JP2000304608A

JP2000304608A - 太陽電池式照度センサ

Info

Publication number: JP2000304608A
Application number: JP11730699A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Murata; 之広村田; Tsunehiro Kitamura; 常弘北村; Yoshinori Akinari; 芳範秋成
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】周囲温度の影響が少なく高い検出精度が得られ
る太陽電池式照度センサを提供する。【解決手段】太陽電池１は複数個の太陽電池セルを直列
接続したものであり、太陽電池１の両端間には定電流回
路２が接続される。定電流回路２は、太陽電池１の出力
電流が設定部２ａで決めた設定電流値に達するまでは太
陽電池１からの全電流を吸い込み、設定電流値に達する
と両端電圧が太陽電池１の出力電圧になる。差動増幅回
路５は太陽電池１の出力電圧に相当する電圧を基準電圧
と比較し、出力回路６を通してセンサ出力を発生させ
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、太陽電池を用いて
周囲照度を検出し、設定照度で急激に変化するセンサ出
力を発生する太陽電池式照度センサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、周囲照度を検出するとともに検
出した照度に応じた２値のセンサ出力を発生する照度セ
ンサにおいては、周囲照度を検出する素子としてＣｄＳ
を用いたものが多く提供されてきた。しかしながら、Ｃ
ｄＳはカドミウム化合物を用いているものであるから、
使用済後に環境に影響を与えないように廃棄するために
廃棄処理に手間と費用がかかるという問題がある。ま
た、ＣｄＳを用いるときには抵抗値を電流値や電圧値に
変換するための変換回路が必要であり、ＣｄＳからは起
電力が得られないから変換回路を駆動する電源が別途に
必要になる。

【０００３】環境への影響を少なくした照度センサとし
ては、周囲照度を検出するためにフォトトランジスタを
用いたものがあるが、フォトトランジスタの出力電流は
微小であるから、センサ出力を取り出すには増幅回路が
必要になる。つまり、フォトトランジスタを用いた照度
センサにおいても電源が別途に必要になる。

【０００４】一方、本件出願人は、照度を検出する素子
として光起電力素子であるフォトダイオードアレイを用
いた照度センサを提案している（特開平５−１５２９２
４号公報）。この構成は、フォトダイオードアレイの出
力を用いてディプレション形のＭＯＳＦＥＴをオンオフ
させるものであって、別の電源が不要であり部品点数も
少なく安価に提供することが可能である。

【０００５】しかしながら、上記公報に記載の照度セン
サにはセンサ出力の変化点を周囲照度に対して調節する
ための電気的手段がなく、どの程度の照度で出力を変化
させるかを調節しようとすれば、フォトダイオードアレ
イへの入射光量を光学的手段によって調節しなければな
らず光学的な設計や調節がやや面倒である。

【０００６】そこで、本件出願人は、フォトダイオード
アレイなどの光起電力素子を照度の検出に用いるととも
に光起電力素子の出力電圧を電源として用い、しかも周
囲照度とセンサ出力の変化点との関係を調節可能とした
照度センサを先に提案した。この照度センサは図１９の
ような回路構成を有し、光起電力素子１”からコンパレ
ータＣＰに電源を供給している。また、コンパレータＣ
Ｐでは、光起電力素子１”の出力電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２
により分圧した電圧と、光起電力素子１”の出力端間に
接続した抵抗Ｒ４とダイオードＤ１１との直列回路によ
り生成した基準電圧とを比較している。コンパレータＣ
Ｐの出力端と非反転入力端との間には抵抗Ｒ３が挿入さ
れ、このコンパレータＣＰにヒステリシスを付与してい
る。この構成を採用すれば別途の電源が不要であり、し
かも抵抗Ｒ１，Ｒ２などの調節によってセンサ出力の変
化点と周囲照度との関係を電気的に調節することが可能
になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光起電
力素子１”として一般に用いられているフォトダイオー
ドは温度依存性が大きいから、上述した構成では、周囲
温度が変化すると光起電力素子１”の出力値が大きく変
動することになり、結果的に周囲温度によってセンサ出
力（コンパレータＣＰの出力）を変化させる照度にばら
つきが生じるという問題がある。また、この種の照度セ
ンサは比較的小型であり、光起電力素子１”には大型の
ものを用いることができないから、出力電流は比較的小
さいものである。つまり、供給可能な電流量は少なく、
分圧用の抵抗Ｒ１，Ｒ２やコンパレータＣＰにヒステリ
シスを付与するための抵抗Ｒ３を高抵抗にする必要があ
る。このような高抵抗を用いる回路は集積回路化に困難
を伴うという問題がある（集積回路内の抵抗は最大で１
０ｋΩ程度に制限されている）。

【０００８】さらに、光起電力素子の出力が飽和する程
度の照度で出力値を変化させるように設定しているとす
れば、照度の変化に対する光起電力素子１の出力電圧の
変化が小さくなるから、わずかなノイズ電圧によってコ
ンパレータＣＰの出力が反転して誤動作することもあ
る。つまり、センサ出力の変化点に対応する照度を比較
的明るい領域に設定したときには、照度の検出精度が低
くなる。

【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、周囲温度の影響が少なく高い検出精
度が得られ、しかも比較的小型としながらも高抵抗を用
いる必要がなく集積回路化が容易である太陽電池式照度
センサ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、複数
個の太陽電池セルを直列接続した太陽電池と、太陽電池
に並列接続された定電流回路とを備え、定電流回路によ
り吸い込まれる電流が設定電流値に達する前後での定電
流回路の両端電圧の変化をセンサ出力として取り出すも
のである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記設定電流値を調節可能とする設定部を定電流回
路に設けたものである。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、太陽電池の照度変化に対してセンサ出力にヒステリ
シスが付与されるようにセンサ出力に応じて前記設定電
流値を切り替える切替部を備えるものである。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記太陽電池の出力電圧と比較する基準電圧を生成
する基準電圧回路と、前記太陽電池の出力電圧と前記基
準電圧との差を出力する差動増幅回路と、差動増幅回路
の出力に対応したセンサ出力を発生させる出力回路とを
備え、基準電圧回路と差動増幅回路と出力回路とは太陽
電池から給電されるものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記基準電圧と比較される前記太陽電池の出力電圧
として、前記太陽電池のうちの一部の太陽電池セルの電
圧を用いるものである。

