JPH01170820A - 車両用光センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車などの車両に設けられ、入射光量に応
じてヘッドライトや空調設備（エアコン）に対する動作
条件を与える光センサに関するものである。 〔従来の技術〕 近年の車両においては、ヘッドライトの点灯や、エアコ
ンの作動を光センサ出力に基づいて行うものかある。 ヘッドライトの自動点灯は、周囲が薄暗くなったことを
光センサで検出して点灯させるものであり、この場合、
数十ｇ　から数百ρ　程度の照度ｘ を動作領域としている。一方、エアコンの動作制御は、
原則として温度制御を行いながら、直射日光の強さに応
じて目標温度値を補正するものである。つまり、太陽光
を直接受けている部分の温度は、気温よりも高くなるこ
とから、太陽光線の照射光量に応じて目標温度値を適当
に補正することにより、輻射熱を考慮した実質的に有効
な温度調整を行おうとするものである。この場合の光セ
ンサは、数百ｇ　程度の照度を動作領域としている。 〔発明が解決しようとする課題〕 ヘッドライトの自動点灯の場合には、上述したように動
作領域となる照度が低いため、受光素子の後段に設けら
れている電流帰還型の増幅回路に数百にΩ〜ＩＭΩの高
い抵抗値の帰還抵抗を用いる必要がある。逆に、エアコ
ンの制御の場合には、動作領域となる照度が高いため、
増幅回路に数にΩ程度の低い帰還抵抗を用いる必要があ
る。そのため、従来の車両用光センサは、制御対象毎に
それぞれ専用の回路が用いられていた。 一方、車両のような移動物体では搭載される各種の機器
の設置スペースや重量に制限があり、可能な限りの小型
軽量化が図られている。このことは、車両用光センサの
設置についても当てはまることであり、受光素子や増幅
回路の共用化が望まれていた。 〔課題を解決するための手段〕 本発明の車両用光センサは、上記課題に鑑みて為された
ものであり、帰還型電流増幅器は、第１の電流帰還抵抗
の他に、第１の電流帰還抵抗に並列接続される第２の電
流帰還抵抗を備え、第２の電流帰還抵抗にはツェナーダ
イオードが逆バイアスで直列接続されているものである
。 〔作用〕 電流増幅器の出力電圧がツェナーダイオードの動作電圧
以下であるときは、第１の電流帰還抵抗を光電流が流れ
、ツェナーダイオード動作電圧を越えると、第２の電流
帰還抵抗に光電流が流れるので、受光素子の出力に応じ
て増幅器のゲインが変化する。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、自動車
におけるヘットライトの自動点灯とエアコンの制御との
両方に適用できることを目的としている。 受光素子であるホトダイオード１は自動車のダツシュボ
ード上に配置されており、フロントガラスを介して外部
の光を受光できるようになっている。ホトダイオード１
のカソードは電流増幅器２の反転入力端子に接続されて
おり、アノードは電流増幅器２の非反転入力端子と共通
に端子３を介して接地されている。電流増幅器２の出力
端子と反転入力端子との間には、抵抗値Ｒｒｌを有する
電流帰還抵抗４が接続されている。また、抵抗値Ｒｒ２
を有する電流帰還抵抗５および適当なしきい値電圧を有
するツェナーダイオード６で構成された直列回路が電流
帰還抵抗４に対して並列に接続されている。ここに、ツ
ェナーダイオード６はカソードが電流増幅器２の出力側
に接続されている。電流帰還抵抗４の抵抗値Ｒ，１と電
流帰還抵抗５の抵抗値Ｒ２との間には、Ｒｆｌ　＞Ｒｆ
２の関係がある。 なお、端子７は電流増幅器２を駆動するための電源入力
端子である。また、端子８は車両用光センサとしての出
力端子であり、電流増幅器２の出力電圧がそのまま与え
られている。 第２図は、ホトダイオード１に対する入射光量と電流増
幅器２の出力電圧との関係を示す特性図であり、同図を
用いて本実施例の動作を説明する。 本実施例ではツェナーダイオード６の動作電圧Ｖｚが２
