JP2003156318A - Highly accurate directivity controller - Google Patents
Highly accurate directivity controllerInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば地上に配
設されたりあるいは人工衛星、宇宙機、航空機等に搭載
される可動鏡制御装置等のための高精度指向制御装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high precision pointing control device for a movable mirror control device or the like which is installed on the ground or mounted on an artificial satellite, a spacecraft, an aircraft or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】図14に例えば特開2000−1871
50号公報に示された従来の可動鏡制御装置のための高
精度指向制御装置を示す。この種の高精度指向制御装置
では可動部1001と固定部1002の位置関係を参照
するための1個の発光ダイオード1003を可動部10
01に設置し、可動部1001の変位を検出するための
1個の4分割素子フォトダイオード1004を固定部1
002に設置し、この1組の発光ダイオード1003と
4分割素子フォトダイオード1004の相対変位から、
可動鏡1005の傾動角度を検出する構成としている。2. Description of the Related Art FIG. 14 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-1871.
A high precision pointing control device for the conventional movable mirror control device shown in Japanese Patent No. 50 is shown. In this type of high-precision pointing control device, one light emitting diode 1003 for referencing the positional relationship between the movable portion 1001 and the fixed portion 1002 is provided in the movable portion 10.
01, and one fixed quadrant photodiode 1004 for detecting the displacement of the movable part 1001 is fixed part 1
002, and the relative displacement of the one set of the light emitting diode 1003 and the four-division element photodiode 1004,
The tilt angle of the movable mirror 1005 is detected.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の高精度指向制御
装置は以上のように構成されているため、外乱等により
可動鏡が大きく傾動することにより、発光ダイオードか
らのビームが4分割素子フォトダイオードの線形領域外
に受光して指向制御特性が劣化するという問題点があっ
た。また、指向制御精度を高めるためには、4分割素子
フォトダイオードの線形領域が小さいことに起因する可
動鏡のダイナミックレンジを大きくできないという問題
点があった。また、発光ダイオードが故障すると可動鏡
を指向制御することが不可能となるという問題点があっ
た。また、4分割素子フォトダイオードが故障すると可
動鏡を指向制御することが不可能となるという問題点が
あった。さらに、発光ダイオードと4分割素子フォトダ
イオードは可動鏡の中心を通る直線上に配置する必要が
あり、発光ダイオードと4分割素子フォトダイオードの
設置場所が拘束されるという問題点があった。Since the conventional high-accuracy pointing control device is constructed as described above, the beam from the light emitting diode is divided into four quadrants by the movable mirror largely tilting due to disturbance or the like. However, there is a problem that the directivity control characteristic is deteriorated by receiving the light outside the linear region. In addition, there is a problem that the dynamic range of the movable mirror cannot be increased due to the small linear region of the four-division element photodiode in order to improve the pointing control accuracy. Further, if the light emitting diode fails, it is impossible to control the direction of the movable mirror. Further, there is a problem that if the four-division element photodiode fails, it becomes impossible to control the orientation of the movable mirror. Further, the light emitting diode and the four-divided element photodiode must be arranged on a straight line passing through the center of the movable mirror, and there is a problem that the installation locations of the light emitting diode and the four-divided element photodiode are restricted.
【0004】この発明は上記の課題を解消するためにな
されたもので、外乱等により可動鏡(ミラー)が大きく傾
動しても、指向制御特性が劣化することのない高精度指
向制御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and provides a high-precision pointing control device in which the pointing control characteristics do not deteriorate even when the movable mirror (mirror) tilts largely due to disturbance or the like. The purpose is to do.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、ミラー傾動機構によりミラーの姿勢を制御し受
光ビームを所望の位置に高精度に導光する高精度指向制
御装置であって、受光ビームを所望の位置に導光するミ
ラーを固定保持する可動部と、この可動部を揺動自在に
支持するための固定部と、上記可動部と固定部を揺動結
合するための回転揺動継手と、上記可動部に固定され上
記固定部との位置関係を参照するための発光体と、上記
発光体からのビームを複数本に分割する分光部と、上記
固定部に固定され上記発光体からのビームに基づき上記
固定部に対する可動部の相対変位を広範囲に検出するた
めの基準ビーム位置検出センサと、上記固定部の上記発
光体からのビームに対向する面上に固定され上記発光体
からのビームまたは上記分光部で分光されたビームに基
づき上記固定部に対する可動部の相対変位を局所的にか
つより高精度に検出するための上記基準ビーム位置検出
センサおよびこれの周囲に配置された複数のセンサから
なる複数個のローカルビーム位置検出センサと、上記複
数個のローカルビーム位置検出センサを選択的に切り替
えるローカルセンサ切り替えスイッチと、上記固定部に
対する可動部の相対位置ずれ量から最適なローカルビー
ム位置検出センサを選択して上記ローカルセンサ切り替
えスイッチを自動的に切り替えるローカルセンサ切り替
え部と、選択された上記ローカルビーム位置検出センサ
で検出される上記発光体との相対的な位置ずれから上記
可動部の傾動角である可動ミラー傾動角を算出する可動
ミラー傾動角度算出器と、上記可動ミラー傾動角と指令
値から上記可動部の傾動角の補償制御量を計算する補償
器と、上記補償器の出力により前記可動部を所望の角度
に傾動するミラー傾動機構と、を備えたことを特徴とす
る高精度指向制御装置にある。In view of the above object, the present invention is a high precision pointing control device for controlling the posture of a mirror by a mirror tilting mechanism to guide a received light beam to a desired position with high precision. , A movable part for fixedly holding a mirror for guiding a received light beam to a desired position, a fixed part for swingably supporting the movable part, and a rotation for swingably connecting the movable part and the fixed part. An oscillating joint, a light-emitting body that is fixed to the movable section and refers to a positional relationship with the fixed section, a spectroscopic section that divides a beam from the light-emitting body into a plurality of beams, and a fixed section that is fixed to the fixed section. A reference beam position detection sensor for broadly detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part based on the beam from the light emitter, and the light emission fixed on the surface of the fixed part facing the beam from the light emitter. The beam from the body From the reference beam position detection sensor and a plurality of sensors arranged around the reference beam position detection sensor for locally and highly accurately detecting the relative displacement of the movable portion with respect to the fixed portion based on the beam split by the splitting portion. A plurality of local beam position detection sensors, a local sensor changeover switch that selectively switches the plurality of local beam position detection sensors, and an optimal local beam position detection sensor based on the relative position displacement amount of the movable portion with respect to the fixed portion. Is selected to automatically switch the local sensor changeover switch, and the tilt angle of the movable part is determined from the relative positional deviation between the local light sensor and the light emitter detected by the selected local beam position detection sensor. And a movable mirror tilt angle calculator for calculating the movable mirror tilt angle. A tilting angle and a command value to calculate a compensation control amount of the tilting angle of the movable part, and a mirror tilting mechanism for tilting the moving part to a desired angle by the output of the compensator. It is a characteristic high-precision pointing control device.
【0006】また、上記ローカルセンサ切り替え部が、
上記固定部に対する可動部の相対位置ずれ量から最適な
ローカルビーム位置検出センサを選択するビーム位置ず
れ量判定器と、上記ビーム位置ずれ量判定器の出力から
ローカルセンサ切り替えスイッチを自動的に切り替える
ローカルセンサ自動切り替え器と、を含むことを特徴と
する。Further, the local sensor switching unit is
A beam position deviation amount determiner that selects an optimal local beam position detection sensor from the relative position deviation amount of the movable portion with respect to the fixed portion, and a local sensor switching switch that automatically switches the local sensor changeover switch from the output of the beam position deviation amount determination device. And an automatic sensor switching device.
【0007】また、上記ローカルビーム位置検出センサ
での受光ビーム光量を検出するローカルセンサ受光量検
出器をさらに備え、上記ビーム位置ずれ量判定器が上記
ローカルセンサ受光量検出器の検出結果に基づき受光ビ
ーム光量の小さいローカルビーム位置検出センサを選択
枠から外すことを特徴とする。Further, a local sensor light receiving amount detector for detecting the amount of light received by the local beam position detecting sensor is further provided, and the beam position deviation amount judging device receives light based on the detection result of the local sensor light receiving amount detector. It is characterized in that the local beam position detection sensor having a small light quantity is removed from the selection frame.
【0008】また、上記基準ビーム位置検出センサと同
等の機能を所有するバックアップセンサと、上記基準ビ
ーム位置検出センサでの受光ビーム光量を検出して異常
の有無を判断して上記基準ビーム位置検出センサを上記
バックアップセンサに切り替える基準センサ切り替え部
と、を備えたことを特徴とする。Further, a backup sensor having a function equivalent to that of the reference beam position detection sensor, and a reference beam position detection sensor for detecting the presence or absence of an abnormality by detecting the amount of light received by the reference beam position detection sensor. And a reference sensor switching unit for switching to the backup sensor.
【0009】また、上記発光体を複数個備え、上記複数
個の発光体からの複数本のビームを1本に結合する集光
部と、上記基準ビーム位置検出センサでの受光ビーム光
量を検出して上記発光体の異常の有無を判断して上記発
光体の切り替えを行う発光体切り替え部と、を備えたこ
とを特徴とする。Further, a plurality of the above-mentioned light-emitting bodies are provided, and a light-collecting portion for combining a plurality of beams from the above-mentioned plurality of light-emitting bodies into a single light-collecting portion, and the amount of light received by the reference beam position detection sensor are detected. And a light emitter switching unit that switches the light emitter by determining whether or not there is an abnormality in the light emitter.
