JPH0456618A - 自動車用日射センサ - 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、自動車空調に用いられる日射センサに関する
。

［従来の技術］ 特開昭６２−７１７１３号公報は、光導電センサの上方
にスリットを有する遮光板を設けて太陽光をスリットか
ら光導電センサに入射させ、光導電センサ上の受光位置
変化による出力電圧変動により太陽光の入射迎角を検出
している。

特開平１−２１８９１３号公報は、光電素子の上方にそ
の受光面より小さい遮光板を配設して斜光感度を相対的
に改善する自動車用日射センサを開示している。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した自動車用日射センサによれば、確かに入射迎角
（以下、単に入射角という）−出力電流（出力電圧）特
性（以下、単に入射角感度特性という）を改良すること
ができ、所定の斜め入射角値での受熱量が最も大きくな
る自動車空調制御用途に好ましい。しかしながら、この
従来の自動車用日射センサでは、遮光様の全周辺の入射
窓部から光を入射させるために大型のパッケージを採用
する必要がある。例えば車両のダツシュボードなどにこ
の自動車用日射センサを埋設する場合、ダツシュボード
に開ける穴または凹部はできるだけ小さくすることが美
観上、特に好ましいが、上記した従来の自動車用日射セ
ンサでは入射窓部面積か大きいために、どうしても上記
穴または凹部を小さくできない不具合がある。

また、上記した従来の自動車用日射センサでは、遮光板
の全周辺の入射窓部から光を入射させるために太陽光の
入射方位が変化すると光電素子に実際に入射する光は入
射窓部の異なる部分から入射することとなる。したがっ
て、もし入射窓部のガラス面が不均一に汚れると、太陽
光の入射方位の変化により光電流かばらつき、信号誤差
を生じる欠点がある。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、所
望の感度特性を得るとともに入射窓部の小形化と上記信
号誤差の低減が可能な自動車用日射センサを提供するこ
とをその解決すべき課題としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の自動車用日射センサは、自動車に配設され太陽
光を光電変換する光電変換部と、該光電変換部の上方に
設けられ前記太陽光を遮光する遮光部と、該光電変換部
の中央部に設けられる不感領域と、前記遮光部の中央部
に員孔され前記不感領域の直上に位置する入射窓とを備
えることを特徴とじている。

［作用及び発明の効果］ 上記したように本発明の自動車用日割センサは、遮光部
の中央部を首孔して入射窓を設けるとともに、入射窓の
直下に不感領域を設けている。

したかつて、太陽光の入射角が大きいときには入射窓を
通過した太陽光の多くが不感領域に入射するので感度が
低下し、太陽光の入射角が適当な斜光節回では入射窓を
通過した太陽光の多くが光電変換部に入射するので感度
が向上する。太陽光の入射角が更に小さい範囲ではもと
もと入射窓を通過する光量自体が少なくかつ通過光が光
電変換部の外側に飛出す場合もあり感度は低下する。結
局、所定の入射角度で感度ピークをもつ単峰形の感度特
性を得ることができる。車両の空調負荷（太陽光受熱量
）は、自動車に入射する太陽光の入射角に対しである入
射角値でピークとなる単峰形の特性を有するので、本発
明の自動車用日割センサによれば、信号出力を実際の受
熱量にほぼ追従する特性をもつことができる。

また、この自動車用日割センサは遮光部の中央部を首孔
して入射窓を設けているので、上述した従来の自動車用
日射センサのように遮光板外側全周に入射窓を設ける場
合よりも、装置全体特に入射窓を小形化することができ
、美観上及び装着上において格段に有利となる。

更にこの自動車用日射センサでは、入射窓が不均一に汚
れても太陽光の入射方位変化による感度のばらつきが生
じることがないという利点も奏することができる。

［実施例］ 第１実施例 本発明の自動車用日射センサの一実施例を、第１図〜第
３図を参照して説明する。

本発明の自動車用日射センサは、自動車のダツシュボー
ドに配設されるものであって、短軸円筒缶形状のケース
１と、ケース１の底部表面に配設された太陽電池（本発
明でいう光電変換部）２とを備えている（第１図参照）
。

ケース１は側脂製であって、缶部１１と、缶部１１の上
端開口を塞ぐ蓋部（本発明でいう遮光部）１２とからな
り、蓋部１２の中央部には円形の入射窓３が首孔されて
いる。

太陽電池２は、第２図及び第３図に示すように、正方形
にカットされた単結晶シリコンチップに形成されたＰＮ
接合タイプの太陽電池であって、Ｎ型基板２２の表面部
にＰ型頭ｙＪ、２３を形成し、Ｐ型頭１ｉｉｊ、２３の
表面にＩＴＯ（インジウム−ティン−オキサイド）膜２
４を設け、その上にポリイミド製のパッシベーション膜
２５を設けてなる。

有効な光電感度をもつＰ型領域２３は円形に形成されて
おり、更にこのＰ型領域２３の中央部にはＰＮ接合が設
けられておらず、本発明でいう不感領域２６を構成して
いる。もちろん、このチップ表面の内、Ｐ影領域２３を
除く領域にパツシベション膜２５を介して遮光用のアル
ミ蒸着膜を設けてもよい。

缶部１１の底部表面には導電層（図示せず）が設けられ
ており、Ｎ型基板２２は導電性の接着剤によりこの導電
層に接着されている。この導電層は缶部１１に設けられ
たピン（図示せず）に接続されており、信号電極の一方
を構成している。−方、ＩＴＯ膜２４は缶部１１に設け
られた他のピン（図示せず）に接続されており、信号電
極の他方を構成している。

