JP2770842B2 - 光センサ暗電流補償装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、星を追跡する光センサ
装置、さらに詳しくは、典型例としては２次元装置に光
センサ要素を備えている電荷結合装置（ＣＣＤ）を光セ
ンサとする光センサ装置に使用された光センサ要素に流
れる暗電流を補償するための光センサ暗電流補償装置に
関するものである。ここに、星というのは好ましくは恒
星である。

【０００２】

【従来の技術】このような光センサ装置は、人工衛星の
ような宇宙機器に使用されている。典型的には人工衛星
に使用するための映像ピックアップシステムが、本発明
者に発行され本件譲受人に譲渡された米国特許第５、０
２７、１９９号に開示されている。この映像ピックアッ
プシステムは、地球上の目標物を処理するためのもの
で、ここで言う光センサ装置とはこの点においてはかな
り相違するが、この米国特許をこの明細書の参考資料と
する。

【０００３】すぐれた星追跡装置は、日本電気株式会社
の横田豊八により発明され特許出願公開公報昭和６０年
第２２６、３９８号に開示されている。後で更に詳しく
述べるが、星追跡装置には、目標の星から星追跡装置の
ＣＣＤへの光路にシャッターが備えられている。シャッ
ター駆動装置が、第１乃至第３の操作モードでシャッタ
ーを駆動するための駆動制御回路によって制御される。
すでに述べたように、ＣＣＤは、光センサとして使用さ
れ、２次元配列の画素とも呼ばれる光センサ要素を備え
ている。

【０００４】図５を参照しながら、本発明の理解を助け
るために、従来の光センサ装置をまず説明する。この光
センサ装置は、上述した出願公開公報の星追跡装置とし
て開示され、例えば、太陽、地球、月のような輝度の高
い天体（後で図示される）がないところの星図部分に目
標の星を宇宙機器上で追跡するためのものである。

【０００５】星追跡装置は、後で問題にする姿勢制御機
構により目標とする星に向けられ、その星からの光を受
光面で受けるＣＣＤ１１を備えている。当業者には良く
知られているように、ＣＣＤ１１は、ＣＣＤ駆動部１３
によって生成されたＣＣＤ駆動信号によって２次元に駆
動または走査される複数の光センサエレメントまたは光
センサ画素を備えている。単一の凸レンズで代表した光
学系１５は、目標の星からの光を星光として受ける。光
学系１５は少数の画素上に星光の実像として結像する。
単に記述を簡単にするため実像が単一の画素によって受
けられると仮定しよう。

【０００６】星追跡装置は、光学系１５の前面で星光の
光路（破線で図示されている）上にシャッター１７を備
えている。シャッター１７はシャッター駆動部１９によ
って駆動され、光学系１５が星光を受けたり受けなかっ
たりさせる。まもなく述べるように、シャッター駆動制
御回路２１は、ＣＣＤ駆動部１３とシャッター駆動部１
９とを制御する。星光を受けると、ＣＣＤ１１はセンサ
出力信号を生成する。増幅器２３はセンサ出力信号を増
幅信号に増幅する。

【０００７】基準信号源２５は、目標の星の実視等級と
増幅器２３の増幅度とによって決定されたスレシュホー
ルドレベルを表わす基準信号を生成する。比較器２７
は、増幅信号がスレシュホールドレベルを越す信号レベ
ルをもつときに、イネーブル信号を生成する。イネーブ
ル信号によって動作可能となったアナログ／ディジタル
変換器（Ａ／Ｄ）２９は、増幅信号をディジタル信号に
変換する。イネーブル信号によって動作可能となりＣＣ
Ｄ駆動器１３に接続された画素アドレス発生器３１は、
ディジタル信号に一対一に対応して画素アドレスを表わ
す画素アドレス信号を生成する。多重器３３は、ディジ
タル信号とアドレス信号とを多重信号に多重化する。