【0010】また、ミラー傾動機構によりミラーの姿勢
を制御し受光ビームを所望の位置に高精度に導光する高
精度指向制御装置であって、受光ビームを所望の位置に
導光するミラーを固定保持する可動部と、この可動部を
揺動自在に支持するための固定部と、上記可動部と固定
部を揺動結合するための回転揺動継手と、上記可動部に
固定され上記固定部との位置関係を参照するための発光
体と、上記発光体からのビームを複数本に分割する分光
部と、上記固定部の上記発光体からのビームに対向する
面上に固定され上記分光部で分光されたビームに基づき
上記固定部に対する可動部の相対変位を広範囲にかつ高
精度に検出するための複数個の2次元アレイセンサと、
上記複数個の2次元アレイセンサを選択的に切り替える
2次元アレイセンサ切り替えスイッチと、上記2次元ア
レイセンサでの受光ビーム光量を検出して異常の有無を
判断して上記2次元アレイセンサ切り替えスイッチを自
動的に切り替える基準センサ切り替え部と、選択された
上記2次元アレイセンサで検出される上記発光体との相
対的な位置ずれから上記可動部の傾動角である可動ミラ
ー傾動角を算出する可動ミラー傾動角度算出器と、上記
可動ミラー傾動角と指令値から上記可動部の傾動角の補
償制御量を計算する補償器と、上記補償器の出力により
前記可動部を所望の角度に傾動するミラー傾動機構と、
を備えたことを特徴とする高精度指向制御装置にある。In addition, the mirror tilting mechanism controls the attitude of the mirror to guide the received light beam to a desired position with high accuracy, and is a high precision directivity control device in which the mirror that guides the received light beam to a desired position is fixed. A movable portion to be held, a fixed portion for swingably supporting the movable portion, a rotary swing joint for swingably coupling the movable portion and the fixed portion, and the fixed portion fixed to the movable portion. And a spectroscopic unit that divides the beam from the luminous unit into a plurality of beams, and the spectroscopic unit fixed on the surface of the fixing unit facing the beam from the luminous unit. A plurality of two-dimensional array sensors for detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part in a wide range and with high accuracy based on the beam dispersed by
A two-dimensional array sensor changeover switch that selectively switches the plurality of two-dimensional array sensors, and a two-dimensional array sensor changeover switch that detects the light amount of a light beam received by the two-dimensional array sensor to determine whether there is an abnormality. Movable mirror that calculates a movable mirror tilt angle, which is the tilt angle of the movable part, based on the relative displacement between the reference sensor switching part that automatically switches and the light emitter detected by the selected two-dimensional array sensor. A tilt angle calculator, a compensator that calculates a compensation control amount of the tilt angle of the movable part from the movable mirror tilt angle and a command value, and a mirror tilt that tilts the movable part to a desired angle by the output of the compensator. Mechanism,
A high-accuracy pointing control device characterized by comprising:
【0011】また、ミラー傾動機構によりミラーの姿勢
を制御し受光ビームを所望の位置に高精度に導光する高
精度指向制御装置であって、受光ビームを所望の位置に
導光するミラーを固定保持する可動部と、この可動部を
揺動自在に支持するための固定部と、上記可動部と固定
部を揺動結合するための回転揺動継手と、上記可動部に
固定され上記固定部との位置関係を参照するための複数
個の発光体と、上記複数個の発光体からの複数本のビー
ムを1本に結合する集光部と、上記固定部に固定され上
記発光体からのビームに基づき上記固定部に対する可動
部の相対変位を検出するための基準ビーム位置検出セン
サと、上記複数個の発光体を選択的に切り替える発光体
切り替えスイッチと、上記基準ビーム位置検出センサで
の受光ビーム光量を検出して上記発光体の異常の有無を
判断して最適な発光体を選択して上記発光体切り替えス
イッチを自動的に切り替える発光体切り替え部と、上記
基準ビーム位置検出センサで検出される上記発光体との
相対的な位置ずれから上記可動部の傾動角である可動ミ
ラー傾動角を算出する可動ミラー傾動角度算出器と、上
記可動ミラー傾動角と指令値から上記可動部の傾動角の
補償制御量を計算する補償器と、上記補償器の出力によ
り前記可動部を所望の角度に傾動するミラー傾動機構
と、を備えたことを特徴とする高精度指向制御装置にあ
る。Further, the mirror tilting mechanism controls the attitude of the mirror to guide the received light beam to a desired position with high accuracy, and is a high precision directivity control device, wherein the mirror for guiding the received light beam to a desired position is fixed. A movable portion to be held, a fixed portion for swingably supporting the movable portion, a rotary swing joint for swingably coupling the movable portion and the fixed portion, and the fixed portion fixed to the movable portion. A plurality of light emitters for referring to the positional relationship between the light emitters, a light condensing unit that combines a plurality of beams from the plurality of light emitters into one, and a light emitting unit that is fixed to the fixing unit. A reference beam position detection sensor for detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part based on the beam, a light emitter changeover switch for selectively switching the plurality of light emitters, and a light reception by the reference beam position detection sensor. Beam intensity A light emitter switching unit that automatically detects the abnormalities of the light emitters by detecting and selects the most suitable light emitters and automatically switches the light emitter switch, and the light emission detected by the reference beam position detection sensor. A movable mirror tilt angle calculator that calculates a movable mirror tilt angle, which is the tilt angle of the movable portion, based on a relative displacement with the body, and compensation control of the tilt angle of the movable portion from the movable mirror tilt angle and a command value. A high-precision pointing control device comprising: a compensator for calculating a quantity; and a mirror tilting mechanism for tilting the movable part to a desired angle by the output of the compensator.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下この発明を各実施の形態に従
って説明する。
実施の形態1.図1はこの発明による高精度指向制御装
置の主に可動機構部分の構成の一例を示す図である。図
1において、1はミラー、6−1は固定部14と外側可
動部10を結合する回転揺動継手としての1対の第1の
フレキシャルピボット、6−2は外側可動部10と内側
可動部9を結合する回転揺動継手としての1対の第2の
フレキシャルピボット、2は可動部5を所望の角度に傾
動するための3個以上の電磁石型アクチュエータであ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below according to each embodiment. Embodiment 1. FIG. 1 is a diagram mainly showing an example of the configuration of a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a mirror, 6-1 is a pair of first flexible pivots as a rotary oscillating joint that connects the fixed part 14 and the outer movable part 10, and 6-2 is the outer movable part 10 and the inner movable part. A pair of second flexural pivots 2 serving as a rotary oscillating joint connecting the parts 9 are three or more electromagnet type actuators for tilting the movable part 5 to a desired angle.
【0013】3は可動部5と固定部14の位置関係を参
照するための第1の発光ダイオード、4−1は固定部1
4に対する可動部5の相対変位を広範囲に検出するため
の基準ビーム位置検出センサでありかつ固定部14に対
する可動部5の相対変位を局所的にかつ高精度に検出す
るためのローカルビーム位置検出センサとしての第1の
4分割素子フォトダイオード、4−2は固定部14に対
する可動部5の相対変位を局所的にかつ高精度に検出す
るためのローカルビーム位置検出センサとしての第2の
4分割素子フォトダイオード、4−3は固定部14に対
する可動部5の相対変位を局所的にかつ高精度に検出す
るためのローカルビーム位置検出センサとしての第3の
4分割素子フォトダイオード、7は第1の発光ダイオー
ド3から出射されるビーム11を分割するビームスプリ
ッタ、8は第1の発光ダイオード出射ビーム11を反射
する反射ミラー、12は入射ビーム、13は反射ビーム
である。Reference numeral 3 is a first light emitting diode for referring to the positional relationship between the movable portion 5 and the fixed portion 14, and 4-1 is the fixed portion 1.
4 is a reference beam position detection sensor for detecting a relative displacement of the movable portion 5 with respect to 4 in a wide range, and a local beam position detection sensor for locally and highly accurately detecting a relative displacement of the movable portion 5 with respect to the fixed portion 14. Is a first four-division element photodiode, and 4-2 is a second four-division element as a local beam position detection sensor for locally and highly accurately detecting the relative displacement of the movable portion 5 with respect to the fixed portion 14. A photodiode 4-3 is a third four-division element photodiode as a local beam position detection sensor for locally and highly accurately detecting the relative displacement of the movable portion 5 with respect to the fixed portion 14, and 7 is a first. A beam splitter for splitting the beam 11 emitted from the light emitting diode 3, 8 is a reflecting mirror for reflecting the beam 11 emitted from the first light emitting diode, 2 incident beam 13 is reflected beam.
【0014】また、図2に図1に示す可動機構部分の上
面図を示す。図2において15はフランジである。な
お、可動部5と固定部14の位置関係を参照するために
発光ダイオードを用いているが、レーザを用いてもよ
い。また、電磁石型アクチュエータ2は2自由度の傾動
を制御するために3個以上としているが、冗長性を持た
せるために4個以上としてもよい。さらに、図1ではロ
ーカルビーム位置検出センサは3個で構成しているが、
必要検出角度範囲に応じてビームスプリッタ7と反射ミ
ラー8を複数枚用いることにより、ローカルビーム位置
検出センサを4個以上で構成してもよい。FIG. 2 is a top view of the movable mechanism portion shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 15 is a flange. Although the light emitting diode is used to refer to the positional relationship between the movable portion 5 and the fixed portion 14, a laser may be used. Further, the number of electromagnet type actuators 2 is three or more in order to control the tilt of two degrees of freedom, but it may be four or more in order to provide redundancy. Further, in FIG. 1, the local beam position detection sensor is composed of three,
By using a plurality of beam splitters 7 and a plurality of reflecting mirrors 8 according to the required detection angle range, four or more local beam position detection sensors may be configured.
【0015】ローカル位置ビーム検出センサ構成の一例
としてローカルビーム位置検出センサを9個用いた例を
図3に示す。図3において、4−4ないし4−9は固定
部14に対する可動部5の相対変位を局所的にかつ高精
度に検出するためのローカルビーム位置検出センサとし
ての第4ないし第9の4分割素子フォトダイオード、4
−10は各4分割素子フォトダイオード4−1ないし4
−9で高精度にビーム変位を検出できる4分割素子フォ
トダイオード検出線形領域、4−11は基準ビーム検出
センサを兼ねている第1の4分割素子フォトダイオード
4−1の検出領域である。An example of using nine local beam position detection sensors is shown in FIG. 3 as an example of the configuration of the local position beam detection sensor. In FIG. 3, 4-4 to 4-9 are fourth to ninth quadrant elements as local beam position detection sensors for locally and highly accurately detecting the relative displacement of the movable part 5 with respect to the fixed part 14. Photodiode, 4
-10 is each four-division element photodiode 4-1 to 4
-9 is a linear region for detecting a 4-divided element photodiode capable of detecting the beam displacement with high accuracy, and 4-11 is a detection region for the first 4-divided element photodiode 4-1 which also serves as a reference beam detection sensor.
【0016】ミラー機構可動部5の傾動角を検出してそ
れを所望の角度に補正するこの発明の実施の形態1によ
る高精度指向制御装置の構成を図4に示す。図4におい
て、18は基準ビーム位置検出センサである第1の4分
割素子フォトダイオード4−1の情報をもとに適切なロ
ーカルビーム位置検出センサである第1ないし第9の4
分割素子フォトダイオード4−1〜4−9を選択するた
めのローカルセンサ切り替えスイッチ、24は第1の発
光ダイオード3と基準ビーム位置検出センサである第1
の4分割素子フォトダイオード4−1の相対位置ずれ量
から各ローカルビーム位置検出センサである第1ないし
第9の4分割素子フォトダイオード4−1〜4−9での
第1の発光ダイオード受光ビームスポット位置を推定
し、検出線形領域内にあるものの中から最適なローカル
ビーム位置検出センサを選択するビーム位置ずれ量判定
器、25はビーム位置ずれ量判定器24からの信号によ
りローカルセンサ切り替えスイッチ18を切り替えるロ
ーカルセンサ自動切り替え器、20は電磁石型アクチュ
エータ2からなるミラー傾動機構23を所望の角度に設
定するための指令値、21はミラー傾動機構23への傾
動角の補償制御量を計算する補償器(減算器も含む)、2
2は補償器21の出力を電磁石型アクチュエータ2から
なるミラー傾動機構23に分配する分配器である。FIG. 4 shows the configuration of a high precision pointing control apparatus according to the first embodiment of the present invention which detects the tilt angle of the mirror mechanism movable portion 5 and corrects it to a desired angle. In FIG. 4, 18 is an appropriate local beam position detection sensor based on the information of the first quadrant element photodiode 4-1 which is a reference beam position detection sensor.
A local sensor changeover switch for selecting the split element photodiodes 4-1 to 4-9, and 24 is a first light emitting diode 3 and a reference beam position detection sensor.
1st to 9th four-divided element photodiodes 4-1 to 4-9, which are the respective local beam position detection sensors, from the relative positional deviation amount of the four-divided element photodiode 4-1 A beam position deviation amount determiner for estimating the spot position and selecting an optimum local beam position detection sensor from those within the detection linear region, 25 is a local sensor changeover switch 18 based on a signal from the beam position deviation amount determiner 24. A local sensor automatic switcher for switching between 20 and 20 is a command value for setting the mirror tilting mechanism 23 including the electromagnet type actuator 2 to a desired angle, and 21 is compensation for calculating a tilt angle compensation control amount to the mirror tilting mechanism 23. Device (including subtractor), 2
Reference numeral 2 is a distributor for distributing the output of the compensator 21 to the mirror tilting mechanism 23 composed of the electromagnet type actuator 2.
【0017】次に動作について説明する。高精度指向制
御装置は、例えば、人工衛星に搭載する望遠鏡に組み込
まれ、太陽画像や地球画像、星画像等を高精度に安定化
・追尾するために用いられる装置である。このような高
精度指向制御装置は、太陽画像や地球画像、星画像等を
安定化・追尾するために、1/10000[deg]以下のオーダと
いう非常に高精度の指向精度が要求されるものである。
従って、ミラー1が配設された可動部5が太陽画像や地
球画像、星画像等を安定化・追尾する際に、搭載される
人工衛星(宇宙機)の外乱によって可動部5及び固定部1
4の配設位置がずれると、基準ビーム位置検出センサで
ある4分割素子フォトダイオード4−1によって、第1
の発光ダイオード3の変位が検出される。Next, the operation will be described. The high-accuracy pointing control device is, for example, a device incorporated in a telescope mounted on an artificial satellite and used for highly accurately stabilizing and tracking a sun image, an earth image, a star image, and the like. Such a high precision pointing control device requires a very high pointing precision of the order of 1/10000 [deg] or less in order to stabilize and track solar images, earth images, star images, etc. Is.
Therefore, when the movable part 5 provided with the mirror 1 stabilizes and tracks a solar image, an earth image, a star image, etc., the movable part 5 and the fixed part 1 are disturbed by the disturbance of the satellite (spacecraft) mounted on the movable part 5.
When the arrangement position of 4 is displaced, the four-division element photodiode 4-1 which is the reference beam position detection sensor causes
The displacement of the light emitting diode 3 is detected.
【0018】ビーム位置ずれ量判定器24は、4分割素
子フォトダイオード4−1で検出される第1の発光ダイ
オード3からの入射ビームスポットが、4分割素子フォ
トダイオード検出線形領域4−10(図3)内に存在すれ
ば、ローカルビーム位置検出センサとして4分割素子フ
ォトダイオード4−1を選択する。また、4分割素子フ
ォトダイオード4−1で検出される第1の発光ダイオー
ド3からの入射ビームスポットが、4分割素子フォトダ
イオード検出線形領域外に存在すれば、4分割素子フォ
トダイオード4−1の情報をもとにローカルセンサ切り
替えスイッチ18によりローカルビーム位置検出センサ
としての4分割素子フォトダイオード4−2〜4−9の
うちで検出線形領域内にある最も原点に近い適切なもの
を選択する。The beam position deviation amount determiner 24 detects that the incident beam spot from the first light emitting diode 3 detected by the 4-division element photodiode 4-1 is the 4-division element photodiode detection linear region 4-10 (see FIG. If it exists within 3), the 4-division element photodiode 4-1 is selected as the local beam position detection sensor. Further, if the incident beam spot from the first light emitting diode 3 detected by the 4-division element photodiode 4-1 is outside the 4-division-element photodiode detection linear region, the 4-division element photodiode 4-1 is detected. Based on the information, the local sensor changeover switch 18 selects an appropriate one of the four-divided element photodiodes 4-2 to 4-9 as the local beam position detection sensor which is closest to the origin in the detection linear region.
