JPH03226708A - セグメントミラーとその制御法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、大型穴をもつ光学システムの分野に関
する。特に、本発明はミラーセグメントを位相配列にし
た伸長可能な大型穴付ミラーシステムと、その制御法に
関する。

大型穴付光学システムは、現在、リモート式感知、コミ
ュニケーション及び放射光線の伝達のために使用される
。大型テレスコープは、受信モードで操作される他に、
伝達要素として、又、光線案内手段としても使用される
。大文字のような成る用途では、大型望遠鏡は、ぼやけ
てはっきりしない物体を解像度の高い像にするために使
用される。そのような大型望遠鏡は、可視波長操作に制
限されない。地上では、大直径の望遠鏡はラジオ波長、
赤外線及び光学波長のために製造されており、宇宙空間
では、電磁スペクトルのＸ線領域や、赤外線領域におい
ても使用される。

最高１００メートルの穴をもつキャスグレン式アンテナ
が、ラジオ波長で建てられた。大型ラジオ望遠鏡の第１
ミラーは常に、多数のパネル、即ちミラーセグメントで
構成される。各セグメントは、それを支持体上に備えつ
ける前に高精度の正しい形に製造される。過去において
、典型的には、アンテナを頂部にたてるとき、反射パネ
ルを正確に位置づけるために測量計器が使用された。し
かしながら、そのアンテナが移動する時、支持構造体が
変形し、それがパネルの位置を乱すので、反射精度が低
下し、アンテナの効果も減退した。このような変形によ
り、波頭が歪み、性能の低下に結びつく。

前述のことから考えて、光学的に歪んだ波頭を矯正し、
補償するように、大型ミラーのセグメントが制御される
ようにする方法と装置を開発する必要がある。そのよう
な方法と装置の１例が本出願の譲受人に譲渡されている
米国特許第４，８２５，０６２号に示されており、その
特許をここに参考として引用した。この米国特許第４．
８２５．０［ｉ２号は、ＰＥＭＥＬＡ”の頭文字語で知
られ、大型穴をもつ伸長自在な位相列ミラーを表わすミ
ラーンステムを示している。このＰＡＭＥＬＡにおいて
、入ってくる光学波頭を感知することにより、サブアパ
ーチャーの傾斜情報が生じる。その波頭は適応性のある
光学システムの一部として使用され、その光学システム
自体の収差や、大気の乱れのような外部の影響による収
差をいずれも補償する。

このＰＡＭＥＬＡシステムは、複数の光学ミラーセグメ
ントを有し、各セグメントは向い合った前面と後面を有
する。これらの表面は複数の側面により境界される。そ
れらのセグメントは各セグメントの前面で電磁光線を共
同して受入れ、そして反射する複数の所定位置に配設さ
れたセンサーがセグメントの前面の相対的位置を表わす
信号を発生させる。各々が制御信号に応答するような複
数の所定位置に配設されたアクチュエータは、それらの
セグメントの後面に接続する。即ち、各後面は対応数の
位置で、アクチュエータに接続し、このアクチュエータ
はセグメントの前面と後面に対シテ事実上垂直をなすセ
グメント軸線に対してセグメントの直線運動と角運動を
生じさせ、前記セグメントの前面と後面は、所望の理想
的な光学的形状に近い平均的セグメント位置に事実上対
応する。

光学的波頭センサーは電磁基準光線の一部を受光し、理
想的な波頭に対してその波頭の歪みを表わｔ信号を出す
。コントローラーがこれらの信号を各セグメントへ送り
、そこで、アクチュエータの制御信号が発生し、結合相
の反射電磁光線を発するようにミラーセグメントを位置
づけるようにし、複数の全部のミラーセグメントを１個
づつアドレスするため外部波頭を構成し直す必要がない
。

米国特許第４，８２５，０６２号に開示したＰＡＭＥＬ
Ａシステムは、その意図する機能に対してうまく適する
けれども、大型穴の位相配列ミラーシステムを形成する
典型的には何千というミラーセグメントをコントロール
する点て完全に満足なものとは言えない。従って、光学
的基準光線を使用しないで全ての正確な形を維持するた
めに、大型ミラーの多数のミラーセグメントを正確に制
御する方法と装置が必要となる。

