JP3111544B2 - 日射センサ - Google Patents
日射センサInfo
- Publication number
- JP3111544B2 JP3111544B2 JP27459291A JP27459291A JP3111544B2 JP 3111544 B2 JP3111544 B2 JP 3111544B2 JP 27459291 A JP27459291 A JP 27459291A JP 27459291 A JP27459291 A JP 27459291A JP 3111544 B2 JP3111544 B2 JP 3111544B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- solar radiation
- film
- pinhole
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は日射センサに関し、特に
ピンホールを通過した日射光の入射位置より日射高度を
知る日射センサに関する。
ピンホールを通過した日射光の入射位置より日射高度を
知る日射センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の空調制御を適正に行うためには日
射高度等を正確に検出する必要があり、例えば特開昭６
３−１４１８１６号公報には、複数のフォトダイオード
を設けて、各ダイオードからの出力信号を処理して日射
方位を検出するものが提案されている。
射高度等を正確に検出する必要があり、例えば特開昭６
３−１４１８１６号公報には、複数のフォトダイオード
を設けて、各ダイオードからの出力信号を処理して日射
方位を検出するものが提案されている。
【０００３】ところで、上記提案の日射センサでは、複
数のフォトダイオードを設けるために組付けの手間や設
置スペースを要するという問題がある。
数のフォトダイオードを設けるために組付けの手間や設
置スペースを要するという問題がある。
【０００４】本発明はかかる課題を解決するもので、コ
ンパクトな形状で精度良く日射高度を検出することがで
きる日射センサを提供するものである。
ンパクトな形状で精度良く日射高度を検出することがで
きる日射センサを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、ピンホール１１を形成した遮光膜１の後方所定位置
に、上記ピンホール１１を通過した日射光が入射する部
分の抵抗値が光強度に応じて低下する光導電性膜２を設
け、該光導電性膜２に設けた電極により日射光入射点の
座標を検出して日射高度を得る日射センサであって、上
記遮光膜１の厚さｄ2 を、その光透過率が１０％以下と
なる厚さ以上で、ピンホール１１の径をｄ1 として０．
１ｄ1 以下の厚さの範囲に設定したものである。
と、ピンホール１１を形成した遮光膜１の後方所定位置
に、上記ピンホール１１を通過した日射光が入射する部
分の抵抗値が光強度に応じて低下する光導電性膜２を設
け、該光導電性膜２に設けた電極により日射光入射点の
座標を検出して日射高度を得る日射センサであって、上
記遮光膜１の厚さｄ2 を、その光透過率が１０％以下と
なる厚さ以上で、ピンホール１１の径をｄ1 として０．
１ｄ1 以下の厚さの範囲に設定したものである。
【０００６】
【作用】上記構成において、遮光膜１の厚さが薄いと光
透過率が１０％を越え、遮光膜１を透過して入射する光
により光導電性膜２全体の抵抗値が低下して座標検出に
誤差を生じるが、光透過率が１０％以下となる厚さ以上
に設定することにより充分な精度で座標検出をなし、日
射高度を知ることができる。
透過率が１０％を越え、遮光膜１を透過して入射する光
により光導電性膜２全体の抵抗値が低下して座標検出に
誤差を生じるが、光透過率が１０％以下となる厚さ以上
に設定することにより充分な精度で座標検出をなし、日
射高度を知ることができる。
【０００７】一方、遮光膜１の厚さが余りに厚いと、特
に日射高度が低い場合にピンホール１１を経て入射する
日射光の一部がピンホール１１開口縁で遮蔽され、この
結果、座標検出に誤差を生じる。そこで、上記０．１ｄ
1 以下の膜厚ｄ2 とすることにより、充分な精度で座標
検出し、日射高度を知ることができる。
に日射高度が低い場合にピンホール１１を経て入射する
日射光の一部がピンホール１１開口縁で遮蔽され、この
結果、座標検出に誤差を生じる。そこで、上記０．１ｄ
1 以下の膜厚ｄ2 とすることにより、充分な精度で座標
検出し、日射高度を知ることができる。
【０００８】
【実施例】日射センサの概略構造を図１に示し、筒状に
成形した遮光用フレーム４内には平行透明ガラス基板３
が収納してある。上記ガラス基板３の上面にはＡｌの遮
光膜１が一定厚で形成してあり、遮光膜１の中心には２
mmφ程度のピンホール１１が設けてある。ガラス基板３
の下面には詳細を後述する光導電性膜２が一面に形成し
てあり、四角形をなす光導電性膜２とガラス基板３の間
にはＩＴＯ等の透明抵抗膜が形成してある（図略）。こ
