JPH11211564A - 照度センサ - Google Patents
照度センサInfo
- Publication number
- JPH11211564A JPH11211564A JP1362498A JP1362498A JPH11211564A JP H11211564 A JPH11211564 A JP H11211564A JP 1362498 A JP1362498 A JP 1362498A JP 1362498 A JP1362498 A JP 1362498A JP H11211564 A JPH11211564 A JP H11211564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- illuminance sensor
- switching element
- mosfets
- mosfet
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】低コストで高出力の照度センサを提供する。
【解決手段】光起電力素子ＳＢは複数の太陽電池５を直
列接続して構成される。コンデンサＣは光起電力素子Ｓ
Ｂと並列に接続される。スイッチング素子ＳＷは、逆直
列に接続された２個のディプレッション型のＭＯＳＦＥ
ＴＱ1 ，Ｑ2 から構成され、両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2
はソース同士及びゲート同士がそれぞれ共通接続され
る。光起電力素子ＳＢの正極側の端子はＭＯＳＦＥＴＱ
1 ，Ｑ2 のソースに接続され、光起電力素子ＳＢの負極
側の端子は抵抗Ｒを介してＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のソ
ースに接続される。
列接続して構成される。コンデンサＣは光起電力素子Ｓ
Ｂと並列に接続される。スイッチング素子ＳＷは、逆直
列に接続された２個のディプレッション型のＭＯＳＦＥ
ＴＱ1 ，Ｑ2 から構成され、両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2
はソース同士及びゲート同士がそれぞれ共通接続され
る。光起電力素子ＳＢの正極側の端子はＭＯＳＦＥＴＱ
1 ，Ｑ2 のソースに接続され、光起電力素子ＳＢの負極
側の端子は抵抗Ｒを介してＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のソ
ースに接続される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周囲の外光を検出
してオンオフ信号を発生する照度センサに関するもので
ある。
してオンオフ信号を発生する照度センサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より、周囲の明るさを検出してオン
オフ信号を発生する照度センサがあり、この種の照度セ
ンサとして、フォトダイオードやフォトトランジスタを
用いるものが提供されている（特開平５−１５２９２４
号公報参照）。
オフ信号を発生する照度センサがあり、この種の照度セ
ンサとして、フォトダイオードやフォトトランジスタを
用いるものが提供されている（特開平５−１５２９２４
号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した照度センサで
は、フォトダイオードやフォトトランジスタの出力が低
出力であるので、出力を増幅するためのアンプ回路を外
部に設ける必要があった。また、高出力の照度センサと
してＣｄＳを用いたものも提供されているが、ＣｄＳに
はＣｄ（カドミウム）が多量に用いられているから、Ｃ
ｄＳを用いるものは製造時の環境汚染が問題になるとと
もに、ＣｄＳあるいはＣｄＳを組み込んだ機器の廃棄処
分について環境への影響が問題になる。
は、フォトダイオードやフォトトランジスタの出力が低
出力であるので、出力を増幅するためのアンプ回路を外
部に設ける必要があった。また、高出力の照度センサと
してＣｄＳを用いたものも提供されているが、ＣｄＳに
はＣｄ（カドミウム）が多量に用いられているから、Ｃ
ｄＳを用いるものは製造時の環境汚染が問題になるとと
もに、ＣｄＳあるいはＣｄＳを組み込んだ機器の廃棄処
分について環境への影響が問題になる。
【０００４】また、単結晶シリコンを用いたフォトトラ
ンジスタの分光感度特性は、図１５のホに示すように赤
外線領域にピークを有し、図１５のニに示す人の視感度
特性（比視感度曲線）と大きく異なっている。したがっ
て、フォトトランジスタを用いる照度センサを照明負荷
のオンオフ制御に用いる際は、照度センサの出力を周囲
の明るさに対応させるために、フォトトランジスタの入
射側に図１５に破線で示す波長よりも長波長側の光を除
去するようなフィルタを配置して、照度センサの分光感
度特性を補正する必要があり、部品点数が増加するとい
う問題がある。
ンジスタの分光感度特性は、図１５のホに示すように赤
外線領域にピークを有し、図１５のニに示す人の視感度
特性（比視感度曲線）と大きく異なっている。したがっ
て、フォトトランジスタを用いる照度センサを照明負荷
のオンオフ制御に用いる際は、照度センサの出力を周囲
の明るさに対応させるために、フォトトランジスタの入
射側に図１５に破線で示す波長よりも長波長側の光を除
去するようなフィルタを配置して、照度センサの分光感
度特性を補正する必要があり、部品点数が増加するとい
う問題がある。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、環境への影響が少な
く、低コストで高出力の照度センサを提供することにあ
る。
であり、その目的とするところは、環境への影響が少な
く、低コストで高出力の照度センサを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、外光の明るさに応じた電圧を
発生する光起電力素子と、前記光起電力素子の出力電圧
を受けてオンオフされるスイッチング素子とを備え、光
起電力素子は太陽電池により構成され、スイッチング素
子はソース同士およびゲート同士をそれぞれ共通接続し
た２個のＭＯＳＦＥＴからなっており、光起電力素子と
して太陽電池を用い、スイッチング素子としてＭＯＳＦ
ＥＴを用いているので、低消費電力であって、小型の太
陽電池の出力でスイッチング素子をオンオフさせること
ができ、フォトダイオードやフォトトランジスタのよう
に出力を増幅するためのアンプ回路が不要になり、数百
Ｖの電圧をスイッチングすることができ、しかも２個の
ＭＯＳＦＥＴはソース同士およびゲート同士をそれぞれ
共通接続しているから、ＭＯＳＦＥＴのオフ時に寄生ダ
イオードを通してスイッチング素子に電流が流れること
がなく、電源が交流であってもスイッチング素子を確実
にオフにすることができ、さらにＣｄＳを用いていない
からＣｄによる環境への影響がない。
に、請求項１の発明では、外光の明るさに応じた電圧を
発生する光起電力素子と、前記光起電力素子の出力電圧
を受けてオンオフされるスイッチング素子とを備え、光
起電力素子は太陽電池により構成され、スイッチング素
子はソース同士およびゲート同士をそれぞれ共通接続し
た２個のＭＯＳＦＥＴからなっており、光起電力素子と
して太陽電池を用い、スイッチング素子としてＭＯＳＦ
ＥＴを用いているので、低消費電力であって、小型の太
陽電池の出力でスイッチング素子をオンオフさせること
ができ、フォトダイオードやフォトトランジスタのよう
に出力を増幅するためのアンプ回路が不要になり、数百
Ｖの電圧をスイッチングすることができ、しかも２個の
ＭＯＳＦＥＴはソース同士およびゲート同士をそれぞれ
共通接続しているから、ＭＯＳＦＥＴのオフ時に寄生ダ
イオードを通してスイッチング素子に電流が流れること
がなく、電源が交流であってもスイッチング素子を確実
にオフにすることができ、さらにＣｄＳを用いていない
からＣｄによる環境への影響がない。
【０００７】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、各ＭＯＳＦＥＴはそれぞれディプレッション型の
ＭＯＳＦＥＴで構成され、両ＭＯＳＦＥＴのソースに太
陽電池の正極側の端子が接続され、両ＭＯＳＦＥＴのゲ
ートに抵抗を介して太陽電池の負極側の端子が接続され
ており、スイッチング素子がディプレッション型のＭＯ
ＳＦＥＴから構成されているので、周囲が暗い時（常
時）は出力がオンとなる照度センサを提供することがで
きる。
いて、各ＭＯＳＦＥＴはそれぞれディプレッション型の
ＭＯＳＦＥＴで構成され、両ＭＯＳＦＥＴのソースに太
陽電池の正極側の端子が接続され、両ＭＯＳＦＥＴのゲ
ートに抵抗を介して太陽電池の負極側の端子が接続され