【０００８】制御装置３５は、データ処理部３７と、後
で説明するにつれて明らかになるように動作可能の暗電
流メモリ３９とを備えている。一般的に言って、データ
処理部３７は、多重信号を処理信号として暗電流メモリ
３９に格納する。

【０００９】ＣＣＤ１１の画素は１以上の「白」きずを
持っていると言える。一つの画素が「白」きずを持って
いるときに、その画素はたとえ照らされず暗く維持され
ても或るレベルの個別の暗電流レベルを持つ総合暗電流
を生成する。暗電流と個々の画素に依存するばらつきと
を補償するため、シャッター駆動制御回路２１は、次に
述べる第１乃至第３の動作モードで動作する。第１乃至
第３の動作モードでは、ＣＣＤ１１は第１乃至第３のセ
ンサ出力信号を生成する。第１乃至第３のセンサ出力信
号のおのおのは、例えば１０００×１０００個である幾
つかの画素の個別の暗電流を含む。

【００１０】暗電流補償制御部４１および暗電流補償器
４３は、暗電流メモリ３９に接続される。第１のモード
において、第１のセンサ出力信号と画素アドレス信号と
は暗電流メモリ３９に格納される。

【００１１】第２のモードにおいて、ＣＣＤ駆動部１３
は暗電流補償制御部４１にＣＣＤ駆動信号と暗電流メモ
リ３９から読み出された画素アドレス信号とを比較させ
る。読み出されたアドレスは目標の星の実像を第１のモ
ードにおいて結像した画素の特定アドレスを表示する。
ＣＣＤ駆動信号と暗電流メモリ３９の画素アドレス信号
とが一致し、さらにシャッター駆動制御回路２１が第２
のモードを指示するときに、暗電流補償制御部４１は暗
電流補償器４３をトリガする。トリガされた暗電流補償
器４３は、アナログ／ディジタル変換器２９および画素
アドレス発生器３１に特定アドレスを通知する。アナロ
グ／ディジタル変換器２９は、特定アドレスの第２のセ
ンサ出力信号だけを暗電流成分に変換する。特定アドレ
スを表わすアドレス信号とともに、暗電流成分はアナロ
グ／ディジタル変換器２９、多重器３３、およびデータ
処理部３７を介して暗電流メモリ３９に格納される。

【００１２】第３のモードにおいて、暗電流補償器４３
は、第２のモードで暗電流メモリ３９に格納された暗電
流成分と特定アドレスとを受け、それらをアナログ／デ
ィジタル変換器２９と画素アドレス発生器３１とに送
る。

【００１３】データ処理部３７は、姿勢制御信号出力端
子４５に個々の暗電流とこれらのばらつきとが補償され
姿勢制御機構に使用される姿勢制御信号を出力する。一
方、制御装置３５はシャッター駆動制御回路２１にモー
ド制御出力信号を送り、シャッター駆動制御回路２１に
第１乃至第３の動作モードを指示する。

【００１４】このようにして、星追跡装置は光センサ要
素の暗電流を補償したり、光センサ要素における暗電流
のばらつきを補償したりすることができる。従って、星
追跡装置は安定して動作可能で、天空上の目標の星の正
確な位置を正しく決定できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、星追跡
装置はシャッター、シャッター駆動部、および駆動制御
回路を備えている。従って、星追跡装置は大きくかさば
って重量が大きい。これでは宇宙機器に使用するには好
ましくない。その上、シャッターは、動作ミスしがちで
ある。このため星追跡装置の信頼性は好ましくない。

【００１６】そこで、本発明の技術的課題は、光センサ
装置の光センサにおいて目標とする星の光を受光する複
数の光センサ要素に流れる暗電流を補償するための小型
・軽量の、安定動作で高信頼性な、しかもシャッター等
の機構部品を用いない光センサ暗電流補償装置を得るこ
とにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光セン
サ装置の光センサにおいて目標とする星の光を受光する
複数の光センサ要素に流れる暗電流を補償するための装
置であって、前記光センサがセンサ出力信号を数回発生
するように前記光センサの少数の光センサ要素上に少な
くとも一つの星の実像を投影する投影手段と、前記暗電
流を補償するのに使用する補償データを生成するように
前記センサ出力信号を処理する処理装置とを備えている
ことを特徴とする光センサ暗電流補償装置が得られる。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例による光センサ暗電流補償
装置を図面を用いて説明する。

