JPH06123654A - 日射センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽から受ける実質的な日射方向を検出す
る。 【構成】 ガラス基板３４の一方の面側にピンホール３
５を有する遮光膜３６を形成し、他方の面側に半導体に
よりなる光電変換膜を有する位置検出素子３７を形成す
る。太陽からの光はピンホール３５を介してスポット光
Ｈとして位置検出素子３７に入射する。位置検出素子３
７は受光した部分の光電流の強度の重心位置を検出する
ので、地上において天候状態により太陽からの直達光と
散乱光との強度が変化する場合でも、これに応じた日射
強度の分布の重心位置が検出でき、実質的な日射方向を
検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、日射を受ける方向を検
出する日射センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等の空調装置においては、空調室と
しての車室内に太陽光が入射するのを避けられないの
で、従来では、車室内への太陽光の入射による温度上昇
の影響を考慮して空調制御を行うために、日射量を検出
してその日射量に応じて空調装置の吹出温度や風量を補
正して制御する日射補正制御が行われている。

【０００３】また、近年では、空調空間における快適性
に対する要求が高まっており、さらにきめ細かな空調制
御をするために、太陽光が車室内のどの方向から入射し
ているかを検出してその検出結果に応じて車室内の空調
制御をバランス良く行うようにすることが考えられてい
る。

【０００４】このような太陽光の入射方向を検出するセ
ンサとしては、例えば、特開昭５６−６４６１１号公報
に開示されたものがある。すなわち、このものは、太陽
からの光をピンホールを介してスポット状に絞った状態
で電荷結合素子（ＣＣＤ）の受光面に入射させ、その受
光位置に対応した電気的な検出信号を得る構成となって
いる。このようにして検出した信号に対して、信号処理
回路により、検出した受光位置とピンホールとの幾何学
的な位置関係に基づいて演算することにより太陽の位置
を検出するようにしたものである。

【０００５】そして、このようなセンサを用いることに
より、車両に設けられた空調装置においては、太陽の位
置つまり方向およびその高度の検出データに基づいて、
車室内の空調制御をバランス良く行うように補正するこ
とができ、したがって、空調空間の快適性を向上させる
ことができるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、空調制御等
で使用する日射センサとしては、実際の太陽の位置では
なく、天候状態の変化に応じて太陽光により受ける日射
の実質的な中心位置を求めることが必要である。すなわ
ち、地上における太陽からの日射は、直達光に加えて天
空の雲等による散乱光を含んだ光として到達しており、
そのうち、直達光は太陽の位置に対応した方向から到達
するが、散乱光は太陽の位置に関係なくほぼ天頂から真
下に到達する性質を有している。

【０００７】そこで、天空に雲がほとんど存在せず良く
晴れた天候状態である場合には、雲による太陽光の散乱
光が少なくなって、直達光の成分が強く散乱光の成分は
直達光に比べて無視できるほど弱くなるが、雲の存在量
が増えるにしたがって、直達光の成分の強度が弱くなる
と共に散乱光の成分が強くなってくる。これにより、地
上においては、実質的に太陽からの日射を受ける方向
は、天候状態に応じて実際の太陽の方向と異なってくる
場合が生ずる。そして、車室内の空調状態は、太陽の直
達光のみならず散乱光によっても温度を上昇させる成分
として影響が及ぼされるため、空調制御等においては、
実質的な日射を受ける方向を検出することが重要となっ
てくるのである。

【０００８】しかしながら、上述のような従来構成のも
のでは、次のような不具合がある。すなわち、図１９
（ａ）はＣＣＤ２１による検出原理を示すもので、簡略
的に一次元方向の検出の場合を例にとって説明する。Ｃ
ＣＤ２１の受光面２２に対して遮光膜２３が所定間隔を
存して配置されており、その遮光膜２３には受光面２２
の中心に対応した位置に光を通すピンホール２４が形成
されている。ＣＣＤ２１は、ピンホール２４を介して入
射する光を受光面２３に受けると、その受光した位置に
電荷が蓄積される。ＣＣＤ２１に蓄積された電荷は、信
号処理回路により、受光位置に対応する電気信号として
取り出され、その電気信号が所定レベル以上であるか否
かに応じて「Ｈ」レベルあるいは「Ｌ」レベルのデジタ
ル信号として出力されるようになっている。

【０００９】そこで、まず天候状態が快晴であるときの
太陽光を受光する場合には、直達光の強度が大きいこと
により、図１９（ｂ）に示すように、ＣＣＤ２１の受光
面２２で受光されて得られる信号の分布状態はほぼ直達
光のみによる検出信号として得ることができるので、太
陽光の入射方向をその検出信号の中心位置として検出で
きる。

【００１０】また、天空に雲が多く天候状態が曇りであ
る場合には、地上に到達する太陽光がほぼ散乱光のみと
なるため、ＣＣＤ２１の受光面２２には太陽光の散乱光
としてピンホール２４直下の位置に入射するようにな
る。したがって、図１９（ｄ）に示すように、ＣＣＤ２
１による受光位置は、散乱光の中心位置として検出され
るようになる。この場合、地上においては、太陽の光は
実質的に散乱光の光を受けているから日射方向としては
散乱光の中心位置により検出することができるのであ
る。

【００１１】ところが、天空の雲が少なく薄曇りの天候
状態である場合には、太陽光の直達光と共に散乱光があ
る程度の日射強度でＣＣＤ２１に入射するようになる。
この場合、太陽光の直達光はＣＣＤ２１の受光面２２に
対して太陽の方向に応じた位置に入射され、散乱光は略
ピンホール２４の直下に入射するが、薄曇りの状態では
直達光の強度が弱くなるため、散乱光の強度との差が小
さくなり、無視できない大きさとなる。

【００１２】従って、天候状態が薄曇りであるときに、
ＣＣＤ２１の受光面２２に太陽光の直達光と散乱光が入
射すると、それらの受光強度に応じて、図１９（ｃ）に
示すような領域で受光検出信号が出力されるようにな
る。この結果、デジタル信号で得られる受光信号から受
光位置の中心位置を求めると、実際の直達光の受光中心
から大きく外れた位置になると共に、実質的な日射の方
向からもずれてしまうことになる。