【0019】またビーム位置ずれ量判定器24は、第1
の発光ダイオード3と基準ビーム位置検出センサ4−1
の相対位置ずれ量から各ローカルビーム位置検出センサ
4−1〜4−9での第1の発光ダイオード3からの受光
ビームスポット位置を推定し、検出線形領域内にあるロ
ーカルビーム位置検出センサの中で最も原点に近い最適
なローカルビーム位置検出センサすなわち4分割素子フ
ォトダイオード4−1〜4−9を直接判別して選択する
ものであってもよい。なお、ビーム位置ずれ量判定器2
4内部のローカルビーム位置検出センサを切り替える判
断のためのしきい値はヒステリシスを有するものとし、
これにより不安定動作を排除する。ビーム位置ずれ量判
定器24の出力信号をローカルセンサ自動切り替え器2
5に入力することによりローカルセンサ切り替えスイッ
チ18を自動的に切り替え、4−1〜4−9のうちの適
切なローカルビーム位置検出センサを選択する。Further, the beam position deviation amount determining device 24 has a first
Light emitting diode 3 and reference beam position detection sensor 4-1
The position of the light-receiving beam spot from the first light emitting diode 3 in each of the local beam position detection sensors 4-1 to 4-9 is estimated from the relative position deviation amount of The optimum local beam position detection sensor closest to the origin, that is, the four-division element photodiodes 4-1 to 4-9 may be directly discriminated and selected. In addition, the beam position deviation amount determination device 2
4 It is assumed that the threshold value for determining the switching of the local beam position detection sensor has hysteresis.
This eliminates unstable operation. The output signal of the beam position deviation amount determiner 24 is used as the local sensor automatic switcher 2
By inputting to 5, the local sensor changeover switch 18 is automatically changed over to select an appropriate local beam position detection sensor among 4-1 to 4-9.
【0020】ビーム位置ずれ量判定器24の出力信号を
ローカルセンサ自動切り替え器25に入力することによ
りローカルセンサ切り替えスイッチ18を自動的に切り
替え、4−1〜4−9のうちの適切なローカルビーム位
置検出センサを選択する。By inputting the output signal of the beam position deviation amount determiner 24 to the local sensor automatic selector 25, the local sensor changeover switch 18 is automatically changed over, and an appropriate local beam of 4-1 to 4-9 is selected. Select the position detection sensor.
【0021】選択された4分割素子フォトダイオードで
検出される第1の発光ダイオード3との相対変位(相対
的な位置ズレ)を可動ミラー傾動角度算出器19に入力
して可動部5の傾動角である2軸の可動ミラー傾動角度
を算出する。補償器21ではこれの減算器(入力側のも
の)で可動ミラー傾動角度と指令値20との差がとられ
2軸の制御誤差量が求められ、これから、例えばPID
制御則により2軸補償制御量が演算され、演算結果たる
2軸補償制御量はさらに分配器22に入力されて、ミラ
ー傾動機構23である3個以上の電磁石型アクチュエー
タ2に制御量が分配される。各電磁石型アクチュエータ
2は、演算された制御量に基づき、可動部5の側面に配
設された磁極板(図示せず)を吸引し、固定部14の位置
ずれを相殺すべく、可動部5を所望の位置に制御する。The relative displacement (relative positional deviation) with the first light emitting diode 3 detected by the selected four-division element photodiode is input to the movable mirror tilt angle calculator 19 to input the tilt angle of the movable portion 5. Then, the tilt angle of the biaxial movable mirror is calculated. In the compensator 21, the difference between the tilt angle of the movable mirror and the command value 20 is calculated by the subtractor (on the input side), and the control error amount of the two axes is obtained.
The biaxial compensation control amount is calculated according to the control law, and the biaxial compensation control amount as the calculation result is further input to the distributor 22 and distributed to the three or more electromagnet type actuators 2 which are the mirror tilting mechanism 23. It Each electromagnet-type actuator 2 attracts a magnetic pole plate (not shown) arranged on the side surface of the movable portion 5 based on the calculated control amount, so as to cancel the positional deviation of the fixed portion 14, the movable portion 5 is moved. To the desired position.
【0022】以上のように構成したことにより、ミラー
傾動機構による可動部の傾動角の基準からのずれを大ま
かに広範囲に検出することができ、該傾動角度に応じて
最適なローカルビーム位置検出センサを選択することが
でき、ミラー傾動機構による可動部の傾動角を広範囲か
つ高精度で検出することができ、外部からの入射ビーム
を所望の位置に広範囲かつ高精度に導光することがで
き、外部からの広角な入射ビームを所望の位置に高精度
に指向することができ、基準およびローカルビーム位置
検出センサの設置場所の自由度を増やすことができる。
また、指令値により可動部すなわちミラーを所望の角度
に傾動する場合に最適なローカルビーム位置検出センサ
を自動的に切り替えることができ、外乱等によりミラー
が大きく揺動して選択したローカルビーム位置検出セン
サの線形領域からはずれる場合においても早急に別の最
適なローカルビーム位置検出センサに自動的に切り替え
ることができる。With the above-described structure, the deviation of the tilt angle of the movable part from the reference by the mirror tilt mechanism can be detected in a broad range, and the optimum local beam position detection sensor according to the tilt angle. Can be selected, the tilt angle of the movable part by the mirror tilt mechanism can be detected in a wide range and with high accuracy, and the incident beam from the outside can be guided to a desired position in a wide range and with high accuracy. A wide-angle incident beam from the outside can be directed to a desired position with high accuracy, and the degree of freedom of the installation locations of the reference and local beam position detection sensors can be increased.
In addition, the optimum local beam position detection sensor can be automatically switched when the movable part, that is, the mirror is tilted to a desired angle according to the command value, and the selected local beam position is detected by a large swing of the mirror due to disturbance or the like. Even when the sensor deviates from the linear region, it is possible to immediately and automatically switch to another optimum local beam position detection sensor.
【0023】実施の形態2.図5はこの発明の実施の形
態2による高精度指向制御装置の構成を示す図である。
図5において、26はローカルビーム位置検出センサで
ある4分割素子フォトダイオード4−1〜4−9からロ
ーカルセンサ切り替えスイッチ18で選択されたセンサ
での第1の発光ダイオード3からの受光ビーム光量を検
出するローカルセンサ受光量検出器である。Embodiment 2. 5 is a diagram showing a configuration of a high precision pointing control device according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 5, reference numeral 26 denotes the amount of light received from the first light emitting diode 3 in the sensor selected by the local sensor changeover switch 18 from the four-division element photodiodes 4-1 to 4-9 which are local beam position detection sensors. It is a local sensor for detecting the amount of light received.
【0024】次に動作について説明する。外乱等によっ
て可動部5及び固定部14の配設位置がずれると、基準
ビーム位置検出センサである4分割素子フォトダイオー
ド4−1によって、第1の発光ダイオード3の変位が検
出される。この信号をビーム位置ずれ量判定器24に入
力して第1の発光ダイオード3と基準ビーム位置検出セ
ンサ4−1の相対位置ずれ量から各ローカルビーム位置
検出センサ4−1〜4−9での第1の発光ダイオード3
からの受光ビームスポット位置を推定し、検出線形領域
内にあるローカルビーム位置検出センサの中で最も原点
に近い最適なローカルビーム位置検出センサを自動的に
判別する。なお、ビーム位置ずれ量判定器24内部のロ
ーカルビーム位置検出センサを自動で切り替える判断の
ためのしきい値はヒステリシスを有するものとし、これ
により不安定動作を排除する。ビーム位置ずれ量判定器
24の出力信号をローカルセンサ自動切り替え器25に
入力することによりローカルセンサ切り替えスイッチ1
8を切り替え、4−1〜4−9のうちの最適なローカル
ビーム位置検出センサを選択する。Next, the operation will be described. When the positions where the movable portion 5 and the fixed portion 14 are arranged are displaced due to disturbance or the like, the displacement of the first light emitting diode 3 is detected by the four-division element photodiode 4-1 which is the reference beam position detection sensor. This signal is input to the beam position deviation amount determiner 24, and based on the relative positional deviation amount between the first light emitting diode 3 and the reference beam position detection sensor 4-1, the local beam position detection sensors 4-1 to 4-9 can detect the relative position deviation. First light emitting diode 3
The position of the received beam spot from is estimated and the optimum local beam position detection sensor closest to the origin is automatically discriminated among the local beam position detection sensors in the detection linear region. Note that the threshold value for automatically switching the local beam position detection sensor inside the beam position shift amount determination device 24 has a hysteresis, thereby eliminating an unstable operation. By inputting the output signal of the beam position shift amount determination device 24 to the local sensor automatic switching device 25, the local sensor switching switch 1
8 is switched to select the optimum local beam position detection sensor from 4-1 to 4-9.
【0025】選択されたローカルビーム位置検出センサ
で検出される第1の発光ダイオード3からの受光ビーム
をローカルセンサ受光量検出器26に入力し、受光量が
設定したヒステリシス特性を有するしきい値よりも小さ
い場合には選択されたローカルビーム位置検出センサが
故障していると判断し、ビーム位置ずれ量判定器24に
フィードバックして検出線形領域内にあるものの中から
2番目に原点に近い準最適なローカル位置検出センサを
自動的に判別し、その出力信号をローカルセンサ自動切
り替え器25に入力することによりローカルセンサ切り
替えスイッチ18を自動的に切り替え、4−1〜4−9
のうちの準最適ななローカルビーム位置検出センサを選
択する。以降は上記実施の形態と同様である。The received light beam from the first light emitting diode 3 detected by the selected local beam position detection sensor is input to the local sensor received light amount detector 26, and the received light amount is set to a threshold value having a hysteresis characteristic set. If it is smaller, it is determined that the selected local beam position detection sensor is out of order, and the result is fed back to the beam position deviation amount determiner 24, and the sub-optimum that is the second closest to the origin from those in the detection linear region. A local position detection sensor is automatically discriminated, and the output signal thereof is input to the local sensor automatic switcher 25 to automatically switch the local sensor changeover switch 18, thereby 4-1 to 4-9.
A sub-optimal local beam position detection sensor is selected from among these. The subsequent steps are the same as in the above embodiment.
【0026】以上のように構成したことによりさらに、
基準ビーム位置検出センサを兼ねるローカルビーム位置
検出センサ以外の複数個のローカルビーム位置検出セン
サのいずれかが故障した場合に異常を検知することがで
き、故障したローカルビーム位置検出センサを切り離し
てそれ以外で正常なうちの準最適なローカルビーム位置
検出センサを選択することができ、ローカルビーム位置
検出センサに冗長性を持たせることができる。With the above configuration, further,
Abnormality can be detected when any of a plurality of local beam position detection sensors other than the local beam position detection sensor that also serves as the reference beam position detection sensor fails, and the faulty local beam position detection sensor is disconnected and other conditions are detected. Therefore, it is possible to select a sub-optimal local beam position detection sensor among normal ones, and it is possible to provide the local beam position detection sensor with redundancy.
【0027】実施の形態3.図6はこの発明の実施の形
態3による高精度指向制御装置の構成を示す図である。
図6において、27は基準ビーム位置検出センサ4−1
と同等の機能を有するバックアップセンサである第10
の4分割素子フォトダイオード、28は基準ビーム位置
検出センサ4−1とバックアップセンサ27を切り替え
るための基準センサ切り替えスイッチ、29は第1の発
光ダイオード3から基準ビーム位置検出センサ4−1あ
るいはバックアップセンサ27に入射される受光ビーム
光量を検出する基準センサ受光量検出器、30は基準セ
ンサ受光量検出器29からの信号により基準センサ切り
替えスイッチ28を自動的に切り替える基準センサ自動
切り替え器である。基準ビーム位置検出センサ4−1と
バックアップセンサ27は、ビームスプリッタ7と反射
ミラー8を適切な角度で組み合わせることにより、図7
で示すように検出領域および検出線形領域を一致させる
ように構成する。Embodiment 3. 6 is a diagram showing the configuration of a high precision pointing control device according to a third embodiment of the present invention.
In FIG. 6, 27 is a reference beam position detection sensor 4-1.
