JPH0571954A - 日射センサ - Google Patents
日射センサInfo
- Publication number
- JPH0571954A JPH0571954A JP26117691A JP26117691A JPH0571954A JP H0571954 A JPH0571954 A JP H0571954A JP 26117691 A JP26117691 A JP 26117691A JP 26117691 A JP26117691 A JP 26117691A JP H0571954 A JPH0571954 A JP H0571954A
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- Japan
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- resistance
- electrode
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一のセンサ部かつ簡易な演算で日射方位、
高度等を検出する。 【構成】 ピンホールを形成した遮光膜１がガラス基板
７の一面に形成され、他面には円形の光導電性膜２を上
下より挟んで円形の抵抗膜３，４を形成したセンサ部Ｓ
が設けられる。抵抗膜４は周方向の一か所で切り離さ
れ、端縁に電極膜６１，６２が接合される。抵抗膜３に
は中心と外周に電極膜５１，５２が接合される。ピンホ
ールを通して日光を光導電性膜２上に入射せしめ、電極
膜６１，６２間に電圧を印加して、電極膜５１の電圧を
検出すると日射方位が知られる。電極膜５１，５２間に
電圧を印加し、電極膜６１に得られる電圧の逆数をとる
と日射高度が知られる。
高度等を検出する。 【構成】 ピンホールを形成した遮光膜１がガラス基板
７の一面に形成され、他面には円形の光導電性膜２を上
下より挟んで円形の抵抗膜３，４を形成したセンサ部Ｓ
が設けられる。抵抗膜４は周方向の一か所で切り離さ
れ、端縁に電極膜６１，６２が接合される。抵抗膜３に
は中心と外周に電極膜５１，５２が接合される。ピンホ
ールを通して日光を光導電性膜２上に入射せしめ、電極
膜６１，６２間に電圧を印加して、電極膜５１の電圧を
検出すると日射方位が知られる。電極膜５１，５２間に
電圧を印加し、電極膜６１に得られる電圧の逆数をとる
と日射高度が知られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は日射センサに関し、日射
の方位、高度、強度を単一のセンサ部で簡易に検出する
ことが可能な日射センサに関する。
の方位、高度、強度を単一のセンサ部で簡易に検出する
ことが可能な日射センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の空調制御を適正に行うためには日
射方位、高度等を正確に検出する必要があり、例えば特
開昭６３−１４１８１６号公報には、複数のフォトダイ
オードを設けて、各ダイオードからの出力信号を処理し
て日射方位を検出するものが提案されている。
射方位、高度等を正確に検出する必要があり、例えば特
開昭６３−１４１８１６号公報には、複数のフォトダイ
オードを設けて、各ダイオードからの出力信号を処理し
て日射方位を検出するものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記提案の
日射センサでは、複数のフォトダイオードを設けるため
に組付けの手間や設置スペースを要するという問題があ
るとともに、三角関数や対数の演算を含む比較的複雑な
演算を必要とするため、車両搭載コンピュータには負担
が大きいという問題がある。
日射センサでは、複数のフォトダイオードを設けるため
に組付けの手間や設置スペースを要するという問題があ
るとともに、三角関数や対数の演算を含む比較的複雑な
演算を必要とするため、車両搭載コンピュータには負担
が大きいという問題がある。
【０００４】本発明はかかる課題を解決するもので、コ
ンパクトな形状で、簡易な演算により日射方位、高度、
強度のいずれも検出することができる日射センサを提供
することを目的とする。
ンパクトな形状で、簡易な演算により日射方位、高度、
強度のいずれも検出することができる日射センサを提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の日射センサは、
