移動体用光センサ装置
【課題】日射センサ、及び照度センサの要求する機能が満たされ、且つ日射センサと照度センサとが一体化された移動体用光センサ装置を提供する。
【解決手段】少なくとも３つの受光素子と、該受光素子の直上に配置された、光を屈折する屈折部と、を有する移動体用光センサ装置であって、該屈折部における光が入射する入射面が、少なくとも３つの傾斜面に分割されており、傾斜面が、第１傾斜面と、第２傾斜面と、第３傾斜面と、を含む構成となっている。そして、第１傾斜面と受光面の全面が対向する受光素子の受光範囲が、第１傾斜面によって前方向に限定され、第２傾斜面と受光面の全面が対向する対向する受光素子の受光範囲が、第２傾斜面によって左上方向に限定され、第３傾斜面と受光面の全面が対向する受光素子の受光範囲が、第３傾斜面によって右上方向に限定されている。
【解決手段】少なくとも３つの受光素子と、該受光素子の直上に配置された、光を屈折する屈折部と、を有する移動体用光センサ装置であって、該屈折部における光が入射する入射面が、少なくとも３つの傾斜面に分割されており、傾斜面が、第１傾斜面と、第２傾斜面と、第３傾斜面と、を含む構成となっている。そして、第１傾斜面と受光面の全面が対向する受光素子の受光範囲が、第１傾斜面によって前方向に限定され、第２傾斜面と受光面の全面が対向する対向する受光素子の受光範囲が、第２傾斜面によって左上方向に限定され、第３傾斜面と受光面の全面が対向する受光素子の受光範囲が、第３傾斜面によって右上方向に限定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子を有する移動体用光センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、受光素子を有する複数のセンサが１つの基板上に搭載されてなる複合センサ（移動体用光センサ装置）が提案されている。特許文献１の図１（ｂ）には、基板上に、日射センサとオートライトセンサ（照度センサ）とが一体化された日射センサ／照度センサが搭載されていることが簡略的に図示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４１３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１には、日射センサと照度センサとを一体的に構成するための具体的な説明が一切記載されておらず、日射センサと、照度センサとが要求する機能を満たす構成となっているか否かは不明である。
【０００５】
日射センサの場合、太陽が車両の左上方向に位置するか、それとも右上方向に位置するかを検出する機能が要求される。例えば、車両の左上方向から太陽の光が照射される場合、車両温度が一定であるにも関わらず、直射日光のために、車両の左側に乗っている人の体感温度が、車両の右側に乗っている人の体感温度と比べて上昇する。このような場合、車両の左側に設置されたエアコンの設定温度を、車両の右側に設置されたエアコンの設定温度よりも下げることで、乗車している人の体感温度が一定となるように調整することが要求される。上記したようにエアコンの設定温度を自動調整するためには、日射センサに、太陽が車両の左上方向に位置するか、それとも右上方向に位置するかを検出する機能が要求される。
【０００６】
これに対し、照度センサは、車両の周囲の照度と、車両前方の照度とを検出する機能が要求される。例えば、車両が、昼間においてトンネルに入る状況下にある場合、車両の周囲の照度が明るいにも関わらず、車両の前方向の照度が暗いため、ライトの点灯が要求される。また、車両が、昼間においてトンネルから抜ける状況下にある場合、車両の周囲の照度が暗いにも関わらず、車両の前方向の照度が明るいため、ライトの消灯が要求される。更に例示すれば、車両が架橋下を通過する場合、車両の周囲の照度が一時的に暗くなるが、車両の周囲の照度が直ぐに明るくなるために、ライトの点灯が不要であることを判断することが要求される。上記したようにライトの駆動を自動制御するためには、照度センサに、車両の周囲の照度と、車両の前方向の照度とを検出する機能が要求される。
【０００７】
以上、示したように、日射センサ、及び照度センサそれぞれが要求する機能が異なり、且つ各センサの要求する機能を満たす構成が特許文献１には記載がないために、特許文献１の移動体用光センサ装置は、日射センサ、及び照度センサが要求する機能を満たし、且つ日射センサと照度センサとが一体的に構成された移動体用光センサ装置となっているとは言えない。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、日射センサ、及び照度センサの要求する機能が満たされ、且つ日射センサと照度センサとが一体化された移動体用光センサ装置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】
【０００９】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも３つの受光素子と、該受光素子の上方に配置された、光を屈折する屈折部と、を有する移動体用光センサ装置であって、該屈折部における光が入射する入射面が、少なくとも３つの傾斜面に分割され、各傾斜面に対して、少なくとも１つの受光素子の受光面全面が対向しており、傾斜面として、移動体に設置された状態で、移動体の進行方向である前方向に面した第１垂直面に投影された面積が、他の傾斜面における第１垂直面に投影された面積よりも大きい第１傾斜面と、移動体の左上方向に面した第２垂直面に投影された面積が、他の傾斜面における第２垂直面に投影された面積よりも大きい第２傾斜面と、移動体の右上方向に面した第３垂直面に投影された面積が、他の傾斜面における第３垂直面に投影された面積よりも大きい第３傾斜面と、を含むことを特徴する。
【００１０】
このように本発明によれば、移動体用光センサ装置が移動体に設置された状態において、光が入射する入射面の少なくとも一部が、前方向に沿う光の入射面積が最も大きい第１傾斜面と、左上方向に沿う光の入射面積が最も大きい第２傾斜面と、右上方向に沿う光の入射面積が最も大きい第３傾斜面と、に分割されている。したがって、第１傾斜面と対向する受光素子（以下、第１受光素子と示す）が、主として前方向に沿う光を受光し、第２傾斜面と対向する受光素子（以下、第２受光素子と示す）が、主として左上方向に沿う光を受光し、第３傾斜面と対向する受光素子（以下、第３受光素子と示す）が、主として右上方向に沿う光を受光する構成となっている。すなわち、第１受光素子の受光範囲が主として前方向に限定され、第２受光素子の受光範囲が主として左上方向に限定され、第３受光素子の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっている。
【００１１】
このように、各受光素子の指向性が異なる角度に設定されるので、各受光素子の出力信号、及び各受光素子の指向角（前方向、左上方向、右上方向）に基づいて計算することで、日射量、日射仰角、及び日射方位角を求めることができる。したがって、本発明に係る移動体用光センサ装置は、日射センサに要求される機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００１２】
また、上記した構成により、第１受光素子によって移動体の前方向の照度を検出し、第２受光素子、及び第３受光素子によって、移動体の上方の照度（移動体の周囲の照度）を検出することができる。第２受光素子は左上方向に沿う光を受光し、第３受光素子は右上方向に沿う光を受光するので、第２受光素子の出力信号と第３受光素子の出力信号とを合成することで、上方向の照度を検出することができる。これにより、本発明に係る移動体用光センサ装置は、照度センサに要求される移動体の周囲の照度、及び移動体の前方の照度を検出する機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００１３】
以上から、本発明に係る移動体用光センサ装置は、日射センサ、及び照度センサの要求する機能が満たされ、且つ日射センサと照度センサとが一体化された移動体用光センサ装置となっている。
【００１４】
屈折部としては、例えば請求項２に記載のように、プリズムを採用することができる。また、屈折部としては、例えば請求項３に記載のように、傾斜面それぞれに、のこぎり状の溝が複数形成されたフレネルレンズを採用することもできる。
【００１５】
プリズムの屈折角度は、プリズム全体の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部としてプリズムを採用した場合、傾斜角度（屈折角度）を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくてはならない。これに対して、フレネルレンズの屈折角度は、溝の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部としてフレネルレンズを採用した場合、屈折角度を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくとも良い。以上により、屈折部としてフレネルレンズを採用した場合、屈折部としてプリズムを採用した場合と比べて、屈折部の厚さを薄くすることができる。したがって、移動体用光センサ装置の体格を小さくすることができる。
【００１６】
請求項４に記載のように、受光素子は半導体基板の同一平面に形成され、屈折部は透明性を有する樹脂によって形成されており、半導体基板はリードフレームに実装され、リードフレームと半導体基板とは、屈折部を形成する樹脂によって、一体的にモールドされた構成が良い。これによれば、受光素子と屈折部とが離間された移動体用光センサ装置と比べて、離間した距離の分、移動体用光センサ装置の体格を小さくすることができる。また、受光素子と屈折部とが離間された移動体用光センサ装置とは異なり、受光素子と屈折部との相対的な位置が変化することを抑制することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様なので、その記載を省略する。
【００１８】
請求項６に記載のように、移動体のウインドシールドにパルス状の光を照射する照射部を有し、受光素子は、ウインドシールドによって反射されたパルス状の光を受光する構成が好ましい。
【００１９】
照射部から照射されるパルス状の光は、照射部から放射状に照射される。この放射状に照射されたパルス状の光は、移動体のウインドシールドに入射し、その入射角度によって、ある光はウインドシールドを透過し、ある光はウインドシールドにて反射される。そして、反射されたパルス状の光の一部が受光素子に入射する。上記したように、パルス状の光は、照射部から放射状に照射されるので、ウインドシールドにおける、ウインドシールドにて反射され、受光素子に入射する光の領域は、ある程度の幅を持つこととなる。以下、このような領域を反射領域として、請求項６に記載の発明の作用効果を説明する。
【００２０】
反射領域に雨滴が付着していない場合、反射領域に入射したパルス状の光、全てがウインドシールドにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子に入射する。このような場合、受光素子に入射するパルス状の光の入射量が最大となる。
【００２１】
上記した場合とは異なり、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着した領域に入射したパルス状の光は、ガラスによって形成されたウインドシールドの屈折率と雨滴の屈折率とが近い値を有しているために、ウインドシールドと雨滴とを介して外部に透過する。もちろん、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着していない領域に入射したパルス状の光は、ウインドシールドにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子に入射する。したがって、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、受光素子に入射するパルス状の光の入射量が、反射領域に雨滴が付着していない場合と比べて低減する。このように、雨滴の有無によって、受光素子へ入射するパルス状の光の入射量が変動するので、パルス状の光による受光素子の出力信号の変動を判別することで、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。すなわち、雨が降っているか否かを判別することができる。
【００２２】
なお、パルス状の光による受光素子の出力信号の変動は、照射部の出力信号を微分することで、判別することができる。照射部の光はパルス状であり、太陽光や街灯などは連続した光である。したがって、照射部の出力信号を微分することで、太陽光や街灯などの連続した光成分を除去して、パルス状の光成分のみを抽出することができる。この抽出したパルス状の光成分の振幅の増減により、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。
【００２３】
もちろん、反射領域に付着する雨滴の量が増大すると、受光素子に入射するパルス状の光の入射量が低減する。したがって、パルス状の光による受光素子の出力信号の低減度合いを判別することで、反射領域に付着した雨滴の量を判別することができる。雨は、ランダムにウインドシールドに降り注ぐので、ウインドシールドに付着する雨滴の割合と、反射領域に付着する雨滴の割合とは、ほぼ等しくなることが期待される。したがって、パルス状の光による受光素子の出力信号の低減度合いを判別することで、ウインドシールドに付着した雨滴の量を判別することができる。すなわち、降雨量を判別することができる。
【００２４】
このように、請求項６に記載の発明においては、受光素子と照射部とによってレインセンサが構成され、日射センサと、照度センサと、レインセンサとが受光素子を共用する移動体用光センサ装置となっている。これにより、日射センサ、照度センサ、及びレインセンサそれぞれが、独立して受光素子を備える構成と比べて、受光素子の数が低減されるので、コストを削減することができる。
【００２５】
請求項７に記載のように、受光素子の出力信号を処理する処理部と、該処理部と外部装置とを電気的に接続するコネクタ部と、を有し、該コネクタ部は、電波を送受信し、且つ電波を受信することで電力を生成するアンテナを含む構成が良い。これによれば、移動体用光センサ装置と外部装置との信号の送受信、及び移動体用光センサ装置の給電を非接触で行うことができる。
【００２６】
請求項８に記載のように、移動体のウインドシールドとの対向面が平坦な平坦部を有し、該平坦部における、ウインドシールドとの対向面に、接着部が設けられた構成が好ましい。これによれば、移動体用光センサ装置を、接着部を介して、移動体のウインドシールドに接着固定することができる。
【００２７】