The backup sensor having the same function as the 10th
4 division element photodiode, 28 is a reference sensor changeover switch for switching between the reference beam position detection sensor 4-1 and the backup sensor 27, and 29 is from the first light emitting diode 3 to the reference beam position detection sensor 4-1 or the backup sensor. A reference sensor received light amount detector that detects the amount of received light beam incident on 27, and a reference sensor automatic switcher 30 that automatically switches the reference sensor changeover switch 28 in response to a signal from the reference sensor received light amount detector 29. The reference beam position detection sensor 4-1 and the backup sensor 27 are combined with the beam splitter 7 and the reflection mirror 8 at an appropriate angle, so that
The detection area and the detection linear area are configured to coincide with each other as indicated by.
【0028】次に動作について説明する。外乱等によっ
て可動部5及び固定部14の配設位置がずれると、基準
ビーム位置検出センサである4分割素子フォトダイオー
ド4−1によって、第1の発光ダイオード3の変位が検
出される。この検出された信号を基準センサ受光量検出
器29に入力して受光量を検出し、受光量が設定したヒ
ステリシス特性を有するしきい値よりも小さい場合には
基準ビーム位置検出センサ4−1すなわち第1の4分割
素子フォトダイオード4−1が故障していると判断して
基準ビーム位置検出センサを切り替えるための信号を出
力し、この信号を基準センサ自動切り替え器30に入力
して、基準センサ切り替えスイッチ28を自動的に切り
替え、基準ビーム位置検出センサとしてバックアップセ
ンサ27を選択する。Next, the operation will be described. When the positions where the movable portion 5 and the fixed portion 14 are arranged are displaced due to disturbance or the like, the displacement of the first light emitting diode 3 is detected by the four-division element photodiode 4-1 which is the reference beam position detection sensor. The detected signal is input to the reference sensor received light amount detector 29 to detect the received light amount, and when the received light amount is smaller than the threshold value having the set hysteresis characteristic, the reference beam position detection sensor 4-1. It is determined that the first four-division-element photodiode 4-1 is out of order, and a signal for switching the reference beam position detection sensor is output, and this signal is input to the reference sensor automatic switcher 30 to be used as the reference sensor. The changeover switch 28 is automatically changed over and the backup sensor 27 is selected as the reference beam position detection sensor.
【0029】次に、選択された基準センサからの信号を
ビーム位置ずれ量判定器24に入力して第1の発光ダイ
オード3と基準ビーム位置検出センサ4−1あるいはバ
ックアップセンサ27の相対位置ずれ量から各ローカル
ビーム位置検出センサ4−1〜4−9での第1の発光ダ
イオード3からの受光ビームスポット位置を推定し、検
出線形領域内にあるローカルビーム位置検出センサの中
で最も原点に近い最適なローカルビーム位置検出センサ
を自動的に判別する。なお、ビーム位置ずれ量判定器2
4内部のローカルビーム位置検出センサを自動で切り替
える判断のためのしきい値はヒステリシスを有するもの
とし、これにより不安定動作を排除する。ビーム位置ず
れ量判定器24の出力信号をローカルセンサ自動切り替
え器25に入力することによりローカルセンサ切り替え
スイッチ18を自動的に切り替え、4−1〜4−9のう
ちの最適なローカルビーム位置検出センサを選択する。
以降は上記実施の形態2と同様である。Next, a signal from the selected reference sensor is input to the beam position deviation amount determination unit 24 to input the relative position deviation amount between the first light emitting diode 3 and the reference beam position detection sensor 4-1 or the backup sensor 27. The light receiving beam spot position from the first light emitting diode 3 in each of the local beam position detecting sensors 4-1 to 4-9 is estimated, and the position is closest to the origin among the local beam position detecting sensors in the detection linear region. Automatically determine the optimum local beam position detection sensor. In addition, the beam position deviation amount determination device 2
(4) The threshold value for automatically switching the internal local beam position detection sensor has a hysteresis, thereby eliminating unstable operation. By inputting the output signal of the beam position deviation amount determiner 24 to the local sensor automatic switcher 25, the local sensor changeover switch 18 is automatically switched, and the optimum local beam position detection sensor of 4-1 to 4-9 is selected. Select.
The subsequent steps are the same as those in the second embodiment.
【0030】以上のように構成したことによりさらに、
基準ビーム位置検出センサが故障した場合に異常を検知
することができ、故障した基準ビーム位置検出センサか
らバックアップセンサに切り替えることができ、基準ビ
ーム位置検出センサに冗長性を持たせることができる。With the above configuration, further,
When the reference beam position detection sensor fails, an abnormality can be detected, the failed reference beam position detection sensor can be switched to the backup sensor, and the reference beam position detection sensor can have redundancy.
【0031】実施の形態4.図8はこの発明の実施の形
態4による高精度指向制御装置の主に可動機構部分の構
成の一例を示す図である。図8において、上記実施の形
態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。34は固
定部14に対する可動部5の相対変位を広範囲にかつ高
精度に検出するためのビーム位置検出センサとしての第
1の2次元アレイセンサ、35は固定部14に対する可
動部5の相対変位を広範囲にかつ高精度に検出するため
のビーム位置検出センサとしての第2の2次元アレイセ
ンサである。ここで、第1の2次元アレイセンサ34お
よび第2の2次元アレイセンサ35は、CCDあるいはCMO
Sセンサを用いるものとする。さらに、冗長性を持たせ
るためにここでは2次元アレイセンサを2個配置してい
るが、2次元アレイセンサを3個以上で構成する場合も
含むものとする。Fourth Embodiment FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration of mainly a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, parts that are the same as or correspond to those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 34 is a first two-dimensional array sensor as a beam position detection sensor for detecting the relative displacement of the movable portion 5 with respect to the fixed portion 14 in a wide range and with high accuracy, and 35 is the relative displacement of the movable portion 5 with respect to the fixed portion 14. It is a second two-dimensional array sensor as a beam position detection sensor for detecting a wide range with high accuracy. Here, the first two-dimensional array sensor 34 and the second two-dimensional array sensor 35 are CCD or CMO.
S-sensor shall be used. Further, two two-dimensional array sensors are arranged here to provide redundancy, but a case where three or more two-dimensional array sensors are configured is also included.
【0032】ミラー機構可動部5の傾動角を検出してそ
れを所望の角度に補正するこの発明の実施の形態4によ
る高精度指向制御装置の構成を図9に示す。図9におい
て、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号
で示す。36は2次元アレイセンサを切り替えるための
2次元アレイセンサ切り替えスイッチ、37は第1の発
光ダイオード3からの受光ビーム光量を検出する2次元
アレイセンサ受光量検出器、38は2次元アレイセンサ
受光量検出器37からの信号により2次元アレイセンサ
切り替えスイッチ36を自動的に切り替える2次元アレ
イセンサ自動切り替え器である。FIG. 9 shows the configuration of a high precision pointing control apparatus according to the fourth embodiment of the present invention which detects the tilt angle of the mirror mechanism movable portion 5 and corrects it to a desired angle. In FIG. 9, parts that are the same as or correspond to those in the above embodiment are denoted by the same symbols. Reference numeral 36 is a two-dimensional array sensor changeover switch for switching the two-dimensional array sensor, 37 is a two-dimensional array sensor light receiving amount detector for detecting the light receiving beam light amount from the first light emitting diode 3, and 38 is a two-dimensional array sensor light receiving amount. This is a two-dimensional array sensor automatic switching device that automatically switches the two-dimensional array sensor changeover switch 36 in response to a signal from the detector 37.
【0033】次に動作について説明する。外乱等によっ
て可動部5及び固定部14の配設位置がずれると、ビー
ム位置検出センサである第1の2次元アレイセンサ34
によって、第1の発光ダイオード3の変位が検出され
る。この検出された信号を2次元アレイセンサ受光量検
出器37に入力して受光量を検出し、受光量が設定した
ヒステリシス特性を有するしきい値よりも小さい場合に
は第1の2次元アレイセンサ34が故障していると判断
し、第1の2次元アレイセンサ34を第2の2次元アレ
イセンサ35に切り替える信号を出力し、この信号を2
次元アレイセンサ自動切り替え器38に入力して、2次
元アレイセンサ切り替えスイッチ36を自動的に切り替
える。Next, the operation will be described. When the arrangement positions of the movable portion 5 and the fixed portion 14 are displaced due to disturbance or the like, the first two-dimensional array sensor 34 which is a beam position detection sensor.
Thus, the displacement of the first light emitting diode 3 is detected. The detected signal is input to the two-dimensional array sensor received light amount detector 37 to detect the received light amount. If the received light amount is smaller than the threshold value having the set hysteresis characteristic, the first two-dimensional array sensor It is determined that 34 is out of order, and a signal for switching the first two-dimensional array sensor 34 to the second two-dimensional array sensor 35 is output, and this signal is set to 2
Inputting to the dimensional array sensor automatic switch 38, the two-dimensional array sensor changeover switch 36 is automatically changed over.
【0034】次に、選択された2次元アレイセンサで検
出される第1の発光ダイオード3との相対変位を可動ミ
ラー傾動角度算出器に入力して2軸の可動ミラー傾動角
度を算出し、指令値20との差をとることにより2軸制
御誤差量を算出する。これを補償器21に入力すること
により、例えばPID制御則により2軸の補償制御量が
演算され、演算結果たる2軸補償制御量は、さらに分配
器22に入力されて、ミラー傾動機構23を構成する3
個以上の電磁石型アクチュエータ2に制御量が分配され
る。各電磁石型アクチュエータ2は、演算された制御量
に基づき、可動部5の側面に配設された磁極板(図示せ
ず)を吸引し、固定部14の位置ずれを相殺すべく、可
動部5を所望の位置に制御する。Next, the relative displacement with the first light emitting diode 3 detected by the selected two-dimensional array sensor is input to the movable mirror tilt angle calculator to calculate the biaxial movable mirror tilt angle, and the command is issued. The two-axis control error amount is calculated by taking the difference from the value 20. By inputting this to the compensator 21, for example, the biaxial compensation control amount is calculated according to the PID control law, and the biaxial compensation control amount as the calculation result is further input to the distributor 22 to drive the mirror tilting mechanism 23. Make up 3
The control amount is distributed to one or more electromagnet type actuators 2. Each electromagnet-type actuator 2 attracts a magnetic pole plate (not shown) arranged on the side surface of the movable portion 5 based on the calculated control amount, so as to cancel the positional deviation of the fixed portion 14, the movable portion 5 is moved. To the desired position.
【0035】以上のように構成したことにより、ミラー
傾動機構による可動部の傾動角の基準からのずれを広範
囲にかつ高精度に検出することができ、可動部の傾動角
を広範囲かつ高精度で検出することができ、外部からの
入射ビームを所望の位置に広範囲かつ高精度に導光する
ことができ、外部からの広角な入射ビームを所望の位置
に高精度に指向することができ、2次元アレイセンサに
異常が発生したことを検知することができ、2次元アレ
イセンサに異常が発生した場合に正常な2次元アレイセ
ンサに自動的に切り替えることができ、2次元アレイセ
ンサに冗長性を持たせることができ、センサ数を減少さ
せることによる装置の小型化・軽量化が図れる。With the above structure, the deviation of the tilt angle of the movable part from the reference by the mirror tilt mechanism can be detected in a wide range and with high accuracy, and the tilt angle of the movable part can be detected in a wide range and with high accuracy. It is possible to detect, to guide an incident beam from the outside to a desired position in a wide range with high precision, and to direct a wide-angle incident beam from the outside to a desired position with high precision. It is possible to detect that an abnormality has occurred in the two-dimensional array sensor, and when an abnormality occurs in the two-dimensional array sensor, it is possible to automatically switch to a normal two-dimensional array sensor. Since the number of sensors can be increased, the size and weight of the device can be reduced by reducing the number of sensors.
【0036】実施の形態5.図10はこの発明の実施の
形態5による高精度指向制御装置の主に可動機構部分の
構成の一例を示す図である。図10において、上記実施
の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。1
5、16は可動部5と固定部14の位置関係を参照する
ための第2および第3の発光ダイオード、17は第1な
いし第3の発光ダイオード3、15、16から出射され
るビームを1本に結合するための偏光ビームスプリッタ
である。Embodiment 5. FIG. 10 is a diagram mainly showing an example of the configuration of a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 10, parts that are the same as or correspond to those in the above embodiment are denoted by the same symbols. 1
Reference numerals 5 and 16 denote second and third light emitting diodes for referring to the positional relationship between the movable portion 5 and the fixed portion 14, and 17 denotes a beam emitted from the first to third light emitting diodes 3, 15, and 16. A polarizing beam splitter for coupling to a book.
