JPH0511586B2 - - Google Patents

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JPH0511586B2
JPH0511586B2 JP2992185A JP2992185A JPH0511586B2 JP H0511586 B2 JPH0511586 B2 JP H0511586B2 JP 2992185 A JP2992185 A JP 2992185A JP 2992185 A JP2992185 A JP 2992185A JP H0511586 B2 JPH0511586 B2 JP H0511586B2
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JP
Japan
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star
starlight
charge storage
satellite
spin axis
Prior art date
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Application number
JP2992185A
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Japanese (ja)
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JPS61189475A (en
Inventor
Kyoshi Murata
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP2992185A priority Critical patent/JPS61189475A/en
Publication of JPS61189475A publication Critical patent/JPS61189475A/en
Publication of JPH0511586B2 publication Critical patent/JPH0511586B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスピン型人工衛星に搭載される走査型
星検出装置に関する。特にスピンにしたがつてそ
のスピン軸にほぼ垂直な方向にある明るい星を目
標星として定め、その目標星を一定視野を通して
観測し、視野内にその目標星が入るタイミングお
よびその目標星の結像位置から人工衛星のスピン
軸の傾斜方向および量を検出するために使用され
る走査型星検出装置(スタースキヤナ)に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a scanning star detection device mounted on a spin-type artificial satellite. In particular, a bright star in a direction almost perpendicular to the spin axis according to its spin is determined as the target star, and the target star is observed through a fixed field of view, and the timing when the target star enters the field of view and the image formation of the target star are determined. This invention relates to a scanning star detection device (star scanner) used to detect the direction and amount of inclination of an artificial satellite's spin axis from its position.

〔概要〕〔overview〕

本発明は、スピン型人工衛星本体に固定的に搭
載された走査型星検出装置において、 目標星の結像面にCCDを配置し、目標星の走
査方向に沿つてピクセル電荷をレジスタに蓄積し
て感度を向上させ、 目標星以外の不要星の影響が少なく、スピン軸
の角度を精度よく検出できるようにしたものであ
る。
The present invention is a scanning star detection device fixedly mounted on the main body of a spin-type artificial satellite, in which a CCD is placed on the imaging plane of the target star, and pixel charges are accumulated in a register along the scanning direction of the target star. This improves sensitivity, reduces the influence of unnecessary stars other than the target star, and enables accurate detection of the angle of the spin axis.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

スピン型人工衛星では、搭載機器の動作制御や
データ補正、衛星本体の姿勢制御などのために、
その衛星のスピン軸の傾斜を求めることが重要で
ある。その場合、方向の基準として星の方向が利
用される。
In spin-type artificial satellites, there are
It is important to determine the inclination of the satellite's spin axis. In that case, the direction of the star is used as a reference for direction.

このような装置として、従来は、結像面にVス
リツト型の受光素子(フオトダイオードなど)を
配置した走査型星検出装置を用いていた。第3図
にその一例を示し、第4図にはその衛星上の配
置、第5図にはスピン軸と星の方向との位置関係
を示す。
As such an apparatus, a scanning star detection apparatus has conventionally been used in which a V-slit type light receiving element (such as a photodiode) is arranged on the imaging plane. An example is shown in FIG. 3, FIG. 4 shows the arrangement on the satellite, and FIG. 5 shows the positional relationship between the spin axis and the star direction.

第4図に示すように、ある星に着目すると、衛
星41がスピン軸42のまわりに1回転するごと
に、その側部に設けられた受光部43をその星か
らの光が横切る(走査する)ことになる。この方
向を以下「水平方向」という。受光部43には第
5図に示すようにレンズ51が設けられ、レンズ
51の焦点(結像面)に受光素子1,2が配置さ
れる。
As shown in FIG. 4, when focusing on a certain star, each time the satellite 41 rotates once around the spin axis 42, the light from that star crosses (scans) the light receiving section 43 provided on the side of the satellite 41. ). This direction is hereinafter referred to as the "horizontal direction." As shown in FIG. 5, the light receiving section 43 is provided with a lens 51, and the light receiving elements 1 and 2 are arranged at the focal point (image forming plane) of the lens 51.

衛星41のスピンにより星光が水平方向に受光
部43を横切ると、第3図に示すように、受光素
子1および2に対して星光が図面符号5のように
走査することになる。このとき、検出信号として
図面符号3および4のような信号波形が得られ、
その検出信号の時間間隔が短ければ星光が第3図
における下側を走査し、時間間隔が長ければ星光
が上側を走査したと判断できる。
When the starlight crosses the light receiving section 43 in the horizontal direction due to the spin of the satellite 41, the starlight scans the light receiving elements 1 and 2 as indicated by reference numeral 5 in the drawing, as shown in FIG. At this time, signal waveforms such as those indicated by reference numerals 3 and 4 in the drawing are obtained as detection signals,
If the time interval between the detection signals is short, it can be determined that the starlight scans the lower side in FIG. 3, and if the time interval is long, it can be determined that the starlight scans the upper side.