異なる方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号を合成することで、任意の方向に沿う光の強度を算出することができるので、請求項９に記載のように、日射量、日射仰角、及び日射方位角は、少なくとも３つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて算出することができる。また、請求項１０に記載のように、移動体の前方向の照度、及び移動体の上方の照度は、少なくとも２つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて算出することができる。なお、上記した３つの方向は、例えば、前方向、左上方向、及び右上方向に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。
【図２】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す水平方向に沿う断面図である。
【図３】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】仰角と、左右角とを説明するための説明図であり、（ａ）は仰角を示し、（ｂ）は左右角示す。
【図５】各受光素子の出力特性を示すグラフであり、（ａ）は出力信号の仰角依存性を示し、（ｂ）は出力信号の左右角依存性を示す。
【図６】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。
【図７】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す水平方向に沿う断面図である。
【図８】受光部の変形例を説明するための図であり、（ａ）は屈折部と受光部の断面図を示し、（ｂ）は屈折部と受光部の平面図を示す。
【図９】屈折部の変形例を示す断面図である。
【図１０】コネクタ部の変形性を示す平面図である。
【図１１】第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図１３】第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。
【図１４】第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図１５】第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る移動体用光センサ装置１００を、車両のウインドシールド（フロントガラス）に設置した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。図２は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す水平方向に沿う断面図である。図３は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。図４は、仰角と、左右角とを説明するための説明図であり、（ａ）は仰角を示し、（ｂ）は左右角示す。図５は、各受光素子の出力特性を示すグラフであり、（ａ）は出力信号の仰角依存性を示し、（ｂ）は出力信号の左右角依存性を示す。なお、図３においては、便宜上、後述する配線１４を省略している。
【００３１】
先ず、図４に基づいて、仰角と左右角とを説明する。仰角は、図４（ａ）に示すように、水平面から上方へ向かう角度を示し、左右角は、図４（ｂ）に示すように、方位角における車両前方の角度を示す。本実施形態では、特許請求の範囲に記載の前方向が、仰角０°左右角０°の方向を示し、特許請求の範囲に記載の左上方向が、仰角７０°左右角度−５０°の方向を示し、特許請求の範囲に記載の右上方向が、仰角７０°左右角度＋５０°の方向を示す。なお、当然ではあるが、上記した前方向、左上方向、及び右上方向は一例に過ぎず、各方向が、上記例に限定されないことは言うまでもない。例えば、前方向が、仰角１０°左右角度０°の方向であり、左上方向が、仰角４５°左右角度−４０°の方向であり、右上方向が、仰角４５°左右角度＋４０°の方向であっても良い。
【００３２】
図１及び図２に示すように、移動体用光センサ装置１００は、要部として、光を電気信号に変換する受光部１０と、光を屈折する屈折部３０と、を有する。本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、受光部１０を搭載し、且つ屈折部３０を保持する搭載部４０と、受光部１０の出力信号を処理する処理部５０と、該処理部５０と外部装置とを電気的に接続するコネクタ部６０と、該コネクタ部６０、処理部５０、及び搭載部４０を搭載し、且つこれらを電気的に接続する配線基板７０と、該配線基板７０、コネクタ部６０、処理部５０、及び搭載部４０を収納する収納部８０と、を有する。
【００３３】
受光部１０は、図１〜図３に示すように、第１受光素子１１と、第２受光素子１２と、第３受光素子１３と、を有する。それぞれ、配線１４を介して搭載部４０と電気的に接続され、各受光素子１１〜１３の出力信号が、配線１４、搭載部４０、及び配線基板７０を介して、処理部５０に入力されるようになっている。本実施形態に係る受光素子１１〜１３それぞれは、フォトダイオードが一面に形成された電子基板であり、該電子基板におけるフォトダイオードが形成された一面の裏面が、図示しない接着剤を介して、配線基板７０におけるフロントガラスＸとの対向面に固定されている。
【００３４】
屈折部３０は、図３に示すように、光が入射する入射面３０ａが、３つの傾斜面３１〜３３に分割されたプリズムである。屈折部３０の入射面３０ａは、フロントガラスＸの内面と対向しており、フロントガラスＸを介して、入射面３０ａに車外の光が入射するようになっている。屈折部３０は、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の特徴点なので、後で詳説する。
【００３５】
搭載部４０は、受光部１０を搭載するものである。搭載部４０における受光部１０を搭載する搭載面４０ａには複数のパッド（図示略）が形成され、搭載面４０ａの裏面には、搭載面４０ａに形成されたパッドそれぞれと対応する複数のパッド（図示略）が形成されている。そして、搭載面４０ａに形成されたパッドと、搭載面４０ａの裏面に形成されたパッドとは、それぞれ搭載部４０の内部に形成された配線パターン（図示略）を介して電気的に接続されている。搭載面４０ａに形成されたパッドは、受光素子１１〜１３それぞれと、配線１４を介して電気的に接続され、搭載面４０ａの裏面に形成されたパッドは、配線基板７０に形成されたパッド（図示略）と、バンプ（図示略）を介して、機械的、及び電気的に接続されている。そして、受光素子１１〜１３と搭載部４０との電気的なコネクタ部位、及び搭載部４０と配線基板７０との電気的なコネクタ部位は、透明性を有する被覆樹脂１５によって被覆保護されている。本実施形態に係る搭載部４０は、開口部４０ｂを有する箱状の形状を有しており、開口部４０ｂを構成する壁面に、屈折部３０を保持するための、開口部４０ｂの中心方向に向かう付勢力を有する保持部（図示略）が設けられている。なお、上記した搭載面４０ａは、箱状をなす搭載部４０の底部内面に相当する。
【００３６】
処理部５０は、受光部１０の出力信号を処理するものである。処理部５０は、配線基板７０と、バンプを介して、機械的、及び電気的に接続されており、バンプ、配線基板７０、搭載部４０、及び配線１４を介して、受光部１０と電気的に接続されている。処理部５０は、コネクタ部６０から入力される車載情報に基づいて、受光部１０の出力信号の絶対値を算出する。
【００３７】
コネクタ部６０は、処理部５０と外部装置（車両に搭載されたＥＣＵ）とを電気的に接続するものである。コネクタ部６０は、ＥＣＵと電気的に接続されたワイヤハーネスの端子（図示略）と嵌合関係となっており、ワイヤハーネスを移動体用光センサ装置１００に機械的、及び電気的に接続する機能を果たす。コネクタ部６０は、配線基板７０と、リード６１を介して、機械的、及び電気的に接続されており、リード６１、配線基板７０、及びバンプを介してコネクタ部６０と電気的に接続されている。車両のＥＣＵからは、車載情報である、フロントガラスＸの傾斜角度や、フロントガラスＸの透過率などが、コネクタ部６０に入力される。これら車載情報は、コネクタ部６０から、リード６１、配線基板７０、及びバンプを介して処理部５０に入力され、該処理部５０にて、これら車載情報に基づいて受光部１０の出力信号の絶対値が算出される。この処理部５０にて算出された受光部１０の出力信号の絶対値が、バンプ、配線基板７０、リード６１、コネクタ部６０、及びワイヤハーネスを介してＥＣＵに入力される。ＥＣＵは、処理部５０の出力信号に基づいて、車両に搭載されたエアコンの設定温度を自動調整するために必要な情報や、車両に搭載されたライトの駆動を自動制御するために必要な情報を算出する。
【００３８】
配線基板７０は、搭載部４０と、処理部５０と、コネクタ部６０と、を搭載し、且つそれぞれを電気的に接続する機能を果たすものである。本実施形態に係る配線基板７０は、絶縁基板と、該絶縁基板の両面に形成された配線パターンと、該配線パターンの端部に相当するパッドと、を有する両面プリント基板である。絶縁基板の内層には、表面に形成された配線パターンと、裏面に形成された配線パターンとを電気的に接続するスルーホールが形成されている。
【００３９】
収納部８０は、搭載部４０、処理部５０、コネクタ部６０、及び配線基板７０を収納するものである。図１に示すように、収納部８０は箱状をなし、２つの開口部８１，８２を有する。一方の開口部８１から、コネクタ部６０におけるワイヤハーネスとの接続部位が外部に露出され、他方の開口部８２から、屈折部３０の入射面３０ａが外部に露出されている。そして、フロントガラスＸと対向する対向面８０ａには、接着部８３が設けられており、移動体用光センサ装置１００は、接着部８３を介してフロントガラスＸに固定されている。なお、特許請求の範囲に記載の平坦部は、対向面８０ａに相当する。
【００４０】
次に、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の特徴点である、屈折部３０について詳説する。図１〜図３に示すように、屈折部３０の入射面３０ａは、円形状をなす縁部３０ｃから頂点３０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部３０ｃと頂点３０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面３１〜３３に分割されており、入射面３０ａの裏面である受光部１０との対向面３０ｂは、フロントガラスＸの内面と平行となっている。なお、入射面３０ａを別の言葉で表現すると、入射面３０ａは、頂点３０ｄから、縁部３０ｃを周とする仮想底面へ、放射状に伸びる直線によって形作られた錐体の側面に相当し、該側面が、上記した区画線によって３つに分割されたもの、ということができる。本実施形態では、第１傾斜面３１が、対向面３０ｂを介して第１受光素子１１の受光面全面と対向し、第２傾斜面３２が、対向面３０ｂを介して第２受光素子１２の受光面全面と対向し、第３傾斜面３３が、対向面３０ｂを介して第３受光素子１３の受光面全面と対向している。
【００４１】
仰角と、方位角とによって決定される角度を立体角とすると、上記した３つの傾斜面３１〜３３それぞれの立体角は相異なる構成となっている。したがって、縁部３０ｃを含む仮想平面に対して垂直な立体角度を除く、任意の立体角度に対して垂直な面に投影された３つの傾斜面３１〜３３それぞれの投影面には、必ず大小関係が生じるようになっている。
【００４２】
前方向に面した面を第１垂直面とし、左上方向に面した面を第２垂直面とし、右上方向に面した面を第３垂直面とすると、第１傾斜面３１の傾斜は、第１傾斜面３１における第１垂直面に投影した面積が他の傾斜面３２，３３における第１垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第２傾斜面３２の傾斜は、第２傾斜面３２における第２垂直面に投影した面積が他の傾斜面３３，３１における第２垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第３傾斜面３３の傾斜は、第３傾斜面３３における第３垂直面に投影した面積が他の傾斜面３１，３２における第３垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定されている。これにより、第１傾斜面３１に、前方向に沿う光が、他の傾斜面３２，３３よりも多く入射し、第２傾斜面３２に、左上方向に沿う光が、他の傾斜面３３，３１よりも多く入射し、第３傾斜面３３に、右上方向に沿う光が、他の傾斜面３１，３２よりも多く入射する。これにより、第１傾斜面３１によって、前方向に沿う光が、第２受光素子１２及び第３受光素子１３よりも多く第１受光素子１１に入射され、第２傾斜面３２によって、左上方向に沿う光が、第３受光素子１３及び第１受光素子１１よりも多く第２受光素子１２に入射され、第３傾斜面３３によって、右上方向に沿う光が、第１受光素子１１及び第２受光素子１２よりも多く第３受光素子１３に入射される構成となっている。換言すれば、第１傾斜面３１によって、第１受光素子１１の受光範囲が主として前方向に限定され、第２傾斜面３２によって、第２受光素子１２の受光範囲が主として左上方向に限定され、第３傾斜面３３によって、第３受光素子１３の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっている。
【００４３】
次に、図５に基づいて、各受光素子１１〜１３の感度における光の入射角度依存性を説明する。図５（ａ）に示すグラフの縦軸は、受光素子１１〜１３の出力信号が最大のときを１００％とした場合の受光素子１１〜１３の相対感度（％）を示し、横軸は、光の入射角度の仰角を示す。図５（ｂ）に示すグラフの縦軸は、図５（ａ）の縦軸と同様に、受光素子１１〜１３の相対感度（％）を示し、横軸は、光の入射角度の左右角を示す。
【００４４】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、各受光素子１１〜１３の感度は、ある入射角度に対してピーク値をとり、ピーク値からなだらかに減衰する性質を有している。図５（ａ）に示すように、光の入射角が、仰角０°に平行な場合、第１受光素子１１の感度が最高となっており、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっている。これにより、水平方向から入射する光に対して、第１受光素子１１の感度が高く、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっていることがわかる。これに対して、光の入射角が、仰角７０°に平行な場合、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が最高となっており、第１受光素子１１の感度が低くなっている。これにより、車両に対して上方向から入射する光に対して、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が高く、第１受光素子１１の感度が低くなっていることがわかる。