【００１５】請求項６の発明は、請求項４の発明におい
て、前記基準電圧回路と前記差動増幅回路と前記出力回
路とが定電流源により給電されるものである。

【００１６】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、前記定電流源として前記定電流回路により吸い込ま
れる電流に比例する電流を、前記基準電圧回路と前記差
動増幅回路と前記出力回路とに供給するものを用いたも
のである。

【００１７】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、複数個の太陽電池セルを直列接続した第２の太陽電
池と、低照度側のセンサ出力によりオフになり高照度側
のセンサ出力によりオンになるスイッチング素子との直
列回路を備え、この直列回路が前記太陽電池に並列接続
されているものである。

【００１８】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
８の発明において、能動素子がＭＯＳＦＥＴからなるも
のである。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項９の発明にお
いて、前記センサ出力によりオンオフされる電圧駆動型
のスイッチング素子を前記太陽電池および前記ＭＯＳＦ
ＥＴとともに１枚の回路基板に実装しているものであ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】（動作原理）本発明は、図１３に
示す回路を基本構成としたものであり、複数個の太陽電
池セルを直列接続した太陽電池１により周囲照度を検出
する構成を採用し、さらに定電流回路２を太陽電池１に
並列接続することによって出力電圧Ｖｏの変化点と周囲
照度との対応関係を調節可能としている。

【００２１】図１３に示す回路の動作を説明する前に、
太陽電池１の特性について考察する。太陽電池１の短絡
電流（両極間を短絡したときの電流）は照度にほぼ比例
し、しかも太陽電池１の短絡電流には温度依存性がほと
んどないことが知られている。したがって、短絡電流を
取り出すことができれば、周囲温度の影響をほとんど受
けずに周囲照度を精度よく検出することができると考え
られる。一方、太陽電池１の開放電圧（両極間を開放し
たときの電圧）は、図１４に示すように、低照度で急峻
に立ち上がる。つまり、太陽電池１の開放電圧は照度依
存性がほとんどなく、周囲が暗いときでも太陽電池１の
開放電圧は周囲が明るいときとほぼ同程度になることが
知られている。

【００２２】一方、定電流回路２は定電流を吸い込むよ
うに構成してあり、太陽電池１の出力電流が定電流回路
２に設定された電流値以上であるときには太陽電池１の
出力から定電流を吸い込むものである。定電流回路２が
吸い込む電流値は比較的小さい値に設定されるから、定
電流回路２が理想的に動作するものとすれば、太陽電池
１の出力電流が定電流回路２に設定された電流値よりも
大きいときには、定電流回路２の両端間の抵抗値は無限
大と考えることができる。また、太陽電池１の出力電流
が定電流回路２に設定された電流値よりも小さいときに
は、定電流回路２の両端間はほぼ短絡状態になり、太陽
電池１の出力電圧は０Ｖになる。

【００２３】実際には、図１５に示すように、定電流回
路２で設定されている設定電流値ｉｃを太陽電池１から
供給できない程度に周囲が暗い領域Ｄｄでは、太陽電池
１の両端電圧（で示す）は０Ｖであって太陽電池１の
両端間には太陽電池１の出力電流に比例した電流（で
示す）が流れる。この電流は短絡電流に相当するから周
囲照度に比例した電流値になる。一方、定電流回路２の
設定電流値ｉｃを太陽電池１から供給できる程度に周囲
が明るいときには、定電流回路２に定電流（で示す）
が流れ、定電流回路２の両端間の抵抗値は無限大にな
る。したがって、太陽電池１の両端電圧（で示す）、
つまり定電流回路２の両端電圧Ｖｏはほぼ一定電圧に立
ち上がることになる。なお、定電流回路２を設けていな
い場合の電圧変化をで示してある。

【００２４】上述の原理説明から明らかなように、定電
流回路２の設定電流値ｉｃを調節すれば、定電流回路２
の両端電圧Ｖｏが立ち上がるときの周囲照度を調節する
ことができ、所望の照度でセンサ出力を変化させること
ができる。また、上述のように太陽電池１の短絡電流は
温度にほとんど依存しないから、周囲温度の影響を受け
ることなく高精度で照度を検出することができる。

【００２５】上述の基本構成を負荷の制御に用いるに
は、定電流回路２が吸い込む電流を調節してセンサ出力
を変化させる周囲照度を設定する手段、負荷をオンにす
る照度とオフにする照度との間にヒステリシスを付与す
る手段、負荷への電源経路に挿入されるスイッチ素子
（たとえば、トライアック）を制御するのに適した信号
を生成する手段などが必要である。そこで、以下に説明
する本発明の実施の形態では、基本構成として図１６の
構成を採用している。

【００２６】すなわち、太陽電池１に定電流回路２を並
列接続し、定電流回路２の両端電圧を電源とする制御信
号生成回路３を設けてある。制御信号生成回路３は、定
電圧電流回路２の両端電圧を用いて定電圧である基準電
圧を出力する基準電圧回路４を備え、太陽電池１のうち
の少なくとも１つの太陽電池セル１ａの電圧と上記基準
電圧とを差動増幅回路５で比較し、差動増幅回路５の出
力電圧を用いて設定照度において急激に変化する制御信
号を出力回路６からセンサ出力として出力するように構
成されている。つまり、差動増幅回路５の出力は、定電
流回路２の出力電圧が立ち上がったか否かを表し、出力
回路６からは負荷への電源経路に挿入したスイッチ素子
をオンオフさせるのに適した制御信号が出力されるので
ある。差動増幅回路５の出力は定電流回路２に設けた切
替部２ｂにも与えられており、切替部２ｂは定電圧回路
２の両端電圧が立ち上がると定電流回路２の設定電流値
ｉｃを引き下げ、逆に定電圧回路２の両端電圧が立ち下
がると定電流回路２の設定電流値ｉｃを元に戻すように
構成されている。さらに、定電流回路２には設定電流値
ｉｃを調節するための設定部２ａも設けられており、設
定部２ａによって太陽電池１から吸い込む電流を調節す
れば、出力回路６から出力される制御信号を反転させる
照度を調節することができる。