星光の走査した位置は、衛星のスピン軸に垂直
な面と一定の角度をもつ基準方向に対する星の垂
直角度、逆にいえばその衛星のスピン軸の傾斜角
に依存する。したがつて、二つの検出信号の間隔
から、その衛星のスピン軸の傾斜角を求めること
ができる。実用上は、基準方向をスピン軸に垂直
な面内にとり、そこからのわずかなズレを垂直角
度として検出する。
The scanned position of starlight depends on the perpendicular angle of the star to a reference direction that is at a constant angle to a plane perpendicular to the satellite's spin axis, or conversely, the inclination angle of the satellite's spin axis. Therefore, the inclination angle of the spin axis of the satellite can be determined from the interval between the two detection signals. In practice, the reference direction is set in a plane perpendicular to the spin axis, and a slight deviation from that direction is detected as a perpendicular angle.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、このような装置では、受光素子の面積
を星の結像面積に比べて非常に大きくとる必要が
あるため、受光素子全体の暗電流の影響が無視で
きず、S/Nが十分とれない。したがつて約二等
星までの検出が精一杯であつた。
However, in such a device, the area of the photodetector needs to be very large compared to the imaging area of the star, so the influence of the dark current of the entire photodetector cannot be ignored, making it difficult to obtain a sufficient S/N ratio. . Therefore, we were able to detect only about second magnitude stars.

また、不要星や銀河光の影響を受け易い欠点が
あつた。
Another disadvantage was that it was susceptible to the effects of unwanted stars and galactic light.

本発明は上記の問題点を解決するものであり、
S/Nが十分に大きく、不要星や銀河光の影響を
除去でき、星の方向を正確に求めることのできる
走査型星検出装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to provide a scanning star detection device that has a sufficiently large S/N ratio, can eliminate the influence of unnecessary stars and galactic light, and can accurately determine the direction of stars.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、スピンを行う人工衛星の本体に固定
的に取付けられ、その衛星のスピン軸のほぼ直角
方向にある一つの星を目標星としてこの目標星の
星光を結像させる結像面と、この結像面にこの星
光により生じる走査軌跡からその衛星のスピン軸
のズレを検出する手段とを備えた走査型星検出装
置において、結像面に、その衛星のスピン軸方向
にN段ずつ、それと直交する方向にM個ずつのピ
クセルが配置された電荷蓄積素子(CCD)を備
え、この電荷蓄積素子には、それぞれのピクセル
に蓄積された電荷をその段毎に累積的に積分して
蓄積する垂直レジスタを含み、検出する手段は、
この垂直レジスタに蓄積された累積電荷量によ
り、目標星からの星光が電荷蓄積素子上のどの段
を通過したかを検出してその目標星の方向を求め
る手段を含むことを特徴とする。
The present invention provides an imaging surface that is fixedly attached to the main body of a spinning artificial satellite and that focuses the starlight of a target star on a star that is approximately perpendicular to the spin axis of the satellite; In this scanning star detection device, the imaging plane is equipped with a means for detecting the deviation of the spin axis of the satellite from the scanning locus generated by the starlight. Equipped with a charge storage device (CCD) in which M pixels are arranged in a direction perpendicular to the charge storage device, the charge stored in each pixel is cumulatively integrated and stored in each stage. The means for detecting
The present invention is characterized in that it includes means for detecting which step on the charge storage element the starlight from the target star has passed through, based on the cumulative amount of charge accumulated in the vertical register, and determining the direction of the target star.

垂直レジスタの累積電荷量が最大となるように
電荷蓄積素子の受光開始および終了のタイミング
を制御する制御信号発生部をさらに備えることが
よい。
It is preferable that the image forming apparatus further includes a control signal generating section that controls the timing of the start and end of light reception of the charge storage element so that the accumulated charge amount of the vertical register is maximized.

また、制御信号発生部による制御タイミングか
ら目標星の方向についてのスピン軸のまわりの角
度情報を出力する手段をさらに備えることもでき
る。
Further, the apparatus may further include means for outputting angle information about the spin axis in the direction of the target star based on the control timing by the control signal generator.

