JPH11214177A

JPH11214177A - 電子式自動点滅器

Info

Publication number: JPH11214177A
Application number: JP10014547A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiro Kitamura; 常弘北村; Yuji Takada; 裕司高田; Shigeaki Tomonari; 恵昭友成; Atsushi Sakai; 淳阪井; Hiroaki Koshin; 博昭小新; Yukihiko Okamura; 幸彦岡村; Koji Soshin; 耕児宗進; Takaaki Tadasawa; 孝明忠澤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】明るさとトライアックのオンオフとの関係にヒ
ステリシスを与える。【解決手段】太陽電池ＳＢは外光の明るさを検出し、そ
の起電力によりデプレション型のＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ
３よりなるスイッチング素子ＳＷをオンオフする。スイ
ッチング素子ＳＷと抵抗Ｒ２との直列回路がトライアッ
クＱ１のＴ２端子とゲートとの間に接続され、トライア
ックＱ１は電源Ｅと負荷Ｌとの間に挿入される。トラア
ックＱ１には抵抗Ｒ３と発光素子ＬＥとの直列回路が並
列接続される。したがって、周囲が明るいときにはスイ
ッチング素子ＳＷがオフであってトライアックＱ１がオ
フであり、このとき発光素子ＬＥが点灯して外光ととも
に発光素子ＬＥからの光も太陽電池ＳＢに入射する。周
囲が暗くなれば、トライアックＱ１がオンになり、発光
素子ＬＥが消灯する。つまり、発光素子ＬＥの点灯・消
灯によりヒステリシスを与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、負荷を自動的に点滅させる電子式自動点滅器に関
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、規定
の明るさ以下になると照明負荷を点灯させるようにした
自動点滅器が提供されている。この種の自動点滅器とし
て広く用いられているものに、周囲の明るさを検出する
ＣｄＳと、ＣｄＳに直列接続されるヒータを備えたバイ
メタルとを用いるサーマル式と称するものがある。バイ
メタルは負荷に直列接続された接点を開閉させる。この
ようなサーマル式の自動点滅器は安価に提供することが
できるという利点を有している。

【０００３】反面、サーマル式の自動点滅器は、機械式
の接点を開閉させるものであるから寿命が比較的短いと
いう問題がある。機械式の接点に代えて半導体スイッチ
素子を用いた電子式の自動点滅器を用いると寿命の問題
は解決される。ただし、ＣｄＳにはカドミウムが多量に
用いられているから、周囲の明るさを検出するセンサと
してＣｄＳを用いるものは、サーマル式であっても電子
式であっても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】製造時や廃棄時の環境への影響を軽減する
自動点滅器としては、明るさを検出するセンサとしてフ
ォトダイオードあるいはフォトトランジスタを用いるも
のも考えられている。たとえば、先に提案した特開平５
−１５２９２４号公報に記載されている自動点滅器のよ
うに、フォトダイオードアレイを用いることが考えられ
ている。この自動点滅器は、図１１に示すように、フォ
トダイオードアレイ１により明るさを検出し、デプレシ
ョン型のＭＯＳＦＥＴを２個直列接続したスイッチング
素子ＳＷを用いて電源Ｅから負荷Ｌへの給電経路をオン
オフする。

【０００５】この構成では、明るさの検出にＣｄＳを用
いていないからカドミウムによる環境への影響がなく、
また光起電力素子であるフォトダイオードアレイ１を用
いているから、部品点数が少ないものであってコストを
低減することができるという利点を有している。ここ
で、図１１に示した構成では、デプレション型のＭＯＳ
ＦＥＴよりなるスイッチング素子ＳＷを電源Ｅと負荷Ｌ
との間に挿入しているから、負荷電流が大きくなるとス
イッチング素子ＳＷにも定格電流容量の大きいものを用
いる必要があり、スイッチング素子ＳＷに電流容量の大
きいものを用いるには、フォトダイオードアレイ１の起
電力も大きくしなければならない。１個のフォトダイオ
ードの起電力は一定であるから、大きな起電力を得るに
はフォトダイオードの個数を増やすことになり、結果的
にフォトダイオードアレイ１の占有面積が大きくなる。
つまり、スイッチング素子ＳＷとして定格電流容量の大
きな高コストのものを用いる上に、フォトダイオードア
レイ１にも面積の大きな高コストのものを用いることに
なる。