従来の前述の問題点や欠点、さらにその他の欠点は、前
もって決めた正確な形を維持するために、構造上の部材
（例えばミラー）の列が活性状に位置づけられるように
した本発明のセグメントミラー制御システムによって克
服される。従来の“適応性のある”ＰＡＭＥＬＡシステ
ムとは異り、本発明は、“アクティブなものであって、
アクティブセグメントミラーコントロール（以後、頭文
字をとって“ＡＳＭＣ”と呼ぶ）を特徴とする。例えば
電波望遠鏡のように、ミラーのセグメント、即ち反射パ
ネルは、外力によって妨害される時でさえ、非常に大き
な直径の正確な反射ミラーを提供するためＡＳＭＣによ
り連続して調整される。これらの妨害は外部から加えら
れることもあり、風や温度の変化、又、重力に対する方
位の変化といった環境の変化によることもある。

ＡＳＭＣは閉鎖ループ制御システムである。即ち、差で
示す位置エラーを測定するために、はじめにセンサー列
を使用する。このデータはそれから、位置アクチュエー
タのコマンドを法定するために処理される。最後に、こ
れらのコマンドはセンサーがゼロとなり、所望の形にな
るまでセグメントを動かすために使用される。

ＡＳＭＣは互いに正確な空間関係に保持するのが望まし
い一組の物理的位置を有する構造体にも使用できる。即
ち、本発明は正確な構造の形に維持するのが望ましい構
造体に使用される。従って、本発明の以下の記述は、Ａ
ＳＭＣを有効に使用することのできる１つの型の構造と
してセグメントミラーについて説明を行っているけれど
も、この例はＡｓＭＣの適用範囲を制限するものではな
い。大型トラスのような他の構造体にも、ＡＳＭＣを使
用できる。

大型トラスの１例が米国の宇宙ステーションの構造物で
ある。

本発明の前述の特徴や効果、及びその他の特徴や効果は
、添付図面に関連した次の詳細な説明からこの技術に熟
達した人々にとって明らかとなるであろう。

本発明は、ローカル情報だけを使って゛完全な”ミラー
を形成するために、複数の隣接するミラーセグメントを
一緒に使用する“アクティブ光学システムに関する。本
発明によれば、このローカル情報は以下の２つの情報源
から生れる。即ち、 （１）表面に対して直角に測定した時のセグメントとセ
グメントの辺縁ピストンのエラーと、（２）隣接セグメ
ント間の傾斜差エラーとである。

ここで第１〜３図を参照すれば、セグメント配列ミラー
１０に適用されるＡＳＭＣの物理的レイアウトが示され
ている。図面には判り易くするために扁平ミラーを示し
ているけれども、本発明の方法により凹形、又は凸形（
事実、いかなる所定の形でも）も使用できることは明ら
かである。第１〜３図に示す実施例において、セグメン
ト配列ミラー１０は７個以上の六角形ミラーセグメンＨ
２で成る。

各セグメントは好ましくは３個の等間隔をおいて位置す
るアクチュエータ、即ちピストン１４により支持される
ので、３個のアクチュエータＩ４の長さを制御すること
により、そのセグメント１２は垂直方向への移動や傾斜
移動を生じる。さらに、位置差情報を出すために、第２
図に示すように各セグメン）１２の側縁１８に沿って辺
縁感知部材１１１ｉ（例えばセンサー）が配設される。

これらのセンサー１６はセグメント１２間のすき間２０
の両側に互いに隣接して位置する一対の部材で成る。

セグメント１２と、アクチュエータ１４と、辺縁感知部
材１６とは、米国特許第４，８２５，０８２号のそれぞ
れ類似部材４４．５４．８０に事実上類似しているか、
同じである。この特許の内容を参考として本文に取入れ
た。さらに、辺縁センサー１６は米国特許第４．８１Ｇ
　、７５９号にもっと詳しく示されている。この特許も
また、本出願の譲受人に譲渡され、参考として本文に引
用した。従って、特許箱４，８２５，０１１ｉ２号と　
４，８１８，７５９号は両方とも、セグメント１２、ア
クチュエータ１４、辺縁センサー１６の補足説明として
引用したものである。