【００４５】
また、図５（ｂ）に示すように、光の入射角が、左右角０°に平行な場合、第１受光素子１１の感度が最高となっており、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっている。これにより、車両の前方から入射する光に対して、第１受光素子１１の感度が高く、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっていることがわかる。これに対して、光の入射角が、左右角−５０°に平行な場合、第２受光素子１２の感度が最高となっており、第３受光素子１３及び第１受光素子１１の感度が低くなっている。これにより、車両の左方向から入射する光に対して、第２受光素子１２の感度が高く、第３受光素子１３及び第１受光素子１１の感度が低くなっていることがわかる。また、光の入射角が、左右角＋５０°に平行な場合、第３受光素子１３の感度が最高となっており、第１受光素子１１及び第２受光素子１２の感度が低くなっている。これにより、車両の右方向から入射する光に対して、第３受光素子１３の感度が高く、第１受光素子１１及び第２受光素子１２の感度が低くなっていることがわかる。
【００４６】
以上から、光の入射角が、仰角０°左右角０°、すなわち、前方向に沿う場合、第１受光素子１１の感度が最高となっていることがわかる。換言すれば、第１受光素子１１の受光範囲が主として前方向に限定された構成となっていることがわかる。また、光の入射角が、仰角７０°左右角−５０°、すなわち、左上方向に沿う場合、第２受光素子１２の感度が最高となっていることがわかる。換言すれば、第２受光素子１２の受光範囲が主として左上方向に限定された構成となっていることがわかる。また、光の入射角が、仰角７０°左右角＋５０°、すなわち、右上方向に沿う場合、第３受光素子１３の感度が最高となっていることがわかる。換言すれば、第３受光素子１３の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっていることがわかる。
【００４７】
次に、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の作用効果を説明する。上記したように、第１傾斜面３１によって、第１受光素子１１の受光範囲が主として前方向に限定され、第２傾斜面３２によって、第２受光素子１２の受光範囲が主として左上方向に限定され、第３傾斜面３３によって、第３受光素子１３の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっている。
【００４８】
これにより、各受光素子１１〜１３の出力信号、及び各受光素子１１〜１３の指向角（前方向、左上方向、右上方向）に基づいて計算することで、日射量、日射仰角、及び日射方位角を求めることができる。したがって、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、日射センサに要求される機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００４９】
また、上記した構成により、第１受光素子１１によって前方向の照度を検出し、第２受光素子１２、若しくは第３受光素子１３によって、左上方向、及び右上方向の照度を検出することができる。太陽が、左上方向、若しくは右上方向に位置する場合、第２受光素子１２、及び第３受光素子１３いずれかの出力信号は、太陽の位置に依存する性質を有し、第２受光素子１２、及び第３受光素子１３の出力信号は、車両の周囲の照度に依存する性質を有している。したがって、第２受光素子１２の出力信号の強度と第３受光素子１３の出力信号の強度とをＥＣＵにて合成することで、周囲の照度に依存する出力信号を得ることができる。これにより、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、照度センサに要求される機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００５０】
以上から、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、日射センサ、及び照度センサの要求する機能が満たされ、且つ日射センサと照度センサとが一体化された移動体用光センサ装置となっている。
【００５１】
本実施形態では、入射面３０ａが３つの傾斜面３１〜３３に分割され、それぞれの傾斜面３１〜３３と、受光素子１１〜１３のいずれか１つの受光面全面とが、対向面３０ｂを介して対向する例を示した。しかしながら、傾斜面の数、及び受光素子の数は上記例に限定されない。例えば図６に示すように、受光部１０は４つの受光素子１１〜１３，１６を有し、入射面３０ａが４つの傾斜面３１〜３４に分割された構成を採用することもできる。この場合、対向面３０ｂを介して、第４傾斜面３４と第４受光素子１６の受光面全面とが対向しており、第４傾斜面３４によって、第４受光素子１６の受光範囲が、主として仰角９０°左右角０°の方向に限定されている。図６は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。なお、図６においては、便宜上、配線１４を省略している。
【００５２】
本実施形態では、図１に示すように、受光部１０と屈折部３０とが離間され、搭載部４０によって相対的な位置が決定された構成を示した。しかしながら、例えば図７に示すように、受光部１０と、搭載部４０とを、屈折部３０を構成する透明な樹脂によって一体的にモールドした構成を採用することもできる。この変形例の場合、受光部１０は、半導体基板１７、及び該半導体基板１７に形成された受光素子１１〜１３を有し、搭載部４０は、リードフレームからなり、屈折部３０は、アクリル樹脂によって構成されている。これによれば、受光部１０と屈折部３０とが離間されて構成された移動体用光センサ装置１００と比べて、離間した距離の分、移動体用光センサ装置１００の体格を小さくすることができる。また、受光部１０と屈折部３０とが離間されて構成された移動体用光センサ装置１００とは異なり、受光部１０と屈折部３０との相対的な位置が変化することを抑制することができる。図７は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す水平方向に沿う断面図である。なお、図７においては、便宜上、処理部５０、配線基板７０、及び収納部８０を省略している。
【００５３】
本実施形態では、受光部１０が、３つの受光素子１１〜１３を有し、対向面３０ｂを介して、第１受光素子１１の受光面全面が第１傾斜面３１と対向し、第２受光素子１２の受光面全面が第２傾斜面３２と対向し、第３受光素子１３の受光面全面が第３傾斜面３３と対向する例を示した。しかしながら、例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように、受光部１０が、半導体基板１７と、該半導体基板１７に形成された少なくとも３つ以上の受光素子１８と、を有し、１つの傾斜面に対して、複数の受光素子の受光面が対向する構成を採用することもできる。図８は、受光部の変形例を説明するための図であり、（ａ）は屈折部と受光部の断面図を示し、（ｂ）は屈折部と受光部の平面図を示す。
【００５４】
本実施形態では、屈折部３０として、プリズムを採用した例を示した。しかしながら、例えば図９に示すように、屈折部３０としては、傾斜面それぞれに、のこぎり状の溝３５が複数形成されたフレネルレンズを採用することもできる。
【００５５】
プリズムの屈折角度は、プリズム全体の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部３０としてプリズムを採用した場合、傾斜角度（屈折角度）を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくてはならない。これに対して、フレネルレンズの屈折角度は、溝３５の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部３０としてフレネルレンズを採用した場合、屈折角度を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくとも良い。以上により、屈折部３０としてフレネルレンズを採用した場合、屈折部３０としてプリズムを採用した場合と比べて、屈折部３０の厚さを薄くすることができる。したがって、移動体用光センサ装置１００の体格を小さくすることができる。図９は、屈折部の変形例を示す断面図である。
【００５６】
本実施形態では、コネクタ部６０が、車両のＥＣＵと電気的に接続されたワイヤハーネス（図示略）と嵌合関係となっており、ワイヤハーネスを移動体用光センサ装置１００に機械的、及び電気的に接続する機能を果たす構成例を示した。しかしながら、ワイヤハーネスの端部が電波を送受信するコイルアンテナの場合、コネクタ部６０としては、例えば図１０に示すように、コイルアンテナを採用することもできる。該コイルアンテナは、電波を送受信し、且つ電波を受信することで電力を生成する機能を果たす。これによれば、移動体用光センサ装置１００とワイヤハーネスとの信号の送受信、及び移動体用光センサ装置１００の給電を非接触で行うことができる。図１０は、コネクタ部の変形性を示す平面図である。
【００５７】
本実施形態では、屈折部３０の入射面３０ａは、円形状の縁部３０ｃから頂点３０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部３０ｃと頂点３０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面３１〜３３に分割された例を示した。しかしながら、屈折部３０の入射面３０ａが、頂点３０ｄから縁部３０ｃに向かって、フロントガラスＸに近づくように傾斜が形成され、縁部３０ｃと頂点３０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面３１〜３３に分割された構成を採用することもできる。なお、言うまでもないが、上記変形例の場合においても、入射面３０ａの分割される数は、上記例に限定されない。
【００５８】
本実施形態では、縁部３０ｃが円形状である例を示した。しかしながら、縁部３０ｃの形状は上記例に限定されず、例えば三角形状や四角形状などの多角形状を採用することもできる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１は、第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図であり、第１実施形態に示した図１に対応している。図１２は、第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図であり、第１実施形態に示した図３に対応している。なお、図１２においては、便宜上、配線１４と、調整部３７とを省略している。
【００６０】
第２実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００６１】
本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置１００が、発光部９０を備えたことを、主な特徴点とする。
【００６２】
発光部９０は、電気信号を光信号に変換する発光素子９１と、該発光素子９１と配線基板７０とを、機械的、及び電気的に接続するリード９２と、を有するものである。発光素子９１は、リード９２、及び配線基板７０を介して処理部５０と電気的に接続されており、処理部５０から、パルス状の駆動信号が発光素子９１に入力されるようになっている。これにより、発光素子９１からパルス状の光が照射するようになっている。なお、特許請求の範囲に記載の照射部は、本実施形態に係る発光部９０と、処理部５０とによって構成される。
【００６３】
本実施形態に係る屈折部３０は、第１実施形態で示した構成に加えて、発光素子９１から照射された光を集光する集光部３６と、該集光部３６とフロントガラスＸとの屈折率、及びフロントガラスＸと屈折部３０との屈折率を調整するゲル状の調整部３７と、を有する。
【００６４】
本実施形態に係る処理部５０は、第１実施形態で示した機能に加えて、発光素子９１に、パルス状の電気信号を入力する機能を有する。
【００６５】
本実施形態に係る収納部８０は、第１実施形態で示した構成と同様に、箱状をなし、２つの開口部８１，８２を有する。一方の開口部８１から、コネクタ部６０におけるワイヤハーネスとの接続部位が外部に露出され、他方の開口部８２から、屈折部３０の入射面３０ａと、集光部３６におけるフロントガラスＸとの対向面とが、調整部３７を介して、外部に露出された構成となっている。第１実施形態では、収納部８０の対向面８０ａに、接着部８３が設けられていたが、本実施形態では、接着部８３が、配線基板７０におけるフロントガラスＸとの対向面に設けられた構成となっている。なお、特許請求の範囲に記載の平坦部は、配線基板７０におけるフロントガラスＸとの対向面に相当する。
【００６６】
次に、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の特徴点を説明する。上記したように、発光素子９１から、パルス状の光がフロントガラスＸに照射されるようになっている。発光素子９１から照射されるパルス状の光は、発光素子９１から放射状に照射される。この放射状に照射されたパルス状の光は、車両のフロントガラスＸに入射し、その入射角度によって、ある光はフロントガラスＸを透過し、ある光はフロントガラスＸにて反射される。そして、反射されたパルス状の光の一部が受光素子１１〜１３に入射するようになっている。上記したように、パルス状の光は、照射部から放射状に照射されるので、フロントガラスＸにおける、フロントガラスＸにて反射され受光素子に入射する光の領域は、ある程度の幅を持つこととなる。以下、このような領域を反射領域として、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の作用効果を説明する。
【００６７】
反射領域に雨滴が付着していない場合、反射領域に入射したパルス状の光、全てがフロントガラスＸにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子１１〜１３それぞれに入射する。このような場合、受光素子１１〜１３それぞれに入射するパルス状の光の入射量が最大となる。
【００６８】
