JPH0550685B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0550685B2 JPH0550685B2 JP59122285A JP12228584A JPH0550685B2 JP H0550685 B2 JPH0550685 B2 JP H0550685B2 JP 59122285 A JP59122285 A JP 59122285A JP 12228584 A JP12228584 A JP 12228584A JP H0550685 B2 JPH0550685 B2 JP H0550685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- dimensional sensor
- sensor
- signal
- sunlight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 102100025490 Slit homolog 1 protein Human genes 0.000 description 1
- 101710123186 Slit homolog 1 protein Proteins 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Navigation (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、ノン・スピン型人工衛星の姿勢決
定に用いられる太陽センサに係り、特に人工衛星
の軌道高度変化に影響されることなく、太陽光入
射角を正確に計測できるように改良したものに関
する。
定に用いられる太陽センサに係り、特に人工衛星
の軌道高度変化に影響されることなく、太陽光入
射角を正確に計測できるように改良したものに関
する。
一般にノン・スピン型の人工衛星に用いられる
太陽センサは、第９図に示すように、太陽電池セ
ル11上に円形の透孔１２１を設けたマスク１２を
密着させ、太陽光Ｓをマスク１２の透孔１２１を
介して太陽電池セル１１に照射し、この太陽電池
セル１１のセル出力信号Ｉをバツフアアンプ１３
を介して出力するようにしたものである。この場
合、人工衛星の軌道高度をｈとすると、セル１１
の出力Ｉ太陽光Ｓの入射角θのcos θに比例し
て、次式で示されることが知られている。
太陽センサは、第９図に示すように、太陽電池セ
ル11上に円形の透孔１２１を設けたマスク１２を
密着させ、太陽光Ｓをマスク１２の透孔１２１を
介して太陽電池セル１１に照射し、この太陽電池
セル１１のセル出力信号Ｉをバツフアアンプ１３
を介して出力するようにしたものである。この場
合、人工衛星の軌道高度をｈとすると、セル１１
の出力Ｉ太陽光Ｓの入射角θのcos θに比例し
て、次式で示されることが知られている。
Ｉ（ｈ）＝Ｋ（ｈ）cos θ
但し、Ｋ（ｈ）：比例定数、
θ：太陽光入射角
例えば、極軌道にある人工衛星の場合、太陽ま
での距離をＬとすれば、太陽センサの太陽光入射
角θは、 θ＝tan-1（ｈ／Ｌ） と表現される。この式から、軌道高度ｈが変化す
ると、太陽センサの太陽光入射角θも変化してし
まうことがわかる。
での距離をＬとすれば、太陽センサの太陽光入射
角θは、 θ＝tan-1（ｈ／Ｌ） と表現される。この式から、軌道高度ｈが変化す
ると、太陽センサの太陽光入射角θも変化してし
まうことがわかる。
従来の太陽センサでは、このような軌道高度ｈ
の変化による太陽光入射角θの変化を全く考慮し
ていなかつたため、軌道高度ｈが変化した場合
に、太陽光入射角θの変化により入射角検出出力
に誤差を生じ、測定精度が低下してしまつてい
た。また、太陽光入射角θの変化は、宇宙放射線
による太陽電池セルの保護膜変色、バツフアアン
プの劣化等による感度の低下を招き、測定誤差の
大きな要因となつていた。
の変化による太陽光入射角θの変化を全く考慮し
ていなかつたため、軌道高度ｈが変化した場合
に、太陽光入射角θの変化により入射角検出出力
に誤差を生じ、測定精度が低下してしまつてい
た。また、太陽光入射角θの変化は、宇宙放射線
による太陽電池セルの保護膜変色、バツフアアン
プの劣化等による感度の低下を招き、測定誤差の
大きな要因となつていた。
この発明は上記のような問題を改善するために
なされたもので、人工衛星の軌道高度変化に影響
されることなく、正確な太陽光入射角を計測する
ことのできる太陽センサを提供することを目的と
する。
なされたもので、人工衛星の軌道高度変化に影響
されることなく、正確な太陽光入射角を計測する
ことのできる太陽センサを提供することを目的と
する。
すなわち、この発明による太陽センサは、一次
元センサの出力を基準レベルと比較して２値化
し、この２値化出力に応じて一次元センサの駆動
用クロツク信号とその１／２の周波数のクロツク
信号を切換え計数することにより、一次元センサ
の受光面での波高中心位置を検知し、一方で一次
元センサの出力から上記２値化出力値の前縁及び