ここで第４図を参照すれば、本発明のＡＳＴＭシステム
の概略ブロック図が示されている。一般に、第４図に示
すように、センサー１６はコンピュータ２２へ信号を送
り、このコンピュータはアクチュエ−タの命令を複数の
電子駆動式増幅器２４へ送り、センサーの読みが全部ゼ
ロとなるように、アクチュエータＩ４を位置づける。

ＡＳＭＣの操作の好ましい制御態様は現在、３つ（例え
ば、モード１１　　モード■、モード■）ある。

モード　ｌでは、各セグメントは第４図に示すようなプ
ロセスサー（コンピュータ）に接続する。各センサ一対
１６は実際的に、能動側と受動側とで成る。能動側はセ
グメントの周囲の６辺のまわりに互い違いに配置される
。かくして、各セグメント■２は３個の能動センサー半
休と３個の受動センサー半休とを有する。モードＩの制
御法において、各コンピュータ２２は、それに接続する
セグメントに位置する３個の能動センサー半休に関連す
る３個のセンサー出力のみを読む。さらに、各コンピュ
ータは３個のセンサーの読みが得られるそのセグメント
に取付られた３個のアクチュエータのみを制御する。か
くして、Ｎセグメントの場合、ＡＳＭＣは第４図のＮレ
プリカで構成され、それらのレプリカは全部、構造が同
しであり、モードＩの方法を使用した場合、制御は各々
独立している。かくして、繰返し様式の場合、乱れによ
るエラーは減少する。Ｎのサイズ次第では、エラーを小
さくするために、多数の繰返しを必要とする。かくして
、制御モード■は大きく並列した計算を利用できる効果
がある（全てのプロセスサーは、センサーのデータが得
られないような列（例えば外側リング）の外縁を除いて
、同じ算術計算を行う）。

しかしながら、制御モードＩの欠点は、大きな表面エラ
ーを最少にするために多数の繰返しを必要とするので、
表面位置制御のバンド幅が一時的に減小することである
。

第２制御モード（例えば制御モード■）もまた、ＡＳＭ
Ｃで行うことができる。モード■において、全てのセグ
メントからのセンサーデータは中火コンピュータに連絡
し、このフンピユータは二次元の積分により、実際のグ
ローバルな表面を有効にたて直す。このコンピュータは
それから、全セグメント列に対して全てのアクチュエー
タのエラーを決定し、繰返しをしないでグローバルな表
面エラーを最小にするために全てのアクチュエータを並
列で制御する。かくしてモード■は原則的に、乱れを矯
正する反応時間がモードエより速い（即ち、モード■は
時間的にバンド幅が広い）。しかしながら、モード■は
大型マトリックスの算術的計算を実行することのできる
コンピュータと、全てのセンサーの読みを中央コンピュ
ータへ送る有効なコミユニケージａンネットワークとを
必要とする。

セグメン）Ｎの数が多い場合、１台の中央コンピュータ
ｌＯの計算速度が限られているために、モードＩのシス
テムが反復し、決定するのに必要な合計時間よりモード
■の場合の反応時間が遅い。かくして、Ｎとコンピュー
タの処理速度とによってモー１’Ｉ（ローカルコントロ
ール）が速くなったす、モードＩＩ（グローバルコント
ロール）カ速＜なったりするので、いずれが適するかも
そのような条件によって変わる。

３個のアクチュエータ１４の動きを制御する際最低、３
個のセンサーを測定する必要がある。即ち、冗長手段が
なければ、各ピストンアクチュエータＩ４をコンピュー
タが制御するためには、少くとも１個のセンサーの測定
が必要である。

第３制御モード（例えばコントロールモード■）も、Ａ
ＳＭＣにより可能である。モード■では、セグメント及
びそれに隣接するセグメントからのセンサーデータは、
そのプロセスサーに送られる。セグメントコンピュータ
が、それから３個のセグメントアクチュエータを決定す
る。コントロールモードエの場合のように、繰返し手順
が必要であるが、隣りのセンサーの情報が入力されると
、それは隣りの動きを予期するために使用される情報を
山する。この予期能力により、セグメントコンピュータ
は予期された隣りの動きに従ってセグメントを移動させ
、そこで収斂速度が上る。かくして、モード■は大きく
並列した計算を利用する効果かあり、それによって大型
の計算力のあるセントラルコンピュータを必要とせず（
全てのプロセスサーはほぼ同じ算術計算を行う）、予期
によるフィルタリングを使って、グローバルな表面エラ
ーを最少限にするのに必要な繰返しの数を減らすことが
できる。