上記した場合とは異なり、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着した領域に入射したパルス状の光は、ガラスによって形成されたフロントガラスＸの屈折率と雨滴の屈折率とが近い値を有しているために、フロントガラスＸと雨滴とを介して外部に透過する。もちろん、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着していない領域に入射したパルス状の光は、フロントガラスＸにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子１１〜１３それぞれに入射する。したがって、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、受光素子１１〜１３に入射するパルス状の光の入射量が、反射領域に雨滴が付着していない場合と比べて低減する。このように、雨滴の有無によって、受光素子１１〜１３それぞれに入射するパルス状の光の入射量が変動するので、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の変動を判別することで、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。
【００６９】
なお、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の変動は、発光素子９１の出力信号を微分することで、判別することができる。発光素子９１の光はパルス状であり、太陽光や街灯などは連続した光である。したがって、発光素子９１の出力信号を微分することで、太陽光や街灯などの連続した光成分を除去して、パルス状の光成分のみを抽出することができる。この抽出したパルス状の光成分の振幅の増減により、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。すなわち、雨が降っているか否かを判別することができる。
【００７０】
もちろん、反射領域に付着する雨滴の量が増大すると、受光素子１１〜１３それぞれに入射するパルス状の光の入射量が低減する。したがって、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の低減度合いを判別することで、反射領域に付着した雨滴の量を判別することができる。雨は、ランダムにフロントガラスＸに降り注ぐので、フロントガラスＸに付着する雨滴の割合と、反射領域に付着する雨滴の割合とは、ほぼ等しくなることが期待される。したがって、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の低減度合いを判別することで、フロントガラスＸに付着した雨滴の量を判別することができる。すなわち、降雨量を判別することができる。
【００７１】
このように、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００においては、受光素子１１〜１３と発光素子９１とによってレインセンサが構成され、日射センサと、照度センサと、レインセンサとが受光素子１１〜１３を共用する移動体用光センサ装置となっている。これにより、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、日射センサ、照度センサ、及びレインセンサそれぞれが、独立して受光素子を備える移動体用光センサ装置と比べて、受光素子の数が低減され、これによってコストが削減された移動体用光センサ装置となっている。
【００７２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図１３及び図１４に基づいて説明する。図１３は、第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図であり、第１実施形態に示した図１に対応している。図１４は、第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図であり、第１実施形態に示した図３に対応している。なお、図１４においては、便宜上、配線１４を省略している。
【００７３】
第３実施形態に係る移動体用光センサ装置は、上記した各実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、上記した各実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００７４】
例えば第１実施形態においては、屈折部３０によって、受光素子１１〜１３それぞれの受光範囲が限定された構成を示した。これに対し、本実施形態においては、屈折部３０を有さず、搭載部４０によって、受光素子１１〜１３それぞれの受光範囲が限定された点を特徴とする。
【００７５】
図１３及び図１４に示すように、搭載部４０の搭載面４０ａが、円形状をなす縁部４０ｃから頂点４０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部４０ｃと頂点４０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面４１〜４３に分割されている。なお、搭載面４０ａを別の言葉で表現すると、搭載面４０ａは、頂点４０ｄから、縁部４０ｃを周とする仮想底面へ、放射状に伸びる直線によって形作られた錐体の側面に相当し、該側面が、上記した区画線によって３つに分割されたもの、ということができる。本実施形態では、第１受光素子１１が第１傾斜面４１に搭載され、第２受光素子１２が第２傾斜面４２に搭載され、第３受光素子１３が第３傾斜面３３に搭載されている。
【００７６】
上記した３つの傾斜面４１〜４３それぞれの立体角は相異なる構成となっている。したがって、縁部４０ｃを含む仮想平面に対して垂直な立体角度を除く、任意の立体角度に対して垂直な面に投影された３つの傾斜面４１〜４３それぞれの投影面には、必ず大小関係が生じるようになっている。
【００７７】
本実施形態では、第１傾斜面４１の傾斜が、第１傾斜面４１における第１垂直面に投影した面積が他の傾斜面４２，４３における第１垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第２傾斜面４２の傾斜が、第２傾斜面４２における第２垂直面に投影した面積が他の傾斜面４３，４１における第２垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第３傾斜面４３の傾斜が、第３傾斜面４３における右上方向に対して垂直な第３垂直面に投影した面積が他の傾斜面４１，４２における第３垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定されている。これにより、第１傾斜面４１に、前方向に沿う光が、他の傾斜面４２，４３よりも多く入射し、第２傾斜面４２に、左上方向に沿う光が、他の傾斜面４３，４１よりも多く入射し、第３傾斜面４３に、右上方向に沿う光が、他の傾斜面４１，４２よりも多く入射する。これにより、第１傾斜面４１によって、前方向に沿う光が、第２受光素子１２及び第３受光素子１３よりも多く第１受光素子１１に入射され、第２傾斜面４２によって、左上方向に沿う光が、第３受光素子１３及び第１受光素子１１よりも多く第２受光素子１２に入射され、第３傾斜面４３によって、右上方向に沿う光が、第１受光素子１１及び第２受光素子１２よりも多く第３受光素子１３に入射される構成となっている。換言すれば、第１傾斜面４１によって、第１受光素子１１の受光範囲が前方向に限定され、第２傾斜面４２によって、第２受光素子１２の受光範囲が左上方向に限定され、第３傾斜面４３によって、第３受光素子１３の受光範囲が右上方向に限定された構成となっている。
【００７８】
このように本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、第１実施形態で示した移動体用光センサ装置１００と同様に、第１受光素子１１の受光範囲が前方向に限定され、第２受光素子１２の受光範囲が左上方向に限定され、第３受光素子１３の受光範囲が右上方向に限定された構成となっている。したがって、第１実子形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００７９】
本実施形態では、搭載面４０ａが３つの傾斜面４１〜４３に分割され、第１傾斜面４１に第１受光素子１１が搭載され、第２傾斜面４２に第２受光素子１２が搭載され、第３傾斜面４３に第３受光素子１３が搭載される例を示した。しかしながら、傾斜面の数、及び受光素子の数は上記例に限定されない。例えば図１５に示すように、搭載面４０ａが４つの傾斜面４１〜４４に分割された構成を採用することもできる。この場合、第４傾斜面４４に第４受光素子１６が搭載されており、第４傾斜面４４によって、第４受光素子１６の受光範囲が、主として仰角９０°左右角０°の方向に限定されている。図１５は、第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。なお、図１５においては、便宜上、配線１４を省略している。
【００８０】
本実施形態では、搭載部４０における１つの傾斜面に、１つの受光素子が搭載される例を示した。しかしながら、搭載部４０における１つの傾斜面に複数の受光素子が搭載された構成を採用することもできる。
【００８１】
本実施形態では、搭載部４０の搭載面４０ａは、縁部４０ｃから頂点４０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部４０ｃと頂点４０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面４１〜４３に分割された例を示した。しかしながら、搭載部４０の搭載面４０ａが、頂点４０ｄから縁部４０ｃに向かって、フロントガラスＸに近づくように傾斜が形成され、縁部４０ｃと頂点４０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面４１〜４３に分割された構成を採用することもできる。なお、言うまでもないが、上記変形例の場合においても、搭載面４０ａの分割される数は、上記例に限定されない。
【００８２】
本実施形態では、縁部４０ｃが円形状である例を示した。しかしながら、縁部４０ｃの形状は上記例に限定されず、例えば三角形状や四角形状などの多角形状を採用することもできる。
【００８３】
なお、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００が、第２実施形態で示した発光部９０を有する構成を採用することもできる。この場合、第２実施形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００８５】
第１実施形態〜第３実施形態では、移動体用光センサ装置１００がフロントガラスＸに装着される例を示した。しかしながら、例えば車両のルームミラーに、フロントガラスＸを介して受光部１０に光が入射するように、移動体用光センサ装置１００を設置しても良い。この場合、接着部８３は、収納部８０の外面における対向面８０ａの裏面に設けられる。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・受光部
１１〜１３・・・第１受光素子〜第３受光素子
３０・・・屈折部
３１〜３３・・・第１傾斜面〜第３傾斜面
４０・・・搭載部
４１〜４３・・・第１傾斜面〜第３傾斜面
５０・・・処理部
９０・・・発光部
９１・・・発光素子
１００・・・移動体用光センサ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子を有する移動体用光センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、受光素子を有する複数のセンサが１つの基板上に搭載されてなる複合センサ（移動体用光センサ装置）が提案されている。特許文献１の図１（ｂ）には、基板上に、日射センサとオートライトセンサ（照度センサ）とが一体化された日射センサ／照度センサが搭載されていることが簡略的に図示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４１３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１には、日射センサと照度センサとを一体的に構成するための具体的な説明が一切記載されておらず、日射センサと、照度センサとが要求する機能を満たす構成となっているか否かは不明である。
【０００５】
日射センサの場合、太陽が車両の左上方向に位置するか、それとも右上方向に位置するかを検出する機能が要求される。例えば、車両の左上方向から太陽の光が照射される場合、車両温度が一定であるにも関わらず、直射日光のために、車両の左側に乗っている人の体感温度が、車両の右側に乗っている人の体感温度と比べて上昇する。このような場合、車両の左側に設置されたエアコンの設定温度を、車両の右側に設置されたエアコンの設定温度よりも下げることで、乗車している人の体感温度が一定となるように調整することが要求される。上記したようにエアコンの設定温度を自動調整するためには、日射センサに、太陽が車両の左上方向に位置するか、それとも右上方向に位置するかを検出する機能が要求される。
【０００６】
これに対し、照度センサは、車両の周囲の照度と、車両前方の照度とを検出する機能が要求される。例えば、車両が、昼間においてトンネルに入る状況下にある場合、車両の周囲の照度が明るいにも関わらず、車両の前方向の照度が暗いため、ライトの点灯が要求される。また、車両が、昼間においてトンネルから抜ける状況下にある場合、車両の周囲の照度が暗いにも関わらず、車両の前方向の照度が明るいため、ライトの消灯が要求される。更に例示すれば、車両が架橋下を通過する場合、車両の周囲の照度が一時的に暗くなるが、車両の周囲の照度が直ぐに明るくなるために、ライトの点灯が不要であることを判断することが要求される。上記したようにライトの駆動を自動制御するためには、照度センサに、車両の周囲の照度と、車両の前方向の照度とを検出する機能が要求される。
【０００７】
以上、示したように、日射センサ、及び照度センサそれぞれが要求する機能が異なり、且つ各センサの要求する機能を満たす構成が特許文献１には記載がないために、特許文献１の移動体用光センサ装置は、日射センサ、及び照度センサが要求する機能を満たし、且つ日射センサと照度センサとが一体的に構成された移動体用光センサ装置となっているとは言えない。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、日射センサ、及び照度センサの要求する機能が満たされ、且つ日射センサと照度センサとが一体化された移動体用光センサ装置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】