ており、スイッチング素子がディプレッション型のＭＯ
ＳＦＥＴから構成されているので、周囲が暗い時（常
時）は出力がオンとなる照度センサを提供することがで
きる。
【０００８】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、各ＭＯＳＦＥＴはそれぞれエンハンスメント型の
ＭＯＳＦＥＴで構成され、両ＭＯＳＦＥＴのソースに太
陽電池の負極側の端子が接続され、両ＭＯＳＦＥＴのゲ
ートに抵抗を介して太陽電池の正極側の端子が接続され
ており、スイッチング素子がエンハンスメント型のＭＯ
ＳＦＥＴから構成されているので、周囲が暗い時（常
時）は出力がオフとなる照度センサを提供することがで
きる。
いて、各ＭＯＳＦＥＴはそれぞれエンハンスメント型の
ＭＯＳＦＥＴで構成され、両ＭＯＳＦＥＴのソースに太
陽電池の負極側の端子が接続され、両ＭＯＳＦＥＴのゲ
ートに抵抗を介して太陽電池の正極側の端子が接続され
ており、スイッチング素子がエンハンスメント型のＭＯ
ＳＦＥＴから構成されているので、周囲が暗い時（常
時）は出力がオフとなる照度センサを提供することがで
きる。
【０００９】請求項４の発明では、請求項１乃至３の発
明において、光起電力素子は、ｐｉｎ構造を有し同一平
面上で直列接続された複数個の太陽電池により構成さ
れ、各太陽電池が同一基板上に形成されているので、各
太陽電池を別々の基板に形成した場合に比べて、部品点
数を増加させることなく、光起電力素子の出力電圧を大
きくすることができる。
明において、光起電力素子は、ｐｉｎ構造を有し同一平
面上で直列接続された複数個の太陽電池により構成さ
れ、各太陽電池が同一基板上に形成されているので、各
太陽電池を別々の基板に形成した場合に比べて、部品点
数を増加させることなく、光起電力素子の出力電圧を大
きくすることができる。
【００１０】請求項５の発明では、請求項１乃至３の発
明において、太陽電池はアモルファスシリコン太陽電池
であるので、ガラス、シリコンなどの比較的安価な基板
上に比較的低温で容易に形成することができ、低コスト
を図ることができる。また、分光感度特性を人の視感度
特性に近づけることが容易になる。請求項６の発明で
は、請求項１乃至３の発明において、太陽電池は、所望
の分光感度特性が得られるように形成されているので、
例えば人の視感度特性に合わせた分光感度特性とするこ
とにより、人の視感度特性に近い明るさでスイッチング
素子をオンオフさせることができる。
明において、太陽電池はアモルファスシリコン太陽電池
であるので、ガラス、シリコンなどの比較的安価な基板
上に比較的低温で容易に形成することができ、低コスト
を図ることができる。また、分光感度特性を人の視感度
特性に近づけることが容易になる。請求項６の発明で
は、請求項１乃至３の発明において、太陽電池は、所望
の分光感度特性が得られるように形成されているので、
例えば人の視感度特性に合わせた分光感度特性とするこ
とにより、人の視感度特性に近い明るさでスイッチング
素子をオンオフさせることができる。
【００１１】請求項７の発明では、請求項１乃至３の発
明において、太陽電池と各ＭＯＳＦＥＴとが同一のベー
ス層上に実装されているので、太陽電池と各ＭＯＳＦＥ
Ｔとの位置関係の管理が容易になる。請求項８の発明で
は、請求項１乃至３の発明において、太陽電池と各ＭＯ
ＳＦＥＴとが同一基板に形成され、ＭＯＳＦＥＴの上方
に太陽電池が形成されているので、光起電力素子と各Ｍ
ＯＳＦＥＴとの位置関係の管理が容易になり、また、別
基板に形成された光起電力素子と各ＭＯＳＦＥＴとを接
続するための作業が不要となるから組立が容易になり、
しかも、基板の平面サイズを小型化することができ、製
造時に１枚のウェハから得られる基板の数が増えるので
低コスト化が可能となる。
明において、太陽電池と各ＭＯＳＦＥＴとが同一のベー
ス層上に実装されているので、太陽電池と各ＭＯＳＦＥ
Ｔとの位置関係の管理が容易になる。請求項８の発明で
は、請求項１乃至３の発明において、太陽電池と各ＭＯ
ＳＦＥＴとが同一基板に形成され、ＭＯＳＦＥＴの上方
に太陽電池が形成されているので、光起電力素子と各Ｍ
ＯＳＦＥＴとの位置関係の管理が容易になり、また、別
基板に形成された光起電力素子と各ＭＯＳＦＥＴとを接
続するための作業が不要となるから組立が容易になり、
しかも、基板の平面サイズを小型化することができ、製
造時に１枚のウェハから得られる基板の数が増えるので
低コスト化が可能となる。
【００１２】請求項９の発明では、請求項１乃至３の発
明において、スイッチング素子がオンする時の明るさの
しきい値と、スイッチング素子がオフする時の明るさの
しきい値とにヒステリシスを設けるヒステリシス回路を
スイッチング素子の入力側に設けているので、スイッチ
ング素子がオンオフする時の明るさのしきい値にヒステ
リスを設けることができ、周囲の明るさの変動によって
スイッチング素子が誤動作するのを防止できる。
明において、スイッチング素子がオンする時の明るさの
しきい値と、スイッチング素子がオフする時の明るさの
しきい値とにヒステリシスを設けるヒステリシス回路を
スイッチング素子の入力側に設けているので、スイッチ
ング素子がオンオフする時の明るさのしきい値にヒステ
リスを設けることができ、周囲の明るさの変動によって
スイッチング素子が誤動作するのを防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。 （実施形態１）本実施形態は、図１に示す構成を有する
ものであって、周囲の明るさを検出するセンサとしての
光起電力素子ＳＢを備えており、光起電力素子ＳＢは複
数個の太陽電池（セル）５を直列接続して構成されてい
る。スイッチング素子ＳＷは２個のディプレッション型
（ノーマリオン型）のＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 を逆直列
に接続したものであってソース同士、ゲート同士をそれ
ぞれ共通に接続してある。ここにＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ
2 を逆直列に接続しているのは、ＭＯＳＦＥＴＱ 1 ，Ｑ
2 のオフ時にＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の寄生ダイオード
を通して流れる電流を阻止するためである。光起電力素
子ＳＢにはコンデンサＣが並列接続され、光起電力素子
ＳＢの負極側の端子は抵抗Ｒを介して両ＭＯＳＦＥＴＱ
1 ，Ｑ2 のゲートに接続される。また、光起電力素子Ｓ
Ｂの正極側の端子は両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のソース
に接続される。そして、スイッチング素子ＳＷの一端
（ＭＯＳＦＥＴＱ1 のドレイン）は一方の出力端子ｔ1
に接続され、スイッチング素子ＳＷの他端（ＭＯＳＦＥ
ＴＱ2 のドレイン）は他方の出力端子ｔ2 に接続され
る。
して説明する。 （実施形態１）本実施形態は、図１に示す構成を有する
ものであって、周囲の明るさを検出するセンサとしての
光起電力素子ＳＢを備えており、光起電力素子ＳＢは複
数個の太陽電池（セル）５を直列接続して構成されてい
る。スイッチング素子ＳＷは２個のディプレッション型
（ノーマリオン型）のＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 を逆直列
に接続したものであってソース同士、ゲート同士をそれ
ぞれ共通に接続してある。ここにＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ
2 を逆直列に接続しているのは、ＭＯＳＦＥＴＱ 1 ，Ｑ
2 のオフ時にＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の寄生ダイオード
を通して流れる電流を阻止するためである。光起電力素
子ＳＢにはコンデンサＣが並列接続され、光起電力素子
ＳＢの負極側の端子は抵抗Ｒを介して両ＭＯＳＦＥＴＱ
1 ，Ｑ2 のゲートに接続される。また、光起電力素子Ｓ
Ｂの正極側の端子は両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のソース
に接続される。そして、スイッチング素子ＳＷの一端
（ＭＯＳＦＥＴＱ1 のドレイン）は一方の出力端子ｔ1
に接続され、スイッチング素子ＳＷの他端（ＭＯＳＦＥ
ＴＱ2 のドレイン）は他方の出力端子ｔ2 に接続され
る。
【００１４】上述の構成によれば、周囲が明るいときに
は、光起電力素子ＳＢの出力によりＭＯＳＦＥＴＱ1 ，
Ｑ2 のゲートが負電位になるから、スイッチング素子Ｓ
Ｗがオフになる。一方、周囲が暗くなり光起電力素子Ｓ
Ｂの出力によってスイッチング素子ＳＷのオフ状態を維