モードエでは、各セグメントプロセスサーは下記の方程
式に従って３つのアクチュエータのコマンドを計算する
。

Ａ＝Ｍ　（Ｓ−Ｓｏ） 上式で、Ａはアクチュエータの差異コマンドの１×Ｓ列
ベクトル、 Ｍは３Ｘ３変換マトリックス、 Ｓはセンサーの差読みの１Ｘ３列ベクトル、Ｓｏは表面
曲率を設定するためのセンサーの差読みの１×Ｓ列ベク
トルである。

変換マトリックスはアクチュエータとセンサーの装着ジ
オメトリ−次第で決まる。

モーＦＩＩでは、グローバルコンピュータは次式に従っ
てアクチュエータのコマンドを計算する。

即ち、 Ａ＝Ｍ　　（Ｓ−Ｓｏ） Ａはアクチュエータの差異コマンドの１Ｘ３Ｎ列ベクト
ル、 Ｍは３ＮＸ３Ｎ変換マトリックス、 Ｓはセンサーの差読みの１Ｘ３Ｎ列ベクトル、Ｓｏは表
面曲率を設定するためのセンサーの差読みの１Ｘ３Ｎ列
ベクトル、 Ｎはセグメントの総数。

変換マトリックスはアクチュエータとセンサーの装着ジ
オメトリ−によって決まる。

モード■において、各セグメントプロセスサーは、次式
に従って３個のアクチュエータコマンドを計算する。

Ａ＝Ｍ　（Ｓ−Ｓｏ） Ａはアクチュエータの差異コマンドの１Ｘ３列ベクトル
、 Ｍは３Ｘ３　（Ｊ＋１）変換マトリックス、Ｓはセンサ
ーの差読みの１×３　（Ｊ＋１）列ベクトル、 Ｓｏは表面曲率を設定するためのセンサーの差読みの１
×３　（Ｊ＋１）列ベクトル、Ｊはセグメントを設定す
る時に考慮される最寄りのセグメントの数（隣接するセ
グメントＪは、セグメントの六角形状の場合、はとんど
６個）。

変換マトリックスはアクチュエータとセンサーの装着ジ
オメトリ−と、セグメント位置を決定する際、隣接する
セグメントセンサー値に当てられる相対的重量係数とに
よって決まる。

本発明の１５ＭＣシステムは、米国特許第４．８２５．
０６２号の従来のＰＡＭＥＬＡ光学システムとは非常に
異り、それにまさる大きな効果を有する。パメラ（ＰＡ
ＮＥＬＡ）を適用したミラーでは、各セグメントの傾斜
情報は、波頭センサーの１個のサブ穴と光学的波頭傾斜
で行う測定により決定される。ピストンエラーは、誘導
型辺縁高さ感知コイル（米国特許第４．８１Ｂ、７５９
号）により隣接セグメントに対して測定される。パメラ
とは対照的に、本発明の１５ＭＣシステムによれば、パ
メラと同じ方法でピストン制御が行われるが、セグメン
トの傾斜はそれとは異る方法で隣接セグメントに対して
測定される。かくして、セグメントの辺縁の高さが全部
一致すると、大よそ連続した表面が生じる。傾斜（ピス
トンの第１空間の逸脱）の一致がそれに加わると、正確
な形の表面が生じる。かくして、ＡＳＭＣセグメントミ
ラーはピストンで連続し、隣接セグメントの相対的傾斜
はいずれは結局、一定する。パメラの場合はこうではな
い。その場合、隣接セグメントの相対的傾斜は一般に変
化する。

かくして、ＡＳＭＣは、ピストンの“アクティブコント
ロール（反射面に対して直角）とチップ傾きとティルト
傾きに対してローカル辺縁感知法を用いる。支持構造体
は、必要なミラー精度を得るために、容認できる範囲内
で他の３つの自由度（セグメントに対して直角をなし、
しかもその中心を通る軸線のまわりでの回転と、反射面
に対して平行な面で２方向への並進移動）を保持するほ
ど十分に堅牢であるものとする。

本発明の変形実施例において、ＡＳＭＣセグメントは３
本の能動光線と、その６つの側面にある３つの受動的反
射部材とを使って、その隣接体に対して光学的に結合し
た中心感知ユニットを有する。