【０００９】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも３つの受光素子と、該受光素子の上方に配置された、光を屈折する屈折部と、を有する移動体用光センサ装置であって、該屈折部における光が入射する入射面が、少なくとも３つの傾斜面に分割され、各傾斜面に対して、少なくとも１つの受光素子の受光面全面が対向しており、傾斜面として、移動体に設置された状態で、移動体の進行方向である前方向に面した第１垂直面に投影された面積が、他の傾斜面における第１垂直面に投影された面積よりも大きい第１傾斜面と、移動体の左上方向に面した第２垂直面に投影された面積が、他の傾斜面における第２垂直面に投影された面積よりも大きい第２傾斜面と、移動体の右上方向に面した第３垂直面に投影された面積が、他の傾斜面における第３垂直面に投影された面積よりも大きい第３傾斜面と、を含むことを特徴する。
【００１０】
このように本発明によれば、移動体用光センサ装置が移動体に設置された状態において、光が入射する入射面の少なくとも一部が、前方向に沿う光の入射面積が最も大きい第１傾斜面と、左上方向に沿う光の入射面積が最も大きい第２傾斜面と、右上方向に沿う光の入射面積が最も大きい第３傾斜面と、に分割されている。したがって、第１傾斜面と対向する受光素子（以下、第１受光素子と示す）が、主として前方向に沿う光を受光し、第２傾斜面と対向する受光素子（以下、第２受光素子と示す）が、主として左上方向に沿う光を受光し、第３傾斜面と対向する受光素子（以下、第３受光素子と示す）が、主として右上方向に沿う光を受光する構成となっている。すなわち、第１受光素子の受光範囲が主として前方向に限定され、第２受光素子の受光範囲が主として左上方向に限定され、第３受光素子の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっている。
【００１１】
このように、各受光素子の指向性が異なる角度に設定されるので、各受光素子の出力信号、及び各受光素子の指向角（前方向、左上方向、右上方向）に基づいて計算することで、日射量、日射仰角、及び日射方位角を求めることができる。したがって、本発明に係る移動体用光センサ装置は、日射センサに要求される機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００１２】
また、上記した構成により、第１受光素子によって移動体の前方向の照度を検出し、第２受光素子、及び第３受光素子によって、移動体の上方の照度（移動体の周囲の照度）を検出することができる。第２受光素子は左上方向に沿う光を受光し、第３受光素子は右上方向に沿う光を受光するので、第２受光素子の出力信号と第３受光素子の出力信号とを合成することで、上方向の照度を検出することができる。これにより、本発明に係る移動体用光センサ装置は、照度センサに要求される移動体の周囲の照度、及び移動体の前方の照度を検出する機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００１３】
以上から、本発明に係る移動体用光センサ装置は、日射センサ、及び照度センサの要求する機能が満たされ、且つ日射センサと照度センサとが一体化された移動体用光センサ装置となっている。
【００１４】
屈折部としては、例えば請求項２に記載のように、プリズムを採用することができる。また、屈折部としては、例えば請求項３に記載のように、傾斜面それぞれに、のこぎり状の溝が複数形成されたフレネルレンズを採用することもできる。
【００１５】
プリズムの屈折角度は、プリズム全体の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部としてプリズムを採用した場合、傾斜角度（屈折角度）を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくてはならない。これに対して、フレネルレンズの屈折角度は、溝の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部としてフレネルレンズを採用した場合、屈折角度を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくとも良い。以上により、屈折部としてフレネルレンズを採用した場合、屈折部としてプリズムを採用した場合と比べて、屈折部の厚さを薄くすることができる。したがって、移動体用光センサ装置の体格を小さくすることができる。
【００１６】
請求項４に記載のように、受光素子は半導体基板の同一平面に形成され、屈折部は透明性を有する樹脂によって形成されており、半導体基板はリードフレームに実装され、リードフレームと半導体基板とは、屈折部を形成する樹脂によって、一体的にモールドされた構成が良い。これによれば、受光素子と屈折部とが離間された移動体用光センサ装置と比べて、離間した距離の分、移動体用光センサ装置の体格を小さくすることができる。また、受光素子と屈折部とが離間された移動体用光センサ装置とは異なり、受光素子と屈折部との相対的な位置が変化することを抑制することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様なので、その記載を省略する。
【００１８】
請求項６に記載のように、移動体のウインドシールドにパルス状の光を照射する照射部を有し、受光素子は、ウインドシールドによって反射されたパルス状の光を受光する構成が好ましい。
【００１９】
照射部から照射されるパルス状の光は、照射部から放射状に照射される。この放射状に照射されたパルス状の光は、移動体のウインドシールドに入射し、その入射角度によって、ある光はウインドシールドを透過し、ある光はウインドシールドにて反射される。そして、反射されたパルス状の光の一部が受光素子に入射する。上記したように、パルス状の光は、照射部から放射状に照射されるので、ウインドシールドにおける、ウインドシールドにて反射され、受光素子に入射する光の領域は、ある程度の幅を持つこととなる。以下、このような領域を反射領域として、請求項６に記載の発明の作用効果を説明する。
【００２０】
反射領域に雨滴が付着していない場合、反射領域に入射したパルス状の光、全てがウインドシールドにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子に入射する。このような場合、受光素子に入射するパルス状の光の入射量が最大となる。
【００２１】
上記した場合とは異なり、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着した領域に入射したパルス状の光は、ガラスによって形成されたウインドシールドの屈折率と雨滴の屈折率とが近い値を有しているために、ウインドシールドと雨滴とを介して外部に透過する。もちろん、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着していない領域に入射したパルス状の光は、ウインドシールドにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子に入射する。したがって、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、受光素子に入射するパルス状の光の入射量が、反射領域に雨滴が付着していない場合と比べて低減する。このように、雨滴の有無によって、受光素子へ入射するパルス状の光の入射量が変動するので、パルス状の光による受光素子の出力信号の変動を判別することで、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。すなわち、雨が降っているか否かを判別することができる。
【００２２】
なお、パルス状の光による受光素子の出力信号の変動は、照射部の出力信号を微分することで、判別することができる。照射部の光はパルス状であり、太陽光や街灯などは連続した光である。したがって、照射部の出力信号を微分することで、太陽光や街灯などの連続した光成分を除去して、パルス状の光成分のみを抽出することができる。この抽出したパルス状の光成分の振幅の増減により、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。
【００２３】
もちろん、反射領域に付着する雨滴の量が増大すると、受光素子に入射するパルス状の光の入射量が低減する。したがって、パルス状の光による受光素子の出力信号の低減度合いを判別することで、反射領域に付着した雨滴の量を判別することができる。雨は、ランダムにウインドシールドに降り注ぐので、ウインドシールドに付着する雨滴の割合と、反射領域に付着する雨滴の割合とは、ほぼ等しくなることが期待される。したがって、パルス状の光による受光素子の出力信号の低減度合いを判別することで、ウインドシールドに付着した雨滴の量を判別することができる。すなわち、降雨量を判別することができる。
【００２４】
このように、請求項６に記載の発明においては、受光素子と照射部とによってレインセンサが構成され、日射センサと、照度センサと、レインセンサとが受光素子を共用する移動体用光センサ装置となっている。これにより、日射センサ、照度センサ、及びレインセンサそれぞれが、独立して受光素子を備える構成と比べて、受光素子の数が低減されるので、コストを削減することができる。
【００２５】
請求項７に記載のように、受光素子の出力信号を処理する処理部と、該処理部と外部装置とを電気的に接続するコネクタ部と、を有し、該コネクタ部は、電波を送受信し、且つ電波を受信することで電力を生成するアンテナを含む構成が良い。これによれば、移動体用光センサ装置と外部装置との信号の送受信、及び移動体用光センサ装置の給電を非接触で行うことができる。
【００２６】
請求項８に記載のように、移動体のウインドシールドとの対向面が平坦な平坦部を有し、該平坦部における、ウインドシールドとの対向面に、接着部が設けられた構成が好ましい。これによれば、移動体用光センサ装置を、接着部を介して、移動体のウインドシールドに接着固定することができる。
【００２７】
異なる方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号を合成することで、任意の方向に沿う光の強度を算出することができるので、請求項９に記載のように、日射量、日射仰角、及び日射方位角は、少なくとも３つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて算出することができる。また、請求項１０に記載のように、移動体の前方向の照度、及び移動体の上方の照度は、少なくとも２つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて算出することができる。なお、上記した３つの方向は、例えば、前方向、左上方向、及び右上方向に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。
【図２】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す水平方向に沿う断面図である。
【図３】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】仰角と、左右角とを説明するための説明図であり、（ａ）は仰角を示し、（ｂ）は左右角示す。
【図５】各受光素子の出力特性を示すグラフであり、（ａ）は出力信号の仰角依存性を示し、（ｂ）は出力信号の左右角依存性を示す。
【図６】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。
【図７】第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す水平方向に沿う断面図である。
【図８】受光部の変形例を説明するための図であり、（ａ）は屈折部と受光部の断面図を示し、（ｂ）は屈折部と受光部の平面図を示す。
【図９】屈折部の変形例を示す断面図である。
【図１０】コネクタ部の変形性を示す平面図である。
【図１１】第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図１３】第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。
【図１４】第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図１５】第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る移動体用光センサ装置１００を、車両のウインドシールド（フロントガラス）に設置した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図である。図２は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す水平方向に沿う断面図である。図３は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図である。図４は、仰角と、左右角とを説明するための説明図であり、（ａ）は仰角を示し、（ｂ）は左右角示す。図５は、各受光素子の出力特性を示すグラフであり、（ａ）は出力信号の仰角依存性を示し、（ｂ）は出力信号の左右角依存性を示す。なお、図３においては、便宜上、後述する配線１４を省略している。
【００３１】
先ず、図４に基づいて、仰角と左右角とを説明する。仰角は、図４（ａ）に示すように、水平面から上方へ向かう角度を示し、左右角は、図４（ｂ）に示すように、方位角における車両前方の角度を示す。本実施形態では、特許請求の範囲に記載の前方向が、仰角０°左右角０°の方向を示し、特許請求の範囲に記載の左上方向が、仰角７０°左右角度−５０°の方向を示し、特許請求の範囲に記載の右上方向が、仰角７０°左右角度＋５０°の方向を示す。なお、当然ではあるが、上記した前方向、左上方向、及び右上方向は一例に過ぎず、各方向が、上記例に限定されないことは言うまでもない。例えば、前方向が、仰角１０°左右角度０°の方向であり、左上方向が、仰角４５°左右角度−４０°の方向であり、右上方向が、仰角４５°左右角度＋４０°の方向であっても良い。
【００３２】
図１及び図２に示すように、移動体用光センサ装置１００は、要部として、光を電気信号に変換する受光部１０と、光を屈折する屈折部３０と、を有する。本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、受光部１０を搭載し、且つ屈折部３０を保持する搭載部４０と、受光部１０の出力信号を処理する処理部５０と、該処理部５０と外部装置とを電気的に接続するコネクタ部６０と、該コネクタ部６０、処理部５０、及び搭載部４０を搭載し、且つこれらを電気的に接続する配線基板７０と、該配線基板７０、コネクタ部６０、処理部５０、及び搭載部４０を収納する収納部８０と、を有する。
【００３３】
