JP3424071B2 - 日射センサ - Google Patents
日射センサInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽光の到達量を検
知する日射センサに関するものであり、詳細には自動車
の空調装置における温度制御のように、外気温に加えて
乗員に対する太陽光の直射の状態に応じて温度制御を行
うことが望まれる時に用いられる日射センサに関するも
のである。
知する日射センサに関するものであり、詳細には自動車
の空調装置における温度制御のように、外気温に加えて
乗員に対する太陽光の直射の状態に応じて温度制御を行
うことが望まれる時に用いられる日射センサに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】まず、自動車の空調装置用として用いら
れる日射センサに要求される特性について説明を行う
と、太陽が真上にある状態では乗員はルーフで直射日光
を遮られるので輻射熱の影響をそれほど受けず、温度制
御は車室内の気温を設定温度に制御するのみで行えば良
いものとなる。
れる日射センサに要求される特性について説明を行う
と、太陽が真上にある状態では乗員はルーフで直射日光
を遮られるので輻射熱の影響をそれほど受けず、温度制
御は車室内の気温を設定温度に制御するのみで行えば良
いものとなる。
【０００３】ところが、太陽が傾いている状態では乗員
は窓から入り込む直射日光にさらされて輻射熱を受ける
ものとなり、車室内の気温以上に暑さを感じるものとな
るので、その日射量に応じて車室内の気温を設定温度か
ら適宜に下げることが望まれ、従って日射センサとして
は、乗員の受ける輻射熱の量に比例する検出特性が望ま
れるものとなる。
は窓から入り込む直射日光にさらされて輻射熱を受ける
ものとなり、車室内の気温以上に暑さを感じるものとな
るので、その日射量に応じて車室内の気温を設定温度か
ら適宜に下げることが望まれ、従って日射センサとして
は、乗員の受ける輻射熱の量に比例する検出特性が望ま
れるものとなる。
【０００４】上記の特性を有する従来のこの種の日射セ
ンサ９０の例としては、例えば図１０に示すように構成
されており、受光素子９１の上方に受光素子９１の受光
面の中心と光軸Ｚとが略一致するように受光レンズ９２
が配設されていて、自動車のダッシュボード上などに設
置される。この受光レンズ９２には内面に円錐レンズ部
９２ａ、凹レンズ部９２ｂ、凸レンズ部９２ｃが形成さ
れていて、円錐レンズ部９２ａは真上からの光を遮蔽し
て斜めからの光を透過し、凹レンズ部９２ｂは斜めから
水平面の光を受光面に導き、凸レンズ部９２ｃは所定の
範囲の斜め光を受光面に導くようにそれぞれ構成されて
いる。これによって図１１に示すように、車体のルーフ
によって太陽の直射光が遮られる９０度前後の出力を抑
え、太陽の直射光の入射が多い３０度前後の出力を上げ
ることにより、日射センサの出力特性を乗員の窓から入
る太陽光による暑さ感に近似させるように補っている。
ンサ９０の例としては、例えば図１０に示すように構成
されており、受光素子９１の上方に受光素子９１の受光
面の中心と光軸Ｚとが略一致するように受光レンズ９２
が配設されていて、自動車のダッシュボード上などに設
置される。この受光レンズ９２には内面に円錐レンズ部
９２ａ、凹レンズ部９２ｂ、凸レンズ部９２ｃが形成さ
れていて、円錐レンズ部９２ａは真上からの光を遮蔽し
て斜めからの光を透過し、凹レンズ部９２ｂは斜めから
水平面の光を受光面に導き、凸レンズ部９２ｃは所定の
範囲の斜め光を受光面に導くようにそれぞれ構成されて
いる。これによって図１１に示すように、車体のルーフ
によって太陽の直射光が遮られる９０度前後の出力を抑
え、太陽の直射光の入射が多い３０度前後の出力を上げ
ることにより、日射センサの出力特性を乗員の窓から入
る太陽光による暑さ感に近似させるように補っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の日射センサ９０の場合、日射量の検出のみしか
行っておらず、太陽光の高度や方位までを検出すること
はできない。そのため太陽光が射し込んでくる高さや方
向によって運転席側、助手席側、後部座席側等で日射量
に差がある場合でも同様の空調制御しかできないといっ
た問題点を生じ、この点の解決が課題とされるものとな
っている。
た従来の日射センサ９０の場合、日射量の検出のみしか
行っておらず、太陽光の高度や方位までを検出すること
はできない。そのため太陽光が射し込んでくる高さや方
向によって運転席側、助手席側、後部座席側等で日射量
に差がある場合でも同様の空調制御しかできないといっ
た問題点を生じ、この点の解決が課題とされるものとな
っている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来の
課題を解決するための具体的手段として、受光面が少な
くとも４つの偶数の受光領域に分割され且つ各受光領域
からそれぞれに入射する日射量に応じた検出信号を出力
する受光素子と、該受光素子の受光面と所定の間隔を空
けて対向配設された受光レンズと、前記各受光領域それ
ぞれの検出信号から日射量、日射高度、日射方位等の日
射状態を演算する日射状態演算手段とを備え、前記受光
レンズは、光軸がレンズの略中心を通ると共に前記受光
素子の受光面の中心でなお且つ受光面を各受光領域に分
割する分割線の交点を通っていて、日射側の略凸球面状
の第一面と、受光素子側の前記第一面より曲率半径の小
さい略凹球面状の第二面とからなり、前記日射状態演算
手段の日射高度の演算は、前記受光領域の検出信号のう
ち最大もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号
