JP2645108B2 - 太陽センサ - Google Patents
太陽センサInfo
- Publication number
- JP2645108B2 JP2645108B2 JP63252715A JP25271588A JP2645108B2 JP 2645108 B2 JP2645108 B2 JP 2645108B2 JP 63252715 A JP63252715 A JP 63252715A JP 25271588 A JP25271588 A JP 25271588A JP 2645108 B2 JP2645108 B2 JP 2645108B2
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- Japan
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- photoelectric elements
- mask member
- solar
- photoelectric
- reflected light
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば人工衛星等の宇宙航行体に搭載さ
れて宇宙航行体の姿勢制御や、太陽電池パドル等の制御
に用いられる太陽センサに関する。
れて宇宙航行体の姿勢制御や、太陽電池パドル等の制御
に用いられる太陽センサに関する。
（従来の技術） 従来、この種の太陽センサは第２図に示すように、光
電検出部として四辺形の一辺が傾斜された太陽電池セル
等の第１及び第２の光電素子10a,10bを互いの斜辺を対
向させて組合せ、この第１及び第２の光電素子10a,10b
上にはマスク部材11がその太陽光透過用のスリット11a
を略直交するように対設される。そして、この第１及び
第２の光電素子10a,10bの出力端には信号処理部12が接
続される。
電検出部として四辺形の一辺が傾斜された太陽電池セル
等の第１及び第２の光電素子10a,10bを互いの斜辺を対
向させて組合せ、この第１及び第２の光電素子10a,10b
上にはマスク部材11がその太陽光透過用のスリット11a
を略直交するように対設される。そして、この第１及び
第２の光電素子10a,10bの出力端には信号処理部12が接
続される。
上記構成において、第１及び第２の光電素子10a,10b
は太陽光が感度軸（スリットと直交する方向）に対して
太陽入射角Θが０゜のスリットに垂直な状態で入射する
と、第３図に示すように太陽像がＹで示す実線の位置を
司り、太陽入射角Θで入射すると、第４図中実線で示す
Ｚの位置を司ることで、Ｙ位置とＺ位置の間隔をｘと
し、マスク部材11と第１及び第２の光電素子10a,10b間
をＨとすると、 tanΘ＝x/H …（１） の式が成立する。なお、第１及び第２の光電素子10a,10
bの出力特性は太陽入射角Θの変化に対して直線的に変
化する通常10゜〜20゜程度のリニアレンジ領域Y1が、ta
nΘ≒Θと近似され、 Θ≒x/H …（２） となる。
は太陽光が感度軸（スリットと直交する方向）に対して
太陽入射角Θが０゜のスリットに垂直な状態で入射する
と、第３図に示すように太陽像がＹで示す実線の位置を
司り、太陽入射角Θで入射すると、第４図中実線で示す
Ｚの位置を司ることで、Ｙ位置とＺ位置の間隔をｘと
し、マスク部材11と第１及び第２の光電素子10a,10b間
をＨとすると、 tanΘ＝x/H …（１） の式が成立する。なお、第１及び第２の光電素子10a,10
bの出力特性は太陽入射角Θの変化に対して直線的に変
化する通常10゜〜20゜程度のリニアレンジ領域Y1が、ta
nΘ≒Θと近似され、 Θ≒x/H …（２） となる。
そして、第１及び第２の光電素子10a,10bの各出力Ａ
及びＢは、ｋを定数、Ｓをマスク部材11のスリット11a
の幅寸法、ａ及びｂを第１及び第２の光電素子10a,10b
の太陽照射寸法、ｙを位置Ｙと第１及び第２の光電素子
10a,10bの先端との距離寸法、Ｌを第１及び第２の光電
素子10a,10bの幅寸法とすると、 Ａ＝ｋ・ａ・Ｓ Ｂ＝ｋ・ｂ・Ｓ となり、これらａ及びｂが ａ＋ｂ＝Ｌ ａ＝L/2・ｙ−x/x ｂ＝L/2・ｙ＋x/y で表わされることにより、 Ａ＋Ｂ＝ｋ・Ｌ・Ｓ Ａ−Ｂ＝−ｋ・L/y・ｘ・Ｓ となり、上記間隔ｘが ｘ＝−ｙ・Ａ−B/A＋Ｂ ＝１・Ａ−B/A＋Ｂ …（３） となる。従って、第１及び第２の光電素子10a,10bから
の出力Ａ及びＢが入力されると、信号処理部12は、上記
（１），（２），（３）式より太陽入射角Θを求める。
及びＢは、ｋを定数、Ｓをマスク部材11のスリット11a
の幅寸法、ａ及びｂを第１及び第２の光電素子10a,10b
の太陽照射寸法、ｙを位置Ｙと第１及び第２の光電素子
10a,10bの先端との距離寸法、Ｌを第１及び第２の光電
