JP6102574B2

JP6102574B2 - 光センサ

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Publication number: JP6102574B2
Application number: JP2013138715A
Authority: JP
Inventors: 道山　勝教; 勝教道山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: DE112014003141T5; JP2015009762A; WO2015001761A1

Description

本発明は、車両の上方または前方からの光を受光する光センサに関する。

従来より、車両がトンネルに侵入した際にライト自動点消灯装置を動作させる受光装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的には、車両上方の可視光と赤外光との両方の光線に感応する第１受光センサと、車両上方の赤外光にのみ感応する第２受光センサと、第１受光センサ及び第２受光センサからの信号を処理するゲート回路と、を備えた構成が提案されている。

このような構成において、車両が日中に屋外を走行しているときには、第１受光センサ及び第２受光センサは可視光と赤外光との両方を含んだ自然光を受光する。これにより、ゲート回路は車両のヘッドライトを点灯させるライト自動点消灯装置を動作させないので、車両のヘッドライトは消灯した状態となる。

一方、車両がトンネルに進入すると、第１受光センサはトンネル内のランプの可視光を受光する。また、トンネルに設置されているランプの光には赤外光が含まれていないので、第２受光センサは赤外光を受光しなくなる。これにより、ゲート回路はライト自動点消灯装置を動作させるので、車両のヘッドライトが点灯する。

特開平１１−１０５６１８号公報

しかしながら、上記従来の技術では、車両がトンネルではなく橋げた等の建築物の下を通過する場合、第１受光センサ及び第２受光センサは車両上方から可視光と赤外光との両方を含んだ自然光を受光しなくなる。すなわち、第２受光センサが赤外光を受光しないので、ゲート回路がライト自動点消灯装置を動作させてしまう。このため、車両のヘッドライトが誤点灯してしまうという問題がある。

一方、米国特許第６３７６８２４号明細書では、車両前方の可視光を検出する第１受光部と車両上方の可視光を検出する第２受光部を備えた光センサが提案されている。各受光部は、検出した可視光の強度がそれぞれ閾値を下回ったときにヘッドライトを点灯させることとなる。このような光センサが設置された車両が橋げたの下を通過した場合、第１受光部が第２受光部よりも先に可視光の強度が閾値を下回るので、橋げたの下で車両のヘッドライトを点灯させてしまうことはない。

しかし、日中において、トンネルの入り口付近においては、ユーザの眼を慣らすためにトンネル内の照明が明るめに設定されている。このため、車両がトンネルに進入したとしても、各受光部によって検出された可視光の強度はそれぞれ閾値に達しない。したがって、車両がトンネルに進入してしばらく走行した後にトンネル内が暗くなってからヘッドライトが点灯することになり、ヘッドライトの点灯遅れが生じてしまう。

以上のことから、橋げた等の建築物の下を通過する際の誤点灯と、トンネルへの進入後の点灯遅れと、の両方を解決することが望まれている。

本発明は上記点に鑑み、橋げた等の建築物の下を通過する際の誤点灯を防止すると共に、トンネルへの進入後の点灯遅れを防止することができる光センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、光センサは、車両（５３）の上方から照射される光のうち可視光の分光感度が下げられて赤外光を検出すると共に、受光した光の強度を第１強度信号として出力する第１受光素子（１６）を備えている。また、光センサは、車両（５３）の前方から照射される光のうち可視光の分光感度が下げられて赤外光を検出すると共に、受光した光の強度を第２強度信号として出力する第２受光素子（１７）を備えている。

さらに、光センサは、車両（５３）のヘッドライトを点灯させるか否かを判定するための第１閾値及び第２閾値を有し、第１受光素子（１６）から第１強度信号を入力すると共に第１強度信号と第１閾値とを比較し、第２受光素子（１７）から第２強度信号を入力すると共に第２強度信号と第２閾値とを比較し、第１強度信号が第１閾値を超え、かつ、第２強度信号が第２閾値を超えた場合、車両（５３）のヘッドライトを点灯させるための点灯信号を出力する判定回路部（１９）を備えていることを特徴とする。

これによると、第１受光素子（１６）と第２受光素子（１７）とでは光のセンシングの方向が異なるので、車両（５３）が橋げた等の建築物の下を通過した場合は第１受光素子（１６）と第２受光素子（１７）とで光の強度が閾値を超えるタイミングが異なる。また、第２受光素子（１７）が第１受光素子（１６）よりも先に自然光を受光するので、第１受光素子（１６）及び第２受光素子（１７）の両方で検出光の強度が閾値を超えることはない。このため、判定回路部（１９）が車両（５３）のヘッドライトを誤点灯させることはない。

一方、車両（５３）がトンネル（５６）に進入した場合は車両（５３）の前方から自然光が照射されてこないので、車両（５３）のトンネル（５６）への進入後に直ぐに第１受光素子（１６）及び第２受光素子（１７）の両方で検出光の強度が閾値を超える。このため、判定回路部（１９）による車両（５３）のヘッドライトの点灯遅れが生じることはない。