【００２７】図１６に示した回路の動作を簡単に説明す
る。太陽電池１の両端間に低抵抗を接続したとすると、
太陽電池１の両端電圧は照度に対して図１８のように変
化することになり、照度に対して緩やかに上昇するか
ら、この情報に対しては電圧値として閾値を設定しなけ
れば目的照度で急峻な変化を示す信号を取り出すことが
できない。つまり、従来構成のようにコンパレータなど
を用いることになる。

【００２８】これに対して、図１６に示した構成では、
太陽電池１の出力端間に定電流回路２を接続してあり、
かつ照度センサを構成する他の回路も定電流回路２に流
れる電流に比例した電流で駆動するようになっている。
このことによって、周囲照度が高い期間において太陽電
池１から定電流回路２に流れ込む電流量が一定になった
ときに、他の回路にも比較的大きい電流を流すことが可
能になる。つまり、太陽電池１の出力電流に余裕がある
ときには、各回路に供給する電流量を大きくして耐ノイ
ズ性を向上させることができる。

【００２９】しかして、太陽電池１の出力電圧は図１７
（ａ）のように変化し、定電流回路２を通して流れる電
流は照度に対して図１７（ｄ）のように変化する。つま
り、照度が低いときには定電流回路２を通過する電流は
照度の上昇とともに増加するが、切替部２ｂに設定され
ている設定電流値Ｉ１に達すると定電流回路２を通過す
る電流が一定になり太陽電池１の両端電圧が急激に上昇
する。このとき、太陽電池１を構成する一部の太陽電池
セル１ａの電圧（図１７（ｂ）の）が基準電圧回路４
の基準電圧（図１７（ｂ）の）よりも大きくなるか
ら、図１７（ｃ）のように出力回路６の出力値がＬレベ
ルから急激に上昇してＨレベルになる。また、定電流回
路２の設定電流値Ｉ２は元の設定電流値Ｉ１よりも低下
する。したがって、その後に照度が低下しても太陽電池
１の両端電圧はほぼ一定に保たれ、周囲照度が電流値Ｉ
２に対応する照度まで低下すると太陽電池１の両端電圧
は立ち下がるのである。このように切替部２ｂで定電流
回路２の設定電流値を切り替えることによってヒステリ
シスが付与される。

【００３０】（第１の実施の形態）本実施形態は、図１
６に示した回路の具体例であって、図１に示すように、
複数個の太陽電池セルを直列接続した太陽電池１を周囲
照度の検出に用いている。太陽電池１には定電流回路２
が並列接続される。この定電流回路２は、ｐチャネルの
ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ１，Ｍｐ２）を２個用いたカレント
ミラー回路により電流源を構成し、入力側のＭＯＦＳＥ
Ｔ（Ｍｐ１）のゲートは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ２）のゲ
ートだけではなく、後述する２個のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ
３，Ｍｐ４）のゲートにも共通に接続されている。つま
り、３個のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ２〜Ｍｐ４）はＭＯＳＦ
ＥＴ（Ｍｐ１）を入力側とするカレントミラー回路の出
力側となり、３個の定電流源として機能する。したがっ
て、各ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ２〜Ｍｐ４）に流れる電流は
比例する。

【００３１】ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ２）からの電流は、ｎ
チャネルのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１，Ｍｎ２）を２個用い
たカレントミラー回路に流される。このカレントミラー
回路は、入力側であるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）がＭＯＳ
ＦＥＴ（Ｍｐ２）に直列接続され、出力側であるＭＯＳ
ＦＥＴ（Ｍｎ１）がＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ１）に直列接続
されている。しかして、２個のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ１，
Ｍｎ１）の直列回路と、２個のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ２，
Ｍｎ２）の直列回路とにはそれぞれ定電流が流れる。こ
の定電流回路２に流れる電流値は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ
１）のソースに接続された設定部２ａおよび切替部２ｂ
により設定される。設定部２ａは可変抵抗器ＶＲ１より
なり、切替部２ｂはスイッチング素子としてのＭＯＳＦ
ＥＴ（Ｍｎ３）と可変抵抗器ＶＲ２との直列回路により
構成される。要するに、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）のソー
スに接続される抵抗値を調節することで、定電流回路２
の設定電流値ｉｃが調節される。また、ＭＯＳＦＥＴ
（Ｍｎ２）のソースにはダイオードＤ１が接続され、こ
のダイオードＤ１には定電流が流れ、ダイオードＤ１の
両端電圧は定電圧の基準電圧として用いられる。つま
り、ダイオードＤ１は基準電圧回路４として機能する。

【００３２】差動増幅回路５は、２個のｎチャネル型の
ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ５，Ｍｎ６）よりなるカレントミラ
ー回路を負荷として備えるアクティブ負荷付きの差動増
幅回路であって、２個のｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ
（Ｍｐ５，Ｍｐ６）を備えている。また、上述したＭＯ
ＳＦＥＴ（Ｍｐ３）を電流源として電源が供給される。
基準電圧回路５であるダイオードＤ１のアノードはＭＯ
ＳＦＥＴ（Ｍｐ５）のゲート（反転入力端）に接続さ
れ、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ６）のゲート（非反転入力端）
は太陽電池１を構成する太陽電池セル１ａの１つに接続
されている。つまり、太陽電池１を構成する低電圧側か
ら１個目の太陽電池セル１ａと２個目との間にＭＯＳＦ
ＥＴ（Ｍｐ６）のゲートが接続される。この構成によっ
て、差動増幅回路５では、ダイオードＤ１により得られ
た基準電圧と、太陽電池セル１ａにより得られた太陽電
池１の起電力との差に相当する出力が、２個のＭＯＳＦ
ＥＴ（Ｍｐ６，Ｍｎ６）のドレイン同士の接続点から得
られることになる。