素子10a,10bの幅寸法とすると、 Ａ＝ｋ・ａ・Ｓ Ｂ＝ｋ・ｂ・Ｓ となり、これらａ及びｂが ａ＋ｂ＝Ｌ ａ＝L/2・ｙ−x/x ｂ＝L/2・ｙ＋x/y で表わされることにより、 Ａ＋Ｂ＝ｋ・Ｌ・Ｓ Ａ−Ｂ＝−ｋ・L/y・ｘ・Ｓ となり、上記間隔ｘが ｘ＝−ｙ・Ａ−B/A＋Ｂ ＝１・Ａ−B/A＋Ｂ …（３） となる。従って、第１及び第２の光電素子10a,10bから
の出力Ａ及びＢが入力されると、信号処理部12は、上記
（１），（２），（３）式より太陽入射角Θを求める。
なお、第２図中Y2は第１及び第２の光電素子10a,10b
の飽和領域であり、Y3が視野領域である。
の飽和領域であり、Y3が視野領域である。
ところが、上記太陽センサでは、その構成上、マスク
部材11のスリット11aを透過して第１及び第２の光電素
子10a,10bに照射された太陽光が該第１及び第２の光電
素子10a,10b面で反射した後、マスク部材11の下面で反
射して、再び第１及び第２の光電素子10a,10bに２次反
射光として照射されることにより、第４図に示すよう
に、飽和領域Y2間のリニア・レンジ領域Y1の出力特性が
破線の如く直線性（リニアリティ）が劣化されて検出精
度が低下されるという問題を有する。これは、第５図に
示すように太陽光が視野角の限界値φ内の太陽入射角Θ
で入射すると、その入射角Θに対応して第１及び第２の
光電素子10a,10bで反射して反射光が発生し、この反射
光が、さらにマスク部材11で反射して２次反射光とな
り、第１及び第２の光電素子10a,10bに再入射してしま
うものである。
部材11のスリット11aを透過して第１及び第２の光電素
子10a,10bに照射された太陽光が該第１及び第２の光電
素子10a,10b面で反射した後、マスク部材11の下面で反
射して、再び第１及び第２の光電素子10a,10bに２次反
射光として照射されることにより、第４図に示すよう
に、飽和領域Y2間のリニア・レンジ領域Y1の出力特性が
破線の如く直線性（リニアリティ）が劣化されて検出精
度が低下されるという問題を有する。これは、第５図に
示すように太陽光が視野角の限界値φ内の太陽入射角Θ
で入射すると、その入射角Θに対応して第１及び第２の
光電素子10a,10bで反射して反射光が発生し、この反射
光が、さらにマスク部材11で反射して２次反射光とな
り、第１及び第２の光電素子10a,10bに再入射してしま
うものである。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来の太陽センサでは、第１及び
第２の光電素子に対して反射光が再入射することによ
り、リニアレンジ領域における直線性が劣化して精度が
低下するという問題を有していた。
第２の光電素子に対して反射光が再入射することによ
り、リニアレンジ領域における直線性が劣化して精度が
低下するという問題を有していた。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易
な構成で、かつ、反射光の再入射を確実に防止し得るよ
うにして、可及的に高精度な検出を実現し得るようにし
た太陽センサを提供することを目的とする。
な構成で、かつ、反射光の再入射を確実に防止し得るよ
うにして、可及的に高精度な検出を実現し得るようにし
た太陽センサを提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は一辺が傾斜された四辺形の第１及び第２の
光電素子の互いの斜辺を対向させて組合させた光エネル
ギを電気エネルギに変換してなる光電検出部と、前記第
１及び第２の光電素子の斜辺に対して略直交して対設さ
れる太陽光透過用スリットを有し、太陽に対向されるマ
スク部材と、前記第１及び第２の光電素子の出力から太
陽入射角を求める信号処理部とを備えてなる太陽センサ
において、前記マスク部材の太陽に対向しない一方面に
前記第１及び第２の光電素子からの反射光を該素子外に
反射させる傾斜部を設けて構成したものである。
光電素子の互いの斜辺を対向させて組合させた光エネル
ギを電気エネルギに変換してなる光電検出部と、前記第
１及び第２の光電素子の斜辺に対して略直交して対設さ
れる太陽光透過用スリットを有し、太陽に対向されるマ
スク部材と、前記第１及び第２の光電素子の出力から太
陽入射角を求める信号処理部とを備えてなる太陽センサ
において、前記マスク部材の太陽に対向しない一方面に
前記第１及び第２の光電素子からの反射光を該素子外に
反射させる傾斜部を設けて構成したものである。
（作用） 上記構成によれば、マスク部材のスリットを透過して
第１及び第２の光電素子に照射された太陽光のうち該第
１及び第２の光電素子で反射した反射光は、マスク部材
の傾斜部で反射されて素子外に導かれる。従って、第１
及び第２の光電素子には反射光の再入射が確実に防止さ
れて正規の太陽光のみが入射されることにより、所望の
直線性が確保されて、高精度な検出が実現される。
第１及び第２の光電素子に照射された太陽光のうち該第