Ｓと、該検出信号Ｓを出力する受光領域の略対角に位置
する受光領域の検出信号Ｔとの出力比Ｔ／Ｓを用いて行
ない、前記日射状態演算手段の日射方位の演算は、前記
検出信号のうち最大もしくは最小の検出信号Ｓを選択
し、該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力する受光領域
の左右両側に隣接する受光領域の検出信号Ｕ、Ｖとによ
ってＵ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、この算出結果を用いて行
なうことを特徴とする日射センサを提供することで課題
を解決するものである。。 もう一つの発明は、受光領域
が隣接して設けられてそれぞれに入射する日射量に応じ
た検出信号を出力する少なくとも４つの偶数の受光素子
と、これら受光素子全体を覆うように所定の間隔を空け
て対向配設された１つの受光レンズと、前記各受光素子
それぞれの検出信号から日射量、日射高度、日射方位等
の日射状態を演算する日射状態演算手段とを備え、前記
受光レンズは、光軸がレンズの略中心を通ると共に前記
複数の受光素子の受光領域が隣接して形成された受光面
全体の中心でなお且つ各受光素子の境界線の交点を通っ
ていて、日射側の略凸球面状の第一面と、受光素子側の
前記第一面より曲率半径の小さい略凹球面状の第二面と
からなり、前記日射状態演算手段の日射高度の演算は、
前記受光領域の検出信号のうち最大もしくは最小の検出
信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力
する受光領域の略対角に位置する受光領域の検出信号Ｔ
との出力比Ｔ／ Ｓを用いて行ない、前記日射状態演算手
段の日射方位の演算は、前記検出信号のうち最大もしく
は最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出
信号Ｓを出力する受光領域の左右両側に隣接する受光領
域の検出信号Ｕ、ＶとによってＵ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出
し、この算出結果を用いて行なうことを特徴とする日射
センサであり、この日射センサを提供することで課題を
解決するものである。
課題を解決するための具体的手段として、受光面が少な
くとも４つの偶数の受光領域に分割され且つ各受光領域
からそれぞれに入射する日射量に応じた検出信号を出力
する受光素子と、該受光素子の受光面と所定の間隔を空
けて対向配設された受光レンズと、前記各受光領域それ
ぞれの検出信号から日射量、日射高度、日射方位等の日
射状態を演算する日射状態演算手段とを備え、前記受光
レンズは、光軸がレンズの略中心を通ると共に前記受光
素子の受光面の中心でなお且つ受光面を各受光領域に分
割する分割線の交点を通っていて、日射側の略凸球面状
の第一面と、受光素子側の前記第一面より曲率半径の小
さい略凹球面状の第二面とからなり、前記日射状態演算
手段の日射高度の演算は、前記受光領域の検出信号のう
ち最大もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号
Ｓと、該検出信号Ｓを出力する受光領域の略対角に位置
する受光領域の検出信号Ｔとの出力比Ｔ／Ｓを用いて行
ない、前記日射状態演算手段の日射方位の演算は、前記
検出信号のうち最大もしくは最小の検出信号Ｓを選択
し、該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力する受光領域
の左右両側に隣接する受光領域の検出信号Ｕ、Ｖとによ
ってＵ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、この算出結果を用いて行
なうことを特徴とする日射センサを提供することで課題
を解決するものである。。 もう一つの発明は、受光領域
が隣接して設けられてそれぞれに入射する日射量に応じ
た検出信号を出力する少なくとも４つの偶数の受光素子
と、これら受光素子全体を覆うように所定の間隔を空け
て対向配設された１つの受光レンズと、前記各受光素子
それぞれの検出信号から日射量、日射高度、日射方位等
の日射状態を演算する日射状態演算手段とを備え、前記
受光レンズは、光軸がレンズの略中心を通ると共に前記
複数の受光素子の受光領域が隣接して形成された受光面
全体の中心でなお且つ各受光素子の境界線の交点を通っ
ていて、日射側の略凸球面状の第一面と、受光素子側の
前記第一面より曲率半径の小さい略凹球面状の第二面と
からなり、前記日射状態演算手段の日射高度の演算は、
前記受光領域の検出信号のうち最大もしくは最小の検出
信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力
する受光領域の略対角に位置する受光領域の検出信号Ｔ
との出力比Ｔ／ Ｓを用いて行ない、前記日射状態演算手
段の日射方位の演算は、前記検出信号のうち最大もしく
は最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出
信号Ｓを出力する受光領域の左右両側に隣接する受光領
域の検出信号Ｕ、ＶとによってＵ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出
し、この算出結果を用いて行なうことを特徴とする日射
センサであり、この日射センサを提供することで課題を
解決するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明を図に示す実施形態に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【０００８】図１に符号１で示すものは、本発明に係る