したがって、車両（５３）が橋げた等の建築物の下を通過する際の誤点灯を防止することができると共に、トンネル（５６）への進入後の点灯遅れを防止することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に光センサの断面図である。上方可視光検出素子の分光感度特性を示した図である。上方赤外光検出素子及び前方赤外光検出素子の分光感度特性を示した図である。判定回路部の回路構成を示した図である。車両が橋げたの下を通過する際の判定回路部の動作を説明するための図である。トンネルに設置される低圧ナトリウムランプの分光輝度特性を示した図である。車両がトンネルに進入した際の判定回路部の動作を説明するための図である。本発明の第２実施形態に係る判定回路部の回路構成を示した図である。第２実施形態において、車両が橋げたの下を通過する際の判定回路部の動作を説明するための図である。第２実施形態において、車両がトンネルに進入した際の判定回路部の動作を説明するための図である。本発明の第３実施形態に係る判定回路部の回路構成を示した図である。第３実施形態において、車両が橋げたの下を通過する際の判定回路部の動作を説明するための図である。第３実施形態において、車両がトンネルに進入した際の判定回路部の動作を説明するための図である。本発明の第４実施形態に係る半導体チップの一部断面を示した斜視図である。第４実施形態で用いられるスリット板の平面図である。第４実施形態において、半導体チップ及びスリット板がセンサハウジングに収容された構造の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る光センサは、例えば日中に橋げた等の建築物の下やトンネルに進入したときに車両のヘッドライト及びテールライトを自動点消灯させるオートライトシステムに適用されるものである。

図１に示されるように、光センサ１０は、ケース１１、複数のレンズ１２〜１４、上方可視光検出素子１５、上方赤外光検出素子１６、前方赤外光検出素子１７、及び回路基板１８を備えて構成されている。

ケース１１は、複数のレンズ１２〜１４、各検出素子１５〜１７、及び回路基板１８を収容するための有底筒状の筐体である。ケース１１は、金属材料または樹脂材料等で形成されている。また、ケース１１は、当該ケース１１と車両のフロントガラス５０の内面５１との間に空間部５２を形成するように、フロントガラス５０の内面５１に固定されている。これにより、複数のレンズ１２〜１４、各検出素子１５〜１７、及び回路基板１８はフロントガラス５０の内面５１側に配置される。

複数のレンズ１２〜１４は、フロントガラス５０に入射する光のうち所定の方向から入射する光を集光する集光手段である。レンズ１２は、車両の上方すなわち天井側から入射した光を上方可視光検出素子１５に導く指向特性を持っている。レンズ１３は、車両の上方から入射した光を上方赤外光検出素子１６に導く指向特性を持っている。レンズ１４は、車両の前方から入射した光を前方赤外光検出素子１７に導く指向特性を持っている。各レンズ１２〜１４は、図示しないステー等によりケース１１に固定されている。

上方可視光検出素子１５、上方赤外光検出素子１６、及び前方赤外光検出素子１７は、フロントガラス５０を介してケース１１の空間部５２に入射した光を検出する受光素子である。具体的に、各検出素子１５〜１７は、受光した光の強度を検出するフォトダイオードと、このフォトダイオードの信号を増幅等する図示しない処理回路と、を有して構成されている。各検出素子１５〜１７は、回路基板１８に実装されている。

上方可視光検出素子１５は、レンズ１２を介して車両の上方から入射される光のうち可視光を含む分光感度特性を持つ受光素子である。具体的には、上方可視光検出素子１５は、図２に示されるように、可視光と赤外光の両方を検出することが可能な分光感度特性を有している。上方可視光検出素子１５は、受光した光の強度を上方可視光信号として出力する。光の強度は例えば電圧値である。なお、上方可視光検出素子１５は、可視光のみを検出するように構成されていても良い。

一方、上方赤外光検出素子１６及び前方赤外光検出素子１７は、図３に示されるように、可視光の分光感度が下げられて赤外光を検出することが可能な分光感度特性を有している。上方赤外光検出素子１６は、レンズ１３を介して車両の上方から受光した光の強度を上方赤外光信号として出力する。また、前方赤外光検出素子１７は、レンズ１４を介して車両の前方から受光した光の強度を前方赤外光信号として出力する。

なお、例えば、図２に示された分光感度特性を持つ受光素子に可視光を遮光するフィルタを設けることにより、上方赤外光検出素子１６及び前方赤外光検出素子１７を容易に構成することができる。

回路基板１８は、各検出素子１５〜１７を駆動するための図示しない駆動回路や、各検出素子１５〜１７の検出結果に基づいて車両のヘッドライトを点灯させるか否かを判定するための判定回路部を有している。回路基板１８は、ケース１１内に固定されている。