〔作用〕[Effect]

受光部の結像面に、衛星のスピン方向に平行な
水平方向にMピクセル、それと垂直な方向にNピ
クセルのN段M列の電荷蓄積素子を配置する。星
光が水平に任意の段を走査すると、その段の各ピ
クセルには、その軌跡に沿つて順次フオトダイオ
ード電荷が生じる。このフオトダイオード電荷を
すぐにそれぞれに対応して設けたピクセルレジス
タに転送し、さらに、それを水平方向の段毎に垂
直レジスタに累積して蓄積する。これにより垂直
レジスタには、星光が走査した段の位置に大きな
電荷量が蓄えられる。したがつて、垂直レジスタ
上で大きな電荷量が蓄えられた位置から、星の方
向の垂直角度を求めることができる。このときの
垂直角度の分解能は、ほぼピクセルの大きさで決
定される。また、水平方向のピクセルの電荷を累
積するので、微弱な星光に対しても大きな信号雑
音比が得られる。
N stages and M columns of charge storage elements each having M pixels in the horizontal direction parallel to the spin direction of the satellite and N pixels in the direction perpendicular thereto are arranged on the imaging plane of the light receiving section. When the starlight horizontally scans a given stage, each pixel in that stage generates a photodiode charge sequentially along the trajectory. The photodiode charges are immediately transferred to corresponding pixel registers, and are then accumulated and stored in vertical registers for each horizontal stage. As a result, a large amount of charge is stored in the vertical register at the position of the step scanned by the starlight. Therefore, the vertical angle of the direction of the star can be determined from the position on the vertical register where a large amount of charge is stored. The vertical angle resolution at this time is determined approximately by the pixel size. Furthermore, since the charges of pixels in the horizontal direction are accumulated, a large signal-to-noise ratio can be obtained even for weak starlight.

また、電荷蓄積素子は、受光タイミングの制御
が可能である。すなわち、各ピクセルの電荷をク
リアして始めて受光可能となり、蓄えられた電荷
を転送するまでは受光状態を維持している。この
ような受光状態にすることを「ゲートを開く」と
いう。したがつて、星光をとらえる必要のないと
きにはゲートを閉じておくことができ、不要星や
銀河光の影響を除去することができる。
Furthermore, the charge storage element can control the timing of light reception. That is, it becomes possible to receive light only after the charge in each pixel is cleared, and the light receiving state is maintained until the accumulated charge is transferred. Setting the light receiving state in this manner is called "opening the gate." Therefore, the gate can be closed when there is no need to capture starlight, and the influence of unnecessary star and galaxy light can be removed.

さらに、ゲートの開閉タイミングを調整すれ
ば、星の方向の水平角度を求めることができる。
このためには、まず、動作開始時にゲートの位置
を逐次変化させて星光を探し、一度星光を捉えた
ならば、ゲートの位置をその星光のタイミングに
一致させる。このとき、ゲートの位置が星光の位
置と一致し、ゲート位置のタイミングが、基準方
向に対する星光の水平方向の角度を示すことにな
る。逆にいえば、星の位置に対する衛星のスピン
方向の位置を求めることができる。
Furthermore, by adjusting the opening and closing timing of the gate, the horizontal angle of the star's direction can be determined.
To do this, first, at the start of the operation, the position of the gate is sequentially changed to search for starlight, and once the starlight is captured, the position of the gate is adjusted to match the timing of the starlight. At this time, the position of the gate coincides with the position of the starlight, and the timing of the gate position indicates the horizontal angle of the starlight with respect to the reference direction. Conversely, it is possible to determine the position of the satellite in the spin direction relative to the position of the star.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明実施例装置のブロツク構成図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

目標星からの星光を受光する結像面には電荷蓄
積素子6が配置される。この電荷蓄積素子6はN
段M列のピクセルを含み、衛星のスピン軸方向に
N段ずつ、それと直交する方向(水平方向)にM
個ずつのピクセルが配置される。したがつて、衛
星のスピンに伴い、星光が電荷蓄積素子6のいず
れかの段を通過する。第1図では、星光がn段目
のM個のピクセルを走査した状態を図面符号5に
より示す。
A charge storage element 6 is arranged on the imaging surface that receives starlight from the target star. This charge storage element 6 is N
Contains M columns of pixels, each N stages in the direction of the spin axis of the satellite, and M rows in the direction (horizontal direction) perpendicular to it.
Each pixel is placed. Therefore, as the satellite spins, starlight passes through any stage of the charge storage element 6. In FIG. 1, reference numeral 5 indicates a state in which the starlight scans M pixels of the n-th stage.