ピンホール１１を形成した遮光膜１と、該遮光膜１の後
方所定位置に上記ピンホール１１に中心を一致せしめて
設けられ、上記ピンホール１１を通過したスポット光が
入射する部分の抵抗値が光強度に応じて低下する円形の
光導電性膜２と、光導電性膜２の一面全面に形成された
所定シート抵抗値の第１の抵抗膜３と、上記光導電性膜
２の他面全面に形成され、周方向の一か所で外周より中
心に至るまで切り離された所定シート抵抗値の第２の抵
抗膜４と、上記第１の抵抗膜３の中心および外周全周に
それぞれ接して形成された電極膜５１，５２と、上記第
２の抵抗膜４の切り離された両端縁にそれぞれ接して形
成された電極膜６１，６２とを具備している。
ピンホール１１を形成した遮光膜１と、該遮光膜１の後
方所定位置に上記ピンホール１１に中心を一致せしめて
設けられ、上記ピンホール１１を通過したスポット光が
入射する部分の抵抗値が光強度に応じて低下する円形の
光導電性膜２と、光導電性膜２の一面全面に形成された
所定シート抵抗値の第１の抵抗膜３と、上記光導電性膜
２の他面全面に形成され、周方向の一か所で外周より中
心に至るまで切り離された所定シート抵抗値の第２の抵
抗膜４と、上記第１の抵抗膜３の中心および外周全周に
それぞれ接して形成された電極膜５１，５２と、上記第
２の抵抗膜４の切り離された両端縁にそれぞれ接して形
成された電極膜６１，６２とを具備している。
【０００６】
【作用】上記構成の日射センサにおいて、日射の方向に
応じてスポット光の入射部は光導電性膜２上で周方向へ
移動し、また、日射の高度に応じて上記入射部は光導電
性膜２上で径方向へ移動する。
応じてスポット光の入射部は光導電性膜２上で周方向へ
移動し、また、日射の高度に応じて上記入射部は光導電
性膜２上で径方向へ移動する。
【０００７】したがって、電極６１，６２間に電圧を印
加して周方向への電位勾配を形成すると、電極５１ない
し５２に現れる電圧はスポット光入射部の、光導電性膜
２中心周りの角度φ（日射の方向に一致）に比例して変
化する。しかして、電極５１ないし５２に現れる電圧よ
り、なんら演算を必要とすることなく日射方向を知るこ
とができる。
加して周方向への電位勾配を形成すると、電極５１ない
し５２に現れる電圧はスポット光入射部の、光導電性膜
２中心周りの角度φ（日射の方向に一致）に比例して変
化する。しかして、電極５１ないし５２に現れる電圧よ
り、なんら演算を必要とすることなく日射方向を知るこ
とができる。
【０００８】また、電極５１，５２間に電圧を印加する
と径方向への電位勾配が形成され、電極６１ないし６２
に現れる電圧はスポット光入射部の、光導電性膜２中心
からの距離ｒ（日射高度θに略逆比例）に比例して変化
する。しかして、電極６１ないし６２に現れる電圧より
簡単な演算で日射高度を知ることができる。
と径方向への電位勾配が形成され、電極６１ないし６２
に現れる電圧はスポット光入射部の、光導電性膜２中心
からの距離ｒ（日射高度θに略逆比例）に比例して変化
する。しかして、電極６１ないし６２に現れる電圧より
簡単な演算で日射高度を知ることができる。
【０００９】さらに、例えば電極５１，５２をいずれも
同電圧とした時に電極６１ないし６２を通して流れる電
流Ａは、ある日射高度において日射強度Ｉに比例する。
しかして、電極電流より日射強度を容易に知ることがで
きる。
同電圧とした時に電極６１ないし６２を通して流れる電
流Ａは、ある日射高度において日射強度Ｉに比例する。
しかして、電極電流より日射強度を容易に知ることがで
きる。
【００１０】
【実施例】図１において、透明ガラス基板７の上面には
一面に遮光膜１が形成され、その膜面の一か所に日光を
通過せしめるピンホール１１が設けてある。ガラス基板
７の下面には詳細を後述する円形のセンサ部Ｓが形成し
てあり、ピンホール１１を通過した日光がガラス基板７
を通過してセンサ部Ｓに入射する。
一面に遮光膜１が形成され、その膜面の一か所に日光を
通過せしめるピンホール１１が設けてある。ガラス基板
７の下面には詳細を後述する円形のセンサ部Ｓが形成し
てあり、ピンホール１１を通過した日光がガラス基板７
を通過してセンサ部Ｓに入射する。
【００１１】ガラス基板７を下方より見たセンサ部Ｓの
詳細を図２に示し、円形の光導電性膜２を上下より挟ん
で抵抗膜３，４が形成され、抵抗膜３に接して電極５
１，５２が、抵抗膜４に接して電極６１，６２がそれぞ
れ形成してある。
詳細を図２に示し、円形の光導電性膜２を上下より挟ん
で抵抗膜３，４が形成され、抵抗膜３に接して電極５