１及び第２の光電素子で反射した反射光は、マスク部材
の傾斜部で反射されて素子外に導かれる。従って、第１
及び第２の光電素子には反射光の再入射が確実に防止さ
れて正規の太陽光のみが入射されることにより、所望の
直線性が確保されて、高精度な検出が実現される。
（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図はこの発明の一実施例に係る太陽センサのマス
ク部材20を取出して示すもので、その他の部分について
は、前記第２図と同様に構成されることで、同一部分に
ついては、同一符号を付して、その説明については省略
する。即ち、マスク部材20には、その太陽に対向される
上面側のスリット20aの両端部に視野角の限界値ψに対
応して（90゜−ψ）の角度を有した太陽光案内用の第１
の傾斜部21がそれぞれスリット方向に略直交する方向に
形成され、その下面側のスリット20aの両端部にはψ/2
の角度を有した反射光反射用の第２の傾斜部22が第１の
傾斜部21に対応してそれぞれ形成される。
ク部材20を取出して示すもので、その他の部分について
は、前記第２図と同様に構成されることで、同一部分に
ついては、同一符号を付して、その説明については省略
する。即ち、マスク部材20には、その太陽に対向される
上面側のスリット20aの両端部に視野角の限界値ψに対
応して（90゜−ψ）の角度を有した太陽光案内用の第１
の傾斜部21がそれぞれスリット方向に略直交する方向に
形成され、その下面側のスリット20aの両端部にはψ/2
の角度を有した反射光反射用の第２の傾斜部22が第１の
傾斜部21に対応してそれぞれ形成される。
また、マスク部材20の下面には、その全域に反射光反
射用の第３の傾斜部23が第２の傾斜部22に連設されて形
成される。この第３の傾斜部23は前記第１及び第２の光
電素子10a,10bの素子外方向にψ/2の傾斜角を有した断
面略直角三角形状に形成されており、上記第２の傾斜部
22と略逆方向に傾斜されている。これらマスク部材20の
第２及び第３の傾斜部22,23は、例えば黒色の塗料が塗
布されており、第１及び第２の光電素子10a,10bからの
反射光を減衰したうえで、該第１及び第２の光電素子10
a,10bの素子外方向に反射せしめる。
射用の第３の傾斜部23が第２の傾斜部22に連設されて形
成される。この第３の傾斜部23は前記第１及び第２の光
電素子10a,10bの素子外方向にψ/2の傾斜角を有した断
面略直角三角形状に形成されており、上記第２の傾斜部
22と略逆方向に傾斜されている。これらマスク部材20の
第２及び第３の傾斜部22,23は、例えば黒色の塗料が塗
布されており、第１及び第２の光電素子10a,10bからの
反射光を減衰したうえで、該第１及び第２の光電素子10
a,10bの素子外方向に反射せしめる。
上記構成において、視野角の限界値ψ内の太陽入射角
Θで入射した太陽光は、マスク部材20のスリット20aの
第１の傾斜部21に案内されて、スリット幅Ｓと略同様の
幅Ｓ寸法の光幅となって第１及び第２の光電素子10a,10
b上に照射される。この際、第１及び第２の光電素子10
a,10bに照射された太陽光のうち該第１及び第２の光電
素子10a,10bで反射した光はマスク部材20の第２あるい
は第３の傾斜部22,23に当接され、該第２あるいは第３
の傾斜部22,23で（反射光の反射角Θ＋ψ/2×２）だけ
反射されて第１及び第２の光電素子10a,10b外に導かれ
る。この結果、第１及び第２の光電素子10a,10bにはマ
スク部材20からの反射光の再入射が防止されて、その出
力の直線性が確保され、その信号処理部12における高精
度な太陽入射角Θの検出が実現される。
Θで入射した太陽光は、マスク部材20のスリット20aの
第１の傾斜部21に案内されて、スリット幅Ｓと略同様の
幅Ｓ寸法の光幅となって第１及び第２の光電素子10a,10
b上に照射される。この際、第１及び第２の光電素子10
a,10bに照射された太陽光のうち該第１及び第２の光電
素子10a,10bで反射した光はマスク部材20の第２あるい
は第３の傾斜部22,23に当接され、該第２あるいは第３
の傾斜部22,23で（反射光の反射角Θ＋ψ/2×２）だけ
反射されて第１及び第２の光電素子10a,10b外に導かれ
る。この結果、第１及び第２の光電素子10a,10bにはマ
スク部材20からの反射光の再入射が防止されて、その出
力の直線性が確保され、その信号処理部12における高精
度な太陽入射角Θの検出が実現される。
このように、上記太陽センサはマスク部材20の下面に
反射光反射用の第２及び第３の傾斜部22,23を設け、第
１及び第２の光電素子10a,10bで反射した反射光を２次
反射して素子外に導くように構成したことにより、第１
及び第２の光電素子10a,10bの出力特性のリニアレンジ
領域における直線性が確実に確保されるために、可及的
に高精度な太陽入射角の検出が実現される。
