(57)【要約】【課題】スイッチング素子を完全オフと完全オンとの２値で動作させる照度センサおよび照度センサを用いた負荷制御装置を提供する。【解決手段】照度センサ１は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１、Ｑ２）からなるスイッチング素子ＳＷ１と、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間に挿入されるフォトダイオードアレイＰＤ１と、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間に挿入される可変インピーダンス回路Ａとを備え、可変インピーダンス回路Ａは、フォトダイオードアレイＰＤ１とは別に設けたフォトダイオードアレイＰＤ２の生じる光起電力の大きさに応じてスイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間のインピーダンスを２値的に変化させる。この構成により、外光の照度の変化に対してスイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間の電圧が急激に変化するので、スイッチング素子ＳＷ１は完全オフと完全オンとの２値で動作する。【選択図】          図１
2004354352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタからなるスイッチング素子と、外光の照度に応じた大きさの光起電力を生じるとともに前記スイッチング素子の一方の端子と制御端子との間に挿入される主光起電力素子と、外光の照度に応じた大きさの光起電力を生じる副光起電力素子と、前記スイッチング素子の前記一方の端子と前記制御端子との間に挿入され前記副光起電力素子の生じる光起電力の大きさに応じて前記スイッチング素子の前記一方の端子と前記制御端子との間のインピーダンスを２値的に変化させる可変インピーダンス回路とを備えることを特徴とする照度センサ。
【請求項２】
前記可変インピーダンス回路は、デプレション型のＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング要素と、前記スイッチング要素のソースとゲートとの間に挿入される制御用抵抗とで構成され、前記スイッチング要素の前記ソースと前記ゲートとの間に前記副起電力素子が挿入され、前記スイッチング要素のソース−ドレインは前記スイッチング素子の前記一方の端子と前記制御端子との間に挿入されることを特徴とする請求項１記載の照度センサ。
【請求項３】
前記スイッチング要素のソースとゲートとの間において前記副光起電力素子と直列に挿入されるヒステリシス回路が付加され、前記ヒステリシス回路は、外光の照度に応じた大きさの光起電力を生じる第１および第２の補助光起電力素子と、一方の端子と制御端子との間に前記スイッチング要素と前記主光起電力素子との並列回路が挿入されたトランジスタからなる補助スイッチング素子とを備え、前記第１の補助光起電力素子と前記補助スイッチング素子との直列回路と前記第２の補助光起電力素子とが並列に接続されて成ることを特徴とする請求項２記載の照度センサ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか記載の照度センサを用いた負荷制御装置であって、電源と負荷との間に挿入されるとともに制御端子に対する制御信号に応じて電源と負荷との間のインピーダンスを変化させる出力素子を備え、前記照度センサは、前記出力素子の制御端子と前記電源の一端との間に前記スイッチング素子が挿入されるとともに前記制御信号を入切することを特徴とする負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外光の照度に応じてオンオフする照度センサおよび照度センサを用いることにより外光の照度に応じて負荷への電源の供給を制御する負荷制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外光の照度を検出するとともに外光の照度が規定値以下の期間に出力端間が導通する照度センサが提供されている。
【０００３】