日射センサであり、この日射センサ１は、受光素子２と
該受光素子２全体を覆うように装着される受光レンズ３
とから構成されている。
日射センサであり、この日射センサ１は、受光素子２と
該受光素子２全体を覆うように装着される受光レンズ３
とから構成されている。
【０００９】受光素子２は図２に示すように構成されて
おり、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタな
どの光電変換素子によって受光面が構成され、該受光面
は４つの同一正方形状の受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄに分割されている。そして、リードフレーム５上に実
装され、モールド樹脂４によってモールドされた構成と
なっている。
おり、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタな
どの光電変換素子によって受光面が構成され、該受光面
は４つの同一正方形状の受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄに分割されている。そして、リードフレーム５上に実
装され、モールド樹脂４によってモールドされた構成と
なっている。
【００１０】リードフレーム５は、各受光領域２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれに入射する日射量に応じた検
出信号が取り出せるように各受光領域２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄのそれぞれが検出信号取り出し電極用の各リー
ドフレーム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに各々接続されてい
ると共に共通電極用のリードフレーム５ｅに接続されて
いる。
ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれに入射する日射量に応じた検
出信号が取り出せるように各受光領域２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄのそれぞれが検出信号取り出し電極用の各リー
ドフレーム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに各々接続されてい
ると共に共通電極用のリードフレーム５ｅに接続されて
いる。
【００１１】図３は受光素子２の正面図であり、受光面
が分割線Ｐと分割線Ｑとによって４つの同一正方形状の
受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに分割されていて、分
割線ＰとＱとの交点Ｏが４つの受光領域によって形成さ
れた受光面全体の中心となっている。
が分割線Ｐと分割線Ｑとによって４つの同一正方形状の
受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに分割されていて、分
割線ＰとＱとの交点Ｏが４つの受光領域によって形成さ
れた受光面全体の中心となっている。
【００１２】図４は、日射センサ１の縦断面図であり、
受光素子２全体を覆うように受光レンズ３が配設されて
いる。受光レンズ３は、光軸Ｚがレンズ３の略中心を通
ると共に、受光素子２の受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄによって構成される受光面全体の中心Ｏを通ってい
る。そして、日射側の第一面３ａは略凸球面状に形成さ
れ、受光素子２側の第二面３ｂは第一面３ａよりも曲率
半径の小さい略凹球面状に形成されている。
受光素子２全体を覆うように受光レンズ３が配設されて
いる。受光レンズ３は、光軸Ｚがレンズ３の略中心を通
ると共に、受光素子２の受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄによって構成される受光面全体の中心Ｏを通ってい
る。そして、日射側の第一面３ａは略凸球面状に形成さ
れ、受光素子２側の第二面３ｂは第一面３ａよりも曲率
半径の小さい略凹球面状に形成されている。
【００１３】受光素子２の各受光領域２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄのそれぞれに入射する日射量に応じた検出信号
は、図５に示すように日射状態演算手段６に入力され、
日射状態演算手段６によって日射量、日射高度及び日射
方位の演算が行われる。そして、日射状態演算手段６の
出力は図示しない空調制御装置へ送られ、日射状態に応
じた空調制御が行われる。
ｃ、２ｄのそれぞれに入射する日射量に応じた検出信号
は、図５に示すように日射状態演算手段６に入力され、
日射状態演算手段６によって日射量、日射高度及び日射
方位の演算が行われる。そして、日射状態演算手段６の
出力は図示しない空調制御装置へ送られ、日射状態に応
じた空調制御が行われる。
【００１４】この日射状態に応じた空調制御とは、例え
ば従来同様に日射量に応じて空調の風量や温度を制御す
るだけでなく、日射高度や日射方位も演算することで、
太陽光が自動車の窓から射し込む角度や方向を導き出す
ことによって運転席側と助手席側（左右）で空調の風量
や温度を異ならせたり、運転席・助手席側と後部座席側
（前後）で空調の風量や温度を異ならせたりといったき
め細やかな制御をも可能としているものである。
ば従来同様に日射量に応じて空調の風量や温度を制御す
るだけでなく、日射高度や日射方位も演算することで、
太陽光が自動車の窓から射し込む角度や方向を導き出す
ことによって運転席側と助手席側（左右）で空調の風量