電荷蓄積素子6にはまた、それぞれのピクセル
に蓄積された電荷をその段毎に累積的に積分して
蓄積する垂直レジスタ61が設けられる。この垂
直レジスタ61の出力は、電荷蓄積素子出力信号
12として出力信号処理部8に供給される。
The charge storage element 6 is also provided with a vertical register 61 that cumulatively integrates and stores the charges stored in each pixel for each stage. The output of this vertical register 61 is supplied to the output signal processing section 8 as a charge storage element output signal 12.

出力信号処理部8は星光により生じる走査軌跡
からその衛星のスピン軸のズレを検出する回路で
あり、電荷蓄積素子出力信号12から、目標星か
らの星光が電荷蓄積素子6上のどの段を通過した
かを検出して目標星方向を求め、それを垂直角度
信号14として出力する。出力信号処理部8はま
た、垂直角度信号14を得たときの電荷レベルを
レベル信号15として出力し、それを制御信号発
生部7に帰還する。
The output signal processing unit 8 is a circuit that detects the deviation of the spin axis of the satellite from the scanning trajectory generated by the starlight, and determines which stage on the charge storage element 6 the starlight from the target star passes through from the charge storage element output signal 12. The direction of the target star is determined by detecting the direction of the target star, and outputs it as a vertical angle signal 14. The output signal processing section 8 also outputs the charge level when the vertical angle signal 14 is obtained as a level signal 15, and feeds it back to the control signal generation section 7.

制御信号発生部7は、垂直レジスタ61の累積
電荷量が最大、すなわちレベル信号15が最大と
なるように、電荷蓄積素子6の受光開始および終
了のタイミングを制御するため、電荷蓄積素子6
のフオトダイオード電荷を各ピクセルレジスタへ
転送する制御信号であるピクセルレジスタ制御信
号9を発生し、そのタイミングに同期して出力信
号処理部8にタイミング信号13を出力する。
The control signal generator 7 controls the timing of the start and end of light reception of the charge storage element 6 so that the accumulated charge amount of the vertical register 61 becomes maximum, that is, the level signal 15 becomes the maximum.
A pixel register control signal 9, which is a control signal for transferring the photodiode charge of 1 to each pixel register, is generated, and a timing signal 13 is outputted to the output signal processing section 8 in synchronization with the timing.

出力信号処理部8は、このタイミング信号13
から目標星の方向についてのスピン軸のまわりの
角度情報を求め、それを水平角度信号16として
出力する。
The output signal processing unit 8 uses this timing signal 13
angular information about the spin axis in the direction of the target star is obtained from and outputted as a horizontal angle signal 16.

制御信号発生部7はまた、ピクセルレジスタの
電荷を段方向に垂直レジスタ61に転送するため
の水平レジスタ転送制御信号10と、垂直レジス
タ61に蓄積された電荷を電荷蓄積素子出力信号
12として外部に読み出すためのストローブ信号
である垂直レジスタ転送制御信号11とを発生
し、電荷蓄積素子6に入力する。垂直レジスタ転
送制御信号11はまた、垂直レジスタ61との同
期動作のため、出力信号処理部8に入力される。
The control signal generation unit 7 also outputs a horizontal register transfer control signal 10 for transferring the charge of the pixel register to the vertical register 61 in the row direction, and a charge storage element output signal 12 for the charge accumulated in the vertical register 61 to the outside. A vertical register transfer control signal 11, which is a strobe signal for reading, is generated and input to the charge storage element 6. The vertical register transfer control signal 11 is also input to the output signal processing section 8 for synchronous operation with the vertical register 61.

第6図に衛星上における電荷蓄積素子6の配置
および角度を示す。本実施例の走査型星検出装置
はスピンを行う人工衛星の本体に固定的に取付け
られ、その衛星のスピン軸にほぼ垂直方向にある
一つの目標星としてこの目標星の星光を結像させ
る結像面に、電荷蓄積素子6が取付けられる。星
の方向は、、スピン軸にほぼ垂直な面(第5図に
おける基準方向)からのズレ角である垂直角度
と、あるタイミングで衛星の所定の部分が向いて
いるべき方向(第6図に示した基準方向)に対す
る回転角である水平角度とにより表される。
FIG. 6 shows the arrangement and angle of the charge storage element 6 on the satellite. The scanning star detection device of this embodiment is fixedly attached to the main body of a spinning artificial satellite, and is used to form an image of the starlight of the target star as a target star located approximately perpendicular to the spin axis of the satellite. A charge storage element 6 is attached to the image plane. The direction of the star is determined by the vertical angle, which is the deviation angle from a plane almost perpendicular to the spin axis (the reference direction in Figure 5), and the direction in which a given part of the satellite should be facing at a certain timing (as shown in Figure 6). horizontal angle, which is the rotation angle with respect to the indicated reference direction).