この種の照度センサ１としては、図６に示すように、外光の照度を検出するフォトダイオードアレイＰＤ１と、２個のデプレション型のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２からなるスイッチング素子ＳＷ１とを備えたものが知られている。ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２は、逆直列になるようにゲート同士、ソース同士が夫々共通に接続され、夫々のドレインを照度センサ１の出力端とする。したがって、スイッチング素子ＳＷ１がオフの期間にＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２の夫々の寄生ダイオードを通して照度センサ１の出力端間が導通することがなく、スイッチング素子ＳＷ１がオンの期間に照度センサ１の出力端間における双方向のインピーダンスは略等しくなる。
【０００４】
また、フォトダイオードアレイＰＤ１が生じる光起電力によってスイッチング素子ＳＷ１をオンオフさせるために、フォトダイオードアレイＰＤ１に並列にコンデンサＣ１が接続されるとともに、フォトダイオードアレイＰＤ１のカソードはスイッチング素子ＳＷ１のゲートに抵抗Ｒ１を介して接続されており、フォトダイオードアレイＰＤ１のアノードはスイッチング素子ＳＷ１のソースに接続されている。この構成によって、外光の照度が規定値以下の期間に、スイッチング素子ＳＷ１はオン状態であり、対して、外光の照度が規定値を越える期間に、フォトダイオードアレイＰＤ１が光起電力を生じるので、スイッチング素子ＳＷ１はソース−ゲート間の電圧がしきい値電圧以上になりオフ状態に保持される。
【０００５】
例えば、上述の照度センサ１と、３端子双方向サイリスタ（トライアック）からなる出力素子Ｑ３と、抵抗Ｒ３とを組み合わせることにより、図６に示すような負荷制御装置２を構成できる。負荷制御装置２は、出力素子Ｑ３のＴ１端子とＴ２端子とが夫々電源３と負荷４との直列回路の両端に接続される形で、電源３と負荷４との間に挿入されて使用される。また、照度センサ１の出力端の一方は電源３と負荷４との直列回路の一端に抵抗Ｒ３を介して接続され、他方は出力素子Ｑ３のゲート（制御端子）Ｇに接続される。
【０００６】
したがって、照度センサ１の出力端間が導通する期間に、出力端間と抵抗Ｒ３とに電源３の出力電圧に比例する電圧が印加されて生じる電流が、出力素子Ｑ３のゲートＧに流入するトリガ信号（制御信号）となる。このトリガ信号の大きさが出力素子Ｑ３のしきい値電流以上であれば、出力素子Ｑ３はトリガされ、出力素子Ｑ３のＴ１端子とＴ２端子との間が導通するので負荷４に電源供給される（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２１４１７１号公報（第４頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６の構成の照度センサ１では、スイッチング素子ＳＷ１としてＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２を用いており、ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２は完全オン（飽和領域におけるオン状態）または完全オフの２値のみで動作するのではなく、ソース−ゲート間の電圧に応じてドレイン−ソース間の抵抗値が変化する能動領域を有している。
【０００９】
図６に示す負荷制御装置２において、出力素子Ｑ３のトリガ信号は、上述したように、照度センサ１の出力端間と抵抗Ｒ３とに電源３の出力電圧に比例する電圧を印加することにより生じる電流であるので、電源３の出力電圧の瞬時値と照度センサ１の出力端間の抵抗値とに応じて大きさが変化する。換言すると、スイッチング素子ＳＷ１が能動領域におけるオン状態にあっては、トリガ信号の大きさを出力素子Ｑ３のしきい値電流以上にする電源３の出力電圧の瞬時値が外光の照度に応じて変化してしまう。その結果、外光の照度によっては、図７（ｃ）に示すように、出力素子Ｑ３が電源３の出力電圧（図７（ａ）に示す）のゼロクロス点からトリガ位相φだけ遅れてトリガされることにより、負荷４に印加される交流電圧の波形が歪むので、負荷４を正常に作動させる電力が負荷４に供給されない場合が生じて、負荷４が誤動作するおそれがある。なお、図７（ｂ）でスイッチング素子ＳＷ１が完全オフのときに負荷４に印加される交流電圧の波形を示し、図７（ｄ）でスイッチング素子ＳＷ１が完全オンのときに負荷４に印加される交流電圧の波形を示す。
【００１０】