【０００６】また、上記公報には、負荷容量が大きい場
合はＭＯＳＦＥＴを並列に接続してスイッチング素子Ｓ
Ｗの電流容量を大きくする旨の記載があるが、複数個の
ＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間が並列接続されるか
ら、ゲート−ソース間の容量成分も並列接続され、この
容量成分により帰還経路が形成されてスイッチング素子
ＳＷが発振するおそれがある。しかも、定格電流容量の
大きいＭＯＳＦＥＴと同様に高コストになるという問題
を有している。負荷容量の大きさに対応するためには、
トライアック（３端子双方向サイリスタ）を用いること
も考えられている。トライアックを用いるときには図１
１におけるスイッチング素子ＳＷにより制御する。つま
り、スイッチング素子ＳＷはトライアックのトリガに用
いるだけであるから、電流容量の小さいものを用いるこ
とができる。

【０００７】このような構成を採用すれば、製造・廃棄
における環境への影響が少なく、回路構成も比較的簡単
な自動点滅器を提供することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した自
動点滅器は、主として照明負荷の制御に用いるものであ
り、夜間など周囲が暗いときに照明負荷を点灯させるも
のである。したがって、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
過的な変化により誤動作することがないように、図１１
に示すようにスイッチング素子ＳＷの入力側にコンデン
サＣを設けることが考えられている。しかしながら、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、誤動作を防止することができ
ない。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。この問
題に対処するには照明負荷が点灯するときの明るさのレ
ベルよりも消灯するときの明るさのレベルを引き上げる
必要がある。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。

【０００９】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、環境への影響が少なく低コストで製
造することができ、しかも、負荷をオンにする際の明る
さのレベルよりも負荷をオフにする際の明るさのレベル
を高く設定するようにヒステリシスを与えることによっ
て応答性に優れながらも周囲の明るさの変化による誤動
作の少ない電子式自動点滅器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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、電源と負荷との間に挿入されスイッチン
グ素子のオンオフによりトリガされ前記光起電力素子に
より検出される明るさが規定値以下のときにオンになる
双方向サイリスタと、双方向サイリスタのオフ時に光起
電力素子に対して外光とは別に光を入射させる発光素子
とを備え、発光素子と抵抗との直列回路が双方向サイリ
スタに並列接続されているものである。

【００１１】請求項２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、電
源と負荷との間に挿入されスイッチング素子のオンオフ
によりトリガされ前記光起電力素子により検出される明
るさが規定値以下のときにオンになる双方向サイリスタ
と、双方向サイリスタのオフ時に光起電力素子に対して
外光とは別に光を入射させる発光素子とを備え、発光素
子と抵抗とスイッチング素子との直列回路が双方向サイ
リスタに並列接続され、発光素子および抵抗の直列回路
とスイッチング素子との接続点に双方向サイリスタのゲ
ートが接続されているものである。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、光起電力素子が太陽電池であって、
スイッチング素子として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の直列回路を
用いたものである。請求項４の発明は、請求項１または
請求項３の発明において、発光素子として発光ダイオー
ドを用いたものである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、光起電力素子およびスイッチング素
子とともに発光素子が１つのパッケージに収納されてい
るものである。請求項６の発明は、請求項１ないし請求
項５の発明において、発光素子が赤外線発光ダイオード
であって、光起電力素子として単結晶シリコンよりなる
太陽電池とアモルファスシリコンよりなる太陽電池とを
積層し直列接続したものを用いている。

【００１４】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、光起電力素子を設けたベースと、発
光素子を保持し光起電力素子に対する発光素子の距離が
可変になるようにベースに対して可動に設けた可動ホル
ダとを備えるものである。請求項８の発明は、請求項１
または請求項２の発明において、前記抵抗として可変抵
抗器を用いている。

【００１５】請求項９の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、発光素子として双方向発光ダイオー
ドを用いている。