図４に示されるように、判定回路部１９は、複数のコンパレータ２０〜２２、ＡＮＤ回路２３、２４、及びＯＲ回路２５を有している。コンパレータ２０は、上方可視光検出素子１５から上方可視光信号を入力し、上方可視光信号の振幅と上方可視光判定閾値とを比較する比較手段である。本実施形態では、コンパレータ２０は、上方可視光信号の振幅が上方可視光判定閾値を下回る場合にＨｉの信号を出力し、上方可視光信号の振幅が上方可視光判定閾値を上回る場合にＬｏの信号を出力する。

また、コンパレータ２１は、上方赤外光検出素子１６から上方赤外光信号を入力し、上方赤外光信号の振幅と上方赤外光判定閾値とを比較する比較手段である。コンパレータ２１は、上方赤外光信号の振幅が上方赤外光判定閾値を下回る場合にＨｉの信号を出力し、上方赤外光信号の振幅が上方赤外光判定閾値を上回る場合にＬｏの信号を出力する。

さらに、コンパレータ２２は、前方赤外光検出素子１７から前方赤外光信号を入力し、前方赤外光信号の振幅と前方赤外光判定閾値とを比較する比較手段である。コンパレータ２０は、前方赤外光信号の振幅が前方赤外光判定閾値を下回る場合にＨｉの信号を出力し、前方赤外光信号の振幅が前方赤外光判定閾値を上回る場合にＬｏの信号を出力する。

上方可視光判定閾値、上方赤外光判定閾値、及び前方赤外光判定閾値は、車両のヘッドライトを点灯させるか否かを判定するための閾値である。各閾値は、それぞれ所定の値となるように図示しないメモリやラッチ等に予め設定されている。

ＡＮＤ回路２３は、コンパレータ２０の出力を反転入力すると共にコンパレータ２１の出力を入力するようにコンパレータ２０及びコンパレータ１に接続されている。実際には、ＡＮＤ回路２３は、図示しないＮＯＴ回路を介してコンパレータ２０の出力を入力する。ＡＮＤ回路２３は、コンパレータ２０の出力がＬｏ及びコンパレータ２１の出力がＨｉの場合にＨｉの信号を出力し、その他の場合にはＬｏの信号を出力する。

ＯＲ回路２５は、コンパレータ２０の出力を入力すると共にＡＮＤ回路２３の出力を入力するようにコンパレータ２０及びＡＮＤ回路２３に接続されている。ＯＲ回路２５は、コンパレータ２０の出力及びＡＮＤ回路２３の出力のうちいずれか一方がＨｉの場合にＨｉの信号を出力し、コンパレータ２０の出力及びＡＮＤ回路２３の出力の両方がＬｏの場合にＬｏの信号を出力する。

ＡＮＤ回路２４は、ＯＲ回路２５の出力を入力すると共にコンパレータ２２の出力を入力するようにＯＲ回路２５及びコンパレータ２２に接続されている。ＡＮＤ回路２４は、ＯＲ回路２５の出力及びコンパレータ２２の出力の両方がＨｉの場合にＨｉの信号を出力し、その他の場合にはＬｏの信号を出力する。ＡＮＤ回路２４から出力されるＨｉの信号は、車両のヘッドライトを点灯させるための点灯信号である。

したがって、判定回路部１９は、上方可視光信号が上方可視光判定閾値を下回るかまたは上方赤外光信号が上方赤外光判定閾値を下回り、かつ、前方赤外光信号が前方赤外光判定閾値を下回った場合、車両５３のヘッドライトを点灯させるためのＨｉの点灯信号を出力するように構成されている。

以上が、本実施形態に係る光センサ１０の全体構成である。判定回路部１９から出力された点灯信号は、車両のヘッドライトを動作させる外部機器等に入力される。そして、外部機器は点灯信号がＨｉの場合にヘッドライトを点灯させ、点灯信号がＬｏの場合にヘッドライトを消灯する。

次に、上記の光センサ１０において、日中に車両が橋げた等の建築物の下を通過する際の作動について説明する。図５に示されるように、車両５３が橋げた５４の下を通過しようとしている。なお、図５の各グラフの横軸は車両５３の位置を示し、縦軸は各検出素子１５〜１７の出力や判定回路部１９の出力を示している。

まず、車両５３が橋げた５４に進入する前では、車両５３の上方及び前方には自然光を遮る建築物が無い。このため、各検出素子１５〜１７の出力はそれぞれ各閾値を上回る値に保たれている。

地点Ｌ１０では、車両５３がさらに橋げた５４に近づく。車両５３の上方からの自然光を検出する上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の出力はそれぞれ各閾値を上回っている。一方、車両５３の前方からの赤外光を検出する前方赤外光検出素子１７の出力すなわち前方赤外光信号の振幅が下がり始める。