１，５２が、抵抗膜４に接して電極６１，６２がそれぞ
れ形成してある。
【００１２】各膜の形状を膜形成過程とともに図３で説
明する。ガラス基板７上に直接形成される抵抗膜４は、
基板全面に蒸着等で膜形成した後、所定形状にエッチン
グしたもので、全体は円形をなすとともに、周方向の一
か所で外周より中心に至るまで切り離してある（図３
（１））。この抵抗膜４としてはＳｎＯ2、ＺｎＯ、Ｉ
ＴＯ等の透明膜を使用し、シート抵抗値は１０Ω〜１０
０ＫΩとする。
明する。ガラス基板７上に直接形成される抵抗膜４は、
基板全面に蒸着等で膜形成した後、所定形状にエッチン
グしたもので、全体は円形をなすとともに、周方向の一
か所で外周より中心に至るまで切り離してある（図３
（１））。この抵抗膜４としてはＳｎＯ2、ＺｎＯ、Ｉ
ＴＯ等の透明膜を使用し、シート抵抗値は１０Ω〜１０
０ＫΩとする。
【００１３】次に、上記抵抗膜４の切り離した両端縁に
接してそれぞれ帯状の抵抗値の小さい電極膜６１，６２
を蒸着等で形成し（図３（２））、これら電極膜６１，
６２の先端をガラス基板７の端縁に延ばしておく。そし
て、これらの上からプラズマＣＶＤ等により一面に光導
電性膜２を形成する（図３（３））。光導電性膜２は光
が入射するとその強度に応じて抵抗値が小さくなるもの
で、ａ（アモルファス）−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ等を使用す
る。
接してそれぞれ帯状の抵抗値の小さい電極膜６１，６２
を蒸着等で形成し（図３（２））、これら電極膜６１，
６２の先端をガラス基板７の端縁に延ばしておく。そし
て、これらの上からプラズマＣＶＤ等により一面に光導
電性膜２を形成する（図３（３））。光導電性膜２は光
が入射するとその強度に応じて抵抗値が小さくなるもの
で、ａ（アモルファス）−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ等を使用す
る。
【００１４】光導電性膜２上に円形に上記抵抗膜と同一
範囲の抵抗値の抵抗膜３を形成し、これをマスクとして
光導電性膜２を同形にエッチングする（図３（４））。
この抵抗膜３は不透明で良く、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｔｉ
Ｎ等を使用する。もちろんＩＴＯ、ＳｕＯ2 、ＺｎＯ等
の透明導電膜でも良い。
範囲の抵抗値の抵抗膜３を形成し、これをマスクとして
光導電性膜２を同形にエッチングする（図３（４））。
この抵抗膜３は不透明で良く、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｔｉ
Ｎ等を使用する。もちろんＩＴＯ、ＳｕＯ2 、ＺｎＯ等
の透明導電膜でも良い。
【００１５】そして、上記抵抗膜３上の中心と外周縁の
大部分にそれぞれ電極膜５１，５２（図２）を形成す
る。
大部分にそれぞれ電極膜５１，５２（図２）を形成す
る。
【００１６】上記構成の日射センサの原理を図４で説明
すると、ピンホール１１とセンサ部Ｓの中心を一致せし
め互いに距離ｄだけ離して配した場合、ピンホールを通
過した日光はスポット光となって図のＰ点に入射し、入
射点Ｐのセンサ部中心回りの角度φは、日射方位の基準
より１８０°回転した位置を基準とすれば日射方位と等
しい。また、入射点のセンサ部Ｓ中心からの距離ｒは、
日射高度（仰角）θに対してｒ＝ｄ／ｔａｎθである。
日射センサを車両の空調制御に使用する場合には、上記
高度θは１５°以下の場合のみを対象とすれば良いか
ら、ｒ＝ｄ／θ（式）と近似できる。
すると、ピンホール１１とセンサ部Ｓの中心を一致せし
め互いに距離ｄだけ離して配した場合、ピンホールを通
過した日光はスポット光となって図のＰ点に入射し、入
射点Ｐのセンサ部中心回りの角度φは、日射方位の基準
より１８０°回転した位置を基準とすれば日射方位と等
しい。また、入射点のセンサ部Ｓ中心からの距離ｒは、
日射高度（仰角）θに対してｒ＝ｄ／ｔａｎθである。
日射センサを車両の空調制御に使用する場合には、上記
高度θは１５°以下の場合のみを対象とすれば良いか
ら、ｒ＝ｄ／θ（式）と近似できる。
【００１７】また、センサ部を一次元で模式的に示した
図５でその作動を説明すると、入射点Ｐでは光導電性膜
２の抵抗値が小さくなり、例えば電極６１，６２間に左
右方向へ電圧勾配を形成するような電圧を印加しておく
と、入射点Ｐの移動に応じて電極５１ないし５２に得ら