【００１６】

【発明の実施の形態】（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太陽電池（光起電力素子）ＳＢを
備えている。太陽電池ＳＢにはコンデンサＣが並設接続
され、太陽電池ＳＢの負極は抵抗Ｒ１を介してスイッチ
ング素子ＳＷの制御端子（ゲート）に接続されている。
スイッチング素子ＳＷは２個のデプレション型（ノーマ
リオン型）のＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３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ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３を逆直
列に接続しているのは、ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のオフ
時にボディダイオードを通して流れる電流を阻止するた
めである。太陽電池ＳＢの正極は両ＭＯＳＦＥＴＱ２，
Ｑ３のソースに接続される。太陽電池ＳＢは複数個のセ
ルを直列接続してある。また、スイッチング素子ＳＷの
一端（ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレイン）は抵抗Ｒ２を介し
てトライアック（３端子双方向サイリスタ）Ｑ１のＴ２
端子に接続される。スイッチング素子ＳＷの他端（ＭＯ
ＳＦＥＴＱ３のドレイン）はトライアックＱ１のゲート
に接続される。使用時には、トライアックＱ１のＴ１端
子とＴ２端子とがそれぞれ出力端子Ｘ１，Ｘ２を介して
電源Ｅと負荷Ｌとの直列回路に接続される。つまり、電
源Ｅと負荷Ｌとの間にトライアックＱ１が挿入され、ト
ライアックＱ１のオンオフにより負荷Ｌがオンオフされ
る。負荷Ｌは通常は照明負荷であり、トライアックＱ１
のオン時に点灯する。トライアックＱ１の両端間には抵
抗とコンデンサとの直列回路であるスナバ回路ＳＮが接
続される。ここまでの構成は、従来構成として説明した
ものと同様である。

【００１７】しかして、本実施形態ではトライアックＱ
１の両端間に限流用の抵抗Ｒ３と発光素子ＬＥとの直列
回路を接続し、発光素子ＬＥからの光を太陽電池ＳＢに
入射させる点に特徴を有している。電源Ｅは交流電源を
用いており発光素子ＬＥには交流電流が流れるから、発
光素子ＬＥとして２個の発光ダイオードを逆並列に接続
したものを用いている。つまり、発光素子ＬＥは双方向
に電流を流すことができる。発光素子ＬＥとしては一対
の発光ダイオードを逆並列に接続して１つのケースに収
納した双方向発光ダイオードを用いてもよい。抵抗Ｒ３
と発光素子ＬＥとの直列回路は、トライアックＱ１に並
列接続されているから、トライアックＱ１がオンになれ
ば発光素子ＬＥが消灯することになる。

【００１８】上述の構成によれば、周囲が明るいときに
は太陽電池ＳＢの出力電圧によりＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ
３のゲートが負電位になるから、スイッチング素子ＳＷ
がオフになってトライアックＱ１のゲートにゲート信号
が与えられず、トライアックＱ１はオフに保たれる。つ
まり、負荷Ｌは点灯しない。また、このとき発光素子Ｌ
Ｅには電流が流れるから、発光素子ＬＥが点灯し、太陽
電池ＳＢには周囲からの外光と発光素子ＬＥからの光と
が入射されることになる。つまり、太陽電池ＳＢの出力
は外光のみ存在する場合よりも大きくなる。言い換える
と、スイッチング素子ＳＷをオフに保つ太陽電池ＳＢの
最小の起電力を得るための外光による明るさのレベルは
発光素子ＬＥがない場合よりも低くなる。

【００１９】一方、周囲が暗くなり太陽電池ＳＢ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はオンにな
りトライアックＱ１にゲート信号を与えてトライアック
Ｑ１をオンにする。つまり、負荷Ｌに給電されて点灯す
る。また、トライアックＱ１がオンになると発光素子Ｌ
Ｅには給電されないから、発光素子ＬＥが消灯して太陽
電池ＳＢへの入射光量を一層少なくする。つまり、トラ
イアックＱ１が一旦オンになると、外光による明るさの
レベルが多少増加してもトライアックＱ１がオフになら
ず、負荷Ｌのオン状態を維持することができる。