この地点Ｌ１０では、各コンパレータ２０〜２２の各出力はＬｏとなるので、ＡＮＤ回路２４の出力もＬｏとなる。したがって、判定回路部１９はＬｏの点灯信号を出力する。このため、ヘッドライトは点灯しない。

地点Ｌ１１では、車両５３は橋げた５４の手前に位置しているので、車両５３の上方からの光を検出する上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力は各閾値を上回っている。すなわち、コンパレータ２０及びコンパレータ２１の各出力はそれぞれＬｏになるので、ＯＲ回路２５の出力はＬｏとなる。

一方、車両５３の前方には橋げた５４が位置しているので、車両５３の前方からの光を検出する前方赤外光検出素子１７の出力は前方赤外光判定閾値を下回る。このため、コンパレータ２２の出力はＨｉとなる。図５ではコンパレータの出力がＨｉの状態を「ＯＮ」で示している。しかしながら、ＡＮＤ回路２４にはＯＲ回路２５からＬｏの信号が入力されるので、点灯信号はＬｏの信号となる。このため、ヘッドライトは点灯しない。

地点Ｌ１２では、車両５３が橋げた５４に進入し始める。これにより、車両５３の上方からの自然光の強度が低下するので、上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力が下がり始める。また、前方赤外光検出素子１７の振幅も下がる。この地点Ｌ１２では、判定回路部１９は地点Ｌ１１と同じ状態を維持しているので、Ｌｏの点灯信号を出力し続ける。

地点Ｌ１３では、車両５３がある程度橋げた５４に進入するので、橋げた５４の出口側から車両５３側に赤外光を含んだ自然光が照射される。このため、車両５３の前方からの赤外光を検出する前方赤外光検出素子１７の出力が上昇して前方赤外光判定閾値を上回る。すなわち、コンパレータ２２の出力がＬｏとなる。一方、上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力は各閾値を下回っていない。このため、ＯＲ回路２５の出力はＬｏの状態が維持されている。したがって、ＡＮＤ回路２４から出力される点灯信号はＬｏとなり、ヘッドライトは点灯しない。

地点Ｌ１４では、車両５３が橋げた５４のうち出入口から最も遠い位置に近づくので、橋げた５４の下に照射される自然光の強度は弱くなる。このため、車両５３の上方からの可視光を検出する上方可視光検出素子１５の出力が上方可視光判定閾値を下回る。同様に、車両５３の上方からの赤外光を検出する上方赤外光検出素子１６の出力が上方赤外光判定閾値を下回る。このため、コンパレータ２０及びコンパレータ２１はそれぞれＨｉの信号を出力するので、ＯＲ回路２５はＨｉの信号を出力する。

一方、車両５３が橋げた５４の出口に近づくほど、車両５３の前方から照射されてくる赤外光を含んだ自然光の強度が上昇するので、前方赤外光検出素子１７の出力は前方赤外光判定閾値を上回る。このため、コンパレータ２２はＬｏの信号を出力するので、ＡＮＤ回路２４から出力される点灯信号はＬｏとなる。したがって、ヘッドライトは点灯しない。

地点Ｌ１５では、車両５３が橋げた５４の出口に近づくので、橋げた５４の下に照射される自然光の強度は強くなる。このため、上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力が各閾値を上回る。また、前方赤外光検出素子１７の出力も前方赤外光判定閾値を上回る。つまり、ＯＲ回路２５の出力はＨｉとなるが、コンパレータ２２の出力はＬｏとなる。したがって、ＡＮＤ回路２４から出力される点灯信号はＬｏとなり、ヘッドライトは点灯しない。

地点Ｌ１６では、車両５３が橋げた５４の出口に位置する。この地点では各検出素子１５〜１７はそれぞれ自然光を検出するので、地点Ｌ１０と同様に、ヘッドライトは点灯しない。

以上のように、車両５３が橋げた５４の下を通過したとしても車両５３のヘッドライトは点灯しない。これは、橋げた５４の下では赤外光を含んだ自然光の強度が低下するものの、橋げた５４の出口側から橋げた５４の下に入り込んだ自然光を前方赤外光検出素子１７で検出しているからである。すなわち、上方赤外光検出素子１６と前方赤外光検出素子１７とでは赤外光を検出する方向がそれぞれ異なっているからである。言い換えると、車両５３が橋げた５４の下を通過した場合は上方赤外光検出素子１６と前方赤外光検出素子１７とで赤外光の強度が閾値を下回るタイミングが異なっている。つまり、前方赤外光検出素子１７が上方赤外光検出素子１６よりも先に赤外光を含んだ自然光を検出する。したがって、上方赤外光検出素子１６及び前方赤外光検出素子１７の両方の出力が同じタイミングで閾値を超えることはない。このため、判定回路部１９が車両５３のヘッドライトを誤点灯させないようにすることができる。