これは第２図に示す辺縁センサーとは異なるもうひとつ
の形態を有する。この変形実施例は第５図に示され、中
心センサーユニット２６がセグメント１２’の底部に取
付られる。センサー２６は３本の光線２８を発し、かつ
受入れ、隣接セグメントの他の面から３本の光線を受入
れ、そして戻す。その戻り光線を発射光線２８に比較す
ることによって高さと傾きの差を計算する。

本発明のＡＳＭＣシステムと来園特許第４，８２５，０
Ｅｉ２号のパメラシステムを１個のセグメントミラーに
組込むこともできる。この後者の実施例において、コン
ピュータ２２は波頭センサーデータ（この情報がある場
合）からセグメントの傾斜を設定するために使用される
。これは適用可能な光学制御モード（即ち、バメラ）で
ある。又、能動的制御モード（即ち、ＡＳＭＣ）では、
傾きの設定は本発明に関連して説明したセグメントとセ
グメントとの傾斜差センサーに基づいて行われる。

本発明のＡＳＭＣ法ではまだ確定しないような３つの自
由度をもつ動きがセグメントミラー全体にまだある。こ
れらの３つの自由度は平均的なピストン位置と、グロー
バルなチップ（傾き）角とティルト（傾斜）角である。

実際のシステムにおいて、チップ角とティルト角は別個
のボインティング及びトラッキングシステムにより制御
される。このボインティングシステムは、地球に対して
、即ち、装着台上の慣性空間に対してティルト傾きを測
定する物理的エンコーダに基づく。また、光学トラッカ
ーを使ってボインティングエラーを決定するため、セグ
メント配列ミラーからの反射光を使用することもできる
。

ＡＳＭＣｌ　　パメラ、又は、ＡＳＭＣ／パメラの結合
型システムのいずれにおいても、その配列の平均的ピス
トン位置は、力学的範囲のアクチュエータをモニターし
、アクチュエータが物理的移動の限界に達しないように
、平均的アクチュエータコマンドを調整することによっ
て設定される。

ＡＳＭＣが適切に機能するように、センサーとミラーセ
グメントとの間の機械的インターフェースは、剛直で安
定していなければならない。即ち、センサーはミラー表
面の平均位置を表わさなければならない。その結果、セ
グメントに二次的に付加的要件が加わる。即ち、（１）
セグメントはその形を認識できる程度に変えてはならな
い。（２）センサーは、それがセグメントミラー表面を
正確に表わすように取付られなければならない。センサ
ーが辺縁に取付られる場合、セグメントの辺縁はセグメ
ントの中心に対して動きすぎてはならない。

センサーは１個以上の型がある。２つの感知方法の例に
ついては、第６．８図に関して説明する。

第６図（及び７図）に示す感知方法において、（１）辺
縁の高さのミスマツチと、（２）辺縁のティルト傾斜の
ミスマツチとを含む２つの型の差位室データがある。こ
れら２つの型の位置データは各六角ミラーセグメントの
３つの互い違いの側で測定される。このデータは２つの
別の装置により、又は単一装置により測定される。ティ
ルト傾みは、通常のオートコリメーターを使って、又は
２個の別々のディスプレースメントセンサーの減算によ
って測定する。辺縁の高さのエラーはアメス他の特許第
４，８１Ｇ、７５９号に示す誘導コイル法を使って感知
される。かくして、隣接セグメント間に、機械的接触は
ない、即ち、配線がない。

第６図に示すように、センサーＩ６は２つの部分、即ち
能動半体３０と受動半体３２とで構成される。第７ｂ図
はセンサー１６の横断面図を示し、辺縁高さエラーＥと
、辺縁のティルト傾斜エラーσθとを示す。かくして、
ティルト傾斜エラーは第６図に示す７−７面で測定され
、この面はミラー面に対して直交し、対をなす各セグメ
ント１２の中心を貫通する。各セグメントが第６．７図
に示すように装備される場合、ミラーの形は完全に決定
する。

しかしながら、制御された配列の配向は勿論、前述のよ
うな外部手段により制御されなければならない。ボイン
ティングや外形の整列の目的で、　“マスターセグメン
ト”には、どのセグメントがなってもよい。

