window;
A plurality of third lenses each receiving total reflection light from two or more sensing regions;
A plurality of fourth lenses for condensing the light received by each of the third lenses to a light receiving element; And
Includes; a plurality of light-receiving elements for receiving light condensed through the plurality of fourth lenses,
Multi-sensing area rain sensor, characterized in that detecting the multi-sensing area.

The method of claim 1,
The first lens is a multi-sensing area rain sensor, characterized in that the biconvex lens.

The method of claim 1,
The second lens is a multi-sensing area rain sensor, characterized in that the serrated protrusions extend parallel to the upper surface.

The method of claim 1,
The third lens is a multi-sensing area rain sensor, characterized in that serrated protrusions having an inclined surface facing the sensing area are formed on a surface in contact with the window.

The method of claim 1,
The fourth lens is a multi-sensing area rain sensor, characterized in that the biconvex lens.

The method of claim 1,
Light emitted from the second lens to the detection area is transmitted through the third lens without being reflected when rainwater is present in the window, and is totally reflected by the third lens when there is no rainwater in the window.

Emitting light from one light emitting device;
Converting the light emitted from the light emitting device in parallel using the first lens;
Dividing and irradiating the collimated light emitted from the first lens into two or more sensing regions positioned on the outer surface of the window through the second lens;
Transmitting light when there is rainwater in the two or more sensing areas, and receiving light through two or more third lenses that are independently totally reflected and spaced apart from each other when there is no rain;
Condensing the reflected light independently received using a third lens to a light receiving element through a fourth lens; And
Converting the light received by the light receiving element into an electrical signal
Window rainwater measurement method of the multi-sensing area comprising a.

Irradiating light from one light-emitting device positioned on the inner surface of the window;
Dividing one light and irradiating it onto two or more sensing areas on an outer surface of the window;
In the case of rainwater in the two or more sensing areas, the transmitted light is transmitted, and in the absence of rainwater, the independently total reflected light is condensed by two or more light-receiving elements, respectively: and
Measuring rainwater using light condensed by the light receiving element
Rainwater measurement method of the multi-sensing area comprising a.