や温度を異ならせたり、運転席・助手席側と後部座席側
（前後）で空調の風量や温度を異ならせたりといったき
め細やかな制御をも可能としているものである。
【００１５】以上のように構成された日射センサ１の日
射量、日射高度、日射方位等の日射状態の検出方法につ
いて説明する。
射量、日射高度、日射方位等の日射状態の検出方法につ
いて説明する。
【００１６】日射センサ１は、例えば自動車の前席側の
ダッシュボードの上面に受光素子２の各検出領域２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄが水平になるように取り付けられてい
る。この状態を図６（ａ）に示すように座標軸上に設定
して考える。即ち各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの
分割線Ｐ、Ｑの交差している点Ｏを中心として水平方向
にｘ軸とｙ軸を設定し、垂直方向にｚ軸を設定する。さ
らに、図６（ｂ）に示すようにｘ軸を高度０度、ｚ軸を
高度９０度、また、ｘ軸を方位０度、ｙ軸を方位９０度
として、日射高度がα（＝０度）、β、γ、δ（＝９０
度）、日射方位がＡ（＝０度）、Ｂ、Ｃ（＝４５度）、
Ｄ、Ｅ（＝９０度）の場合について考える。
ダッシュボードの上面に受光素子２の各検出領域２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄが水平になるように取り付けられてい
る。この状態を図６（ａ）に示すように座標軸上に設定
して考える。即ち各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの
分割線Ｐ、Ｑの交差している点Ｏを中心として水平方向
にｘ軸とｙ軸を設定し、垂直方向にｚ軸を設定する。さ
らに、図６（ｂ）に示すようにｘ軸を高度０度、ｚ軸を
高度９０度、また、ｘ軸を方位０度、ｙ軸を方位９０度
として、日射高度がα（＝０度）、β、γ、δ（＝９０
度）、日射方位がＡ（＝０度）、Ｂ、Ｃ（＝４５度）、
Ｄ、Ｅ（＝９０度）の場合について考える。
【００１７】受光素子２の各受光領域２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄの上方には所定の間隔を空けて受光レンズ３が
配設され、この受光レンズ３は、光軸Ｚがレンズ３の略
中心を通ると共に受光素子２の受光面の中心で尚且つ受
光面を各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに分割する分
割線Ｐ、Ｑの交点Ｏを通っていて、日射側の第一面３ａ
は略凸球面状に形成され、受光素子２側の第二面３ｂは
第一面３ａより曲率半径の小さい略凹球面状に形成され
ているので、図９に示すように各受光領域は太陽光の射
し込む角度や方位によって、受光レンズ３のレンズ効果
による影響を受け、受光素子２に入射する光量が異なっ
てくる。
ｃ、２ｄの上方には所定の間隔を空けて受光レンズ３が
配設され、この受光レンズ３は、光軸Ｚがレンズ３の略
中心を通ると共に受光素子２の受光面の中心で尚且つ受
光面を各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに分割する分
割線Ｐ、Ｑの交点Ｏを通っていて、日射側の第一面３ａ
は略凸球面状に形成され、受光素子２側の第二面３ｂは
第一面３ａより曲率半径の小さい略凹球面状に形成され
ているので、図９に示すように各受光領域は太陽光の射
し込む角度や方位によって、受光レンズ３のレンズ効果
による影響を受け、受光素子２に入射する光量が異なっ
てくる。
【００１８】即ち、図９の例では受光レンズ３は拡散レ
ンズであり、日射高度がα＝０度のときは、日射方向に
近い側の受光領域２ａ、２ｂ側に射し込む光より日射方
向から遠い側の受光領域２ｃ、２ｄ側に射し込む光の方
が、受光レンズ３のレンズ効果による拡散度合いが大き
くなるため、受光領域２ａ、２ｂの検出信号の方が受光
領域２ｃ、２ｄの検出信号よりも大きく、日射高度がβ
＝３０度のときは、同じように受光領域２ａ、２ｂ側の
射し込む光より受光領域２ｃ、２ｄ側に射し込む光の方
が拡散度合いは大きく、受光領域２ａ、２ｂの検出信号
の方が受光領域２ｃ、２ｄの検出信号よりも大きいもの
の日射高度が０度のときと比べると出力の差は縮まり、
日射高度がγ＝６０度のときは、この差が更に縮まって
徐々に近づいていく。そして、日射高度がδ＝９０度の
とき、受光領域２ａ、２ｂの検出信号と受光領域２ｃ、
２ｄに入射する日射量は遂に同じになり、それぞれの検
出信号は等しいものとなる。このように、受光レンズ３
の日射側の面３ａと受光素子２側の面３ｂの曲率半径の
中心が共に光軸Ｚ上とされていて日射側の面３ａよりも
受光素子側の面３ｂの方が曲率半径を小さくされている
ため、日射光が受光レンズ３のレンズ効果によって屈折
されて受光面へと導かれ、日射高度の角度の増加に従っ
て各受光領域の出力比はリニアにもしくは略放物線状に
単調増加もしくは単調減少する特性を示すことになる。
ンズであり、日射高度がα＝０度のときは、日射方向に
近い側の受光領域２ａ、２ｂ側に射し込む光より日射方
向から遠い側の受光領域２ｃ、２ｄ側に射し込む光の方
が、受光レンズ３のレンズ効果による拡散度合いが大き
くなるため、受光領域２ａ、２ｂの検出信号の方が受光
領域２ｃ、２ｄの検出信号よりも大きく、日射高度がβ
＝３０度のときは、同じように受光領域２ａ、２ｂ側の
射し込む光より受光領域２ｃ、２ｄ側に射し込む光の方
が拡散度合いは大きく、受光領域２ａ、２ｂの検出信号
の方が受光領域２ｃ、２ｄの検出信号よりも大きいもの
の日射高度が０度のときと比べると出力の差は縮まり、
日射高度がγ＝６０度のときは、この差が更に縮まって
