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KR102301660B1 - 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템 - Google Patents

윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템 Download PDF

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KR102301660B1
KR102301660B1 KR1020210009519A KR20210009519A KR102301660B1 KR 102301660 B1 KR102301660 B1 KR 102301660B1 KR 1020210009519 A KR1020210009519 A KR 1020210009519A KR 20210009519 A KR20210009519 A KR 20210009519A KR 102301660 B1 KR102301660 B1 KR 102301660B1
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KR
South Korea
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window
frame
sensor
camera
cleaning system
Prior art date
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Active
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KR1020210009519A
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English (en)
Inventor
이정구
Original Assignee
디와이오토 주식회사
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Publication date
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Priority to US17/546,014 priority patent/US20220234547A1/en
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Abstract

본 발명에 따른 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템은, 내부에 공간이 구비된 프레임; 상기 프레임의 내부에 고정된 카메라 또는 센서; 상기 카메라 또는 센서의 전방에 배치되며 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 설치된 투명한 윈도우; 및 상기 프레임에 고정되며, 상기 윈도우에 슬라이딩 접촉되도록 설치된 와이퍼 블레이드;를 포함하며, 상기 윈도우는 상기 프레임에 고정된 모터에 의해 회전되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템{Sensor cleaning system with rotating window}
본 발명은 자율주행 차량 등에 사용되는 카메라나 센서의 전방 투명창의 이물질을 신속하고 효과적으로 제거하는 센서 클리닝 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자율주행 기능이 포함된 차량에는 필수적으로 하나 이상의 카메라나 차량의 전방이나 후방에 위치하는 물체와의 거리를 측정하기 위한 센서가 설치된다. 이러한 카메라나 센서는 차량의 실외에 설치되는 경우가 빈번하다. 예컨대, 차량의 전방 상황을 촬영하는 카메라나 센서는 범퍼나 라디에이터 그릴에 설치될 수 있다. 그런데, 차량의 실외에 설치되는 카메라나 센서는 비, 눈, 먼지 등에 의해 쉽게 오염될 수 있다. 이에 따라 차량 실외에 설치되는 카메라나 센서 장치에는 이물질을 제거하기 위한 클리닝 시스템이 설치된다. 이와 같은 클리닝 시스템의 일 예가 대한민국 공개특허 제10-2019-0021644호에 개시되어 있다. 그런데, 상기 공개특허와 같은 구조는 렌즈나 유리의 표면을 닦기 위해 와이퍼 블레이드가 설치되며, 와이퍼 블레이드는 모터에 의해 좌우 왕복 운동을 하도록 구성된다. 이와 같은 구조의 클리닝 시스템은 카메라나 센서 장치의 앞을 블레이드가 지나가게 되는 구조이므로 카메라나 센서의 작동시 센싱 오류를 일으킬 수 있는 문제점이 있다. 또한, 상기 공개특허와 같은 구조는 외부에서 기구적으로 움직이는 블레이드 구조이기 때문에 예기치 않은 충격에 의해 와이퍼 시스템이 훼손될 수 있는 문제점이 있다.
(001) KR10-2019-0021644 A (2019.03.06)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 차량의 실외에 설치되는 카메라나 센서의 클리닝 시스템의 구조를 개선함으로써 클리닝 과정에서 카메라나 센서의 오작동을 방지하고, 클리닝 구성 요소가 외부로 돌출되지 않아 조립성이 향상되고 내구성도 향상된 클리닝 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 회전형 클리닝 시스템은, 내부에 공간이 구비된 프레임;
상기 프레임의 내부에 고정된 카메라 또는 센서;
상기 카메라 또는 센서의 전방에 배치되며 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 설치된 투명한 윈도우; 및
상기 프레임에 고정되며, 상기 윈도우에 슬라이딩 접촉되도록 설치된 와이퍼 블레이드;를 포함하며,
상기 윈도우는 상기 프레임에 고정된 모터에 의해 회전되도록 구성된 점에 특징이 있다.