【0037】ミラー機構可動部5の傾動角を検出してそ
れを所望の角度に補正するこの発明の実施の形態5によ
る高精度指向制御装置の構成を図11に示す。図11に
おいて、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一
符号で示す。図11において、31は発光ダイオードを
切り替えるための発光ダイオード切り替えスイッチ、3
2は発光ダイオード切り替えスイッチ31で選択された
発光ダイオードの発光量を検出する発光ダイオード発光
量検出器、33は発光ダイオード発光量検出器32から
の信号により発光ダイオード切り替えスイッチ31を自
動的に切り替える発光ダイオード自動切り替え器であ
る。FIG. 11 shows the structure of a high precision pointing control apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, which detects the tilt angle of the mirror mechanism movable portion 5 and corrects it to a desired angle. In FIG. 11, parts that are the same as or correspond to those in the above embodiment are denoted by the same symbols. In FIG. 11, 31 is a light emitting diode changeover switch for switching the light emitting diode, and 3
Reference numeral 2 is a light emitting diode light emission amount detector for detecting the light emission amount of the light emitting diode selected by the light emitting diode changeover switch 31, and 33 is light emission for automatically changing over the light emitting diode changeover switch 31 in response to a signal from the light emitting diode light emission amount detector 32. It is an automatic diode switching device.
【0038】次に動作について説明する。外乱等によっ
て可動部5及び固定部14の配設位置がずれると、基準
ビーム位置検出センサである4分割素子フォトダイオー
ド4−1によって、発光ダイオード切り替えスイッチ3
1で選択された発光ダイオード例えば第1の発光ダイオ
ード3の変位が検出される。基準ビーム位置検出センサ
である第1の4分割素子フォトダイオード4−1で検出
される発光ダイオード3からの受光ビームを発光ダイオ
ード発光量検出器32に入力して発光量を検出し、発光
量が設定したヒステリシス特性を有するしきい値よりも
小さい場合には選択された発光ダイオードが故障してい
ると判断し、第1の発光ダイオード3を第2の発光ダイ
オード15あるいは第3の発光ダイオード16に切り替
える信号を出力し、この信号を発光ダイオード自動切り
替え器33に入力して、発光ダイオード切り替えスイッ
チ31を自動的に切り替えて、第1の発光ダイオード3
と180度位相が偏光している第2または第3の発光ダ
イオード15、16のうち正常なものを選択する。Next, the operation will be described. When the arrangement positions of the movable portion 5 and the fixed portion 14 are displaced due to disturbance or the like, the four-division element photodiode 4-1 which is the reference beam position detection sensor causes the light emitting diode changeover switch 3
The displacement of the light emitting diode selected in 1 such as the first light emitting diode 3 is detected. The received light beam from the light emitting diode 3 detected by the first 4-division element photodiode 4-1 which is the reference beam position detection sensor is input to the light emitting diode light emission amount detector 32 to detect the light emission amount. When it is smaller than the threshold value having the set hysteresis characteristic, it is determined that the selected light emitting diode is out of order, and the first light emitting diode 3 is replaced by the second light emitting diode 15 or the third light emitting diode 16. A switching signal is output, and this signal is input to the light emitting diode automatic switching device 33 to automatically switch the light emitting diode changeover switch 31 so that the first light emitting diode 3
A normal one is selected from the second and third light emitting diodes 15 and 16 which are polarized by 180 degrees.
【0039】基準ビーム位置検出センサ4−1で検出さ
れる選択された発光ダイオードとの相対変位を可動ミラ
ー傾動角度算出器19に入力して2軸の可動ミラー傾動
角度を算出し、指令値20との差をとることにより2軸
制御誤差量を算出する。これを補償器21に入力するこ
とにより、例えばPID制御則により2軸補償制御量が
演算され、演算結果たる2軸補償制御量は、さらに分配
器22に入力されて、ミラー傾動機構23を構成する3
個以上の電磁石型アクチュエータ2に制御量が分配され
る。各電磁石型アクチュエータ2は、演算された制御量
に基づき、可動部5の側面に配設された磁極板(図示せ
ず)を吸引し、固定部14の位置ずれを相殺すべく、可
動部5を所望の位置に制御する。The relative displacement with the selected light emitting diode detected by the reference beam position detection sensor 4-1 is input to the movable mirror tilt angle calculator 19 to calculate the biaxial movable mirror tilt angle, and the command value 20. The two-axis control error amount is calculated by taking the difference between and. By inputting this to the compensator 21, for example, the biaxial compensation control amount is calculated according to the PID control law, and the biaxial compensation control amount as the calculation result is further input to the distributor 22 to configure the mirror tilting mechanism 23. Do 3
The control amount is distributed to one or more electromagnet type actuators 2. Each electromagnet-type actuator 2 attracts a magnetic pole plate (not shown) arranged on the side surface of the movable portion 5 based on the calculated control amount, and the movable portion 5 is offset in order to cancel the positional deviation of the fixed portion 14. To the desired position.
【0040】以上のように構成したことにより、可動部
と固定部の位置関係を参照するための発光体の状態を把
握することができ、発光体に異常が発生したことを検知
することができ、発光体に異常が発生した場合に正常な
発光体に自動的に切り替えることができ、発光体に冗長
性を持たすことができる。With the above configuration, it is possible to grasp the state of the light emitter for referring to the positional relationship between the movable portion and the fixed portion, and it is possible to detect that an abnormality has occurred in the light emitter. When an abnormality occurs in the light emitting body, the light emitting body can be automatically switched to the normal light emitting body, and the light emitting body can be provided with redundancy.
【0041】実施の形態6.図12はこの発明の実施の
形態6による高精度指向制御装置の主に可動機構部分の
構成の一例を示す図である。また図13はミラー機構可
動部5の傾動角を検出してそれを所望の角度に補正する
この発明の実施の形態6による高精度指向制御装置の構
成を示す図である。両図において、上記実施の形態と同
一もしくは相当部分は同一符号で示す。この実施の形態
は上記実施の形態を組み合わせたものである。Sixth Embodiment FIG. 12 is a diagram mainly showing an example of the configuration of a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a high precision pointing control device according to the sixth embodiment of the present invention which detects the tilt angle of the mirror mechanism movable part 5 and corrects it to a desired angle. In both figures, the same or corresponding parts as those of the above embodiment are designated by the same reference numerals. This embodiment is a combination of the above embodiments.
【0042】次に動作について説明する。外乱等によっ
て可動部5及び固定部14の配設位置がずれると、基準
ビーム位置検出センサである4分割素子フォトダイオー
ド4−1によって、発光ダイオード切り替えスイッチ3
1で選択された発光ダイオード例えば第1の発光ダイオ
ード3の変位が検出される。基準ビーム位置検出センサ
4−1で検出される発光ダイオード3からの受光ビーム
を発光ダイオード発光量検出器32に入力して発光量を
検出し、発光量が設定したヒステリシス特性を有するし
きい値よりも小さい場合には選択された発光ダイオード
が故障していると判断し、第1の発光ダイオード3を第
2の発光ダイオード15あるいは第3の発光ダイオード
16に切り替える信号を出力し、この信号を発光ダイオ
ード自動切り替え器33に入力して、発光ダイオード切
り替えスイッチ31を自動的に切り替えて、第1の発光
ダイオードと180度位相が偏光している第2および第
3の発光ダイオード15、16のうち正常なものを選択
する。Next, the operation will be described. When the arrangement positions of the movable portion 5 and the fixed portion 14 are displaced due to disturbance or the like, the four-division element photodiode 4-1 which is the reference beam position detection sensor causes the light emitting diode changeover switch 3
The displacement of the light emitting diode selected in 1 such as the first light emitting diode 3 is detected. The light-receiving beam from the light-emitting diode 3 detected by the reference beam position detection sensor 4-1 is input to the light-emitting diode light-emission amount detector 32 to detect the light-emission amount, and the light-emission amount is set to a threshold value having a hysteresis characteristic. If it is smaller, it is determined that the selected light emitting diode is out of order, a signal for switching the first light emitting diode 3 to the second light emitting diode 15 or the third light emitting diode 16 is output, and this signal is emitted. It is input to the automatic diode switch 33 to automatically switch the light emitting diode changeover switch 31 so that the second light emitting diode 15 and the second light emitting diode 15, 16 which are 180 degrees in phase with the first light emitting diode are normal. Choose the right one.
【0043】基準ビーム位置検出センサである4分割素
子フォトダイオード4−1によって、選択された発光ダ
イオード例えば第1の発光ダイオード3の変位が検出さ
れる。この検出された信号を基準センサ受光量検出器2
9に入力して受光量を検出し、受光量が設定したヒステ
リシス特性を有するしきい値よりも小さい場合には基準
ビーム位置検出センサが故障していると判断して基準ビ
ーム位置検出センサを切り替えるための信号を出力し、
この信号を基準センサ自動切り替え器30に入力して、
基準センサ切り替えスイッチ28を自動的に切り替え、
基準センサとしてバックアップセンサである第10の4
分割素子フォトダイオード27を選択する。The displacement of the selected light emitting diode, for example, the first light emitting diode 3 is detected by the four-division element photodiode 4-1 which is the reference beam position detecting sensor. This detected signal is used as a reference sensor received light amount detector 2
9 to detect the amount of received light, and when the amount of received light is smaller than a threshold value having a set hysteresis characteristic, it is determined that the reference beam position detection sensor has failed, and the reference beam position detection sensor is switched. Output the signal for
This signal is input to the reference sensor automatic switcher 30,
The reference sensor changeover switch 28 is automatically changed over,
10th 4 which is a backup sensor as a reference sensor
The split element photodiode 27 is selected.
【0044】次に、選択された基準ビーム位置検出セン
サからの信号をビーム位置ずれ量判定器24に入力して
第1の発光ダイオード3と基準ビーム位置検出センサ4
−1あるいはバックアップセンサ27の相対位置ずれ量
から各ローカルビーム位置検出センサ4−1〜4−9で
の第1の発光ダイオード3からの受光ビームスポット位
置を推定し、検出線形領域内にあるローカルビーム位置
検出センサの中で最も原点に近い最適なローカルビーム
位置検出センサを自動的に判別する。Next, the signal from the selected reference beam position detection sensor is input to the beam position deviation amount determination unit 24 to input the first light emitting diode 3 and the reference beam position detection sensor 4 to each other.
−1 or the relative position displacement amount of the backup sensor 27, the light receiving beam spot position from the first light emitting diode 3 in each of the local beam position detecting sensors 4-1 to 4-9 is estimated, and the local beam position detecting sensor 4-1 to 4-9 detects a local light beam within the detection linear region. Among the beam position detection sensors, the optimum local beam position detection sensor closest to the origin is automatically determined.
【0045】なお、ビーム位置ずれ量判定器24内部の
ローカルビーム位置検出センサを自動で切り替える判断
のためのしきい値はヒステリシスを有するものとし、こ
れにより不安定動作を排除する。ビーム位置ずれ量判定
器24の出力信号をローカルセンサ自動切り替え器25
に入力することによりローカルセンサ切り替えスイッチ
18を自動的に切り替え、4−1〜4−9のうちの最適
なローカルビーム位置検出センサを選択する。The threshold value for automatically switching the local beam position detection sensor inside the beam position shift amount determining unit 24 is assumed to have a hysteresis, thereby eliminating unstable operation. The output signal of the beam position deviation amount determiner 24 is set to the local sensor automatic switcher 25.
The local sensor change-over switch 18 is automatically changed over by inputting to, and the optimum local beam position detection sensor is selected from 4-1 to 4-9.
【0046】選択されたローカルビーム位置検出センサ
で検出される第1の発光ダイオード3からの受光ビーム
をローカルセンサ受光量検出器26に入力し、受光量が
設定したヒステリシス特性を有するしきい値よりも小さ
い場合には選択されたローカルビーム位置検出センサが
故障していると判断し、ビーム位置ずれ量判定器24に
フィードバックして検出線形領域内にあるものの中から
2番目に原点に近い準最適なローカル位置検出センサを
自動的に判別し、その出力信号をローカルセンサ自動切
り替え器25に入力することによりローカルセンサ切り
替えスイッチ18を自動的に切り替え、4−1〜4−9
のうちの準最適ななローカルビーム位置検出センサを選
択する。The received light beam from the first light emitting diode 3 detected by the selected local beam position detection sensor is input to the local sensor received light amount detector 26, and the received light amount is set to a threshold value having a hysteresis characteristic set. If it is smaller, it is determined that the selected local beam position detection sensor is out of order, and the result is fed back to the beam position deviation amount determiner 24, and the sub-optimum that is the second closest to the origin from those in the detection linear region. A local position detection sensor is automatically discriminated, and the output signal thereof is input to the local sensor automatic switcher 25 to automatically switch the local sensor changeover switch 18, thereby 4-1 to 4-9.
A sub-optimal local beam position detection sensor is selected from among these.