【００１３】このように、従来構成のものでは、ＣＣＤ
２１を用いてデジタル的な信号により太陽光を受ける位
置を検出する構成であるため、天候状態の変化に応じて
太陽の位置のみならず、実質的な日射を受ける方向の検
出も不正確となり、空調制御における日射補正に使用す
る場合には、検出した日射量および日射方向データでは
正確な補正処理ができなくなる不具合がある。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、コンパクトな構成でありながら、天候
状況に対応して太陽から受ける実質的な日射方向を検出
でき、これにより、例えば、空調制御等における日射補
正に対して実用的な日射方向に基づいて正確な補正処理
を行うことができるようにした日射センサを提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の日射センサは、
所定のスポット領域に入射した光のみを透過させる透光
手段と、この透光手段と所定間隔を存して配置される受
光面に入射される光を光電変換してその二次元的な受光
位置および受光強度に対応する電気信号として出力する
位置検出素子とを設けて構成し、前記透光手段を介して
前記位置検出素子の受光面に入射される太陽光の強度お
よびその二次元的な強度分布の重心位置とを検出するよ
うにしたところに特徴を有する。

【００１６】

【作用】本発明の日射センサによれば、太陽光は透光手
段を介して位置検出素子の受光面に入射し、このとき、
太陽光の直達光は太陽の方向に対応した受光面の位置に
入射するようになり、一方、太陽光の散乱光は太陽の方
向に無関係に受光面における透光手段の直下の位置に特
に強く入射する。

【００１７】ここで、天空に雲がほとんど無く晴れた天
候状態である場合には、太陽光の直達光の強度が強く、
散乱光の強度はほとんど無視できるほどであるから、位
置検出素子により検出される受光位置は、直達光を受け
る位置つまり太陽の方向に対応する位置が検出される。
この場合、地上において実質的に太陽からの日射による
影響は直達光により受けることになるので、位置検出素
子からの受光位置は実質的な日射を受ける方向として利
用することができる。

【００１８】また、空に雲が多く曇りの天候状態である
ときには、太陽光がほとんど雲で覆い隠されている状態
となり、太陽光の散乱光の強度に比べて直達光の強度が
ほとんど無視できるほどであるから、位置検出素子の受
光面には透光手段の直下に入射する成分が主となる。こ
れにより、位置検出素子により検出される受光位置は、
散乱光を受ける位置つまり天頂の方向に対応する位置が
検出される。この場合、地上において実質的に太陽から
の日射による影響は散乱光により受けることになるの
で、位置検出素子からの受光位置は実質的な日射を受け
る方向として利用することができる。

【００１９】そして、雲が比較的少ない状態で薄曇りの
天候状態であるときには、太陽光の直達光と散乱光とが
位置検出素子の受光面に入射することになる。このと
き、散乱光の強度も比較的大きくなるため、直達光およ
び散乱光が共に無視できない程度で受光されるようにな
る。この場合、位置検出素子においては、受光した光の
強度に応じた電気信号を出力するので、それらの強度分
布の重心位置に相当する位置が受光位置として検出され
る。この受光位置は、地上において太陽光から受ける日
射の実質的な方向となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を自動車のオートエアコンディ
ショナに用いられる日射センサに適用した場合の第１の
実施例について、図１ないし図１１を参照しながら説明
する。

【００２１】図２には、本発明の対象である全方位形の
日射センサ３１の外観が示されている。この図２におい
て、日射センサ３１は、光電変換装置本体３２およびこ
れをモールドした状態で設けられた樹脂製の矩形状パッ
ケージ３３を備えた構成となっている。光電変換装置本
体３２は、矩形状のガラス基板３４を備え、そのガラス
基板３４の表面側中央部に、透光手段としてのピンホー
ル３５（直径が例えば０．５mm〜９mm程度）を有した遮
光膜３６を設けると共に、ガラス基板３４の裏面側にピ
ンホール３５から入射するスポット光を受光してその受
光位置および受光量に応じた電気信号を出力する位置検
出素子３７を設けた構成となっており、この位置検出素
子３７からは合計４本のリードフレーム３８がパッケー
ジ３３の側壁部を貫通した状態で設けられている。

【００２２】この光電変換装置本体３２の具体的な構成
については後で詳しく説明するが、特に、上記遮光膜３
６は、例えばカーボンブラックを混入したエポキシ樹脂
をガラス基板３４の表面に直接的に印刷して形成した
り、あるいは金属薄膜を蒸着することによって形成され
るものである。また、各リードフレーム３８は、位置検
出素子３７に設けられた合計４個の電極３９（図４には
３個のみ図示）に対し導電性接着剤（例えば、銀フィラ
ー含有のエポキシ樹脂系接着剤）により接合されてい
る。

【００２３】前記パッケージ３３は、例えばカーボンブ
ラックを０．３重量％程度混入した黒色エポキシ樹脂を
利用することによって光遮断性を有するように形成され
ている。この場合、上記黒色エポキシ樹脂に対し、さら
に溶融シリカのような充填剤を混入することによって、
当該パッケージ３３の熱膨張率とガラス基板３４および
リードフレーム３８の各熱膨張率との差が小さくなるよ
うに構成している。

【００２４】また、パッケージ３３は、前記ガラス基板
３４の側面部および位置検出素子３７を電極３９の接合
部分と共に覆い、且つ前記遮光膜３６上面の周縁部分
を、ピンホール３５と同心形状の円形の窓部４０を残し
た状態で覆った形状に構成されている。この場合、パッ
ケージ３３における上記窓部４０の周縁部は、窓部４０
に向かって緩やかに下降傾斜したすり鉢形状に形成され
ており、これによりピンホール３５に対し比較的低い高
度からの光も入射し得るようになっている。

【００２５】図１および図３には光電変換装置本体３２
の概略構成を斜視図にて示し、図４には同光電変換装置
本体３２の層構造を摸式な断面図にて示した。

【００２６】図３において、光電変換装置本体３２が有
する位置検出素子３７は、ガラス基板３４の裏面に、透
明抵抗体からなるＸ方向抵抗体膜４１、例えばアモルフ
ァスシリコン（以下ａ−Ｓｉと略称する）を利用した光
電変換膜４２、金属電極抵抗体からなるＹ方向抵抗体膜
４３を順次積層すると共に、Ｘ方向抵抗体膜４１および
Ｙ方向抵抗体膜４３の夫々の両端部に、各抵抗体膜４１
および４３より低い抵抗値の帯状電極体４１ａ、４１ｂ
および４３ａ、４３ｂを形成し、それら各電極体４１
ａ、４１ｂおよび４３、４３ｂから合計４本のリード電
極Ｘ、Ｘ′、Ｙ、Ｙ′を導出している。尚、実際には、
これらの帯状電極体４１ａ、４１ｂおよび４３ａ、４３
ｂは前述の電極３９に相当し、また、リード電極Ｘ、
Ｘ′、Ｙ、Ｙ′は、同じく図２に示したリードフレーム
３８に相当するものである。