後縁変化点に対応する素子出力の波高値を検出
し、一次元センサの出力波形の前縁及び後縁変化
点を通る一対の接線の交点を求め、この交点に相
当する受光面での位置に基づいて上記波高中心位
置を補正し、この補正された波高中心位置に基づ
いて太陽光入射角を求めるようにしたことを特徴
とする。
元センサの出力を基準レベルと比較して２値化
し、この２値化出力に応じて一次元センサの駆動
用クロツク信号とその１／２の周波数のクロツク
信号を切換え計数することにより、一次元センサ
の受光面での波高中心位置を検知し、一方で一次
元センサの出力から上記２値化出力値の前縁及び
後縁変化点に対応する素子出力の波高値を検出
し、一次元センサの出力波形の前縁及び後縁変化
点を通る一対の接線の交点を求め、この交点に相
当する受光面での位置に基づいて上記波高中心位
置を補正し、この補正された波高中心位置に基づ
いて太陽光入射角を求めるようにしたことを特徴
とする。
以下、第１図乃至第８図を参照してこの発明の
一実施例を詳細に説明する。
一実施例を詳細に説明する。
第１図はその基本構成を示すもので、図中符号
１４は一次元リニアアレーセンサである。このリ
ニアアレーセンサ１４は、その中央部に例えば
2048素子のCCD（電荷転送素子）を一列に配列し
たCCDセンサ部１４１を設けたもので、このリ
ニアアレーセンサ１４の数cm上方にはアパーチヤ
マスク１５が配置される。このアパーチヤマスク
１５はその中央部に、上記CCDセンサ部１４１
のCCD配列方向と直交する方向に、幅数＋μmの
スリツト１５１を形成したもので、このスリツト
１５１を通過した太陽光のみCCDセンサ部１４
１に照射するためのものである。このCCDセン
サ部１４１は、CCD駆動回路１６により常時一
定周期で掃引駆動されており、受光面に太陽光が
照射されると光電変換を行なつて、その電気信号
を太陽光入射位置の検出信号Ｋとして順次バツフ
アアンプ１７を介して信号処理回路１８に導出す
るものである。この信号処理回路１８は上記検出
信号Ｋから太陽光入射位置を検知して太陽光入射
角を算出出力するものである。尚、上記CCD駆
動回路１６及び信号処理回路１８に必要なタイミ
ング駆動信号及びクロツク信号等は、タイミング
発生回路１９で発生される。
１４は一次元リニアアレーセンサである。このリ
ニアアレーセンサ１４は、その中央部に例えば
2048素子のCCD（電荷転送素子）を一列に配列し
たCCDセンサ部１４１を設けたもので、このリ
ニアアレーセンサ１４の数cm上方にはアパーチヤ
マスク１５が配置される。このアパーチヤマスク
１５はその中央部に、上記CCDセンサ部１４１
のCCD配列方向と直交する方向に、幅数＋μmの
スリツト１５１を形成したもので、このスリツト
１５１を通過した太陽光のみCCDセンサ部１４
１に照射するためのものである。このCCDセン
サ部１４１は、CCD駆動回路１６により常時一
定周期で掃引駆動されており、受光面に太陽光が
照射されると光電変換を行なつて、その電気信号
を太陽光入射位置の検出信号Ｋとして順次バツフ
アアンプ１７を介して信号処理回路１８に導出す
るものである。この信号処理回路１８は上記検出
信号Ｋから太陽光入射位置を検知して太陽光入射
角を算出出力するものである。尚、上記CCD駆
動回路１６及び信号処理回路１８に必要なタイミ
ング駆動信号及びクロツク信号等は、タイミング
発生回路１９で発生される。
すなわち、アパーチヤマスク１５のスリツト１
５１を通過した入射光について、CCDセンサ部
１４１とアパーチヤマスク１５との間隔をＨ、太
陽光入射角をθとすると、CCDセンサ部１４１
の受光面上の太陽光入射位置Ｐは、第２図に示す
ように、中央部０からｌ（＝Ｈ／tan θ）だけ離
れた位置となる。この入射光はスリツト１５１の
幅と回折作用により、Ｐ点を中心にガウス分布で
広がつており、この分布状態はCCDセンサ部１
４１によつて検出され、信号処理回路１８に転送
出力される。
５１を通過した入射光について、CCDセンサ部
１４１とアパーチヤマスク１５との間隔をＨ、太
陽光入射角をθとすると、CCDセンサ部１４１
の受光面上の太陽光入射位置Ｐは、第２図に示す
ように、中央部０からｌ（＝Ｈ／tan θ）だけ離
れた位置となる。この入射光はスリツト１５１の
幅と回折作用により、Ｐ点を中心にガウス分布で
広がつており、この分布状態はCCDセンサ部１
４１によつて検出され、信号処理回路１８に転送
出力される。
ここで、信号処理回路１８について、第３図乃
至第８図を参照して説明する。
至第８図を参照して説明する。
第３図は信号処理回路１８の具体的な構成を示
すもので、図中符号１８１は自動利得調整回路
（以下AGC回路と記す）である。このAGC回路
１８１にはCCDセンサ部１４１からの検出信号
Ｋが供給される。つまり、このAGC回路１８１
は、太陽光入射角θが大きくなるほどCCDセン
サ部１４１の出力がcos θに比例して減少し、そ
の減衰量がθ＝60゜で約１／２にも達するので、
安定な信号処理を行なうために予め入力波高を正