【００３３】差動増幅回路５の出力は、定電流回路２の
切替部２ｂに設けたＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のゲート
と、出力回路６を構成するスイッチング素子としてのＭ
ＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のゲートとに与えられる。ＭＯＳ
ＦＥＴ（Ｍｎ４）には上述したＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ４）
が直列接続されており、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ４）を電流
源として出力回路６に電源が供給される。出力回路６は
ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）の両端を出力端として他のスイ
ッチ要素への制御信号を出力する。つまり、差動増幅回
路５の出力電圧がＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のしきい値電
圧を越えると、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）はオンになり、
このとき制御信号はＬレベルになる。また、ＭＯＳＦＥ
Ｔ（Ｍｎ４）がオフであると制御信号はＨレベルにな
る。

【００３４】切替部２ｂに設けたＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ
３）についても差動増幅回路５の出力電圧がしきい値電
圧を越えるとオンになり、このときには可変抵抗器ＶＲ
２が可変抵抗器ＶＲ１と並列接続される。つまり、ＭＯ
ＳＦＥＴ（Ｍｎ３）がオン時には定電流回路２の２つの
可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２が並列接続され、オフ時には
可変抵抗器ＶＲ１のみが用いられる。

【００３５】いま、周囲照度が低くダイオードＤ１によ
り設定される基準電圧に対して太陽電池セル１ａの両端
電圧が比較的低い期間であって、差動増幅回路５の出力
電圧がＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のしきい値電圧を上回っ
ているとすれば、この期間にはＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）
がオンになる。つまり、周囲照度の低い期間には定電流
回路２の吸い込む電流量が比較的大きくなっており、Ｍ
ＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）をオフにする周囲照度が高く設定
される。ここで、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）がオフになる
周囲照度を明側閾値と呼ぶことにする。周囲照度が明側
閾値より高くなると、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）がオフに
なるから可変抵抗器ＶＲ１のみが用いられ、ＭＯＳＦＥ
Ｔ（Ｍｎ３）がオンになる周囲照度が明側閾値よりも引
き下げられることになる。ここで、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ
３）がオンになる周囲照度を暗側閾値と呼ぶことにす
る。つまり、暗側閾値は明側閾値よりも低く設定される
のであって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のオンオフは周囲
照度に対してヒステリシスを持つことになる。

【００３６】すなわち、図２に示すように、ダイオード
Ｄ１の電圧−電流特性曲線と、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ
２に対応した電圧−電流特性を表す直線との交点の電流
値を動作点として定電流回路２のインピーダンスが切り
替わることになる。ただし、図２において、はダイオ
ードＤ１の電圧−電流特性曲線、はＭＯＳＦＥＴ（Ｍ
ｎ３）がオフであって可変抵抗器ＶＲ１のみが接続され
ている状態、はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）がオンであっ
て可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２が並列接続されている状態
を示す。また、明側閾値や暗側閾値は可変抵抗器ＶＲ
１，ＶＲ２の抵抗値によって調節することができる。

【００３７】上述したように出力回路６のＭＯＳＦＥＴ
（Ｍｎ４）は、差動増幅回路５の出力端に接続されてい
るから、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）は切替部２ｂのＭＯＳ
ＦＥＴ（Ｍｎ３）とほぼ同時に切り替えられ、周囲照度
が上昇方向であって明側閾値より低い期間にはＭＯＳＦ
ＥＴ（Ｍｎ４）をオンにして出力をＬレベルとし、周囲
照度が明側閾値を越えるとＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）をオ
フにして出力をＨレベルにする。また、周囲照度が明側
閾値を一旦越えた後に周囲照度が低下方向であって暗側
閾値よりも高い期間にはＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）がオフ
に保たれるが、暗側閾値を下回るとＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ
４）はオンになる。つまり、出力変化が周囲照度に対し
てヒステリシスを持つことによって、外乱光などに対し
て出力値を安定に保つようになっている。

【００３８】なお、各カレントミラーを構成する各一対
のＭＯＳＦＥＴは特性が揃っていることを前提にしてい
るが、特性の異なるものを用いることも可能であって、
たとえばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ２〜Ｍｐ４）については、
それぞれ定電流回路２、差動増幅回路５、出力回路６に
電流を供給する電流源となるから、各回路の要求する電
流量に応じた特性のものを選択してもよい。

【００３９】図１に示した回路の動作を簡単にまとめ
る。周囲照度が低く太陽電池１の出力電流が定電流回路
２に設定された電流値よりも小さい期間には、太陽電池
１の出力電流は定電流回路２にほとんど吸い込まれる
が、差動増幅回路５および出力回路６の動作に必要な程
度の電流は確保される。また、この期間には太陽電池セ
ル１ａの出力電圧はダイオードＤ１により設定される基
準電圧よりも低いから、切替部２ｂおよび出力回路６の
ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３，Ｍｎ４）はともにオンになる。
つまり、２個の可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２は並列接続さ
れ、出力回路６から出力される制御信号はＬレベルにな
る。

【００４０】周囲照度が上昇して定電流回路２に設定さ
れた電流値を上回るようになると、定電流回路２のイン
ピーダンスが大きくなり、定電流回路２の両端電圧が太
陽電池１の出力電圧まで急激に上昇する。このとき、太
陽電池セル１ａから差動増幅回路５に印加されている電
圧も急激に上昇してダイオードＤ１により設定されてい
る基準電圧を越えるから、切替部２ｂおよび出力回路６
のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３，Ｍｎ４）はオフになる。つま
り、定電流回路２では可変抵抗器ＶＲ１のみによって電
流値が設定されることにより電流値が引き下げられ、出
力回路６からの制御信号はＨレベルになる。

【００４１】その後、周囲照度が低くなり定電流回路２
で定電流の吸い込みを維持できない程度まで太陽電池１
の出力電流が低下すると、定電流回路２のインピーダン
スが急に低下して定電流回路２の両端電圧が急激に低下
する。また、このとき同時に太陽電池セル１ａの電圧も
急激に低下する。したがって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３，
Ｍｎ４）が再びオンになり、定電流回路２に設定された
電流値が２つの可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２の並列抵抗で
決まる状態になって電流値が増加し、また出力回路６か
らの制御信号はＬレベルになる。

【００４２】以上の動作によって、周囲照度が高く明る
いときにはＨレベルを出力し、周囲照度が低く暗いとき
にはＬレベルを出力することになる。また、出力回路６
からの制御信号には周囲照度の変化に対するヒステリシ
スを付与しているから、外乱光に対して出力値を安定に
保つことができて誤動作を防止することができる。しか
も、ヒステリシスの特性は可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に
より連続的に調節することが可能になっている。

