JP2569939Y2 - Illuminance detection sensor - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この考案は、太陽電池アレイを使
用した照度検出センサに係り、特に詳しく言うと、面的
に検出可能でかつ照度を検出しないときには充電池のパ
ワーサプライとして使用することができる照度検出セン
サに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illuminance detection sensor using a solar cell array. More specifically, the invention can be used as a power supply for a rechargeable battery when the illuminance is detectable in a planar manner and no illuminance is detected. The present invention relates to an illuminance detection sensor that can be used.

【０００２】[0002]

【従来の技術】照度検出センサとして種々のものが知ら
れているが、いずれも照度が大きくなった場合もしくは
照度が小さくなった場合のいずれかのみを検出し、その
検出結果である大小を単に出力するか、その出力を他の
機器の制御に使用するように構成されているものであっ
た。2. Description of the Related Art Various types of illuminance detection sensors are known. However, all of them detect only when the illuminance is increased or when the illuminance is decreased, and simply determine the magnitude of the detection result. It is configured to output or use the output to control other equipment.

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】しかし、従来のように
単に照度の状態を検出するのみでは、検出は点的であ
り、点的な検出結果に応じて機器や素子を制御すること
は可能であるが、例えば照度分布が異なったときには、
実際には全体として照度は落ちているが、検出個所の照
度が高ければ全体として照度が高いと判断されたり、そ
の逆の場合も起こり得る。このような場合には、検出個
所の照度の検出精度は高いが、全体として見ると適切な
検出を行っていないことになる。したがって、この検出
結果に応じて機器や素子の制御を行なうと、意図した制
御が行えない場合も生じ得る。また、照度検出手段と照
度検出のための電力供給手段とはまったく別の構成にな
っており、コストも高くなっていた。However, simply detecting the state of illuminance as in the prior art is a point detection, and it is possible to control devices and elements according to the point detection result. However, for example, when the illuminance distribution is different,
Actually, the illuminance is reduced as a whole, but if the illuminance at the detection point is high, it is determined that the illuminance is high as a whole, and vice versa. In such a case, although the detection accuracy of the illuminance at the detection point is high, appropriate detection is not performed as a whole. Therefore, if the device or the element is controlled according to the detection result, the intended control may not be performed. Further, the illuminance detection means and the power supply means for illuminance detection have completely different configurations, and the cost has been high.

【０００４】この考案は、このような従来技術の実情に
鑑みてなされたもので、その目的は、照度を面的に検出
可能であって、その検出状態に応じて適切な制御を行え
るとともに、照度検出手段と照度検出のための電力供給
手段とを同じ手段で構成できるコストの安い照度検出セ
ンサを提供することにある。[0004] The present invention has been made in view of such a situation of the prior art. The purpose of the invention is to enable illuminance to be detected two-dimensionally and to perform appropriate control according to the detection state. An object of the present invention is to provide an inexpensive illuminance detection sensor in which illuminance detection means and power supply means for illuminance detection can be configured by the same means.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この考案は、入射光量に応じて発電する複数の太陽
電池からなる太陽電池アレイと、測定すべき一つの太陽
電池を選択するための選択手段と、選択手段によって選
択された太陽電池の出力をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換手段と、照度の非検出時に太陽電池によって発電
された電力を備える充電池と、照度の検出時にはＡ／Ｄ
変換手段からの出力によって照度を検出するとともに、
周辺素子に対し所定の制御を行なう制御手段と、制御手
段からの検出出力に応じて照度の検知状態を外部に出力
する出力手段とを備えたことに特徴がある。In order to achieve the above object, the present invention provides a solar cell array comprising a plurality of solar cells for generating power according to the amount of incident light, and a method for selecting one solar cell to be measured. A / A for converting the output of the solar cell selected by the selection unit into a digital signal
D conversion means, a rechargeable battery provided with electric power generated by the solar cell when illuminance is not detected, and A / D when illuminance is detected.
While detecting the illuminance by the output from the conversion means,
It is characterized by comprising control means for performing predetermined control on the peripheral elements, and output means for outputting a detection state of illuminance to the outside according to a detection output from the control means.