持することができなくなると、スイッチング素子ＳＷが
オンになる。ここで、スイッチング素子ＳＷの入力側に
はコンデンサＣが設けられているので、自動車が付近を
通過したときのヘッドライトによる明るさの変化のよう
な、明るさの一過的な変化によりスイッチング素子ＳＷ
が誤動作するのを防止している。
は、光起電力素子ＳＢの出力によりＭＯＳＦＥＴＱ1 ，
Ｑ2 のゲートが負電位になるから、スイッチング素子Ｓ
Ｗがオフになる。一方、周囲が暗くなり光起電力素子Ｓ
Ｂの出力によってスイッチング素子ＳＷのオフ状態を維
持することができなくなると、スイッチング素子ＳＷが
オンになる。ここで、スイッチング素子ＳＷの入力側に
はコンデンサＣが設けられているので、自動車が付近を
通過したときのヘッドライトによる明るさの変化のよう
な、明るさの一過的な変化によりスイッチング素子ＳＷ
が誤動作するのを防止している。
【００１５】この照度センサは、光起電力素子ＳＢとＭ
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 と抵抗ＲとコンデンサＣとが同一
の単結晶シリコン基板１５に形成され、要するに同一の
チップに形成され、図２及び図３に示すようなパッケー
ジ１０に収納される（図２には、光起電力素子ＳＢとＭ
ＯＳＦＥＴＱ1 とを示している）。このパッケージ１０
は円板状のベース１１に筒状のカバー１２を覆着して形
成され、カバー１２の底壁には透光板１３が装着され
る。また、ベース１１の上にはスイッチング素子ＳＷ
（つまりＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 ）、抵抗Ｒ、コンデン
サＣ及び光起電力素子ＳＢが形成された上述の単結晶シ
リコン基板１５が実装される。太陽電池ＳＢには透光板
１３を通して外光が入射する。また、これらの部品を外
部回路に接続するために、ベース１１には端子ピン１４
が突設され、各端子ピン１４と単結晶シリコン基板１５
とはワイヤ１６を介して接続されている。
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 と抵抗ＲとコンデンサＣとが同一
の単結晶シリコン基板１５に形成され、要するに同一の
チップに形成され、図２及び図３に示すようなパッケー
ジ１０に収納される（図２には、光起電力素子ＳＢとＭ
ＯＳＦＥＴＱ1 とを示している）。このパッケージ１０
は円板状のベース１１に筒状のカバー１２を覆着して形
成され、カバー１２の底壁には透光板１３が装着され
る。また、ベース１１の上にはスイッチング素子ＳＷ
（つまりＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 ）、抵抗Ｒ、コンデン
サＣ及び光起電力素子ＳＢが形成された上述の単結晶シ
リコン基板１５が実装される。太陽電池ＳＢには透光板
１３を通して外光が入射する。また、これらの部品を外
部回路に接続するために、ベース１１には端子ピン１４
が突設され、各端子ピン１４と単結晶シリコン基板１５
とはワイヤ１６を介して接続されている。
【００１６】ところで、光起電力素子ＳＢとＭＯＳＦＥ
ＴＱ1 ，Ｑ2 とは図４（ａ）（ｂ）に示すように、単結
晶シリコン基板１５の主表面側で面内の異なる領域に形
成してもよいし、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の上方に光起電力素子ＳＢを形成す
るようにしてもよい。なお、図５（ａ）（ｂ）の構成で
は、単結晶シリコン基板１５の主表面側にＭＯＳＦＥＴ
Ｑ1 ，Ｑ2 、図示しない抵抗Ｒ、コンデンサＣなどを形
成し、ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の上方を絶縁膜で平坦化
した後に、光起電力素子ＳＢを形成すればよい。ここ
で、光起電力素子ＳＢを構成する各太陽電池５はアモル
ファスシリコン太陽電池からなっているので、図５
（ａ）（ｂ）に示す構成を容易に実現することができ
る。つまり、アモルファスシリコンの場合、単結晶を形
成する場合のような基板（被形成部材）の制約が少な
く、ガラス基板、シリコン基板、ＳｉＯ2 のような絶縁
膜上などに比較的低温で容易に形成することができるの
で、先に形成したＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の特性を低下
させることなく、ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の上方に形成
することが可能である。
ＴＱ1 ，Ｑ2 とは図４（ａ）（ｂ）に示すように、単結
晶シリコン基板１５の主表面側で面内の異なる領域に形
成してもよいし、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の上方に光起電力素子ＳＢを形成す
るようにしてもよい。なお、図５（ａ）（ｂ）の構成で
は、単結晶シリコン基板１５の主表面側にＭＯＳＦＥＴ
Ｑ1 ，Ｑ2 、図示しない抵抗Ｒ、コンデンサＣなどを形
成し、ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の上方を絶縁膜で平坦化
した後に、光起電力素子ＳＢを形成すればよい。ここ
で、光起電力素子ＳＢを構成する各太陽電池５はアモル
ファスシリコン太陽電池からなっているので、図５
（ａ）（ｂ）に示す構成を容易に実現することができ
る。つまり、アモルファスシリコンの場合、単結晶を形
成する場合のような基板（被形成部材）の制約が少な
く、ガラス基板、シリコン基板、ＳｉＯ2 のような絶縁
膜上などに比較的低温で容易に形成することができるの
で、先に形成したＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の特性を低下
させることなく、ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の上方に形成
することが可能である。
【００１７】図４に示す構成と図５に示す構成とでは、
図５に示す構成の方が、チップサイズを小さくすること
ができる。したがって、製造時に１枚のウェハから得ら
れる基板の数が増えるので低コスト化が可能となる。ま
た、図４、図５の何れの構成でも、別基板に形成された
光起電力素子ＳＢと各ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 とをベー
ス１１に実装する場合に比べて光起電力素子ＳＢと各Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2との位置関係の管理が容易にな
り、また、別基板に形成された光起電力素子ＳＢと各Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 とを接続するための作業が不要と
なるから組立が容易になる。なお、光起電力素子ＳＢと
ＭＯＳＦＥＴとを互いに異なる基板に形成してもよいこ
とは勿論である。
図５に示す構成の方が、チップサイズを小さくすること
ができる。したがって、製造時に１枚のウェハから得ら
れる基板の数が増えるので低コスト化が可能となる。ま
た、図４、図５の何れの構成でも、別基板に形成された
光起電力素子ＳＢと各ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 とをベー
ス１１に実装する場合に比べて光起電力素子ＳＢと各Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2との位置関係の管理が容易にな
り、また、別基板に形成された光起電力素子ＳＢと各Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 とを接続するための作業が不要と
なるから組立が容易になる。なお、光起電力素子ＳＢと
ＭＯＳＦＥＴとを互いに異なる基板に形成してもよいこ
とは勿論である。
【００１８】次に、太陽電池５（アモルファスシリコン
太陽電池）よりなる光起電力素子ＳＢの製造方法につい
て図６及び図７を参照しながら説明する。ここでは、一
例として単結晶シリコン基板１５’上に２個の太陽電池
５が直列接続される光起電力素子ＳＢを作製する場合に
ついて説明する。まず、単結晶シリコン基板１５’を拡
散炉中に導入し、高温（１１００℃程度）に熱してパイ
ロジェニック酸化（パイロ酸化）することによって、単
結晶シリコン基板１５’の表面及び裏面にそれぞれ厚さ
が１μｍ程度のＳｉＯ2 膜３１，３１’を形成すること
により図６（ａ）に示す構造が得られる。。
太陽電池）よりなる光起電力素子ＳＢの製造方法につい
て図６及び図７を参照しながら説明する。ここでは、一
例として単結晶シリコン基板１５’上に２個の太陽電池