徐々に近づいていく。そして、日射高度がδ＝９０度の
とき、受光領域２ａ、２ｂの検出信号と受光領域２ｃ、
２ｄに入射する日射量は遂に同じになり、それぞれの検
出信号は等しいものとなる。このように、受光レンズ３
の日射側の面３ａと受光素子２側の面３ｂの曲率半径の
中心が共に光軸Ｚ上とされていて日射側の面３ａよりも
受光素子側の面３ｂの方が曲率半径を小さくされている
ため、日射光が受光レンズ３のレンズ効果によって屈折
されて受光面へと導かれ、日射高度の角度の増加に従っ
て各受光領域の出力比はリニアにもしくは略放物線状に
単調増加もしくは単調減少する特性を示すことになる。
【００１９】また、日射高度に加えて日射方位が変化し
た場合でも、同じように各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄは日射方位に応じて受光レンズ３によるレンズ効果
の影響を受けるので、各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄの検出信号の出力比は単調増加もしくは単調減少する
特性を示し、この結果を用いて以下に示すように日射状
態演算手段６によって、日射量、日射高度、日射方位を
導き出すことが可能になる。
た場合でも、同じように各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄは日射方位に応じて受光レンズ３によるレンズ効果
の影響を受けるので、各受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄの検出信号の出力比は単調増加もしくは単調減少する
特性を示し、この結果を用いて以下に示すように日射状
態演算手段６によって、日射量、日射高度、日射方位を
導き出すことが可能になる。
【００２０】まず、日射量の演算は、各受光領域２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄの検出信号（出力電流）によって各受
光領域ごとに求められる。
２ｂ、２ｃ、２ｄの検出信号（出力電流）によって各受
光領域ごとに求められる。
【００２１】次に、日射高度の演算は、受光素子２の各
受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの出力する検出信号の
うち最大検出信号Ｓを選択し、この最大検出信号Ｓと、
最大検出信号Ｓを出力している受光領域と対角に位置す
る受光領域の検出信号Ｔとの出力比Ｔ／Ｓを演算する。
例えば図６（ａ）において最大検出信号を出力している
受光領域を２ａとすれば、この受光領域２ａと対角に位
置する受光領域は２ｄとなる。このときの演算結果は図
７に示すようになり、高度の増加に比例して上記出力比
Ｔ／Ｓも増加し、高度が９０度即ち太陽光が真上から照
射している状態では２ａと２ｄの日射量が等しくなるた
めＴ＝Ｓとなり、出力比Ｔ／Ｓは１となる。従って上記
図７のテーブルを予めメモリしておけば、上記出力比Ｔ
／Ｓの演算結果から上記テーブルを参照して日射高度が
導き出せる。
受光領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの出力する検出信号の
うち最大検出信号Ｓを選択し、この最大検出信号Ｓと、
最大検出信号Ｓを出力している受光領域と対角に位置す
る受光領域の検出信号Ｔとの出力比Ｔ／Ｓを演算する。
例えば図６（ａ）において最大検出信号を出力している
受光領域を２ａとすれば、この受光領域２ａと対角に位
置する受光領域は２ｄとなる。このときの演算結果は図
７に示すようになり、高度の増加に比例して上記出力比
Ｔ／Ｓも増加し、高度が９０度即ち太陽光が真上から照
射している状態では２ａと２ｄの日射量が等しくなるた
めＴ＝Ｓとなり、出力比Ｔ／Ｓは１となる。従って上記
図７のテーブルを予めメモリしておけば、上記出力比Ｔ
／Ｓの演算結果から上記テーブルを参照して日射高度が
導き出せる。
【００２２】そして、日射方位の演算は、最大検出信号
Ｓと、この最大検出信号Ｓを出力する受光領域と左右両
側に隣接する受光領域の検出信号Ｕ、Ｖとを用いてＵ／
Ｓ−Ｖ／Ｓを演算する。例えば図６（ａ）において最大
検出信号を出力している受光領域を２ａとすれば、この
受光領域２ａの左右両側に隣接する受光領域は２ｂ、２
ｃとなる。このときの演算結果は図８に示すようにな
り、方位（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）によって上記出力比
（Ｕ／Ｓ−Ｖ／Ｓ）は異なる特性（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ）を示すものとなる。したがって、図８のテーブルを
予めメモリしておけば、先の演算結果より導き出された
日射高度と上記出力比（Ｕ／Ｓ−Ｖ／Ｓ）との関係から
上記テーブルを参照することで日射方位が導き出せる。
Ｓと、この最大検出信号Ｓを出力する受光領域と左右両
側に隣接する受光領域の検出信号Ｕ、Ｖとを用いてＵ／
Ｓ−Ｖ／Ｓを演算する。例えば図６（ａ）において最大
検出信号を出力している受光領域を２ａとすれば、この
受光領域２ａの左右両側に隣接する受光領域は２ｂ、２
ｃとなる。このときの演算結果は図８に示すようにな
り、方位（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）によって上記出力比
（Ｕ／Ｓ−Ｖ／Ｓ）は異なる特性（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ）を示すものとなる。したがって、図８のテーブルを
予めメモリしておけば、先の演算結果より導き出された
日射高度と上記出力比（Ｕ／Ｓ−Ｖ／Ｓ）との関係から