ミラーの形をコントロールするには、辺縁の高さだけ（
ティルト傾斜なし）では不充分である。

高さの一致のティルト傾きの一致が必要である。

第６図の装置では、各セグメントに対して６つの測定（
辺縁高さが３つと、ティルト傾斜が３つ）がなされ、３
つのアクチュエータを完全に制御するには、独立して３
つの測定が必要である。がくしで、第６図の感知法はＧ
／３＝　２の係数だけ冗長性をもつ。この冗長性はいく
つかの観点から望ましいことである。まず第１に、更に
測定を重ねることにより、セグメントロケーションの決
定がより正確となる（即ち、センサーのノイズは平均的
な独立した測定により軽減する）。第２に、センサーの
故障が許容され、コントロールの損もない。

第３に、センサーの配置は対称的（三角形）で全部のセ
ンサーが同じ構造を有するので製造費が経済的となる。

この冗長性が大きいことの反面、複雑さが増し、コスト
も上る。

第２のセンサー構造を第８図に示す。第８図において、
各セグメン）１２は３組のセンサー１６を有し、それら
のセンサーは２対の能動半休と受動半休（３６）で成る
。これら２対の能動・受動対３４．３６は同じ構造をし
ており、六角セグメントの１個の辺縁の全長に近い距離
たけ互いに離れて位置する。このＡＳＭＣはセグメント
の外形が他の形のものにも適用することができる。即ち
、その周囲の少くとも３対の点が隣接セグメントに隣接
して位置する限り、六角形でも、三角形でも、四角形で
も、長方形でも台形でもよい。第８図の第２のセンサー
の構成では、各辺縁センサー１６は実際に、一対の同形
の辺縁高さ不調和センサーである。２回の測定の平均は
、そのセグメント辺縁に沿ったセグメントピストンのエ
ラーを表わす。さらに、２回の測定の差は第８図のＡ−
Ａ面の傾斜の差を表わす。前記Ａ−Ａ面はミラー面に対
して直交するが、セグメントの辺縁に平行をなす。第６
図の感知法において、第６図の７−７面でティルト傾斜
が測定される。この７−７面はミラー面に対して直角を
なし、セグメント辺縁に対しても直角をなす。

第８図の方法の欠点は、第６図の方法に比へてみたとき
、ミラーの全曲率が第８図では確定しないことである。

第８図を注意深く観察すると、例えば、外側リング（こ
の実施例の６個のセグメントの）が放射方向に傾き、高
さセンサーは全部、調和位置に維持されていることが判
る。即ち、外側セグメントの各々は、各外側セグメント
の中心と、中間セグメントの中心とを通る放射面で同じ
角度だけ傾斜している。かくして、配列の曲率は定まら
ない。これはいくつかの制限を付加することにより調整
される。例えば、第８図において、セグメント辺縁に対
して放射面で直角をなす１個の傾斜センサーは配列の曲
率を適切に制限する。

一般に、１個のそのような付加的放射方向の傾斜センサ
ーは中心部材のまわりにリングをなして配置される必要
がある。第１センサーの構成は、放射方向の傾斜の測定
値がすでに含まれているので、この問題を育しない。

第１センサーの構成において、全てのセグメントミラー
表面の精度は単一センサーを読む際のエラーにほぼ等し
い。

ミラー精度は高さセンサーエラーσεかティルト傾きセ
ンサーエラーσδθのどちらか大きい方にほぼ等しく、
それからセグメントの直径ｄを測る。セグメントＮの数
が増す時、単一測定通路に沿っりＲＭＳ表面の精度に対
するセンサーノイズのこれに対して、その上で所与のセ
グメントの位置が決定されるような統合通路（各々が最
も直接的ルートに対して異なる相関係数を有する）がも
っと多くあり、それによって、センサーのノイズによる
ミラーの総合的精確な形状エラーが減少する。

一般に、ミラーの精確な形状エラーσは次式で表わすよ
うに、Ｎ次第で決まる。即ち、 ０”　２　（Ａ十Ｂ／ｎ　Ｎ）＊　ａ　ｅ”　＋　ＣＣ
＋Ｄ／ｎＮ）＊　Ｃａδθ−ｄ：１２ 数字で表わせば、Ａχθ、５、Ｂｚｌ、２、Ｃ，ｑ３、
Ｉ）ｚＯ，８となる。かくしてσ２ｚは、Ｎが小さい時
には一定しており、Ｎが非常に大きい場合、Ｎになる。