５が直列接続される光起電力素子ＳＢを作製する場合に
ついて説明する。まず、単結晶シリコン基板１５’を拡
散炉中に導入し、高温（１１００℃程度）に熱してパイ
ロジェニック酸化（パイロ酸化）することによって、単
結晶シリコン基板１５’の表面及び裏面にそれぞれ厚さ
が１μｍ程度のＳｉＯ2 膜３１，３１’を形成すること
により図６（ａ）に示す構造が得られる。。
【００１９】次に、単結晶シリコン基板１５’の表面側
に形成されたＳｉＯ2 膜３１の全面に、ＥＢ蒸着装置に
よってクロム膜を形成し、所定形状のクロム膜よりなる
下部電極３２ａ，３２ｂを形成するためにパターニング
された第１のレジストマスク（図示せず）をフォトリソ
グラフィ技術によって形成し、クロム膜の不要部分をウ
ェットエッチングによって除去し、その後、第１のレジ
ストマスクを除去することにより、上述の下部電極３２
ａ，３２ｂが形成され、図６（ｂ）に示す構造が得られ
る。
に形成されたＳｉＯ2 膜３１の全面に、ＥＢ蒸着装置に
よってクロム膜を形成し、所定形状のクロム膜よりなる
下部電極３２ａ，３２ｂを形成するためにパターニング
された第１のレジストマスク（図示せず）をフォトリソ
グラフィ技術によって形成し、クロム膜の不要部分をウ
ェットエッチングによって除去し、その後、第１のレジ
ストマスクを除去することにより、上述の下部電極３２
ａ，３２ｂが形成され、図６（ｂ）に示す構造が得られ
る。
【００２０】次に、プラズマＣＶＤ装置によりｐ形アモ
ルファスシリコン層（ｐ層）、ｉ形アモルファスシリコ
ン層（ｉ層）、ｎ形アモルファスシリコン層（ｎ層）を
主表面側の全面を覆うように順次積層し、所定形状にパ
ターニングされた第２のレジストマスク（図示せず）を
フォトリソグラフィ技術によって形成し、各アモルファ
スシリコン層の不要部分をウェットエッチングによって
除去し、その後、第２のレジストマスクを除去すること
により、いわゆるｐｉｎ構造のアモルファスシリコン層
５０，５０が形成され、図６（ｃ）に示す構造が得られ
る。ここで、各アモルファスシリコン層５０，５０は、
上述のｐ層、ｉ層、ｎ層が積層されている。なお、ｐ層
及びｎ層がｉ層に比べて十分に薄い膜厚に設定されてい
る。
ルファスシリコン層（ｐ層）、ｉ形アモルファスシリコ
ン層（ｉ層）、ｎ形アモルファスシリコン層（ｎ層）を
主表面側の全面を覆うように順次積層し、所定形状にパ
ターニングされた第２のレジストマスク（図示せず）を
フォトリソグラフィ技術によって形成し、各アモルファ
スシリコン層の不要部分をウェットエッチングによって
除去し、その後、第２のレジストマスクを除去すること
により、いわゆるｐｉｎ構造のアモルファスシリコン層
５０，５０が形成され、図６（ｃ）に示す構造が得られ
る。ここで、各アモルファスシリコン層５０，５０は、
上述のｐ層、ｉ層、ｎ層が積層されている。なお、ｐ層
及びｎ層がｉ層に比べて十分に薄い膜厚に設定されてい
る。
【００２１】次に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からな
る透明導電膜を主表面側の全面を覆うようにＥＢ蒸着装
置によって形成し、透明導電膜を所定形状にパターニン
グするための第３のレジストマスク（図示せず）をフォ
トリソグラフィ技術によって形成し、透明導電膜の不要
部分をウェットエッチングによって除去し、その後、第
３のレジストマスクを除去することにより、透明導電膜
よりなる図７（ａ）に示すような上部電極３３ａ，３３
ｂを形成する。ここで、下部電極３２ａと上部電極３３
ａと両電極３２ａ，３３ａ間に介在するアモルファスシ
リコン層５０とで１個の太陽電池５が構成され、下部電
極３２ｂと上部電極３３ｂと両電極３２ｂ，３３ｂ間に
介在するアモルファスシリコン層５０とで他の１個の太
陽電池５が構成されている。また、前者の上部電極３３
ａの一端部３３ａｂは後者の下部電極３２ｂに接触する
ように形成されている。すなわち、両太陽電池５，５は
直列接続されている。
る透明導電膜を主表面側の全面を覆うようにＥＢ蒸着装
置によって形成し、透明導電膜を所定形状にパターニン
グするための第３のレジストマスク（図示せず）をフォ
トリソグラフィ技術によって形成し、透明導電膜の不要
部分をウェットエッチングによって除去し、その後、第
３のレジストマスクを除去することにより、透明導電膜
よりなる図７（ａ）に示すような上部電極３３ａ，３３
ｂを形成する。ここで、下部電極３２ａと上部電極３３
ａと両電極３２ａ，３３ａ間に介在するアモルファスシ
リコン層５０とで１個の太陽電池５が構成され、下部電
極３２ｂと上部電極３３ｂと両電極３２ｂ，３３ｂ間に
介在するアモルファスシリコン層５０とで他の１個の太
陽電池５が構成されている。また、前者の上部電極３３
ａの一端部３３ａｂは後者の下部電極３２ｂに接触する
ように形成されている。すなわち、両太陽電池５，５は
直列接続されている。
【００２２】次に、プラズマＣＶＤ装置によってアモル
ファスＳｉＯ2 膜よりなる保護膜３５を主表面側の全面
に形成し、後述するパッド電極３６ａ，３６ｂが形成さ
れるコンタクトホール３５ａ，３５ｂを形成するための
第４のレジストマスク（図示せず）をフォトリソグラフ
ィ技術によって形成し、アモルファスＳｉＯ2 膜の一部
をウェットエッチングしてコンタクトホール３５ａ，３
５ｂを形成し、その後に、第４のレジストマスクを除去
することにより図７（ｂ）に示す構造が得られる。
ファスＳｉＯ2 膜よりなる保護膜３５を主表面側の全面
に形成し、後述するパッド電極３６ａ，３６ｂが形成さ
れるコンタクトホール３５ａ，３５ｂを形成するための
第４のレジストマスク（図示せず）をフォトリソグラフ
ィ技術によって形成し、アモルファスＳｉＯ2 膜の一部
をウェットエッチングしてコンタクトホール３５ａ，３
５ｂを形成し、その後に、第４のレジストマスクを除去
することにより図７（ｂ）に示す構造が得られる。
【００２３】次に、主表面側の全面に、上述のコンタク
トホール３５ａ，３５ｂが埋め込まれるようにアルミニ
ウム膜をＥＢ蒸着装置によって形成し、アルミニウム膜
をパッド電極３６ａ，３６ｂの形状にパターニングする
ための第５のレジストマスク（図示せず）をフォトリソ
グラフィ技術によって形成し、アルミニウム膜の不要部
分をウェットエッチングによって除去することにより、
一方の太陽電池５の下部電極３２ａ及び他方の太陽電池
５の上部電極３３ｂにそれぞれ接続されるパッド電極３
６ａ，３６ｂが形成され、第５のレジストマスクを除去
することにより、図７（ｃ）に示す構造が得られる。こ
こに、一方のパッド電極３６ａは、下部電極３２ａに接
続され、他方のパッド電極３６ｂは上部電極３３ｂに接
続される。以上説明した製造方法によって、２個の太陽
電池５，５が直列接続された光起電力素子ＳＢが形成さ
れる。
トホール３５ａ，３５ｂが埋め込まれるようにアルミニ
ウム膜をＥＢ蒸着装置によって形成し、アルミニウム膜
をパッド電極３６ａ，３６ｂの形状にパターニングする
ための第５のレジストマスク（図示せず）をフォトリソ
グラフィ技術によって形成し、アルミニウム膜の不要部
分をウェットエッチングによって除去することにより、
一方の太陽電池５の下部電極３２ａ及び他方の太陽電池
５の上部電極３３ｂにそれぞれ接続されるパッド電極３
６ａ，３６ｂが形成され、第５のレジストマスクを除去
することにより、図７（ｃ）に示す構造が得られる。こ
こに、一方のパッド電極３６ａは、下部電極３２ａに接
続され、他方のパッド電極３６ｂは上部電極３３ｂに接
続される。以上説明した製造方法によって、２個の太陽
電池５，５が直列接続された光起電力素子ＳＢが形成さ
れる。
【００２４】ところで、人間の目の波長感度特性である
比視感度曲線（視感度特性）は、図８のイに示すよう
に、感度の中心の波長が約５５０ｎｍで、太陽が放出す
る光の最大スペクトル波長と一致している。また、人間
が視覚できる４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の波長帯が、
いわゆる可視光帯である。次に、光起電力素子ＳＢすな
わち太陽電池５の分光感度特性の調整方法について説明
する。アモルファスシリコンの光吸収について考えた場
合、図９に示すように、アモルファスシリコン層５０の
厚さをｄ（太陽電池５では、ｐ層及びｎ層がｉ層に比べ
て十分薄いので、ｉ層の膜厚がｄに近い値となる）、ア
モルファスシリコン層５０の主表面側に入射された光の
強度をＦph、波長をλ（μｍ）、光吸収係数をα（ｃｍ
-1）とすると、アモルファスシリコン層５０による光の
吸収量は次式で示される。
比視感度曲線（視感度特性）は、図８のイに示すよう
に、感度の中心の波長が約５５０ｎｍで、太陽が放出す
る光の最大スペクトル波長と一致している。また、人間