【００１９】図１を参照して、本発明の一実施例による
光センサ暗電流補償装置は、目標の星（象徴的に図示し
てある）からの光を星光として受光する光センサの複数
の光センサ要素または光センサ画素に流れる個々の暗電
流を補償する装置を備えている。従来例（図５）との類
似部分は同一の参照符号で示され、基本的には同様の動
作をする。

【００２０】この光センサ暗電流補償装置には、光セン
サとして画素アドレスが付与された光センサ要素または
画素は、従来例のものと少し異なるＣＣＤ駆動部１３に
よって生成されたＣＣＤ駆動信号によって駆動または走
査されている。光センサすなわちＣＣＤ１１はセンサ出
力信号を生成する。

【００２１】光学系１５は目標の星から光センサ１１へ
の星光の光路に配され、少数の画素上に目標とする星の
実像が結像される。説明を簡略にするため実質的には単
一の画素だけに結像されているものとする。

【００２２】この光センサ暗電流補償装置には、図５に
関して示された光センサ装置と異なりシャッター、およ
びシャッター駆動制御回路を使用していない。言い換え
ると、図１の光センサ暗電流補償装置は、従来例の第１
乃至第３の動作モードを必要としてない。その代わり、
この光センサ暗電流補償装置では、少なくとも一つの星
について、はじめにデータ蓄積モードにおいて、その次
に目標の星を追跡する星追跡モードにおいて動作する。

【００２３】図１において、この光センサ暗電流補償装
置は増幅器２３は備えているが、図５の基準信号源２５
と比較器２７とはあってもなくても良い。もし含まれて
いるならば、基準信号源２５は、目標の星のために上限
と下限とのシュレシホールドレベルを表わす参照信号を
生成する。上限と下限とのシュレシホールドレベルは調
整可能である。このような基準信号源と比較器との使用
は、目標の星を選択するのに便利である。

【００２４】アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）２
９と画素アドレス発生部３１とは使用されている。しか
しながら、アナログ／ディジタル変換器２９は、図５の
ものと比較するとは少し異なって制御される。とにか
く、アナログ／ディジタル変換器２９は、増幅器２３を
介して供給されたセンサ出力信号をディジタルに変換す
る。図５におけると同じくＣＣＤ駆動信号によって制御
された画素アドレス発生部３１は、画素のディジタル信
号に一対一に対応して画素の画素アドレスを表わす画素
アドレス信号を生成する。その他の点については図１の
光センサ暗電流補償装置が従来例とかなり異なるが、説
明が進むにつれて明らかになるであろう。

【００２５】暫くの間は図２に移るとともに、図１を続
けて参照すると、この光センサ暗電流補償装置（光セン
サ装置）は、姿勢制御機構（図示せず）によって制御さ
れ、光軸が、この光センサ装置が搭載された宇宙機器か
ら見て天体図の一部における曲線Ｌによって図示された
軌跡に沿うように制御自在に向けられる。ある現在時刻
において、光学系１５が天体図において円で図示された
視野領域を持っていると仮定しよう。このときまでに、
その軌跡は実線で図示される。その現在時刻後の軌跡は
一点鎖線で図示されたように予定されている。視野領域
は、当業者には公知の光センサ装置に接続されるフード
（図示せず）によって制限されている。その視野領域は
地球Ｅとして図中に示された明るい天体からは外れるよ
うにしてある。