【００４３】上述したように、本実施形態の照度センサ
は能動素子としてＭＯＳＦＥＴを用いているから消費電
流が少なく、結果的に太陽電池１の面積を小さくしても
駆動用の電流を確保することができる。また、低電圧に
おいても回路を動作させることができるから、照度がゼ
ロ付近であって太陽電池１から各回路に供給する電流が
不足する期間においても、出力回路６の出力をＬレベル
に保つことが可能になる。

【００４４】ところで、本実施形態の構成を用いて負荷
を制御するには、たとえば図３に示す回路を採用する。
図示例は、図１に示した照度センサを用いて、商用電源
ＡＣから照明負荷Ｌへの給電経路に挿入したスイッチ要
素としてのトライアックＱをオンオフさせるものでであ
り、照度センサとトライアックＱとの間には、電圧駆動
型スイッチング素子としての２個のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｄ
１，Ｍｄ２）の直列回路を設けている。ＭＯＳＦＥＴ
（Ｍｄ１，Ｍｄ２）はデプレション形であって、ソース
同士およびゲート同士をそれぞれ接続し、ゲートを太陽
電池１の負極（ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のソース）に接
続し、ソースをＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のドレインに接
続してある。また、一方のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｄ２）のド
レインには抵抗Ｒｇを介してトライアックＱのゲートを
接続し、他方のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｄ１）のドレインには
トライアックＱのＴ２端子を接続してある。

【００４５】この構成によって、照度センサの出力回路
６からの制御信号がＬレベルである期間には、ＭＯＳＦ
ＥＴ（Ｍｄ１，Ｍｄ２）は導通するから、トライアック
Ｑがトリガされてオンになり、商用電源ＡＣから照明負
荷Ｌに給電されて照明負荷Ｌが点灯する。つまり、周囲
照度が低いときには照明負荷Ｌを点灯させることができ
る。

【００４６】一方、周囲照度が高くなって出力回路６か
らの制御信号がＨレベルになると、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｄ
１，Ｍｄ２）が非導通になりトライアックＱはトリガさ
れなくなる。つまり、照明負荷Ｌへの給電が停止して照
明負荷Ｌが消灯するのである。ここで、照度センサの動
作には上述のようにヒステリシスを付与しているから、
照明負荷Ｌが点灯ないし消灯したときに、その光量変化
で照明負荷Ｌの点灯状態が変化するのを防止することが
できる。この構成によって電子式自動点滅器を構成する
ことができるのである。

【００４７】上述した電子式自動点滅器は、図４に示す
ような形状のケース１０に収納される。このケース１０
は、造営物に固定されるベース１１と、ベース１１に覆
着されるカバー１２とからなり、回路基板１３を内蔵す
る。回路基板１３には上述した照度センサが実装される
とともに、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｄ１，Ｍｄ２）と抵抗Ｒｇ
とトライアックＱとが実装される。回路基板１３は印刷
配線基板よりなり、各部品が実装された後にモールド樹
脂１４でモールドされている。また、照度センサを構成
する回路のうち太陽電池１と可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２
とを除く部品は集積回路化されており、このチップ１５
は回路基板１３にボンディングワイヤを用いて実装され
る。また、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｄ１，Ｍｄ２）やトライア
ックＱもボンディングワイヤを用いて回路基板１３に実
装され、抵抗Ｒｇはチップ抵抗として表面実装される。
太陽電池１や可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２はモールド樹脂
１４から露出し、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２のつまみは
カバー１２に設けた操作孔１６を通してケース１０の外
部から操作可能になっている。また、太陽電池１はカバ
ー１２を通して入射する光量を検出する。

【００４８】また、図５に示すように、太陽電池１とチ
ップ１５とＭＯＳＦＥＴ（Ｍｄ１，Ｍｄ２）とを回路基
板１３の表裏に振り分けて実装し、回路基板１３からリ
ード１７を引き出すようにしてもよい。この構成では可
変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２やトライアックＱは回路基板１
３に実装していなくてもよい。このような部品を構成し
ておけば、スイッチ要素としてトライアック以外のもの
を用いることも可能になり、各種機器への組み込みが可
能になる。

【００４９】（第２の実施の形態）本実施形態は、図６
に示すように、第１の実施の形態における可変抵抗器Ｖ
Ｒ１，ＶＲ２に代えて、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３，Ｒ２１〜
Ｒ２３とスイッチＳ１１〜Ｓ１３，Ｒ２１〜Ｒ２３との
直列回路を複数個並列接続したものを用いたものであ
る。

【００５０】本実施形態の構成は太陽電池１として出力
電流の比較的小さい小型のものを用いることができるよ
うにするために採用される。すなわち、太陽電池１とし
て出力電流の小さい小型のものを用いるときには定電流
回路２に設定する電流値を小さくする必要があるから、
電流設定用の抵抗値を高くする必要がある。しかしなが
ら、可変抵抗器は抵抗材料技術に制約があり、また抵抗
値の温度や湿度に対する安定性が低いことから、数ＭΩ
を越える可変抵抗器を安価に製造するのは困難である。
そこで、本実施形態では固定抵抗を選択する構成を採用
することによっって小型の太陽電池１を用いることがで
きるようにしているのである。

【００５１】設定部２ａに設けたスイッチＳ１１〜Ｓ１
３と切替部２ｂに設けたスイッチＳ２１〜Ｓ２３とは、
ディップスイッチのように互いに独立して開閉可能な複
数個の接点を備えるものを用いたり、接点を択一的にオ
ンにすることができるものを用いたりすることができ
る。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様であ
る。

【００５２】（第３の実施の形態）第１の実施の形態に
おいては、定電流回路２のカレントミラー回路を構成す
る一方のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）にのみダイオードＤ１
を接続した構成を採用している。ここで、ダイオードＤ
１の電圧−電流特性には図８に示すような温度依存性が
あり、設定部２ａや切替部２ｂの抵抗値を固定していて
も周囲温度によって動作点が変化することがある（図８
の〜は温度が高〜低に変化したときのダイオードＤ
１の電圧−電流特性を示し、は設定部２ａの電圧−電
流特性を示す）。つまり、温度が低くなるほど動作点の
電流値が大きくなる。