が視覚できる４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の波長帯が、
いわゆる可視光帯である。次に、光起電力素子ＳＢすな
わち太陽電池５の分光感度特性の調整方法について説明
する。アモルファスシリコンの光吸収について考えた場
合、図９に示すように、アモルファスシリコン層５０の
厚さをｄ（太陽電池５では、ｐ層及びｎ層がｉ層に比べ
て十分薄いので、ｉ層の膜厚がｄに近い値となる）、ア
モルファスシリコン層５０の主表面側に入射された光の
強度をＦph、波長をλ（μｍ）、光吸収係数をα（ｃｍ
-1）とすると、アモルファスシリコン層５０による光の
吸収量は次式で示される。
【００２５】吸収量＝Ｆph−Ｆph×ｅｘｐ（−αｄ）＝
Ｆph（１−ｅｘｐ（−αｄ）） ここで、アモルファスシリコン層５０の光吸収係数は、
図１０のａ、ｂ、ｃに示すような波長依存性を有してい
る（なお、図１０のｄは単結晶シリコンの波長依存性を
示している）。ａ、ｂ、ｃの違いはアモルファスシリコ
ン層５０を形成する際の基板温度Ｔｓの違いによるもの
であり、ａ、ｂ、ｃの基板温度Ｔｓはそれぞれ３２５
℃、４２０℃、３０℃である。いま、一例としてａにつ
いて説明すると、例えば、波長λ＝０．６μｍの光吸収
係数αは２×１０4 （ｃｍ-1）である。したがって、波
長λ＝０．６μｍの入射光の６４％を吸収するために必
要な膜厚ｄ（すなわち吸収長）は、光吸収係数の逆数と
なり、 （吸収長）＝１／α＝１／（２×１０4 ）（ｃｍ） ＝５×１０-5（ｃｍ）＝０．５（μｍ） となる。
Ｆph（１−ｅｘｐ（−αｄ）） ここで、アモルファスシリコン層５０の光吸収係数は、
図１０のａ、ｂ、ｃに示すような波長依存性を有してい
る（なお、図１０のｄは単結晶シリコンの波長依存性を
示している）。ａ、ｂ、ｃの違いはアモルファスシリコ
ン層５０を形成する際の基板温度Ｔｓの違いによるもの
であり、ａ、ｂ、ｃの基板温度Ｔｓはそれぞれ３２５
℃、４２０℃、３０℃である。いま、一例としてａにつ
いて説明すると、例えば、波長λ＝０．６μｍの光吸収
係数αは２×１０4 （ｃｍ-1）である。したがって、波
長λ＝０．６μｍの入射光の６４％を吸収するために必
要な膜厚ｄ（すなわち吸収長）は、光吸収係数の逆数と
なり、 （吸収長）＝１／α＝１／（２×１０4 ）（ｃｍ） ＝５×１０-5（ｃｍ）＝０．５（μｍ） となる。
【００２６】ここで、光吸収係数αは図１０に示したよ
うに波長λの短波長側で大きく、長波長側で小さくなる
ので、アモルファスシリコン層５０の膜厚ｄを薄くする
と、短波長の感度が高くなり、膜厚ｄを厚くすると長波
長の感度が高くなる。一例としてｐｉｎ構造のアモルフ
ァスシリコン太陽電池においてｉ層の膜厚を０．２μ
ｍ、０．４μｍ、０．６μｍと変化させて光電流を測定
した結果を図１１に示す。なお、図１１の横軸は波長λ
（ｎｍ）、縦軸は光電流（相対値）であって、図１１中
のｄ、ｅ、ｆは、それぞれｉ層の膜厚が０．２μｍ、
０．４μｍ、０．６μｍのものに対応している。
うに波長λの短波長側で大きく、長波長側で小さくなる
ので、アモルファスシリコン層５０の膜厚ｄを薄くする
と、短波長の感度が高くなり、膜厚ｄを厚くすると長波
長の感度が高くなる。一例としてｐｉｎ構造のアモルフ
ァスシリコン太陽電池においてｉ層の膜厚を０．２μ
ｍ、０．４μｍ、０．６μｍと変化させて光電流を測定
した結果を図１１に示す。なお、図１１の横軸は波長λ
（ｎｍ）、縦軸は光電流（相対値）であって、図１１中
のｄ、ｅ、ｆは、それぞれｉ層の膜厚が０．２μｍ、
０．４μｍ、０．６μｍのものに対応している。
【００２７】ところで、半導体中に吸収される光の波長
λは、プランク定数をｈ、光速をｃ、光学的禁制帯幅を
Ｅ0 （ｅＶ）とすると、次式で示される。 λ＝ｈｃ／Ｅ0 ＝１．２４／Ｅ0 （μｍ） アモルファスシリコン層５０は、膜形成時の基板温度Ｔ
ｓ（製造温度）により光学的禁制帯幅Ｅ0 が図１２に示
すように変化する。図１２から分かるように、例えば、
基板温度Ｔｓ＝１００（℃）では、Ｅ0 ＝１．９（ｅ
Ｖ）となり、λ＝１．２４／１．９＝０．６５（μｍ）
の光が吸収される。また、基板温度Ｔｓ＝３００（℃）
では、Ｅ0 ＝１．７（ｅＶ）となり、λ＝１．２４／
１．７＝０．７３（μｍ）の光が吸収される。したがっ
て、製造時の基板温度Ｔｓを調整することにより、光の
吸収波長を変化させることができる。
λは、プランク定数をｈ、光速をｃ、光学的禁制帯幅を
Ｅ0 （ｅＶ）とすると、次式で示される。 λ＝ｈｃ／Ｅ0 ＝１．２４／Ｅ0 （μｍ） アモルファスシリコン層５０は、膜形成時の基板温度Ｔ
ｓ（製造温度）により光学的禁制帯幅Ｅ0 が図１２に示
すように変化する。図１２から分かるように、例えば、
基板温度Ｔｓ＝１００（℃）では、Ｅ0 ＝１．９（ｅ
Ｖ）となり、λ＝１．２４／１．９＝０．６５（μｍ）
の光が吸収される。また、基板温度Ｔｓ＝３００（℃）
では、Ｅ0 ＝１．７（ｅＶ）となり、λ＝１．２４／
１．７＝０．７３（μｍ）の光が吸収される。したがっ
て、製造時の基板温度Ｔｓを調整することにより、光の
吸収波長を変化させることができる。
【００２８】したがって、アモルファスシリコン層５０
は、その膜厚ｄや、製造時の基板温度Ｔｓを変化させる
ことにより太陽電池５の分光感度特性を所望の分光感度
特性（図８のイ〜ロ）を調整することができる。なお、
太陽電池５を、ピーク感度の波長が約５５０ｎｍで、か
つ、可視光帯（４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲）内に感
度があるような分光感度特性（図８のイ）を有するよう
に形成すれば、分光感度特性が人の視感度特性に近くな
るように太陽電池５を形成することができる。
は、その膜厚ｄや、製造時の基板温度Ｔｓを変化させる
ことにより太陽電池５の分光感度特性を所望の分光感度
特性（図８のイ〜ロ）を調整することができる。なお、
太陽電池５を、ピーク感度の波長が約５５０ｎｍで、か
つ、可視光帯（４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲）内に感
度があるような分光感度特性（図８のイ）を有するよう
に形成すれば、分光感度特性が人の視感度特性に近くな
るように太陽電池５を形成することができる。
【００２９】（実施形態２）本実施形態の照度センサの
回路図を図１３に示す。本実施形態の照度センサは、周
囲の明るさを検出するセンサとしての光起電力素子ＳＢ
を備えており、光起電力素子ＳＢは複数個の太陽電池
（セル）５を直列接続して構成されている。スイッチン
グ素子ＳＷは２個のエンハンスメント型（ノーマリオフ
型）のＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 を逆直列に接続したもの
であってソース同士、ゲート同士をそれぞれ共通に接続
してある。ここにＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 を逆直列に接
続しているのは、ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のオフ時にＭ
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の寄生ダイオードを通して流れる
電流を阻止するためである。光起電力素子ＳＢにはコン
デンサＣが並列接続され、光起電力素子ＳＢの正極側の
端子は抵抗Ｒを介して両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のゲー
トに接続される。また、光起電力素子ＳＢの負極側の端
子は両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のソースに接続される。
そして、スイッチング素子ＳＷの一端（ＭＯＳＦＥＴＱ
1 のドレイン）は一方の出力端子ｔ1 に接続され、スイ
ッチング素子ＳＷの他端（ＭＯＳＦＥＴＱ2 のドレイ
ン）は他方の出力端子ｔ2 に接続される。
回路図を図１３に示す。本実施形態の照度センサは、周
囲の明るさを検出するセンサとしての光起電力素子ＳＢ
を備えており、光起電力素子ＳＢは複数個の太陽電池
（セル）５を直列接続して構成されている。スイッチン
グ素子ＳＷは２個のエンハンスメント型（ノーマリオフ
型）のＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 を逆直列に接続したもの
であってソース同士、ゲート同士をそれぞれ共通に接続
してある。ここにＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 を逆直列に接
続しているのは、ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のオフ時にＭ
ＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 の寄生ダイオードを通して流れる
電流を阻止するためである。光起電力素子ＳＢにはコン
デンサＣが並列接続され、光起電力素子ＳＢの正極側の
端子は抵抗Ｒを介して両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のゲー
トに接続される。また、光起電力素子ＳＢの負極側の端
子は両ＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 のソースに接続される。
そして、スイッチング素子ＳＷの一端（ＭＯＳＦＥＴＱ
1 のドレイン）は一方の出力端子ｔ1 に接続され、スイ
ッチング素子ＳＷの他端（ＭＯＳＦＥＴＱ2 のドレイ
ン）は他方の出力端子ｔ2 に接続される。
【００３０】上述の構成によれば、周囲が明るいときに
は光起電力素子ＳＢの出力が大きくなって、スイッチン
グ素子ＳＷがオンし、周囲が暗いときには光起電力素子
ＳＢの起電力が小さくなって、スイッチング素子ＳＷが
オフする。ここで、スイッチング素子ＳＷの入力側には
コンデンサＣが設けられているので、自動車が付近を通
過したときのヘッドライトによる明るさの変化のよう
な、明るさの一過的な変化によりスイッチング素子ＳＷ
が誤動作するのを防止している。
は光起電力素子ＳＢの出力が大きくなって、スイッチン
グ素子ＳＷがオンし、周囲が暗いときには光起電力素子
ＳＢの起電力が小さくなって、スイッチング素子ＳＷが
オフする。ここで、スイッチング素子ＳＷの入力側には
コンデンサＣが設けられているので、自動車が付近を通
過したときのヘッドライトによる明るさの変化のよう
な、明るさの一過的な変化によりスイッチング素子ＳＷ
が誤動作するのを防止している。
【００３１】尚、スイッチング素子ＳＷをエンハンスメ
ント型のＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 で構成した点と、光起
電力素子ＳＢの極性を逆にした点以外の構成は実施形態
１の照度センサと同様であるので、同一の構成要素には
同一の符号を付し、その説明は省略する。 （実施形態３）実施形態２の照度センサでは、光起電力
素子ＳＢと並列にコンデンサＣを接続して、明るさの一
過的な変化によりスイッチング素子ＳＷが誤動作するの
を防止しているが、上述のような一過的な変化に対応す
るようにコンデンサＣの容量を設定すると、比較的長い
時間で生じる明るさの変化や点滅点灯されている外部照
明による明るさの変化に対応することができず、誤動作
が発生する虞がある。つまり、照明負荷の点灯中に明る
さが比較的緩やかに増加した後に元に戻るとすれば、明
るさの変化中に照明負荷が消灯することになって不都合
である。また、外部照明が点滅点灯していると、コンデ
ンサＣが充電されるまでは照明負荷は点灯しているが、
コンデンサＣが充電されると照明負荷が消灯するという
不都合が生じる。この問題に対処するには応答性を高め
る必要がある。さらに、スイッチング素子ＳＷがオンオ
フする照度のしきい値が一定値に設定されている場合、
周囲の明るさがしきい値付近になると、スイッチング素
子ＳＷがオンオフして照明負荷が点滅するという不都合
が生じる。
ント型のＭＯＳＦＥＴＱ1 ，Ｑ2 で構成した点と、光起
電力素子ＳＢの極性を逆にした点以外の構成は実施形態
１の照度センサと同様であるので、同一の構成要素には
同一の符号を付し、その説明は省略する。 （実施形態３）実施形態２の照度センサでは、光起電力
素子ＳＢと並列にコンデンサＣを接続して、明るさの一
過的な変化によりスイッチング素子ＳＷが誤動作するの
を防止しているが、上述のような一過的な変化に対応す
るようにコンデンサＣの容量を設定すると、比較的長い
時間で生じる明るさの変化や点滅点灯されている外部照
明による明るさの変化に対応することができず、誤動作
が発生する虞がある。つまり、照明負荷の点灯中に明る
さが比較的緩やかに増加した後に元に戻るとすれば、明
るさの変化中に照明負荷が消灯することになって不都合
である。また、外部照明が点滅点灯していると、コンデ
ンサＣが充電されるまでは照明負荷は点灯しているが、
コンデンサＣが充電されると照明負荷が消灯するという
不都合が生じる。この問題に対処するには応答性を高め
る必要がある。さらに、スイッチング素子ＳＷがオンオ
フする照度のしきい値が一定値に設定されている場合、
周囲の明るさがしきい値付近になると、スイッチング素
子ＳＷがオンオフして照明負荷が点滅するという不都合
が生じる。
【００３２】そこで、本実施形態では、図１４に示すよ
うに、周囲が明るくなってスイッチング素子ＳＷがオフ
からオンに切り換わる時の明るさのしきい値を、周囲が
暗くなってスイッチング素子ＳＷがオンからオフに切り
換わる時の明るさのしきい値よりも高くするヒステリシ
ス回路１をスイッチング素子ＳＷの入力側に設けてい
る。したがって、周囲が暗くなり、スイッチング素子Ｓ
Ｗがオフからオンに切り換わると、スイッチング素子Ｓ
Ｗがオンからオフに切り換わる時の明るさのしきい値が
高くので、一旦スイッチング素子ＳＷがオンすると、ス
イッチング素子ＳＷがオフしにくくなり、周囲の明るさ
の変動によってスイッチング素子ＳＷが誤動作するのを
防止できる。
うに、周囲が明るくなってスイッチング素子ＳＷがオフ
からオンに切り換わる時の明るさのしきい値を、周囲が
暗くなってスイッチング素子ＳＷがオンからオフに切り
換わる時の明るさのしきい値よりも高くするヒステリシ
ス回路１をスイッチング素子ＳＷの入力側に設けてい
る。したがって、周囲が暗くなり、スイッチング素子Ｓ
Ｗがオフからオンに切り換わると、スイッチング素子Ｓ
Ｗがオンからオフに切り換わる時の明るさのしきい値が
高くので、一旦スイッチング素子ＳＷがオンすると、ス
イッチング素子ＳＷがオフしにくくなり、周囲の明るさ
の変動によってスイッチング素子ＳＷが誤動作するのを
防止できる。
【００３３】尚、照度センサの基本的な構成は上述した
図１３に示す回路と同様であるので、同一の構成要素に
は同一の符号を付して、その説明を省略する。また、実
施形態１の照度センサにおいて、周囲が明るくなりスイ
ッチング素子ＳＷがオンからオフに切り換わる時の明る
さのしきい値を、周囲が暗くなりスイッチング素子ＳＷ
がオフからオンに切り換わる時の明るさのしきい値より
も高くするヒステリシス回路１をスイッチング素子ＳＷ
の入力側に設けても良く、上述と同様に周囲の明るさの
変動によるスイッチング素子ＳＷの誤動作を防止するこ
とができる。
図１３に示す回路と同様であるので、同一の構成要素に
は同一の符号を付して、その説明を省略する。また、実
施形態１の照度センサにおいて、周囲が明るくなりスイ
ッチング素子ＳＷがオンからオフに切り換わる時の明る
さのしきい値を、周囲が暗くなりスイッチング素子ＳＷ
がオフからオンに切り換わる時の明るさのしきい値より
も高くするヒステリシス回路１をスイッチング素子ＳＷ
の入力側に設けても良く、上述と同様に周囲の明るさの
変動によるスイッチング素子ＳＷの誤動作を防止するこ
とができる。
【００３４】
【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、外光
の明るさに応じた電圧を発生する光起電力素子と、前記
光起電力素子の出力電圧を受けてオンオフされるスイッ
チング素子とを備え、光起電力素子は太陽電池により構
成され、スイッチング素子はソース同士およびゲート同
士をそれぞれ共通接続した２個のＭＯＳＦＥＴからなっ
ており、光起電力素子として太陽電池を用い、スイッチ
ング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いているので、数百Ｖ
の電圧をスイッチングすることができ、しかも低消費電
力であって、小型の太陽電池の出力でスイッチング素子
をオンオフさせることができ、フォトダイオードやフォ
トトランジスタのように出力を増幅するためのアンプ回
路が不要になり、照度センサの低コスト化が図れるとい
う効果がある。しかも２個のＭＯＳＦＥＴはソース同士
およびゲート同士をそれぞれ共通接続しているから、Ｍ
ＯＳＦＥＴのオフ時に寄生ダイオードを通してスイッチ
ング素子に電流が流れることがなく、電源が交流であっ
てもスイッチング素子を確実にオフにすることができる
という効果もある。さらにＣｄＳを用いていないからＣ
ｄによる環境への影響がないという効果がある。
の明るさに応じた電圧を発生する光起電力素子と、前記
光起電力素子の出力電圧を受けてオンオフされるスイッ
チング素子とを備え、光起電力素子は太陽電池により構
成され、スイッチング素子はソース同士およびゲート同
士をそれぞれ共通接続した２個のＭＯＳＦＥＴからなっ
ており、光起電力素子として太陽電池を用い、スイッチ