【００２６】その現在時刻において、光センサ１１は、
視野領域のうち実線の四角形で示された特定部分の実像
を受けている。その現在時刻の１フレーム期間前ではデ
ータ蓄積モードの間には、その特定部分は一点鎖線で図
示されている。図２において、少なくとも一つの星がそ
のフレーム期間のほとんど大部分においてその特定部分
にあり、この特定部分は、付加的に回転を受けていもい
いが、平行移動されると推量しよう。光センサ１１に
は、画素はＸ軸とＹ軸とに沿って配列されている。視野
領域は、約１５度の半径の視野角を持っている。特定の
部分の視野角は約１０度の辺を持っている。

【００２７】公知であるが、姿勢制御機構を簡潔に検討
しよう。姿勢制御機構は、宇宙機器上に固定搭載されて
光センサ装置とともに宇宙機器すべてを制御しても良
い。或いはまた、姿勢制御機構は、宇宙機器とは別個に
光センサ装置だけを制御しても良い。いずれの場合に
も、光センサ装置の光軸が図２に関して上述した軌跡に
従うようにさせる時間表（タイムテーブル）を予め用意
することができる。

【００２８】図１に戻って、タイミング信号発生部４７
は、時間表を参照してタイミング信号を発生する。ＣＣ
Ｄ駆動部１３はタイミング信号をＣＣＤ駆動信号にじか
に変換する。

【００２９】データメモリ４９は、第１、第２、第３、
および他のメモリアドレス０００１、０００２、０００
３などを持っている。このようなメモリアドレスは、画
素アドレスより数では多いのが好ましい。データメモリ
４９は、ディジタル信号と画素アドレス信号とが供給さ
れ、タイミング信号によって制御される。光センサ１１
の多くの画素が白きずを持っているか持っていないかは
予め知られているものとする。

【００３０】タイミング信号によって制御されたデータ
メモリ４９のメモリアドレスには、白きずを持っている
画素の数に依存してディジタル信号と画素アドレス信号
とが記憶信号として格納される。更に詳しく記憶信号を
述べるために、ディジタル信号と画素アドレス信号とに
ついて述べる。

【００３１】データ蓄積動作モードのフレーム期間の間
には、上述の少なくとも一つの星の実像を、Ｎが正の整
数、例えば５に等しいときに、第１から第Ｎの回数ごと
に光センサ１１の異なる画素で受ける。従って、第１か
ら第Ｎまでのセンサ出力信号を光センサ１１は結果的に
ディジタル信号として生成する。その実像が第１から第
Ｎまでの発生回数を通じて少なくとも一つの星をいつも
表わすことは不必要である。

【００３２】天体図の特定部分が、第１から第Ｎまでの
回数のうちの第ｎ回に光センサ１１の四角形領域に結像
されるとしよう。この四角形領域で光センサ１１は第
（１、１）から第（Ｉ、Ｊ）までの画素を備える。ここ
にＩとＪとのおのおのは正の整数を表わし、画素の番号
は図２に関して述べたＸ軸とＹ軸とに沿って連続して増
える。換言すれば、光センサ１１は、（１、１）から
（Ｉ、Ｊ）までのＩ×Ｊ個の画素アドレスを備えてい
る。第ｎ回では、画素アドレスを（ｎ；ｉ、ｊ）で表示
する。第（ｉ、ｊ）の画素は、第ｎ回には第（ｉ，ｊ）
画素出力信号Ｓ（ｎ；ｉ、ｊ）をディジタル信号として
生成する。

【００３３】多くの画素、例えば全ての画素が白きずを
持っていると思われているときには、画素アドレス
（ｎ；ｉ、ｊ）と第１のメモリアドレスおよびその他の
メモリアドレスとの間で対応を確立して記憶信号をメモ
リアドレスに格納する。例えば、ＩとＪとのおのおのが
３に等しいと仮定しよう。この場合、画素出力信号Ｓ
（１；１、１）は、第１のメモリアドレス０００１に格
納される。画素出力信号Ｓ（１；２、１）は、第２のメ
モリアドレス０００２に格納される。画素出力信号Ｓ
（１；３、１）は第３のメモリアドレス０００３に格納
される。画素出力信号Ｓ（１；１、２）は第４のメモリ
アドレス０００４に格納される。このようにして、画素
出力信号Ｓ（１；３、３）は第９のメモリアドレス００
０９に格納される。