상기 윈도우는 원판 형태로 구성되며,
상기 윈도우는 상기 프레임에 고정된 윈도우 가이드 하우징에 회전 가능하게 설치된 것이 바람직하다.
상기 윈도우 가이드 하우징은,
원통형태의 외주면을 따라 돌출 형성되며 상기 프레임에 형성된 제1방수 홈에 결합된 제1방수벽; 및
상기 윈도우의 테두리부를 감싸도록 형성된 제2방수벽;을 포함한 것이 바람직하다.
상기 윈도우의 하방에 배치되며, 상기 윈도우의 전면에 접촉된 수분을 상기 프레임의 하방으로 배출하는 드레인 홀이 구비된 것이 바람직하다.
상기 프레임의 상부에 배치되며 상기 윈도우의 전면을 향해 워셔액을 분사하는 분사 노즐이 구비된 것이 바람직하다.
상기 프레임은,
전후방이 개방된 몸체;
상기 몸체의 개방된 전방부를 덮도록 조립되며, 상기 카메라나 센서와 대응되는 위치에 형성된 관측공이 구비된 전방 캡; 및
상기 몸체의 개방된 후방부를 덮도록 조립되며, 상기 카메라나 센서에 전기적으로 연결되는 커넥터 설치공이 구비된 후방 캡;을 포함한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 센서 클리닝 시스템은, 와이퍼 블레이드가 고정된 상태로 유지되고, 와이퍼 블레이드와 접촉된 투명 윈도우가 모터에 의해 회전되도록 구성됨으로써 자율 주행 차량의 실외에 적용되는 카메라나 센서 장치의 작동 과정에서 와이퍼 블레이드가 카메라나 센서 장치의 작동 오류를 일으키지 않으므로 장치의 안정적인 작동 성능을 보장할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 센서 클리닝 시스템은 와이퍼 블레이드가 회전하지 않고 고정된 구조이므로 구조가 간단하고 부피를 작게 구성할 수 있으므로 패키지 조립성과 내구성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서 클리닝 시스템이 포함된 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치를 다른 방향에서 본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 장치의 분리 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 절단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 장치에서 전면 캡이 제거된 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 장치에서 후면 캡이 제거된 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 Ⅶ - Ⅶ 선 절단면도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서 클리닝 시스템이 포함된 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 장치를 다른 방향에서 본 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 장치의 분리 사시도이다. 도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 절단면도이다. 도 5는 도 1에 도시된 장치에서 전면 캡이 제거된 상태를 보여주는 도면이다. 도 6은 도 1에 도시된 장치에서 후면 캡이 제거된 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 Ⅶ - Ⅶ 선 절단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템(10)은, 프레임(20)과, 카메라(30)와, 윈도우(40)와, 와이퍼 블레이드(50)와, 윈도우 가이드 하우징(60)과, 제1방수벽(64)과, 제2방수벽(65)과, 드레인 홀(26)과, 분사 노즐(28)을 포함한다.
상기 프레임(20)은 내부에 공간이 구비된 구조물이다.
상기 프레임(20)은 몸체(21)와, 전방 캡(22)과, 후방 캡(23)을 포함한다.
상기 몸체(21)는 전방과 후방이 개방된 구조물이다. 상기 몸체(21)는 상부 몸체(211)와 하부 몸체(212)가 결합되어 구성될 수 있다. 상기 상부 몸체(211)에는 후술하는 모터(45)가 고정 설치될 수 있는 지지 구조물이 구비된다. 상기 지지 구조물을 상기 상부 몸체(211)의 천장에서 하방으로 연장된 외팔보 형상의 구조물일 수 있다.
상기 하부 몸체(212)에는 후술하는 카메라(30)가 설치될 수 있는 구조가 구비된다. 상기 상부 몸체(211)와 상기 하부 몸체(212)는 스크루에 의해 결합되거나 접착 또는 열융착에 의해 결합될 수 있다.