ング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いているので、数百Ｖ
の電圧をスイッチングすることができ、しかも低消費電
力であって、小型の太陽電池の出力でスイッチング素子
をオンオフさせることができ、フォトダイオードやフォ
トトランジスタのように出力を増幅するためのアンプ回
路が不要になり、照度センサの低コスト化が図れるとい
う効果がある。しかも２個のＭＯＳＦＥＴはソース同士
およびゲート同士をそれぞれ共通接続しているから、Ｍ
ＯＳＦＥＴのオフ時に寄生ダイオードを通してスイッチ
ング素子に電流が流れることがなく、電源が交流であっ
てもスイッチング素子を確実にオフにすることができる
という効果もある。さらにＣｄＳを用いていないからＣ
ｄによる環境への影響がないという効果がある。
【００３５】請求項２の発明は、各ＭＯＳＦＥＴはそれ
ぞれディプレッション型のＭＯＳＦＥＴで構成され、両
ＭＯＳＦＥＴのソースに太陽電池の正極側の端子が接続
され、両ＭＯＳＦＥＴのゲートに抵抗を介して太陽電池
の負極側の端子が接続されており、スイッチング素子が
ディプレッション型のＭＯＳＦＥＴから構成されている
ので、周囲が暗い時（常時）は出力がオンとなる照度セ
ンサを提供できるという効果がある。
ぞれディプレッション型のＭＯＳＦＥＴで構成され、両
ＭＯＳＦＥＴのソースに太陽電池の正極側の端子が接続
され、両ＭＯＳＦＥＴのゲートに抵抗を介して太陽電池
の負極側の端子が接続されており、スイッチング素子が
ディプレッション型のＭＯＳＦＥＴから構成されている
ので、周囲が暗い時（常時）は出力がオンとなる照度セ
ンサを提供できるという効果がある。
【００３６】請求項３の発明は、各ＭＯＳＦＥＴはそれ
ぞれエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴで構成され、両
ＭＯＳＦＥＴのソースに太陽電池の負極側の端子が接続
され、両ＭＯＳＦＥＴのゲートに抵抗を介して太陽電池
の正極側の端子が接続されており、スイッチング素子が
エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴから構成されている
ので、周囲が暗い時（常時）は出力がオフとなる照度セ
ンサを提供できるという効果がある。
ぞれエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴで構成され、両
ＭＯＳＦＥＴのソースに太陽電池の負極側の端子が接続
され、両ＭＯＳＦＥＴのゲートに抵抗を介して太陽電池
の正極側の端子が接続されており、スイッチング素子が
エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴから構成されている
ので、周囲が暗い時（常時）は出力がオフとなる照度セ
ンサを提供できるという効果がある。
【００３７】請求項４の発明は、光起電力素子は、ｐｉ
ｎ構造を有し同一平面上で直列接続された複数個の太陽
電池により構成され、各太陽電池が同一基板上に形成さ
れているので、各太陽電池を別々の基板に形成する場合
に比べて、部品点数を増加させることなく、光起電力素
子の出力電圧を大きくすることができるという効果があ
る。
ｎ構造を有し同一平面上で直列接続された複数個の太陽
電池により構成され、各太陽電池が同一基板上に形成さ
れているので、各太陽電池を別々の基板に形成する場合
に比べて、部品点数を増加させることなく、光起電力素
子の出力電圧を大きくすることができるという効果があ
る。
【００３８】請求項５の発明は、太陽電池はアモルファ
スシリコン太陽電池であるので、ガラス、シリコンなど
の比較的安価な基板上に比較的低温で容易に形成するこ
とができ、低コスト化が図れるという効果がある。ま
た、分光感度特性を人の視感度特性に近づけることが容
易になるという効果もある。請求項６の発明は、太陽電
池は、所望の分光感度特性が得られるように形成されて
いるので、例えば人の視感度特性に合わせた分光感度特
性とすることにより、人の視感度特性に近い明るさでス
イッチング素子をオンオフさせることができるという効
果がある。
スシリコン太陽電池であるので、ガラス、シリコンなど
の比較的安価な基板上に比較的低温で容易に形成するこ
とができ、低コスト化が図れるという効果がある。ま
た、分光感度特性を人の視感度特性に近づけることが容
易になるという効果もある。請求項６の発明は、太陽電
池は、所望の分光感度特性が得られるように形成されて
いるので、例えば人の視感度特性に合わせた分光感度特
性とすることにより、人の視感度特性に近い明るさでス
イッチング素子をオンオフさせることができるという効
果がある。
【００３９】請求項７の発明は、太陽電池と各ＭＯＳＦ
ＥＴとが同一のベース層上に実装されているので、太陽
電池と各ＭＯＳＦＥＴとの位置関係の管理が容易になる
という効果がある。請求項８の発明は、太陽電池と各Ｍ
ＯＳＦＥＴとが同一基板に形成され、ＭＯＳＦＥＴの上
方に太陽電池が形成されているので、光起電力素子と各
ＭＯＳＦＥＴとの位置関係の管理が容易になり、また、
別基板に形成された光起電力素子と各ＭＯＳＦＥＴとを
接続するための作業が不要となるから組立が容易にな
り、しかも、基板の平面サイズを小型化することがで
き、製造時に１枚のウェハから得られる基板の数が増え
るので低コスト化が可能となるという効果がある。
ＥＴとが同一のベース層上に実装されているので、太陽
電池と各ＭＯＳＦＥＴとの位置関係の管理が容易になる
という効果がある。請求項８の発明は、太陽電池と各Ｍ
ＯＳＦＥＴとが同一基板に形成され、ＭＯＳＦＥＴの上
方に太陽電池が形成されているので、光起電力素子と各
ＭＯＳＦＥＴとの位置関係の管理が容易になり、また、
別基板に形成された光起電力素子と各ＭＯＳＦＥＴとを
接続するための作業が不要となるから組立が容易にな
り、しかも、基板の平面サイズを小型化することがで
き、製造時に１枚のウェハから得られる基板の数が増え
るので低コスト化が可能となるという効果がある。
【００４０】請求項９の発明は、スイッチング素子がオ
ンする時の明るさのしきい値と、スイッチング素子がオ
フする時の明るさのしきい値とにヒステリシスを設ける
ヒステリシス回路をスイッチング素子の入力側に設けて
いるので、スイッチング素子がオンオフする明るさのし
きい値にヒステリシスを設けることができ、周囲の明る
さの変動によってスイッチング素子が誤動作することが
ないという効果がある。
ンする時の明るさのしきい値と、スイッチング素子がオ
フする時の明るさのしきい値とにヒステリシスを設ける
ヒステリシス回路をスイッチング素子の入力側に設けて
いるので、スイッチング素子がオンオフする明るさのし
きい値にヒステリシスを設けることができ、周囲の明る
さの変動によってスイッチング素子が誤動作することが
ないという効果がある。
【図１】実施形態１の照度センサを示す回路図である。
【図２】同上の断面図である。
【図３】同上の分解斜視図である。
【図４】同上に用いる単結晶シリコン基板を示し、
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】同上に用いる別の単結晶シリコン基板を示し、
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は同上に用いる太陽電池の製造
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は同上に用いる太陽電池の別の
製造工程を示す断面図である。
製造工程を示す断面図である。
【図８】同上に用いる光起電力素子の分光感度特性を示
す説明図である。
す説明図である。
【図９】同上に用いる光起電力素子の分光感度特性の調
整方法を示す説明図である。
整方法を示す説明図である。
【図１０】同上に用いる光起電力素子の入射光の波長と
光吸収係数との関係を示す図である。
光吸収係数との関係を示す図である。
【図１１】同上に用いる光起電力素子の入射光の波長と
光電流との関係を示す図である。
光電流との関係を示す図である。
【図１２】同上に用いる光起電力素子の膜形成時の基板
温度と光学的禁制帯幅との関係を示す図である。
温度と光学的禁制帯幅との関係を示す図である。
【図１３】実施形態２の照度センサを示す回路図であ
る。
る。
【図１４】実施形態３の照度センサを示す回路図であ
る。
る。
【図１５】従来の照度センサの分光感度特性を示す図で
ある。
ある。
５ 太陽電池 Ｃ コンデンサ Ｑ1 ，Ｑ2 ＭＯＳＦＥＴ Ｒ 抵抗 ＳＢ 光起電力素子 ＳＷ スイッチング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪井 淳 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】外光の明るさに応じた電圧を発生する光起