【００３４】少数の画素が欠陥画素として白きずを持っ
ているときに、欠陥画素の画素アドレスと欠陥画素の画
素出力信号とは続けて第１のメモリアドレスとその他の
メモリアドレスに格納される。例えば第（１、１）、第
（２、２）、および第（２、３）の画素が欠陥画素であ
るとしよう。この場合、画素アドレス（１；１、１）
は、第１のメモリアドレス０００１に格納される。画素
出力信号Ｓ（１；１、１）は、第２のメモリアドレス０
００２に格納される。画素アドレス（１；２、２）は第
３のメモリアドレス０００３に格納される。画素出力信
号Ｓ（１；２、２）は第４のメモリアドレス０００４に
格納される。画素アドレス（１；２、３）は第５のメモ
リアドレス０００５に格納される。画素出力信号Ｓ
（１；２、３）は第６のメモリアドレス０００６に格納
される。

【００３５】次に明らかになるように、ディジタル処理
部５１は、タイミング信号によって制御され、読み出し
信号として記憶信号を読み出し、この読み出し信号を処
理して暗電流補償信号を表わす処理データを生成する。
インタフェース回路５３は、この処理データを使いなが
ら、姿勢制御機構を制御する。

【００３６】図３を新たに参照するとともに図１を続け
て参照すると、ディジタル処理部５１は、データメモリ
４９とインタフェース回路５３とに接続された入出力処
理部（ＩＯＰ）５５を備えている。中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）５７、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）５９，および
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６１は、入出力処理
部５５に接続されている。リードオンリメモリ５９に
は、中央処理装置５７に対するプログラムが予め格納さ
れている。

【００３７】このプログラムに従って、中央処理装置５
７は入出力処理部５５に読み出し信号として記憶信号を
読み出させる。画素出力信号が対応を確立してデータメ
モリ４９に格納されるとき、読み出し信号は、ダイレク
トメモリアクセス（ＤＭＡ）方式によりランダムアクセ
スメモリ６１に格納される。これは、ランダムアクセス
メモリ６１の格納と読み出しとを短い処理時間で達成す
るのに有利である。欠陥画素だけの画素アドレスと画素
出力信号とがデータメモリ４９に格納されるときに、中
央処理装置５７は、ランダムアクセスメモリ６１におけ
る読み出し信号を格納する。

【００３８】図４（Ａ）から（Ｆ）を参照すると、第
（１、１）から第（３、３）までの画素を、第１から第
５までの回数ｎ＝１、２、３、４、および５で生成され
た画素出力信号のレベルと本装置によって得られる個々
の暗電流のレベルとともに示されている。図４（Ｆ）に
おいては、Ｘ軸とＹ軸とはｉとｊとで表示されている。

【００３９】図４（Ａ）においては、画素出力信号Ｓ
（１；２、１）は、５のレベルを持っている。図４
（Ｂ）においては、画素出力信号Ｓ（２；２、３）は、
１０のレベルを持っている。図４（Ｃ）においては、画
素出力信号Ｓ（３；２、１）は、２０のレベルを持って
いる。図４（Ｄ）においては、画素出力信号Ｓ（４；
３、１）は６のレベルを持っており、画素出力信号Ｓ
（４；２、３）は５のレベルを持っている。

【００４０】図４（Ａ）から（Ｆ）において、画素出力
信号Ｓ（１；２、２）、（２；２、２）、（３；２、
２）、（４；２、２）、および（５；２、２）は、３の
共通レベルを持っている。図４（Ｆ）においては、この
装置では次に述べるようにして、第（２、２）画素は欠
陥画素でありレベル３の暗電流を生成することが決定さ
れる。