第2図は動作タイムチヤートを示す。 FIG. 2 shows an operation time chart.

電荷蓄積素子6上を星光が走査軌跡5のように
走査すると、電荷蓄積素子6の水平方向にn段目
のM個のピクセルのフオトダイオードが、それぞ
れ図面符号21a〜24aのように受光する。図
面符号21aはn段目の1番目のピクセル、24
aはM番目のピクセルの受光タイミングである。
When the starlight scans the charge storage element 6 like a scanning locus 5, the photodiodes of M pixels in the n-th stage in the horizontal direction of the charge storage element 6 receive the light as indicated by reference numerals 21a to 24a in the drawing, respectively. Drawing code 21a is the first pixel of the n-th stage, 24
a is the light reception timing of the Mth pixel.

ただし、電荷蓄積素子6は、ピクセルレジスタ
制御信号9のパルスAで受光動作状態となり、次
のパルスBで蓄積電荷をフオトダイオード毎にピ
クセルレジスタに転送して非受光状態となる。す
なわち、パルスAで電荷蓄積素子6のゲートが開
き、パルスBでゲートが閉じる。したがつて、フ
オトダイオードの電荷は、ピクセルレジスタ制御
信号9のパルスAでゼロとされていた場合に、パ
ルスAの後では図面符号21b〜24bのように
蓄積される。
However, the charge storage element 6 enters the light-receiving state with pulse A of the pixel register control signal 9, and transfers the accumulated charge to the pixel register for each photodiode with the next pulse B, and enters the non-light-receiving state. That is, pulse A opens the gate of charge storage element 6, and pulse B closes the gate. Therefore, if the photodiode charges were zeroed by pulse A of the pixel register control signal 9, they are accumulated after pulse A as indicated by numerals 21b to 24b in the drawing.

各ピクセルの電荷は、ピクセルレジスタ制御信
号9のタイミングBでレジスタに転送される。す
なわち、転送される星光信号は、ピクセルレジス
タ制御信号9のAからBのパルス時間幅で受光し
たものとなる。その後、この微少な各電荷は水平
レジスタ転送制御信号10により電荷蓄積素子6
の垂直レジスタ61に転送され、そこで累積され
る。したがつて、垂直レジスタ61のn段目の電
荷は、電荷蓄積素子6の水平ピクセル数倍(この
実施例の場合はM倍)される。
The charge of each pixel is transferred to the register at timing B of the pixel register control signal 9. That is, the starlight signal to be transferred is one received during the pulse time width from A to B of the pixel register control signal 9. Thereafter, each minute charge is transferred to the charge storage element 6 by the horizontal register transfer control signal 10.
The data is transferred to the vertical register 61 and accumulated there. Therefore, the charge in the n-th stage of the vertical register 61 is multiplied by the number of horizontal pixels of the charge storage element 6 (M times in this embodiment).

垂直レジスタ61の電荷は、垂直レジスタ転送
制御信号11により、電荷蓄積素子出力信号12
として出力信号処理部8に読み出される。電荷蓄
積素子出力信号12は、第2図に示すように、星
光が走査したn段目のレジスタ電荷が出力される
ときに高いレベルとなるので、この電荷蓄積素子
出力信号12を観測することにより、電荷蓄積素
子6の何段目のピクセルを星光が走査したかを識
別することができる。このときの分解能は、電荷
蓄積素子6のピクセルの段数(この実施例の場合
はN)で決定される。出力信号処理部8は、この
識別結果から目標星の垂直角度を求め、垂直角度
信号14として出力する。
The charge in the vertical register 61 is transferred to the charge storage element output signal 12 by the vertical register transfer control signal 11.
The signal is read out to the output signal processing section 8 as a signal. As shown in FIG. 2, the charge storage element output signal 12 has a high level when the n-th register charge scanned by the starlight is output, so by observing this charge storage element output signal 12, , it is possible to identify which pixel of the charge storage element 6 is scanned by the starlight. The resolution at this time is determined by the number of pixel stages (N in this embodiment) of the charge storage element 6. The output signal processing unit 8 determines the vertical angle of the target star from this identification result and outputs it as a vertical angle signal 14.