れる電圧が変化する。これにより入射点Ｐの位置を知る
ことができる。この時、入射点Ｐの光照射による抵抗値
は電極５１、５２に至る抵抗膜３よりもはるかに大きい
ので電極５１、５２で得られる電圧は抵抗膜３の影響を
受けない。
図５でその作動を説明すると、入射点Ｐでは光導電性膜
２の抵抗値が小さくなり、例えば電極６１，６２間に左
右方向へ電圧勾配を形成するような電圧を印加しておく
と、入射点Ｐの移動に応じて電極５１ないし５２に得ら
れる電圧が変化する。これにより入射点Ｐの位置を知る
ことができる。この時、入射点Ｐの光照射による抵抗値
は電極５１、５２に至る抵抗膜３よりもはるかに大きい
ので電極５１、５２で得られる電圧は抵抗膜３の影響を
受けない。
【００１８】また、上記入射点Ｐの抵抗値は日射強度Ｉ
が大きいほど小さくなるから、例えば電極６１，６２を
同電位として、電極５１ないし５２を通して流れる電流
を測定すれば、入射点Ｐの位置には無関係に日射強度Ｉ
を知ることができる。実際の日射は角度θで入射してい
るから、Ａ＝Ｉｓｉｎθ（式）の関係となる。
が大きいほど小さくなるから、例えば電極６１，６２を
同電位として、電極５１ないし５２を通して流れる電流
を測定すれば、入射点Ｐの位置には無関係に日射強度Ｉ
を知ることができる。実際の日射は角度θで入射してい
るから、Ａ＝Ｉｓｉｎθ（式）の関係となる。
【００１９】さて、本発明では、各抵抗膜３，４の形状
と電極５１，５２，６１，６２の配置は図６、図７に示
すようなものとしてある。そこで、電極６２に定電圧Ｖ
INを印加し、電極６１をアースすると、図６の破線で等
電位線を示すように、電極６２から電極６１へ向けて周
方向に電位勾配が生じる。したがって、電極５１ないし
５２に得られる電圧ＶOUT は、入射点Ｐが基準線に対し
て中心回りに回転している角度φにのみ依存して変化す
る。したがって、電極電圧ＶOUT1を検出することにより
日射方位φが即座に知られる。
と電極５１，５２，６１，６２の配置は図６、図７に示
すようなものとしてある。そこで、電極６２に定電圧Ｖ
INを印加し、電極６１をアースすると、図６の破線で等
電位線を示すように、電極６２から電極６１へ向けて周
方向に電位勾配が生じる。したがって、電極５１ないし
５２に得られる電圧ＶOUT は、入射点Ｐが基準線に対し
て中心回りに回転している角度φにのみ依存して変化す
る。したがって、電極電圧ＶOUT1を検出することにより
日射方位φが即座に知られる。
【００２０】次に、電極５２に定電圧ＶINを印加し、電
極５１をアースすると、図７の破線で等電位線を示すよ
うに、電極５２から電極５１へ向けて径方向に電位勾配
が生じる。したがって、電極６１ないし６２に得られる
電圧ＶOUT2は、入射点が抵抗膜中心から離れた距離ｒに
のみ依存して変化する。したがって、上記式より、Ｖ
OUT2＝ｄ／θすなわちθ＝ｄ／ＶOUT2となって日射高度
θが簡易な演算で知られる。
極５１をアースすると、図７の破線で等電位線を示すよ
うに、電極５２から電極５１へ向けて径方向に電位勾配
が生じる。したがって、電極６１ないし６２に得られる
電圧ＶOUT2は、入射点が抵抗膜中心から離れた距離ｒに
のみ依存して変化する。したがって、上記式より、Ｖ
OUT2＝ｄ／θすなわちθ＝ｄ／ＶOUT2となって日射高度
θが簡易な演算で知られる。
【００２１】また、日射強度Ｉは上記式より、Ｉ＝Ａ
／ｓｉｎθとなり、例えば電極６１，６２に定電圧ＶIN
を印加して、この時電極５１ないし５２を通して流れる
電流Ａを検出し、これと上記日射高度θの値より日射強
度Ｉを算出することができる。
／ｓｉｎθとなり、例えば電極６１，６２に定電圧ＶIN
を印加して、この時電極５１ないし５２を通して流れる
電流Ａを検出し、これと上記日射高度θの値より日射強
度Ｉを算出することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上の如く、本発明の日射センサによれ
ば、単一のセンサ部により、簡易な演算で日射方位、日
射高度等を検出することができ、設置スペースおよび搭
載コンピュータの演算能力が限られた車両用として用い
て大きな効果を発揮するものである。
ば、単一のセンサ部により、簡易な演算で日射方位、日
射高度等を検出することができ、設置スペースおよび搭
載コンピュータの演算能力が限られた車両用として用い
て大きな効果を発揮するものである。
【図１】日射センサを上方より見た斜視図である。