受光部１０は、図１〜図３に示すように、第１受光素子１１と、第２受光素子１２と、第３受光素子１３と、を有する。それぞれ、配線１４を介して搭載部４０と電気的に接続され、各受光素子１１〜１３の出力信号が、配線１４、搭載部４０、及び配線基板７０を介して、処理部５０に入力されるようになっている。本実施形態に係る受光素子１１〜１３それぞれは、フォトダイオードが一面に形成された電子基板であり、該電子基板におけるフォトダイオードが形成された一面の裏面が、図示しない接着剤を介して、配線基板７０におけるフロントガラスＸとの対向面に固定されている。
【００３４】
屈折部３０は、図３に示すように、光が入射する入射面３０ａが、３つの傾斜面３１〜３３に分割されたプリズムである。屈折部３０の入射面３０ａは、フロントガラスＸの内面と対向しており、フロントガラスＸを介して、入射面３０ａに車外の光が入射するようになっている。屈折部３０は、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の特徴点なので、後で詳説する。
【００３５】
搭載部４０は、受光部１０を搭載するものである。搭載部４０における受光部１０を搭載する搭載面４０ａには複数のパッド（図示略）が形成され、搭載面４０ａの裏面には、搭載面４０ａに形成されたパッドそれぞれと対応する複数のパッド（図示略）が形成されている。そして、搭載面４０ａに形成されたパッドと、搭載面４０ａの裏面に形成されたパッドとは、それぞれ搭載部４０の内部に形成された配線パターン（図示略）を介して電気的に接続されている。搭載面４０ａに形成されたパッドは、受光素子１１〜１３それぞれと、配線１４を介して電気的に接続され、搭載面４０ａの裏面に形成されたパッドは、配線基板７０に形成されたパッド（図示略）と、バンプ（図示略）を介して、機械的、及び電気的に接続されている。そして、受光素子１１〜１３と搭載部４０との電気的なコネクタ部位、及び搭載部４０と配線基板７０との電気的なコネクタ部位は、透明性を有する被覆樹脂１５によって被覆保護されている。本実施形態に係る搭載部４０は、開口部４０ｂを有する箱状の形状を有しており、開口部４０ｂを構成する壁面に、屈折部３０を保持するための、開口部４０ｂの中心方向に向かう付勢力を有する保持部（図示略）が設けられている。なお、上記した搭載面４０ａは、箱状をなす搭載部４０の底部内面に相当する。
【００３６】
処理部５０は、受光部１０の出力信号を処理するものである。処理部５０は、配線基板７０と、バンプを介して、機械的、及び電気的に接続されており、バンプ、配線基板７０、搭載部４０、及び配線１４を介して、受光部１０と電気的に接続されている。処理部５０は、コネクタ部６０から入力される車載情報に基づいて、受光部１０の出力信号の絶対値を算出する。
【００３７】
コネクタ部６０は、処理部５０と外部装置（車両に搭載されたＥＣＵ）とを電気的に接続するものである。コネクタ部６０は、ＥＣＵと電気的に接続されたワイヤハーネスの端子（図示略）と嵌合関係となっており、ワイヤハーネスを移動体用光センサ装置１００に機械的、及び電気的に接続する機能を果たす。コネクタ部６０は、配線基板７０と、リード６１を介して、機械的、及び電気的に接続されており、リード６１、配線基板７０、及びバンプを介してコネクタ部６０と電気的に接続されている。車両のＥＣＵからは、車載情報である、フロントガラスＸの傾斜角度や、フロントガラスＸの透過率などが、コネクタ部６０に入力される。これら車載情報は、コネクタ部６０から、リード６１、配線基板７０、及びバンプを介して処理部５０に入力され、該処理部５０にて、これら車載情報に基づいて受光部１０の出力信号の絶対値が算出される。この処理部５０にて算出された受光部１０の出力信号の絶対値が、バンプ、配線基板７０、リード６１、コネクタ部６０、及びワイヤハーネスを介してＥＣＵに入力される。ＥＣＵは、処理部５０の出力信号に基づいて、車両に搭載されたエアコンの設定温度を自動調整するために必要な情報や、車両に搭載されたライトの駆動を自動制御するために必要な情報を算出する。
【００３８】
配線基板７０は、搭載部４０と、処理部５０と、コネクタ部６０と、を搭載し、且つそれぞれを電気的に接続する機能を果たすものである。本実施形態に係る配線基板７０は、絶縁基板と、該絶縁基板の両面に形成された配線パターンと、該配線パターンの端部に相当するパッドと、を有する両面プリント基板である。絶縁基板の内層には、表面に形成された配線パターンと、裏面に形成された配線パターンとを電気的に接続するスルーホールが形成されている。
【００３９】
収納部８０は、搭載部４０、処理部５０、コネクタ部６０、及び配線基板７０を収納するものである。図１に示すように、収納部８０は箱状をなし、２つの開口部８１，８２を有する。一方の開口部８１から、コネクタ部６０におけるワイヤハーネスとの接続部位が外部に露出され、他方の開口部８２から、屈折部３０の入射面３０ａが外部に露出されている。そして、フロントガラスＸと対向する対向面８０ａには、接着部８３が設けられており、移動体用光センサ装置１００は、接着部８３を介してフロントガラスＸに固定されている。なお、特許請求の範囲に記載の平坦部は、対向面８０ａに相当する。
【００４０】
次に、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の特徴点である、屈折部３０について詳説する。図１〜図３に示すように、屈折部３０の入射面３０ａは、円形状をなす縁部３０ｃから頂点３０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部３０ｃと頂点３０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面３１〜３３に分割されており、入射面３０ａの裏面である受光部１０との対向面３０ｂは、フロントガラスＸの内面と平行となっている。なお、入射面３０ａを別の言葉で表現すると、入射面３０ａは、頂点３０ｄから、縁部３０ｃを周とする仮想底面へ、放射状に伸びる直線によって形作られた錐体の側面に相当し、該側面が、上記した区画線によって３つに分割されたもの、ということができる。本実施形態では、第１傾斜面３１が、対向面３０ｂを介して第１受光素子１１の受光面全面と対向し、第２傾斜面３２が、対向面３０ｂを介して第２受光素子１２の受光面全面と対向し、第３傾斜面３３が、対向面３０ｂを介して第３受光素子１３の受光面全面と対向している。
【００４１】
仰角と、方位角とによって決定される角度を立体角とすると、上記した３つの傾斜面３１〜３３それぞれの立体角は相異なる構成となっている。したがって、縁部３０ｃを含む仮想平面に対して垂直な立体角度を除く、任意の立体角度に対して垂直な面に投影された３つの傾斜面３１〜３３それぞれの投影面には、必ず大小関係が生じるようになっている。
【００４２】
前方向に面した面を第１垂直面とし、左上方向に面した面を第２垂直面とし、右上方向に面した面を第３垂直面とすると、第１傾斜面３１の傾斜は、第１傾斜面３１における第１垂直面に投影した面積が他の傾斜面３２，３３における第１垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第２傾斜面３２の傾斜は、第２傾斜面３２における第２垂直面に投影した面積が他の傾斜面３３，３１における第２垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第３傾斜面３３の傾斜は、第３傾斜面３３における第３垂直面に投影した面積が他の傾斜面３１，３２における第３垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定されている。これにより、第１傾斜面３１に、前方向に沿う光が、他の傾斜面３２，３３よりも多く入射し、第２傾斜面３２に、左上方向に沿う光が、他の傾斜面３３，３１よりも多く入射し、第３傾斜面３３に、右上方向に沿う光が、他の傾斜面３１，３２よりも多く入射する。これにより、第１傾斜面３１によって、前方向に沿う光が、第２受光素子１２及び第３受光素子１３よりも多く第１受光素子１１に入射され、第２傾斜面３２によって、左上方向に沿う光が、第３受光素子１３及び第１受光素子１１よりも多く第２受光素子１２に入射され、第３傾斜面３３によって、右上方向に沿う光が、第１受光素子１１及び第２受光素子１２よりも多く第３受光素子１３に入射される構成となっている。換言すれば、第１傾斜面３１によって、第１受光素子１１の受光範囲が主として前方向に限定され、第２傾斜面３２によって、第２受光素子１２の受光範囲が主として左上方向に限定され、第３傾斜面３３によって、第３受光素子１３の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっている。
【００４３】
次に、図５に基づいて、各受光素子１１〜１３の感度における光の入射角度依存性を説明する。図５（ａ）に示すグラフの縦軸は、受光素子１１〜１３の出力信号が最大のときを１００％とした場合の受光素子１１〜１３の相対感度（％）を示し、横軸は、光の入射角度の仰角を示す。図５（ｂ）に示すグラフの縦軸は、図５（ａ）の縦軸と同様に、受光素子１１〜１３の相対感度（％）を示し、横軸は、光の入射角度の左右角を示す。
【００４４】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、各受光素子１１〜１３の感度は、ある入射角度に対してピーク値をとり、ピーク値からなだらかに減衰する性質を有している。図５（ａ）に示すように、光の入射角が、仰角０°に平行な場合、第１受光素子１１の感度が最高となっており、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっている。これにより、水平方向から入射する光に対して、第１受光素子１１の感度が高く、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっていることがわかる。これに対して、光の入射角が、仰角７０°に平行な場合、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が最高となっており、第１受光素子１１の感度が低くなっている。これにより、車両に対して上方向から入射する光に対して、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が高く、第１受光素子１１の感度が低くなっていることがわかる。
【００４５】
また、図５（ｂ）に示すように、光の入射角が、左右角０°に平行な場合、第１受光素子１１の感度が最高となっており、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっている。これにより、車両の前方から入射する光に対して、第１受光素子１１の感度が高く、第２受光素子１２及び第３受光素子１３の感度が低くなっていることがわかる。これに対して、光の入射角が、左右角−５０°に平行な場合、第２受光素子１２の感度が最高となっており、第３受光素子１３及び第１受光素子１１の感度が低くなっている。これにより、車両の左方向から入射する光に対して、第２受光素子１２の感度が高く、第３受光素子１３及び第１受光素子１１の感度が低くなっていることがわかる。また、光の入射角が、左右角＋５０°に平行な場合、第３受光素子１３の感度が最高となっており、第１受光素子１１及び第２受光素子１２の感度が低くなっている。これにより、車両の右方向から入射する光に対して、第３受光素子１３の感度が高く、第１受光素子１１及び第２受光素子１２の感度が低くなっていることがわかる。
【００４６】
以上から、光の入射角が、仰角０°左右角０°、すなわち、前方向に沿う場合、第１受光素子１１の感度が最高となっていることがわかる。換言すれば、第１受光素子１１の受光範囲が主として前方向に限定された構成となっていることがわかる。また、光の入射角が、仰角７０°左右角−５０°、すなわち、左上方向に沿う場合、第２受光素子１２の感度が最高となっていることがわかる。換言すれば、第２受光素子１２の受光範囲が主として左上方向に限定された構成となっていることがわかる。また、光の入射角が、仰角７０°左右角＋５０°、すなわち、右上方向に沿う場合、第３受光素子１３の感度が最高となっていることがわかる。換言すれば、第３受光素子１３の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっていることがわかる。
【００４７】
次に、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の作用効果を説明する。上記したように、第１傾斜面３１によって、第１受光素子１１の受光範囲が主として前方向に限定され、第２傾斜面３２によって、第２受光素子１２の受光範囲が主として左上方向に限定され、第３傾斜面３３によって、第３受光素子１３の受光範囲が主として右上方向に限定された構成となっている。
【００４８】
これにより、各受光素子１１〜１３の出力信号、及び各受光素子１１〜１３の指向角（前方向、左上方向、右上方向）に基づいて計算することで、日射量、日射仰角、及び日射方位角を求めることができる。したがって、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、日射センサに要求される機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００４９】
また、上記した構成により、第１受光素子１１によって前方向の照度を検出し、第２受光素子１２、若しくは第３受光素子１３によって、左上方向、及び右上方向の照度を検出することができる。太陽が、左上方向、若しくは右上方向に位置する場合、第２受光素子１２、及び第３受光素子１３いずれかの出力信号は、太陽の位置に依存する性質を有し、第２受光素子１２、及び第３受光素子１３の出力信号は、車両の周囲の照度に依存する性質を有している。したがって、第２受光素子１２の出力信号の強度と第３受光素子１３の出力信号の強度とをＥＣＵにて合成することで、周囲の照度に依存する出力信号を得ることができる。これにより、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、照度センサに要求される機能を満たす移動体用光センサ装置となっている。
【００５０】
以上から、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、日射センサ、及び照度センサの要求する機能が満たされ、且つ日射センサと照度センサとが一体化された移動体用光センサ装置となっている。
【００５１】
本実施形態では、入射面３０ａが３つの傾斜面３１〜３３に分割され、それぞれの傾斜面３１〜３３と、受光素子１１〜１３のいずれか１つの受光面全面とが、対向面３０ｂを介して対向する例を示した。しかしながら、傾斜面の数、及び受光素子の数は上記例に限定されない。例えば図６に示すように、受光部１０は４つの受光素子１１〜１３，１６を有し、入射面３０ａが４つの傾斜面３１〜３４に分割された構成を採用することもできる。この場合、対向面３０ｂを介して、第４傾斜面３４と第４受光素子１６の受光面全面とが対向しており、第４傾斜面３４によって、第４受光素子１６の受光範囲が、主として仰角９０°左右角０°の方向に限定されている。図６は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。なお、図６においては、便宜上、配線１４を省略している。