【００２７】この場合、互いに直交した状態で配置され
たＸ方向抵抗体膜４１およびＹ方向抵抗体膜４３は、互
いの間に光電変換膜４２が介在されることにより直接的
に接することはなく、定常状態（光が入射していない状
態）では、各抵抗体膜４１および４３は光電変換膜４２
により実質的に絶縁された状態を保っている。

【００２８】以下においては、光電変換装置本体３２の
各層の材質およびその詳細な構造について図４を参照し
ながら説明する。

【００２９】すなわち、ガラス基板３４には、厚さ寸法
が例えば１．８mm程度のソーダガラス板にＳｉＯ2 をコ
ーティングしたものを用いている。

【００３０】Ｘ方向抵抗体膜４１は、厚さ６０nmのＳｎ
Ｏ2 からなるもので、シート抵抗値を２００Ω／□（□
は正方形を示す）としている。この場合、Ｘ方向抵抗体
膜４１に必要な機能は、光透過性を有することおよび適
当なシート抵抗値を有することであるから、その材質と
しては、ＳｎＯ2 に限らず、ＺｎＯ、ＩＴＯなどのよう
な他の透明電極材料を使用することもできる。

【００３１】尚、上記Ｘ方向抵抗体膜４１のシート抵抗
値は、１０Ω／□以上で１ＭΩ／□以下、好ましくは１
００Ω／□以上で５０ＫΩ／□以下に設定する。この理
由としては、Ｘ方向抵抗体膜４１のシート抵抗値が低す
ぎると、電極３９の抵抗値との差がなくなって抵抗体と
して機能しなくなるからであり、また、そのシート抵抗
値が高すぎると、光が入射したときの光電変換膜４２の
抵抗値（ａ−Ｓｉでは約１ＫΩ〜５００ＫΩ）より高く
なって出力が得られなくなるからである。

【００３２】そして、上記のような構成のＸ方向抵抗体
膜４１上に、ａ−Ｓｉ合金膜をｐ−ｉ−ｎ層構造に積層
し、これによりダイオード構造を持った光電変換膜４２
を形成している。具体的には、光電変換膜４２は、図４
に模式的に示すように、光の入射方向側（Ｘ方向抵抗体
膜４１側）から、ａ−ＳｉＣよりなるｐ形半導体層４２
1 、真性ａ−Ｓｉよりなるｉ形半導体層４２2 、ａ−Ｓ
ｉよりなるｐ形半導体層４２3 の順次積層した３層構造
を有するものであり、この構成によりフォトダイオード
Ｄを形成している。この場合、各半導体層４２1 ，４２
2 ，４２3 の厚さ寸法は、例えば、それぞれ１０nm，６
００nm，６０nmに設定されている。なお、光電変換膜４
２は、ａ−Ｓｉ合金膜をｎ−ｉ−ｐ層構造に積層して形
成することもできる。

【００３３】この光電変換膜４２は、スポット光が照射
されると、その部分だけに光電変換作用により起電力が
発生して光電流を発生させるようになる。この光電流
は、ｐｎ接合に対して逆方向に流れるので、スポット光
が照射された位置で縦方向にｎ形半導体４２3 からｉ形
半導体４２2 を介してｐ形半導体４２1 に向けて流れる
ようになる。

【００３４】一方、Ｙ方向抵抗体膜４３は、例えば厚さ
寸法４０nm程度のＴｉにより形成している。このＹ方向
抵抗体膜４３は、基本的にはＸ方向抵抗体膜４１と同様
のものでも良いが、図３，図４の構造からも分かるよう
に、光を透過させる必要が全くない。従って、Ｙ方向抵
抗体膜４３の材質としては、シート抵抗値が１０Ω／□
以上で１ＭΩ／□以下のものであれば、ＴｉあるいはＸ
方向抵抗体膜４１と同様の材質以外にも、Ｃｒ、Ｎｉな
どのような金属類や、ＴｉＮ、Ａｇペースト、Ｎｉペー
スト、Ｃｕペーストなどを利用することができる。

【００３５】次に、本実施例の作用について図５ないし
図１１をも参照して説明するに、（Ａ）日射方向および
高度の検出原理および（Ｂ）日射センサの受光点検出原
理に続いて、（Ｃ）天候状態の変化に対応した日射方向
の検出動作について順次述べる。

【００３６】（Ａ）日射方向および高度の検出原理 日射センサ３１が有する光電変換装置本体３２による日
射光の方向および高度の検出原理について簡単に説明す
る。図１に示すように、光電変換装置本体３２に入射す
る日射光は、ピンホール３５によりスポット状に絞ら
れ、ガラス基板３４内に屈折して入射するものであり、
その入射スポット光Ｈは、位置検出素子３７上のＰ
（ｘ，ｙ）点で受光される。この場合、上記受光点Ｐの
位置は、日射光の方位および高度に対応したものとな
る。

【００３７】図７には、日射光の方位および高度の検出
原理を説明するために、ピンホール３５と受光点Ｐ
（ｘ，ｙ）との関係をＸ、Ｙ、Ｚの三次元座標軸で示し
ている。この場合、座標の原点Ｏ（０，０）を位置検出
素子３７上でピンホール３５直下の位置とし、Ｘ方向抵
抗体膜４１のリード電極ＸおよびＸ′が対向する方向を
Ｘ軸とし、Ｙ方向抵抗体膜４３のリード電極Ｙおよび
Ｙ′が対向する方向をＹ軸とし、ガラス基板３４の厚さ
方向をＺ軸に設定している。

