JPH04142415A

JPH04142415A - 太陽センサ

Info

Publication number: JPH04142415A
Application number: JP2263830A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hamada; 浜田　秀夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1992-05-15

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は、例えば人工衛星等の被測定体が太陽となす
姿勢角を検出するのに用い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としては光電部が第４図に示
すように太陽光案内用の第１及び第２の透孔１ａ、ｌｂ
が設けられた太陽光案内部材１とコード化用の所定のパ
ターン２ａが設けられたマスク部材２が所定の間隔を有
して対向配置され、このマスク部材２には所定の間隔に
配列された第１乃至第５の受光素子３８〜３ｅが対向さ
れる。

この際、光電部は太陽光案内部材１の面の法線方向の座
標軸がＺｓ、その第１の透孔１ａの長手方向の座標軸が
ＹＳ、第１の透孔１ａの長手方向と直交する方向の座標
軸がＸＳとすると、座標系が構成される。

上記構成において、被測定体の太陽とのなす角αを検出
する場合は、まず光電部のＸ、軸が被測定体の検出（ス
ピン）軸に一致するように配設される。そして、第２の
透孔１ｂから入射した太陽光が第３の受光素子３ｃに入
射された時、第１乃上第５の受光素子３ａ〜３ｅの出力
の有無が、例えば第５図に示すように“０”１”化され
て検出される。この第１乃至第５の受光素子３ａ〜３ｅ
の出力を基に、図示しない検出部は太陽がＺ、−Ｘ、平
面にある時の２５軸に対する太陰先入射角を求める。

ところで、上記太陽センサにあっては、そのマスク部材
２のパターン２ａを密に形成することにより、高精度な
太陽光入射角の検出が可能となるものであるが、太陽光
自体が約０．５度の広がりを持つために、マスク部材２
のパターン密度を密に形成した場合でも約０．２５度で
限界があり、高精度化が困難であるという問題を有する
。また、これによれば、パターン密度を高めることによ
り、受光素子を増加させる必要があるために、配線の増
加を招き大形となると共に、重量が重くなるという問題
も有する。

（発明が解決しようとする課題）以上のべたように、従来の太陽センサでは、高精度化の
促進が困難であると共に、大形で、重量か重くなるとい
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、且つ、測定精度の高精度化を促進し得るように
した太陽センサを提供することを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）この発明は、太陽光を挿通ずる透孔が形成された太陽光
案内部材と、この太陽光案内部材の透孔に対向して略対
称に組合せ形成される第１及び第２の開口部を有したマ
スク部材と、このマスク部材の第１及び第２の開口部に
対応して配設され、前記太陽光を受光する第１及び第２
の受光素子と、この第１及び第２の受光素子の前記太陽
光の受光時間を基に前記太陽光の入射位置を算出し、太
陽光入射角を求める信号処理手段とを備えて太陽センサ
を構成したものである。

（作　用）上記構成において、信号処理手段で求められる太陽光入
射角は第１及び第２の受光素子で受光した太陽光の受光
時間を基に太陽光の入射位置を算出して求められること
により、その測定精度が第１及び第２の受光素子の太陽
光受光時間の測定精度を高精度に行うことにより可能と
なる。従って、太陽光の広がりに左右されることなく、
しかも、受光素子の増加を図ることなく、測定精度の高
精度化が図れる。

（実施例）以下、この発明の一実施例に係る太陽センサについて、
第１図及び第２図を参照して詳細に説明する。

すなわち、第１図において、１０は太陽光案内部材で、
太陽光挿通用の透孔１０ａが形成される。

太陽光案内部材１０は例えば台形状の第１及び第２の開
口部１１ａ、ｌｌｂが対称に設けられたマスク部材１１
に所定の間隔を有して対向配置され、このマスク部材１
１には第１及び第２の受光素子１２ａ、１２ｂが第１及
び第２の開口部１１ａ。

１１ｂに対応させて対向配置される。

第１及び第２の受光素子１２ａ、１２ｂは第２図に示す
ように、その出力端が第１及び第２のバッファアンプ１
３ａ、１３ｂに接続され、この第１及び第２のバッファ
アンプ１３ａ、１３ｂの出力端は第１及び第２のレベル
判別回路１４ａ。

１４ｂに接続される。第１及び第２のレベル判別回路１
４ａ、１４ｂは基準レベル発生回路１５の…刃端がそれ
ぞれ接続されており、この基準レベル発生回路１５から
の基準レベルに対応して入力した信号の波形を成形する
。同時に、これら第１及び第２のレベル判別回路１４ａ
、１４ｂは、そのうち第１のレベル判別回路１４ａが入
力した信号をアップモードに設定し、他方の第２のレベ
ル判別回路１４ｂが入力した信号をダウンモードに設定
してアップダウンカウンタ回路１６に出力する。また、
第１及び第２のレベル判別回路１４ａ。

１４ｂの各出力端は初期設定回路１７、オア回路１８及
びナンド回路１９に接続され、このうち初期設定回路１
７及びナンド回路１９の出力端はアップダウンカウンタ
回路１６及びカウンタ回路２０に接続される。他方、オ
ア回路１８の出力端はカウンタ回路２０に接続される。

そして、アップダウンカウンタ回路１６及びカウンタ回
路２゜の出力端は除算回路２１に接続され、この除算回
路２１の出力端は信号出力インターフェース回路２２を
介して入射角検出部２３に接続される。