操作システムにおいて、ティルト傾斜センサのスケール
係数はアクチュエータを公知の距離たけ単に駆動させ（
即ちステップモータの場合、一定の数のステップ）それ
から、センサー読みの変化を読みとることによりキャリ
プレートされる。これはセンサーのゲインスケール要素
を決定するのではない。これは特殊なテストジグで、又
は、所望のパラメータを独立して測定するその他の気象
装置でのみ限定される。かくして、センサーがゼロに安
定していることは、適切な精確な形状制御の要件である
。しかしながら、負のフィードバック位置コントロール
にとって、ゼロが所望の操作点である場合、ゲインの安
定性もゲイン精度も必要としない。サーボコントロール
システムの一時的なすぐれた応答にとって、センサーの
ゲインスケール係数は大まかな近似値で十分である。セ
ンサーがゼロに安定していると、精確な形状の精度をも
つ実験室でのキャリブレーションをリキャリプレ−７ヨ
ンなしに現場装置へ送ることができる。

この事は例えば宇宙のように、正確に整列した測定がで
きないような条件のもとで、セグメントミラーを組立て
たり、展開したりするために特に有用である。その−例
がナサの大型展開可能なりフレフタ−である。

これまで好ましい実施例について図示かつ説明してきた
けれども、本発明の本旨と範囲から逸脱しないで種々の
変形が可能である。

従って、本発明は単なる例示であって、これに制限され
るものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアクティブセグメント、ミラーコント
ロール（ＡＳＭＣ）システムに使用するミラーセグメン
ト列の斜視図であり、 第２図は第１図のミラーセグメントの側面図であり、 第３図は第１図のミラーセグメントの側面図である。 第４図は本発明のＡＳＭＣの概略ブロック図であり、第
５図は本発明のもうひとつの実施例を示すミラーセグメ
ントの底面図であり、 第６図は第１センサー配置を示すミラーセグメント列の
平面図であり、 第７図は第６図の７−７線に沿ってとった横断面図であ
り、 第８図は第２センサー配置を示すミラーセグメント列の
平面図である。 く図中符号〉 １０・・・セグメント配列ミラー １２・・・ミラーセグメント １４・・・アクチュエータ １６・・・辺縁感知部材、 ２０・・・コンピュータ ３。１０、３４・・・センサーの能動半体３２．３Ｇ・
・・センサーの受動半体 ２４・・・増幅器 １８・・・セグメン トの側縁 代 理 人 安 達 同 安 達 ＩＧ ／ ＩＧ Ｆ／６ ＩＧ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の個々の隣接し合うセグメントと、複数のセグ
   メント位置ぎめ手段と、前記セグメント位置ぎめ手段の
   各々は前記各セグメントの垂直移動、チップ傾き移動及
   びティルト傾斜移動を行わせるように前記各セグメント
   に隣接していることと、 各セグメントに隣接し、各セグメントの位置差情報を送
   るセグメント辺縁感知手段と、 前記セグメント辺縁感知手段からの位置決め差信号を受
   信し、前記各セグメント位置決め手段へ差異制御信号を
   送るコンピュータ手段とで成り、前記セグメント位置決
   め手段は、前記差異制御信号に応答して、前記セグメン
   トを位置づけるので、前記位置決め差信号がゼロとなっ
   てエラーを除去し、それによって所定の構造上の形が維
   持されることを特徴とし、所定の構造上の形を保持する
   ため複数の個々のセグメントを制御する装置。 ２、前記コンピュータ手段は複数のプロセスサー手段で
   成り、前記プロセスサー手段の各々は、前記セグメント
   の各々に接続することを特徴とする、請求項１に記載の
   装置。 ３、前記プロセスサー手段の各々は、それが接続したそ
   れぞれのセグメントへのみ制御信号を送り、その際、繰
   返し法により構造上の形のエラーを減らすことを特徴と
   する、請求項２に記載の装置。 ４、前記各プロセスサー手段は、次式に従って制御信号
   を前記セグメント位置決め手段へ送ることと、即ち Ａ＝Ｍ（Ｓ−Ｓｏ） Ａは前記差異制御信号の１×３列ベクトル、Ｍは３×３