상기 전방 캡(22)은 상기 몸체(21)의 개방된 전방부를 덮도록 상기 몸체(21)에 조립된다. 상기 전방 캡(22)은 예컨대 스크루와 같은 수단에 의해 상기 몸체(21)에 고정될 수 있다. 상기 전방 캡(22)에는 관측공(222)이 구비된다. 상기 관측공(222)은 카메라(30)의 렌즈나 센서와 대응되는 위치에 구비된다.
상기 후방 캡(23)은 상기 몸체(21)의 개방된 후방부를 덮도록 상기 몸체(21)에 조립된다. 상기 후방 캡(23)은 예컨대 스크루와 같은 수단에 의해 상기 몸체(21)에 고정될 수 있다. 상기 후방 캡(23)에는 커넥터 설치공(232)이 구비된다. 상기 커넥터 설치공(232)은 카메라(30)나 센서에 전기적으로 연결되는 커넥터(34)가 설치된다. 상기 후방 캡(23)에는 호스(234)가 관통하는 호스 설치공(236)이 구비될 수 있다. 상기 호스(234)는 워셔액을 분사하는 분사 노즐(28)에 워셔액을 공급하는 통로다.
상기 카메라(30)는 상기 프레임(20)의 내부에 고정된다. 상기 카메라(30) 대신에 다른 광 센서가 설치될 수도 있다. 상기 광 센서는 빛에 의해 주변 지형지물과의 거리를 측정하는 센서가 채용될 수 있다. 상기 카메라(30)는 상기 하부 몸체(212)의 내부 바닥면에 형성된 리브 형태의 구조물에 설치될 수 있다.
상기 윈도우(40)는 투명한 유리가 채용될 수 있다. 상기 윈도우는 외측 테두리가 원형인 원판 형태의 유리가 채용되는 것이 바람직하다. 상기 윈도우(40)의 중앙에는 모터(45)의 회전축과 연결될 수 있는 보강 구조물이 부가될 수 있다. 상기 윈도우(40)의 회전 중심과 상기 모터(45)의 회전축은 동축상에 배치된다. 상기 윈도우(40)는 상기 카메라(30) 또는 센서의 전방에 배치된다. 상기 윈도우(40)는 상기 프레임(20)에 대해 회전 가능하게 설치된다.
상기 와이퍼 블레이드(50)는 상기 프레임(20)에 고정된다. 예컨대 상기 와이퍼 블레이드(50)는 상기 전방 캡(22)의 내면에 구비된 와이퍼 설치부(225)에 교체 가능하게 설치될 수 있다. 상기 와이퍼 블레이드(50)는 블레이드 홀더(52)가 상기 와이퍼 설치부(225)의 일정한 위치에 고정되도록 설치된다. 상기 와이퍼 블레이드(50)를 구성하는 러버는 블레이드 홀더(52)에 교체 가능하게 구성된다. 상기 와이퍼 블레이드(50)는 상기 윈도우(40)에 슬라이딩 접촉되도록 설치된다. 더 구체적으로 상기 와이퍼 블레이드(50)는 상기 윈도우(40)의 전방 표면에 접촉되도록 설치된다. 상기 윈도우(40)는 상기 프레임(20)에 고정된 모터(45)에 의해 회전되도록 구성된다.
더 구체적으로 상기 모터(45)는 상기 몸체(21)의 내부에 고정 설치된다. 상기 모터(45)의 회전축은 상기 윈도우(40)의 중심부에 고정된다. 이에 따라 상기 모터(45)의 회전축이 회전하면 상기 윈도우(40)가 회전한다. 상기 윈도우(40)가 회전함에 따라 상기 와이퍼 블레이드(50)와 슬라이딩 접촉됨으로써 상기 윈도우(40) 표면에 묻은 이물질이 제거된다.