【００３８】この図７において、ピンホール３５に入射
する日射光とガラス基板３４の表面とがなす角度（π／
２−入射角）、つまり日射光の高度をθで表すと、高屈
折率部材であるガラス基板３４に入射したスポット光Ｈ
とガラス基板３４の表面および裏面とがなす角度はθ′
となる。すなわち、スポット光Ｈは、Ｐ（ｘ，ｙ）点に
θ′の角度で到達する。

【００３９】ここで、位置検出素子３７上のＹ軸とＰ
（ｘ，ｙ）点とのなす角度、つまり日射光の方位φは上
記Ｐ（ｘ，ｙ）点に基づき次式にて算出される。

【００４０】

【数１】 また、空気の屈折率を１、ガラス基板３４の屈折率をｎ
とすると、ガラス基板３４に対して入射するスポット光
Ｈの、入射角度β（＝π／２−θ）と屈折角度β′（＝
π／２−θ′）との関係は、一般に、 ｓｉｎβ／ｓｉｎβ′＝ｎ と表されるから、ガラス基板３４の厚さ寸法がｔである
とすると、上述の関係式を用いて、日射光の高度θ（＝
π／２−β）は、次式（１）および（２）にて算出でき
る。

【００４１】

【数２】 しかし、実際には、ピンホール３５が設けられた遮光膜
３６の厚さ寸法の大小に応じて、スポット光Ｈの中心の
位置が変化するため、上記式（２）に代えて、補正項α
を入れた次式（３）を利用する。

【００４２】

【数３】 一方、位置検出素子３７において、スポット光を受光し
たＰ（ｘ，ｙ）点に発生する光電流Ｉｏは、後述の説明
にて明らかとなるように日射強度Ｓに比例する。この場
合、実際の日射光の高度はθであるから、その高度θに
応じてピンホール３５を通過する光の量が変化するの
で、光電流Ｉｏは日射強度Ｓに対して、 Ｉｏ＝Ｓ・ｓｉｎθ という関係で変化する。したがって、この関係式から日
射強度Ｓは、 Ｓ＝Ｉｏ／ｓｉｎθ として求めることができる。

【００４３】しかし、実際には、ガラス基板３４での表
面反射などによって、光電流Ｉｏの日射光の高度θに応
じた変化曲線がサインカーブと一致しないため、次に示
すような補正式を用いる（但し、次式において、ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは定数を示す）。

【００４４】

【数４】 尚、上記（４）式を用いて算出した位置検出素子３７の
出力特性の一例を図８、図９、図１０に示した。

【００４５】（Ｂ）日射センサの受光点検出原理 次に、光電変換装置本体３２によるスポット光Ｈの受光
点Ｐ（ｘ，ｙ）の位置検出原理について図５も参照して
説明する。

【００４６】前述のように、光電変換膜４２はスポット
光Ｈが照射された部分で受光強度に応じた光起電力を発
生し、受光した部分全体で光電流Ｉｏを発生する。この
光電流Ｉｏは、Ｙ方向抵抗体膜４３側から電流Ｉｏが流
入して光電変換膜４２を介してＸ方向抵抗体膜４１側に
流出するようになる。なお、ここでは、簡単のため、ス
ポット光Ｈの広がりは殆どないものとして考えることに
するが、実際には、後述するようにピンホール３５を通
過して位置検出素子３７に入射する光は広がりをもって
いると共に、その強度も異なる場合がある。

【００４７】さて、Ｙ方向抵抗体膜４３においては、リ
ード電極ＹおよびＹ′からそれぞれ受光点Ｐまでシート
抵抗を介してＹ軸方向に検出電流Ｉｙ1 およびＩｙ2 が
流れ、Ｘ方向抵抗体膜４１においては、受光点Ｐからそ
れぞれリード電極ＸおよびＸ′までシート抵抗を介して
Ｘ軸方向に検出電流Ｉｘ1 およびＩｘ2 が流出するよう
になる。この場合、受光点Ｐに流入する電流と流出する
電流は等しく、且つ光電流Ｉｏとなるから、これらの関
係は、 Ｉｘ1 ＋Ｉｘ2 ＝Ｉｙ1 ＋Ｉｙ2 ＝Ｉｏ …（５） と表すことができる。

【００４８】また、位置検出素子３７の中央の点となる
ピンホール３５の直下を原点Ｏ（０，０）としているか
ら、原点Ｏが受光点Ｐとなるときには、それぞれの検出
電流Ｉｘ1 ，Ｉｘ2 ，Ｉｙ1 ，Ｉｙ2 の関係は、Ｉｘ1
＝Ｉｘ2 およびＩｙ1=Ｉｙ2と表すことができる。つま
り、Ｘ方向抵抗体膜４１においては、原点Ｏがリード電
極ＸおよびＸ′のちょうど中点に位置するので、それぞ
れのリード電極ＸおよびＸ′までのシート抵抗値も同じ
となるため、検出電流値Ｉｘ1 およびＩｘ2 の値も同じ
となる。同様にして、Ｙ方向抵抗体膜４３においても、
原点Ｏがリード電極ＹおよびＹ′のちょうど中点に位置
するので、それぞれのリード電極ＹおよびＹ′までのシ
ート抵抗値も同じとなって検出電流値Ｉｙ1 およびＩｙ
2 の値も同じとなるのである。

【００４９】そして、スポット光Ｈの受光点Ｐが原点Ｏ
からずれるにしたがって、Ｘ軸方向については検出電流
Ｉｘ1 およびＩｘ2 の値が、Ｙ軸方向については検出電
流Ｉｙ1 およびＩｙ2 の値が、ずれた距離に比例して一
方が増加して他方が減少するようになる。つまり、受光
点Ｐ（ｘ，ｙ）の各座標値に対応して変化するようにな
る。したがって、受光点Ｐの座標値を、Ｘ方向変動分Δ
Ｉｘ（＝Ｉｘ1 −Ｉｘ2 ）およびＹ方向変動分ΔＩｙ
（＝Ｉｙ1 −Ｉｙ2)の値の全体の光電流値Ｉｏ（前述の
式（５）参照）に対する割合として、 ｘ＝ΔＩｘ／Ｉｏ …（６） ｙ＝ΔＩｙ／Ｉｏ …（７） として定義すれば、受光点Ｐの位置を検出することがで
きるのである。