規化しておくものである。このAGC回路１８１
は、具体的には第４図に示すように構成される。
すもので、図中符号１８１は自動利得調整回路
（以下AGC回路と記す）である。このAGC回路
１８１にはCCDセンサ部１４１からの検出信号
Ｋが供給される。つまり、このAGC回路１８１
は、太陽光入射角θが大きくなるほどCCDセン
サ部１４１の出力がcos θに比例して減少し、そ
の減衰量がθ＝60゜で約１／２にも達するので、
安定な信号処理を行なうために予め入力波高を正
規化しておくものである。このAGC回路１８１
は、具体的には第４図に示すように構成される。
すなわち、図中符号２０１はAGCアンプ、２
０２ａ〜２０２ｅは利得制御用帰還抵抗、２０３
はアナログ・マルチプレクサ、２０４ａ〜２０４
ｄは入力レベル検出用アナログ・コンパレータ、
２０５ａ〜２０５ｄは比較電圧設定用抵抗、２０
６は入力レベルを記憶するためのラツチ付エンコ
ーダ、２０７は比較電圧源で、このAGC回路１
８１は一回目の走査で検出信号Ｋの入力レベルを
検知してエンコーダ２０６に記憶すると共に利得
設定用帰還抵抗２０２ａ〜２０２ｅ選択決定し、
二回目の走査から測定を行なうようにしたもので
ある。
０２ａ〜２０２ｅは利得制御用帰還抵抗、２０３
はアナログ・マルチプレクサ、２０４ａ〜２０４
ｄは入力レベル検出用アナログ・コンパレータ、
２０５ａ〜２０５ｄは比較電圧設定用抵抗、２０
６は入力レベルを記憶するためのラツチ付エンコ
ーダ、２０７は比較電圧源で、このAGC回路１
８１は一回目の走査で検出信号Ｋの入力レベルを
検知してエンコーダ２０６に記憶すると共に利得
設定用帰還抵抗２０２ａ〜２０２ｅ選択決定し、
二回目の走査から測定を行なうようにしたもので
ある。
このようなAGC回路１８１で正規化された検
出信号Ｋはアナログアナログコンパレータ１８２
により基準電圧ECMPと比較されて量子化され、２
値の“１”，“０”で示されるデジタル信号に変換
される。このコンパレータ１８２の出力Ｖ１８２
はセツト・リセツトフリツプフロツプ（以下Ｓ／
Ｒ・FFと記す）１８３のリセツト側端Ｒに供給
される。このＳ／Ｒ・FF１８３のセツト側入力
端Ｓには前記CCDセンサ部１４１の駆動信号で
あるスタート信号St（タイミング発生回路１９で
発生する）が印加されている。このスタート信号
StはCCDセンサ部１４１の０番目の素子駆動に
対応して発生するもので、CCDセンサ部１４１
の蓄積電荷をCCD内部の転送用レジスタに転送
させるためのものである。この蓄積電荷は上記ク
ロツク信号CKによりCCDセンサ部１４１から順
次送出されている。
出信号Ｋはアナログアナログコンパレータ１８２
により基準電圧ECMPと比較されて量子化され、２
値の“１”，“０”で示されるデジタル信号に変換
される。このコンパレータ１８２の出力Ｖ１８２
はセツト・リセツトフリツプフロツプ（以下Ｓ／
Ｒ・FFと記す）１８３のリセツト側端Ｒに供給
される。このＳ／Ｒ・FF１８３のセツト側入力
端Ｓには前記CCDセンサ部１４１の駆動信号で
あるスタート信号St（タイミング発生回路１９で
発生する）が印加されている。このスタート信号
StはCCDセンサ部１４１の０番目の素子駆動に
対応して発生するもので、CCDセンサ部１４１
の蓄積電荷をCCD内部の転送用レジスタに転送
させるためのものである。この蓄積電荷は上記ク
ロツク信号CKによりCCDセンサ部１４１から順
次送出されている。
そして、Ｓ／Ｒ・FF１８３の出力Ｖ１８３は
タイミング発生回路１９で発生されたクロツク信
号CK（電荷転送クロツクと同一のもので、CCD
センサ部１４１の一画素と対応する）と共にアン
ドゲート１８４に供給される。このアンドゲート
１８４の出力はオアゲート１８５を介して第１の
カウンタ１８６のクロツク入力端CLKに供給さ
れる。この第１のカウンタ１８６のリセツト入力
端CLRには上記スタート信号Stが供給されてお
り、その出力端Ｑ１〜Ｑ１１からのカウントデー
タはシフトレジスタ１８７のデータ入力端Ｂ〜Ｋ
に供給される。
タイミング発生回路１９で発生されたクロツク信
号CK（電荷転送クロツクと同一のもので、CCD
センサ部１４１の一画素と対応する）と共にアン
ドゲート１８４に供給される。このアンドゲート
１８４の出力はオアゲート１８５を介して第１の
カウンタ１８６のクロツク入力端CLKに供給さ
れる。この第１のカウンタ１８６のリセツト入力
端CLRには上記スタート信号Stが供給されてお
り、その出力端Ｑ１〜Ｑ１１からのカウントデー
タはシフトレジスタ１８７のデータ入力端Ｂ〜Ｋ
に供給される。
一方、上記コンパレータ１８２の出力Ｖ１８２
は第２のカウンタ１８８のイネーブル入力端
ENBに供給される。この第２のカウンタ１８８
のクロツク入力端CLKには上記タイミング発生
回路１９からのクロツク信号CKが供給され、ま
たリセツト入力端CLRには上記スタートSt信号
が供給される。そして、この第２のカウンタ１８
８の出力端Ｑ１からのカウントデータは上記オア
ゲート１８５を介して第１のカウンタ１８６のク