チップ２１を缶部１１に接着した後で、蓋部１２を缶部
１１に被せ、入射窓３から透明樹脂液を注入して固化さ
せて樹脂封止部４を形成し、組立てを完了する。

なお、樹脂封止部４は太陽光の全波長スペクトルを通過
する必要はなく、その適当な波長スペクトル例えば赤外
〜赤色領域を通過させるものでもよい。

この自動車用日射センサの作用を説明する。

センサ表面の反射率を一定と仮定し、入射角（入射迎角
）をθ、受光面積をＳとし、かつ、入射窓３から入射し
た太陽光は不感領域２６に当たらない（全量、Ｐ型領域
２３付近に入射する）と仮定すると、Ｓは一定であるか
ら、受光量はＳｎｅに比例する。

そして、更にｅか増加して入射窓３から入射した太陽光
が不感領域２６に当たるとすると、当たった分だけ有効
な受光量が減少する。すなわち、この領域では有効な受
光量はθの増加に応じて受光量が減少する。結局、この
自動車用日割センサは、太陽光が不感領域２６に当り始
める入射色値近傍をピークとする単峰特性を持っている
。

この自動車用日射センサにおいて、入射窓３及び不感領
域２６の直径ｄＬ　ｄ２、入射窓３からチップ２１表面
までの高さＨを変更することにより種々変更することが
できる。高さＨを種々変更した場合の入射角感度特性を
第４図に、不感領域２６の直径ｄ２を変更した場合の入
射角感度特性を第５図に、太陽電池の径方向距離（Ｐ型
領域半径−不感領域半径）Ｂを変更した場合の入射角感
度特性を第６図に示す。

なお、第４図〜第６図において、パラメータを変更しな
い場合、Ｈは１ｍｍ、ｄｌは１ｍｍ、ｄ２は０．４ｍｍ
、Ｂは”ｌＱｍｍに設定される。

第４図ではＨの変化とともに立上り及び立下り特性及び
ピーク値が共に変化し、第５図ではｄ２の変化とともに
立下り特性及びピーク値が変化し、第６図ではＢの変化
とともにピーク値が一定で立上り特性が主として変化す
る。すなわち、本実施例では、入射角感度特性を自由自
在に設定することができる。

一方、入射角に対する空調負荷（受熱量）は第７図に示
すように所定の大剣角度値でピークを持つ単峰特性を持
っているので、この実施例の自動車用日射センサの感度
特性とうまくマツチすることがわかる。

また、この実施例ではＰ型頭域２３、入射窓３及び不感
領域２６がいずれも円形に形成されているので、例えば
車両の方向変化により入射方位が変化しても、入射感度
が影響されない利点かある。

実施例２ 本発明の自動車用日射センサの他の実施例を、第８図に
示す。

この自動車用日射センサも、自動車のダツシュボードに
配設されるものであって、カラス基板５と、カラス基板
５の表面に設けられた遮光層６と、遮光層６の中央部に
設けられた入射窓７と、カラス基板５の背面に設けられ
たアモルファスシリコン電池８と、アモルファスシリコ
ン電池８の表面に被着されるポリイミド樹脂製のパッシ
ベーション膜９とからなる。

アモルファスシリコン電池８の詳細構造、作動及び製造
方法自体については周知でおり、その説明を省略する。

ただ、アモルファスシリコン電池８は円形に形成されて
おり、かつ、アモルファスシリコン電池８の中央部には
円形の不感領域（アモルファスシリコン電池８が形成さ
れていない領域＞１０が設けられているので、この実施
例の自動車用日射センサも入射方位による感度のばらつ
きをもたない。

実施例３ 本発明の自動車用日射センサの他の実施例を第９図に示
す。

この自動車用日射センサは、実施例２のアモルファスシ
リコン電池８を放射状に４分割し、分割された各アモル
ファスシリコン電池８ａ〜８ｄからそれぞれ出力電流を
取出す構成としたものである。

このようにすれば、各アモルファスシリコン電池８ａ〜
８ｄの出力電流状態から入射方位を検出することができ
る。すなわち、アモルファスシリコン電池８ａの出力電
流か極端に大きい場合には、車両進行方向Ｚに対して後
方斜右方向Ｍから太陽光が入射することがわかり、アモ
ルファスシリコン電池８Ｃ１８ｄの出力電流がほぼ等し
く、かつ、他の電池８ａ、８ｂの出力電流より大巾に大
きい場合には車両前方から入射することがわかる。

したがって、この実施例によれば入射角による車両の受
熱量に応じた出力電流を出力できるとともに入射方位の
検出も可能となる。自動車においては入射方位によって
受熱量が異なるので、検出した入射方位に基づいて光電
流を補正することにより、更に実際の受熱量に対するセ
ンサ出力の追従性を改善することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車用日射センサの第１実施例を示
す断面図、第２図はその太陽電池の平面図、第３図は太
陽電池の一部断面図、第４図、第５図、第６図はその入
射角感度特性図、第７図は入射角受熱量特性図、第８図
及び第９図はそれぞれ伯の実施例を示す断面図及び平面
図である。 ２・・・太陽電池（光電変換部） ３・・・入射窓 ２６・・・不感領域 １２・・・遮光部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　自動車に配設され太陽光を光電変換する光電変換部と
   、 該光電変換部の上方に設けられ前記太陽光を遮光する遮
   光部と、 該光電変換部の中央部に設けられる不感領域と、前記遮
   光部の中央部に貫孔され前記不感領域の直上に位置する
   入射窓と、 を備えることを特徴とする自動車用日射センサ。