また、スイッチング素子ＳＷ１は、図８に実線で示すように、外光の照度の低下（ソース−ゲート間の電圧の低下）に応じて、完全オフ状態（図中ａ）から能動領域におけるオン状態（図中ｂ）へ遷移し、次いで、能動領域におけるオン状態から完全オン（図中ｃ）へ遷移する。なお、図８において、縦軸は出力端間の抵抗値を表している。すなわち、スイッチング素子ＳＷ１は、外光の照度が規定値付近の一定の範囲（図中ｂ）内にある期間に能動領域におけるオン状態で動作する。一般に、外光の照度の変化は緩やかであるので、図６の照度センサ１および負荷制御装置２は、使用時にスイッチング素子ＳＷ１の能動領域を想定しなければならないことが多く、外光の照度の変化に応じて出力が不安定に変化するから使用し難い。
【００１１】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであって、スイッチング素子を能動領域におけるオン状態にする外光の照度の範囲を狭めることによって、スイッチング素子が完全オフと完全オンとの２値で動作する照度センサおよび照度センサを用いた負荷制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、トランジスタからなるスイッチング素子ＳＷ１と、外光の照度に応じた大きさの光起電力を生じるとともに前記スイッチング素子ＳＷ１の一方の端子と制御端子との間に挿入されるフォトダイオードアレイＰＤ１（主光起電力素子）と、外光の照度に応じた大きさの光起電力を生じるフォトダイオードアレイＰＤ２（副光起電力素子）と、前記スイッチング素子ＳＷ１の前記一方の端子と前記制御端子との間に挿入され前記フォトダイオードアレイＰＤ２の生じる光起電力の大きさに応じて前記スイッチング素子ＳＷ１の前記一方の端子と前記制御端子との間のインピーダンスを２値的に変化させる可変インピーダンス回路Ａとを備えることを特徴とする。
【００１３】
なお、スイッチング素子ＳＷ１にＭＯＳＦＥＴを用いる場合には制御端子はゲートを意味し、スイッチング素子ＳＷ１にバイポーラトランジスタを用いる場合には制御端子はベースを意味する。
【００１４】
この発明によれば、スイッチング素子ＳＷ１の前記一方の端子と制御端子との間のインピーダンスが外光の照度に応じて２値的に変化するので、スイッチング素子ＳＷ１を能動領域におけるオン状態にする外光の照度の範囲がほとんどなくなり、スイッチング素子ＳＷ１は完全オフと完全オンとの２値で動作する。しかも、スイッチング素子ＳＷ１に用いるフォトダイオードアレイＰＤ１とは別にフォトダイオードアレイＰＤ２を設けているから、可変インピーダンス回路Ａをスイッチング素子ＳＷ１とは別に設計することができ、設計の自由度が高まる。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記可変インピーダンス回路Ａは、デプレション型のＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング要素ＳＷ２と、前記スイッチング要素ＳＷ２のソースとゲートとの間に挿入される制御用抵抗Ｒ２とで構成され、前記スイッチング要素ＳＷ２の前記ソースと前記ゲートとの間に前記フォトダイオードアレイＰＤ２が挿入され、前記スイッチング要素ＳＷ２のソース−ドレインは前記スイッチング素子ＳＷ１の前記一方の端子と前記制御端子との間に挿入されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、スイッチング要素ＳＷ２がオンオフする照度（規定値）を制御用抵抗Ｒ２の抵抗値によって設定できるので、容易に規定値の変更ができる。
【００１７】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記スイッチング要素ＳＷ２のソースとゲートとの間において前記フォトダイオードアレイＰＤ２と直列に挿入されるヒステリシス回路Ｂが付加され、前記ヒステリシス回路Ｂは、外光の照度に応じた大きさの光起電力を生じる補助用フォトダイオードアレイＰＤ３（第１の補助光起電力素子）および補助用フォトダイオードアレイＰＤ４（第２の補助光起電力素子）と、一方の端子と制御端子との間に前記スイッチング要素ＳＷ２と前記フォトダイオードアレイＰＤ１との並列回路が挿入されたトランジスタからなる補助スイッチング素子ＳＷ３とを備え、前記補助用フォトダイオードアレイＰＤ３と前記補助スイッチング素子ＳＷ３との直列回路と前記フォトダイオードアレイＰＤ４とが並列に接続されて成ることを特徴とする。
【００１８】
なお、補助スイッチング素子ＳＷ３にＭＯＳＦＥＴ用いる場合には制御端子はゲートを意味し、補助スイッチング素子ＳＷ３にバイポーラトランジスタを用いる場合には制御端子はベースを意味する。
【００１９】