の抵抗膜の対向辺にはそれぞれ電極膜が接触形成され
（図略）、これら電極膜よりリード線５１，５２，５
３，５４が下方へ延びている。
成形した遮光用フレーム４内には平行透明ガラス基板３
が収納してある。上記ガラス基板３の上面にはＡｌの遮
光膜１が一定厚で形成してあり、遮光膜１の中心には２
mmφ程度のピンホール１１が設けてある。ガラス基板３
の下面には詳細を後述する光導電性膜２が一面に形成し
てあり、四角形をなす光導電性膜２とガラス基板３の間
にはＩＴＯ等の透明抵抗膜が形成してある（図略）。こ
の抵抗膜の対向辺にはそれぞれ電極膜が接触形成され
（図略）、これら電極膜よりリード線５１，５２，５
３，５４が下方へ延びている。
【０００９】上記光導電性膜２の下面には一面に電極膜
が形成され（図略）、これよりリード線５５が延出して
いる。日射光は上記ピンホール１１を経て、スポット光
となって光導電性膜２上に入射する。
が形成され（図略）、これよりリード線５５が延出して
いる。日射光は上記ピンホール１１を経て、スポット光
となって光導電性膜２上に入射する。
【００１０】光導電性膜２の詳細を図２に示し、ガラス
基板３に直接形成された抵抗膜６上に微結晶シリコン
（μｃ−Ｓｉ）のｎ型半導体膜２１、非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）のｉ型半導体膜２２、非晶質シリコンカー
バイト（ａ−ＳｉＣ）のｐ型半導体膜２３およびｉ型半
導体膜２４、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｎ型半導
体膜２５をそれぞれ積層形成する。この場合の成膜条件
を表１に示す。
基板３に直接形成された抵抗膜６上に微結晶シリコン
（μｃ−Ｓｉ）のｎ型半導体膜２１、非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）のｉ型半導体膜２２、非晶質シリコンカー
バイト（ａ−ＳｉＣ）のｐ型半導体膜２３およびｉ型半
導体膜２４、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｎ型半導
体膜２５をそれぞれ積層形成する。この場合の成膜条件
を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】このように形成した光導電性膜２は、２個
のフォトダイオードを極性を逆にして直列接続したもの
となり、この間に電圧を印加しても通常は電流は流れ
ず、実質的に抵抗値は大きいが、光が入射するとその強
度に応じて光電流が流れて、実質的に抵抗値は小さくな
る。
のフォトダイオードを極性を逆にして直列接続したもの
となり、この間に電圧を印加しても通常は電流は流れ
ず、実質的に抵抗値は大きいが、光が入射するとその強
度に応じて光電流が流れて、実質的に抵抗値は小さくな
る。
【００１３】すなわち、例えばｘ方向で対向する電極膜
間にリード線５１，５２により電圧を印加し、この状態
でピンホール１１より図のＡ点にスポット光が入射する
と、この部分で光導電性膜２の抵抗値が小さくなってリ
ード線５５に上記Ａ点の位置に応じた電圧が現れる。し
かして、この電圧値よりスポット光入射点Ａのｘ座標が
知られる。また、ｘ方向と直交するｙ方向で対向する電
極膜間にリード線５３，５４により電圧を印加し、この
時上記リード線５５に現れる電圧を検出すれば、スポッ
ト光入射点Ａのｙ座標が知られる。ガラス基板３の屈折
率をｎ1 とし、その厚さをｔとすると、スポット光入射
点Ａのｘ座標、ｙ座標より式で日射高度θが算出され
る。
間にリード線５１，５２により電圧を印加し、この状態
でピンホール１１より図のＡ点にスポット光が入射する
と、この部分で光導電性膜２の抵抗値が小さくなってリ
ード線５５に上記Ａ点の位置に応じた電圧が現れる。し
かして、この電圧値よりスポット光入射点Ａのｘ座標が
知られる。また、ｘ方向と直交するｙ方向で対向する電
極膜間にリード線５３，５４により電圧を印加し、この
時上記リード線５５に現れる電圧を検出すれば、スポッ
ト光入射点Ａのｙ座標が知られる。ガラス基板３の屈折
率をｎ1 とし、その厚さをｔとすると、スポット光入射
点Ａのｘ座標、ｙ座標より式で日射高度θが算出され
る。
【００１４】
【数１】
【００１５】さて、ここで遮光膜１の膜厚ｄ2 が厚い
と、図３に示す如く、特に日射高度θが小さい場合にピ
ンホール１１を通過して光導電性膜２に入射するスポッ
ト光の一部が、ピンホール１１開口縁に遮られ、この結
果、入射領域の重心たる入射点位置が本来のＡ点よりＡ
´点に変動して、検出される日射高度θに誤差を生じ
る。
と、図３に示す如く、特に日射高度θが小さい場合にピ
ンホール１１を通過して光導電性膜２に入射するスポッ
ト光の一部が、ピンホール１１開口縁に遮られ、この結
果、入射領域の重心たる入射点位置が本来のＡ点よりＡ
´点に変動して、検出される日射高度θに誤差を生じ
る。
【００１６】ここで、ピンホール径をｄ1 として、検出