【００５０】このようにして、スポット光Ｈの受光点Ｐ
として式（６）および式（７）により検出することがで
きるが、実際には、前述したように、スポット光Ｈの径
はある程度の大きさを有するので、検出される受光点Ｐ
の座標（ｘ，ｙ）は、受光した光の強度分布の重心位置
として求められることになる。すなわち、スポット光Ｈ
により位置検出素子３７に発生する光電流Ｉｏは、受光
した部分の全領域からであるが、検出される電流値Ｉｘ
1 ，Ｉｘ2 ，Ｉｙ1 ，Ｉｙ2 はそれらの全領域から発生
している電流を受光点Ｐとして示される極狭い領域から
出力されたものとして検出されるからである。

【００５１】（Ｃ）天候状態の変化に対応した日射方向
の検出動作 さて、このように日射センサ３１により太陽光の方向お
よび高度を検出する場合における天候状態の影響につい
て図６および図１１を参照して説明する。すなわち、太
陽から地上に到達する日射は、前述したように、太陽の
方向から到達する直達光と雲などで散乱されてほぼ天頂
から到達する弱い散乱光とがあり、例えば、図１１に示
すように（ある年の７月の名古屋におけるデータ）、全
日射光（直達光＋散乱光）および散乱光による日射のそ
れぞれの日射強度は時刻とともに変化しているのがわか
る。そして、このような日射強度は、天空の雲の量に応
じて直達光の成分が大きく変動するから、天候状態に応
じて直達光と散乱光との到達割合が異なるのである。

【００５２】ここで、天候状態を次の３つの状態に分
け、図６を参照して説明する。同図（ａ）には、光電変
換装置本体３２の断面図を示しており、高度θの太陽か
らの直達光がスポット光Ｈとしてピンホール３５に入射
している状態を示している。なお、散乱光は常にほぼ天
頂（高度９０°）から位置検出素子３７の原点Ｏを中心
とした領域にスポット光Ｈ′として入射しているものと
する。

【００５３】まず、天候状態が快晴であるときには、太
陽光を遮る雲がないことから、太陽から地上に到達する
直達光の日射強度は散乱光の日射強度に比べて非常に大
きくなるので、同図（ｂ）に示すように、直達光による
受光点Ｐにおける日射強度Ｓは散乱光による原点Ｏ付近
における日射強度Ｓ′に比べて非常に大きい。したがっ
て、全光電流Ｉｏのうち直達光によるスポット光Ｈが受
光される受光点Ｐの光電流成分の占める割合が殆どとな
るから、受光強度分布の重心位置は直達光の受光点Ｐと
ほぼ一致するようになる。この場合には、実質的にも日
射の影響を受ける方向は直達光を受ける方向つまり受光
点Ｐにより求められる方向と一致するようになる。

【００５４】次に、天候状態が天空に雲が少し存在する
薄曇りの状態であるときには、太陽光が雲により若干遮
られるので、太陽から地上に到達する直達光の日射強度
は、上述の快晴の場合に比べて弱くなる。従って、日射
強度の分布状態も同図（ｃ）に示すように、散乱光によ
る日射強度の成分を無視できない程度となる。

【００５５】この場合、位置検出素子３７により検出さ
れる受光位置（ｘ，ｙ）は、直達光のスポット光Ｈによ
り発生する光電流と散乱光のスポット光Ｈ′により発生
する光電流との合成による日射強度分布の重心位置とな
るから、直達光による受光点Ｐとは若干異なる位置とし
て検出される。ところが、このように検出される受光位
置は、地上で太陽から受ける日射の実質的な方向に対応
しているので、空調の補正を行うような場合には、実用
的な日射方向として利用することができるのである。

【００５６】また、天空の雲の量が多く曇りの天候状態
であるときには、太陽光が殆ど雲により遮られるので、
地上に到達する日射は殆ど散乱光による光となって直達
光による光の成分が少なくなる状態となる。したがっ
て、同図（ｄ）に示すように、位置検出素子３７に入射
する光の成分は、原点Ｏを中心としたスポット光Ｈ′が
大部分となり、位置検出素子３７により検出される受光
位置もほぼ原点Ｏ付近の位置となる。そして、上述と同
様にして、そのように検出される受光位置が実質的に地
上で太陽から受ける日射の方向に対応しているから、実
用的な日射方向として利用することができるのである。

【００５７】なお、このようにして検出された日射を受
ける方向，高度および日射強度により、図示しない空調
装置による自動車の車室内の空調状態をその日射を受け
る方向に応じて車室内が実質的に太陽から受ける日射の
影響を低減するように正確に補正することができ、車室
内の空調状態を快適な状態に保持するように制御するこ
とができる。

【００５８】このような本実施例によれば、位置検出素
子３７の光電変換膜４２に対してピンホール３５を介し
てスポット状に絞った太陽からの日射光を入射させ、そ
の受光した領域で発生する光電流Ｉｏを、電流強度の中
心位置に相当する受光点Ｐとして検出するので、簡単で
コンパクトな構成としながら、太陽光の日射の強度分布
の重心位置として検出することができる。

【００５９】これにより、地上において太陽の直達光と
散乱光との合成により受ける実質的な日射方向，高度お
よび日射強度を検出することができるので、天候状態に
応じて直達光の強度が変化する場合でも、その場合の直
達光と散乱光とにより受ける実質的な日射方向を検出で
き、空調装置における日射補正においては実用的な日射
方向として利用することができる。

【００６０】また、光遮断性の樹脂より成るパッケージ
３３は、光電変換装置本体３２が有するガラス基板３４
の側面部および位置検出素子３７をモールドした形状で
あって、そのガラス基板３４の表面側に設けられたピン
ホール３５の周りに当該ピンホール３５と同心形状の窓
部４０が存する構成、つまりピンホール３５の周りを広
く開放した構成となっているから、低高度光の入射が妨
げられる事態を防止できるようになり、以て低高度光に
対する感度を十分に確保できるようになる。特に、この
場合において、上記パッケージ３３における窓部４０の
周縁部は、当該窓部４０に向かって緩やかに下降傾斜し
たすり鉢状に形成されているから、低高度光に対する感
度の確保がより確実になるという利点がある。