【００５２】
本実施形態では、図１に示すように、受光部１０と屈折部３０とが離間され、搭載部４０によって相対的な位置が決定された構成を示した。しかしながら、例えば図７に示すように、受光部１０と、搭載部４０とを、屈折部３０を構成する透明な樹脂によって一体的にモールドした構成を採用することもできる。この変形例の場合、受光部１０は、半導体基板１７、及び該半導体基板１７に形成された受光素子１１〜１３を有し、搭載部４０は、リードフレームからなり、屈折部３０は、アクリル樹脂によって構成されている。これによれば、受光部１０と屈折部３０とが離間されて構成された移動体用光センサ装置１００と比べて、離間した距離の分、移動体用光センサ装置１００の体格を小さくすることができる。また、受光部１０と屈折部３０とが離間されて構成された移動体用光センサ装置１００とは異なり、受光部１０と屈折部３０との相対的な位置が変化することを抑制することができる。図７は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す水平方向に沿う断面図である。なお、図７においては、便宜上、処理部５０、配線基板７０、及び収納部８０を省略している。
【００５３】
本実施形態では、受光部１０が、３つの受光素子１１〜１３を有し、対向面３０ｂを介して、第１受光素子１１の受光面全面が第１傾斜面３１と対向し、第２受光素子１２の受光面全面が第２傾斜面３２と対向し、第３受光素子１３の受光面全面が第３傾斜面３３と対向する例を示した。しかしながら、例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように、受光部１０が、半導体基板１７と、該半導体基板１７に形成された少なくとも３つ以上の受光素子１８と、を有し、１つの傾斜面に対して、複数の受光素子の受光面が対向する構成を採用することもできる。図８は、受光部の変形例を説明するための図であり、（ａ）は屈折部と受光部の断面図を示し、（ｂ）は屈折部と受光部の平面図を示す。
【００５４】
本実施形態では、屈折部３０として、プリズムを採用した例を示した。しかしながら、例えば図９に示すように、屈折部３０としては、傾斜面それぞれに、のこぎり状の溝３５が複数形成されたフレネルレンズを採用することもできる。
【００５５】
プリズムの屈折角度は、プリズム全体の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部３０としてプリズムを採用した場合、傾斜角度（屈折角度）を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくてはならない。これに対して、フレネルレンズの屈折角度は、溝３５の傾斜角度を適宜設定することで、調整することができる。したがって、屈折部３０としてフレネルレンズを採用した場合、屈折角度を調整するだけの厚さを予め確保しておかなくとも良い。以上により、屈折部３０としてフレネルレンズを採用した場合、屈折部３０としてプリズムを採用した場合と比べて、屈折部３０の厚さを薄くすることができる。したがって、移動体用光センサ装置１００の体格を小さくすることができる。図９は、屈折部の変形例を示す断面図である。
【００５６】
本実施形態では、コネクタ部６０が、車両のＥＣＵと電気的に接続されたワイヤハーネス（図示略）と嵌合関係となっており、ワイヤハーネスを移動体用光センサ装置１００に機械的、及び電気的に接続する機能を果たす構成例を示した。しかしながら、ワイヤハーネスの端部が電波を送受信するコイルアンテナの場合、コネクタ部６０としては、例えば図１０に示すように、コイルアンテナを採用することもできる。該コイルアンテナは、電波を送受信し、且つ電波を受信することで電力を生成する機能を果たす。これによれば、移動体用光センサ装置１００とワイヤハーネスとの信号の送受信、及び移動体用光センサ装置１００の給電を非接触で行うことができる。図１０は、コネクタ部の変形性を示す平面図である。
【００５７】
本実施形態では、屈折部３０の入射面３０ａは、円形状の縁部３０ｃから頂点３０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部３０ｃと頂点３０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面３１〜３３に分割された例を示した。しかしながら、屈折部３０の入射面３０ａが、頂点３０ｄから縁部３０ｃに向かって、フロントガラスＸに近づくように傾斜が形成され、縁部３０ｃと頂点３０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面３１〜３３に分割された構成を採用することもできる。なお、言うまでもないが、上記変形例の場合においても、入射面３０ａの分割される数は、上記例に限定されない。
【００５８】
本実施形態では、縁部３０ｃが円形状である例を示した。しかしながら、縁部３０ｃの形状は上記例に限定されず、例えば三角形状や四角形状などの多角形状を採用することもできる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１は、第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図であり、第１実施形態に示した図１に対応している。図１２は、第２実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図であり、第１実施形態に示した図３に対応している。なお、図１２においては、便宜上、配線１４と、調整部３７とを省略している。
【００６０】
第２実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００６１】
本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、第１実施形態に係る移動体用光センサ装置１００が、発光部９０を備えたことを、主な特徴点とする。
【００６２】
発光部９０は、電気信号を光信号に変換する発光素子９１と、該発光素子９１と配線基板７０とを、機械的、及び電気的に接続するリード９２と、を有するものである。発光素子９１は、リード９２、及び配線基板７０を介して処理部５０と電気的に接続されており、処理部５０から、パルス状の駆動信号が発光素子９１に入力されるようになっている。これにより、発光素子９１からパルス状の光が照射するようになっている。なお、特許請求の範囲に記載の照射部は、本実施形態に係る発光部９０と、処理部５０とによって構成される。
【００６３】
本実施形態に係る屈折部３０は、第１実施形態で示した構成に加えて、発光素子９１から照射された光を集光する集光部３６と、該集光部３６とフロントガラスＸとの屈折率、及びフロントガラスＸと屈折部３０との屈折率を調整するゲル状の調整部３７と、を有する。
【００６４】
本実施形態に係る処理部５０は、第１実施形態で示した機能に加えて、発光素子９１に、パルス状の電気信号を入力する機能を有する。
【００６５】
本実施形態に係る収納部８０は、第１実施形態で示した構成と同様に、箱状をなし、２つの開口部８１，８２を有する。一方の開口部８１から、コネクタ部６０におけるワイヤハーネスとの接続部位が外部に露出され、他方の開口部８２から、屈折部３０の入射面３０ａと、集光部３６におけるフロントガラスＸとの対向面とが、調整部３７を介して、外部に露出された構成となっている。第１実施形態では、収納部８０の対向面８０ａに、接着部８３が設けられていたが、本実施形態では、接着部８３が、配線基板７０におけるフロントガラスＸとの対向面に設けられた構成となっている。なお、特許請求の範囲に記載の平坦部は、配線基板７０におけるフロントガラスＸとの対向面に相当する。
【００６６】
次に、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の特徴点を説明する。上記したように、発光素子９１から、パルス状の光がフロントガラスＸに照射されるようになっている。発光素子９１から照射されるパルス状の光は、発光素子９１から放射状に照射される。この放射状に照射されたパルス状の光は、車両のフロントガラスＸに入射し、その入射角度によって、ある光はフロントガラスＸを透過し、ある光はフロントガラスＸにて反射される。そして、反射されたパルス状の光の一部が受光素子１１〜１３に入射するようになっている。上記したように、パルス状の光は、照射部から放射状に照射されるので、フロントガラスＸにおける、フロントガラスＸにて反射され受光素子に入射する光の領域は、ある程度の幅を持つこととなる。以下、このような領域を反射領域として、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００の作用効果を説明する。
【００６７】
反射領域に雨滴が付着していない場合、反射領域に入射したパルス状の光、全てがフロントガラスＸにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子１１〜１３それぞれに入射する。このような場合、受光素子１１〜１３それぞれに入射するパルス状の光の入射量が最大となる。
【００６８】
上記した場合とは異なり、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着した領域に入射したパルス状の光は、ガラスによって形成されたフロントガラスＸの屈折率と雨滴の屈折率とが近い値を有しているために、フロントガラスＸと雨滴とを介して外部に透過する。もちろん、反射領域に入射したパルス状の光の内、雨滴が付着していない領域に入射したパルス状の光は、フロントガラスＸにて反射され、反射されたパルス状の光が受光素子１１〜１３それぞれに入射する。したがって、反射領域の一部に雨滴が付着している場合、受光素子１１〜１３に入射するパルス状の光の入射量が、反射領域に雨滴が付着していない場合と比べて低減する。このように、雨滴の有無によって、受光素子１１〜１３それぞれに入射するパルス状の光の入射量が変動するので、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の変動を判別することで、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。
【００６９】
なお、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の変動は、発光素子９１の出力信号を微分することで、判別することができる。発光素子９１の光はパルス状であり、太陽光や街灯などは連続した光である。したがって、発光素子９１の出力信号を微分することで、太陽光や街灯などの連続した光成分を除去して、パルス状の光成分のみを抽出することができる。この抽出したパルス状の光成分の振幅の増減により、反射領域に雨滴が付着しているか否かを判別することができる。すなわち、雨が降っているか否かを判別することができる。
【００７０】
もちろん、反射領域に付着する雨滴の量が増大すると、受光素子１１〜１３それぞれに入射するパルス状の光の入射量が低減する。したがって、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の低減度合いを判別することで、反射領域に付着した雨滴の量を判別することができる。雨は、ランダムにフロントガラスＸに降り注ぐので、フロントガラスＸに付着する雨滴の割合と、反射領域に付着する雨滴の割合とは、ほぼ等しくなることが期待される。したがって、パルス状の光による受光素子１１〜１３それぞれの出力信号の低減度合いを判別することで、フロントガラスＸに付着した雨滴の量を判別することができる。すなわち、降雨量を判別することができる。
【００７１】
このように、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００においては、受光素子１１〜１３と発光素子９１とによってレインセンサが構成され、日射センサと、照度センサと、レインセンサとが受光素子１１〜１３を共用する移動体用光センサ装置となっている。これにより、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、日射センサ、照度センサ、及びレインセンサそれぞれが、独立して受光素子を備える移動体用光センサ装置と比べて、受光素子の数が低減され、これによってコストが削減された移動体用光センサ装置となっている。
【００７２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図１３及び図１４に基づいて説明する。図１３は、第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す鉛直方向に沿う断面図であり、第１実施形態に示した図１に対応している。図１４は、第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の概略構成を示す平面図であり、第１実施形態に示した図３に対応している。なお、図１４においては、便宜上、配線１４を省略している。
【００７３】
第３実施形態に係る移動体用光センサ装置は、上記した各実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、上記した各実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００７４】
例えば第１実施形態においては、屈折部３０によって、受光素子１１〜１３それぞれの受光範囲が限定された構成を示した。これに対し、本実施形態においては、屈折部３０を有さず、搭載部４０によって、受光素子１１〜１３それぞれの受光範囲が限定された点を特徴とする。
【００７５】
図１３及び図１４に示すように、搭載部４０の搭載面４０ａが、円形状をなす縁部４０ｃから頂点４０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部４０ｃと頂点４０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面４１〜４３に分割されている。なお、搭載面４０ａを別の言葉で表現すると、搭載面４０ａは、頂点４０ｄから、縁部４０ｃを周とする仮想底面へ、放射状に伸びる直線によって形作られた錐体の側面に相当し、該側面が、上記した区画線によって３つに分割されたもの、ということができる。本実施形態では、第１受光素子１１が第１傾斜面４１に搭載され、第２受光素子１２が第２傾斜面４２に搭載され、第３受光素子１３が第３傾斜面３３に搭載されている。
【００７６】