【図２】日射センサを下方より見た斜視図である。
【図３】センサ部の製造工程を示す斜視図である。
【図４】日射センサの原理を示す斜視図である。
【図５】センサ部の模式的断面図である。
【図６】抵抗膜の平面図である。
【図７】抵抗膜の平面図である。
１ 遮光膜 １１ ピンホール ２ 光導電性膜 ３ 第１の抵抗膜 ４ 第２の抵抗膜 ５１，５２，６１，６２ 電極（電極膜） Ｓ センサ部
フロントページの続き (72)発明者 花木 健一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ピンホールを形成した遮光膜と、該遮光
膜の後方所定位置に上記ピンホールに中心を一致せしめ
て設けられ、上記ピンホールを通過したスポット光が入
射する部分の抵抗値が光強度に応じて低下する円形の光
導電性膜と、光導電性膜の一面全面に形成された所定シ
ート抵抗値の第１の抵抗膜と、上記光導電性膜の他面全
面に形成され、周方向の一か所で外周より中心に至るま
で切り離された所定シート抵抗値の第２の抵抗膜と、上
記第１の抵抗膜の中心および外周全周にそれぞれ接して
形成された電極膜と、上記第２の抵抗膜の切り離された
両端縁にそれぞれ接して形成された電極膜とを具備する
日射センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26117691A JPH0571954A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 日射センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26117691A JPH0571954A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 日射センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571954A true JPH0571954A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17358186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26117691A Pending JPH0571954A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 日射センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0571954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7548415B2 (en) * | 2004-06-01 | 2009-06-16 | Kim Si-Han | Portable display device |
| US9836116B2 (en) | 2013-03-26 | 2017-12-05 | Sony Corporation | Information processing apparatus and information processing method that transitions between multiple postures for controlling a display state |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP26117691A patent/JPH0571954A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7548415B2 (en) * | 2004-06-01 | 2009-06-16 | Kim Si-Han | Portable display device |
| US9836116B2 (en) | 2013-03-26 | 2017-12-05 | Sony Corporation | Information processing apparatus and information processing method that transitions between multiple postures for controlling a display state |
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