【００２０】要するに、外光の明るさレベルに対するト
ライアックＱ１のオンオフにヒステリシスを付与し、ト
ライアックＱ１をオンにする明るさのレベルよりもオフ
にする明るさのレベルを引き上げているのである。この
ような動作により、一旦オンになれば明るさが多少変動
してもオフになりにくく、一旦オフになれば明るさが多
少変動してもオンになりにくくなる。この関係を図２に
示す。図２（ａ）は発光素子ＬＥの点灯・消灯の状態、
図２（ｂ）は外光の変化、図２（ｃ）は太陽電池ＳＢへ
の入射光量の変化、図２（ｄ）は負荷Ｌのオンオフ、図
２（ｅ）はスイッチング素子ＳＷのオンオフをそれぞれ
示す。図より明らかなように、負荷Ｌをオフにするとき
の外光の明るさレベルは負荷Ｌをオンにするときの外光
の明るさレベルよりもΔＬｘだけ高くなる。

【００２１】上述した自動点滅器のうち、太陽電池ＳＢ
とスイッチング素子ＳＷと発光素子ＬＥと抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣとは図３に示すようなパッケージ１０に収納
される（図には、太陽電池ＳＢとスイッチング素子ＳＷ
と発光素子ＬＥとを示している）。このパッケージ１０
は平板状のベース１１に筒状のカバー１２を覆着して形
成され、カバー１２の上底壁には透光板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と
太陽電池ＳＢとが実装される。太陽電池ＳＢには透光板
１３を通して外光が入射するとともに、ベース１１に立
設した支柱１４の上部に設けた発光素子ＬＥからの光も
入射可能になっている。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１５が突設
され、各端子ピン１５と各部品とはワイヤ１６を介して
接続されている。スイッチング素子ＳＷの上には太陽電
池ＳＢが積層される。

【００２２】ところで、本実施形態は、上述のように外
光と発光素子ＬＥからの光とを太陽電池ＳＢに入射する
ものであって、明るさは人の視感度特性によるものであ
るから、外光に対する太陽電池ＳＢの分光感度特性を視
感度特性に近く設定することが望ましい。一方、発光素
子ＬＥには発光ダイオードを用いており、現状では赤外
線領域付近の発光ダイオードがもっとも効率がよいか
ら、発光素子ＬＥからの光を受光するには太陽電池ＳＢ
の分光感度特性を赤外線領域付近にピークを持つように
設定するのが望ましい。ここに、単結晶シリコンを用い
た太陽電池ＳＢの分光感度特性は赤外線領域付近にピー
クを有し、アモルファスシリコンを用いた太陽電池ＳＢ
の分光感度特性は人の視感度特性に近い特性を持たせる
ことができる。そこで、単結晶シリコンの太陽電池ＳＢ
の上にアモルファスシリコンの太陽電池ＳＢを積層し、
両者を直列接続して用いるのが望ましい。この構成によ
り、可視光領域と赤外線領域付近とにピークを持つ分光
感度特性が得られ、人の視感度特性に対応した明るさを
検出することができるとともに、発光素子ＬＥの発光特
性にも対応させることができる。

【００２３】上述したように、負荷Ｌのオン時に消灯し
負荷Ｌのオフ時に点灯する発光素子ＬＥを設けて、発光
素子ＬＥからの光を外光とともに太陽電池ＳＢに入射さ
せるから、周囲の明るさとトライアックＱ１のオンオフ
との関係にヒステリシスを付与することができ、周囲の
明るさの変動があっても負荷Ｌのオンまたはオフの状態
を維持することができる。ここで、トライアックＱ１を
オンまたはオフにするときの明るさのレベルを変化させ
ることによって誤動作を防止するから、応答時間を調節
している従来構成のように明るさの変化速度によって誤
動作が生じたりすることがなく、しかも明るさの変化に
対する応答性がよいのである。