上記した３つの傾斜面４１〜４３それぞれの立体角は相異なる構成となっている。したがって、縁部４０ｃを含む仮想平面に対して垂直な立体角度を除く、任意の立体角度に対して垂直な面に投影された３つの傾斜面４１〜４３それぞれの投影面には、必ず大小関係が生じるようになっている。
【００７７】
本実施形態では、第１傾斜面４１の傾斜が、第１傾斜面４１における第１垂直面に投影した面積が他の傾斜面４２，４３における第１垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第２傾斜面４２の傾斜が、第２傾斜面４２における第２垂直面に投影した面積が他の傾斜面４３，４１における第２垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定され、第３傾斜面４３の傾斜が、第３傾斜面４３における右上方向に対して垂直な第３垂直面に投影した面積が他の傾斜面４１，４２における第３垂直面に投影した面積よりも大きくなるように決定されている。これにより、第１傾斜面４１に、前方向に沿う光が、他の傾斜面４２，４３よりも多く入射し、第２傾斜面４２に、左上方向に沿う光が、他の傾斜面４３，４１よりも多く入射し、第３傾斜面４３に、右上方向に沿う光が、他の傾斜面４１，４２よりも多く入射する。これにより、第１傾斜面４１によって、前方向に沿う光が、第２受光素子１２及び第３受光素子１３よりも多く第１受光素子１１に入射され、第２傾斜面４２によって、左上方向に沿う光が、第３受光素子１３及び第１受光素子１１よりも多く第２受光素子１２に入射され、第３傾斜面４３によって、右上方向に沿う光が、第１受光素子１１及び第２受光素子１２よりも多く第３受光素子１３に入射される構成となっている。換言すれば、第１傾斜面４１によって、第１受光素子１１の受光範囲が前方向に限定され、第２傾斜面４２によって、第２受光素子１２の受光範囲が左上方向に限定され、第３傾斜面４３によって、第３受光素子１３の受光範囲が右上方向に限定された構成となっている。
【００７８】
このように本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００は、第１実施形態で示した移動体用光センサ装置１００と同様に、第１受光素子１１の受光範囲が前方向に限定され、第２受光素子１２の受光範囲が左上方向に限定され、第３受光素子１３の受光範囲が右上方向に限定された構成となっている。したがって、第１実子形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００７９】
本実施形態では、搭載面４０ａが３つの傾斜面４１〜４３に分割され、第１傾斜面４１に第１受光素子１１が搭載され、第２傾斜面４２に第２受光素子１２が搭載され、第３傾斜面４３に第３受光素子１３が搭載される例を示した。しかしながら、傾斜面の数、及び受光素子の数は上記例に限定されない。例えば図１５に示すように、搭載面４０ａが４つの傾斜面４１〜４４に分割された構成を採用することもできる。この場合、第４傾斜面４４に第４受光素子１６が搭載されており、第４傾斜面４４によって、第４受光素子１６の受光範囲が、主として仰角９０°左右角０°の方向に限定されている。図１５は、第３実施形態に係る移動体用光センサ装置の変形例を示す平面図である。なお、図１５においては、便宜上、配線１４を省略している。
【００８０】
本実施形態では、搭載部４０における１つの傾斜面に、１つの受光素子が搭載される例を示した。しかしながら、搭載部４０における１つの傾斜面に複数の受光素子が搭載された構成を採用することもできる。
【００８１】
本実施形態では、搭載部４０の搭載面４０ａは、縁部４０ｃから頂点４０ｄに向かって、フロントガラスＸから離間するように傾斜が形成され、縁部４０ｃと頂点４０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面４１〜４３に分割された例を示した。しかしながら、搭載部４０の搭載面４０ａが、頂点４０ｄから縁部４０ｃに向かって、フロントガラスＸに近づくように傾斜が形成され、縁部４０ｃと頂点４０ｄとを結ぶ３つの区画線を介して、３つの傾斜面４１〜４３に分割された構成を採用することもできる。なお、言うまでもないが、上記変形例の場合においても、搭載面４０ａの分割される数は、上記例に限定されない。
【００８２】
本実施形態では、縁部４０ｃが円形状である例を示した。しかしながら、縁部４０ｃの形状は上記例に限定されず、例えば三角形状や四角形状などの多角形状を採用することもできる。
【００８３】
なお、本実施形態に係る移動体用光センサ装置１００が、第２実施形態で示した発光部９０を有する構成を採用することもできる。この場合、第２実施形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００８５】
第１実施形態〜第３実施形態では、移動体用光センサ装置１００がフロントガラスＸに装着される例を示した。しかしながら、例えば車両のルームミラーに、フロントガラスＸを介して受光部１０に光が入射するように、移動体用光センサ装置１００を設置しても良い。この場合、接着部８３は、収納部８０の外面における対向面８０ａの裏面に設けられる。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・受光部
１１〜１３・・・第１受光素子〜第３受光素子
３０・・・屈折部
３１〜３３・・・第１傾斜面〜第３傾斜面
４０・・・搭載部
４１〜４３・・・第１傾斜面〜第３傾斜面
５０・・・処理部
９０・・・発光部
９１・・・発光素子
１００・・・移動体用光センサ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの受光素子と、
該受光素子の上方に配置された、光を屈折する屈折部と、を有する移動体用光センサ装置であって、
該屈折部における光が入射する入射面が、少なくとも３つの傾斜面に分割され、
各傾斜面に対して、少なくとも１つの前記受光素子の受光面全面が対向しており、
前記傾斜面として、移動体に設置された状態で、
前記移動体の進行方向である前方向に面した第１垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第１垂直面に投影された面積よりも大きい第１傾斜面と、
前記移動体の左上方向に面した第２垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第２垂直面に投影された面積よりも大きい第２傾斜面と、
前記移動体の右上方向に面した第３垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第３垂直面に投影された面積よりも大きい第３傾斜面と、を含むことを特徴とする移動体用光センサ装置。
【請求項２】
前記屈折部は、プリズムであることを特徴とする請求項１に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項３】
前記屈折部は、前記傾斜面それぞれに、のこぎり状の溝が複数形成されたフレネルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項４】
前記受光素子は、半導体基板の同一平面に形成され、
前記屈折部は、透明性を有する樹脂によって形成されており、
前記半導体基板は、リードフレームに実装され、
前記リードフレームと前記半導体基板とは、前記屈折部を形成する前記樹脂によって、一体的にモールドされていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項５】
少なくとも３つの受光素子と、
該受光素子を搭載する搭載部と、を有する移動体用光センサ装置であって、
該搭載部における受光素子が搭載された搭載面が、少なくとも３つの傾斜面に分割され、
該傾斜面の１つに、少なくとも１つの前記受光素子の全体が搭載されており、
前記傾斜面として、移動体に設置された状態で、
前記移動体の進行方向である前方向に面した第１垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第１垂直面に投影された面積よりも大きい第１傾斜面と、
前記移動体の左上方向に面した第２垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第２垂直面に投影された面積よりも大きい第２傾斜面と、
前記移動体の右上方向に面した第３垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第３垂直面に投影された面積よりも大きい第３傾斜面と、を含むことを特徴とする移動体用光センサ装置。
【請求項６】
前記移動体のウインドシールドにパルス状の光を照射する照射部を有し、
前記受光素子は、ウインドシールドによって反射されたパルス状の光を受光することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項７】
前記受光素子の出力信号を処理する処理部と、
該処理部と外部装置とを電気的に接続するコネクタ部と、を有し、
該コネクタ部は、電波を送受信し、且つ電波を受信することで電力を生成するアンテナを含むことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項８】
前記移動体のウインドシールドとの対向面が平坦な平坦部を有し、
該平坦部における、ウインドシールドとの対向面に、接着部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項９】
少なくとも３つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて、日射量、日射仰角、及び日射方位角を算出することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて、移動体の前方向の照度、及び移動体の上方の照度を算出することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項１】
少なくとも３つの受光素子と、
該受光素子の上方に配置された、光を屈折する屈折部と、を有する移動体用光センサ装置であって、
該屈折部における光が入射する入射面が、少なくとも３つの傾斜面に分割され、
各傾斜面に対して、少なくとも１つの前記受光素子の受光面全面が対向しており、
前記傾斜面として、移動体に設置された状態で、
前記移動体の進行方向である前方向に面した第１垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第１垂直面に投影された面積よりも大きい第１傾斜面と、
前記移動体の左上方向に面した第２垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第２垂直面に投影された面積よりも大きい第２傾斜面と、
前記移動体の右上方向に面した第３垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第３垂直面に投影された面積よりも大きい第３傾斜面と、を含むことを特徴とする移動体用光センサ装置。
【請求項２】
前記屈折部は、プリズムであることを特徴とする請求項１に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項３】
前記屈折部は、前記傾斜面それぞれに、のこぎり状の溝が複数形成されたフレネルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項４】
前記受光素子は、半導体基板の同一平面に形成され、
前記屈折部は、透明性を有する樹脂によって形成されており、
前記半導体基板は、リードフレームに実装され、
前記リードフレームと前記半導体基板とは、前記屈折部を形成する前記樹脂によって、一体的にモールドされていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項５】
少なくとも３つの受光素子と、
該受光素子を搭載する搭載部と、を有する移動体用光センサ装置であって、
該搭載部における受光素子が搭載された搭載面が、少なくとも３つの傾斜面に分割され、
該傾斜面の１つに、少なくとも１つの前記受光素子の全体が搭載されており、
前記傾斜面として、移動体に設置された状態で、
前記移動体の進行方向である前方向に面した第１垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第１垂直面に投影された面積よりも大きい第１傾斜面と、
前記移動体の左上方向に面した第２垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第２垂直面に投影された面積よりも大きい第２傾斜面と、
前記移動体の右上方向に面した第３垂直面に投影された面積が、他の前記傾斜面における第３垂直面に投影された面積よりも大きい第３傾斜面と、を含むことを特徴とする移動体用光センサ装置。
【請求項６】
前記移動体のウインドシールドにパルス状の光を照射する照射部を有し、
前記受光素子は、ウインドシールドによって反射されたパルス状の光を受光することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項７】
前記受光素子の出力信号を処理する処理部と、
該処理部と外部装置とを電気的に接続するコネクタ部と、を有し、
該コネクタ部は、電波を送受信し、且つ電波を受信することで電力を生成するアンテナを含むことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項８】
前記移動体のウインドシールドとの対向面が平坦な平坦部を有し、
該平坦部における、ウインドシールドとの対向面に、接着部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項９】
少なくとも３つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて、日射量、日射仰角、及び日射方位角を算出することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの方向に沿う光を受光した受光素子の出力信号に基づいて、移動体の前方向の照度、及び移動体の上方の照度を算出することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の移動体用光センサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２７６４２１（Ｐ２０１０−２７６４２１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２８０４３（Ｐ２００９−１２８０４３）
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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