ロツク入力端CLKに供給されると共に、シフト
レジタ１８７のデータ入力端Ａに供給される。こ
のシフトレジスタ１８７のロード入力端LODに
はタイミング発生回路１９からのロード信号Ｌが
供給される。このロード信号Ｌは上記CCDセン
サ部１４１の最後の素子（2048番目）の駆動に対
応して出力されるもので、シフトレジスタ１８７
はこのロード信号Ｌを入力すると、クロツク入力
端CLOKに供給される外部読出しクロツク信号
RCKに応じてデータ入力端Ａ〜Ｋに供給された
データを順次シフト出力するものである。このシ
フトレジス１８７の出力Ｉは太陽光入射角θをデ
ジタル化したものである。
は第２のカウンタ１８８のイネーブル入力端
ENBに供給される。この第２のカウンタ１８８
のクロツク入力端CLKには上記タイミング発生
回路１９からのクロツク信号CKが供給され、ま
たリセツト入力端CLRには上記スタートSt信号
が供給される。そして、この第２のカウンタ１８
８の出力端Ｑ１からのカウントデータは上記オア
ゲート１８５を介して第１のカウンタ１８６のク
ロツク入力端CLKに供給されると共に、シフト
レジタ１８７のデータ入力端Ａに供給される。こ
のシフトレジスタ１８７のロード入力端LODに
はタイミング発生回路１９からのロード信号Ｌが
供給される。このロード信号Ｌは上記CCDセン
サ部１４１の最後の素子（2048番目）の駆動に対
応して出力されるもので、シフトレジスタ１８７
はこのロード信号Ｌを入力すると、クロツク入力
端CLOKに供給される外部読出しクロツク信号
RCKに応じてデータ入力端Ａ〜Ｋに供給された
データを順次シフト出力するものである。このシ
フトレジス１８７の出力Ｉは太陽光入射角θをデ
ジタル化したものである。
すなわち、上記タイミング発生回路１９から第
５図ａ，ｂに示すようなクロツク信号CK及びス
タート信号Stが出力されている場合、信号処理回
路１８に第５図ｃに示すような検出信号Ｋが供給
されたとすると、コンパレータ１８２から出力さ
れるデジタル信号Ｖ１８２は第５図ｄに示すよう
になり、これによつてＳ／Ｒ・FF１８３の出力
Ｖ１８３は、第５図ｅに示すように、CCDセン
サ部１４１の０番目の素子出力から入射光の当た
つているａ番目の素子出力までの期間Ａの間で
“１”となり、それ以外で“０”となる。この期
間Ａでは、第１のカウンタ１８６のクロツク入力
端CLKにタイミング発生回路１９からのクロツ
ク信号Ｋがアンドゲート１８４及びオアゲート１
８５を介して供給されるので、この第１のカウン
タ１８６では長さ“Ａ”が計数される。
５図ａ，ｂに示すようなクロツク信号CK及びス
タート信号Stが出力されている場合、信号処理回
路１８に第５図ｃに示すような検出信号Ｋが供給
されたとすると、コンパレータ１８２から出力さ
れるデジタル信号Ｖ１８２は第５図ｄに示すよう
になり、これによつてＳ／Ｒ・FF１８３の出力
Ｖ１８３は、第５図ｅに示すように、CCDセン
サ部１４１の０番目の素子出力から入射光の当た
つているａ番目の素子出力までの期間Ａの間で
“１”となり、それ以外で“０”となる。この期
間Ａでは、第１のカウンタ１８６のクロツク入力
端CLKにタイミング発生回路１９からのクロツ
ク信号Ｋがアンドゲート１８４及びオアゲート１
８５を介して供給されるので、この第１のカウン
タ１８６では長さ“Ａ”が計数される。
一方、入射光が当たつているCCDセンサ部１
４１の素子の出力期間Ｂでは、コンパレータ１８
２の出力Ｖ１８２が“１”となるので第２のカウ
ンタ１８８は計数状態となり、この第２のカウン
タ１８８により上記クロツク信号CKが計数され
る。その計数値は１／２にカウントダウンされて
オアゲート１８５を介して第１のカウンタ１８６
のクロツク入力端に供給され、この第１のカウン
タ１８６に計数される。
４１の素子の出力期間Ｂでは、コンパレータ１８
２の出力Ｖ１８２が“１”となるので第２のカウ
ンタ１８８は計数状態となり、この第２のカウン
タ１８８により上記クロツク信号CKが計数され
る。その計数値は１／２にカウントダウンされて
オアゲート１８５を介して第１のカウンタ１８６
のクロツク入力端に供給され、この第１のカウン
タ１８６に計数される。
ここで、上記第２のカウンタ１８８一段の単な
るDC型フリツプフロツプである。第１のカウン
タ１８６と第２のカウンタ１８８の全計数結果
は、Ａ＋Ｂ／２となり、この計結果はシフトレジス タ１８７に第５図ｆに示すロード信号Ｌセツトさ
れた後、第５図ｇに示す外部読出しクロツク信号
RCKにより順次読み出される。
るDC型フリツプフロツプである。第１のカウン
タ１８６と第２のカウンタ１８８の全計数結果
は、Ａ＋Ｂ／２となり、この計結果はシフトレジス タ１８７に第５図ｆに示すロード信号Ｌセツトさ
れた後、第５図ｇに示す外部読出しクロツク信号
RCKにより順次読み出される。
つまり、この信号処理回路の特徴とするところ
は、第２のカウンタ１８８の使用により、期間Ｂ
の計数値が奇数値であつても、少数点以下１桁が
切り捨てられることなく、位置情報が１／２画素