される日射高度がｄ2 ／ｄ1 の値により本来の日射高度
からどの程度ずれるかを図４に示す。高度の検出精度
は、空調制御を適正に行うには高度２０°で±２０°以
下とする必要があり、この精度を実現するためには図よ
りｄ2 ／ｄ1 ＜０．１すなわちｄ2 ＜０．１ｄ1 とす
る。
される日射高度がｄ2 ／ｄ1 の値により本来の日射高度
からどの程度ずれるかを図４に示す。高度の検出精度
は、空調制御を適正に行うには高度２０°で±２０°以
下とする必要があり、この精度を実現するためには図よ
りｄ2 ／ｄ1 ＜０．１すなわちｄ2 ＜０．１ｄ1 とす
る。
【００１７】一方、膜厚ｄ2 を余りに薄くすると、遮光
性能が低下して上記リード線に現れる電圧に誤差を生じ
る。すなわち、ピンホールを通過したスポット光によっ
て流れる電流をＩph、遮光膜を透過する光によって流れ
る電流をＩd とし、リード線５１，５２間に印加する電
圧をＶin、スポット光入射点Ａに対応する本来の出力電
圧をＶ（ｘ）とすると、実際に得られる出力電圧Ｖout
は式で表される。
性能が低下して上記リード線に現れる電圧に誤差を生じ
る。すなわち、ピンホールを通過したスポット光によっ
て流れる電流をＩph、遮光膜を透過する光によって流れ
る電流をＩd とし、リード線５１，５２間に印加する電
圧をＶin、スポット光入射点Ａに対応する本来の出力電
圧をＶ（ｘ）とすると、実際に得られる出力電圧Ｖout
は式で表される。
【００１８】
【数２】
【００１９】センサで使用する実際の出力電圧Ｖ（ｘ）
の範囲を０．２Ｖin≦Ｖ（ｘ）≦０．８Ｖinとすると、
Ｖout の検出精度を±５％以内にするには上記式よ
り、 Ｉph／Ｉd ＞１０・Ｖin／Ｖ（ｘ）−２１≒３０ とする必要があり、図５によれば上記条件を満足するに
は遮光膜の光透過率を１０％以下に抑える必要がある。
しかして、膜厚ｄ2 は光透過率を１０％以下とする厚さ
を確保しなければならない。
の範囲を０．２Ｖin≦Ｖ（ｘ）≦０．８Ｖinとすると、
Ｖout の検出精度を±５％以内にするには上記式よ
り、 Ｉph／Ｉd ＞１０・Ｖin／Ｖ（ｘ）−２１≒３０ とする必要があり、図５によれば上記条件を満足するに
は遮光膜の光透過率を１０％以下に抑える必要がある。
しかして、膜厚ｄ2 は光透過率を１０％以下とする厚さ
を確保しなければならない。
【００２０】上記実施例の如く遮光膜１を反射率の高い
Ａｌ材料の一層で制作すると、使用時にガラス基板３内
で光散乱を生じることがある。そこで、この散乱を防止
するために、図６に示す如く、遮光膜１を反射率の大き
い材料による層１２と反射率の小さい材料による層１３
の二層より構成する。
Ａｌ材料の一層で制作すると、使用時にガラス基板３内
で光散乱を生じることがある。そこで、この散乱を防止
するために、図６に示す如く、遮光膜１を反射率の大き
い材料による層１２と反射率の小さい材料による層１３
の二層より構成する。
【００２１】また、Ａｌ製の遮光膜１を保護するため、
図７に示す如く、その表面を樹脂膜７で覆っても良い。
図７に示す如く、その表面を樹脂膜７で覆っても良い。
【００２２】
【発明の効果】以上の如く、本発明の日射センサによれ
ば、遮光膜を適正な厚さに設定するから、日射高度等を
検出する際の誤差を充分小さくすることができる。
ば、遮光膜を適正な厚さに設定するから、日射高度等を
検出する際の誤差を充分小さくすることができる。
【図１】日射センサの概略断面図である。
【図２】光導電性膜の構成を示す断面図である。
【図３】日射センサの概略断面図である。
【図４】検出される日射高度の誤差を示すグラフであ
る。
る。
【図５】光透過率と光電流の関係を示すグラフである。
【図６】遮光膜の他の例を示す断面図である。
【図７】遮光膜のさらに他の例を示す断面図である。
１ 遮光膜 １１ ピンホール ２ 光導電性膜 Ａ スポット光入射点（日射光入射点）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花木 健一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−228116（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−66962（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/00 - 31/16 G01J 1/02 G01S 3/782 G01C 1/00 B60H 1/00 101
Claims (1)
- 【請求項１】 ピンホールを形成した遮光膜の後方所定
位置に、上記ピンホールを通過した日射光が入射する部
分の抵抗値が光強度に応じて低下する光導電性膜を設
け、該光導電性膜に設けた電極により日射光入射点の座
標を検出して日射高度を得る日射センサであって、上記
遮光膜の厚さを、その光透過率が１０％以下となる厚さ
以上で、ピンホールの径をｄ１として０．１ｄ1 以下の