【００２４】（実施形態２）本実施形態は、図４に示す
ように、発光素子ＬＥと抵抗Ｒ３との直列回路をスイッ
チング素子ＳＷと直列接続し、かつ発光素子ＬＥと抵抗
Ｒ３とスイッチング素子ＳＷとの直列回路を端子Ｘ１，
Ｘ２の間に接続したものである。また、スイッチング素
子ＳＷはトライアックＱ１のゲートとＴ１端子との間に
接続されている。スイッチング素子ＳＷを構成するＭＯ
ＳＦＥＴＱ２，Ｑ３はエンハンスメント型であって、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のゲートには抵抗Ｒ１を介して太
陽電池ＳＢの正極が接続され、太陽電池ＳＢへの入射光
量が少ないときにはスイッチング素子Ｑ１はオフになっ
ている。この構成では、スイッチング素子ＳＷのオフ時
に抵抗Ｒ３および発光素子ＬＥを介してゲート信号とな
る電圧がトライアックＱ１のゲートに印加され、トライ
アックＱ１がオンになる。つまり、実施形態１と同様
に、周囲が暗くなるとトライアックＱ１がオンになって
負荷Ｌに通電されるのである。このとき、発光素子ＬＥ
には電流が流れていないから発光素子ＬＥは消灯する。

【００２５】一方、周囲が明るいときには太陽電池ＳＢ
の起電力が大きいから、太陽電池ＳＢの起電力によって
スイッチング素子ＳＷがオンになる。スイッチング素子
ＳＷがオンになると、トライアックＱ１のゲートとＴ１
端子とが短絡されるから、トライアックＱ１はオフにな
り、負荷Ｌには通電されなくなる。また、抵抗Ｒ３とス
イッチング素子ＳＷとを通して発光素子ＬＥに電流が流
れるから、発光素子ＬＥが点灯し、太陽電池ＳＢには外
光とともに発光素子ＬＥからの光も導入されることにな
る。その結果、実施形態１と同様に周囲の明るさとトラ
イアックＱ１のオンオフとの関係にヒステリシスを付与
することができる。この構成では、発光素子ＬＥの限流
用の抵抗Ｒ３が実施形態１においてゲート信号を与える
ための抵抗Ｒ２と兼用されることになるから、実施形態
１に比較して抵抗Ｒ２が不要になる分だけ部品点数が少
なくなる。他の構成および動作は実施形態と同様であ
る。

【００２６】（実施形態３）本実施形態は、図５に示す
ように、発光素子ＬＥと抵抗Ｒ３との直列回路および抵
抗Ｒ２とスイッチング素子ＳＷとの直列回路をそれぞれ
トライアックＱ１に並列接続し、抵抗Ｒ２とスイッチン
グ素子ＳＷとの接続点をトライアックＱ１のゲートに接
続してある。スイッチング素子ＳＷを構成するＭＯＳＦ
ＥＴＱ２，Ｑ３にはエンハンスメント型のものを用い、
ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のゲートには抵抗Ｒ１を介して
太陽電池ＳＢの正極が接続される。

【００２７】この構成では、周囲が明るいときには太陽
電池ＳＢの起電力によってスイッチング素子ＳＷがオン
になりトライアックＱ１のゲートとＴ１端子との間を短
絡するから、トライアックＱ１はオフであり、このとき
抵抗Ｒ３と発光素子ＬＥとの直列回路に電流が流れて発
光素子ＬＥが点灯する。つまり、太陽電池ＳＢには外光
とともに発光素子ＬＥからの光も入射する。

【００２８】一方、周囲が暗くなると、太陽電池ＳＢの
起電力が低下してスイッチング素子ＳＷがオフになる。
このとき、トライアックＱ１のゲートに抵抗Ｒ２を介し
てゲート信号となる電圧が印加されるから、トライアッ
クＱ１がオンになり、負荷Ｌに通電される。また、トラ
イアックＱ１がオンになれば、発光素子ＬＥには電流が
流れなくなるから発光素子ＬＥは消灯する。

