(57)【要約】【課題】フィルタに対する視認方向にかかわらず発光ダイオードの光が均一に見えるようにすることができるライトセンサを提供する。【解決手段】フィルタ１４０は、内表面１４２及び外表面１４３の両方にシボ加工が施されている。そして、フィルタ１４０の内表面１４２では、当該内表面１４２の内側領域１４４におけるシボ加工の粗さが、内側領域１４４の周囲を囲む周辺領域１４５におけるシボ加工の粗さよりも粗くなっている。同様に、フィルタ１４０の外表面１４３では、当該外表面１４３の内側領域１４６におけるシボ加工の粗さが、内側領域１４６の周囲を囲む周辺領域１４７におけるシボ加工の粗さよりも粗くなっている。これにより、フィルタ１４０の各表面１４２、１４３の内側領域１４４、１４６は周辺領域１４５、１４７よりも発光ダイオード１３０の光が散乱しにくくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座部（１１１）を有するホルダ（１１０）と、
前記台座部（１１１）に配置されており、光の強度を検出する受光部（１２１）を有し、前記受光部（１２１）が受光した外光の強度に基づいてセンサ信号を取得するセンサチップ（１２０）と、
前記台座部（１１１）に配置されており、発光指令に従って発光する発光ダイオード（１３０）と、
半球殻状であり、前記受光部（１２１）に外光を集光するレンズ部（１４１）を有し、前記台座部（１１１）を覆うように前記ホルダ（１１０）に組み付けられたフィルタ（１４０）と、
を備え、
前記フィルタ（１４０）は、前記ホルダ（１１０）側の内表面（１４２）及び前記内表面（１４２）とは反対側の外表面（１４３）のうちのいずれか一方または両方にシボ加工が施されていると共に、前記内表面（１４２）及び前記外表面（１４３）のうち前記シボ加工が施された面（１４２、１４３）の内側領域（１４４、１４６）における前記シボ加工の粗さが前記内側領域（１４４、１４６）を囲む周辺領域（１４５、１４７）における前記シボ加工の粗さよりも粗くなっていることを特徴とするライトセンサ。
【請求項２】
前記センサチップ（１２０）は、前記受光部（１２１）の全体を覆うように設けられており、前記フィルタ（１４０）の前記内側領域（１４４、１４６）及び前記周辺領域（１４５、１４７）を介して前記受光部（１２１）に入射する前記外光を散乱させて前記受光部（１２１）に導くゲル状樹脂（１２２）を有していることを特徴とする請求項１に記載のライトセンサ。
【請求項３】
前記内側領域（１４４、１４６）は、前記フィルタ（１４０）を前記ホルダ（１１０）の前記台座部（１１１）側に見たときの中心に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のライトセンサ。
【請求項４】
前記レンズ部（１４１）が車両の前方に位置するように前記車両に搭載されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のライトセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えたライトセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、受光部が形成されたセンサチップを備えたライトセンサが、例えば特許文献１で提案されている。また、センサチップはセンサハウジングに搭載されていると共に、センサハウジングに取り付けられたフィルタで覆われた構成が提案されている。
【０００３】
フィルタはセンサチップを覆うカバーとしての役割を果たすものである。このようなフィルタは、内周面の中央部に形成された凹部を有している。この凹部によってフィルタの厚みに差が生じるので、フィルタへの入射光がセンサチップの受光部に集光される。すなわち、フィルタはレンズとして機能するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６０４３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、センサハウジングに発光ダイオード（ＬＥＤ）を搭載する構成が考えられる。発光ダイオードの光は、フィルタを透過して外部に出射される。これにより、発光ダイオードの光が視認されるので、ライトセンサをインジケータとして利用することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、フィルタの厚みは外光がセンサチップに集光するように調整されているので、フィルタの厚みの差によって発光ダイオードの光の強弱が発生してしまう。そこで、フィルタの表面に均一なシボ加工を施すことが考えられるが、フィルタに対する視認方向によって発光ダイオードの発光径、発光位置、発光点数が異なって見えてしまうという問題がある。すなわち、フィルタに対する視認方向によって発光ダイオードの光の見栄えが異なってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑み、フィルタに対する視認方向にかかわらず発光ダイオードの光が均一に見えるようにすることができるライトセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、台座部（１１１）を有するホルダ（１１０）を備えている。また、台座部（１１１）に配置されており、光の強度を検出する受光部（１２１）を有し、受光部（１２１）が受光した外光の強度に基づいてセンサ信号を取得するセンサチップ（１２０）を備えている。