【００６１】図１２ないし図１４は本発明の第２の実施
例を示すもので、以下、第１の実施例と異なる部分につ
いて説明する。すなわち、本実施例における位置検出素
子４４は、Ｘ方向抵抗体膜４１上に、ａ−Ｓｉ合金膜を
ｎ−ｉ−ｐ−ｉ−ｎ層構造に積層し、これにより２つの
フォトダイオード成分を逆極性状態で直列接続した構造
の光電変換膜４５が形成されている。この光電変換膜４
５は、光が入射していない定常状態では、光電変換膜４
５の両側面間、つまり上記のように直列接続された各フ
ォトダイオード成分間に極性が異なる電圧が印加された
場合でも、電流が流れることがなくなる構造である。

【００６２】具体的には、光電変換膜４５は、図１２に
摸式的に示すように、光の入射方向側（Ｘ方向抵抗体膜
４１側）から、ａ−Ｓｉよりなるｎ形半導体層４５1 、
真性ａ−ＳｉＣ（ｉ1 −ＳｉＣ）よりなるｉ形半導体層
４５2 、ａ−ＳｉＣよりなるｐ形半導体層４５3 、真性
ａ−Ｓｉ（ｉ2 −Ｓｉ）よりなるｉ形半導体層４５4、
ａ−Ｓｉよりなるｎ形半導体層４５5 の順に積層した５
層構造を有するものである。そして、この構造は、図１
３にも示すように、２つのフォトダイオードＤ1 および
Ｄ2 を各アノードを共通として逆方向に接続した状態と
等価なものとなっている。なお、光電変換膜４５は、ａ
−Ｓｉ合金膜をｐ−ｉ−ｎ−ｉ−ｐ層構造に積層して形
成することもできるが、この場合に形成される２つのフ
ォトダイオードは各カソードで接続した状態と等価な状
態となる。

【００６３】また、光電変換膜４５は、例えば、フォト
ダイオードＤ1 に対応するｉ形半導体４５2 が、フォト
ダイオードＤ2 に対応するｉ形半導体４５4 に対してそ
の厚さ寸法を大きく設定されている。したがって、スポ
ット光ＨがＸ方向抵抗体膜４１を介して光電変換膜４５
に入射したときに、ｉ形半導体４５2 に対応するフォト
ダイオードＤ1 による光電流ＩＤ1 は、ｉ形半導体４５
4 に対応するフォトダイオードＤ2 による光電流ＩＤ2
よりも大きく、全体としてはＸ方向抵抗体膜４１側から
光電変換膜４５を介してＹ方向抵抗体膜４３側に光電流
Ｉｏが流れるようになる。

【００６４】そして、その光電流Ｉｏは、第１の実施例
で説明した光電流Ｉｏと同様に扱うことができ、フォト
ダイオードＤ1 による光電流ＩＤ1 とフォトダイオード
Ｄ2による光電流ＩＤ2 との差の電流値（＝ＩＤ1 −Ｉ
Ｄ2 ）として得ることができる。

【００６５】このような構成とすることで、第１の実施
例と同様の作用効果を得ることができると共に、次のよ
うな効果を得ることができる。すなわち、前述のよう
に、光電変換膜４５は、２つのフォトダイオードＤ1 お
よびＤ2 を逆方向に直列に接続した構造としたので、図
１４にも示すように、スポット光Ｈが入射していない位
置では温度の変動に伴って漏れ電流が発生することがな
く、スポット光Ｈが入射した位置においてのみ光電流が
流れるようになる。したがって、高い温度領域において
もスポット光Ｈの受光点Ｐを正確に検出できる利点があ
る。

【００６６】なお、上記第２の実施例においては、位置
検出素子４４にて、光電変換膜４５において受けた光を
光電流に変換して受光点Ｐを検出する構成としたが、こ
れに限らず、例えば、次のようにして検出するようにし
ても良い。

【００６７】すなわち、例えば、Ｘ軸方向の座標ｘを検
出するときには、Ｙ方向抵抗体膜４３のリード電極Ｙと
Ｙ′との間に所定電圧Ｖ（例えば５Ｖ）を印加してお
き、Ｙ方向抵抗体膜４３に電位勾配ΔＶを持たせる。こ
の状態で、スポット光Ｈが入射されて導通状態となった
光電変換膜４５の位置における電位ＶｘをＸ方向抵抗体
膜４１により検出する。この検出電圧Ｖｘと原点Ｏの位
置の電位Ｖｘ0 との差の電圧値を電位勾配ΔＶで割り算
して比を求めることにより、対応する座標ｘに相当する
値を得ることができる。

【００６８】また、Ｙ軸方向の座標ｙを検出するときに
は、上述のＸ方向抵抗体膜４１とＹ方向抵抗体膜４３と
の役割を入れ替えることにより求めることができる。さ
らに、日射強度については、Ｙ方向抵抗体膜４３のリー
ド電極Ｙ、Ｙ′の双方に所定電圧Ｖを印加して、そのＹ
方向抵抗体膜４３上の電位分布を均一化し、スポット光
Ｈが入射した位置においてＹ方向抵抗体膜４３側からＸ
方向抵抗体膜４１側へ流れる出力電流を検出する。この
出力電流は、Ｙ方向抵抗体膜４３上の全体が同電位であ
るから、スポット光Ｈの入射位置と無関係にほぼ同じレ
ベルとなり、日射強度の大小に応じて変化する信号とな
る。

【００６９】図１５（ａ），（ｂ）および（ｃ）は本発
明の第３，第４および第５の実施例を示すもので、それ
ぞれ、透光手段としてのピンホール３５に代えて、正三
角形の透光部４６，正方形の透光部４７および十字形の
透光部４８を設けたものである。そして、これら第３な
いし第５のいずれの実施例においても、位置検出素子３
７あるいは４４は、日射を受けた部分の日射強度の重心
位置を検出するので透光手段の形状によって検出位置が
影響を受けることがなく、第１および第２の実施例と同
様の作用効果を得ることができるものである。

【００７０】図１６ないし図１８は本発明の第６の実施
例を示すもので、以下、第１の実施例と異なる部分につ
いてのみ説明する。すなわち、光電変換装置本体４９が
有する位置検出素子５０は、ガラス基板３４の裏面に全
面に形成された透明抵抗体膜５１、第１の実施例と同様
の光電変換膜４２、この光電変換膜４２を全面に覆う金
属電極５２を順次積層すると共に、透明抵抗体膜５１の
各辺部にその透明抵抗体膜５１より低い抵抗値の帯状電
極体５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを形成し、それら
各電極体５１ａないし５１ｄから合計４本のリード電極
Ｘ、Ｘ′、Ｙ、Ｙ′を導出し、金属電極５２からリード
電極Ｐを導出している。