【００２９】上述の動作により実施形態１と同様に周囲
の明るさとトライアックＱ１のオンオフとの関係にヒス
テリシスを付与することができる。他の構成および動作
は実施形態１と同様である。（実施形態４）本実施形態は、図６に示すように、抵抗
Ｒ２とスイッチング素子ＳＷとの直列回路をトライアッ
クＱ１に並列接続するとともに、スイッチング素子ＳＷ
とは別にスイッチング素子ＳＷ１を付加し、このスイッ
チング素子ＳＷ１と抵抗Ｒ３と発光素子ＬＥとの直列回
路の一端を端子Ｘ１に接続するとともに、他端を別に設
けた端子Ｘ３に接続している。端子Ｘ３は電源Ｅと負荷
Ｌとの接続点に接続される。スイッチング素子ＳＷを構
成するＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３はデプレション型のもの
を用い、スイッチング素子ＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥ
ＴＱ２１，Ｑ３１はエンハンスメント型のものを用いて
いる。スイッチング素子ＳＷを構成するＭＯＳＦＥＴＱ
２，Ｑ３のゲートは抵抗Ｒ１を介して太陽電池ＳＢの負
極に接続し、ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のソースは太陽電
池ＳＢの正極に接続してある。また、スイッチング素子
ＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴＱ２１，Ｑ３１のゲート
は太陽電池の正極に接続し、ＭＯＳＦＥＴＱ２１，Ｑ３
１のソースは抵抗Ｒ１を介して太陽電池ＳＢの負極に接
続してある。

【００３０】この構成では、周囲が明るいときには太陽
電池ＳＢの起電力が比較的大きくＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ
３のゲートがソースに対して負電位になるから、スイッ
チング素子ＳＷはオフになる。一方、ＭＯＳＦＥＴＱ２
１，Ｑ３１のゲートはソースに対して正電位であってス
イッチング素子ＳＷ１がオンになるから、電源Ｅから抵
抗Ｒ３を介して発光素子ＬＥに通電され、発光素子ＬＥ
が点灯する。

【００３１】また、周囲が暗くなり太陽電池ＳＢの起電
力が低下すればスイッチング素子ＳＷがオンになるか
ら、抵抗Ｒ２を介してトライアックＱ１のゲートにゲー
ト信号が印加され、トラアックＱ１がオンになり負荷Ｌ
に通電される。このとき、スイッチング素子ＳＷ１はオ
フになるから発光素子ＬＥは消灯する。つまり、他の実
施形態と同様に周囲の明るさとトライアックＱ１のオン
オフとの関係にヒステリシスを付与することができる。

【００３２】本実施形態では、３個の端子Ｘ１〜Ｘ３を
備えているものであって、発光素子ＬＥに流れる電流が
負荷Ｌを通過しないから、トライアックＱ１のオフ時に
発光素子ＬＥへの通電のために負荷Ｌを通して電流が流
れることがなく、微小電流で動作するような負荷Ｌにも
用いることが可能である。他の構成および動作は実施形
態１と同様である。

【００３３】（実施形態５）本実施形態は、図７に示す
ように、図１の実施形態において、抵抗Ｒ３に代えて可
変抵抗器ＶＲを用いたものである。この構成によれば、
発光素子ＬＥに流れる電流を可変抵抗器ＶＲによって調
節することができるから、周囲が明るいときの発光素子
ＬＥの光量を可変抵抗器ＶＲにより調節することがで
き、結果的にヒステリシスの特性を調節することができ
る。他の構成および動作は実施形態１と同様である。な
お、他の実施形態においても抵抗Ｒ３を可変抵抗器ＶＲ
に置き換えることによって、本実施形態と同様にヒステ
リシスの特性を調節することが可能になる。

【００３４】（実施形態６）上述した各実施形態では、
太陽電池ＳＢに対する発光素子ＬＥの相対位置は図８の
ように固定されているが、本実施形態は、図９に示すよ
うに、発光素子ＬＥを可動ホルダ１７に取り付けたもの
である。ここに、発光素子ＬＥは２個設けてある（図１
に示す回路構成では２個の発光素子ＬＥを並列接続すれ
ばよい）。可動ホルダ１７はパッケージ１０の中でベー
ス１１に対して可動であって、この可動ホルダ１７に発
光素子ＬＥが取り付けられる。つまり、可動ホルダ１７
の位置を調節すると発光素子ＬＥと太陽電池ＳＢとの距
離が調節できるようにしてある。このような機械的な構
成によってもヒステリシスの特性を調節することができ
る。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