この発明によれば、スイッチング要素ＳＷ２をオンからオフにする外光の照度が、スイッチング要素ＳＷ２をオフからオンにする外光の照度より大きくなるので、照度センサ１は、一旦オンすればオフになりにくく、一旦オフすればオンになりにくい。その結果、外光の照度が規定値付近で変化するときの照度センサ１におけるチャタリングの発生を抑制することができる。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明を用いた負荷制御装置２であって、電源３と負荷４との間に挿入されるとともに制御端子Ｇに対する制御信号に応じて電源３と負荷４との間のインピーダンスを変化させる出力素子Ｑ３を備え、前記照度センサ１は、前記出力素子Ｑ３の制御端子Ｇと前記電源３の一端との間に前記スイッチング素子ＳＷ１が挿入されるとともに前記制御信号を入切することを特徴とする。
【００２１】
なお、出力素子Ｑ３として３端子双方向サイリスタを用いる場合は制御端子Ｇはゲートに相当する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（基本構成）
本発明の各実施形態について説明する前に、まず各実施形態に共通する基本的な構成について説明する。図５に示すように、従来構成と同様に、外光の照度を検出するフォトダイオードアレイＰＤ１（主光起電力素子）と、２個のデプレション型のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２からなるスイッチング素子ＳＷ１とを備えている。ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２は、従来構成と同様に、逆直列になるようにゲート同士、ソース同士が夫々共通に接続され、夫々のドレインを照度センサ１の出力端とする。したがって、スイッチング素子ＳＷ１がオフの期間にＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２の夫々の寄生ダイオードを通して照度センサ１の出力端間が導通することがなく、スイッチング素子ＳＷ１がオンの期間に照度センサ１の出力端間における双方向のインピーダンスは略等しくなる。また、フォトダイオードアレイＰＤ１に並列にコンデンサＣ１が接続されるとともに、フォトダイオードアレイＰＤ１のカソードはスイッチング素子ＳＷ１のゲートに抵抗Ｒ１を介して接続されており、フォトダイオードアレイＰＤ１のアノードはスイッチング素子ＳＷ１のソースに接続されている。
【００２３】
ところで、本例では、外光の照度に応じてインピーダンスがオン状態（低インピーダンス）とオフ状態（高インピーダンス）との２値間で変化する可変インピーダンス素子Ａ’を付加した点が従来構成と相違する。可変インピーダンス素子Ａ’は、デプレション型のＭＯＳＦＥＴからなり、ゲートがフォトダイオードアレイＰＤ１のカソードに接続される形でソースとゲートとは夫々抵抗Ｒ１の各一端に接続される。さらに、可変インピーダンス素子Ａ’のドレイン−ソースは、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間においてフォトダイオードアレイＰＤ１と抵抗Ｒ１との直列回路と並列に接続される。
【００２４】
この構成によって、フォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力により抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧は可変インピーダンス素子Ａ’のソース−ゲート間に印加され、フォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力により可変インピーダンス素子Ａ’のドレイン−ソース間に発生する電圧はスイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間に印加される。したがって、外光の照度が規定値以下の期間に、可変インピーダンス素子Ａ’がオン状態になることにより、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間の電圧がしきい値電圧を下回るので、スイッチング素子ＳＷ１はオン状態になり照度センサ１の出力端間が導通する。
【００２５】