【0047】選択されたローカルビーム位置検出センサ
すなわち4分割素子フォトダイオードで検出される第1
の発光ダイオード3との相対変位を可動ミラー傾動角度
算出器19に入力して2軸の可動ミラー傾動角度を算出
し、指令値20との差をとることにより2軸制御誤差量
を算出する。これを補償器21に入力することにより、
例えばPID制御則により2軸補償制御量が演算され、
演算結果たる2軸補償制御量は、さらに分配器22に入
力されて、ミラー傾動機構23を構成する3個以上の電
磁石型アクチュエータ2に制御量が分配される。各電磁
石型アクチュエータ2は、演算された制御量に基づき、
可動部5の側面に配設された磁極板(図示せず)を吸引
し、固定部14の位置ずれを相殺すべく、可動部5を所
望の位置に制御する。First detected by the selected local beam position detection sensor, that is, the four-division element photodiode
The relative displacement with respect to the light emitting diode 3 is input to the movable mirror tilt angle calculator 19 to calculate the biaxial movable mirror tilt angle, and the difference from the command value 20 is calculated to calculate the biaxial control error amount. By inputting this to the compensator 21,
For example, the two-axis compensation control amount is calculated according to the PID control law,
The biaxial compensation control amount as the calculation result is further input to the distributor 22 and distributed to the three or more electromagnet type actuators 2 constituting the mirror tilting mechanism 23. Each electromagnet type actuator 2 is based on the calculated control amount,
The magnetic pole plate (not shown) disposed on the side surface of the movable portion 5 is attracted, and the movable portion 5 is controlled to a desired position in order to cancel the positional deviation of the fixed portion 14.
【0048】以上のように構成したことにより、ミラー
傾動機構による可動部の傾動角の基準からのずれを大ま
かに広範囲に検出することができ、該傾動角度に応じて
最適なローカルビーム位置検出センサを選択することが
でき、ミラー傾動機構による可動部の傾動角を広範囲か
つ高精度で検出することができ、外部からの入射ビーム
を所望の位置に広範囲かつ高精度に導光することがで
き、外部からの広角な入射ビームを所望の位置に高精度
に指向することができ、基準およびローカルビーム位置
検出センサの設置場所の自由度を増やすことができる。
また、指令値により可動部すなわちミラーを所望の角度
に傾動する場合に最適なローカルビーム位置検出センサ
を自動的に切り替えることができ、外乱等によりミラー
が大きく揺動して選択したローカルビーム位置検出セン
サの線形領域からはずれる場合においても早急に別の最
適なローカルビーム位置検出センサに自動的に切り替え
ることができる。With the above-described structure, the deviation of the tilt angle of the movable part from the reference by the mirror tilt mechanism can be detected in a broad range, and the optimum local beam position detection sensor according to the tilt angle. Can be selected, the tilt angle of the movable part by the mirror tilt mechanism can be detected in a wide range and with high accuracy, and the incident beam from the outside can be guided to a desired position in a wide range and with high accuracy. A wide-angle incident beam from the outside can be directed to a desired position with high accuracy, and the degree of freedom of the installation locations of the reference and local beam position detection sensors can be increased.
In addition, the optimum local beam position detection sensor can be automatically switched when the movable part, that is, the mirror is tilted to a desired angle according to the command value, and the selected local beam position is detected by a large swing of the mirror due to disturbance or the like. Even when the sensor deviates from the linear region, it is possible to immediately and automatically switch to another optimum local beam position detection sensor.
【0049】また、基準ビーム位置検出センサを兼ねる
ローカルビーム位置検出センサ以外の複数個のローカル
ビーム位置検出センサのいずれかが故障した場合に異常
を検知することができ、故障したローカルビーム位置検
出センサを切り離してそれ以外で正常なうちの準最適な
ローカルビーム位置検出センサを選択することができ、
ローカルビーム位置検出センサに冗長性を持たせること
ができる。Further, when any one of the plurality of local beam position detecting sensors other than the local beam position detecting sensor also serving as the reference beam position detecting sensor fails, an abnormality can be detected, and the failed local beam position detecting sensor can be detected. It is possible to select a sub-optimal local beam position detection sensor that is normal, and
The local beam position detection sensor can have redundancy.
【0050】また、基準ビーム位置検出センサが故障し
た場合に異常を検知することができ、故障した基準ビー
ム位置検出センサからバックアップセンサに切り替える
ことができ、基準ビーム位置検出センサに冗長性を持た
せることができる。Further, when the reference beam position detection sensor fails, an abnormality can be detected, the failed reference beam position detection sensor can be switched to the backup sensor, and the reference beam position detection sensor has redundancy. be able to.
【0051】さらにまた、ミラー傾動機構の可動部と固
定部の位置関係を参照するための発光体の状態を把握す
ることができ、発光体に異常が発生したことを検知する
ことができ、発光体に異常が発生した場合に正常な発光
体に自動的に切り替えることができ、発光体に冗長性を
持たせることができる。Furthermore, the state of the light emitting body can be grasped for referring to the positional relationship between the movable portion and the fixed portion of the mirror tilting mechanism, and it is possible to detect that an abnormality has occurred in the light emitting body. When an abnormality occurs in the body, it can be automatically switched to a normal light emitting body, and the light emitting body can be provided with redundancy.
【0052】なお、上記各実施の形態の組み合わせはこ
れに限定されるものではなく、本願発明は上記各実施の
形態の可能な組み合わせを全て含むことは勿論である。The combination of the above-described embodiments is not limited to this, and it goes without saying that the present invention includes all possible combinations of the above-described embodiments.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ミラー
傾動機構によりミラーの姿勢を制御し受光ビームを所望
の位置に高精度に導光する高精度指向制御装置であっ
て、受光ビームを所望の位置に導光するミラーを固定保
持する可動部と、この可動部を揺動自在に支持するため
の固定部と、上記可動部と固定部を揺動結合するための
回転揺動継手と、上記可動部に固定され上記固定部との
位置関係を参照するための発光体と、上記発光体からの
ビームを複数本に分割する分光部と、上記固定部に固定
され上記発光体からのビームに基づき上記固定部に対す
る可動部の相対変位を広範囲に検出するための基準ビー
ム位置検出センサと、上記固定部の上記発光体からのビ
ームに対向する面上に固定され上記発光体からのビーム
または上記分光部で分光されたビームに基づき上記固定
部に対する可動部の相対変位を局所的にかつより高精度
に検出するための上記基準ビーム位置検出センサおよび
これの周囲に配置された複数のセンサからなる複数個の
ローカルビーム位置検出センサと、上記複数個のローカ
ルビーム位置検出センサを選択的に切り替えるローカル
センサ切り替えスイッチと、上記固定部に対する可動部
の相対位置ずれ量から最適なローカルビーム位置検出セ
ンサを選択して上記ローカルセンサ切り替えスイッチを
自動的に切り替えるローカルセンサ切り替え部と、選択
された上記ローカルビーム位置検出センサで検出される
上記発光体との相対的な位置ずれから上記可動部の傾動
角である可動ミラー傾動角を算出する可動ミラー傾動角
度算出器と、上記可動ミラー傾動角と指令値から上記可
動部の傾動角の補償制御量を計算する補償器と、上記補
償器の出力により前記可動部を所望の角度に傾動するミ
ラー傾動機構と、を備えたことを特徴とする高精度指向
制御装置としたので、ミラー傾動機構による可動部の傾
動角の基準からのずれを大まかに広範囲に検出すること
ができ、該傾動角度に応じて最適なローカルビーム位置
検出センサを選択することができ、ミラー傾動機構によ
る可動部の傾動角を広範囲かつ高精度で検出することが
でき、外部からの入射ビームを所望の位置に広範囲かつ
高精度に導光することができ、外部からの広角な入射ビ
ームを所望の位置に高精度に指向することができ、基準
およびローカルビーム位置検出センサの設置場所の自由
度を増やすことができる。As described above, according to the present invention, the mirror tilting mechanism controls the attitude of the mirror to guide the received light beam to a desired position with high accuracy. A movable part for fixedly holding a mirror that guides light to a desired position, a fixed part for swingably supporting the movable part, and a rotary swing joint for swingably connecting the movable part and the fixed part. A light emitting body fixed to the movable portion for referring to a positional relationship with the fixed portion; a spectroscopic unit for dividing a beam from the light emitting body into a plurality of beams; and a light emitting body fixed to the fixed portion from the light emitting body. A reference beam position detection sensor for broadly detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part based on the beam, and a beam from the light emitter fixed on the surface of the fixed part facing the beam from the light emitter. Or in the above spectroscopic section A plurality of reference beam position detection sensors for locally and more accurately detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part based on the light beam and a plurality of sensors arranged around the reference beam position detection sensor. A local beam position detection sensor, a local sensor changeover switch that selectively switches the plurality of local beam position detection sensors, and an optimum local beam position detection sensor are selected from the relative positional displacement amount of the movable part with respect to the fixed part. A movable mirror having a tilt angle of the movable portion based on a relative positional shift between the local sensor switching portion that automatically switches the local sensor changeover switch and the light emitter detected by the selected local beam position detection sensor. A movable mirror tilt angle calculator for calculating a tilt angle, and the movable mirror tilt angle A compensator for calculating a compensation control amount of the tilt angle of the movable part from the command value, and a mirror tilt mechanism for tilting the movable part to a desired angle by the output of the compensator. Since the precision pointing control device is used, it is possible to detect the deviation of the tilt angle of the movable part by the mirror tilt mechanism from the reference in a broad range, and to select the optimum local beam position detection sensor according to the tilt angle. It is possible to detect the tilt angle of the movable part by the mirror tilt mechanism in a wide range and with high accuracy, and it is possible to guide the incident beam from the outside to a desired position with a wide range and with high accuracy. Since various incident beams can be directed to a desired position with high accuracy, it is possible to increase the degree of freedom of the installation locations of the reference and local beam position detection sensors.
【0054】また、上記ローカルセンサ切り替え部が、
上記固定部に対する可動部の相対位置ずれ量から最適な
ローカルビーム位置検出センサを選択するビーム位置ず
れ量判定器と、上記ビーム位置ずれ量判定器の出力から
ローカルセンサ切り替えスイッチを自動的に切り替える
ローカルセンサ自動切り替え器と、を含むことを特徴と
したので、指令値により可動部すなわちミラーを所望の
角度に傾動する場合に最適なローカルビーム位置検出セ
ンサを自動的に切り替えることができ、外乱等によりミ
ラーが大きく揺動して選択したローカルビーム位置検出
センサの線形領域からはずれる場合においても早急に別
の最適なローカルビーム位置検出センサに自動的に切り
替えることができる。Further, the local sensor switching section is
A beam position deviation amount determiner that selects an optimal local beam position detection sensor from the relative position deviation amount of the movable portion with respect to the fixed portion, and a local sensor switching switch that automatically switches the local sensor changeover switch from the output of the beam position deviation amount determination device. Since it is characterized by including an automatic sensor switching device, it is possible to automatically switch the optimum local beam position detection sensor when the movable part, that is, the mirror is tilted to a desired angle according to the command value, Even when the mirror largely swings and deviates from the linear region of the selected local beam position detecting sensor, it is possible to immediately and automatically switch to another optimum local beam position detecting sensor.
【0055】また、上記ローカルビーム位置検出センサ
での受光ビーム光量を検出するローカルセンサ受光量検
出器をさらに備え、上記ビーム位置ずれ量判定器が上記
ローカルセンサ受光量検出器の検出結果に基づき受光ビ
ーム光量の小さいローカルビーム位置検出センサを選択
枠から外すことを特徴としたので、基準ビーム位置検出
センサを兼ねるローカルビーム位置検出センサ以外の複
数個のローカルビーム位置検出センサのいずれかが故障
した場合に異常を検知することができ、故障したローカ
ルビーム位置検出センサを切り離してそれ以外で正常な
うちの準最適なローカルビーム位置検出センサを選択す
ることができ、ローカルビーム位置検出センサに冗長性
を持たせることができる。Further, a local sensor light receiving amount detector for detecting the amount of light received by the local beam position detecting sensor is further provided, and the beam position deviation amount judging device receives light based on the detection result of the local sensor light receiving amount detector. The feature is that the local beam position detection sensor with a small beam intensity is removed from the selection frame, so if any of the local beam position detection sensors other than the local beam position detection sensor that also functions as the reference beam position detection sensor fails. It is possible to detect an abnormality in the local beam position detection sensor, disconnect the defective local beam position detection sensor, and select a sub-optimal local beam position detection sensor other than the normal one. You can have it.