上記テーブルを参照することで日射方位が導き出せる。
【００２３】こうして日射量、日射高度、日射方位等の
日射状態が導き出されるので、この結果は制御信号とし
て図示しない空調制御装置へと出力され、日射量に応じ
た空調の風量や温度の制御を、日射高度や日射方位に応
じて運転席側、助手席側、後部座席側で異ならせて制御
することが可能となる。
日射状態が導き出されるので、この結果は制御信号とし
て図示しない空調制御装置へと出力され、日射量に応じ
た空調の風量や温度の制御を、日射高度や日射方位に応
じて運転席側、助手席側、後部座席側で異ならせて制御
することが可能となる。
【００２４】
【００２５】また、上記実施形態では受光領域の形状を
それぞれ正方形状としたが、本発明はこれについても限
定されず、例えばそれぞれ円形としたり、円形を放射状
に分割したものでも良く、要は受光領域が同一形状、同
一面積で分割されていれば良い。
それぞれ正方形状としたが、本発明はこれについても限
定されず、例えばそれぞれ円形としたり、円形を放射状
に分割したものでも良く、要は受光領域が同一形状、同
一面積で分割されていれば良い。
【００２６】
【００２７】また、日射状態演算手段６の日射高度、日
射方位の演算は、各受光領域の検出信号のうち最大の検
出信号を選択して行うものとして説明してきたが、最小
の検出信号を選択しても良く、この場合は、図７および
図８の特性における増加と減少が逆になるだけであるの
で、上記方法で同様にして、日射高度、日射方位を導き
出すことが可能である。
射方位の演算は、各受光領域の検出信号のうち最大の検
出信号を選択して行うものとして説明してきたが、最小
の検出信号を選択しても良く、この場合は、図７および
図８の特性における増加と減少が逆になるだけであるの
で、上記方法で同様にして、日射高度、日射方位を導き
出すことが可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の日射センサ
によれば、受光面が少なくとも４つの偶数の受光領域に
分割され且つ各受光領域からそれぞれに入射する日射量
に応じた検出信号を出力する受光素子と、該受光素子の
受光面と所定の間隔を空けて対向配設された受光レンズ
と、前記各受光領域それぞれの検出信号から日射量、日
射高度、日射方位等の日射状態を演算する日射状態演算
手段とを備え、前記受光レンズは、光軸がレンズの略中
心を通ると共に前記受光素子の受光面の中心でなお且つ
受光面を各受光領域に分割する分割線の交点を通ってい
て、日射側の略凸球面状の第一面と、受光素子側の前記
第一面より曲率半径の小さい略凹球面状の第二面とから
なり、前記日射状態演算手段の日射高度の演算は、前記
受光領域の検出信号のうち最大もしくは最小の検出信号
Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力する
受光領域の略対角に位置する受光領域の検出信号Ｔとの
出力比Ｔ／Ｓを用いて行ない、前記日射状態演算手段の
日射方位の演算は、前記検出信号のうち最大もしくは最
小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信号
Ｓを出力する受光領域の左右両側に隣接する受光領域の
検出信号Ｕ、ＶとによってＵ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、こ
の算出結果を用いて行なうことを特徴とするものであ
る。 また、受光領域が隣接して設けられてそれぞれに入
射する日射量に応じた検出信号を出力する少なくとも４
つの偶数の受光素子と、これら受光素子全体を覆うよう
に所定の間隔を空けて対向配設された１つの受光レンズ
と、前記各受光素子それぞれの検出信号から日射量、日
射高度、日射方位等の日射状態を演算する日射状態演算
手段とを備え、前記受光レンズは、光軸がレンズの略中
心を通ると共に前記複数の受光素子の受光領域が隣接し
て形成された受光面全体の中心でなお且つ各受光素子の
境界線の交点を通っていて、日射側の略凸球面状の第一
面と、受光素子側の前記第一面より曲率半径の小さい略
凹球面状の第二面とからなり、前記日射状態演算手段の
日射高度の演算は、前記受光領域の検出信号のうち最大
もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、
該検出信号Ｓを出力する受光領域の略対角に位置する受
光領域の検出信号Ｔとの出力比Ｔ／Ｓを用いて行 ない、
前記日射状態演算手段の日射方位の演算は、前記検出信
号のうち最大もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、該検
出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力する受光領域の左右両
側に隣接する受光領域の検出信号Ｕ、ＶとによってＵ／
Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、この算出結果を用いて行なうこと
を特徴とするものである。 以上の構成としたことで、日
射量に応じた空調の風量や温度の制御を、日射高度や日
射方位によって運転席側、助手席側、後部座席側で異な
らせてきめ細やかに制御することが可能となり、この種
自動車用空調装置に用いられる日射センサとしての性能
向上に極めて優れた効果を奏するものである。
によれば、受光面が少なくとも４つの偶数の受光領域に
分割され且つ各受光領域からそれぞれに入射する日射量
に応じた検出信号を出力する受光素子と、該受光素子の
受光面と所定の間隔を空けて対向配設された受光レンズ
と、前記各受光領域それぞれの検出信号から日射量、日