【００７１】このような構成は、図１７に模式的な構造
で示すように、透明抵抗体膜５１と金属電極５２との間
に光電変換膜４２によるフォトダイオードＤを挟んだ状
態となっている。そして、スポット光Ｈが入射された位
置でのみ光電変換膜４２が光電変換作用により起電力が
発生して光電流を流すようになるものである。この光電
流は、ｐｎ接合に対して逆方向に流れるので、スポット
光Ｈが照射された位置で縦方向に向けて流れる。

【００７２】さて、リード端子Ｘ，Ｘ′およびＹ，Ｙ′
はそれぞれ対向した位置に配置されているので、透明抵
抗体５１の抵抗成分を介して接続された状態となってい
る。リード電極Ｐに所定のバイアス電圧Ｖを印加した状
態で、スポット光Ｈが位置検出素子５０の受光点Ｐ
（ｘ，ｙ）に入射したとすると、この受光点Ｐに光電流
が発生し、各リード端子Ｘ，Ｘ′，Ｙ，Ｙ′からそれぞ
れ位置に対応した光電流Ｉｘ1 ，Ｉｘ2 ，Ｉｙ1 ，Ｉｙ
2 が検出されるようになる。このようにして検出される
光電流Ｉｘ1 ，Ｉｘ2 ，Ｉｙ1 ，Ｉｙ2 を、次式のよう
に演算することにより受光点Ｐ（ｘ，ｙ）の座標を求め
ることができる。すなわち、 ｘ＝２／Ｌ×（Ｉｘ1 −Ｉｘ2 ）／（Ｉｘ1 ＋Ｉｘ2 ） …（８） ｙ＝２／Ｌ×（Ｉｙ1 −Ｉｙ2 ）／（Ｉｙ1 ＋Ｉｙ2 ） …（９） である。

【００７３】したがって、このような第６の実施例によ
っても第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、光電変換膜４２に代えて第２の実施例で用いたダ
イオードを逆方向に直列に接続した構造の光電変換膜４
５を用いても良い。また、ｐｎ接合の極性が逆極性のも
のを用いた光電変換膜としても良い。

【００７４】また、上述のような電流検出形に限らず、
上記構成において、例えば、リード電極Ｘ，Ｘ′間
（Ｙ，Ｙ′間）に所定電圧を印加してスポット光Ｈが照
射されたときの位置での電圧を金属電極５２により検出
することにより受光点Ｐのｘ座標（Ｙ座標）に相当する
電圧として検出する電圧検出形として使用しても同様の
効果を得ることができる。

【００７５】なお、上記各実施例においては、パッケー
ジ３３によって遮光膜３６上面の周縁部分を覆う構成と
したが、これに限られるものではなく、少なくともガラ
ス基板３４の側面部および位置検出検出素子３７を電極
３９の接合部分と共に覆う構成のパッケージを設ける構
成とすれば良いものである。

【００７６】図１９および図２０は本発明の第７の実施
例を示すもので、上記各実施例において説明した日射セ
ンサ３１を用いて自動車の空調装置の制御に適用したも
のである。なお、この第７の実施例においては、前述し
たような日射センサ３１により、地上において太陽の直
達光と散乱光との合成により受ける実質的な日射方向，
高度および日射強度を検出することができることを利用
して、空調装置における日射補正を、車室内の乗員が天
空から受ける日射に対応して行なうようにしたものであ
る。

【００７７】図１９は、空調装置６１の全体構成を示す
もので、日射センサ３１は、自動車内の前席側のダッシ
ュボード（図示せず）の上面に配置され、前述したよう
に実質的な日射光の方向，高度および強度を検出可能
で、その検出信号を制御回路６２に出力するようになっ
ている。また、空調装置６１を制御するための各種セン
サとして、この他に、外気温センサ６３，室内気温セン
サ６４，冷却器（図示せず）の後部温度を検出するエバ
後温センサ６５，エンジンの冷却水の温度を検出する水
温センサ６６および各種の操作スイッチ（図示せず）を
備えた操作パネル６７などが設けられ、制御回路６２は
これらから入力される信号に基づいて演算処理を行っ
て、空調装置６１の動作を制御するようになっている。

【００７８】空調装置６１の構成を簡単に説明する。内
気吸入口６８あるいは外気吸入口６９からブロワ７０に
より吸入した空気は、エバポレータ７１により冷却され
る。冷却された空気は、ヒータコア７２側に送られると
共に、２つの冷風バイパスダクト７３，７４を通して左
右のベント吹出口７５，７６にも送られる。各冷風バイ
パスダクト７３，７４の入口側には、冷風バイパス量を
可変するダンパ７７，７８が設けられている。

【００７９】また、ヒータコア７２の上流側にはエアミ
ックスダンパ７９が設けられ、このエアミックスダンパ
７９の開度調節によってヒータコア７２を通過する空気
とヒータコア７２をバイパスして通過する空気との分配
比が調節される。上記ヒータコア７２の下流側には、左
右のベント吹出口７５，７６と共に足元吹出口８０が設
けられ、足元吹出口８０がダンパ８１によって開閉さ
れ、左右のベント吹出口７５，７６の風量比がダンパ８
２によって調節される。なお、内気吸入口６８と外気吸
入口６９とは、内外気切換ダンパ８３によって選択的に
開閉されるようになっている。

【００８０】日射センサ３１の出力信号に基づく日射補
正制御を行うときには、制御回路６２は、日射強度に応
じて、冷風バイパスダクト７３，７４のダンパ７７，７
８の開度を調節して、ベント吹出口７５，７６の吹出温
度と足元吹出口８０の吹出温度との温度差を調節し、日
射光の影響を自動補正する。また、制御回路６２は、日
射方向が左右のいずれかに傾いている場合には、冷風バ
イパスダクト７３，７４のダンパ７７，７８の開度を左
右で異ならせて、左右の吹出温度，風量を異ならせた
り、ダンパ８２の開度調節によって左右のベント吹出口
７５，７６の風量比を調節するようになり、これによ
り、日射光の傾きに応じて車室内の空調バランスを補正
する。