【０００６】[0006]

【作用】上記手段によれば、太陽電池アレイの中の一つ
の太陽電池を選択手段よって選択し、選択した太陽電池
の出力をＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換
し、このデジタル信号の出力から制御手段によって照度
を検出する。検出された照度は出力手段を介して外部に
出力される。この場合、選択手段によって検出対象とな
る太陽電池を切り換えて各太陽電池の出力を検出するこ
とによって、照度の分布が測定される。したがって、機
器や素子をこの分布に応じて適切に制御していくことが
可能になる。また、太陽電池は照度検出に使用しないと
きには充電池のパワーサプライとして使用することによ
って小電力で検出を継続させることが可能になる。According to the above means, one of the solar cells in the solar cell array is selected by the selection means, and the output of the selected solar cell is converted into a digital signal by the A / D conversion means. And the control means detects the illuminance. The detected illuminance is output to the outside via output means. In this case, the distribution of the illuminance is measured by switching the solar cells to be detected by the selection means and detecting the output of each solar cell. Therefore, it becomes possible to appropriately control devices and elements according to this distribution. When the solar cell is not used for illuminance detection, it can be used as a power supply for the rechargeable battery to continue detection with low power.

【０００７】[0007]

【実施例】以下、この考案を図面に示す一実施例につい
て説明すると、図１はこの実施例に係る照度検出センサ
の具体的な回路図である。この照度検出センサは、太陽
電池１を複数個備えた太陽電池アレイ２と、太陽電池ア
レイ２の各太陽電池１を選択する選択手段としてのマル
チプレクサ３と、マルチプレクサ３によって選択された
太陽電池１からの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器４
と、Ａ／Ｄ変換器４の出力から照度を検出するととも
に、回路の各素子の制御を行なう制御手段としてのマイ
クロコンピュータ等で構成された中央処理手段（以下、
ＣＰＵと称する）５と、ＣＰＵ５からの制御出力に応じ
て外部に照度検出状態を出力する出力装置６と、太陽電
池１からの電力の供給によって充電される充電池７と、
これらの電力が落ちたときに電力を供給するためのリチ
ュウム電池等で構成された補助電池８とから主に構成さ
れている。出力装置６は無線送信機９とアンテナ１０と
から構成されている。他の構成は、これらの構成要素と
ともに以下詳述する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of an illuminance detecting sensor according to an embodiment of the present invention. This illuminance detection sensor includes a solar cell array 2 having a plurality of solar cells 1, a multiplexer 3 as selection means for selecting each solar cell 1 of the solar cell array 2, and a solar cell 1 selected by the multiplexer 3. A / D converter 4 for A / D converting the output of
And a central processing unit (hereinafter, referred to as a microcomputer) as a control unit for detecting illuminance from the output of the A / D converter 4 and controlling each element of the circuit.
An output device 6 that outputs an illuminance detection state to the outside in response to a control output from the CPU 5, a rechargeable battery 7 that is charged by supply of power from the solar cell 1,
It mainly comprises an auxiliary battery 8 composed of a lithium battery or the like for supplying electric power when the electric power falls. The output device 6 includes a wireless transmitter 9 and an antenna 10. Other configurations are described in detail below together with these components.

【０００８】太陽電池１は光線の入射によって電力を発
生する。照度の検出状態では発生した電力はマルチプレ
クサ３によって太陽電池アレイ２の中からＣＰＵ５の指
示によって選択され、Ａ／Ｄ変換器４でデジタル信号を
変換され、ＣＰＵ５で測定される。非測定状態では、太
陽電池１で発生した電力は充電池７に供給される。この
際、太陽電池１からの流出電流が補助電池８に流れ込む
ことを防ぐためおよび補助電池８からの電源が太陽電池
１に流れ込むことも防ぐためダイオード９が設けられて
いる。[0008] The solar cell 1 generates electric power by incidence of a light beam. In the illuminance detection state, the generated power is selected from the solar cell array 2 by the multiplexer 3 according to an instruction of the CPU 5, a digital signal is converted by the A / D converter 4, and measured by the CPU 5. In the non-measurement state, the electric power generated by the solar cell 1 is supplied to the rechargeable battery 7. At this time, a diode 9 is provided to prevent the outflow current from the solar cell 1 from flowing into the auxiliary battery 8 and also to prevent the power from the auxiliary battery 8 from flowing into the solar cell 1.