反射光反射用の第２及び第３の傾斜部22,23を設け、第
１及び第２の光電素子10a,10bで反射した反射光を２次
反射して素子外に導くように構成したことにより、第１
及び第２の光電素子10a,10bの出力特性のリニアレンジ
領域における直線性が確実に確保されるために、可及的
に高精度な太陽入射角の検出が実現される。
なお、上記実施例では、第２及び第３の傾斜部22,23
の傾斜角をψ/2に形成した場合で説明したが、これに限
ることなく、ψ/2以上に設定することにより、同様の効
果が期待できる。
の傾斜角をψ/2に形成した場合で説明したが、これに限
ることなく、ψ/2以上に設定することにより、同様の効
果が期待できる。
よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことある。
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことある。
［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成
で、かつ、反射光の再入射を確実に防止し得るようにし
て、可及的に高精度な検出を実現し得るようにした太陽
センサを提供することができる。
で、かつ、反射光の再入射を確実に防止し得るようにし
て、可及的に高精度な検出を実現し得るようにした太陽
センサを提供することができる。
第１図はこの発明の一実施例に係る太陽センサの要部を
示す図、第２図乃至第５図は従来の太陽センサの問題点
を説明するために示した図である。 10a,10b……第１及び第２の光電素子、12……信号処理
部、20……マスク部材、20a……スリット、21……第１
の傾斜部、22……第２の傾斜部、23……第３の傾斜部。
示す図、第２図乃至第５図は従来の太陽センサの問題点
を説明するために示した図である。 10a,10b……第１及び第２の光電素子、12……信号処理
部、20……マスク部材、20a……スリット、21……第１
の傾斜部、22……第２の傾斜部、23……第３の傾斜部。
Claims (1)
- 【請求項１】一辺が傾斜された四辺形の第１及び第２の
光電素子の互いの斜辺を対向させて組合させた光エネル
ギを電気エネルギに変換してなる光電検出部と、前記第
１及び第２の光電素子の斜辺に対して略直交して対設さ
れる太陽光透過用スリットを有し、太陽に対向されるマ
スク部材と、前記第１及び第２の太陽電池セルの出力か
ら太陽入射角を求める信号処理部とを備えてなる太陽セ
ンサにおいて、前記マスク部材の太陽に対向しない一方
面に前記第１及び第２の光電素子からの反射光を該素子
外に反射する傾斜部を具備したことを特徴とする太陽セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63252715A JP2645108B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | 太陽センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63252715A JP2645108B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | 太陽センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0299812A JPH0299812A (ja) | 1990-04-11 |
| JP2645108B2 true JP2645108B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=17241246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63252715A Expired - Lifetime JP2645108B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | 太陽センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2645108B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103383573A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-11-06 | 合肥工业大学 | 一种二维太阳跟踪变送器 |
-
1988
- 1988-10-06 JP JP63252715A patent/JP2645108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0299812A (ja) | 1990-04-11 |
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