上記構成において、太陽光が太陽光案内部材１０の透孔
１０ａ１マスク部材１１の第１及び第２の開口部１１ａ
、ｌｌｂを通って第１及び第２の受光素子１２ａ、１２
ｂに受光されると、その各出力が第１及び第２のバッフ
ァアンプ１３ａ。

１３ｂを介して増幅された後、第１及び第２のレベル判
別回路１４ａ、１４ｂに入力される。第１及び第２のレ
ベル判別回路１４ａ、１４ｂは基準レベル発生回路１５
からの基準レベルに対応して入力した信号の波形を成形
して、アップダウンカウンタ回路１６に対してアップモ
ード及びダウンモードの信号を出力する。同時に、第１
及び第２のレベル判別回路１４ａ、１４ｂの出力は初期
設定回路１７、オア回路１８及びナンド回路１９に入力
される。ここで、アップダウンカウンタ回路１６は第１
及び第２の受光素子１２ａ、１２ｂが太陽光を受光した
状態で、アンド回路１９を介してクロック発生回路２４
からの計測用クロックが入力され、第１及び第２の受光
素子１２ａ１２ｂが太陽光を受光した時間ｔ１及びｔ２
を検８する（第３図参照）。この際、第１及び第２のレ
ベル判別回路１４ａ、１４ｂの出力はカウンタ回路２０
を能動状態に設定して、クロック発生回路２４からのク
ロックが同様に入力され、該カウンタ回路２０が時間ｔ
ｌ＋ｔ２を検出する。これらアップダウンカウンタ回路
１６及びカウンタ回路２０の出力は除算回路２１に導か
れて除算され、（ｔｌ−ｔ２）／（ｔｌ＋ｔ２）が算出
される。

この算出結果（ｔｌ−ｔ２）／（ｔｌ＋ｔ２）は信号イ
ンターフェース回路２２を介して入射角検出部２３に出
力され、ここに、太陽光入射角が求められる。

このように、上記太陽センサは、大陽光案内用の透孔１
０ａが設けられた太陽光案内部材１０に対して第１及び
第２の開口部１１ａ、］、１ｂを有したマスク部材１１
と、第１及び第２の受光素子１２ａ、１２ｂを対向配置
して、これら太陽光案内部材１０の透孔１０ａ１マスク
部材１１の第１及び第２の開口部１１ａ、ｌｌｂを透過
した太陽光を第１及び第２の受光素子１２ａ、１２ｂで
受光し、その受光時間を基に太陽光の入射位置を算出す
ることにより、この入射位置より太陽光入射角を求める
ように構成した。これによれば、その測定精度が第１及
び第２の受光素子１２ａ１２ｂの太陽光受光時間の測定
精度に応じて設定されることにより、従来のように太陽
光の広がりに左右されることがなく、シかも、受光素子
の増加を図ることなく、その高精度化が図れるため、極
めて容易に高精度化の促進が図り得る。

なお、上記実施例では、信号処理系を回路で構成した場
合について、説明したが、例えば第１及び第２のバッフ
ァアンプ１３ａ、１３ｂ以降の処理を計算機を用いて行
うように構成することも可能である。

また、上記実施例では、第１及び第２の受光素子１２ａ
、１２ｂで受光した受光時間を基に太陽光位置を算出す
るように構成したが、第１及び第２の受光素子１２ａ、
１２ｂで太陽光を受光しない時間を基に求めることも可
能である。

さらに、太陽光案内部材１０の透孔１０ａ１マスク部材
１１の第１及び第２の開口部１１ａ。

１１ｂにおいては、各種の形状のものを用いて構成する
ことが可能である。

よって、この発明は上記実施例に限る事なく、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である。

［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
、且つ、測定精度の高精度化を促進し得るようにした太
陽センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る太陽センサの光電部
を示す図、第２図は第１図の信号処理系を示す回路図、
第３図は第１図の動作を説明するだめに示した特性図、
第４図及び第５図は従来の太陽センサを説明するために
示すた図である。１０−１．太陽光案内部材、１０ａ・・・透孔、１１・
・・マスク部材、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・第１及び第２の
開口部、１２ａ、１２ｂ・・・第１及び第２の受光素子
、１３ａ、１３ｂ・・・第１及び第２のバッファアンプ
、１４ａ、１４ｂ・・・第１及び第２のレベル判別回路
、１５・・・基準レベル発生回路、１６・・・アップダ
ウンカウンタ回路、１７・・・初期設定回路、１８・・
・オア回路、１９・・・アンド回路、２０・・・カウン
タ回路、２１・・・除算回路、２２・・・信号出力イン
ターフェース回路、２３・・・太陽光入射角検田部、２
４・・・クロック発生回路。比願人代理人

Claims

【特許請求の範囲】太陽光を挿通する透孔が形成された太陽光案内部材と、この太陽光案内部材の透孔に対向して略対称に組合せ形
成される第１及び第２の開口部を有したマスク部材と、このマスク部材の第１及び第２の開口部に対応して配設
され、前記太陽光を受光する第１及び第２の受光素子と
、この第１及び第２の受光素子の前記太陽光の受光時間を
基に前記太陽光の入射位置を算出し、太陽光入射角を求
める信号処理手段とを具備したことを特徴とする太陽セ
ンサ。