(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の配列とされた複数の受光素子と該受光素子が底面に配置されると共に該受光素子を覆う略半球状の受光レンズとから成る測定モジュールと、前記測定モジュールの前記受光レンズと同芯とし、この測定モジュールを適宜の間隙をもって覆う一定肉厚の半球状とし且つ外面に粗面処理が施された反射防止部材とから成り、前記反射防止部材の球面半径は、ガウス散乱２０°相当以上の強度の粗面処理の場合、前記受光レンズの球面半径の２．５倍以上であり、ガウス散乱２０°相当より小さい軽微な粗面処理である場合、前記受光レンズの球面半径の２．５倍より小さいものであることを特徴とする日照センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用に設けられた空調装置を制御するときなどに用いられる日照センサに関するものであり、詳細には、太陽の仰角を測定し、例えば、車窓からの直射光が車内に射し込み乗員が暑さを感じると判断されるときには、空調装置の出力を上げるなど、一層に緻密な制御を行わせるために用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の日照センサ９０の構成の例を示すものが図５および図６であり、この日照センサ９０は４個が正方形に配置された受光素子９１（ａ〜ｄ）と、この受光素子９１（ａ〜ｄ）を覆う略半球状とした受光レンズ９２とから構成されている。
【０００３】
このときに、前記受光レンズ９２は、図中に矢印Ｈで示す前方の水平方向からの光が入射するときには、受光素子９１ｂ（および受光素子９１ｄ）の後端に光が到達するように形成されており、このようにすることで、この状態においては受光レンズ９２に入射した光のほとんどが受光素子９１ｂに達するものとなる。
【０００４】
そして、太陽の仰角が次第に増加していくと、受光素子９１ａに配布される光量も次第に増え、仰角が９０゜に達すると、受光素子９１ｂと受光素子９１ａとには同じ光量が配布されるものとなる。従って、受光素子９１ａの出力を受光素子９１ｂの出力で除すれば、得られる結果は略太陽の仰角に略  比例するものとなり、即ち、太陽の仰角が測定できるものとなる。尚、前記日照センサ９０の車両への装着に当たってはダッシュボード上など車室内で且つ太陽光を受けやすい場所が選択されることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の構成の日照センサ９０においては、前記受光レンズ９２が滑面で構成されているものであるので、太陽光の受光レンズ９２の面で反射する光が運転者などの視界に達して、例えば幻惑感を生じさせたり、或いは、注意力が散漫となるなど運転操作を阻害する問題点を生じている。
【０００６】
この問題の解決のためには、前記受光レンズ９２の表面にシボ加工など粗面処理を行い、反射光を拡散させる手段が提案されているが、この場合には、太陽の仰角に応じて前記受光レンズ９２が各受光素子９１に適宜な割合として光を配布する性能も低下して太陽仰角の測定が不正確となり、空調装置の制御精度が低下して乗員の快適性が損なわれるものとなり、適切な解決手段とはならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、所定の配列とされた複数の受光素子と該受光素子が底面に配置されると共に該受光素子を覆う略半球状の受光レンズとから成る測定モジュールと、前記測定モジュールの前記受光レンズと同芯とし、この測定モジュールを適宜の間隙をもって覆う一定肉厚の半球状とし且つ外面に粗面処理が施された反射防止部材とから成り、前記反射防止部材の球面半径は、ガウス散乱２０°相当以上の強度の粗面処理の場合、前記受光レンズの球面半径の２．５倍以上であり、ガウス散乱２０°相当より小さい軽微な粗面処理である場合、前記受光レンズの球面半径の２．５倍より小さいものであることを特徴とする日照センサを提供することで、太陽仰角の測定精度を損なうことなく乗員に対する受光レンズによる反射光も低減させて課題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に符号１で示すものは本発明に係る日照センサであり、この日照センサ１は太陽の仰角、車両に対する方位角を測定し、一層に車内状況に合わせた空調装置の制御を行うために車両に取付けられるものである点は従来例のものと同様である。