Ｖ弱に設定されている。ホトダイオード１に対する入射
光量が小さいときには、電流帰還抵抗４を経て光電流が
流れる。電流帰還抵抗４の抵抗値Ｒ，１は、数十〜数百
ｇ、の照度に動作領域が入るように数百にΩ〜ＩＭΩ程
度の高い値に設定されている。このように、入射光量が
小さいときは、入射光量に対して高い感度を持たせるこ
とができる。 一方、入射光量が大きくなると、電流増幅器２の出力電
圧が増加し手その値がツェナーダイオード６の動作電圧
Ｖｚを越え、ツェナーダイオード６が導通する。ツェナ
ーダイオード６が導通すると、光電流が比較的低い抵抗
値Ｒ４２を持つ電流帰還抵抗５を流れるため、電流増幅
器２は広い範囲の入力電流に対してリニアに動作するこ
とが可能となる。電流帰還抵抗５の抵抗値Ｒｒ２は、数
百Ω　程度の照度に動作領域が入るように数にΩ程度の
低い値に設定されている。したがって、ツェナーダイオ
ード６が導通すると、この先センサは、ホトダイオード
１への広い範囲の入射光量に対してリニアに動作するこ
とができる。 抵抗値Ｒ，１の電流帰還抵抗４による動作領域Ａ内にお
いて、ヘッドライト点灯制御のためのしきい値照度をＬ
ｌとする場合には、対応する出力電圧■１を図示省略し
た点灯制御回路のしきい値とする。そして、点灯制御回
路は本実施例の車両用光センサから与えられる電圧がＶ
１以下となったときに点灯動作を行う。 また、抵抗値Ｒｆ２の電流帰還抵抗５による動作領域Ｂ
内において、エアコン制御のためのしきい値照度をＬ２
とする場合には、対応する出力電圧Ｖ２を図示省略した
エアコン制御回路のしきい値電圧とし、出力電圧がＶ２
以上となったときに、エアコン制御回路は、目標温度値
を２〜３℃下げる。たとえば、工、アコンの設定温度を
２０℃としている場合には、通常は、エアコンが温度セ
ンサ出力に基づいて車内温度が２０℃になるように制御
されているが、強い直射日光の照射を受けて本光センサ
の出力電圧がＶ２以上となると、目標温度が１７〜１８
℃となる。これによって、輻射熱を考慮した温度制御が
達成できる。 なお、本実施例では、制御対象としてヘラドラ＝　７− イトの自動点灯およびエアコンの制御の２つを例示して
いるが、これらに代えて他の制御に利用することを妨げ
るものではなく、また、制御対象数は２つに限定される
ものではない。 さらに、異なる動作電圧Ｖｚを有するツェナーダイオー
ド６および異なる抵抗値を有する電流帰還抵抗５からな
る直列回路を電流増幅器２に対して重ねて並列接続する
ことを妨げるものではない。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の車両用光センサによれば
、受光素子に入射する光量に応じて増幅器のゲインが変
化するので、１組の受光素子と増幅器で、しきい値照度
の大幅に異なる複数の制御対象に対して、それぞれ感度
良く適応することができる。換言すれば、制御対象毎に
個別に受光素子と増幅器を備えていた従来と同様の機能
を保ちつつ、受光素子および増幅器を最小単位に抑える
ことができる。したがって、設置スペースや搭載重量に
制限のある車両に対しても容易に設置することができ、
さらに、配線コストや設置に伴う労力も大幅に低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はその
動作特性図である。 １・・・ホトダイオード、２・・・電流増幅器、４・・
・電流帰還抵抗、５・・・電流帰還抵抗、６・・・ツェ
ナーダイオード。 特許出願人　　浜松ホトニクス株式会社代理人弁理士　
　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　　　　塩　　　
１）　　辰　　　也手続補正書 昭和６３年２月１６日 １　事件の表示 昭和６２年　特許願　第３３１０４３号２　発明の名称 光　　セ　　ン　　サ ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 ４　代　理　人　（郵便番号　１０１）東京都千代田区