상기 윈도우 가이드 하우징(60)은 상기 프레임(20)에 고정된다. 상기 윈도우 가이드 하우징(60)은 전체적으로 원통 형태의 구조물이다. 상기 윈도우(40)는 상기 윈도우 가이드 하우징(60)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 윈도우 가이드 하우징(60)은 상부 하우징(61)과 하부 하우징(62)이 결합하여 구성될 수 있다. 상기 상부 하우징(61)과 상기 하부 하우징(62)은 스크루에 의해 서로 고정될 수 있다.
상기 윈도우 가이드 하우징(60)은 제1방수벽(64)과 제2방수벽(65)을 구비한다.
상기 제1방수벽(64)은 상기 윈도우 가이드 하우징(60)의 원통 형태의 외주면을 따라 레일 형태로 돌출된 구조물이다. 상기 제1방수벽은 상기 윈도우 가이드 하우징(60)의 외주면을 따라 상기 모터(45)나 상기 카메라(30) 쪽으로 먼지나 수분과 같은 이물질이 유입되는 것을 차단하는 역할을 수행한다. 상기 제1방수벽(64)은 상기 프레임(20)을 구성하는 몸체(21)에 형성된 제1방수 홈(24)에 결합됨으로써 방수 기능이 배가된다.
상기 제2방수벽(65)은 상기 윈도우 가이드 하우징(60)의 내주면을 따라 레일 형태로 돌출된 구조물이다. 상기 제2방수벽(65)은 상기 윈도우(40)의 외측 테두리부를 감싸도록 제2방수 홈(66)을 구비한다. 상기 윈도우(40)의 외측 테두리부는 상기 제2방수 홈(66)에 수용된 상태에서 회전함으로써 상기 윈도우(40)와 상기 윈도우 가이드 하우징(60) 간 틈새를 통해 수분이나 이물질이 유입되는 것을 방해함으로써 방수효과를 구현한다. 상기 윈도우(40)는 상기 윈도우 가이드 하우징(60)에 대해 회전 가능하게 설치되므로 상기 윈도우(40)와 상기 제2방수 홈(66) 사이에는 미세한 간격이 존재한다. 그럼에도 불구하고 상기 제2방수벽(65)는 상기 윈도우(40)에 수직인 방향으로 이물질이 침투할 경우 그 이물질의 진로를 차단함으로써 방수효과가 구현될 수 있다.
상기 드레인 홀(26)은 상기 윈도우(40)의 하방에 배치된다. 상기 드레인 홀(26)은 상기 윈도우(40)의 전면에 접촉된 수분을 상기 프레임(20) 하방으로 배출하는 역할을 수행하는 구멍이다.
상기 분사 노즐(28)은 상기 프레임(20)의 상부에 배치된다. 상기 분사 노즐(28)은 상기 윈도우(40)의 전면을 향해 워셔액을 분사하는 장치다. 상기 분사 노즐(28)은 외부로부터 호스(234)를 통해 워셔액을 공급 받을 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템(10)의 작용 효과를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 카메라(30)의 렌즈 전방에 배치된 윈도우(40)가 이물질에 의해 오염된 경우 상기 모터(45)에 전기 신호가 인가된다. 이에 따라 상기 모터(45)가 작동한다. 상기 모터(45)가 작동함에 따라 모터(45)의 회전축이 회전한다. 이에 따라 상기 윈도우(40)가 상기 모터(45)의 회전축과 일체로 회전한다. 상기 윈도우(40)가 회전함에 따라 상기 몸체(21)에 고정된 와이퍼 블레이드(50)에 슬라이딩 접촉됨으로써 상기 윈도우(40)에 묻은 이물질이 제거된다.
이와 같이 본 발명에 따른 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템은 와이퍼 블레이드가 회전하지 않고 윈도우가 회전하도록 구성된 점에 특징이 있다. 윈도우가 회전하도록 구성됨으로써 와이퍼 블레이드를 움직이도록 구성된 경우에 비하여 구조적으로 와이퍼 블레이드가 카메라나 센서의 앞을 가리지 않으므로 카메라나 센서의 작동 성능을 방해하지 않는 효과를 제공한다. 또한, 전방 커버 내측에 와이퍼 블레이드를 설치할 수 있으므로 외부로 돌출된 구조가 없다. 이에 따라 조립 과정이나 작동 과정에서 예기치 않은 외부 충격에 의해 와이퍼가 훼손되지 않는 장점이 있다. 이에 따라 종래 와이퍼 시스템에 비하여 내구성이 향상되는 효과를 제공한다. 또한, 와이퍼 블레이드가 외부로 돌출되지 않으므로 패키지 공간을 적게 차지하므로 조립성이 향상된다.
