JP2001108432A

JP2001108432A - 太陽方向検出装置

Info

Publication number: JP2001108432A
Application number: JP28639899A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Saito; 雄一齋藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】宇宙機に搭載される太陽方向検出装置におい
て、宇宙機の姿勢を変えることなく広い視野範囲で太陽
を捕捉し、その捕捉した方向を検出することを目的とす
る。【解決手段】上面に所定の幅のスリットを有する箱型
のセンサ部を太陽が上記センサ部の上下どちらかに存在
する場合でも太陽光が検知できるように回転させる駆動
部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、宇宙機
に搭載され、広い視野範囲で太陽を捕捉し、太陽の方向
を検出する太陽方向検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来のこの種の検出装置について
説明する。図４は、従来の検出装置を示す図で、図にお
いて１は検出装置を示し、２はこの検出装置１を構成す
るセンサ部である。このセンサ部２は、箱型をなし、そ
の上部には所定の幅のスリット３が設けられている。こ
の箱型のセンサ部２の内部底面には、センサとして機能
する例えば太陽電池Ｓ₁〜Ｓ₉が、後述する信号処理との
関係のもとに並設されている。すなわち、太陽４の光５
は、上記スリット３を通って前記した太陽電池Ｓ ₁〜Ｓ₉
のいずれかに当たり、それによって、太陽電池Ｓ₁〜Ｓ₉
のいずれかが起電力を生ずる。この起電力は、信号線６
を通り、信号処理部７に伝えられる。信号処理部７は、
起電力を生じた太陽電池と上記スリット３の相対位置関
係をもとに、あらかじめ決められた信号処理を行い、太
陽方向を検出する。

【０００３】次に、上記検出装置１の内部接続とその動
作を図５を用いて詳しく説明する。図５は上記太陽電池
Ｓ₁〜Ｓ₉と信号処理部７の接続を示す。まず、太陽４が
スリット３の真上、すなわち、イの位置にあると仮定す
る。この時、太陽光５は、スリット３を真上から通り、
スリット３の真下に位置する太陽電池Ｓ₅ に当たり、こ
の太陽電池Ｓ₅ に起電力が生じる。この起電力は、前記
した信号線６を通り、受光信号８として、信号処理部７
に伝えられる。信号処理部７は、まず、受光信号１１を
エンコーダ１２で２進数に符号化し、その数値つまり受
光位置が太陽電池Ｓ₅ の位置であるという情報を信号処
理手段（ＣＰＵ）１３に伝える。この信号処理手段（Ｃ
ＰＵ）１３は、これを読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１
４に書かれた所定の太陽方向計算式に従って、読み書き
メモリ（ＲＡＭ）１５のメモリ領域を使って信号処理
し、太陽の方向が真上であることを求め、その結果、例
えば０度という数値を太陽方向信号１６として出力す
る。

【０００４】次に、時間が経過し、太陽４が検出装置１
の斜め上方、すなわち、ロの位置に移動したと仮定する
と、この時、太陽光５は、スリット３を斜めに通り、例
えば太陽電池Ｓ₁ に当たり、太陽電池Ｓ1 に起電力が生
じる。この起電力は、同様に前記した信号線６を通り、
受光信号８として、信号処理部７に伝えられる。信号処
理部７は、今度は、受光位置が太陽電池Ｓ₁ の位置であ
るという情報を上記と同様に信号処理し、太陽の方向が
斜め上方であることを求め、その結果、例えば＋２５度
という数値を太陽方向信号１６として出力する。他の位
置に太陽がある時も同様にして、太陽方向を検出するこ
とができる。また、この検出装置を２つ直角に配置する
ことにより二軸方向について太陽方向を検出することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、宇宙機はロ
ケットから分離された後、できるだけ早いうちに太陽電
池パドルによって電力を発生させ、それによって、各種
機能を動作させなければならない。そのためには、一刻
も早く太陽の方向を検出して、その方向に太陽電池パド
ルを向ける必要がある。この太陽電池パドルを太陽に向
けさせるための宇宙機の姿勢を決定する際に用いられる
のが太陽方向検出装置である。したがって、この太陽方
向検出装置は、より広い視野をもったものが望ましい。
しかしながら、従来の太陽方向検出装置には、次に述べ
るような問題点がある。