一方、ＭＯＳＦＥＴは、一般にソース−ゲート間の電圧がある範囲（以下「能動電圧」と称する）内にある期間に、能動領域におけるオン状態として動作する。能動電圧は、ＭＯＳＦＥＴの仕様によって異なり、耐圧が大きいＭＯＳＦＥＴにおいては比較的広い範囲であり、耐圧が小さいＭＯＳＦＥＴにおいては比較的狭い範囲である。スイッチング素子ＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２は、後述するように照度センサ１の出力端としてドレイン−ソース間に比較的大きな電圧が印加されることが多いので、耐圧が比較的大きく設定され能動電圧が広い。対して、可変インピーダンス素子Ａ’を構成するＭＯＳＦＥＴは、上述したようにドレイン−ソース間に比較的小さな電圧が印加されることが多いので、耐圧が比較的小さく設定され能動電圧がスイッチング素子ＳＷ１より狭い。要するに、可変インピーダンス素子Ａ’を能動領域におけるオン状態で動作させる外光の照度の範囲は、従来構成においてスイッチング素子ＳＷ１を能動領域におけるオン状態で動作させる外光の照度の範囲に比べて圧縮される（狭くなる）。
【００２６】
その結果、可変インピーダンス素子Ａ’のインピーダンスは外光の照度の変化に対して完全オンと完全オフとの２値間で急激に変化するので、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間の電圧は外光の照度の変化に対して急激に変化する。すなわち、スイッチング素子ＳＷ１を能動領域におけるオン状態にする外光の照度の範囲がほとんどなくなり、スイッチング素子ＳＷ１は近似的に完全オフと完全オンとの２値で動作する。
【００２７】
なお、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間の電圧は、フォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力によって発生するので、フォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力の大きさに応じて従来構成と同様に変化し、さらに、上述したインピーダンスの急激な変化に応じて変化する。
【００２８】
しかし、図５の構成の照度センサ１では、１つのフォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力によって、スイッチング素子ＳＷ１と可変インピーダンス素子Ａ’との両方が動作する。したがって、フォトダイオードアレイＰＤ１に合わせて、スイッチング素子ＳＷ１と可変インピーダンス素子Ａ’との両方が動作するように設計する必要があるので、スイッチング素子ＳＷ１または可変インピーダンス素子Ａ’の設計が制限されてしまう可能性がある。
【００２９】
なお、可変インピーダンス素子Ａ’がオフ状態からオン状態になると、抵抗Ｒ１を流れる電流が大きくなるので、抵抗Ｒ１の両端間の電圧が大きくなり、可変インピーダンス素子Ａ’がオフ状態に戻されることによって、照度センサ１にチャタリングが発生する可能性がある。
【００３０】
本発明は、上述した基本構成を改善した照度センサおよび照度センサを用いた負荷制御装置を提供するものである。
【００３１】
以下では本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３２】
（実施形態１）
本実施形態の照度センサ１は、図１に示すように、上述した基本構成において、フォトダイオードアレイＰＤ１とは別に外光の照度を検出するフォトダイオードアレイＰＤ２（副光起電力素子）を付加した。フォトダイオードアレイＰＤ２の生じる光起電力の大きさに応じて、可変インピーダンス回路Ａのインピーダンスがオン状態とオフ状態との２値間で変化する。可変インピーダンス回路Ａは、可変インピーダンス素子Ａ’（図５参照）と同様に、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間に接続される。
【００３３】
図１の構成の照度センサ１を、具体例で説明すると、図２に示すように、可変インピーダンス回路Ａは、ソース−ゲート間に制御用抵抗Ｒ２が接続されたデプレション型のＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング要素ＳＷ２で構成される。フォトダイオードアレイＰＤ２は、アノードがスイッチング要素ＳＷ２のソースに接続され、カソードがスイッチング要素ＳＷ２のゲートに接続される。なお、抵抗Ｒ１（図５参照）は省略されており、スイッチング要素ＳＷ２のドレイン−ソースはフォトダイオードアレイＰＤ１と並列に接続されている。
【００３４】