【００４１】図４（Ａ）から（Ｄ）において、上述した
少なくとも一つの星の実像は、第１から第４の回数ごと
に実質的に第（１、２）、第（２、３）、第（２、
１）、および第（２、３）画素の上に結像される。第４
回においては、実像は第（３、１）画素上にも結像され
る。図４（Ｅ）の第５回においては、図２に関して述べ
た特定の部分に星は存在しない。図４（Ａ）から（Ｄ）
は、光センサ１１（図１）がセンサ出力信号を数回生成
するように光センサの幾つかの光センサ要素、例えば３
×３個の画素上に少なくとも一つの星の実像を投影する
投影手段を表わしている。

【００４２】再び図１、図３、および図４（Ａ）から
（Ｆ）を再び参照すると、各画素の暗電流は、ディジタ
ル処理部５１すなわち中央処理装置５７によって次のよ
うに計算される。第１から第Ｎまでの発生回数の間に、
第（ｉ、ｊ）画素の画素出力信号Ｓ（ｎ；ｉ、ｊ）の総
計を加算して合計画素出力信号Ｓ（Ｔ；ｉ，ｊ）とす
る。但し、第（ｉ、ｊ）画素が実像を受けて生じた画素
出力信号Ｓ（ｎ；ｉ，ｊ）は加算しない。言い換えれ
ば、第（（ｎ−１）；ｉ、ｊ）の画素出力信号Ｓ（（ｎ
−１）；ｉ、ｊ）と第（（ｎ−１）；ｉ、ｊ）の画素出
力信号Ｓ（（ｎ−１）；ｉ、ｊ）との差が予め定められ
たレベルより大きい絶対値を持っているならば、この画
素出力信号Ｓ（ｎ；ｉ、ｊ）はその総和から省かれる。
予め定められたレベルは、画素にはあり得るノイズに鑑
み、２としてよい。尚、この処理の際におけるｎは２以
上である。

【００４３】或いはまた、合計の第（ｉ、ｊ）画素出力
信号は、差が前記予め定められたレベルより大きいなら
ば、低いほうのレベルの画素出力信号を使用することに
よるその第（ｉ、ｊ）画素出力信号Ｓ（Ｔ；ｉ，ｊ）を
次の式で演算することによって計算される。

【００４４】｜Ｓ（ｎ；ｉ，ｊ）−Ｓ（（ｎ−１）；
ｉ，ｊ）｜＞２ ならば、画素出力信号Ｓ（ｎ；ｉ、
ｊ）とＳ（（ｎ−１）；ｉ，ｊ）とのいずれも使用しな
いか、または、低い方を使用して、 Ｓ（Ｔ；ｉ，ｊ） ＝ ΣＳ（ｎ；ｉ，ｊ）。但し、Σ
はｎ＝１からｎ＝Ｎまでの総和を表わす。

【００４５】図４（Ａ）〜（Ｅ）に示された例におい
て、合計の第（ｉ，ｊ）画素出力信号は、第（２、２）
画素に対して１５のレベルを持っている。他の画素に対
しては、その合計の出力信号のレベルは、ゼロである。

【００４６】この場合、合計の暗電流は、第（２、２）
画素からのみ生じる。第（ｉ、ｊ）画素の個々の暗電流
は、合計の第（ｉ、ｊ）画素出力信号を発生回数のＮで
割って得られる暗電流レベルＳ（Ａ；ｉ，ｊ）を持って
いる。すなわち、 Ｓ（Ａ；ｉ，ｊ） ＝ Ｓ（Ｔ；ｉ，ｊ）／Ｎ である。