岩本町三丁目５番地２号フォアサイトビル４階 り ５　補正の対象 明細書の「発明の名称」、「特許請求の範囲」、「発明
の詳細な説明」の各欄 ６　補正の内容 （１）　　明細書の発明の名称「車両用光センサ」を「
光センサ」に補正する。 （２）　　同書の特許請求の範囲を別紙の通り補正する
。 （３）　　同書１頁１９行の「の車両」を削除する。 （４）　　同書同頁２０行の「応じて」の後に「たとえ
ば」を加入する。 （５）　　同書３頁１６行の「車両用」を削除する。 （６）　　同書４頁１１行の「ヘットライト」を「ヘッ
ドライト」に補正する。 （７）　　同書８頁４行の「ものではない。」の後に「
もちろん、本発明の光センサは車両用に限定されるもの
でもない。」を加入する。 （８）　　同書同頁１０行の「車両用」を削除する。 以　　上 ２、特許請求の範囲 外部からの光を受光すると受光量に応じた電気信号を出
力する受 光素子と、この受光素子の出力電流を増幅する帰還型電
流増幅器とからなる光センサにおいて、前記帰還型電流
増幅器は、第１の電流帰還抵抗と、この第１の電流帰還
抵抗に並列接続される第２の電流帰還抵抗とを備え、第
２の電流帰還抵抗にはツェナーダイオードが逆バイアス
で直列接続されていることを特徴とする光センサ。 手続補１書　町絢埼同性 １　事件の表示 昭和６２年特許願第３３１０４３号 ２　発明の名称 センサ回路 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 ４　代　理　人　（郵便番号　１０１）東京都千代田区
岩本町三丁目５番地２号フォアサイトビル４階 〔電話東京（８Ｂ５）８００１〜８００３）８８１５　
　弁理士　長谷用　芳　樹 ５　補正の対象 明細書の全文および図面 ６　補正の内容 （１）　　明細書の全文を別紙の通りに訂正する。 （２）　　第２図を別紙の通りに訂正する。 明　　　細　　　書 １、発明の名称 センサ回路 ２、特許請求の範囲　　　　　　　　、１、　検出量に
応じた電気信号を出力するセンサと、このセンサの出力
電流を増幅する帰還型電流増幅器とを有するセンサ回路
において、前記帰還型電流増幅器は、第１の電流帰還抵
抗と、この第１の電流帰還抵抗に並列接続される第２の
電流帰還抵抗とを備え、第２の電流帰還抵抗にはツェナ
ダイオードが逆バイアスで直列接続されていることを特
徴とするセンサ回路。 ２、　センサが、受光量に応じた。電気信号を出力する
受光素子である特許請求の範囲第１項記載のセンサ回路
。 ３、　第２の電流帰還抵抗の抵抗値が第１の電流帰還抵
抗の抵抗値よりも小さい特許請求の範囲第１項記載のセ
ンサ回路。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、互いに離れている２以上の検出領域に対して
動作するセンサ回路に関するものである。 〔従来の技術〕 近年の車両においては、ヘッドライトの点灯や、エアコ
ンの作動を光センサ出力に基づいて行うものがある。 ヘッドライトの自動点灯は、周囲が薄暗くなったことを
光センサで検出して点灯させるものであり、この場合、
数十ΩＸから数百９Ｘ程度の照度を動作領域としている
。一方、エアコンの動作制御は、原則として温度制御を
行いながら、直射日光の強さに応じて目標温度値を補正
するものである。つまり、太陽光を直接受けている部分
の温度は、気温よりも高くなることから、太陽光線の照
射光量に応じて目標温度値を適当に補正することにより
、輻射熱を考慮した実質的に有効な温度調整を行おうと
するものである。この場合の光センサは、数百１Ｘ程度
の照度を動作領域としている。 〔発明が解決しようとする課題〕 ヘッドライトの自動点灯の場合には、上述したように動
作領域となる照度が低いため、受光素子の後段に設けら
れている電流帰還型の増幅回路に数百にΩ〜ＩＭΩの高
い抵抗値の帰還抵抗を用いる必要がある。逆に、エアコ
ンの制御の場合には、動作領域となる照度が高いため、