ピクセルレジスタ制御信号9のパルスA,Bの
間隔は、星光が電荷蓄積素子6を端から端まで走
査する時間として設定している。したがつて、こ
のピクセルレジスタ制御信号9のタイミングが星
光の走査より遅れた場合は、電荷蓄積素子6の水
平のピクセルのうち左側、すなわち小さい番号の
側のピクセルでは、星光の電荷が累積された後で
パルスAが入力され、その電荷がクリアされてし
まう。このため、パルスBで各ピクセルのレジス
タに転送されるときには、左側のピクセルはゼロ
電荷のままとなる。したがつて、n段目の水平ピ
クセルの累積電荷量は減少する。またピクセルレ
ジスタ制御信号9のタイミングが星光の走査より
早すぎた場合は、電荷蓄積素子6の水平ピクセル
の右側すなわち大きい番号の側のピクセルに星光
の電荷が蓄積されないうちに、パルスBでレジス
タに転送されてしまう。このため、水平ピクセル
の累積電荷量はやはり減少する。そこで、その累
積電荷量を表すレベル信号15を出力信号処理部
8から制御信号発生部7に帰還し、そのレベル信
号15が最大となるようにピクセルレジスタ制御
信号9のタイミングを制御する。
The interval between pulses A and B of the pixel register control signal 9 is set as the time required for the starlight to scan the charge storage element 6 from end to end. Therefore, if the timing of this pixel register control signal 9 lags behind the starlight scanning, starlight charges are accumulated in the left side of the horizontal pixels of the charge storage element 6, that is, in the pixels on the smaller number side. Later, pulse A is input and the charge is cleared. Therefore, when pulse B is transferred to each pixel's register, the left pixel remains at zero charge. Therefore, the accumulated charge amount of the n-th horizontal pixel decreases. In addition, if the timing of the pixel register control signal 9 is too early than the scanning of the starlight, the pulse B is applied to the register before the starlight charge is accumulated in the right side of the horizontal pixel of the charge storage element 6, that is, the pixel on the larger number side. It will be transferred. Therefore, the accumulated charge amount of the horizontal pixels also decreases. Therefore, the level signal 15 representing the accumulated charge amount is fed back from the output signal processing section 8 to the control signal generating section 7, and the timing of the pixel register control signal 9 is controlled so that the level signal 15 becomes maximum.

また、ピクセルレジスタ制御信号9のタイミン
グは、星光の走査のタイミングを示すことにな
る。そこで、ピクセルレジスタ制御信号9に同期
したタイミング信号13を制御信号発生部7から
出力信号処理部8に取り込み、星光のスピン回転
方向の角度を計測して水平角度信号16として出
力する。ピクセルレジスタ制御信号9のタイミン
グは高い時間分解能で制御されているので、星の
水平角度を高精度に計測できる。
Furthermore, the timing of the pixel register control signal 9 indicates the timing of starlight scanning. Therefore, a timing signal 13 synchronized with the pixel register control signal 9 is input from the control signal generator 7 to the output signal processor 8, and the angle in the spin rotation direction of the starlight is measured and output as a horizontal angle signal 16. Since the timing of the pixel register control signal 9 is controlled with high time resolution, the horizontal angle of the star can be measured with high precision.