の角度で計測できる点にある。また、もう一点と
して、AGC回路１８１の採用によりコンパレー
タ１８２に加わる検出信号Ｋのレベルが太陽光入
射角θに影響されることなくほぼ一定となり、こ
れによつて測定精度が全測定域に渡つて一定とな
ることがあげられる。
は、第２のカウンタ１８８の使用により、期間Ｂ
の計数値が奇数値であつても、少数点以下１桁が
切り捨てられることなく、位置情報が１／２画素
の角度で計測できる点にある。また、もう一点と
して、AGC回路１８１の採用によりコンパレー
タ１８２に加わる検出信号Ｋのレベルが太陽光入
射角θに影響されることなくほぼ一定となり、こ
れによつて測定精度が全測定域に渡つて一定とな
ることがあげられる。
以上のことは、第６図に取出して示す検出信号
Ｋに対し、コンパレータ１８２の不感帯ΔEが測
定に及ぼす影響を極力押えるために行なうもの
で、例えば基準電圧ECMPを波高の中間ECMP１に選
んだときと波高のすそ近傍ECMP２に選んだときと
では、パルス幅Ｂの計測に対する不確定さがΔb
２＞Δb１であるからECMPのときの方がはるかに
大きい。したがつて、AGC回路１８１を使用し
ないとすると、CCDセンサ部１４１の検出信号
Ｋ中の波高が太陽光入射角θにより変化するか
ら、全測定視野をカバーするためにはコンパレー
タ１８２の基準電圧ECMPをECMP２側に選ぶ必要が
ある。
Ｋに対し、コンパレータ１８２の不感帯ΔEが測
定に及ぼす影響を極力押えるために行なうもの
で、例えば基準電圧ECMPを波高の中間ECMP１に選
んだときと波高のすそ近傍ECMP２に選んだときと
では、パルス幅Ｂの計測に対する不確定さがΔb
２＞Δb１であるからECMPのときの方がはるかに
大きい。したがつて、AGC回路１８１を使用し
ないとすると、CCDセンサ部１４１の検出信号
Ｋ中の波高が太陽光入射角θにより変化するか
ら、全測定視野をカバーするためにはコンパレー
タ１８２の基準電圧ECMPをECMP２側に選ぶ必要が
ある。
ところが、上記測定視野全域に渡つてAGC作
動により波高をほぼ一定にしておき、波高中心Ｐ
を下記の補間法で近似計算することにより、さら
に高精度な太陽光入射角θを求めることができ
る。
動により波高をほぼ一定にしておき、波高中心Ｐ
を下記の補間法で近似計算することにより、さら
に高精度な太陽光入射角θを求めることができ
る。
第７図はその原理を説明するためのもので、第
７図ａに横軸をｘ座標として検出信号Ｋ及び基準
電圧レベルECMPの各信号波形をし、第７図ｂに基
準電圧レベルECMPと入力信号Ｋとの交点イ、ロの
座標（x1，ａ）、（x2，ｂ）付近を拡大して示す。
すなわち、点イ、ロを通る接線の傾きをＫとすれ
ば、２直線の交点Ｐが波高の中心x0と近似でき
る。したがつて交点Ｐの座標は直線の方程式か
ら、 ｙ−ａ＝ｋ（ｘ−x1） ……(1) ｙ−ｂ＝−ｋ（ｘ−x2） ……(2) と表わせる。この(1)，(2)式より交点Ｐのｘ座標値
X0は、 x0＝x1＋x2／２＋ｂ−ａ／2k ＝（Ａ＋Ｂ／２）＋ｂ−ａ／2k ……(3) となる。したがつて、(3)式から補正項ｂ−ａ／2kを 求めて補正すればさらに正確な角度θが求められ
る。
７図ａに横軸をｘ座標として検出信号Ｋ及び基準
電圧レベルECMPの各信号波形をし、第７図ｂに基
準電圧レベルECMPと入力信号Ｋとの交点イ、ロの
座標（x1，ａ）、（x2，ｂ）付近を拡大して示す。
すなわち、点イ、ロを通る接線の傾きをＫとすれ
ば、２直線の交点Ｐが波高の中心x0と近似でき
る。したがつて交点Ｐの座標は直線の方程式か
ら、 ｙ−ａ＝ｋ（ｘ−x1） ……(1) ｙ−ｂ＝−ｋ（ｘ−x2） ……(2) と表わせる。この(1)，(2)式より交点Ｐのｘ座標値
X0は、 x0＝x1＋x2／２＋ｂ−ａ／2k ＝（Ａ＋Ｂ／２）＋ｂ−ａ／2k ……(3) となる。したがつて、(3)式から補正項ｂ−ａ／2kを 求めて補正すればさらに正確な角度θが求められ
る。
第８図は上記補正演算を実現する信号処理回路
の構成を示すものである。但し、第８図において
第３図と同一部分には同一符号を付して示し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
の構成を示すものである。但し、第８図において
第３図と同一部分には同一符号を付して示し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
すなわち、図中符号３０は補正演算回路で、こ
の補正演算回路３０は第１及び第２のサンプルホ
ールド回路（Ｓ／Ｈ）３０１，３０２、第１及び
第２のモノステーブル３０３，３０４、差動増幅
器３０５、抵抗Ｒ１，Ｒ２よりなる抵抗減衰器３
０６、アナログ・デジタル変換（ADC）回路３
０７及び加算器３０８よりなるものである。
の補正演算回路３０は第１及び第２のサンプルホ
ールド回路（Ｓ／Ｈ）３０１，３０２、第１及び
第２のモノステーブル３０３，３０４、差動増幅
器３０５、抵抗Ｒ１，Ｒ２よりなる抵抗減衰器３
０６、アナログ・デジタル変換（ADC）回路３