【０００６】図５に示すように、従来の太陽方向検出装
置１は、その太陽方向検出装置１の上方、例えば、イの
方向に太陽４がある場合に、太陽光５を、上記太陽方向
検出装置１のセンサ部２に設けられたスリット３から入
射し、上記太陽４の方向を捕捉、検知できる。しかし、
図５に示すように、従来の太陽方向検出装置１は、その
太陽方向検出装置１の下方、例えば、ロの方向に太陽４
がある場合に、太陽光５を、上記太陽方向検出装置１の
センサ部２に設けられたスリット３から入射し、上記太
陽４の方向を捕捉、検知することは不可能である。この
場合、上記太陽４を捕捉するために、人工衛星筐体９の
姿勢を１８０度変えるなどして全天球を探さなければな
らない。

【０００７】この発明は、このような従来の太陽方向検
出装置における課題を解決するためになされたものであ
り、人工衛星筐体自体の姿勢を変えることなく広い範囲
で太陽を捕捉し、その捕捉した方向を検出することがで
きる太陽方向検出装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明の太陽方向検
出装置は、太陽が上記センサ部の上下どちらに存在する
場合でも、上記太陽光を検知するように上記センサ部を
例えば１８０度回転させる駆動部を設けたものである。

【０００９】第２の発明の太陽方向検出装置は、上記セ
ンサ部を回転するための駆動部を備えた一軸用太陽方向
検出装置を、互いに直角をなすように２つに配置したも
のである。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．次に図１を用い
て、この発明の実施の形態１を説明する。図１におい
て、１〜７，９は、図４〜６と同じものである。８は、
センサ部２を例えば１８０度回転するための駆動部であ
る。この駆動部８を除いて、太陽方向検出装置の構成
は、図４、図５の従来例と同じ構成である。

【００１１】次に、このように構成されたこの発明の太
陽方向検出装置における太陽方向の検出方法を図１、図
２を用いて説明する。図１は、図２を拡大した図であ
り、駆動部も含めて太陽方向検出装置における太陽方向
の検出方法を説明する図である。図１に示すように、従
来の太陽方向検出装置１は、その太陽方向検出装置１の
上方、例えば、イの方向に太陽４がある場合に、太陽光
５を、上記太陽方向検出装置１のセンサ部２に設けられ
たスリット３から入射し、上記太陽４の方向を捕捉、検
知できる。

【００１２】しかし、図１に示すように、従来の太陽方
向検出装置１は、その太陽方向検出装置１の下方、例え
ば、ロの方向に太陽４がある場合に、太陽光５を、上記
太陽方向検出装置１のセンサ部２に設けられたスリット
３から入射し、上記太陽４の方向を捕捉、検知すること
はできない。太陽を検知することができない場合は、駆
動部８によりセンサ部２を回転する。太陽光５が、セン
サ部２の内部底面に設けられた太陽電池にあたり起電力
を生じるまで、駆動部８によりセンサ部２の回転を続け
る。

【００１３】上記太陽光５を検知した後は、上記センサ
部２の回転を停止し、駆動部８よりセンサ部２の回転角
度信号が、信号線６を通り、信号処理部７に伝えられ
る。信号処理部７は、まず、センサ部２の回転角度信号
をエンコーダで２進数に符号化し、その数値を信号処理
手段（ＣＰＵ）１３に伝える。この信号処理手段（ＣＰ
Ｕ）１３は、これを読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１４
に書かれた所定の回転角度計算式に従って、読み書きメ
モリ（ＲＡＭ）１５のメモリ領域を使って信号処理し、
センサ部２の回転角度を求める。それ以降は、従来例と
同様に太陽方向を計算する。