【００８１】また、このように、日射光の方向と高度の
両者の検出結果に基づいて空調制御の補正を行うことに
より、次のような場合においては、日射高度に対応して
さらにバランス良く空調制御を行うことができる。

【００８２】すなわち、例えば、日射光の方向が自動車
の真横方向近傍でそのときの高度θが１０°から１５°
程度で低いときには、その日射光が入射する窓側だけで
なく、反対の窓側の座席にまで日射光が到達するように
なる。そこで、このような場合には、日射光が入射する
側の吹出口からの空調風のみを日射補正するのではな
く、反対側の吹出口からの空調風も日射補正することに
より、車室内の空調制御を左右のバランスがとれた状態
で行なうことができるようになる。

【００８３】また、前記第１の実施例の説明において述
べたように、日射光強度が一定であるときに、日射セン
サ３１は、日射光の高度に応じて図１０に示すような日
射強度に対応する電流を出力するが、実際の自動車の車
室内においては、日射光の高度θが６０°以上になると
実質的には自動車の屋根により日射光が遮られるため
に、車室内への日射光の入射量が低下するようになる。

【００８４】つまり、実際の車室内の座席部分において
日射光の高度に応じて受ける日射強度を測定してみる
と、例えば、図２０中に斜線領域で示すように、高度θ
＝０°から６０°付近までの範囲では、前述同様にサイ
ンカーブに従って増加し、高度θ＝６０°から９０°ま
での範囲においては屋根に遮られる分だけ日射光の入射
量が低下するので、やや低下するかあるいはほぼ飽和し
てしまう特性となるのである。なお、同図において、日
射高度θ＝０°付近でも日射強度の出力比が０．２から
０．４程度あるのは、天頂方向からの散乱光による入射
成分があるからである。また出力比は、日射高度θが６
０°付近の日射強度の中心値が１．０となるように比を
とって示している。

【００８５】そこで、このような実際の日射光の入射特
性に対応して、制御回路６２内のメモリ内に日射高度に
応じた日射強度の補正値をあらかじめマップ化して記憶
しておき、日射センサ３１により検出された日射高度に
応じてそのときの日射強度の補正値を読出して空調制御
の補正を行うことにより、実際の車室内において受ける
日射光の影響を正確に補正することができるようにな
る。

【００８６】このような本実施例によれば、日射センサ
３１により日射光の実質的な入射方向，高度および強度
を検出し、その検出出力に基づいて制御回路６２により
実際の車室内の日射光入射状況に応じた空調補正を行う
ようにしたので、日射方向のみに対応して空調補正する
場合に比べて、実質的に車室内に入射する日射光の高度
に対応して車室内の空調制御をより適切に補正してバラ
ンスを良くし、きめ細かな空調制御を行なうことができ
る。

【００８７】また、実際の自動車の車室内への日射光の
強度を、日射光の高度に対応してあらかじめマップ化し
ているデータに基づいて日射センサ３１による検出出力
を補正するようにしているので、日射センサ３１の配置
位置にかかわらず、得られた日射高度のデータから、実
情に即した空調補正制御を行うことができるようにな
る。

【００８８】なお、上記実施例においては、車室内に入
射する日射光の高度に対する日射強度が図２０に示すよ
うな関係にある場合について説明したが、これに限ら
ず、日射センサ３１を配設する自動車や配置位置等に対
応して補正値のマップ化を行うことができることは言う
までもない。

【００８９】

【発明の効果】本発明の日射センサによれば、太陽から
の日射を透光手段により所定のスポット領域に入射した
光のみを透過させるようにし、位置検出素子により透光
手段を介して受光面に入射される光を光電変換してその
二次元的な受光位置および受光強度に対応する電気信号
として出力する構成とし、位置検出素子の受光面に入射
される太陽光の強度およびその二次元的な強度分布の重
心位置とを検出するようにしたので、太陽光の直達光お
よび散乱光の日射強度分布に応じた全体の重心位置を検
出することができ、地上において太陽の日射により受け
る実質的な方向とその強度を検出することができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す日射センサの光電
変換装置本体の概略的な外観を示す斜視図

【図２】日射センサの外観斜視図

【図３】光電変換装置本体の概略構成を示す下方からの
斜視図

【図４】光電変換装置本体の層構造を模式的に示す断面
図

【図５】光電変換装置本体の機能説明をするための摸式
図

【図６】位置検出素子により検出される受光点の天候状
態に対応した作用説明図

【図７】日射センサによる日射光の方位および高度の算
出原理を説明するための三次元座標図

【図８】位置検出素子による入射光の高度検出特性を示
す図

【図９】位置検出素子による入射光の方位検出特性を示
す図

【図１０】位置検出素子による入射光の強度検出特性を
示す図

【図１１】全日射と散乱光日射との日射強度の変化を時
間推移で示す図

【図１２】本発明の第２の実施例を示す図４相当図

【図１３】同図５相当図

【図１４】位置検出素子の回路模式図

【図１５】本発明の第３，第４および第５の実施例を示
す透光手段の形状図

【図１６】本発明の第６の実施例を示す図３相当図

【図１７】同図５相当図

【図１８】検出原理を説明するための作用説明図

【図１９】本発明の第７実施例を示す空調装置の概略的
な全体構成図

【図２０】理想的な日射高度と出力比率の相関図

【図２１】従来例を示す図６相当図

【符号の説明】

３１は日射センサ、３２，４９は光電変換装置本体、３
３はパッケージ、３４はガラス基板、３５はピンホール
（透光手段）、３６は遮光膜、３７，４４，５０は位置
検出素子、３９は電極、４０は窓部、４１はＸ方向抵抗
体膜、４２，４５は光電変換膜、４３はＹ方向抵抗体
膜、５１は透明抵抗体膜、５２は金属電極、６１は空調
装置、６２は制御回路である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 知司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 白井 誠 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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のスポット領域に入射した光のみを
   透過させる透光手段と、 この透光手段と所定間隔を存して配置される受光面に入
   射される光を光電変換してその二次元的な受光位置およ
   び受光強度に対応する電気信号として出力する位置検出
   素子とを具備し、 前記透光手段を介して前記位置検出素子の受光面に入射
   される太陽光の強度およびその二次元的な強度分布の重
   心位置とを検出することを特徴とする日射センサ。