【０００９】
また、上記太陽の仰角、方位角を測定するための構成としては、例えば４個など複数の受光素子２（ａ〜ｄ）と、これら受光素子２（ａ〜ｄ）を覆う１個の略半球状の受光レンズ３とを基本とするが、前記受光レンズ３は、例えばメニスカスレンズ状などとしても良いものである。尚、ここでの説明は従来例と同様に４個の受光素子２（ａ〜ｄ）と、１個の略半球状の受光レンズ３とから成るものとして行う。
【００１０】
ここで、本発明では上記受光素子２（ａ〜ｄ）と受光レンズ３とに加えて、この受光レンズ３を略半球状に覆う反射防止部材４を設け、この反射防止部材４の外表面である凸球面４ａにシボ加工などの粗面処理４ｂを行うことで、乗員に対する幻惑の発生を防止すると共に、粗面処理４ｂを行ったことによる測定精度の低下を防ぐものとしている。
【００１１】
前記反射防止部材４は、前記受光レンズ３と同等、若しくは、より高い屈折率を有する樹脂部材など透明部材を使用して形成されるものであり、前記受光レンズ３が半球状である場合には、反射防止部材４の凸球面４ａも前記受光レンズ３と同じ位置に中心Ｐを有する同芯の半球状とされている。
【００１２】
また、前記反射防止部材４は内面が凹球面４ｃとされ、この凹球面４ｃも前記凸球面４ａと同じ位置に中心Ｐを有するものとされ、従って、反射防止部材４は一定の肉厚ｔを有する中空のドーム状となり、前記受光レンズ３との間には、一定間隔を有する空気層５が存在するものとなっている。
【００１３】
図３は、前記反射防止部材４の作用を示す図であり、前記反射防止部材４の凸球面４ａには、上記にも説明したように粗面処理４ｂが施されているので、例えば仰角９０゜の方向Ｔから、この反射防止部材４に入射する太陽光（平行光線）は上記粗面処理４ｂにより拡散が行われるものとなる。
【００１４】
尚、前記粗面処理４ｂは施される強さにより、透過する光の拡散の度合い（拡散角）は様々に変化するものであるが、ここでは、上記の拡散の度合いは、光の進行方向に対して正規分布で光量が拡散し、光量が６０．６％に低下する偏角をもって拡散角とするガウス拡散が行われ、そして、この実施形態では拡散角は防幻作用として必要充分な機能が得られるガウス拡散２０゜であるとして説明を行う。
【００１５】
以上の構成としたことで、前記した仰角９０゜の方向Ｔから反射防止部材４に入射する太陽光は、前記凸球面４ａに施された粗面処理４ｂにより、ガウス拡散角２０゜として拡散され、この状態で出射面である凹球面４ｃに達するものとなる。
【００１６】
そして、前記凹球面４ｃに達した光は、この凹球面４ｃにより方向Ｔからの偏角が大きい角度の光ほど強く屈折が行われて、凹球面４ｃ内部の空気層５中に放射される。但し、このときに前記反射防止部材４が形成された部材の臨界角以上に前記粗面処理４ｂにより偏角を与えられた光は、凹球面４ｃと空気層５との境界面で反射防止部材４内に向かう内面反射が行われるものとなる。
【００１７】
以上の作用により、前記受光レンズ３に到達する光は、前記粗面処理４ｂにより、例えばガウス拡散２０゜として拡散が行われた光の内の、拡散角が狭い範囲のものに限定されるものとなり、これにより、軽微な粗面処理４ｂが行われている場合の状態と同じ結果が得られ、即ち、太陽仰角を測定するときの精度の低下が減じられるものとなる。
【００１８】
ここで、前記受光レンズ３の球面半径ｒ１と、反射防止部材４の球面半径ｒ２との関係に対して説明を行えば、上記の説明からも明らかなように、前記反射防止部材４の球面半径ｒ２が大きいほど、受光レンズ３には狭い拡散角の光、言い換えれば平行光線に近い光が入射するものとなり、測定精度の低下は少ないものとすることが可能となる。
【００１９】