続いて、上記の光センサ１０において、日中に車両５３がトンネルに進入した際の作動について説明する。まず、図６に示されるように、トンネルの照明として用いられるランプは５５０ｎｍから６００ｎｍの範囲の波長の分光輝度特性を有するものである。言い換えると、赤外光が含まれていない光を発するランプである。このようなランプは例えば低圧ナトリウムランプである。

そして、図７に示されるように、赤外光が含まれていない人工光を発するランプ５５が設置されたトンネル５６に車両５３が進入しようとしている。

地点Ｌ２０では、車両５３がトンネル５６に近づく。車両５３の上方からの自然光を検出する上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の出力はそれぞれ各閾値を上回っている。一方、車両５３の前方からの赤外光を検出する前方赤外光検出素子１７の出力が下がり始める。この地点Ｌ２０では、上述の地点Ｌ１０と同様に、判定回路部１９はＬｏの点灯信号を出力するので、ヘッドライトは点灯しない。

地点Ｌ２１では、車両５３がトンネル５６の入口付近まで近づく。この場合は上述の地点Ｌ１１と同様に、上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力は各閾値を上回り、前方赤外光検出素子１７の出力は前方赤外光判定閾値を下回る。このため、コンパレータ２０及びコンパレータ２１の各出力はそれぞれＬｏになるので、ＯＲ回路２５の出力はＬｏとなるので、ＯＲ回路２５の出力はＬｏとなる。また、コンパレータ２２の出力はＨｉとなる。したがって、点灯信号はＬｏの信号となり、ヘッドライトは点灯しない。

地点Ｌ２２では、車両５３がトンネル５６に進入し始める。これにより、車両５３の上方からの自然光の強度が低下するので、上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力が下がり始める。また、トンネル５６の入口付近では車両５３の走行先から赤外光を含んだ光が車両５３側に照射されないので、前方赤外光検出素子１７の出力も下がる。地点Ｌ２２では、判定回路部１９は地点Ｌ２１と同じ状態を維持しているので、Ｌｏの点灯信号を出力し続ける。

ここで、地点Ｌ２２から車両５３がトンネル５６の内部に進んでいくと、トンネル５６内の可視光の強度は小さくなっていくので上方可視光検出素子１５の出力も小さくなっていく。また、トンネル５６に設置されたランプ５５から可視光が照射されているので、車両５３がランプ５５の下を通過する度に上方可視光検出素子１５の出力は大きくなる。したがって、図７に示されるように、上方可視光検出素子１５の出力は波状に小さくなっていく。

地点Ｌ２３では、上方可視光検出素子１５の出力は上方可視光判定閾値を上回るが、上方赤外光検出素子１６の出力が上方赤外光判定閾値を下回る。このため、コンパレータ２０の出力はＬｏとなり、コンパレータ２１の出力はＨｉとなるので、ＡＮＤ回路２３の出力がＨｉとなり、ひいてはＯＲ回路２５の出力がＨｉとなる。また、前方赤外光検出素子１７の出力は前方赤外光判定閾値を下回った状態を維持している。このため、コンパレータ２２の出力はＨｉを維持している。したがって、判定回路部１９は、ＡＮＤ回路２４から車両５３のヘッドライトを点灯させるためのＨｉの点灯信号を出力する。

地点Ｌ２４では、上方可視光検出素子１５の出力が上方可視光判定閾値を下回る。このため、コンパレータ２０の出力がＨｉとなる。この場合、ＡＮＤ回路２３の出力はＬｏとなるが、ＯＲ回路２５の出力はＨｉが維持されるので、ＡＮＤ回路２４の出力はＨｉが維持される。したがって、判定回路部１９はＨｉの点灯信号を出力し続ける。

なお、トンネル５６の出口側では、赤外光を含んだ自然光が照射される。このため、前方赤外光検出素子１７の出力が前方赤外光判定閾値を上回り、コンパレータ２２の出力がＬｏとなる。これにより、判定回路部１９はＡＮＤ回路２４からＬｏの点灯信号を出力するので、ヘッドライトは消灯させられる。

以上のように、車両５３がトンネル５６に進入した場合は直ぐにヘッドライトが点灯する。これは、車両５３がトンネル５６に進入した場合は車両５３の前方から赤外光を含んだ自然光が照射されずにランプ５５の光が照射されるからである。すなわち、車両５３のトンネル５６への進入後に直ぐに上方赤外光検出素子１６及び前方赤外光検出素子１７の各出力が各閾値を下回る。このため、判定回路部１９が車両５３のヘッドライトの点灯遅れを生じさせないようにすることができる。