【００１４】以上のように、この発明の実施の形態１で
は、図１に示すように、太陽４が、例えば、太陽方向検
出装置１の下方、ロの方向にある場合にも、上記太陽４
を捕捉するために、人工衛星筐体９の姿勢を１８０度変
えるなどして全天球を探すことなく、駆動部８によりセ
ンサ部２を回転するだけで、上記太陽４を捕捉すること
ができる。従って、太陽を捕捉するために人工衛星筐体
９自体の姿勢をスラスタを吹いて大きく変えることな
く、人工衛星筐体９の姿勢を安定させたまま、最小限の
エネルギーで上記太陽４を捕捉することができる。

【００１５】実施の形態２．次に、図３を用いて、この
発明の実施の形態２を説明する。この実施の形態２は、
２つの直交する軸（ここでは、仮にＸ軸、Ｙ軸として説
明する。）Ｘ，Ｙ軸の太陽方向を検出する場合の太陽方
向検出装置１の組み合わせ構成を示すもので、以下に説
明する。上記図３において、１〜９は、図１と同じもの
である。

【００１６】図３において、Ｘ軸に対応するセンサ部２
Ｘと、Ｙ軸に対応するセンサ部２Ｙを直角をなすように
配置し、センサ部２Ｘ，２Ｙそれぞれの起電力を生じた
太陽電池の位置情報より、信号処理部７で信号処理を行
い、Ｘ軸、Ｙ軸の太陽方向を検出し、それらを前記太陽
方向信号１３として出力する。なお、個々のセンサ部２
Ｘ，２Ｙおよび信号処理部７での動作は、前記図１、図
２で説明したのと同じである。

【００１７】実施の形態２においては、図３に示すよう
に、直交する二軸の太陽方向について、太陽４が、例え
ば、太陽方向検出装置１の下方、ロの方向にある場合に
も、上記太陽４を捕捉するために、人工衛星筐体９の姿
勢を１８０度変えるなどして全天球を探すことなく、駆
動部８によりセンサ部２を回転するだけで、上記太陽４
を捕捉することができる。従って、太陽を捕捉するため
に人工衛星筐体９自体の姿勢をスラスタを吹いて大きく
変えることなく、人工衛星筐体９の姿勢を安定させたま
ま、最小限のエネルギーで上記太陽４を捕捉し、太陽方
向を検出することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば人工衛
星の姿勢自体を変えることなく太陽捕捉を行い、太陽方
向を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を説明する図であ
る。

【図２】この発明の実施の形態１を太陽電池パドルを
含め説明する図である。

【図３】この発明の実施の形態２を説明する図であ
る。

【図４】従来の太陽方向検出装置を示す図である。

【図５】従来の太陽方向検出装置の内部接続を示す図
である。

【図６】従来の太陽方向検出装置を人工衛星を含め説
明する図である。

【符号の説明】１太陽方向検出装置、２センサ部、３スリット、
４太陽、６信号線、７信号処理部、８駆動部、
９人工衛星筐体、１０太陽電池パドル、１２エン
コーダ、１３信号処理手段、１４読み出し専用メモ
リ、１５読み書きメモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面に所定の幅のスリットを有する箱型
のセンサ部と、上記センサ部のスリットを通って箱内に
入射する太陽光を受光し、起電力を発生するセンサ部内
底面に並設された複数の太陽電池と、上記複数の太陽電
池から発生される起電力を受光信号として導入し、起電
力を発生した太陽電池と上記スリットの相対位置関係を
太陽方向の検出処理を行う信号処理装置とを具備した太
陽方向検出装置において、太陽が上記センサ部の上下ど
ちらに存在する場合でも太陽光が検知するように上記セ
ンサ部を回転駆動する駆動部を設けたことを特徴とする
太陽方向検出装置。
【請求項２】上記太陽方向検出装置を直交する二つの
軸それぞれに対応させて配置し、それぞれの軸の太陽方
向を、対応する上記太陽方向検出装置によって得るよう
に構成したことを特徴とする請求項１記載の太陽方向検
出装置。