厚さの範囲に設定したことを特徴とする日射センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27459291A JP3111544B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 日射センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27459291A JP3111544B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 日射センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590632A JPH0590632A (ja) | 1993-04-09 |
| JP3111544B2 true JP3111544B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=17543891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27459291A Expired - Fee Related JP3111544B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 日射センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3111544B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110108674A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-09 | 电子科技大学中山学院 | 一种气雾霾在线监测装置及方法 |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP27459291A patent/JP3111544B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0590632A (ja) | 1993-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0625692B2 (en) | Pyrheliometric sensor | |
| JPH06123654A (ja) | 日射センサ | |
| JP3003479B2 (ja) | 日射センサ | |
| JP3111544B2 (ja) | 日射センサ | |
| EP0613183B1 (en) | Optical sensor and method of its manufacture | |
| US6495814B1 (en) | Photo sensor with signal processing circuit | |
| JP2008039417A (ja) | 車載用光検出装置 | |
| JPH0677526A (ja) | 樹脂封止形光電変換装置及びその製造方法 | |
| US6023063A (en) | Infrared detector with reduced optical signature | |
| JPH0763512A (ja) | 光位置検出装置 | |
| US11777442B1 (en) | Polyhedron device for sensing light rays | |
| JP2890706B2 (ja) | 自動車用日射センサ | |
| US20230194338A1 (en) | Device and method for detecting a light irradiating angle | |
| JP3531283B2 (ja) | 日射センサ | |
| JP3469061B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP3114368B2 (ja) | 車両空調用日射センサ | |
| JPS63137319A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH07120314A (ja) | 日射センサ | |
| JP3123172B2 (ja) | 光の位置と強さを検出する装置 | |
| JPH0669533A (ja) | 光照射角検出装置 | |
| JP2572754Y2 (ja) | 自動車用空気調和装置の二方位日射検出センサ | |
| JPH0677524A (ja) | 日射光光電変換装置 | |
| JP2596419B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH0666632A (ja) | 光強度検出装置 | |
| JPS63137320A (ja) | 位置検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |