(57)【要約】【解決手段】光制御デバイスは、透光部を有するハウジングを具備する。光センサは、ハウジングの透光部を透過する光を受容するためにハウジング内に配置される。光センサに電気接続されたリレーは、光センサにより検出された所定レベルの光に応答する。光センサは、感光シリコン光電管及び電子回路を有する。電子回路は、シリコン光電管及びリレーに接続されると共に、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を具備する。ＦＥＴは、そのソース及びドレーン間にツェナーダイオードを有する。シリコン光電管は、フォトダイオード及びフォトトランジスタの一方又は両方であってもよい。リレーは、ヒータ抵抗を有する熱スイッチであってもよい。
2011514512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光部を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記透光部を透過する光を受容するために前記ハウジング内に配置される光センサと、
前記光センサにより検出された所定レベルの光に応答する、前記光センサに電気接続されたリレーと
を具備し、
前記光センサは、感光シリコン光電管及び電子回路を有し、
前記電子回路は、前記シリコン光電管及び前記リレーに接続されると共に、電界効果トランジスタを具備し、
前記電子回路は、前記電界効果トランジスタのソース及びドレーン間にツェナーダイオードを有することを特徴とする光制御デバイス。
【請求項２】
前記シリコン光電管は、フォトダイオード及びフォトトランジスタの一方又は両方であることを特徴とする請求項１記載の光制御デバイス。
【請求項３】
前記リレーは、ヒータ抵抗を有する熱スイッチであることを特徴とする請求項２記載の光制御デバイス。
【請求項４】
前記電子回路は、前記電界効果トランジスタの前記ドレーンに接続された出力端子を有する整流器をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の光制御デバイス。
【請求項５】
前記整流器は、交流電圧源及び前記電界効果トランジスタ間に接続された半波整流器であることを特徴とする請求項４記載の光制御デバイス。
【請求項６】
前記シリコン光電管の第１端子は、前記整流器の前記出力端子及び前記電界効果トランジスタのゲートに接続され、
前記シリコン光電管の第２端子及び前記電界効果トランジスタの前記ソースは接地に接続されることを特徴とする請求項５記載の光制御デバイス。
【請求項７】
前記電子回路はさらに抵抗を有し、
前記整流器の前記出力端子は、前記電界効果トランジスタの前記ゲートと、前記抵抗を介して前記シリコン光電管の前記第１端子に接続されることを特徴とする請求項６記載の光制御デバイス。
【請求項８】
前記電子回路は、抵抗及び第２ツェナーダイオードをさらに有し、
前記整流器の前記出力端子は、前記抵抗を介して前記シリコン光電管の前記第１端子に接続され、
前記第２ツェナーダイオードは、前記シリコン光電管と並列に接続されることを特徴とする請求項６記載の光制御デバイス。
【請求項９】
前記整流器は全波整流器であることを特徴とする請求項４記載の光制御デバイス。
【請求項１０】
前記光センサは、前記シリコン光電管及び前記電子回路を表面に有し、10mm未満の最大直径を有する回路基板を具備し、
前記回路基板は、該回路基板の下面から延びている第１及び第２の導電性リードを有することを特徴とする請求項１記載の光制御デバイス。
【請求項１１】
前記光制御デバイスは、前記ハウジングに実装された第２回路基板をさらに具備し、
前記リレーは前記第２回路基板に実装され、
前記光センサは、前記光制御デバイスによる光レベル検出を可能にするように前記光センサ又は硫化カドミウム光電管を交換可能に受容するよう構成された前記第２回路基板の位置に実装されていることを特徴とする請求項１０記載の光制御デバイス。
【請求項１２】
前記光制御デバイスは街灯光制御デバイスであり、
前記リレーは、前記シリコン光電管による光検出に応答して街灯を消灯するために駆動するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の光制御デバイス。
【請求項１３】
透光部を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記透光部を透過する光を受容するよう前記ハウジング内に配置された光センサと、
前記光センサに電気接続され、該光センサにより検出される所定レベルの光に応答するリレーと
を具備し、
前記光センサは、シリコン光電管及び関連する電子回路を表面に有する回路基板を具備すると共に、10mm未満の最大直径を有し、
前記回路基板は、該回路基板の下面から延びる第１及び第２の導電性リードを有することを特徴とする光制御デバイス。
【請求項１４】
前記シリコン光電管は、フォトダイオード及びフォトトランジスタの一方又は両方を具備し、
前記リレーは、ヒータ抵抗を有する熱スイッチを具備することを特徴とする請求項１３記載の光制御デバイス。
【請求項１５】
前記電子回路は電界効果トランジスタを具備し、
前記電界効果トランジスタは、該電界効果トランジスタのソース及びドレーン間に配置されたツェナーダイオードを有することを特徴とする請求項１４記載の光制御デバイス。
【請求項１６】
前記電子回路は、前記電界効果トランジスタの前記ドレーンに接続された出力端子を有する整流器を具備することを特徴とする請求項１５記載の光制御デバイス。
【請求項１７】
前記光制御デバイスは街灯光制御デバイスであり、
前記リレーは、前記シリコン光電管による光検出に応答して街灯を消灯するために駆動するよう構成されていることを特徴とする請求項１３記載の光制御デバイス。
【請求項１８】
感光シリコン光電管と、電子回路とを具備する光センサであって、
前記電子回路は、前記シリコン光電管に接続されると共に、電界効果トランジスタを有し、
前記電界効果トランジスタは、該電界効果トランジスタのソース及びドレーン間に配置されたツェナーダイオードを有することを特徴とする光センサ。
【請求項１９】
前記光センサは回路基板を具備し、
前記回路基板は、シリコン光電管及び電子回路を表面に有し、10mm未満の最大直径を有すると共に、前記回路基板の下面から延びる第１及び第２の導電性リードを有することを特徴とする請求項１８記載の光センサ。
【請求項２０】
前記シリコン光電管は、フォトダイオード及びフォトトランジスタの一方又は両方を具備することを特徴とする請求項１８記載の光センサ。
【請求項２１】
前記電子回路は、前記電界効果トランジスタの前記ドレーンに接続された出力端子を有する整流器を具備することを特徴とする請求項１８記載の光センサ。
【請求項２２】
前記電子回路は、前記シリコン光電管の出力を硫化カドミウム光電管の出力とほぼ同様のレベルに変換することを特徴とする請求項１８記載の光センサ。
【請求項２３】
10mm未満の最大直径を有する回路基板と、
前記回路基板上のシリコン光電管と、
前記シリコン光電管に接続された前記回路基板上の電子回路と、
前記電子回路に接続されると共に、前記回路基板の下面から延びる第１及び第２の導電性リードと
を具備することを特徴とする光センサ。
【請求項２４】
前記シリコン光電管は、フォトダイオード及びフォトトランジスタの一方又は両方を具備することを特徴とする請求項２３記載の光センサ。
【請求項２５】
前記電子回路は、前記シリコン光電管の出力を硫化カドミウム光電管の出力とほぼ同様のレベルに変換することを特徴とする請求項２３記載の光センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電管（photo cell）に関し、特に、光レベルの切換え制御用の光センサで使用するための光電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
光制御装置は、周囲の光レベルに応じて電気デバイスを自動的にオン・オフするデバイスである。これら光制御装置は、例えば日中に街灯を自動的に消灯し、夜間に点灯することに使用される。これら光制御装置はまた、夜の早い時間帯に広告灯を点灯し、交通量が少ない夜の遅い時間帯に消灯し、交通量が多くなる早朝のラッシュアワーに再度点灯し、日中は消灯する広告灯システムにも使用される。光制御装置は、逆に例えば日中にゴルフコースの噴水を出し、夜間に止めることにも使用される。
【０００３】
代表的な光制御装置は、周囲の光レベルを検出する手段として光センサを使用する。一般的な２タイプの光センサは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）光電管及びシリコン接合デバイス（以下、「シリコンセンサ」という）のいずれかを有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣｄＳのスペルトル感度は人間の目のスペルトル感度に極めて近いが、ＣｄＳ光電管は高湿度、塩噴霧、及び酸を含んだ空気汚染の地域では急激に劣化する傾向があり、より早い時期のオン及びより遅い時期のオフにより生ずる長い稼働時間のためにドリフトを生じさせる。ＣｄＳ光電管はまた、認識されているカドミウムの危険のため、潜在的に廃棄問題を引き起こす。それにもかかわらず、初期コストが低いこと、長い使用の歴史があること、及び人間の目のスペクトル感度があることにより、ＣｄＳ光電管は、光制御用の光センサとして依然として広く使用されている。
【０００５】
従来のＣｄＳ光電管及びこの光電管を使用する光制御回路の一例は、図１にそれぞれ図示されている。図１（Ａ）に見られるように、光電管１００は基板（回路基板）１１０を有し、基板１１０の下面１１０ａから１対のリード１１５が延びている。基板１１０の上面１１０ｂはＣｄＳ感光領域を有する。図１（Ｂ）に見られるように、光制御回路１５０はリレー１５５を具備し、リレー１５５は、ＣｄＳ光電管１６０を介して交流電力中性すなわち白ラインに接続されたヒータ抵抗１５７を有する。図示のリレー１５７は常閉リレーである。
【０００６】
シリコンセンサも公知である。このようなシリコンセンサも光制御に使用されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、透光部を有するハウジングを具備する光制御デバイスを提供する。光センサは、ハウジングの透光部を透過する光を受容するためにハウジング内に配置される。光センサに電気接続されたリレーは、光センサにより検出された所定レベルの光に応答する。光センサは、感光シリコン光電管及び電子回路を有する。電子回路は、シリコン光電管及びリレーに接続されると共に、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を具備する。ＦＥＴは、そのソース及びドレーン間にツェナーダイオードを有する。シリコン光電管は、フォトダイオード及びフォトトランジスタの一方又は両方であってもよい。リレーは、ヒータ抵抗を有する熱スイッチであってもよい。
【０００８】
他の実施形態において、電子回路は、ＦＥＴのドレーンに接続された出力端子を有する整流器をさらに具備する。整流器は、交流電圧源及びＦＥＴ間に接続された半波整流器である。シリコン光電管の第１端子は整流器の出力端子及びＦＥＴのゲートに接続され、シリコン光電管の第２端子及びＦＥＴのソースは接地に接続される。電子回路はさらに抵抗を有し、整流器の出力端子はＦＥＴのゲートと、抵抗を介してシリコン光電管の第１端子に接続される。いくつかの実施形態における電子回路は、抵抗及び第２ツェナーダイオードを有する。整流器の出力端子は、抵抗を介してシリコン光電管の第１端子に接続される。第２ツェナーダイオードは、シリコン光電管と並列に接続される。実施形態によっては、整流器は全波整流器である。
【０００９】
別の実施形態において、光センサは、シリコン光電管及び電子回路を表面に有し、10mm未満の最大直径を有する回路基板である。第１及び第２の導電性リードは、回路基板の下面から延びている。光制御デバイスは、ハウジングに実装された第２回路基板をさらに有する。リレーは第２回路基板上に実装される。光センサは、光制御デバイスによる光レベル検出を可能にするように光センサ又はＣｄＳ光電管を交換可能に受容するよう構成された第２回路基板の位置に実装される。
【００１０】
他の実施形態において、光制御デバイスは街灯光制御デバイスである。リレーは、シリコン光電管による光検出に応答して街灯を消灯するために駆動するよう構成されている。
【００１１】
さらに別の実施形態において、光制御デバイスは、透光部を有するハウジングを具備する。光センサは、ハウジングの透光部を透過する光を受容するようハウジング内に配置される。光センサは、シリコン光電管及び関連する電子回路を表面に有する回路基板である。光センサは、10mm未満の最大直径を有する。回路基板は、その下面から延びる第１及び第２の導電性リードを有する。光センサに電気接続されたリレーは、光センサにより検出される所定レベルの光に応答する。シリコン光電管は、フォトダイオード及びフォトトランジスタの一方又は両方であってもよい。リレーは、ヒータ抵抗を有する熱スイッチであってもよい。電子回路は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有し、ＦＥＴは、そのソース及びドレーン間に配置されたツェナーダイオードを有する。電子回路は、ＦＥＴのドレーンに接続された出力端子を有する整流器をさらに具備してもよい。
【００１２】
さらに別の実施形態において、光センサが提供される。これらの光センサは、感光シリコン光電管及び電子回路を有する。電子回路は、シリコン光電管に接続されると共に、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有する。ＦＥＴは、そのソース及びドレーン間に配置されたツェナーダイオードを有する。光センサは、シリコン光電管及び電子回路を表面に有し、10mm未満の最大直径を有し、下面から延びる第１及び第２の導電性リードを有する回路基板であってもよい。電子回路は、ＦＥＴのドレーンに接続された出力端子を有する整流器をさらに具備してもよい。電子回路は、シリコン光センサの出力をＣｄＳ光電管の出力とほぼ同様のレベルに変換してもよい。
【００１３】
別の実施形態において、光センサは、10mm未満の最大直径を有する回路基板を有する。シリコン光電管は回路基板上にある。回路基板上の電子回路は、シリコン光電管に接続されている。電子回路に接続された第１及び第２の導電性リードは、回路基板の下面から延びている。電子回路は、シリコン光センサの出力をＣｄＳ光電管の出力とほぼ同様のレベルに変換してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）従来のＣｄＳ光電管を示す概略斜視図であり、（Ｂ）従来のＣｄＳ光電管を有する従来の光制御回路の回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシリコン光センサを示す概略斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシリコン光電管用の光制御回路を示す回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るシリコン光電管用の光制御回路を示す回路図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るシリコン光電管用の光制御回路を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光制御デバイスを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の例示的実施形態が示された添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。図面において、領域又は構造の相対寸法は、明確化のために誇張されている。しかし、本発明は、異なる多くの形態で実施することができ、本明細書に説明された実施形態に限定するものと解釈してはならない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的且つ完全であり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように提供されている。さまざまな要素、部品、領域、層、部分を説明するために、本明細書では第１、第２等の用語が使用されているが、これらの要素、部品、領域、層、部分はこれらの用語により限定されるべきではない。これらの用語は、１個の要素、部品、領域、層又は部分を別の領域、層又は部分と識別するために使用されているだけである。このため、以下に説明される第１の要素、部品、領域、層又は部分は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、部品、領域、層又は部分の用語が当てられることもあり得る。
【００１６】
「真下に」、「下の」、「下側の」、「上の」、「上側の」等の空間的に相対的な用語は、図面に示されているように１個の要素又は特徴の別の要素又は特徴との関係を説明するよう、本明細書では説明を容易にするために使用される。空間的に相対的な用語は、図面で示された方向性に加えて、使用中又は動作中におけるデバイスの異なる方向性を包含することが意図されていることを理解されたい。例えば、図面におけるデバイスが反転する場合、他の要素又は特徴の「下」又は「真下」にあるとして説明された要素は、他の要素又は特徴の「上」にあるであろう。このため、典型的用語である「下」は、上及び下の両方の向きを包含する。デバイスは他の向き（90°回転又は他の方向）を向くことができ、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、それに従って解釈される。
【００１７】
本明細書で使用されているように、特に明記されない限り、単数形は複数形も同様に含むことが意図されている。「有する」、「具備する」の用語は、本明細書で使用される際には、説明された特徴、整数、工程、作動、要素、部品の存在を特定するが、１個以上の他の特徴、整数、工程、作動、要素、部品、グループの存在又は追加を排除するものではないことをさらに理解されたい。或る要素が別の要素に「接続」されると称される場合、他の要素に直接接続又は接続されてもよいし、介在する要素が存在してもよいことを理解されたい。また、本明細書で使用される「接続」は、無線で接続又は接続されることを含んでもよい。本明細書で使用されるように、「〜及び〜の一方又は両方」の用語は、関連する１個以上の項目のいずれか及び全ての組合せを含む。
【００１８】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する当業界の通常の知識を有する者が一般的に理解するのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義される用語等の用語は、本明細書の文脈及び関連技術での意味と一致する意味を有するものとして解釈すべきであり、本明細書で明記して定義されない限り、理想的又は過度に正式に解釈しないことを理解されたい。
【００１９】
図２の概略斜視図を参照して、本発明の実施形態に係るシリコン光センサを説明する。図２の実施形態に見られるように、光センサ２００は基板（回路基板）２１０を具備し、基板２１０は、その下面２１０ａから延びる１対のリード２１５を有する。感光シリコン光電管２２８及びこの光電管２２８に接続された電子回路２３０は、基板２１０の上面２１０ｂ上に配置されて示される。電子回路２３０は、光センサ２００が光制御回路に挿入できるようにリード２１５に作動接続される。
【００２０】
図１（Ａ）及び図２を比較すると理解されるように、光センサ２００は、現在さまざまな光制御デバイスに使用されているＣｄＳ光電管１００と差込み式交換できるものとして作用する寸法に設定されている。このような使用には、地域、街灯、光レベル検知、又は他のＣｄＳ光レベルセンサ用途等の屋外照明の制御がある。
【００２１】
シリコン光電管２２８に接続された電子回路２３０は、ＣｄＳ光電管との差込み式交換を容易にするよう構成されてもよい。例えば、実施形態によっては、追加の電気部品は、ＣｄＳ光電管１００のレベルとほぼ同様のレベルまで信号を増幅してもよい。目で見えるように図示されているように、両タイプの光電管において、同様の又は同じ機械的寸法にすることができる。このような利益は、本明細書に記載されるように、部品点数が減少し、基板２１０の所望寸法の機械的制限内に収まることができる電子回路２３０を設けることにより、本発明のさまざまな実施形態に与えられる。例えば、いくつかの実施形態において、基板２１０は、10mm未満の最大直径を有する。
【００２２】
本発明の実施形態に従ってＣｄＳ光電管をシリコン光センサ２００に置換することは、利益がある。というのは、カドミウムは、取扱い時に作業者が健康の危険にさらされるおそれがある毒性物質として認識されており、カドミウムを含む製品の耐用年数の終期においては、製品が毒性を有するゴミとして廃棄されねばならないからである。さらに、これらの検討を考慮して、さまざまな政府はカドミウムの使用を禁止している。本明細書に記載された本発明の実施形態は、いかなる毒性物質も使用する必要がない。また、上述したように、従来から既存の製品にＣｄＳ光電管が占有する空間と対応するのに十分な小空間内に回路構造を提供することにより、殆ど又は全く再設計することなく、既存の製品のハウジング等を使用することが可能である。対照的に、従来のシリコン光電管センサは一般に、このような既存の光電管製品のハウジング構成に適合することができず、光制御製品の大幅な再設計を必要とするかもしれない。
【００２３】
このような代替の光センサを提供することにより、光センサを含む光制御デバイスに他のさまざまな利益を提供できる。代表的には、ＣｄＳ光電管は、本明細書に記載されたようなシリコンセンサ製品と比べて比較的短い動作寿命を有する。例えば、ＣｄＳ光電管は約３年の寿命を有するのが代表的であるのに対し、本明細書に記載されたようにシリコンをベースにした製品は、１０年或いはそれ以上の期待寿命を有する。ＣｄＳ光電管は、代表的には、光感度が著しく多くドリフトにさらされる。例えば、代表的なＣｄＳ光電管の３年超の光感度は、100％ドリフトする。対照的に、シリコンをベースにした製品では、本明細書に記載したように、１０年超のドリフトは10％未満である。また、ＣｄＳ光電管は一般的に、本発明のシリコン光センサよりも（落雷等の）サージ電圧に対してより脆弱である。ＣｄＳ光電管は代表的には、ピーク電圧が400Ｖの最大電圧定格を有し、最大電圧に到達すると永久に機能しなくなる。対照的に、本発明の実施形態は、約6000Ｖの最大電圧定格を有するシリコン光電管を提供することができる。
【００２４】
さらに、カドミウム光電管と置換するためにシリコン光電管と組み合わせた電子回路を使用する本発明の実施形態により提供される別の利点には、より精確な光レベル切換え点、より速い応答、及び特定の用途に合うように電子回路に含まれる各部品の電子特性を変更することにより追加のタイミング及びロジック機能を可能にすることが含まれる。さらに、従来のＣｄＳ光電管のコストとほぼ同様のコストでシリコン光電管及び関連する電子回路の組合せを可能にするように、部品を選択してもよい。
【００２５】
図２を再び参照すると、基板２１０は印刷回路基板（ＰＣＢ）であり、回路２３０の部品は例えば、無鉛半田等を使用してＰＣＢ上に半田付けされる、毒性の無い部品である。
【００２６】
次に、図３ないし図５を参照して、本発明のさまざまな実施形態に係る光センサを有する光制御デバイス用の回路の実施形態をさらに説明する。図３に示された実施形態を最初に参照すると、光制御回路３００は、光センサ３２８と、光センサ３２８により検出された光レベルに応答する、光センサ３２８に電気接続されたリレー３５５とを有する。光センサ３２８は、リレー３５５を交流中性／白（接地）端子に接続する。特に、図３に示されるように、リレー３５５は、ヒータ抵抗３５７を有する熱切換えリレーである。
【００２７】
光センサ３２８は、フォトダイオード及び図３に示されるようなフォトトランジスタの一方又は両方であってもよい。図３の実施形態において光センサ３２８に接続された電子回路は、ダイオード３３２が提供する半波整流器を有する。この回路は、抵抗３３４及び電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３３０をさらに有する。ＦＥＴ３３０は、そのソース及びドレーン間にツェナーダイオードを有する。ダイオード３３２は、交流電源及びＦＥＴ３３０間にリレー３５５を介して接続される。シリコン光電管３２８の第１端子は、抵抗３３４を介してダイオード３３２の出力端子に接続されると共に、ＦＥＴ３３０のゲート端子にも接続される。シリコン光電管３２８の第２端子及びＦＥＴ３３０のソース端子は、接地に接続される。ヒータ抵抗３５７、整流器３３２及びＦＥＴ３３０は、図３において直列接続されて示される。しかし、これらの部品は別のやり方で配置されてもよく、図３に示された構成とほぼ同様のやり方でシリコン光電管と共に使用することに適した電子回路として依然として作動することを理解されたい。
【００２８】
ＦＥＴ３３０は、例えば、STMicroelectronics社から市販されているツェナー保護SuperMESH電力ＭＯＳＦＥＴ、型番STD1LNK60Z-1であってもよい。ソース及びドレーン間のツェナーダイオードに加えて、ＦＥＴ３３０のゲート端子及びソース端子間に、保護ツェナーダイオード構造を内部に設けてもよい。
【００２９】
図３の回路において、ダイオード３３２は半波整流器を提供するために使用されているので、交流回路において、ライン電圧サイクルの半分の間にのみ、電流が回路を通過する。この結果、リレー３５５が既に回路に含まれる既存の製品構成において、図３の回路がＣｄＳ光電管の代替として使用される場合、ヒータ抵抗３５７は、半波整流器に接続される際にほぼ同様の応答を与えるよう抵抗を半分にする必要がある。さらに、図３の回路構成が従来の光制御に見られるロジックとは逆であるので、常開熱スイッチは従来の常閉熱スイッチに置換される必要がある。
【００３０】
次に、図４の回路図を参照して、本発明の別の実施形態に係るシリコン光電管用の光制御回路４００を説明する。図４に示されるように、リレー４５５は、光に敏感な光センサ４２８に接続される。例えば、フォトトランジスタ又はフォトダイオードである光センサ４２８に関連した電子回路は、ＦＥＴ４３０を有する。ＦＥＴ４３０は、そのソース端子及びドレーン端子間にツェナーダイオードを有する。電子回路は、熱リレー４５５及びＦＥＴ４３０間に配置された半波整流器として作用するダイオード４３２と、光センサ４２８に接続された関連する回路とをさらに有する。熱リレー４５５は、熱抵抗４５７と、交流電圧源ラインに接続された常閉スイッチとを有する。
【００３１】
光センサ４２８に関連する電子回路がＦＥＴ４３０及び抵抗４３４を有することに加えて、抵抗４３６及び第２ツェナーダイオード４３８をさらに有する点で、図４の回路は図３の回路と異なる。ダイオード４３２の出力端子は、抵抗４３４を介してシリコン光電管４２８の第１端子に接続される。第２ツェナーダイオード４３８は、シリコン光電管４２８、及び光電管４２８と直列接続された抵抗４３６と並列に接続されており、ＦＥＴ４３０のゲート端子及び光電管４２８の第２端子から交流接地まで延びている。
【００３２】
第２抵抗４３６及び第２ツェナーダイオード４３８を追加することにより、図４の回路のロジックは、図３の回路のロジックとは逆になる。上述したように、従来のＣｄＳをベースとする光制御構成では、図３の回路がリレー３５５のロジックを逆にする必要がある。このような場合において、図４の回路を使用することより、リレー４５５用に既に準備されたロジックをシリコン光電管４２８に関連する電子回路のロジックと一致させることが可能になる。しかし、図４及び図３の双方に示された半波整流器（ダイオード３３２，４３２）は、図３の実施形態のヒータ抵抗３５７に関して説明したように、ヒータ抵抗４５７を半分にすることが必要であることを理解されたい。
【００３３】
次に、図５の回路図を参照して、本発明の別の実施形態に係る光制御回路５００を説明する。図５の回路図は図４の回路図とほぼ対応し、同様の参照番号が付された要素（例えば、３２８，４２８，５２８）は、図３及び図４を参照して説明したようにほぼ機能する。図５の光制御回路５００は、全波整流器５３２がダイオード４３２の代わりに設けられている点で、図４の光制御回路４００とは異なる。この結果、交流回路におけるライン電圧サイクルの両半分の間、電流は全波整流器５３２を通って流れる。このように、図５の回路の実施形態は、リレー５５５の常開・常閉の選択や、回路中のヒータ抵抗５５７の値を半分にする変更をすることなく、いくつかの場合では差込み交換として使用することができる。
【００３４】
図２を参照すると、基板２１０は、図２に示されるＰＣＢ２１０等の回路基板と称されてもよいことに留意されたい。光センサ２００を含む光制御デバイスは、図６を参照して以下で説明するように、デバイスのハウジングに実装された追加の回路基板を有してもよいことを理解されたい。図３ないし図５の回路図に含まれるリレー３５５，４５５，５５５は、ハウジングのこの追加の回路基板に実装されてもよい。そして、光センサ２００は、今度は、光センサ２００がＣｄＳの置換品として使用される実施形態において、光制御デバイスによる光レベル検出を可能にするように光センサ２００又は従来のＣｄＳ光電管を交換可能に受容するよう構成された第２回路基板の位置に実装されてもよい。光制御デバイスは、例えば街灯光制御デバイスであってもよい。リレーは、シリコン光電管２００による光検出に応答して街灯を消灯するために駆動するよう構成されてもよい。
【００３５】
次に、図６の分解斜視図を参照して、本発明の実施形態に係る光制御デバイス６００を説明する。本発明の実施形態に係る、本明細書に記載されたシリコン光電管が使用される光制御デバイスの一例は、タイコ・エレクトロニクス・コーポレイションから市販されている光制御製品6000シリーズである。図６の実施形態に示されるように、光制御デバイス６００は、光センサ６１０、リレー６５０、及びハウジング６７０に実装された回路基板６４０を具備する。光センサは、光センサ６１０を回路基板６４０に実装すると共に電気接続するために１対のリード６１５を有するシリコン光センサ６１０として図示されている。光センサ６１０は、図２の光センサ２００を参照して説明したように実質的に構成されてもよく、図３ないし図５を参照して説明した回路の一つを有してもよい。
【００３６】