この構成によって、フォトダイオードアレイＰＤ２の生じる光起電力により制御用抵抗Ｒ２の両端間に発生する電圧は、スイッチング要素ＳＷ２のソース−ゲート間に印加される。また、フォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力によりスイッチング要素ＳＷ２のドレイン−ソース間に発生する電圧は、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間に印加される。したがって、外光の照度が規定値以下の期間に、スイッチング要素ＳＷ２はソース−ゲート間の電圧がしきい値電圧を下回るのでオン状態になる。さらに、スイッチング要素ＳＷ２がオン状態の期間に、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間の電圧がしきい値電圧を下回るので、スイッチング素子ＳＷ１はオン状態になり照度センサ１の出力端間が導通する。
【００３５】
ところで、上述したように、スイッチング素子ＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２は、耐圧が比較的大きく設定され能動電圧が広く、対して、スイッチング要素ＳＷ２を構成するＭＯＳＦＥＴは、耐圧が比較的小さく設定され能動電圧がスイッチング素子ＳＷ１より狭い。要するに、スイッチング要素ＳＷ２を能動領域におけるオン状態で動作させる外光の照度の範囲は、従来構成においてスイッチング素子ＳＷ１を能動領域におけるオン状態で動作させる外光の照度の範囲に比べて圧縮される（狭くなる）。
【００３６】
その結果、可変インピーダンス回路Ａのインピーダンスは外光の照度の変化に対して完全オンと完全オフとの２値間で急激に変化するので、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間の電圧は外光の照度の変化に対して急激に変化する。すなわち、本実施形態においては、図８に破線で示すように、スイッチング素子ＳＷ１を能動領域におけるオン状態で動作させる外光の照度の範囲（図中ｂ’）が、図８に実線で示す従来構成（図中ｂ）より圧縮されるので、スイッチング素子ＳＷ１は、近似的に完全オフ（図中ａ’）と完全オン（図中ｃ’）との２値で動作する。
【００３７】
なお、スイッチング素子ＳＷ１のソース−ゲート間の電圧は、フォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力によって発生するので、フォトダイオードアレイＰＤ１の生じる光起電力の大きさに応じて従来構成と同様に変化し、さらに、上述したインピーダンスの急激な変化に応じて変化する。
【００３８】
本実施形態の照度センサ１は、例えば、出力素子Ｑ３と組み合わされて図３に示すような負荷制御装置２を構成できる。出力素子Ｑ３は、例えば３端子双方向サイリスタ（トライアック）からなり、出力素子Ｑ３のＴ１端子とＴ２端子とが夫々電源３と負荷４との直列回路の両端に接続される。また、照度センサ１の出力端の一方は電源３と負荷４との直列回路の一端に接続され、他方は出力素子Ｑ３のゲート（制御端子）Ｇに接続される。
【００３９】
したがって、照度センサ１の出力端間が導通する期間に、出力素子Ｑ３のゲートに出力端間を通してトリガ信号（制御信号）が流入する。その際、上述したように、スイッチング素子ＳＷ１は完全オンであるので、電源３の出力電圧の瞬時値に関係することなく、トリガ信号により出力素子Ｑ３はトリガされ、出力素子Ｑ３のＴ１端子とＴ２端子との間が導通するので負荷４に電源供給される。
【００４０】
（実施形態２）
実施形態１は、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング要素ＳＷ２がオフ状態からオン状態に遷移する照度（以下「オン照度」と称する）と、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング要素ＳＷ２がオン状態からオフ状態に遷移する照度（以下「オフ照度」と称する）とが略同値（規定値）であったが、本実施形態では、オフ照度をオン照度より大きくするヒステリシス回路を備える。
【００４１】
図４に示すように、ヒステリシス回路Ｂは、外光の照度を検出する補助用フォトダイオードアレイＰＤ３（第１の補助光起電力素子）および補助用フォトダイオードアレイＰＤ４（第２の補助光起電力素子）と、補助用フォトダイオードアレイＰＤ３と直列に接続されるＭＯＳＦＥＴからなる補助スイッチング素子ＳＷ３とを備える。ヒステリシス回路Ｂは、補助用フォトダイオードアレイＰＤ３のカソードと補助用フォトダイオードアレイＰＤ４のカソードとを接続する形で、補助用フォトダイオードアレイＰＤ３と補助スイッチング素子ＳＷ３との直列回路と補助用フォトダイオードアレイＰＤ４とが並列に接続されて構成される。