星光の走査がピクセルレジスタ制御信号9のパ
ルスAとBのゲート間で行われるように設定する
には、レベル信号15による帰還を解除して、複
数の時間的に連続したゲートを発生し、スピンの
全周を観測し、どのゲートに入つている星光を目
標星とするかを決定する。ゲートを決定したら、
その他のゲートに入つてくる出力信号をインヒビ
ツトにする。このとき、出力信号処理部8は、単
一パルスとなつた電荷蓄積素子出力信号12のレ
ベルを測定し、レベル信号15を制御信号発生部
7に帰還する。制御信号発生部7では、このレベ
ル信号15に基づいて各制御信号の出力タイミン
グを制御し、常にレベル信号15が最大となるよ
うにする。
To set the scanning of the starlight to occur between the gates of pulses A and B of the pixel register control signal 9, the feedback by the level signal 15 is canceled and a plurality of temporally consecutive gates are generated, and the spin Observe the entire circumference of the star and decide which gate the starlight enters should be the target star. Once you have decided on the gate,
Inhibits output signals coming into other gates. At this time, the output signal processing section 8 measures the level of the charge storage element output signal 12 which has become a single pulse, and feeds back the level signal 15 to the control signal generation section 7 . The control signal generating section 7 controls the output timing of each control signal based on this level signal 15 so that the level signal 15 is always at the maximum level.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、電荷蓄積素子の
ピクセル高分解能および電荷累積性を利用して、
微弱な星光に対して信号雑音比の高い信号を得る
ことができる。これによりスタースキヤナとして
必要な、スピンに垂直な方向および水平の方向の
星光入射角を、光度等級の大きい微弱光の星の場
合でも高い精度で測定することが可能となる利点
がある。さらに、他の星の影響を受けることがな
くなるので、複雑な信号処理を行う必要がなく、
特にスピンに垂直な角度の検出は直接測定となる
ため精度が向上する。
As explained above, the present invention utilizes the high pixel resolution and charge accumulation property of charge storage elements,
It is possible to obtain a signal with a high signal-to-noise ratio for weak starlight. This has the advantage that it is possible to measure the starlight incident angle in the direction perpendicular to the spin and in the horizontal direction, which is necessary for a star scanner, with high accuracy even in the case of a faint star with a large luminosity magnitude. Furthermore, since it is no longer affected by other stars, there is no need to perform complex signal processing.
In particular, the detection of the angle perpendicular to the spin is a direct measurement, which improves accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明実施例装置のブロツク構成図、
第2図は第1図に示した実施例の各部波形図。第
3図は従来のスタースキヤナのセンサ部とその出
力波形とを示す図。第4図に従来例の衛星上の配
置を示す図。第5図はスピン軸と星の方向との位
置関係を示す図。第6図は第1図に示した実施例
の衛星上の配置を示す図。 1,2…受光素子、3,4…フオトダイオード
出力信号、5…星光の走査軌跡、6…電荷蓄積素
子、7…制御信号発生部、8…出力信号処理部、
9…ピクセルレジスタ制御信号、10…水平レジ
スタ転送制御信号、11…垂直レジスタ転送制御
信号、12…電荷蓄積素子出力信号、13…タイ
ミング信号、14…垂直角度信号、15…レベル
信号、16…水平角度信号、21a〜24a…各
ピクセルのフオトダイオード受光信号、21b〜
24b…各ピクセルのフオトダイオード蓄積電
荷、M…水平ピクセル数、N…ピクセル段数。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram of each part of the embodiment shown in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram showing a sensor section of a conventional star scanner and its output waveform. FIG. 4 is a diagram showing the arrangement on a conventional satellite. FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the spin axis and the star direction. FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of the embodiment shown in FIG. 1 on a satellite. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2... Light receiving element, 3, 4... Photodiode output signal, 5... Scanning locus of starlight, 6... Charge storage element, 7... Control signal generating section, 8... Output signal processing section,
9... Pixel register control signal, 10... Horizontal register transfer control signal, 11... Vertical register transfer control signal, 12... Charge storage element output signal, 13... Timing signal, 14... Vertical angle signal, 15... Level signal, 16... Horizontal Angle signal, 21a to 24a...Photodiode light reception signal of each pixel, 21b to
24b...Photodiode accumulated charge of each pixel, M...Number of horizontal pixels, N...Number of pixel stages.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 スピンを行う人工衛星の本体に固定的に取付
けられ、 その衛星のスピン軸のほぼ直角方向にある一つ
の星を目標星としてこの目標星の星光を結像させ
る結像面と、 この結像面にこの星光により生じる走査軌跡か
らその衛星のスピン軸のズレを検出する手段と を備えた走査型星検出装置において、 前記結像面に、その衛星のスピン軸方向にN段
ずつ、それと直交する方向にM個ずつのピクセル
が配置された電荷蓄積素子(CCD)を備え、 この電荷蓄積素子には、それぞれのピクセルに
蓄積された電荷をその段毎に累積的に積分して蓄
積する垂直レジスタを含み、 前記検出する手段は、この垂直レジスタに蓄積
された累積電荷量により、前記目標星からの星光
が前記電荷蓄積素子上のどの段を通過したかを検
出して前記目標星の方向を求める手段を含む ことを特徴とする走査型星検出装置。 2 スピンを行う人工衛星の本体に固定的に取付
けられ、 その衛星のスピン軸のほぼ直角方向にある一つ
の星を目標星としてこの目標星の星光を結像させ
る結像面と、 この結像面にこの星光により生じる走査軌跡か
らその衛星のスピン軸のズレを検出する手段と を備えた走査型星検出装置において、 前記結像面に、その衛星のスピン軸方向にN段
ずつ、それと直交する方向にM個ずつのピクセル
が配置された電荷蓄積素子(CCD)を備え、 この電荷蓄積素子には、それぞれのピクセルに
蓄積された電荷をその段毎に累積的に積分して蓄
積する垂直レジスタを含み、 前記検出する手段は、この垂直レジスタに蓄積
された累積電荷量により、前記目標星からの星光
が前記電荷蓄積素子上のどの段を通過したかを検
出して前記目標星の方向を求める手段を含み、 さらに、前記垂直レジスタの累積電荷量が最大
となるように前記電荷蓄積素子の受光開始および
終了のタイミングを制御する制御信号発生部を備
えた ことを特徴とする走査型星検出装置。 3 スピンを行う人工衛星の本体に固定的に取付
けられ、 その衛星のスピン軸のほぼ直角方向にある一つ
の星を目標星としてこの目標星の星光を結像させ