【００５３】そこで、本実施形態では、図７に示すよう
に、定電流回路２のカレントミラー回路を構成する他方
のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）にもダイオードＤ２，Ｄ３を
直列接続することによって温度補償を行い、さらに差動
増幅回路５に与える基準電圧が温度によって変動しない
ように、別に設けた基準電圧回路４によって差動増幅回
路５への基準電圧を与えるようにしている。ダイオード
Ｄ２，Ｄ３は並列接続されている。したがって、図９に
示すように、ダイオードＤ２，Ｄ３の並列回路と設定部
２ａないし切替部２ｂとを合成した電圧−電流特性（
〜）は、ダイオードＤ１のみの電圧−電流特性（〜
）よりも傾きが小さくなる。ここに、温度は〜の
順で低くなり、〜の順で低くなるものとし、、
、はそれぞれ同温度であるものとする。したが
って、定電流回路２の動作点は曲線、、の
各交点になり電流値をほぼ一定に保つことが可能にな
る。このように定電流回路２の電流値が温度に対して安
定になり、出力回路６からの制御信号を反転させる照度
が周囲温度によってばらつくのを抑制することができ
る。ここに、図７に示す回路において設定部２ａおよび
切替部２ｂには抵抗値が固定である抵抗Ｒ５，Ｒ６を用
いている。これは、本実施形態の構成では、設定部２ａ
や切替部２ｂの抵抗値を変化させて定電流回路２に設定
した電流値を変化させると、抵抗Ｒｓの両端電圧である
基準電圧も変動してしまうからであって、本実施形態で
は基準電圧を一定に保つために設定部２ａおよび切替部
２ｂに抵抗値が固定である抵抗Ｒ５，Ｒ６を用いている
のである。

【００５４】一方、基準電圧回路４は、ＭＯＳＦＥＴ
（Ｍｎ１）とともにカレントミラー回路を構成するＭＯ
ＳＦＥＴ（Ｍｎ７）を電流源として抵抗Ｒｓに電流を流
す構成を採用している。つまり、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ
７）に流れる電流は一定であるから、抵抗Ｒｓの両端電
圧も一定になり、抵抗Ｒｓの両端電圧を基準電圧として
用いることができる。ここで、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ７）
に流れる電流はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）により規定さ
れ、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）に流れる電流は上述の構成
によって温度変化に対してほぼ一定であるから、基準電
圧も温度依存性が抑制されることになる。また、出力回
路６からの制御信号が変化する際には、基準電圧回路４
の両端に印加される電圧が変動するが、抵抗ＲｓにはＭ
ＯＳＦＥＴ（Ｍｎ７）によって定電流が流されているか
ら、基準電圧を一定値に保つことができる。他の構成お
よび動作は第１の実施の形態と同様である。

【００５５】（第４の実施の形態）本実施形態は、第３
の実施の形態と同様に、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ７）を電流
源として抵抗に定電流を流すことによって基準電圧を発
生させる基準電圧回路４を備える構成を採用している。
ただし、第３の実施の形態では基準電圧が固定であった
のに対して、本実施形態では基準電圧を複数段階に選択
可能としている。

【００５６】すなわち、図１０に示すように、基準電圧
を発生させるために複数個の抵抗Ｒｓ１〜Ｒｓ４を設け
るとともに、各抵抗Ｒｓ１〜Ｒｓ４にそれぞれスイッチ
Ｓｓ１〜Ｓｓ４を直列接続し、各抵抗Ｒｓ１〜Ｒｓ４と
各スイッチＳｓ１〜Ｓｓ４との直列回路を互いに並列接
続した回路を第３の実施の形態における抵抗Ｒｓに置き
換えている。また、設定部２ａとしては、抵抗Ｒ１１〜
Ｒ１４とスイッチＳ１１〜Ｓ１４との直列回路を互いに
並列接続した回路を用いている。ここで、スイッチＳ１
１〜Ｓ１４とスイッチＳｓ１〜Ｓｓ４とは連動させてあ
り、設定部２ａによって定電流回路２の電流値を切り替
えると基準電圧も切り替えられるようにしてある。

【００５７】つまり、第３の実施の形態において説明し
たように、第３の実施の形態の構成では設定部２ａの抵
抗値を変化させると基準電圧が変化するから、本実施形
態では設定部２ａにより定電流回路２の電流値を変化さ
せるときに基準電圧回路４において基準電圧を発生させ
る抵抗値も変化させることによって、基準電圧の変動を
防止しているのである。ここで、基準電圧が変動すると
出力回路６からの制御信号を反転させる周囲照度に誤差
が生じるのに対して、本実施形態の構成ではこの種の問
題が生じないのである。また、本実施形態では切替部２
ｂにおいて可変抵抗器ＶＲ２を用いている。

【００５８】なお、本実施形態では抵抗値が固定である
抵抗Ｒｓ１〜Ｒｓ４、Ｒ１１〜Ｒ１４を、連動するスイ
ッチＳｓ１〜Ｓｓ４、Ｓ１１〜Ｓ１４によって選択して
いるが、設定部２ａと基準電圧回路４とにそれぞれ可変
抵抗器を用いるとともに、両可変抵抗器を連動させても
よい。他の構成および動作は第３の実施の形態と同様で
ある。

【００５９】（第５の実施の形態）本実施形態は、図１
１に示すように、第３の実施の形態の構成に対して抵抗
Ｒ５，Ｒ６に代えてそれぞれ可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２
を設け、基準電圧回路４においては基準電圧を発生させ
る抵抗Ｒｓに直列接続されて電流源となるＭＯＳＦＥＴ
（Ｍｐ７’）の制御を、定電流回路２とは別に設けた定
電流回路４ａで行うようにしている。