【０００９】ＣＰＵ５は制御バス１２によって周辺素子
を制御するが、動作モードの制御のためにタイマ１３が
設けられている。このタイマ１３はＣＰＵ５の動作モー
ドを決定し、ＣＰＵ５の動作が不要なときには停止し
て、電力の低消費化を図っている。周辺素子には、電圧
レギュレータ１４から電力が供給される。すなわち、電
圧レギュレータ１４は補助電池８もしくは充電池７から
の出力電圧を周辺素子に必要な電圧に変換するためのも
ので、パワースイッチ１５によって供給対象となる素子
が選択される。この選択はＣＰＵ５からの指示によって
行われる。なお、電圧レギュレータ１４からの出力は、
電圧供給が常に必要とされるＣＰＵ５およびタイマ１３
には常時供給され、その以外のマルチプレクサ３、Ａ／
Ｄ変換器４、および出力装置６にはパワースイッチ１５
によって必要なときのみ電力は供給されるようになって
いる。なお、出力装置６は、照度の検出状態を無線で送
信するように構成された無線装置からなるが、特に無線
装置である必要はない。しかし、無線の場合、遠隔地の
情報を得るのに便利であるばかりでなく、このような装
置を複数で運用するときにワイヤが不要となり、大規模
なシステムの構築が容易になるという利点がある。The CPU 5 controls the peripheral elements through a control bus 12, and a timer 13 is provided for controlling an operation mode. The timer 13 determines the operation mode of the CPU 5, and stops when the operation of the CPU 5 is unnecessary, thereby reducing power consumption. Power is supplied from the voltage regulator 14 to the peripheral elements. That is, the voltage regulator 14 is for converting the output voltage from the auxiliary battery 8 or the rechargeable battery 7 to a voltage required for the peripheral elements, and the element to be supplied is selected by the power switch 15. This selection is performed according to an instruction from the CPU 5. The output from the voltage regulator 14 is
CPU 5 and timer 13 which always require voltage supply
, And the other multiplexers 3, A /
A power switch 15 is provided for the D converter 4 and the output device 6.
Power is supplied only when necessary. The output device 6 is a wireless device configured to wirelessly transmit the illuminance detection state, but need not be a wireless device. However, in the case of wireless communication, not only is it convenient to obtain information on a remote place, but also there is an advantage that a wire is not required when a plurality of such devices are operated and a large-scale system can be easily constructed. is there.

【００１０】このように構成された照度検出センサで
は、充電池に充電する充電期間と照度検出を行なう検出
期間とが設けられている。まず、充電期間においては、
ＣＰＵ５は、タイマ１３からの制御で停止しており、パ
ワースイッチ１５はいずれの素子も選択していない。し
たがって、電力を消費しているのはタイマ１３、停止中
のＣＰＵ５、および電圧レギュレータ１４のみとなって
いる。これによって消費電力を極めて低く抑えることが
可能になっている。この状態では、太陽電池１によって
発生した電力は充電池７に流れ込んで蓄えられる。The illuminance detection sensor thus configured has a charging period for charging the rechargeable battery and a detection period for detecting the illuminance. First, during the charging period,
The CPU 5 is stopped under the control of the timer 13, and the power switch 15 has not selected any element. Therefore, only the timer 13, the stopped CPU 5, and the voltage regulator 14 consume power. This makes it possible to keep power consumption extremely low. In this state, the electric power generated by the solar cell 1 flows into the rechargeable battery 7 and is stored.