【００３５】上述した各実施形態では双方向に電流を流
すことのできる発光素子ＬＥを用いていたが、一方向に
のみ電流を流すことができる発光素子ＬＥを用いてもよ
い。その場合、電源Ｅの半サイクルごとに発光素子ＬＥ
の点灯しない休止期間が生じるから、休止期間が生じて
もスイッチング素子ＳＷのオン状態を維持することがで
きるようにコンデンサＣの容量を適宜に（他の実施形態
よりも大きく）設定する。また、発光素子ＬＥはパッケ
ージ１０に収納しているが、図１０のように発光素子Ｌ
Ｅをパッケージ１０に収納せず、発光素子ＬＥをパッケ
ージ１０の外に設けてもよい。

【００３６】

【発明の効果】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、
電源と負荷との間に挿入されスイッチング素子のオンオ
フによりトリガされ前記光起電力素子により検出される
明るさが規定値以下のときにオンになる双方向サイリス
タと、双方向サイリスタのオフ時に光起電力素子に対し
て外光とは別に光を入射させる発光素子とを備え、発光
素子と抵抗との直列回路が双方向サイリスタに並列接続
されているものであり、周囲が明るいときに発光素子を
点灯させることにより光起電力素子に外光と発光素子か
らの光とを同時に入射させ、周囲が暗く双方向サイリス
タがオンになって負荷に通電されると発光素子を消灯さ
せるから、周囲の明るさと双方向サイリスタのオンオフ
とにヒステリシスを付与することができ、外光による明
るさの微小な変動で双方向サイリスタのオンオフの状態
が変化することがなく、サイリスタのオンオフの動作が
安定するという利点がある。

【００３７】請求項２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、電
源と負荷との間に挿入されスイッチング素子のオンオフ
によりトリガされ前記光起電力素子により検出される明
るさが規定値以下のときにオンになる双方向サイリスタ
と、双方向サイリスタのオフ時に光起電力素子に対して
外光とは別に光を入射させる発光素子とを備え、発光素
子と抵抗とスイッチング素子との直列回路が双方向サイ
リスタに並列接続され、発光素子および抵抗の直列回路
とスイッチング素子との接続点に双方向サイリスタのゲ
ートが接続されているものであり、周囲が明るいときに
発光素子を点灯させることにより光起電力素子に外光と
発光素子からの光とを同時に入射させ、周囲が暗く双方
向サイリスタがオンになって負荷に通電されると発光素
子を消灯させるから、周囲の明るさと双方向サイリスタ
のオンオフとにヒステリシスを付与することができ、外
光による明るさの微小な変動で双方向サイリスタのオン
オフの状態が変化することがなく、サイリスタのオンオ
フの動作が安定するという利点がある。

【００３８】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、光起電力素子が太陽電池であって、
スイッチング素子として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の直列回路を
用いたものであり、光起電力素子として太陽電池を用い
ているので、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。また、スイッチング素子としてＭＯ
ＳＦＥＴを用いるから、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
できる。しかも、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
のオフ時にボディ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。

【００３９】請求項４の発明は、請求項１または請求項
３の発明において、発光素子として発光ダイオードを用
いたものでり、光起電力やスイッチング素子とともに発
光素子を半導体プロセスで形成することができる。請求
項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明におい
て、光起電力素子およびスイッチング素子とともに発光
素子が１つのパッケージに収納されているものであり、
位置関係が動作特性に影響する光起電力素子と発光素子
とをパッケージ内に収納して位置関係の管理を容易に
し、また比較的微小な信号を扱う光起電力素子やスイッ
チング素子を共通のパッケージに収納していることによ
り、外部からの雑音の影響を受けにくくなるという利点
がある。