０７及び加算器３０８よりなるものである。
まず、前記AGC回路１８１から出力された検
出信号Ｋは第１及び第２のサンプルホールド回路
３０１，３０２に供給され、またコンパレータ１
８２の出力Ｖ１８２は第１及び第２のモノステー
ブル３０３，３０４に供給される。第１のモノス
テーブル３０３はコンパレータ１８２の出力Ｖ１
８２の前縁でトリガがかかるようにして、座標点
イ（x1座標）の波高値“ａ”を記憶するための
サンプルホールド回路３０１にホールド信号を発
生する。一方、第２のモノステーブル３０４は、
同様にコンパレータ１８２の出力Ｖ１８２の後縁
でトリガをかけて、座標点ロ（x2座標）の波高
値“ｂ”を記憶するサンプルホールド回路３０２
のホールド信号を発生する。これら第１及び第２
のモノステーブル３０３，３０４からの各ホール
ド信号によるタイミングでAGC回路１８１から
の検出信号Ｋをサンプルホールドした第１及び第
２のサンプルホールド回路３０１，３０２の出力
ａ，ｂは、差動増幅器３０５により（ｂ−ａ）の
演算が行なわれ、抵抗減衰器３０６によりさらに
ｂ−ａ／2kの演算処理が行われる。そして、次段の ADC回路３０７によりデジタル信号に変換され
た後、加算器３０８により第３図に示した信号処
理回路で得られた測定結果Ａ＋Ｂ／２と加算さ
れ、Ａ＋Ｂ／２＋ｂ−ａ／2kが得られる。この演算結果 は前記シフトレジスタ１８７に転送された後、外
部読出しクロツク信号RCKによりシリアルデー
タとして読み出される。
出信号Ｋは第１及び第２のサンプルホールド回路
３０１，３０２に供給され、またコンパレータ１
８２の出力Ｖ１８２は第１及び第２のモノステー
ブル３０３，３０４に供給される。第１のモノス
テーブル３０３はコンパレータ１８２の出力Ｖ１
８２の前縁でトリガがかかるようにして、座標点
イ（x1座標）の波高値“ａ”を記憶するための
サンプルホールド回路３０１にホールド信号を発
生する。一方、第２のモノステーブル３０４は、
同様にコンパレータ１８２の出力Ｖ１８２の後縁
でトリガをかけて、座標点ロ（x2座標）の波高
値“ｂ”を記憶するサンプルホールド回路３０２
のホールド信号を発生する。これら第１及び第２
のモノステーブル３０３，３０４からの各ホール
ド信号によるタイミングでAGC回路１８１から
の検出信号Ｋをサンプルホールドした第１及び第
２のサンプルホールド回路３０１，３０２の出力
ａ，ｂは、差動増幅器３０５により（ｂ−ａ）の
演算が行なわれ、抵抗減衰器３０６によりさらに
ｂ−ａ／2kの演算処理が行われる。そして、次段の ADC回路３０７によりデジタル信号に変換され
た後、加算器３０８により第３図に示した信号処
理回路で得られた測定結果Ａ＋Ｂ／２と加算さ
れ、Ａ＋Ｂ／２＋ｂ−ａ／2kが得られる。この演算結果 は前記シフトレジスタ１８７に転送された後、外
部読出しクロツク信号RCKによりシリアルデー
タとして読み出される。
したがつて、上記のように構成した太陽センサ
は、信号衛星の軌道高度の変動による太陽光入射
強度の影響を受けず、また宇宙線によるセル保護
膜の劣化に伴うセル感度の低下や、バツフアアン
プの利得低下等の影響を受け難くなり、また２組
のカウンタを使用したことによつて太陽光入射角
データのビツト切捨てを防ぐことができる。さら
に、補間法による演算処理方法を採用することに
より、センサに有する固有の素子分解以上の高分
解能化が可能となり、より正確な太陽光入射角を
求めることができるようになる。
は、信号衛星の軌道高度の変動による太陽光入射
強度の影響を受けず、また宇宙線によるセル保護
膜の劣化に伴うセル感度の低下や、バツフアアン
プの利得低下等の影響を受け難くなり、また２組
のカウンタを使用したことによつて太陽光入射角
データのビツト切捨てを防ぐことができる。さら
に、補間法による演算処理方法を採用することに
より、センサに有する固有の素子分解以上の高分
解能化が可能となり、より正確な太陽光入射角を
求めることができるようになる。
以上詳細したようにこの発明によれば、人工衛
星の軌道高度変化に影響されることなく、正確な
太陽光入射角を計測することのできる太陽センサ
を提供することができる。
星の軌道高度変化に影響されることなく、正確な
太陽光入射角を計測することのできる太陽センサ
を提供することができる。
第１図はこの発明に係る太陽センサの一実施例
を示すブロツク回路図、第２図は上記実施例の基
本原理を説明するための図、第３図は上記実施例
における信号処理回路の具体的な構成を示すブロ
ツク回路図、第４図は上記信号処理回路に用いら
れるAGC回路の具体的な構成を示すブロツク回
路図、第５図乃至第６図はそれぞれ上記信号処理
回路の動作を説明するための図、第７図及び第８
図はそれぞれこの発明の他の実施例を説明するた
めの図、第９図は従来の太陽センサの構成を示す
図である。 １４……一次元リニアアレーセンサ、１４１…
…CCDセンサ部、１５……アパーチヤマスク、
１６……CCD駆動回路、１７……バツフアアン
プ、１８……信号処理回路、１８１……AGC回