【0056】また、上記基準ビーム位置検出センサと同
等の機能を所有するバックアップセンサと、上記基準ビ
ーム位置検出センサでの受光ビーム光量を検出して異常
の有無を判断して上記基準ビーム位置検出センサを上記
バックアップセンサに切り替える基準センサ切り替え部
と、を備えたことを特徴としたので、基準ビーム位置検
出センサが故障した場合に異常を検知することができ、
故障した基準ビーム位置検出センサからバックアップセ
ンサに切り替えることができ、基準ビーム位置検出セン
サに冗長性を持たせることができる。Further, a backup sensor having a function equivalent to that of the reference beam position detection sensor, and an amount of light received by the reference beam position detection sensor are detected to determine whether or not there is an abnormality, and the reference beam position detection sensor is detected. Since it is characterized by including a reference sensor switching unit for switching to the backup sensor, it is possible to detect an abnormality when the reference beam position detection sensor fails,
The failed reference beam position detection sensor can be switched to the backup sensor, and the reference beam position detection sensor can be provided with redundancy.
【0057】また、上記発光体を複数個備え、上記複数
個の発光体からの複数本のビームを1本に結合する集光
部と、上記基準ビーム位置検出センサでの受光ビーム光
量を検出して上記発光体の異常の有無を判断して上記発
光体の切り替えを行う発光体切り替え部と、を備えたこ
とを特徴としたので、可動部と固定部の位置関係を参照
するための発光体の状態を把握することができ、発光体
に異常が発生したことを検知することができ、発光体に
異常が発生した場合に正常な発光体に自動的に切り替え
ることができ、発光体に冗長性を持たすことができる。Further, a plurality of the above-mentioned light emitters are provided, and a light collecting portion for combining a plurality of beams from the above-mentioned plurality of light emitters into one and a received light amount of light by the reference beam position detection sensor are detected. And a light emitter switching unit that switches the light emitter by determining whether there is an abnormality in the light emitter. Therefore, the light emitter for referring to the positional relationship between the movable portion and the fixed portion. It is possible to grasp the state of, and to detect that an abnormality has occurred in the light emitter, and when an abnormality occurs in the light emitter, it can automatically switch to a normal light emitter, and it is redundant to the light emitter You can have sex.
【0058】また、ミラー傾動機構によりミラーの姿勢
を制御し受光ビームを所望の位置に高精度に導光する高
精度指向制御装置であって、受光ビームを所望の位置に
導光するミラーを固定保持する可動部と、この可動部を
揺動自在に支持するための固定部と、上記可動部と固定
部を揺動結合するための回転揺動継手と、上記可動部に
固定され上記固定部との位置関係を参照するための発光
体と、上記発光体からのビームを複数本に分割する分光
部と、上記固定部の上記発光体からのビームに対向する
面上に固定され上記分光部で分光されたビームに基づき
上記固定部に対する可動部の相対変位を広範囲にかつ高
精度に検出するための複数個の2次元アレイセンサと、
上記複数個の2次元アレイセンサを選択的に切り替える
2次元アレイセンサ切り替えスイッチと、上記2次元ア
レイセンサでの受光ビーム光量を検出して異常の有無を
判断して上記2次元アレイセンサ切り替えスイッチを自
動的に切り替える基準センサ切り替え部と、選択された
上記2次元アレイセンサで検出される上記発光体との相
対的な位置ずれから上記可動部の傾動角である可動ミラ
ー傾動角を算出する可動ミラー傾動角度算出器と、上記
可動ミラー傾動角と指令値から上記可動部の傾動角の補
償制御量を計算する補償器と、上記補償器の出力により
前記可動部を所望の角度に傾動するミラー傾動機構と、
を備えたことを特徴とする高精度指向制御装置としたの
で、ミラー傾動機構による可動部の傾動角の基準からの
ずれを広範囲にかつ高精度に検出することができ、可動
部の傾動角を広範囲かつ高精度で検出することができ、
外部からの入射ビームを所望の位置に広範囲かつ高精度
に導光することができ、外部からの広角な入射ビームを
所望の位置に高精度に指向することができ、2次元アレ
イセンサに異常が発生したことを検知することができ、
2次元アレイセンサに異常が発生した場合に正常な2次
元アレイセンサに自動的に切り替えることができ、2次
元アレイセンサに冗長性を持たせることができ、センサ
数を減少させることによる装置の小型化・軽量化が図れ
る。Further, the mirror tilting mechanism controls the attitude of the mirror and guides the received light beam to the desired position with high accuracy. This is a high precision directivity control device, and the mirror for guiding the received light beam to the desired position is fixed. A movable portion to be held, a fixed portion for swingably supporting the movable portion, a rotary swing joint for swingably coupling the movable portion and the fixed portion, and the fixed portion fixed to the movable portion. And a spectroscopic unit that divides the beam from the luminous unit into a plurality of beams, and the spectroscopic unit fixed on the surface of the fixing unit facing the beam from the luminous unit. A plurality of two-dimensional array sensors for detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part in a wide range and with high accuracy based on the beam dispersed by
A two-dimensional array sensor changeover switch that selectively switches the plurality of two-dimensional array sensors, and a two-dimensional array sensor changeover switch that detects the light amount of a light beam received by the two-dimensional array sensor to determine whether there is an abnormality. Movable mirror that calculates a movable mirror tilt angle, which is the tilt angle of the movable part, based on the relative displacement between the reference sensor switching part that automatically switches and the light emitter detected by the selected two-dimensional array sensor. A tilt angle calculator, a compensator that calculates a compensation control amount of the tilt angle of the movable part from the movable mirror tilt angle and a command value, and a mirror tilt that tilts the movable part to a desired angle by the output of the compensator. Mechanism,
Since the high-accuracy pointing control device is characterized by including, it is possible to detect a deviation from the reference of the tilt angle of the movable portion by the mirror tilt mechanism in a wide range and with high accuracy, and to determine the tilt angle of the movable portion. Can detect a wide range with high accuracy,
An incident beam from the outside can be guided to a desired position in a wide range with high accuracy, and a wide-angle incident beam from the outside can be directed to the desired position with high accuracy, and the two-dimensional array sensor has no abnormality. It can detect that it has occurred,
When an abnormality occurs in the two-dimensional array sensor, it can be automatically switched to a normal two-dimensional array sensor, the two-dimensional array sensor can be provided with redundancy, and the number of sensors can be reduced to reduce the size of the device. It can be made lighter and lighter.
【0059】また、ミラー傾動機構によりミラーの姿勢
を制御し受光ビームを所望の位置に高精度に導光する高
精度指向制御装置であって、受光ビームを所望の位置に
導光するミラーを固定保持する可動部と、この可動部を
揺動自在に支持するための固定部と、上記可動部と固定
部を揺動結合するための回転揺動継手と、上記可動部に
固定され上記固定部との位置関係を参照するための複数
個の発光体と、上記複数個の発光体からの複数本のビー
ムを1本に結合する集光部と、上記固定部に固定され上
記発光体からのビームに基づき上記固定部に対する可動
部の相対変位を検出するための基準ビーム位置検出セン
サと、上記複数個の発光体を選択的に切り替える発光体
切り替えスイッチと、上記基準ビーム位置検出センサで
の受光ビーム光量を検出して上記発光体の異常の有無を
判断して最適な発光体を選択して上記発光体切り替えス
イッチを自動的に切り替える発光体切り替え部と、上記
基準ビーム位置検出センサで検出される上記発光体との
相対的な位置ずれから上記可動部の傾動角である可動ミ
ラー傾動角を算出する可動ミラー傾動角度算出器と、上
記可動ミラー傾動角と指令値から上記可動部の傾動角の
補償制御量を計算する補償器と、上記補償器の出力によ
り前記可動部を所望の角度に傾動するミラー傾動機構
と、を備えたことを特徴とする高精度指向制御装置とし
たので、可動部と固定部の位置関係を参照するための発
光体の状態を把握することができ、発光体に異常が発生
したことを検知することができ、発光体に異常が発生し
た場合に正常な発光体に自動的に切り替えることがで
き、発光体に冗長性を持たすことができる。Further, the mirror tilting mechanism controls the attitude of the mirror to guide the received light beam to a desired position with high accuracy, and is a high precision directivity control device, wherein the mirror for guiding the received light beam to a desired position is fixed. A movable portion to be held, a fixed portion for swingably supporting the movable portion, a rotary swing joint for swingably coupling the movable portion and the fixed portion, and the fixed portion fixed to the movable portion. A plurality of light emitters for referring to the positional relationship between the light emitters, a light condensing unit that combines a plurality of beams from the plurality of light emitters into one, and a light emitting unit that is fixed to the fixing unit. A reference beam position detection sensor for detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part based on the beam, a light emitter changeover switch for selectively switching the plurality of light emitters, and a light reception by the reference beam position detection sensor. Beam intensity A light emitter switching unit that automatically detects the abnormalities of the light emitters by detecting and selects the most suitable light emitters and automatically switches the light emitter switch, and the light emission detected by the reference beam position detection sensor. A movable mirror tilt angle calculator that calculates a movable mirror tilt angle, which is the tilt angle of the movable portion, based on a relative displacement with the body, and compensation control of the tilt angle of the movable portion from the movable mirror tilt angle and a command value. Since the compensator for calculating the quantity and the mirror tilting mechanism for tilting the movable part to a desired angle by the output of the compensator are provided as the high precision pointing control device, the movable part and the fixed part are fixed. It is possible to grasp the state of the light emitter for referring to the positional relationship of the parts, it is possible to detect that an abnormality has occurred in the light emitter, and when the abnormality occurs in the light emitter, the normal light emitter is automatically detected. Cut into pieces Obtain it possible, can Motas redundancy emitters.
【図1】 この発明による高精度指向制御装置の主に可
動機構部分の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram mainly showing an example of a configuration of a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to the present invention.
【図2】 図1の可動機構部分の上面図である。FIG. 2 is a top view of a movable mechanism portion of FIG.
【図3】 この発明によるローカル位置ビーム検出セン
サ構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a local position beam detection sensor configuration according to the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態1による高精度指向制
御装置の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a high precision pointing control device according to the first embodiment of the present invention.
【図5】 この発明の実施の形態2による高精度指向制
御装置の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a high precision pointing control device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の実施の形態3による高精度指向制
御装置の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a high precision pointing control device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】 この発明の実施の形態3による高精度指向制
御装置のビーム検出センサ構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a beam detection sensor configuration of a high precision pointing control device according to a third embodiment of the present invention.
【図8】 この発明の実施の形態4による高精度指向制
御装置の主に可動機構部分の構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram mainly showing a configuration example of a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図9】 この発明の実施の形態4による高精度指向制
御装置の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a high precision pointing control device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】 この発明の実施の形態5による高精度指向
制御装置の主に可動機構部分の構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram mainly showing a configuration example of a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図11】 この発明の実施の形態5による高精度指向
制御装置の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a high precision pointing control device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】 この発明の実施の形態6による高精度指向
制御装置の主に可動機構部分の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram mainly showing a configuration example of a movable mechanism portion of a high precision pointing control device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】 この発明の実施の形態6による高精度指向
制御装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a high precision pointing control device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図14】 従来の高精度指向制御装置の構成を示す図
である。FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional high precision pointing control device.
1 ミラー、2 電磁石型アクチュエータ、 3 第1
の発光ダイオード、4−1 第1の4分割素子フォトダ
イオード、4−2 第2の4分割素子フォトダイオー
ド、4−3 第3の4分割素子フォトダイオード、4−
4 第4の4分割素子フォトダイオード、4−5 第5
の4分割素子フォトダイオード、4−6第6の4分割素
子フォトダイオード、4−7 第7の4分割素子フォト
ダイオード、4−8 第8の4分割素子フォトダイオー
ド、4−9 第9の4分割素子フォトダイオード、5
可動部、6−1 第1のフレキシャルピボット、6−2
第2のフレキシャルピボット、7 ビームスプリッタ、
8 反射ミラー、9 内側可動部、10 外側可動部、
11 発光ダイオード出射ビーム、12は入射ビーム、
13は反射ビーム、14 固定部、15 フランジ、1
9 可動ミラー傾動角度算出器、20 指令値、21
補償器、22 分配器、23 ミラー傾動機構、24
ビーム位置ずれ量判別器、25 ローカルセンサ自動切
り替え器。1 mirror 2 electromagnet type actuator 3 first
Light emitting diode, 4-1 first four-divided element photodiode, 4-2 second four-divided element photodiode, 4-3 third four-divided element photodiode, 4-
4 4th 4-division element photodiode, 4-5 5th
4-division element photodiode, 4-6 6th 4-division element photodiode, 4-7 7th 4-division element photodiode, 4-8 8th 4-division element photodiode, 4-9 9th 4 Split element photodiode, 5
Movable part, 6-1 First flex pivot, 6-2
2nd flex pivot, 7 beam splitter,
8 reflective mirror, 9 inner movable part, 10 outer movable part,
11 light emitting diode outgoing beam, 12 incoming beam,
13 is a reflected beam, 14 is a fixed part, 15 is a flange, 1
9 Movable mirror tilt angle calculator, 20 Command value, 21
Compensator, 22 Distributor, 23 Mirror tilting mechanism, 24
Beam position deviation amount discriminator, 25 local sensor automatic switcher.