본 발명에 따른 센서 클리닝 시스템은, 와이퍼 블레이드가 고정된 상태로 유지되고, 와이퍼 블레이드와 접촉된 투명 윈도우가 모터에 의해 회전되도록 구성됨으로써 자율 주행 차량의 실외에 적용되는 카메라나 센서 장치의 작동 과정에서 와이퍼 블레이드가 카메라나 센서 장치의 작동 오류를 일으키지 않으므로 장치의 안정적인 작동 성능을 보장할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 센서 클리닝 시스템은 와이퍼 블레이드가 회전하지 않고 고정된 구조이므로 구조가 간단하고 부피를 작게 구성할 수 있으므로 패키지 조립성과 내구성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 명백하다.
10 : 센서 클리닝 시스템
20 : 프레임
21 : 몸체
22 : 전방 캡
23 : 후방 캡
24 : 제1방수 홈
26 : 드레인 홀
28 : 분사 노즐
30 : 카메라(센서)
34 : 커넥터
40 : 윈도우
45 : 모터
50 : 와이퍼 블레이드
52 : 블레이드 홀더
60 : 윈도우 가이드 하우징
61 : 상부 하우징
62 : 하부 하우징
64 : 제1방수벽
65 : 제2방수벽
66 : 제2방수 홈
211 : 상부 몸체
212 : 하부 몸체
222 : 관측공
225 : 와이퍼 설치부
232 : 커넥터 설치공
234 : 호스
236 : 호스 설치공

Claims (6)

  1. 내부에 공간이 구비된 프레임;
    상기 프레임의 내부에 고정된 카메라 또는 센서;
    상기 카메라 또는 센서의 전방에 배치되며 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 설치된 투명한 윈도우; 및
    상기 프레임에 고정되며, 상기 윈도우에 슬라이딩 접촉되도록 설치된 와이퍼 블레이드;를 포함하며,
    상기 윈도우는 상기 프레임에 고정된 모터에 의해 회전되도록 구성되며,
    상기 윈도우는 원판 형태로 구성되며,
    상기 윈도우는 상기 프레임에 고정된 윈도우 가이드 하우징에 회전 가능하게 설치되며,
    상기 윈도우 가이드 하우징은,
    원통형태의 외주면을 따라 돌출 형성되며 상기 프레임에 형성된 제1방수 홈에 결합된 제1방수벽을 포함하며,
    상기 윈도우의 중앙에는 상기 모터의 회전축과 연결될 수 있는 보강 구조물이 부가된 것을 특징으로 하는 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 가이드 하우징은,
    상기 윈도우의 테두리부를 감싸도록 형성된 제2방수벽;을 포함한 것을 특징으로 하는 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우의 하방에 배치되며, 상기 윈도우의 전면에 접촉된 수분을 상기 프레임의 하방으로 배출하는 드레인 홀이 구비된 것을 특징으로 하는 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프레임의 상부에 배치되며 상기 윈도우의 전면을 향해 워셔액을 분사하는 분사 노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은,
    전후방이 개방된 몸체;
    상기 몸체의 개방된 전방부를 덮도록 조립되며, 상기 카메라나 센서와 대응되는 위치에 형성된 관측공이 구비된 전방 캡; 및
    상기 몸체의 개방된 후방부를 덮도록 조립되며, 상기 카메라나 센서에 전기적으로 연결되는 커넥터 설치공이 구비된 후방 캡;을 포함한 것을 특징으로 하는 윈도우 회전형 센서 클리닝 시스템.
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