【０００９】
さらに、台座部（１１１）に配置されており、発光指令に従って発光する発光ダイオード（１３０）を備え、半球殻状であり、受光部（１２１）に外光を集光するレンズ部（１４１）を有し、台座部（１１１）を覆うようにホルダ（１１０）に組み付けられたフィルタ（１４０）を備えている。
【００１０】
そして、フィルタ（１４０）は、ホルダ（１１０）側の内表面（１４２）及び内表面（１４２）とは反対側の外表面（１４３）のうちのいずれか一方または両方にシボ加工が施されていると共に、内表面（１４２）及び外表面（１４３）のうちシボ加工が施された面（１４２、１４３）の内側領域（１４４、１４６）におけるシボ加工の粗さが内側領域（１４４、１４６）を囲む周辺領域（１４５、１４７）におけるシボ加工の粗さよりも粗くなっていることを特徴とする。
【００１１】
これによると、フィルタ（１４０）の各表面（１４２、１４３）のうちの周辺領域（１４５、１４７）よりも内側領域（１４４、１４６）における光の散乱が小さいので、周辺領域（１４５、１４７）よりも内側領域（１４４、１４６）における光の強度を大きくすることができる。すなわち、内側領域（１４４、１４６）と周辺領域（１４５、１４７）との光のコントラストを大きくすることができる。したがって、フィルタ（１４０）に対する視認方向にかかわらず発光ダイオード（１３０）の光が均一に見えるようにすることができる。
【００１２】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るライトセンサの断面図である。
【図２】フィルタを台座側に見た平面図である。
【図３】（ａ）は細かいシボ加工が施された周辺領域での光の散乱を示した模式図であり、（ｂ）は粗いシボ加工が施された内側領域での光の散乱を示した模式図である。
【図４】発光ダイオードの光の強度の違いを模式的に示した平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るライトセンサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係るライトセンサは、例えば車両に搭載されると共に、自動車のテールライトやヘッドライトの自動点消灯、カーエアコンの制御等に利用される日射センサとして用いられるものである。
【００１６】
図１に示されるように、ライトセンサ１００は、ホルダ１１０、センサチップ１２０、発光ダイオード１３０、及びフィルタ１４０を備えて構成されている。
【００１７】
ホルダ１１０は、センサチップ１２０及び発光ダイオード１３０、その他の配線等を収容するための柱状の部品である。ホルダ１１０は、例えば樹脂材料がモールド成形されて構成されている。ホルダ１１０には外部との電気的な接続を行うための図示しないターミナルがインサート成形されている。
【００１８】
また、ホルダ１１０は、台座部１１１を有している。台座部１１１は、ホルダ１１０の端部に設けられた平面状の部分であり、センサチップ１２０や発光ダイオード１３０が実装された部分である。台座部１１１は階段状であったり、凹部が形成されていたり、必要に応じて形状の変更が可能である。
【００１９】
一方、ホルダ１１０のうち台座部１１１とは反対側がコネクタ状に形成されている。そして、ホルダ１１０のコネクタ部分が車両の固定対象に固定されると共に、ハーネスを介してＥＣＵ（Electrical Control Unit）に電気的に接続される。
【００２０】
センサチップ１２０は、板状のＩＣチップとして構成されたものであり、ホルダ１１０の台座部１１１に配置されている。センサチップ１２０の特性を確保するため、センサチップ１２０は、ホルダ１１０の台座部１１１の設置面においてホルダ１１０の中心（中心軸上）に位置するように台座部１１１に固定されている。また、センサチップ１２０は、受光した光の強度を検出する受光部１２１を有している。受光部１２１は、フォトダイオードとして構成されている。
【００２１】