増幅回路に数にΩ程度の低い帰還抵抗を用いる必要があ
る。そのため、従来の車両用光センサは、制御対象毎に
°それぞれ専用の回路が用いられていた。 一方、車両のような移動物体では搭載される各種の機器
の設置スペースや重量に制限があり、可能な限りの小型
軽量化が図られている。このことは、上述の車両用光セ
ンサの設置についても当てはまることであり、受光素子
や増幅回路の共用化が望まれていた。 〔課題を解決するための手段〕 本発明のセンサ回路は、上記課題に鑑みて為されたもの
であり、センサ出力を増幅する帰還型電流増幅器は、第
１の電流帰還抵抗の他に、第１の電流帰還抵抗に並列接
続される第２の電流帰還抵抗を備え、第２の電流帰還抵
抗にはツェナーダイオードが逆バイアスで直列接続され
ているものである。 〔作用〕 電流増幅器の出力電圧がツェナーダイオードの動作電圧
以下であるときは、第１の電流帰還抵抗を電流が流れ、
ツェナーダイオード動作電圧を越えると、第２の電流帰
還抵抗にも電流が流れるので、受光素子の出力に応じて
増幅器のゲインが変化する。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、自動車
におけるヘッドライトの自動点灯とエアコンの制御との
両方に適用できることを目的としている。 受光素子であるホトダイオード１は自動車のダツシュボ
ード上に配置されており、フロントガラスを介して外部
の光を受光できるようになっている。ホトダイオード１
のカソードは電流増幅器２の反転入力端子に接続されて
おり、アノードは電流増幅器２の非反転入力端子と共通
に端子３を介して接地されている。電流増幅器２の出力
端子と反転入力端子との間には、抵抗値Ｒｆｌを有する
電流帰還抵抗４が接続されている。また、抵抗値Ｒｆ２
を有する電流帰還抵抗５および適当なしきい値電圧を有
するツェナーダイオード６で構成された直列回路が電流
帰還抵抗４に対して並列に接続されている。ここに、ツ
ェナーダイオード６はカソードが電流増幅器２の出力側
に接続されている。 電流帰還抵抗４の抵抗値Ｒｆｌと電流帰還抵抗５の抵抗
値Ｒｆ２との間には、Ｒｆｌ〉Ｒｆ２の関係がある。 なお、端子７は電流増幅器２を駆動するための電源入力
端子である。また、端子８は車両用光センサとしての出
力端子であり、電流増幅器２の出力電圧がそのまま与え
られている。 第２図は、ホトダイオード１に対する入射光量と電流増
幅器２の出力電圧との関係を示す特性図であり、同図を
用いて本実施例の動作を説明する。 なお、第２図の座標は縦軸および横軸ともに対数目盛で
ある。 本実施例ではツェナーダイオード６の動作電圧Ｖｚが２
Ｖ弱に設定されている。ホードダイオード１に対する入
射光量が小さく、Ｌ’３（たとえば数百ρＸ）以下のと
きには、電流帰還抵抗４を経て光電流が流れる。電流帰
還抵抗４の抵抗値Ｒ４１は、数十〜数百ρＸの照度（区
間Ａ）に動作領域が入るように数百にΩ〜ＩＭΩ程度の
高い値に設定されている。このように、入射光量が小さ
いときは、入射光量に対して高い感度を持たせることが
できる。 一方、入射光量が大きくなると、電流増幅器２の出力電
圧が増加してその値がツェナーダイオード６の動作電圧
Ｖｚを越え、ツェナーダイオード６の抵抗値が急激に低
下する。入射光量がＬ４（たとえば１万１ｌｘ）以上と
なると、ツェナーダイオード６が実質的に完全に導通し
、その抵抗値が電流帰還抵抗５の抵抗値Ｒｆ２と比べて
小さくなり、光電流が電流帰還抵抗５を流れるため、電
流増幅器２は照度領域Ｂにおいてリニアに動作する。 電流帰還抵抗５の抵抗値Ｒｆ２は、致方ΩＸ程度の照度
に動作領域が入るように数にΩ程度の低い値に設定され
ている。したがって、ツェナーダイオード６が実質的に
完全に導通ずると、この光センサは、大きな入射光量に
対してもリニアに動作することができる。 以上の説明かられかるように、電流増幅器２は大きく離
れている所望の２以上の領域の入射光量に対して一義的
な出力をすると共に各領域においてリニアに動作するこ
とが可能となる。 抵抗値Ｒｆｌの電流帰還抵抗４による動作領域Ａ内にお
いて、ヘッドライト点灯制御のためのしきい値照度をＬ
ｌどする場合には、対応する出力電圧Ｖ１を図示省略し
た点灯制御回路のしきい値とする。そして、点灯制御回
路は本実施例の車両用光センサから与えられる電圧がＶ
ｌ以下となったときに点灯動作を行う。 また、抵抗値Ｒ４２の電流帰還抵抗５による動作領域Ｂ
内において、エアコン制御のためのしきい値照度をＬ２
とする場合には、対応する出力電圧Ｖ２を図示省略した
エアコン制御回路のしきい値電圧とし、出力電圧がｖ２
以上となったときに、エアコン制御回路は、目標温度値
を２〜３℃下げる。たとえば、エアコンの設定温度を２
０℃としている場合には、通常は、エアコンが温度セン
サ出力に基づいて車内温度が２０℃になるように制御さ
れているが、強い直射日光の照射を受けて本光センサの
出力電圧がｖ２以上となると、目標温度が１７〜１８℃
となる。これによって、輻射熱を考慮した温度制御が達
成できる。 なお、本実施例では、制御対象としてヘッドライトの自
動点灯およびエアコンの制御の２つを例示しているが、
これらに代えて他の制御に利用することを妨げるもので
はなく、また、制御対象数は２つに限定されるものでは
ない。もちろん、本発明の光センサは車両用に限定され
るものでもない。 また、本実施例では電流帰還抵抗４の抵抗値Ｒ４１と電
流帰還抵抗５の抵抗値Ｒ４２はＲｆＬ〉Ｒｆ２なる関係
を満足するものであったが、ツェナーダイオード６が導
通した後電流帰還抵抗５と電流帰還抵抗４とは並列に接
続されるので、Ｒｆ２がＲｆｌと同じかより大きな値で
あっても、電流帰還抵抗４と電流帰還抵抗５からなる並
列回路の抵抗値はＲｒｌより小さいので、本実施例と同
様の作用が達成できる。 なお、以上はセンサが光センサ（受光素子）である場合
について述べたが、光センサに代えて磁気センサや音響
センサなど電気出力をするセンサであればいかなるセン
サが接続されても良い。 また、異なる動作電圧Ｖｚを有するツェナーダイオード
６および異なる抵抗値を有する電流帰還抵抗５からなる
直列回路を電流増幅器２に対して重ねて並列接続するこ
とを妨げるものではない。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の光センサによれば、ツェ
ナダイオードと直列接続した帰還抵抗の抵抗値を選ぶこ
とにより、センサが検出すべき検出量の２以上の離隔し
た対象領域に応じて増幅器のゲインが変化すると共に、
これら対象領域に挟まれた領域については対応する出力
電圧幅を極めて小さくすることができるので、１組の受
光素子と増幅器で、しきい値照度の大幅に異なる複数の
制御対象に対して、それぞれ感度良く適応することがで
きる。換言すれば、制御対象毎に個別にセンサと増幅器
を備えていた従来回路と同様の機能を保ちつつ、センサ
および増幅器を最小単位に抑えることができる。したが
って、設置スペースや搭載重量に制限のある車両に対し
ても容易に設置することができ、さらに、配線コストや
設置に伴う労力も大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第２図は、
その動作特性図である。 １・・・ホトダイオード、２・・・電流増幅器、４．５
・・・電流帰還抵抗、６・・・ツェナーダイオード。 特ノ院図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両に取り付けられ外部からの光を受光すると受光量に
   応じた電気信号を出力する受光素子と、この受光素子の
   出力電流を増幅する帰還型電流増幅器とからなる車両用
   光センサにおいて、前記帰還型電流増幅器は、第１の電
   流帰還抵抗と、この第１の電流帰還抵抗に並列接続され
   る第２の電流帰還抵抗とを備え、第２の電流帰還抵抗に
   はツェナーダイオードが逆バイアスで直列接続されてい
   ることを特徴とする車両用光センサ。