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA19 AA35 BB29 CC21 DD14 EE00 FF23 GG07 GG12 GG13 JJ01 JJ05 JJ22 JJ26 LL12 LL46 NN01 NN11 NN20 PP13 QQ25 QQ28 2H043 AA08 AD01 AD10 BB00 BC01Continued front page F term (reference) 2F065 AA19 AA35 BB29 CC21 DD14 EE00 FF23 GG07 GG12 GG13 JJ01 JJ05 JJ22 JJ26 LL12 LL46 NN01 NN11 NN20 PP13 QQ25 QQ28 2H043 AA08 AD01 AD10 BB00 BC01
Claims (7)
御し受光ビームを所望の位置に高精度に導光する高精度
指向制御装置であって、 受光ビームを所望の位置に導光するミラーを固定保持す
る可動部と、 この可動部を揺動自在に支持するための固定部と、 上記可動部と固定部を揺動結合するための回転揺動継手
と、 上記可動部に固定され上記固定部との位置関係を参照す
るための発光体と、 上記発光体からのビームを複数本に分割する分光部と、 上記固定部に固定され上記発光体からのビームに基づき
上記固定部に対する可動部の相対変位を広範囲に検出す
るための基準ビーム位置検出センサと、 上記固定部の上記発光体からのビームに対向する面上に
固定され上記発光体からのビームまたは上記分光部で分
光されたビームに基づき上記固定部に対する可動部の相
対変位を局所的にかつより高精度に検出するための上記
基準ビーム位置検出センサおよびこれの周囲に配置され
た複数のセンサからなる複数個のローカルビーム位置検
出センサと、 上記複数個のローカルビーム位置検出センサを選択的に
切り替えるローカルセンサ切り替えスイッチと、 上記固定部に対する可動部の相対位置ずれ量から最適な
ローカルビーム位置検出センサを選択して上記ローカル
センサ切り替えスイッチを自動的に切り替えるローカル
センサ切り替え部と、 選択された上記ローカルビーム位置検出センサで検出さ
れる上記発光体との相対的な位置ずれから上記可動部の
傾動角である可動ミラー傾動角を算出する可動ミラー傾
動角度算出器と、 上記可動ミラー傾動角と指令値から上記可動部の傾動角
の補償制御量を計算する補償器と、 上記補償器の出力により前記可動部を所望の角度に傾動
するミラー傾動機構と、 を備えたことを特徴とする高精度指向制御装置。1. A high-precision pointing control device for controlling the attitude of a mirror by a mirror tilting mechanism to guide a received light beam to a desired position with high accuracy, wherein the mirror for guiding the received light beam to a desired position is fixed. A movable part to be held, a fixed part for swingably supporting the movable part, a rotary swing joint for swingably connecting the movable part and the fixed part, and the fixed part fixed to the movable part. And a spectroscopic unit that divides the beam from the light emitter into a plurality of beams, and a movable unit that is fixed to the fixed unit and is movable relative to the fixed unit based on the beam from the light emitter. A reference beam position detection sensor for detecting relative displacement in a wide range, and a beam fixed from the light emitting body of the fixing unit facing the beam from the light emitting body or a beam dispersed by the spectroscopic unit. Based on A plurality of local beam position detection sensors composed of the reference beam position detection sensor and a plurality of sensors arranged around the reference beam position detection sensor for locally and highly accurately detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part; The local sensor changeover switch that selectively switches the plurality of local beam position detection sensors and the optimum local beam position detection sensor is selected from the relative positional displacement amount of the movable portion with respect to the fixed portion, and the local sensor changeover switch is automatically operated. A movable mirror that calculates a tilt angle of a movable mirror, which is a tilt angle of the movable portion, based on a relative positional deviation between a local sensor switching portion that is switched to a desired position and the light-emitting body detected by the selected local beam position detection sensor. The tilt angle calculator and the tilt of the movable part from the tilt angle of the movable mirror and the command value. A compensator for calculating a compensation control amount of angular, high-precision pointing control device being characterized in that and a mirror tilting mechanism for tilting the movable portion to a desired angle by the output of the compensator.
固定部に対する可動部の相対位置ずれ量から最適なロー
カルビーム位置検出センサを選択するビーム位置ずれ量
判定器と、上記ビーム位置ずれ量判定器の出力からロー
カルセンサ切り替えスイッチを自動的に切り替えるロー
カルセンサ自動切り替え器と、を含むことを特徴とする
請求項1に記載の高精度指向制御装置。2. A beam position deviation amount determiner for selecting the optimum local beam position detection sensor from the relative position deviation amount of the movable portion with respect to the fixed portion by the local sensor switching unit, and the beam position deviation amount determination unit. The high-precision pointing control device according to claim 1, further comprising a local sensor automatic switcher that automatically switches a local sensor changeover switch from an output.
受光ビーム光量を検出するローカルセンサ受光量検出器
をさらに備え、上記ビーム位置ずれ量判定器が上記ロー
カルセンサ受光量検出器の検出結果に基づき受光ビーム
光量の小さいローカルビーム位置検出センサを選択枠か
ら外すことを特徴とする請求項2に記載の高精度指向制
御装置。3. A local sensor light receiving amount detector for detecting the amount of light received by the local beam position detecting sensor, wherein the beam position deviation amount judging device receives light based on a detection result of the local sensor light receiving amount detector. The high-precision pointing control device according to claim 2, wherein the local beam position detection sensor having a small beam light amount is removed from the selection frame.
機能を所有するバックアップセンサと、上記基準ビーム
位置検出センサでの受光ビーム光量を検出して異常の有
無を判断して上記基準ビーム位置検出センサを上記バッ
クアップセンサに切り替える基準センサ切り替え部と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
に記載の高精度指向制御装置。4. A backup sensor having a function equivalent to that of the reference beam position detection sensor, and a reference beam position detection sensor for detecting whether or not there is an abnormality by detecting a light amount of a received light beam at the reference beam position detection sensor. A reference sensor switching unit for switching the backup sensor to
The high-accuracy pointing control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
発光体からの複数本のビームを1本に結合する集光部
と、上記基準ビーム位置検出センサでの受光ビーム光量
を検出して上記発光体の異常の有無を判断して上記発光
体の切り替えを行う発光体切り替え部と、を備えたこと
を特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の高精
度指向制御装置。5. A light condensing unit comprising a plurality of the light emitters, combining a plurality of beams from the plurality of light emitters into one, and detecting a light amount of a received light beam by the reference beam position detection sensor. 5. The high precision pointing control device according to claim 1, further comprising: a light emitter switching unit that switches the light emitters by determining whether the light emitters are abnormal.
御し受光ビームを所望の位置に高精度に導光する高精度
指向制御装置であって、 受光ビームを所望の位置に導光するミラーを固定保持す
る可動部と、 この可動部を揺動自在に支持するための固定部と、 上記可動部と固定部を揺動結合するための回転揺動継手
と、 上記可動部に固定され上記固定部との位置関係を参照す
るための発光体と、 上記発光体からのビームを複数本に分割する分光部と、 上記固定部の上記発光体からのビームに対向する面上に
固定され上記分光部で分光されたビームに基づき上記固
定部に対する可動部の相対変位を広範囲にかつ高精度に
検出するための複数個の2次元アレイセンサと、 上記複数個の2次元アレイセンサを選択的に切り替える
2次元アレイセンサ切り替えスイッチと、 上記2次元アレイセンサでの受光ビーム光量を検出して
異常の有無を判断して上記2次元アレイセンサ切り替え
スイッチを自動的に切り替える基準センサ切り替え部
と、 選択された上記2次元アレイセンサで検出される上記発
光体との相対的な位置ずれから上記可動部の傾動角であ
る可動ミラー傾動角を算出する可動ミラー傾動角度算出
器と、 上記可動ミラー傾動角と指令値から上記可動部の傾動角
の補償制御量を計算する補償器と、 上記補償器の出力により前記可動部を所望の角度に傾動
するミラー傾動機構と、 を備えたことを特徴とする高精度指向制御装置。6. A high-accuracy pointing control device that guides a received light beam to a desired position with high accuracy by controlling the attitude of the mirror by a mirror tilting mechanism, wherein the mirror that guides the received light beam to a desired position is fixed. A movable part to be held, a fixed part for swingably supporting the movable part, a rotary swing joint for swingably connecting the movable part and the fixed part, and the fixed part fixed to the movable part. And a spectroscopic unit that divides the beam from the luminous unit into a plurality of beams, and the spectroscopic unit fixed on the surface of the fixing unit facing the beam from the luminous unit. A plurality of two-dimensional array sensors for detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part in a wide range and with high accuracy based on the beam dispersed by Dimensional array A changeover switch, a reference sensor changeover unit for automatically detecting the light quantity received by the two-dimensional array sensor to determine whether or not there is an abnormality, and automatically changing over the two-dimensional array sensor changeover switch, and the selected two-dimensional array. A movable mirror tilt angle calculator for calculating a movable mirror tilt angle, which is a tilt angle of the movable portion, based on a relative displacement between the movable body and the light emitting body detected by a sensor, and the movable mirror tilt angle and a command value for moving the movable mirror tilt angle. A high-accuracy pointing control device comprising: a compensator for calculating a compensation control amount of a tilting angle of a part; and a mirror tilting mechanism for tilting the movable part to a desired angle by the output of the compensator.
御し受光ビームを所望の位置に高精度に導光する高精度
指向制御装置であって、 受光ビームを所望の位置に導光するミラーを固定保持す
る可動部と、 この可動部を揺動自在に支持するための固定部と、 上記可動部と固定部を揺動結合するための回転揺動継手
と、 上記可動部に固定され上記固定部との位置関係を参照す
るための複数個の発光体と、 上記複数個の発光体からの複数本のビームを1本に結合
する集光部と、 上記固定部に固定され上記発光体からのビームに基づき
上記固定部に対する可動部の相対変位を検出するための
基準ビーム位置検出センサと、 上記複数個の発光体を選択的に切り替える発光体切り替
えスイッチと、 上記基準ビーム位置検出センサでの受光ビーム光量を検
出して上記発光体の異常の有無を判断して最適な発光体
を選択して上記発光体切り替えスイッチを自動的に切り
替える発光体切り替え部と、 上記基準ビーム位置検出センサで検出される上記発光体
との相対的な位置ずれから上記可動部の傾動角である可
動ミラー傾動角を算出する可動ミラー傾動角度算出器
と、 上記可動ミラー傾動角と指令値から上記可動部の傾動角
の補償制御量を計算する補償器と、 上記補償器の出力により前記可動部を所望の角度に傾動
するミラー傾動機構と、 を備えたことを特徴とする高精度指向制御装置。7. A high-accuracy directivity control device that guides a received light beam to a desired position with high accuracy by controlling the attitude of the mirror by a mirror tilting mechanism, wherein the mirror that guides the received light beam to a desired position is fixed. A movable part to be held, a fixed part for swingably supporting the movable part, a rotary swing joint for swingably connecting the movable part and the fixed part, and the fixed part fixed to the movable part. A plurality of light emitters for referring to a positional relationship between the light emitters, a light condensing unit that combines a plurality of beams from the plurality of light emitters into one, and a light emitting unit that is fixed to the fixing unit. A reference beam position detection sensor for detecting the relative displacement of the movable part with respect to the fixed part based on the beam, a light emitter changeover switch for selectively switching the plurality of light emitters, and a light reception by the reference beam position detection sensor. Beam intensity A light emitter switching unit that automatically detects the abnormalities of the light emitters by detecting and selects the most suitable light emitter and automatically switches the light emitter switch, and the light emission detected by the reference beam position detection sensor. A movable mirror tilt angle calculator that calculates a movable mirror tilt angle, which is the tilt angle of the movable portion, based on a relative displacement with the body, and a compensation control of the tilt angle of the movable portion from the movable mirror tilt angle and a command value. A high-precision pointing control device comprising: a compensator for calculating a quantity; and a mirror tilting mechanism for tilting the movable part to a desired angle by the output of the compensator.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001357941A JP2003156318A (en) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | Highly accurate directivity controller |
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Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016156129A (en) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | ナブテスコ株式会社 | Driving device and construction machine |
WO2018138821A1 (en) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | オリンパス株式会社 | Photoirradiation device, photoirradiation system, endoscope system, and microscope |
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-
2001
- 2001-11-22 JP JP2001357941A patent/JP2003156318A/en not_active Withdrawn
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