【００４２】
ヒステリシス回路Ｂは、スイッチング要素ＳＷ２のソース−ゲート間において、フォトダイオードアレイＰＤ２と直列に接続される。また、補助スイッチング素子ＳＷ３は、ゲート−ソース間にスイッチング要素ＳＷ２が挿入されるとともに、ゲートがフォトダイオードアレイＰＤ１のアノードに接続され、ソースがフォトダイオードアレイＰＤ１のカソードに接続される。したがって、補助スイッチング素子ＳＷ３は、フォトダイオードアレイＰＤ１が光起電力を生じるとき、スイッチング要素ＳＷ２がオフの期間に、ゲート−ソース間の電圧がしきい値電圧以上になるのでオンになる。また、補助スイッチング素子ＳＷ３は、フォトダイオードアレイＰＤ１が光起電力を生じるとき、スイッチング要素ＳＷ２がオンの期間に、ゲート−ソース間の電圧がしきい値電圧を下回るのでオフに保持される。
【００４３】
この構成によって、スイッチング要素ＳＷ２のソース−ゲート間に印加される電圧を発生する光起電力（ここでは制御用抵抗Ｒ２を流れる電流の大きさに相当する）は、スイッチング要素ＳＷ２がオンの期間にはフォトダイオードアレイＰＤ２と補助用フォトダイオードアレイＰＤ４との夫々の生じる光起電力の和であるのに対して、スイッチング要素ＳＷ２がオフの期間にはさらに補助用フォトダイオードアレイＰＤ３の生じる光起電力が加算される。
【００４４】
結果的に、オフ照度はオン照度より大きくなるので、本実施形態の照度センサ１は、一旦出力端間がオンすれば、外光の照度が多少変動してもオフになりにくく、逆に、一旦出力端間がオフすれば、外光の照度が多少変動してもオンになりにくい。
【００４５】
なお、各補助用フォトダイオードアレイは、補助用フォトダイオードアレイＰＤ３の生じる光起電力が、補助用フォトダイオードアレイＰＤ４の生じる光起電力より大きくなるように設定されることが望ましい。夫々の生じる光起電力に大小の差異を設けるには、補助用フォトダイオードアレイＰＤ３を構成するフォトダイオードアレイ（図示せず）の個数を、補助用フォトダイオードアレイＰＤ４を構成するフォトダイオードの個数より多くすることにより、夫々の補助用フォトダイオードアレイの開放端電圧に大小の差異を設ければよい。また、補助用フォトダイオードアレイＰＤ３の受光面積を、補助用フォトダイオードアレイＰＤ４の受光面積より大きくすることにより、夫々の補助用フォトダイオードアレイが生じる電流に大小の差異を設けてもよい。他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、外光の照度の変化に応じて、スイッチング素子の一方の端子と制御端子との間のインピーダンスが２値的に変化するので、スイッチング素子を能動領域におけるオン状態にする外光の照度の範囲がほとんどなくなり、スイッチング素子を完全オフと完全オンとの２値で動作させることができる。しかも、スイッチング素子に用いる主光起電力素子とは別に副光起電力素子を設けているから、可変インピーダンス回路をスイッチング素子とは別に設計することができ、設計の自由度が高まる。
【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】同上の具体例を示す回路図である。
【図３】同上の使用例を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態２を示す回路図である。
【図５】本発明の基本構成を示す回路図である。
【図６】従来例を示す回路図である。
【図７】同上の動作説明図である。
【図８】同上と本発明の実施形態１とを比較する動作説明図である。
【符号の説明】
１  照度センサ
２  負荷制御装置
３  電源
４  負荷
Ａ  可変インピーダンス回路
Ｂ  ヒステリシス回路
Ｑ３  出力素子
Ｇ  制御端子
ＰＤ１、ＰＤ２  フォトダイオードアレイ
ＰＤ３、ＰＤ４  補助用フォトダイオードアレイ
ＳＷ１  スイッチング素子
ＳＷ２  スイッチング要素
ＳＷ３  補助スイッチング素子
Ｒ２  制御用抵抗
【図１】
2004354352.tif 000003
【図２】
2004354352.tif 000004
【図３】
2004354352.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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