以上説明したように、本実施形態では、判定回路部１９によって車両５３が橋げた５４等の建築物の下を通過する際の誤点灯を防止することができると共に、トンネル５６への進入後の点灯遅れを防止することができる。また、本実施形態では、上方可視光検出素子１５によって可視光を検出する構成となっている。これにより、晴れと曇りとの違いのように、天候に左右されずに判定を行うことができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、上方可視光検出素子１５が特許請求の範囲の「第３受光素子」に対応する。また、上方赤外光検出素子１６が特許請求の範囲の「第１受光素子」に対応し、前方赤外光検出素子１７が特許請求の範囲の「第２受光素子」に対応する。

上方可視光判定閾値が特許請求の範囲の「第３閾値」に対応し、上方赤外光判定閾値が特許請求の範囲の「第１閾値」に対応する。また、前方赤外光判定閾値が特許請求の範囲の「第２閾値」に対応する。

上方可視光信号が特許請求の範囲の「第３強度信号」に対応し、上方赤外光信号が特許請求の範囲の「第１強度信号」に対応する。また、前方赤外光信号が特許請求の範囲の「第２強度信号」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図８に示されるように、判定回路部１９は、閾値変更回路部２６を備えている。閾値変更回路部２６は、コンパレータ２０の出力信号を入力し、その出力信号に応じて上方赤外光判定閾値を変更する回路部である。

具体的には、閾値変更回路部２６は、前方赤外光信号が前方赤外光判定閾値を下回った場合、上方赤外光判定閾値を大きくすることにより、上方赤外光判定閾値を変更する前よりも上方赤外光信号が上方赤外光判定閾値を下回るタイミングを早める機能を有している。言い換えると、閾値変更回路部２６は、車両５３の前方からの赤外光の強度が低下した場合は、車両５３の上方からの赤外光の強度の低下を検出しやすくする。

次に、日中に車両５３が橋げた５４の下を通過する際の判定回路部１９の作動について、図９を参照して説明する。地点Ｌ３０では、判定回路部１９は上述の地点Ｌ１０と同様にＬｏの点灯信号を出力する。

続いて、地点Ｌ３１では、地点Ｌ１１と同様に、コンパレータ２２の出力がＬｏからＨｉになる。このため、閾値変更回路部２６は上方赤外光判定閾値を大きくする。しかしながら、地点Ｌ３１では上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力は各閾値を上回っている。

この後、地点Ｌ３２では地点Ｌ１２と同様に上方可視光検出素子１５及び上方赤外光検出素子１６の各出力が下がり始める。また、前方赤外光検出素子１７の出力が前方赤外光判定閾値を上回る。すなわち、コンパレータ２２の出力がＬｏとなる。このため、閾値変更回路部２６は、上方赤外光判定閾値を元の値に戻す。

この後、地点Ｌ３３、地点Ｌ３４、及び地点Ｌ３５では、判定回路部１９は上述の地点Ｌ１４、地点Ｌ１５、地点Ｌ１６と同様の動作を行う。

次に、日中に車両５３がトンネル５６に進入する際の判定回路部１９の作動について、図１０を参照して説明する。地点Ｌ４０では、地点Ｌ２０と同様に、前方赤外光検出素子１７の出力が下がり始める。

続いて、地点Ｌ４１では、地点Ｌ２１と同様に、前方赤外光検出素子１７の出力は前方赤外光判定閾値を下回るので、コンパレータ２２の出力はＨｉとなる。これにより、閾値変更回路部２６は上方赤外光判定閾値を大きくする。

そして、地点Ｌ４２から車両５３がトンネル５６に進入すると、地点Ｌ４３では地点Ｌ２３と同様に上方赤外光検出素子１６の出力が変更後の上方赤外光判定閾値を下回る。上述のように、上方赤外光判定閾値が通常の値よりも大きくなっているので、上方赤外光検出素子１６の出力が上方赤外光判定閾値を下回るタイミングが早くなる。そして、判定回路部１９は、車両５３のヘッドライトを点灯させるためのＨｉの点灯信号を出力する。

この後、地点Ｌ４４では、判定回路部１９は上述の地点Ｌ２４と同様に動作する。なお、トンネル５６の出口側では、閾値変更回路部２６は前方赤外光検出素子１７の出力が前方赤外光判定閾値を上回るタイミングで上方赤外光判定閾値を元の値に戻す。また、コンパレータ２２の出力がＬｏとなるので、ヘッドライトは消灯させられる。

以上説明したように、上方赤外光判定閾値が固定値の場合よりも車両５３のトンネル５６への進入後に上方赤外光検出素子１６及び前方赤外光検出素子１７の両方の出力が各閾値を超えるタイミングが早くなる。したがって、車両５３がトンネル５６に進入した後に直ぐにヘッドライトを点灯させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図１１に示されるように、本実施形態では、判定回路部１９は、ヘッドライト輝度変換回路部２７と、スイッチ２８と、を備えている。