リレー６５０は、回路基板６４０上に同様に実装されており、光センサ６１０により検出された光レベルに応答して駆動されるよう光センサ６１０に電気接続されている。例えば、いくつかの実施形態において、光制御デバイス６００は街灯光制御デバイスであり、リレー６５０は光センサ６１０による光検出に応じて街灯を消灯するために駆動するよう構成されている。赤外線電磁放射に対する光センサ６１０の感度を制限するために、赤外線遮断フィルタを設けてもよい。
【００３７】
図示のハウジング６７０は、基部６７６及びカバー６７４を有する。カバー６７４には透光窓６７８が設けられている。しかし、実施形態によっては、単に透光材料製の窓６７８を設けるよりも、カバー６７４全体が透光材料製であってもよいことを理解されたい。光センサ６１０は、透光窓６７８を透過する光を受容するようハウジング６７０内に配置される。
【００３８】
また、図６の実施形態に図示されているのは、内部に光源６６２を有する屋外照明器具６６０である。光センサ６１０及びリレー６５０は、電気接続されたスルーリード６５２ａ，６５２ｂとして図示されている。スルーリード６５２ａ，６５２ｂは、ハウジング６７０の内部で、ハウジング６７０内での回路基板６４０の機械的実装及びハウジング６７０の外部への送電経路の両方を提供する。また、図６に概略的に図示されているのは、光制御デバイス６００から屋外照明器具６６０までの電気接続部６５４ａ，６５４ｂである。本発明の実施形態において、本発明の光制御デバイスを従来の屋外照明器具６６０に接続するために、光制御デバイスを使用する屋外照明器具６６０の公知の構成及び制御方法が使用されてもよい。このように、図６に示された実施形態では、光源６６２の駆動は、光センサ６１０により検出される光レベルに応じて制御される。本明細書では照明器具６６０を屋外照明器具と称したが、本発明は光制御デバイス６００の屋外用途に限定されないことに留意されたい。しかし、このような屋外用途において、ハウジング６７０のカバー６７４及び基部６７６間のインタフェースは、本発明の実施形態によっては周辺シールされてもよい。
【００３９】
上述したことは、本発明の例示であり、本発明を限定するものと解釈すべきでない。本発明の二、三の典型的な実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の新規な教示及び利点から大きく逸脱することなく、典型的な実施形態に多くの変更が可能であることを容易に理解するであろう。従って、このような全ての変形は、特許請求の範囲で定義された本発明の範囲内に含まれることが意図されている。特許請求の範囲において、ミーンズプラスファンクションの請求項は、謳われた機能を実行するものとして本明細書に記載された構造をカバーし、構造的等価物のみならず、等価な構造までもカバーすることが意図されている。従って、上述したことは、本発明の例示であり、開示された特定実施形態に限定するものとして解釈すべきでなく、他の実施形態と同様に開示された実施形態に対する変形は、特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。本発明は特許請求の範囲により定義され、特許請求の範囲の等価物は特許請求の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
２００，６１０                  光センサ
２２８，３２８，４２８            光電管
２３０                            電子回路
３３０，４３０，５３０              電界効果トランジスタ
２１０，６４０                  回路基板
２１５                            導電性リード
３００，４００，５００          光制御回路
３５５，４５５，５５５，６５０  リレー
３５７，４５７，５５７            ヒータ抵抗
４３６，５３６                  抵抗
４３８，５３８                  第２ツェナーダイオード
６００                          光制御デバイス
６７０                          ハウジング
６７８                            透光窓（透光部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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