【００１１】そして、ＣＰＵ５がタイマ１３によって起
動されると、ＣＰＵ５はＡ／Ｄ変換器４への電力供給を
パワースイッチ１５に指示し、パワースイッチ１５から
Ａ／Ｄ変換器４に電力が供給され、Ａ／Ｄ変換器４は動
作可能状態となる。さらに、ＣＰＵ５はマルチプレクサ
３への電力供給をパワースイッチ１５に指示し、次い
で、測定対象となる太陽電池１を指示する。太陽電池ア
レイ２の中から指示選択された太陽電池１の出力電圧は
Ａ／Ｄ変換器４でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ５に
出力され、この出力からＣＰＵ５は対象となった太陽電
池１の照度情報を得る。ＣＰＵ５は、この照度情報から
必要となる情報を作成し、さらに、必要な個所の太陽電
池１を指示してマルチプレクサ３を切り換えさせ、上記
の動作を測定点分繰り返す。これによって必要な照度情
報を面的に得ることができる。ＣＰＵ５はこのように必
要な情報を得ると、パワースイッチ１５に指示して、マ
ルチプレクサ３およびＡ／Ｄ変換器４への電力供給を停
止し、今度は出力装置６に電力を供給させる。次いで、
作成した情報を出力装置６に転送し、出力装置６の送信
機９からアンテナ１０を介して無線で出力させる。この
出力が終了すると、ＣＰＵ５は出力装置６への電力供給
をパワースイッチ１５によって停止させ、さらにタイマ
１３からの制御によって次の起動まで停止する。そし
て、前述の充電期間に入る。このようにして充電期間と
検出期間とが所定の時間ごとに繰り返され、照度検出が
行われる。When the CPU 5 is started by the timer 13, the CPU 5 instructs the power switch 15 to supply power to the A / D converter 4, and the power is supplied from the power switch 15 to the A / D converter 4. , A / D converter 4 becomes operable. Further, the CPU 5 instructs the power switch 15 to supply power to the multiplexer 3, and then instructs the solar cell 1 to be measured. The output voltage of the solar cell 1 designated and selected from the solar cell array 2 is converted into a digital signal by the A / D converter 4 and output to the CPU 5, from which the CPU 5 outputs the illuminance of the target solar cell 1. get information. The CPU 5 creates necessary information from the illuminance information, further instructs a required portion of the solar cell 1 to switch the multiplexer 3, and repeats the above operation for the number of measurement points. This makes it possible to obtain necessary illuminance information in a two-dimensional manner. When the CPU 5 obtains the necessary information in this manner, it instructs the power switch 15 to stop supplying power to the multiplexer 3 and the A / D converter 4 and causes the output device 6 to supply power this time. Then
The created information is transferred to the output device 6, and is output wirelessly from the transmitter 9 of the output device 6 via the antenna 10. When this output is completed, the CPU 5 stops the power supply to the output device 6 by the power switch 15, and further stops by the control of the timer 13 until the next start. Then, the above-described charging period starts. In this way, the charging period and the detection period are repeated every predetermined time, and the illuminance is detected.