【００４７】上述した投影手段の他に、この装置は、セ
ンサ出力信号から暗電流補償信号を表わす被処理データ
すなわち個々の暗電流を補償するのに使用する補償デー
タを処理生成する処理装置（３１、４９、５１）を備え
ている。この発明の好ましい実施例において、この処理
装置は、光センサ要素を備える光センサ（１１）を備え
た光センサ装置に使用される。そして、この処理装置
は、光センサ要素の画素アドレスを表わす画素アドレス
信号を生成する画素アドレス生成器（１３）を備えてい
る。処理装置は、光センサ要素によって生成される画素
出力信号に一対一に対応して光センサ要素の画素アドレ
スを表わし、データメモリ４９に画素出力信号とともに
記録信号として発生回ごとに格納される画素アドレス信
号を発生する画素アドレス発生器（３１）と、記憶信号
を読み出し信号として読み出してディジタル的に発生回
ごとに処理し補償データを生成するディジタル処理部
（５１）とを備えている。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光センサ
暗電流補償装置によれば、光センサ要素上に少なくとも
一つの星の実像を投影する際、光センサ上に、シャッタ
ー等の機構部品を介することなく、複数回、投影させ、
投影によって得られる複数回のセンサ出力信号を処理す
ることによって、暗電流を補償することができる。この
ように、最初は上記データ蓄積モードにおいて暗電流の
補償を決定すれば、あとは、インターフェース５３によ
り姿勢制御機構を制御するだけで、どの星が目標の量で
あっても、その星を追跡することができるので、光セン
サ装置の光センサにおいて目標とする星の光を受光する
複数の光センサ要素に流れる暗電流を補償するための小
型・軽量で、安定動作で高信頼性な、しかもシャッター
等の機構部品を用いない光センサ暗電流補償装置を得る
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光センサ暗電流補償装
置を含む光センサ装置のブロック図を目標の星と共に示
す。

【図２】星図の概略要部を示す。

【図３】図１に示した光センサ暗電流補償装置に使用さ
れるディジタル処理部のブロック図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｆ）は、図１の光センサ暗電流補償
装置に使用される光センサの画素を示す。