【００６０】定電流回路４ａは定電流回路２と同様の構
成であって、２個のｐチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ
８，Ｍｐ９）からなるカレントミラー回路を備え、ＭＯ
ＳＦＥＴ（Ｍｐ７’）がＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ８）ととも
にカレントミラー回路を構成することによって、定電流
回路４ａからＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ７’）に定電流を流す
ようにしている。また、２個のｎチャネルのＭＯＳＦＥ
Ｔ（Ｍｎ８，Ｍｎ９）によりカレントミラー回路を構成
し、入力側となるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ９）にＭＯＳＦＥ
Ｔ（Ｍｐ７’）からの電流を流している。定電流回路４
ａの電流値は抵抗Ｒ７によって決まり、さらに、温度補
償のために、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ９）にはダイオードＤ
４を直列接続し、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ８）と抵抗Ｒ７と
の間には２個のダイオードＤ５，Ｄ６の並列回路を挿入
してある。

【００６１】本実施形態では、定電流回路２とは別に設
けた定電流回路４ａによって基準電圧を与えているか
ら、定電流回路２において設定する電流値を変更しても
定電流回路４ａからＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ７’）に与えら
れる電流値に変化が生じないのであって、第４の実施の
形態のようにスイッチや可変抵抗器を連動させる必要が
ないのである。つまり、機械的接点部を設けていない分
だけ小型化が可能になる可能性がある。他の構成および
動作は第３の実施の形態と同様である。

【００６２】（第６の実施の形態）上述した各実施形態
では、差動増幅回路５の出力によって定電流回路２にお
いて設定した電流値を変化させることで、周囲照度に対
して出力回路６からの制御信号の変化にヒステリシスを
付与していたが、本実施形態では図１２のように複数個
の太陽電池セルを直列接続した太陽電池１’を太陽電池
１とは別に設け、この太陽電池１’にスイッチング素子
として直列接続したＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１０）を出力回
路６から出力される制御信号によって制御する構成を採
用している。つまり、出力回路６からの制御信号がＨレ
ベルのときには２個の太陽電池１，１’が並列接続され
て大きな出力電流を得ることを可能とし、出力回路６か
らの制御信号がＬレベルのときには１個の太陽電池１の
みを用いるのである。この構成によって、切替部２ｂと
同様の機能を実現している。また、本実施形態では定電
流回路２における設定部２ａには抵抗値が固定である抵
抗Ｒ５を用いている。

【００６３】本実施形態の要部の動作を説明する。周囲
照度が低く出力回路６からの制御信号がＬレベルである
期間には、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１０）はオフであるか
ら、太陽電池１が単独で定電流回路２に接続されてい
る。つまり、周囲照度の上昇に伴う太陽電池１からの出
力電流の増加率は小さいから、周囲照度が十分に高くな
らないと定電流回路２が定電流を流す状態にならない。
これは、出力回路６からの制御信号がＬレベルからＨレ
ベルに反転させるための照度が比較的高く設定されてい
ることに相当する。

【００６４】周囲照度が上昇して定電流回路２に設定さ
れた電流値に達すると、太陽電池１の出力電圧を取り出
すことが可能になり、定電流回路２の両端電圧が急激に
立ち上がる。つまり、第１の実施の形態で説明したよう
に、差動増幅回路６の非反転入力端に印加されている太
陽電池セル１ａの両端電圧も急激に立ち上がり、出力回
路６のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）はオフになる。つまり、
出力回路６からの制御信号はＨレベルになる。このと
き、太陽電池１’に直列接続されたＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ
１０）がオンになるから、太陽電池１，１’が並列接続
されて受光面積が大きくなり、定電流回路２に設定され
た電流値を確保しやすくなる。つまり、ＭＯＳＦＥＴ
（Ｍｎ１０）をオンにしたときよりも周囲照度が低くな
るまで定電流回路２は定電流を流し続けることになる。
こうして切替部２ｂと同様の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第１の実施の形態と
同様である。

【００６５】

【発明の効果】請求項１の発明は、複数個の太陽電池セ
ルを直列接続した太陽電池と、太陽電池に並列接続され
た定電流回路とを備え、定電流回路により吸い込まれる
電流が設定電流値に達する前後での定電流回路の両端電
圧の変化をセンサ出力として取り出すものであり、定電
流回路を太陽電池に並列接続していることにより、周囲
照度が低く定電流回路が太陽電池から吸い込む電流が設
定電流値に達しない期間は太陽電池をほぼ短絡された状
態とみなすことができ、定電流回路の両端電圧はほぼゼ
ロになり、かつ照度にほぼ比例した電流を定電流回路に
流すことになる。照度が上昇して定電流回路が吸い込む
電流が設定電流値に達すると、定電流回路の両端は高イ
ンピーダンスになるから、定電流回路の両端電圧が太陽
電池の出力電圧になるのであって、設定電流値を閾値と
して定電流回路の両端電圧を急激に変化させることがで
きる。このような急激な電圧変化を利用すればセンサ出
力を発生させることができる。すなわち、太陽電池を電
源としているから別途の電源が不要であるとともに、太
陽電池の短絡電流を用いて照度を検出しているから、周
囲温度の影響が少なく照度を高精度で検出して動作する
という利点がある。また、太陽電池から出力される電流
を定電流回路に通すことによって、センサ出力が得られ
る閾値を決めているから、とくに高抵抗を必要とせず、
出力の比較的小さい太陽電池でも用いることができ、結
果的に太陽電池に小型のものを用いることができるとと
もに回路部分の集積回路化が容易であるという利点を有
する。

【００６６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、設定電流値を調節可能とする設定部を定電流回路に
設けたので、センサ出力を発生させる照度を適宜に調節
することができる。

【００６７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、太陽電池の照度変化に対してセンサ出力にヒステリ
シスが付与されるようにセンサ出力に応じて設定電流値
を切り替える切替部を備えるものであり、周囲照度に応
じてセンサ出力が一旦変化すると、以後は周囲照度に小
さな変動があってもセンサ出力の状態を維持することが
でき、安定なセンサ出力を発生させることができる。