具体的には、センサチップ１２０は例えばｎ型シリコン基板で構成されており、このｎ型シリコン基板の表層部にｐ型領域が形成されている。また、ｎ型シリコン基板の裏面にはカソード電極が形成されていると共に、各ｐ型領域には図示しないアノード電極が設けられている。ｐ型領域に外光が当たると受光量に応じた電気信号が出力される。したがって、受光部１２１は、外光の強度を電気信号として出力する。なお、フォトダイオードの構造は上記に限られず、他の構造が採用されても良い。
【００２２】
また、センサチップ１２０は、受光部１２１の電気信号を処理する制御回路部を有している。制御回路部は、受光部１２１から電気信号を取得し、当該電気信号に所定の信号処理を行うことでセンサ信号を取得する。制御回路部は、このセンサ信号を外部のＥＣＵに出力する。これにより、外部のＥＣＵはセンサ信号に基づいてエアコン制御等を行う。
【００２３】
さらに、制御回路部は、外部のＥＣＵから発光指令を入力すると共に当該発光指令に従って発光ダイオード１３０を発光させる機能を有している。なお、制御回路部は、センサチップ１２０とは別の半導体チップに形成されていても良い。別の半導体チップはセンサチップ１２０と積層されていても良いし、センサチップ１２０の隣に配置されていても良い。また、発光ダイオード１３０の発光指令は、外部のＥＣＵがセンサチップ１２０を介さずに発光ダイオード１３０にターミナルや配線等を介して直接入力しても良い。
【００２４】
発光ダイオード１３０は、センサチップ１２０の制御回路部に駆動されることで発光する発光素子である。すなわち、発光ダイオード１３０は外部のＥＣＵの発光指令に従って発光する。発光ダイオード１３０はセキュリティインジケータとしての役割を果たす。
【００２５】
また、発光ダイオード１３０は、ホルダ１１０の台座部１１１に配置されている。本実施形態では、発光ダイオード１３０はセンサチップ１２０から離間すると共にセンサチップ１２０に対して車両の後方側に配置されている。
【００２６】
そして、発光ダイオード１３０は、可視光等の幅広い波長の光を照射できるように構成されている。もちろん、発光ダイオード１３０は単色を発光するように構成されていても良い。発光ダイオード１３０は例えば図示しないボンディングワイヤでセンサチップ１２０に設けられた図示しないパッドに電気的に接続されている。当該パッドは制御回路部に接続されている。
【００２７】
フィルタ１４０は、半球殻状のカバーである。フィルタ１４０は、ホルダ１１０の台座部１１１を覆うようにホルダ１１０に嵌合爪構造によって組み付けられている。このようなフィルタ１４０は、レンズ部１４１を有している。本実施形態では、フィルタ１４０のうち車両の進行方向側がレンズ部１４１として構成されている。そして、レンズ部１４１が車両の前方すなわち車両進行側に位置するようにライトセンサ１００が車両に搭載される。
【００２８】
レンズ部１４１は、センサチップ１２０の受光部１２１に外光を集光するように構成されている。具体的には、レンズ部１４１のうちセンサチップ１２０の上方に対応した部分が薄く形成され、レンズ部１４１のうちホルダ１１０側の部分が厚く形成されている。このように、レンズ部１４１は肉厚部と肉薄部によってレンズ状に構成されているので、車両前方及び車両上方からの外光をセンサチップ１２０の受光部１２１に集光することが可能になっている。
【００２９】
また、フィルタ１４０は、ホルダ１１０側の内表面１４２及び内表面１４２とは反対側の外表面１４３の両方にシボ加工が施されている。そして、シボ加工が施されたフィルタ１４０の内表面１４２において、当該内表面１４２の内側領域１４４におけるシボ加工の粗さが、内側領域１４４の周囲を囲む周辺領域１４５におけるシボ加工の粗さよりも粗くなっている。同様に、シボ加工が施されたフィルタ１４０の外表面１４３において、当該外表面１４３の内側領域１４６におけるシボ加工の粗さが、内側領域１４６の周囲を囲む周辺領域１４７におけるシボ加工の粗さよりも粗くなっている。
【００３０】
このように、フィルタ１４０の各表面１４２、１４３の内側と外側とでシボ加工の粗さが異なるので、発光ダイオード１３０の光が内側領域１４４、１４６では周辺領域１４５、１４７よりも散乱されにくくなる。
【００３１】
さらに、図２に示されるように、フィルタ１４０の外表面１４３の内側領域１４６は、フィルタ１４０をホルダ１１０の台座部１１１側に見たときの中心（中心軸上）に位置するように設けられている。図示しないが、フィルタ１４０の内表面１４２の内側領域１４４についても同様に、フィルタ１４０をホルダ１１０の台座部１１１側に見たときの中心に位置するように設けられている。以上が、本実施形態に係るライトセンサ１００の全体構成である。
【００３２】
次に、フィルタ１４０に施されたシボ加工の粗さの違いの作用効果について説明する。まず、図３（ａ）に示されるように、フィルタ１４０の各表面１４２、１４３の周辺領域１４５、１４７は内側領域１４４、１４６よりも細かくシボ加工が施されているので、外光は散乱しやすくなる。つまり、発光ダイオード１３０の光の強度は小さくなる。一方、図３（ｂ）に示されるように、フィルタ１４０の各表面１４２、１４３の内側領域１４４、１４６は周辺領域１４５、１４７よりも粗くシボ加工が施されているので、発光ダイオード１３０の光は散乱しにくくなる。