る結像面と、 この結像面にこの星光により生じる走査軌跡か
らその衛星のスピン軸のズレを検出する手段と を備えた走査型星検出装置において、 前記結像面に、その衛星のスピン軸方向にN段
ずつ、それと直交する方向にM個ずつのピクセル
が配置された電荷蓄積素子(CCD)を備え、 この電荷蓄積素子には、それぞれのピクセルに
蓄積された電荷をその段毎に累積的に積分して蓄
積する垂直レジスタを含み、 前記検出する手段は、この垂直レジスタに蓄積
された累積電荷量により、前記目標星からの星光
が前記電荷蓄積素子上のどの段を通過したかを検
出して前記目標星の方向を求める手段を含み、 前記垂直レジスタの累積電荷量が最大となるよ
うに前記電荷蓄積素子の受光開始および終了のタ
イミングを制御する制御信号発生部と、 この制御信号発生部による制御タイミングから
前記目標星の方向についてのスピン軸のまわりの
角度情報を出力する手段と を備えたことを特徴とする走査型星検出装置。
[Claims] 1. Imaging that is fixedly attached to the main body of a spinning artificial satellite, and that images the starlight of the target star with a star located approximately perpendicular to the spin axis of the satellite as the target star. A scanning star detection device comprising: a plane; and means for detecting a deviation of the spin axis of the satellite from a scanning trajectory generated by the starlight on the imaging plane, A charge storage device (CCD) is equipped with a charge storage device (CCD) in which M pixels are arranged in each N stage and in a direction perpendicular to the CCD. The detecting means includes a vertical register that integrates and accumulates, and the detecting means detects which step on the charge storage element the starlight from the target star has passed, based on the cumulative amount of charge accumulated in the vertical register. A scanning star detection device comprising means for determining the direction of the target star. 2. An imaging surface that is fixedly attached to the main body of a spinning artificial satellite and that images the starlight of the target star with a star located approximately perpendicular to the spin axis of the satellite as the target star; In a scanning star detection device comprising means for detecting a deviation of the spin axis of the satellite from the scanning locus generated by the starlight on the imaging plane, N stages are arranged on the imaging plane in the direction of the spin axis of the satellite, orthogonal thereto. The charge storage device (CCD) is equipped with a charge storage device (CCD) in which M pixels are arranged in each direction. The detecting means includes a register, and the detecting means detects which step on the charge storage element the starlight from the target star has passed through, based on the accumulated charge accumulated in the vertical register, and determines the direction of the target star. , and further comprising a control signal generator for controlling the timing of the start and end of light reception of the charge storage element so that the accumulated charge amount of the vertical register is maximized. Detection device. 3. An imaging surface that is fixedly attached to the main body of a spinning artificial satellite and that images the starlight of the target star with a star located approximately perpendicular to the spin axis of the satellite as the target star; In a scanning star detection device, the scanning star detection device is equipped with a means for detecting the deviation of the spin axis of the satellite from the scanning locus generated by the starlight on the imaging plane, and on the imaging plane, N steps are arranged in the direction of the spin axis of the satellite, perpendicular thereto. The charge storage device (CCD) is equipped with a charge storage device (CCD) in which M pixels are arranged in each direction. The detecting means includes a register, and the detecting means detects which step on the charge storage element the starlight from the target star has passed through, based on the accumulated charge accumulated in the vertical register, and determines the direction of the target star. a control signal generating section that controls the timing of the start and end of light reception of the charge storage element so that the accumulated charge amount of the vertical register is maximized; 1. A scanning star detection device comprising: means for outputting angular information about a spin axis regarding the direction of a star.
JP2992185A 1985-02-18 1985-02-18 Scanning type star detector Granted JPS61189475A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9448509B2 (en) 2007-03-01 2016-09-20 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Developing device

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9448509B2 (en) 2007-03-01 2016-09-20 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Developing device
US9921519B2 (en) 2007-03-01 2018-03-20 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Developing device
US10345734B2 (en) 2007-03-01 2019-07-09 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus including process unit including developer carrying member, thickness regulating member and developer moving member

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