【００６８】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、太陽電池の出力電圧と比較する基準電圧を生成する
基準電圧回路と、太陽電池の出力電圧と基準電圧との差
を出力する差動増幅回路と、差動増幅回路の出力に対応
したセンサ出力を発生させる出力回路とを備え、基準電
圧回路と差動増幅回路と出力回路とは太陽電池から給電
されるものであり、差動増幅回路によって太陽電池の電
圧を検出し出力回路を通してセンサ出力を発生させるか
ら、外部回路に与えるのに適した形のセンサ出力を発生
させることができる。

【００６９】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、基準電圧と比較される太陽電池の出力電圧として、
太陽電池のうちの一部の太陽電池セルの電圧を用いるも
のであり、基準電圧を得るために太陽電池の両端電圧を
分圧する必要がないから、分圧抵抗を用いる場合に比較
して部品点数を低減でき、かつ分圧抵抗を用いる場合に
比較して消費電力を低減することができる。

【００７０】請求項６の発明は、請求項４の発明におい
て、基準電圧回路と差動増幅回路と出力回路とが定電流
源により給電されるものであり、太陽電池から給電され
る各回路を定電流で駆動することによって、設定した照
度での太陽電池の両端電圧の立ち上がりがより明確にな
る。

【００７１】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、定電流源として定電流回路により吸い込まれる電流
に比例する電流を、基準電圧回路と差動増幅回路と出力
回路とに供給するものを用いているので、周囲照度が高
くなって太陽電池から十分な出力電流を確保できる状態
になると、各回路に供給する電流を定電流として動作を
安定させることができ、とくに耐ノイズ性が高くなる。

【００７２】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、複数個の太陽電池セルを直列接続した第２の太陽電
池と、低照度側のセンサ出力によりオフになり高照度側
のセンサ出力によりオンになるスイッチング素子との直
列回路を備え、この直列回路が太陽電池に並列接続され
ているものであり、周囲照度が高いときには第２の太陽
電池を接続して照度に対して出力可能な電流量を増加さ
せるから、センサ出力には照度に対するヒステリシスを
付与することができる。しかも、確保できる電流量が増
加するから、照度の広い範囲に亘って用いることができ
る。

【００７３】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
８の発明において、能動素子がＭＯＳＦＥＴからなるも
のであり、低消費電流で動作させることができるから、
太陽電池に小型のものを用いることができる。

【００７４】請求項１０の発明は、請求項９の発明にお
いて、センサ出力によりオンオフされる電圧駆動型のス
イッチング素子を太陽電池およびＭＯＳＦＥＴとともに
１枚の回路基板に実装しているものであり、電圧駆動型
のスイッチング素子を含むから、この回路基板に適宜の
外部回路を組み合わせるだけで各種の制御が可能にな
る。つまり、機器への組み込みが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】同上の使用形態を示す回路図である。

【図４】図３に示した構成例の分解斜視図である。

【図５】同上の使用形態を示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図８】同上の動作説明図である。

【図９】同上の動作説明図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１２】本発明の第６の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１３】本発明の基本原理を説明する回路図である。

【図１４】同上の動作説明図である。

【図１５】同上の動作説明図である。

【図１６】同上の基本構成のブロック図である。

【図１７】同上の動作説明図

【図１８】太陽電池の特性を示す動作説明図である。

【図１９】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ａ太陽電池セル１太陽電池１’ 太陽電池２定電流回路２ａ設定部２ｂ切替部３制御信号生成回路４基準電圧回路５差動増幅回路６出力回路Ｍｎ１〜Ｍｎ１０ＭＯＳＦＥＴＭｐ１〜Ｍｐ９ＭＯＳＦＥＴＭｄ１，Ｍｄ２ＭＯＳＦＥＴ

フロントページの続き (72)発明者秋成芳範大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2G065 AA03 AA15 BA10 BA36 BC03 BC14 BC19 CA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の太陽電池セルを直列接続した太
陽電池と、太陽電池に並列接続された定電流回路とを備
え、定電流回路により吸い込まれる電流が設定電流値に
達する前後での定電流回路の両端電圧の変化をセンサ出
力として取り出すことを特徴とする太陽電池式照度セン
サ。
【請求項２】前記設定電流値を調節可能とする設定部
を定電流回路に設けたことを特徴とする請求項１記載の
太陽電池式照度センサ。
【請求項３】太陽電池の照度変化に対してセンサ出力
にヒステリシスが付与されるようにセンサ出力に応じて
前記設定電流値を切り替える切替部を備えることを特徴
とする請求項１記載の太陽電池式照度センサ。
【請求項４】前記太陽電池の出力電圧と比較する基準
電圧を生成する基準電圧回路と、前記太陽電池の出力電
圧と前記基準電圧との差を出力する差動増幅回路と、差
動増幅回路の出力に対応したセンサ出力を発生させる出
力回路とを備え、基準電圧回路と差動増幅回路と出力回
路とは太陽電池から給電されることを特徴とする請求項
１記載の太陽電池式照度センサ。
【請求項５】前記基準電圧と比較される前記太陽電池
の出力電圧として、前記太陽電池のうちの一部の太陽電
池セルの電圧を用いることを特徴とする請求項４記載の
太陽電池式照度センサ。
【請求項６】前記基準電圧回路と前記差動増幅回路と
前記出力回路とは定電流源により給電されていることを
特徴とする請求項４記載の太陽電池式照度センサ。
【請求項７】前記定電流源は前記定電流回路により吸
い込まれる電流に比例する電流を、前記基準電圧回路と
前記差動増幅回路と前記出力回路とに供給することを特
徴とする請求項６記載の太陽電池式照度センサ。
【請求項８】複数個の太陽電池セルを直列接続した第
２の太陽電池と、低照度側のセンサ出力によりオフにな
り高照度側のセンサ出力によりオンになるスイッチング
素子との直列回路を備え、この直列回路が前記太陽電池
に並列接続されていることを特徴とする請求項１記載の
太陽電池式照度センサ。
【請求項９】能動素子がＭＯＳＦＥＴからなることを
特徴とする請求項１ないし請求項８記載の太陽電池式照
度センサ。
【請求項１０】前記センサ出力によりオンオフされる
電圧駆動型のスイッチング素子を前記太陽電池および前
記ＭＯＳＦＥＴとともに１枚の回路基板に実装している
ことを特徴とする請求項９記載の太陽電池式照度セン
サ。