射高度、日射方位等の日射状態を演算する日射状態演算
手段とを備え、前記受光レンズは、光軸がレンズの略中
心を通ると共に前記受光素子の受光面の中心でなお且つ
受光面を各受光領域に分割する分割線の交点を通ってい
て、日射側の略凸球面状の第一面と、受光素子側の前記
第一面より曲率半径の小さい略凹球面状の第二面とから
なり、前記日射状態演算手段の日射高度の演算は、前記
受光領域の検出信号のうち最大もしくは最小の検出信号
Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力する
受光領域の略対角に位置する受光領域の検出信号Ｔとの
出力比Ｔ／Ｓを用いて行ない、前記日射状態演算手段の
日射方位の演算は、前記検出信号のうち最大もしくは最
小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信号
Ｓを出力する受光領域の左右両側に隣接する受光領域の
検出信号Ｕ、ＶとによってＵ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、こ
の算出結果を用いて行なうことを特徴とするものであ
る。 また、受光領域が隣接して設けられてそれぞれに入
射する日射量に応じた検出信号を出力する少なくとも４
つの偶数の受光素子と、これら受光素子全体を覆うよう
に所定の間隔を空けて対向配設された１つの受光レンズ
と、前記各受光素子それぞれの検出信号から日射量、日
射高度、日射方位等の日射状態を演算する日射状態演算
手段とを備え、前記受光レンズは、光軸がレンズの略中
心を通ると共に前記複数の受光素子の受光領域が隣接し
て形成された受光面全体の中心でなお且つ各受光素子の
境界線の交点を通っていて、日射側の略凸球面状の第一
面と、受光素子側の前記第一面より曲率半径の小さい略
凹球面状の第二面とからなり、前記日射状態演算手段の
日射高度の演算は、前記受光領域の検出信号のうち最大
もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、
該検出信号Ｓを出力する受光領域の略対角に位置する受
光領域の検出信号Ｔとの出力比Ｔ／Ｓを用いて行 ない、
前記日射状態演算手段の日射方位の演算は、前記検出信
号のうち最大もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、該検
出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力する受光領域の左右両
側に隣接する受光領域の検出信号Ｕ、ＶとによってＵ／
Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、この算出結果を用いて行なうこと
を特徴とするものである。 以上の構成としたことで、日
射量に応じた空調の風量や温度の制御を、日射高度や日
射方位によって運転席側、助手席側、後部座席側で異な
らせてきめ細やかに制御することが可能となり、この種
自動車用空調装置に用いられる日射センサとしての性能
向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明に係る日射センサの実施形態を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
【図２】同じ実施形態の受光素子を示す斜視図である。
【図３】同じ実施形態の受光素子を示す正面図である。
【図４】本発明に係る日射センサの断面図である。
【図５】同じ実施形態の回路構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】同じ実施形態の座標軸上に設定した状態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図７】同じ実施形態の日射高度による特性図である。
【図８】同じ実施形態の日射方位による特性図である。
【図９】同じ実施形態の受光の状態を示す説明図であ
る。
る。
【図１０】従来例を示す垂直断面図である。
【図１１】従来の日射センサ素子の特性図である。
１……日射センサ
２……受光素子
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……受光領域
３……受光レンズ
３ａ……第一面
３ｂ……第二面
４……モールド樹脂
５……リードフレーム
６……日射状態演算手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石川 清光
東京都目黒区中目黒２丁目９番13号 ス
タンレー電気株式会社内
(72)発明者 角田 功
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(72)発明者 高松 育生
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(56)参考文献 特開 平７−43145（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 1/00 - 1/60
Claims (2)
- 【請求項１】受光面が少なくとも４つの偶数の受光領域
に分割され且つ各受光領域からそれぞれに入射する日射
量に応じた検出信号を出力する受光素子と、該受光素子
の受光面と所定の間隔を空けて対向配設された受光レン
ズと、前記各受光領域それぞれの検出信号から日射量、
日射高度、日射方位等の日射状態を演算する日射状態演
算手段とを備え、前記受光レンズは、光軸がレンズの略
中心を通ると共に前記受光素子の受光面の中心でなお且
つ受光面を各受光領域に分割する分割線の交点を通って
いて、日射側の略凸球面状の第一面と、受光素子側の前
記第一面より曲率半径の小さい略凹球面状の第二面とか