【００１２】上述のようにして照度検出を行なうと、太
陽電池アレイ２の前面側の周囲全体の照度を検出するこ
とが可能になる。すなわち、ある太陽電池１の上に物体
が存在した場合、その太陽電池１の出力は他の太陽電池
１の出力よりも小さくなることから、その物体の存在お
よび存在位置を知ることができ、逆にある太陽電池１の
出力が大きいとその太陽電池１の位置に光が照射されて
いることがわかる。したがって、例えば自動ドアの開閉
操作スイッチにこの照度検出センサを利用すれば、この
センサ部の一部に手をかざすことにより、ＣＰＵ５は一
部の太陽電池１の照度が変化したことを検知して、自動
ドアを開けるように指示信号をだすことができる。一
方、周囲の照度が陽のかげりや照明灯の故障等により低
下しても、この低下は全ての太陽電池１が検知するの
で、ＣＰＵ５は全体の太陽電池１の照度変化は捕らえる
が、この変化は手をかざす等による変化としては判定せ
ず、このような照度の変化で人の存在として検知し、自
動ドアを開くための信号を発することはない。その他、
照度分布が明確に検出できることから、検出個所の照度
状態を的確に把握することが可能になり、通路を移動し
ている人の位置等の検知に使用することもできる。When the illuminance detection is performed as described above, it is possible to detect the illuminance of the entire periphery on the front side of the solar cell array 2. That is, when an object exists on a certain solar cell 1, the output of the solar cell 1 is smaller than the output of another solar cell 1, so that the existence and the position of the object can be known. When the output of the solar cell 1 is large, it can be understood that light is irradiated to the position of the solar cell 1. Therefore, for example, if this illuminance detection sensor is used for an opening / closing operation switch of an automatic door, the CPU 5 detects that the illuminance of some of the solar cells 1 has changed by holding a hand over a part of the sensor unit. , Can give an instruction signal to open the automatic door. On the other hand, even if the surrounding illuminance decreases due to the sun's shading or the failure of the lighting, etc., since the decrease is detected by all the solar cells 1, the CPU 5 captures the change in illuminance of the entire solar cell 1, but this change is detected. Is not determined as a change due to a hand or the like, and is not detected as a presence of a person due to such a change in illuminance, and does not emit a signal for opening the automatic door. Others
Since the illuminance distribution can be clearly detected, it is possible to accurately grasp the illuminance state at the detection point, and it can also be used for detecting the position of a person moving on the passage.

【００１３】[0013]

【考案の効果】これまでの説明で明らかなように、上述
のように構成されたこの考案によれば、太陽電池アレイ
を利用して各太陽電池の出力から照度を検出するので、
検出対象となる太陽電池を切り換えて選択することによ
って照度を面的に検出することが可能になり、これによ
って、その検出状態に応じた適切な制御を行なうことが
できる。また、照度検出手段として太陽電池を使用する
ので、照度検出手段と電力供給手段とを別の手段で構成
する必要がなくなり、その分コストの削減を図ることが
できる。As is clear from the above description, according to the present invention configured as described above, the illuminance is detected from the output of each solar cell using the solar cell array.
By switching and selecting a solar cell to be detected, the illuminance can be detected two-dimensionally, whereby appropriate control according to the detection state can be performed. Further, since a solar cell is used as the illuminance detection means, it is not necessary to configure the illuminance detection means and the power supply means by separate means, and the cost can be reduced accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この考案の一実施例に係る照度検出センサを示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an illuminance detection sensor according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 太陽電池 ２ 太陽電池アレイ ３ マルチプレクサ ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ ＣＰＵ ６ 出力装置 ７ 充電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 Solar cell array 3 Multiplexer 4 A / D converter 5 CPU 6 Output device 7 Rechargeable battery

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項１】 入射光の光量に応じて発電する複数の太
陽電池からなる太陽電池アレイと、 測定すべき一つの太陽電池を選択するための選択手段
と、 選択手段によって選択された太陽電池の出力をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、 照度の非検出時に太陽電池によって発電された電力を蓄
える充電池と、 照度の検出時にはＡ／Ｄ変換手段からの出力によって照
度を検出するとともに、周辺素子に対し所定の制御を行
なう制御手段と、 制御手段からの検出出力に応じて照度の検知状態を外部
に出力する出力手段と、を備えた照度検出センサ。1. A solar cell array including a plurality of solar cells that generate electric power in accordance with the amount of incident light, a selection unit for selecting one solar cell to be measured, and a solar cell selected by the selection unit. A / D conversion means for converting an output into a digital signal, a rechargeable battery for storing power generated by a solar cell when illuminance is not detected, and detecting illuminance by output from the A / D conversion means when illuminance is detected. An illuminance detection sensor comprising: control means for performing predetermined control on peripheral elements; and output means for outputting an illuminance detection state to the outside according to a detection output from the control means.