従って、前記粗面処理４ｂに強度のものが要求されるときには、（反射防止部材４の球面半径ｒ２＞＞受光レンズ３の球面半径ｒ１）として構成すれば良く、同様に粗面処理４ｂが軽微である場合には、反射防止部材４の球面半径ｒ２は小さくすることが可能である。
【００２０】
ちなみに、本発明者のこの発明を成すための試作、検討の結果では、粗面処理４ｂの施される強度が、ガウス拡散２０゜相当の場合には、反射防止部材４の球面半径ｒ２は、受光レンズ３の球面半径ｒ１の２．５倍以上で好結果を得られるものであることが確認された。
【００２１】
図４は、本発明による反射防止部材４を設けたときの仰角測定特性Ｓを、従来例で説明した受光レンズに直接に粗面処理を行ったときの仰角測定特性Ｑとの比較で示すものであり、グラフは、仰角が変化したときの受光素子２ｂと受光素子２ａ（従来例においては受光素子９１ｂと受光素子９１ａ）との出力比で示してある。尚、両者に施された粗面処理は何れも同じガウス拡散２０゜相当の強度である。
【００２２】
図からも明らかなように受光レンズに直接に粗面処理を行ったときの仰角測定特性Ｑでは、太陽仰角が０゜から９０゜まで変化したときの出力比が略０．６：１であったのに対し、反射防止部材４を設けたときの仰角測定特性Ｓでは略０．４：１まで、言い換えれば、１．５倍から２．５倍へと出力比が向上し、仰角角度あたりの変化量が増えている。
【００２３】
ここで、上記の仰角測定特性Ｓについて考察してみると、上記の出力比０．４：１の数値は、受光素子２（ａ〜ｄ）と受光レンズ３とのみによる仰角測定特性で得られる数値と極めて近似するものであり、しかも、仰角０゜から９０゜に至る途中の角度における数値も極めて良く一致している。
【００２４】
このことは、本発明により、新たに反射防止部材４を設け、その外表面（凸球面４ａ）に粗面処理４ｂを施す構成としたことで、太陽仰角の測定精度に実質的な低下を及ぼすことなく、日照センサ１の外表面に粗面処理を施すことを可能とするものであり、これにより、従来は相反する要素であった測定精度と防幻性能とを共に向上させるものとなる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、所定の配列とされた複数の受光素子と該受光素子が底面に配置されると共に該受光素子を覆う略半球状の受光レンズとから成る測定モジュールと、前記測定モジュールの前記受光レンズと同芯とし、この測定モジュールを適宜の間隙をもって覆う一定肉厚の半球状とし且つ外面に粗面処理が施された反射防止部材とから成り、前記反射防止部材の球面半径は、ガウス散乱２０°相当以上の強度の粗面処理の場合、前記受光レンズの球面半径の２．５倍以上であり、ガウス散乱２０°相当より小さい軽微な粗面処理である場合、前記受光レンズの球面半径の２．５倍より小さいものである日照センサとしたことで、実質的な測定精度に影響を与えることなく、粗面処理が可能なものとして、運転者に幻惑感などを生じないものとし、この種の日照センサの性能向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る日照センサの実施形態を示す平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】  本発明に係る日照センサの作用を要部で示す説明図である。
【図４】  本発明に係る日照センサの仰角測定特性を従来例との比較で示すグラフである。
【図５】  従来例を示す平面図である。
【図６】  図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１……日照センサ
２（ａ〜ｄ）……受光素子
３……受光レンズ
４……反射防止部材
４ａ……凸球面
４ｂ……粗面処理
４ｃ……凹球面
【図１】
0004945030.tif 000002
【図２】
0004945030.tif 000003
【図３】
0004945030.tif 000004
【図４】
0004945030.tif 000005
【図５】
0004945030.tif 000006
【図６】
0004945030.tif 000007