【００３３】
このため、図４に示されるように、フィルタ１４０の外表面１４３から発せられる発光ダイオードの光の強度は、周辺領域１４７よりも内側領域１４６のほうが相対的に大きくなる。すなわち、フィルタ１４０の外表面１４３における内側領域１４６と周辺領域１４７との光のコントラストが大きくなる。周辺領域１４７のシボ加工は内側領域１４６よりも非常に細かいので、発光ダイオード１３０の指向性のある光は周辺領域１４７で散乱して非常に弱い光となる。
【００３４】
なお、図４では、発光ダイオード１３０の光の強度が大きい領域を細かいハッチングで示し、発光ダイオード１３０の光の強度が小さい領域を粗いハッチングで示している。
【００３５】
以上のように、フィルタ１４０の外表面１４３の内側領域１４６の光強度が大きくなるので、フィルタ１４０に対する視認方向にかかわらず発光ダイオード１３０の光が均一に見えるようにすることができる。
【００３６】
また、フィルタ１４０の各表面１４２、１４３の内側領域１４４、１４６はフィルタ１４０を台座部１１１に見たときに中心に位置しているので、ライトセンサ１００の全周からの視認性すなわち発光ダイオード１３０の光の見栄えを良くすることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図５に示されるように、センサチップ１２０はゲル状樹脂１２２を有している。ゲル状樹脂１２２は、受光部１２１の全体を覆うように設けられている。ゲル状樹脂１２２は、フィルタ１４０の各表面１４２、１４３の内側領域１４４、１４６及び周辺領域１４５、１４７を介して受光部１２１に入射する外光を散乱させて受光部１２１に導く役割を果たす。
【００３８】
ゲル状樹脂１２２として、例えばシリコーンゲルが採用される。その他、白色や半透明のゲル状樹脂１２２が用いられても良い。つまり、ゲル状樹脂１２２に入射した外光を散乱させることができるゲル状の材料であれば良い。
【００３９】
以上の構成によると、フィルタ１４０の各表面１４２、１４３の内側領域１４４、１４６及び周辺領域１４５、１４７を通過した不均一な強度の外光がゲル状樹脂１２２によって均一に散乱させられるので、受光部１２１に入射する外光の強度を均一にすることができる。
【００４０】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示されたライトセンサ１００の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、ライトセンサ１００は、車載用に限られない。
【００４１】
また、上記各実施形態では、シボ加工の粗さは内側領域１４４、１４６と周辺領域１４５、１４７との２段階で変化していたが、例えば３段階やそれ以上で段階的または連続的に変化していても良い。つまり、上記各実施形態のようにシボ加工の粗さを２段階とすることでフィルタ１４０に対する視認方向にかかわらず発光ダイオード１３０の光が均一に見えるようになるので、シボ加工の粗さを３段階以上または連続的な変化としても同様の効果が得られる。
【００４２】
上記各実施形態では、フィルタ１４０の内表面１４２及び外表面１４３の両方でシボ加工の粗さを変化させていたが、これは一例である。例えば、フィルタ１４０の内表面１４２はシボ加工が施されず、外表面１４３の内側領域１４６と周辺領域１４７とでシボ加工の粗さを変化させても良い。逆に、フィルタ１４０の外表面１４３はシボ加工が施されず、内表面１４２の内側領域１４４と周辺領域１４５とでシボ加工の粗さを変化させても良い。
【００４３】
上記各実施形態では、内側領域１４４、１４６はフィルタ１４０をホルダ１１０の台座部１１１側に見たときの中心に位置するように設けられていたが、これは内側領域１４４、１４６の配置の一例であり、中心位置でなくても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１１０          ホルダ
１２０          センサチップ
１２１          受光部
１３０          発光ダイオード
１４０          フィルタ
１４１          レンズ部
１４２          内表面
１４３          外表面
１４４、１４６  内側領域
１４５、１４７  周辺領域
【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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