ヘッドライト輝度変換回路部２７は、上方可視光検出素子１５から上方可視光信号を入力するように上方可視光検出素子１５に接続されている。ヘッドライト輝度変換回路部２７は、抵抗２９、３０、及びオペアンプ３１によって差動増幅回路として構成されている。これにより、ヘッドライト輝度変換回路部２７は、ＡＮＤ回路２４からＨｉの点灯信号が出力されている際に、上方可視光信号が上方可視光判定閾値を超えるまで、上方可視光信号が小さくなるに伴って車両５３のヘッドライトの輝度を高くする機能を有している。

スイッチ２８は、点灯信号がＨｉの場合にＯＮするように構成されている。スイッチ２８は、例えば半導体スイッチである。また、スイッチ２８はヘッドライト輝度変換回路部２７と外部のヘッドライド駆動機器５７とを接続している。ヘッドライト駆動機器５７は、車両５３のヘッドライトを駆動する機器である。

次に、上記の構成において、日中に車両５３が橋げた５４の下を通過する際の判定回路部１９の作動について、図１２を参照して説明する。上述のように、車両５３が橋げた５４の下を通過する際にはヘッドライトは点灯しない。したがって、図１２に示されるように、ヘッドライトの輝度は変化しない。

なお、地点Ｌ５０、地点Ｌ５１、地点Ｌ５２、地点Ｌ５３、地点Ｌ５４、地点Ｌ５５、及び地点Ｌ５５では、判定回路部１９は上述の地点Ｌ１０、地点Ｌ１１、地点Ｌ１２、地点Ｌ１３、地点Ｌ１４、地点Ｌ１５、及び地点Ｌ１５と同様の動作を行う。

続いて、日中に車両５３がトンネル５６に進入する際の判定回路部１９の作動について、図１３を参照して説明する。まず、地点Ｌ６０、地点Ｌ６１、及び地点Ｌ６２では、判定回路部１９は地点Ｌ２０、地点Ｌ２１、及び地点Ｌ２２と同様の動作を行う。

続いて、地点Ｌ６３では、地点Ｌ２３と同様に、上方赤外光検出素子１６の出力が上方赤外光判定閾値を下回るので、コンパレータ２１の出力はＨｉとなる。したがって、判定回路部１９は、ＡＮＤ回路２４からＨｉの点灯信号を出力する。これにより、スイッチ２８がＯＮする。

そして、車両５３が地点Ｌ６３からさらに進むと、ヘッドライト輝度変換回路部２７は上方可視光検出素子１５から入力した上方可視光信号の振幅が小さくなるに伴って大きくなる輝度信号をオペアンプ３１からヘッドライド駆動機器５７に出力する。これにより、ヘッドライド駆動機器５７は輝度信号に応じて車両５３のヘッドライトの輝度を高くしていく。

この後、地点Ｌ６４では、判定回路部１９は地点Ｌ２４と同様の動作を行う。また、地点Ｌ６４では上方可視光検出素子１５の出力が上方可視光判定閾値を下回るので、ヘッドライト輝度変換回路部２７は、輝度信号として最大値を出力する。これにより、ヘッドライトの輝度は最大値であると共に一定値となる。

以上説明したように、ヘッドライト輝度変換回路部２７によってトンネル５６の入口付近に設置されたランプ５５の照度に合わせてヘッドライトの輝度が調整される。このため、トンネル５６に進入した後のユーザの違和感を低減することができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。図１４に示されるように、本実施形態では、各検出素子１５〜１７は１つの半導体チップ３２に形成されている。

半導体チップ３２は円形の受光領域３３を有している。この受光領域３３は、中心から外側に向かって円形受光領域３４、リング状受光領域３５、及びリング状受光領域３６に区画されている。各受光領域３４〜３６は電気的に絶縁されている。

具体的には、ｎ型シリコン基板３７の表層部に円形のｐ型領域３８が形成され、その外周側にリング状のｐ型領域３９及びｐ型領域４０がそれぞれ形成されている。また、ｎ型シリコン基板３７の裏面にはカソード電極４１が形成されるとともに、ｎ型シリコン基板３７の表面側においてｐ型領域３８〜４０にはアノード電極４２、４３、４４が設けられている。なお、各受光領域３４〜３６は全てリング状に形成されていても良い。

そして、例えば円形受光領域３４が前方赤外光検出素子１７として構成されている。また、リング状受光領域３５が上方可視光検出素子１５として構成され、リング状受光領域３６が上方赤外光検出素子１６として構成されている。各受光領域３４〜３６に光が当たるとそれぞれ受光量に応じた電気信号が出力される。

さらに、各受光領域３４〜３６が車両５３の上方または前方からの光を選択的に受光できるようにするため、半導体チップ３２の真上には図１５に示されたスリット板４５が配置される。スリット板４５は遮光材料で形成されている。スリット板４５は当該スリット板４５を貫通するスリットとして貫通孔４６を有している。貫通孔４６は例えば円形をなしている。なお、貫通孔４６の平面形状は、例えば多角形状、Ｌ字状、Ｉ字状等でも良い。