   変換マトリックス、 Ｓは前記位置決め差信号の１×３列ベクトルＳｏは所定
   の構造上の形を維持するための位置決め差信号の１×３
   列ベクトル を特徴とする、請求項３に記載の装置。 ５、前記コンピュータ手段は複数の前記セグメント位置
   決め手段へ並列で制御信号を送り、その際、構造上の形
   のエラーはグローバルな繰返し法により減退することを
   特徴とする、請求項１に記載の装置。 ６、前記コンピュータ手段は次式に従って前記セグメン
   ト位置決め手段へ制御信号を送る、即ち、Ａ＝Ｍ（Ｓ−
   Ｓｏ） Ａは差異制御信号の１×３Ｎ列ベクトル、 Ｍは３Ｎ×３Ｎ変換マトリックス、 Ｓは位置決め差信号の１×３Ｎ列ベクトル Ｓｏは所定の構造上の形を維持するための位置決め差信
   号の１×３Ｎ列ベクトル Ｎはセグメントの総数 を特徴とする、請求項５に記載の装置。 ７、前記各プロセスサー手段は、それが接続するそれぞ
   れのセグメントから、さらに、前記それぞれのセグメン
   トに隣接するセグメントから位置決め差信号を受信し、 前記各プロセスサー手段は、前記それぞれのセグメント
   へ制御信号を送り、前記制御信号は、前記それぞれのセ
   グメントに隣接する前記セグメントからの位置決め差信
   号を含み、構造上の形のエラーは繰返し法により減少す
   ることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 ８、前記各プロセスサー手段は次式に従って前記セグメ
   ント位置決め手段へ制御信号を送る、即ち、 Ａ＝Ｍ（Ｓ−Ｓｏ） Ａは前記差異制御信号の１×３列ベクトル、Ｍは３×３
   （Ｊ＋１）変換マトリックス、 Ｓは位置決め差信号の１×３（Ｊ＋１）列ベクトル Ｓｏは所定の構造上の形を維持するための位置決め差信
   号の１×３（Ｊ＋１）列ベクトル、Ｊは前記それぞれの
   セグメントに隣接するセグメント数 を特徴とする、請求項７に記載の装置。 ９、前記各セグメントは六角形であり、Ｊは６に等しい
   ことを特徴とする、請求項８に記載の装置。 １０、前記セグメント位置決め手段の各々は前記各セグ
   メントに取付られた複数のピストンアクチュエータで成
   ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 １１、前記各セグメントに等間隔で配設された３本のピ
   ストンアクチュエータを有することを特徴とする、請求
   項１０に記載の装置。 １２、前記セグメント辺縁感知手段は、複数の対をなし
   て向き合ったセンサーで成り、前記センサーの片方は第
   １セグメントにあり、前記セグメントの他方は前記第１
   セグメントの近くで第２セグメントに位置することを特
   徴とする、請求項１に記載の装置。 １３、前記対をなすセンサーのうちの片方のセンサーは
   、能動センサーで成り、前記対をなすセンサーのうち他
   方のセンサーは受動センサーで成ることを特徴とする、
   請求項１２に記載の装置。 １４、前記各セグメントにある各セグメント辺縁感知手
   段は、隣接するセグメント辺縁感知手段に光学的に接続
   することを特徴とする、請求項１に記載の装置。 １５、前記位置決め差情報は、 辺縁高さの不調和と、 辺縁のティルト傾斜の不調和と を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。 １６、前記各セグメントは辺縁により境界される第１表
   面を有し、前記辺縁のティルト傾斜の不調和は、前記第
   １面と前記辺縁とに対して直交する面で測定されること
   を特徴とする、請求項１５に記載の装置。 １７、前記各セグメントは辺縁により境界される第１面
   を有し、前記辺縁のティルト傾斜の不調和は、前記第１
   面に対して直交しかつ前記辺縁に対して平行をなす面で
   測定されることを特徴とする、請求項１５に記載の装置
   。 １８、前記各セグメントは６個の側面を有することを特
   徴とする、請求項１に記載の装置。 １９、前記セグメント辺縁感知手段は、複数のセンサー
   で成り、前記各センサーは、前記６個の側部の各々に位
   置することを特徴とする、請求項１８に記載の装置。