路、１８２……アナログコンパレータ、１８３…
…Ｓ／Ｒフリツプフロツプ、１８６，１８８……
カウンタ、１８７……シフトレジスタ、１９……
タイミング発生回路。
を示すブロツク回路図、第２図は上記実施例の基
本原理を説明するための図、第３図は上記実施例
における信号処理回路の具体的な構成を示すブロ
ツク回路図、第４図は上記信号処理回路に用いら
れるAGC回路の具体的な構成を示すブロツク回
路図、第５図乃至第６図はそれぞれ上記信号処理
回路の動作を説明するための図、第７図及び第８
図はそれぞれこの発明の他の実施例を説明するた
めの図、第９図は従来の太陽センサの構成を示す
図である。 １４……一次元リニアアレーセンサ、１４１…
…CCDセンサ部、１５……アパーチヤマスク、
１６……CCD駆動回路、１７……バツフアアン
プ、１８……信号処理回路、１８１……AGC回
路、１８２……アナログコンパレータ、１８３…
…Ｓ／Ｒフリツプフロツプ、１８６，１８８……
カウンタ、１８７……シフトレジスタ、１９……
タイミング発生回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の光電変換素子を１方向に配列させ駆動
用クロツク信号に応じて前記複数の光電変換素子
に蓄積された電荷を順次転送出力する一次元セン
サと、 この一次元センサの受光面上方に近接して配置
され、センサの中央上方位置に素子配列方向と直
交する方向にスリツトを形成してなり、該スリツ
トに太陽光を通過させ前記一次元センサの受光面
の一部に照射させるアパーチヤマスクと、 前記スリツトを通過して前記一次元センサの受
光面に照射される太陽光の位置を前記一次元セン
サの出力から検知して太陽光入射角を算出する信
号処理回路とを具備し、 前記信号処理回路は、 前記駆動用クロツク信号の１／２の周波数のク
ロツク信号を生成するクロツク生成手段と、 前記一次元センサの出力を基準レベルと比較し
て２値化するアナログコンパレータと、 このアナログコンパレータの出力に応じて前記
駆動用クロツク信号とその１／２の周波数のクロ
ツク信号を切換え計数することにより前記一次元
センサの受光面での波高中心位置を検知する位置
検出手段と、 前記一次元センサの出力から前記アナログコン
パレータの出力値の前縁及び後縁変化点に対応す
る素子出力の波高値を検出する波高値検出手段
と、 この手段で得られた前縁及び後縁の波高値から
前記一次元センサの出力波形の前縁及び後縁変化
点を通る一対の接線の交点を求め、この交点に相
当する前記一次元センサの受光面での位置に基づ
いて前記位置検出手段で得られた波高中心位置を
補正する補正手段とを備え、 前記補正手段で補正された波高中心位置に基づ
いて太陽光入射角を求めるようにしたことを特徴
とする太陽センサ。 ２ 前記信号処理回路は、前記一次元センサの出
力のピーク値が常に一定となるように制御する自
動利得制御回路を備え、この回路出力を前記アナ
ログコンパレータ及び波高値検出手段へ供給する
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の太陽センサ。 ３ 前記自動利得制御回路は、複数の帰還用抵抗
を有する利得制御用増幅器と、この増幅器の出力
信号波高値のピーク値を検出するアナログコンパ
レータと、このアナログコンパレータで検出され
たピーク値を記憶するラツチ付エンコーダメモリ
と、このエンコーダメモリの出力に応じて前記複
数の帰還用抵抗を切換え接続するループゲイン切
換え用マルチプレクサとを具備し、前記一次元セ
ンサ出力の太陽光入射角による出力変化を除去す
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の太陽センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12228584A JPS61709A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 太陽センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12228584A JPS61709A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 太陽センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61709A JPS61709A (ja) | 1986-01-06 |
| JPH0550685B2 true JPH0550685B2 (ja) | 1993-07-29 |
Family