図１６に示されるように、半導体チップ３２及びスリット板４５がセンサハウジング４７に収容されている。そして、光学レンズ４８を介してセンサハウジング４７内に導かれた光は、スリット板４５の貫通孔４６に対する入射角度に応じて各受光領域３４〜３６のいずれかで受光される。

以上のように、スリット板４５によって各受光領域３４〜３６で受光する光の方向を選択することができる。また、光センサ１０を車両５３のフロントガラス５０ではなく、例えばダッシュボードに配置することもできる。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された光センサ１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、第２実施形態で示された閾値変更回路部２６を第３実施形態に係る判定回路部１９に採用しても良い。

また、上記各実施形態で備えられていた上方可視光検出素子１５を不要としても良い。この場合、判定回路部１９は、上方赤外光検出素子１６から第１強度信号を入力すると共に第１強度信号と上方赤外光判定閾値とを比較し、前方赤外光検出素子１７から第２強度信号を入力すると共に第２強度信号と前方赤外光判定閾値とを比較することとなる。そして、第１強度信号が第１閾値を超え、かつ、第２強度信号が前方赤外光判定閾値を超えた場合、判定回路部１９は車両５３のヘッドライトを点灯させるための点灯信号を出力する。このような構成としても良い。この場合、第４実施形態と同様に、上方赤外光検出素子１６及び前方赤外光検出素子１７を１つの半導体チップ３２に形成しても良い。

さらに、上記各実施形態では、各コンパレータ２０〜２２は、信号が閾値を下回るとＨｉの信号を出力していたが、これは判定方法の一例である。したがって、判定回路部１９は、信号が閾値を上回ることを検出するように構成されていても良い。もちろん、上記各実施形態で示された判定回路部１９の回路構成は一例であり、当該判定回路部１９の機能を実現できる他の回路で構成されていても良い。

１５上方可視光検出素子（第３受光素子）
１６上方赤外光検出素子（第１受光素子）
１７前方赤外光検出素子（第２受光素子）
１９判定回路部
２６閾値変更回路部
２７ヘッドライト輝度変換回路部
３２半導体チップ
５３車両

Claims

車両（５３）の上方から照射される光のうち可視光の分光感度が下げられて赤外光を検出すると共に、受光した光の強度を第１強度信号として出力する第１受光素子（１６）と、
前記車両（５３）の前方から照射される光のうち可視光の分光感度が下げられて赤外光を検出すると共に、受光した光の強度を第２強度信号として出力する第２受光素子（１７）と、
前記車両（５３）のヘッドライトを点灯させるか否かを判定するための第１閾値及び第２閾値を有し、前記第１受光素子（１６）から前記第１強度信号を入力すると共に前記第１強度信号と前記第１閾値とを比較し、前記第２受光素子（１７）から前記第２強度信号を入力すると共に前記第２強度信号と前記第２閾値とを比較し、前記第１強度信号が前記第１閾値を超え、かつ、前記第２強度信号が前記第２閾値を超えた場合、前記車両（５３）のヘッドライトを点灯させるための点灯信号を出力する判定回路部（１９）と、
を備えていることを特徴とする光センサ。
前記第１強度信号が前記第１閾値を超えた場合、前記第２閾値を変更することにより、前記第２閾値を変更する前よりも前記第２強度信号が前記第２閾値を超えるタイミングを早める閾値変更回路部（２６）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
前記第１受光素子（１６）及び前記第２受光素子（１７）は１つの半導体チップ（３２）に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光センサ。
前記車両（５３）の上方から照射される光のうち可視光を含む分光感度特性を持つと共に、受光した光の強度を第３強度信号として出力する第３受光素子（１５）を備え、
前記判定回路部（１９）は、前記車両（５３）のヘッドライトを点灯させるか否かを判定するための第３閾値を有し、前記第３受光素子（１５）から前記第３強度信号を入力すると共に前記第３強度信号と前記第３閾値とを比較し、前記第３強度信号が前記第３閾値を超えるかまたは前記第１強度信号が前記第１閾値を超え、かつ、前記第２強度信号が前記第２閾値を超えた場合、前記車両（５３）のヘッドライトを点灯させるための点灯信号を出力することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光センサ。
前記第３受光素子（１５）から前記第３強度信号を入力し、前記判定回路部（１９）から前記点灯信号が出力されている際に、前記第３強度信号が前記第３閾値を超えるまで、前記第３強度信号が小さくなるに伴って前記車両（５３）のヘッドライトの輝度を高くするヘッドライト輝度変換回路部（２７）を備えていることを特徴とする請求項４に記載の光センサ。
前記第１受光素子（１６）、前記第２受光素子（１７）、及び前記第３受光素子（１５）は１つの半導体チップ（３２）に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の光センサ。