らなり、前記日射状態演算手段の日射高度の演算は、前
記受光領域の検出信号のうち最大もしくは最小の検出信
号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力す
る受光領域の略対角に位置する受光領域の検出信号Ｔと
の出力比Ｔ／Ｓを用いて行ない、前記日射状態演算手段
の日射方位の演算は、前記検出信号のうち最大もしくは
最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓと、該検出信
号Ｓを出力する受光領域の左右両側に隣接する受光領域
の検出信号Ｕ、ＶとによってＵ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、
この算出結果を用いて行なうことを特徴とする日射セン
サ。 - 【請求項２】受光領域が隣接して設けられてそれぞれに
入射する日射量に応じた検出信号を出力する少なくとも
４つの偶数の受光素子と、これら受光素子全体を覆うよ
うに所定の間隔を空けて対向配設された１つの受光レン
ズと、前記各受光素子それぞれの検出信号から日射量、
日射高度、日射方位等の日射状態を演算する日射状態演
算手段とを備え、前記受光レンズは、光軸がレンズの略
中心を通ると共に前記複数の受光素子の受光領域が隣接
して形成された受光面全体の中心でなお且つ各受光素子
の境界線の交点を通っていて、日射側の略凸球面状の第
一面と、受光素子側の前記第一面より曲率半径の小さい
略凹球面状の第二面とからなり、前記日射状態演算手段
の日射高度の演算は、前記受光領域の検出信号のうち最
大もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、該検出信号Ｓ
と、該検出信号Ｓを出力する受光領域の略対角に位置す
る受光領域の検出信号Ｔとの出力比Ｔ／Ｓを用いて行な
い、前記日射状態演算手段の日射方位の演算は、前記検
出信号のうち最大もしくは最小の検出信号Ｓを選択し、
該検出信号Ｓと、該検出信号Ｓを出力す る受光領域の左
右両側に隣接する受光領域の検出信号Ｕ、Ｖとによって
Ｕ／Ｓ−Ｖ／Ｓを算出し、この算出結果を用いて行なう
ことを特徴とする日射センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26958499A JP3424071B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 日射センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26958499A JP3424071B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 日射センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091353A JP2001091353A (ja) | 2001-04-06 |
| JP3424071B2 true JP3424071B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=17474406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26958499A Expired - Fee Related JP3424071B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 日射センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424071B2 (ja) |
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| JP2003023165A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Honda Motor Co Ltd | 日射センサ |
| JP4641363B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2011-03-02 | 本田技研工業株式会社 | 日射センサ |
| JP4973692B2 (ja) * | 2009-05-27 | 2012-07-11 | 株式会社デンソー | 移動体用光センサ装置 |
| CN103759822A (zh) * | 2014-01-29 | 2014-04-30 | 江苏日盈电子股份有限公司 | 光敏元件及安装有该光敏元件的车载阳光传感器和车辆 |
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| JP7099872B2 (ja) * | 2018-05-23 | 2022-07-12 | スタンレー電気株式会社 | オートライト用照度センサ |
| KR102076307B1 (ko) | 2019-07-15 | 2020-02-11 | 주식회사 오디텍 | 4분할 일사센서 |
| CN117396732A (zh) * | 2021-07-16 | 2024-01-12 | 英弘精机株式会社 | 日照计以及日照测量方法 |
-
1999
- 1999-09-24 JP JP26958499A patent/JP3424071B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001091353A (ja) | 2001-04-06 |
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