【００４０】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、発光素子が赤外線発光ダイオードで
あって、光起電力素子として単結晶シリコンよりなる太
陽電池とアモルファスシリコンよりなる太陽電池とを積
層し直列接続したものを用いたものであり、人の視感度
特性に近い分光感度特性を有する太陽電池と、発光素子
からの光を主として受光する太陽電池とを設けることに
なり、明るさを精度よく検出することができるととも
に、発光素子の出力波長を効率よく受光する太陽電池を
併用することで、小電力で発光素子を駆動することがで
きる。

【００４１】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、光起電力素子を設けたベースと、発
光素子を保持し光起電力素子に対する発光素子の距離が
可変になるようにベースに対して可動に設けた可動ホル
ダとを備えるものであり、光起電力素子と発光素子との
距離が可変になるから、ヒステリシス特性を容易に調節
することができる。

【００４２】請求項８の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記抵抗として可変抵抗器を用いて
いる。可変抵抗器を調節すれば発光素子の発光量が調節
されるから、ヒステリシス特性を容易に調節することが
できる。請求項９の発明は、請求項１または請求項２の
発明において、発光素子として双方向発光ダイオードを
用いたものであり、この構成によれば電源が交流電源で
あっても発光ダイオードをほぼ連続的に点灯させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】同上に用いるパッケージを示す概略断面図であ
る。

【図４】本発明の実施形態２を示す回路図である。

【図５】本発明の実施形態３を示す回路図である。

【図６】本発明の実施形態４を示す回路図である。

【図７】本発明の実施形態５を示す回路図である。

【図８】本発明の実施形態６に対する比較例を示す概略
断面図である。

【図９】本発明の実施形態６を示す概略断面図である。

【図１０】本発明の他の構成例を示す要部概略断面図で
ある。

【図１１】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１０パッケージ１１ベース１７可動ホルダＥ電源Ｌ負荷ＬＥ発光素子Ｑ１トライアック（３端子双方向サイリスタ）Ｑ２，Ｑ３ＭＯＳＦＥＴＲ３抵抗ＳＢ太陽電池ＳＷスイッチング素子ＶＲ可変抵抗器

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者小新博昭大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者岡村幸彦大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者宗進耕児大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者忠澤孝明大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【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、電源と負荷との間に
挿入されスイッチング素子のオンオフによりトリガされ
前記光起電力素子により検出される明るさが規定値以下
のときにオンになる双方向サイリスタと、双方向サイリ
スタのオフ時に光起電力素子に対して外光とは別に光を
入射させる発光素子とを備え、発光素子と抵抗との直列
回路が双方向サイリスタに並列接続されていることを特
徴とする電子式自動点滅器。
【請求項２】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、電源と負荷との間に
挿入されスイッチング素子のオンオフによりトリガされ
前記光起電力素子により検出される明るさが規定値以下
のときにオンになる双方向サイリスタと、双方向サイリ
スタのオフ時に光起電力素子に対して外光とは別に光を
入射させる発光素子とを備え、発光素子と抵抗とスイッ
チング素子との直列回路が双方向サイリスタに並列接続
され、発光素子および抵抗の直列回路とスイッチング素
子との接続点に双方向サイリスタのゲートが接続された
ことを特徴とする電子式自動点滅器。
【請求項３】光起電力素子は太陽電池であって、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の直列回路からなるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子式自
動点滅器。
【請求項４】発光素子は発光ダイオードであることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の電子式自動点
滅器。
【請求項５】光起電力素子およびスイッチング素子と
ともに発光素子が１つのパッケージに収納されているこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の電子式自
動点滅器。
【請求項６】発光素子は赤外線発光ダイオードであっ
て、光起電力素子は単結晶シリコンよりなる太陽電池と
アモルファスシリコンよりなる太陽電池とを積層し直列
接続したものであることを特徴とする請求項１ないし請
求項５記載の電子式自動点滅器。
【請求項７】光起電力素子を設けたベースと、発光素
子を保持し光起電力素子に対する発光素子の距離が可変
になるようにベースに対して可動に設けた可動ホルダと
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６記載
の電子式自動点滅器。
【請求項８】前記抵抗は可変抵抗器であることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の電子式自動点滅
器。
【請求項９】発光素子は双方向発光ダイオードである
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子式
自動点滅器。