ID=14832167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12228584A Granted JPS61709A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 太陽センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61709A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63163111A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Fujita Corp | 太陽光位置検出装置 |
| JPH0711419B2 (ja) * | 1988-03-28 | 1995-02-08 | 岩崎通信機株式会社 | レーザ光を利用した変位計 |
| US7257248B2 (en) * | 2003-03-27 | 2007-08-14 | General Electric Company | Non-contact measurement system and method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611307A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-04 | Nec Corp | Spin type solar sensor |
| JPS5664611A (en) * | 1979-10-31 | 1981-06-01 | Nec Corp | Device for measuring solar angle |
-
1984
- 1984-06-14 JP JP12228584A patent/JPS61709A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611307A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-04 | Nec Corp | Spin type solar sensor |
| JPS5664611A (en) * | 1979-10-31 | 1981-06-01 | Nec Corp | Device for measuring solar angle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61709A (ja) | 1986-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4523229A (en) | Shading correction device | |
| US4999483A (en) | Sensor for detecting two dimensional angle of incidence of the sun | |
| JPS5958306A (ja) | 距離計 | |
| US5057682A (en) | Quiescent signal compensated photodetector system for large dynamic range and high linearity | |
| JPS62145125A (ja) | 走査型放射温度計 | |
| JPH0550685B2 (ja) | ||
| JPS6357721B2 (ja) | ||
| KR100239868B1 (ko) | 인공위성 자세 제어용 디지탈 태양센서의 구조 및신호처리 방법 | |
| JP2645111B2 (ja) | 太陽センサ | |
| JPS54115184A (en) | Scintillation camera | |
| JP2818251B2 (ja) | 太陽センサ | |
| JPH0650725Y2 (ja) | 太陽光追尾装置 | |
| JPS6275307A (ja) | 太陽センサ | |
| JPH0693767B2 (ja) | 電荷蓄積形イメージセンサ回路 | |
| JPS6132324Y2 (ja) | ||
| SU1226061A1 (ru) | Устройство дл определени положени зоны с неравномерной освещенностью | |
| SU1654753A1 (ru) | Устройство преобразовани угловой скорости в код | |
| JPS6223801B2 (ja) | ||
| JPS586885B2 (ja) | 入射角測定装置 | |
| SU1402870A1 (ru) | Способ регистрации теневых рентгеновских проекций | |
| JP3023157B2 (ja) | 太陽センサの光入射位置検出装置 | |
| JPS6040904A (ja) | 長さ測定装置 | |
| JPS6225966B2 (ja) | ||
| SU603981A1 (ru) | Регистрирующее устройство | |
| JPS5658376A (en) | Photo-electric converter |