【図５】従来の光センサ装置のブロック図を目標の星と
共に示す。

【符号の説明】

１１ 光センサ（ＣＣＤ） １３ ＣＣＤ駆動部 １５ 光学系 １７ シャッター １９ シャッター駆動部 ２１ シャッター駆動制御回路 ２３ 増幅器（ＡＭＰ） ２５ 基準信号源 ２７ 比較器 ２９ アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ） ３１ 画素アドレス発生部 ３３ 多重器（ＭＰＸ） ３５ 制御装置 ３７ データ処理部 ３９ 暗電流メモリ ４１ 暗電流補償制御部 ４３ 暗電流補償器 ４５ 姿勢制御信号出力端子 ４７ タイミング信号発生部 ４９ データメモリ ５１ ディジタル処理部 ５３ インタフェース回路 ５５ 入出力処理部（ＩＯＰ） ５７ 中央処理装置（ＣＰＵ） ５９ リードオンリメモリ（ＲＯＭ） ６１ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光センサ要素を備え、目標とする
   星の光を受光する光センサに使用され、前記光センサ要
   素に流れる暗電流を補償するための光センサ暗電流補償
   装置において、前記光センサ上の光センサ要素上に、複数回、互いに異
   なる像をシャッターを介することなく 投影する光学手段
   を備え、前記互いに異なる像に関する光センサ出力信号を前記光
   センサ要素から抽出し、前記複数回に亘る光センサ出力
   信号を処理することにより、 前記暗電流を補償する補償
   データを生成する処理装置とを備えていることを特徴と
   する光センサ暗電流補償装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光センサ暗電流補償装
   置であり、前記光センサ出力信号は、前記光センサ要素
   からそれぞれ生成される画素出力信号によって構成さ
   れ、前記処理装置は、 前記光センサ要素によって生成された前記画素出力信号
   に一対一に対応して前記光センサ要素の画素アドレスを
   表わす画素アドレス信号を生成する画素アドレス発生器
   と、前記複数回に亙る 前記画素出力信号を前記画素アドレス
   信号にしたがって、前記投影の各回ごとに、記憶信号と
   して記憶するデータメモリと、 前記記憶信号を読出信号として読み出し、この読出信号
   を前記投影の各回ごとにディジタル処理し、前記補償デ
   ータを生成するディジタル処理装置とを備えていること
   を特徴とする光センサ暗電流補償装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光センサ暗電流補償装
   置であって、前記光センサは、二次元的に配列されたＩ
   ｘＪ個の光センサ要素によって構成されており、各光セ
   ンサ要素の位置は、二次元座標上の位置（１、１）、
   （１、２）、（２、１）、…、および（Ｉ、Ｊ）であら
   わされると共に、且つ、前記投影の回数は１〜Ｎ回に亙
   って行われるものとすると、前記（１、１）から前記
   （Ｉ、Ｊ）までの光センサ要素の内の（ｉ，ｊ）にある
   光センサ要素を光センサ要素（ｉ、ｊ）とし、１〜Ｎ回
   までの内のｎ回の投影の際における当該光センサ要素
   （ｉ，ｊ）、及び、その画素出力信号レベルをそれぞれ
   （ｎ；ｉ，ｊ）及びＳ（ｎ；ｉ ，ｊ）によってあらわさ
   れるものとした場合、 前記ディジタル処理装置は、前記光センサ要素（ｉ，
   ｊ）からのｎ回目の前記画素出力信号レベルＳ（ｎ；
   ｉ，ｊ）が前記暗電流以外によって生じる画素出力信号
   レベルを有しているときには、当該（ｎ；ｉ，ｊ）の光
   センサ要素の画素出力信号レベルＳ（ｎ；ｉ，ｊ）を使
   用せずに、残りの前記（１；ｉ，ｊ）から（Ｎ；ｉ，
   ｊ）までの画素出力信号レベルの総合計を計算し、さら
   に、この総合計をＮで割った商により、前記補償データ
   のうちの前記光センサ要素（ｉ，ｊ）の暗電流を計算す
   ることを特徴とする光センサ暗電流補償装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の光センサ暗電流補償装
   置であって、前記光センサは、二次元的に配列されたＩ
   ｘＪ個の光センサ要素によって構成されており、各光セ
   ンサ要素の位置は、二次元座標上の位置（１、１）、
   （１、２）、（２、１）、…、および（Ｉ、Ｊ）であら
   わされると共に、且つ、前記投影の回数は１〜Ｎ回に亙
   って行われるものとすると、前記（１、１）から前記
   （Ｉ、Ｊ）までの光センサ要素の内の（ｉ，ｊ）にある
   光センサ要素を光センサ要素の（ｉ、ｊ）とし、１〜Ｎ
   回までの内のｎ回の投影の際における当該光センサ要素
   （ｉ，ｊ）、及び、その画素出力信号レベルをそれぞれ
   （ｎ；ｉ，ｊ）及びＳ（ｎ；ｉ，ｊ）によってあらわさ
   れるものとした場合、 前記ディジタル処理装置は、ｎ回目の光センサ要素
   （ｎ；ｉ，ｊ）の画素出力信号レベルＳ（ｎ；ｉ，ｊ）
   と（ｎ−１）回目の当該光センサ要素（ｎ−１；ｉ，
   ｊ）の画素出力信号レベルＳ（（ｎ−１）；ｉ，ｊ）と
   の差を検出して、ｎ回目の画素出力信号レベルＳ（ｎ；
   ｉ，ｊ）が、前記暗電流以外によって生じる画素出力信
   号レベルを有しているか否かを判定し、前記暗電流以外
   によって生じる画素出力信号レベルを有しているときに
   は、前記画素出力信号レベルＳ（ｎ；ｉ，ｊ）を使用せ
   ずに、残りの前記（１；ｉ，ｊ）から（Ｎ；ｉ，ｊ）ま
   での画素出力信号レベルの総合計を計算し、さらに、こ
   の総合計をＮで割った商により前記補償データのうちの
   前記（ｉ，ｊ）要素の暗電流を計算することを特徴とす
   る光センサ暗電流補償装置。