電力素子と、前記光起電力素子の出力電圧を受けてオン
オフされるスイッチング素子とを備え、光起電力素子は
太陽電池により構成され、スイッチング素子はソース同
士およびゲート同士をそれぞれ共通接続した２個のＭＯ
ＳＦＥＴからなることを特徴とする照度センサ。 - 【請求項２】各ＭＯＳＦＥＴはそれぞれディプレッショ
ン型のＭＯＳＦＥＴで構成され、両ＭＯＳＦＥＴのソー
スに太陽電池の正極側の端子が接続され、両ＭＯＳＦＥ
Ｔのゲートに抵抗を介して太陽電池の負極側の端子が接
続されることを特徴とする請求項１記載の照度センサ。 - 【請求項３】各ＭＯＳＦＥＴはそれぞれエンハンスメン
ト型のＭＯＳＦＥＴで構成され、両ＭＯＳＦＥＴのソー
スに太陽電池の負極側の端子が接続され、両ＭＯＳＦＥ
Ｔのゲートに抵抗を介して太陽電池の正極側の端子が接
続されることを特徴とする請求項１記載の照度センサ。 - 【請求項４】光起電力素子は、ｐｉｎ構造を有し同一平
面上で直列接続された複数個の太陽電池により構成さ
れ、各太陽電池が同一基板上に形成されて成ることを特
徴とする請求項１乃至３記載の照度センサ。 - 【請求項５】太陽電池はアモルファスシリコン太陽電池
であることを特徴とする請求項１乃至３記載の照度セン
サ。 - 【請求項６】太陽電池は、所望の分光感度特性が得られ
るように形成されて成ることを特徴とする請求項１乃至
３記載の照度センサ。 - 【請求項７】太陽電池と各ＭＯＳＦＥＴとが同一のベー
ス層上に実装されて成ることを特徴とする請求項１乃至
３記載の照度センサ。 - 【請求項８】太陽電池と各ＭＯＳＦＥＴとが同一基板に
形成され、ＭＯＳＦＥＴの上方に太陽電池が形成されて
成ることを特徴とする請求項１乃至３記載の照度セン
サ。 - 【請求項９】スイッチング素子がオンする時の明るさの
しきい値と、スイッチング素子がオフする時の明るさの
しきい値とにヒステリシスを設けるヒステリシス回路を
スイッチング素子の入力側に設けて成ることをを特徴と
する請求項１乃至３記載の照度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362498A JPH11211564A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 照度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362498A JPH11211564A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 照度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211564A true JPH11211564A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11838398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1362498A Pending JPH11211564A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 照度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11211564A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160145506A (ko) * | 2015-06-10 | 2016-12-20 | 이엠. 마이크로일레크트로닉-마린 쏘시에떼 아노님 | 광전지와 광도 측정 디바이스를 포함하는 시스템 및 광전지에 의해 수신된 광도를 측정하는 방법 |
| GB2572225A (en) * | 2018-03-23 | 2019-09-25 | British Telecomm | Passive optical sensors |
| US11962293B2 (en) | 2018-03-23 | 2024-04-16 | British Telecommunications Public Limited Company | Passive optical sensors |
-
1998
- 1998-01-27 JP JP1362498A patent/JPH11211564A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160145506A (ko) * | 2015-06-10 | 2016-12-20 | 이엠. 마이크로일레크트로닉-마린 쏘시에떼 아노님 | 광전지와 광도 측정 디바이스를 포함하는 시스템 및 광전지에 의해 수신된 광도를 측정하는 방법 |
| JP2017003578A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | イーエム・ミクロエレクトロニク−マリン・エス アー | 光電池と光度測定デバイスを有するシステム及び光電池が受けた光度を測定する方法 |
| GB2572225A (en) * | 2018-03-23 | 2019-09-25 | British Telecomm | Passive optical sensors |
| GB2572225B (en) * | 2018-03-23 | 2022-11-09 | British Telecomm | Passive optical sensors |
| US11962293B2 (en) | 2018-03-23 | 2024-04-16 | British Telecommunications Public Limited Company | Passive optical sensors |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11101304B2 (en) | Diode and fabrication method thereof, array substrate and display panel | |
| US4894699A (en) | Optical control circuit and semiconductor device for realizing the circuit | |
| US4823178A (en) | Photosensor suited for image sensor | |
| TWI344026B (en) | A photo detector and a display panel having the same | |
| JP2001060677A (ja) | 集積化フォトセンサ | |
| JP2001053597A (ja) | 照度センサおよび電子式自動点滅器 | |
| JPH11211564A (ja) | 照度センサ | |
| JPH06177416A (ja) | 光センサー | |
| JPH04291968A (ja) | フォトダイオード | |
| JP3533921B2 (ja) | 電子式自動点滅器 | |
| JP2002005738A (ja) | 照度センサ | |
| JPH0382171A (ja) | フォトセンサ | |
| JP4384272B2 (ja) | 電子式自動点滅器 | |
| KR100575032B1 (ko) | 박막트랜지스터형 광 감지센서의 제조방법 | |
| JPH0216777A (ja) | 半導体光検出装置 | |
| JPH11214174A (ja) | 自動点滅装置 | |
| JP3151488B2 (ja) | スイッチング装置 | |
| CN114578600A (zh) | 一种窗结构及其调节透光的方法 | |
| KR100540197B1 (ko) | 박막 트랜지스터형 광 감지소자 및 제조방법 | |
| JPH0216778A (ja) | 光結合型半導体リレー装置 | |
| LeMinh et al. | A novel silicon electro-optic device for sensor applications | |
| JPH11214177A (ja) | 電子式自動点滅器 | |
| JP2012028763A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPH09186355A (ja) | 受光素子 | |
| JP2681885B2 (ja) | スイッチング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030527 |