JPH09105852A - 太陽追尾装置 - Google Patents
太陽追尾装置Info
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- JPH09105852A JPH09105852A JP7289212A JP28921295A JPH09105852A JP H09105852 A JPH09105852 A JP H09105852A JP 7289212 A JP7289212 A JP 7289212A JP 28921295 A JP28921295 A JP 28921295A JP H09105852 A JPH09105852 A JP H09105852A
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- Japan
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- sun
- optical path
- reflecting mirror
- movable reflecting
- tracking
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
- F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
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- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地球を取り巻く大気層を透過した太陽光線の
スペクトル観測および大気層を透過することなく直接到
来した太陽光線を受光することによる１００％受光状態
の校正を正確に行ない得る太陽追尾装置を提供するこ
と。 【解決手段】 入射した太陽光線16の反射方向を変化さ
せる可動反射鏡13と、この可動反射鏡13で反射させられ
た太陽光線を第１の光路17および第２の光路18に分ける
ピエゾ駆動光分割器19と、第１の光路17を経て入射した
太陽光線を合焦して太陽面を形成する望遠鏡11と、この
望遠鏡11の焦点位置に配置されたスペクトル観測視野を
限定するスリット15と、第２の光路18を経て入射した太
陽光線の入射角を検出する追尾センサ12と、この追尾セ
ンサ12から出力される入射角信号に基づいて２軸ジンバ
ル13a、13bを介して可動反射鏡13の反射方向を制御する
追尾制御系と、第２の光路18の光軸を振らせて追尾制御
系により可動反射鏡13の反射方向を変化させることによ
り、スリットのスリット・イメージを太陽面内で走査さ
せる太陽面内走査手段とにより構成されている。
スペクトル観測および大気層を透過することなく直接到
来した太陽光線を受光することによる１００％受光状態
の校正を正確に行ない得る太陽追尾装置を提供するこ
と。 【解決手段】 入射した太陽光線16の反射方向を変化さ
せる可動反射鏡13と、この可動反射鏡13で反射させられ
た太陽光線を第１の光路17および第２の光路18に分ける
ピエゾ駆動光分割器19と、第１の光路17を経て入射した
太陽光線を合焦して太陽面を形成する望遠鏡11と、この
望遠鏡11の焦点位置に配置されたスペクトル観測視野を
限定するスリット15と、第２の光路18を経て入射した太
陽光線の入射角を検出する追尾センサ12と、この追尾セ
ンサ12から出力される入射角信号に基づいて２軸ジンバ
ル13a、13bを介して可動反射鏡13の反射方向を制御する
追尾制御系と、第２の光路18の光軸を振らせて追尾制御
系により可動反射鏡13の反射方向を変化させることによ
り、スリットのスリット・イメージを太陽面内で走査さ
せる太陽面内走査手段とにより構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星に搭載し
て、太陽を光源とし、地球を取り巻く大気層を透過した
太陽光線のスペクトル観測を行なうために太陽光線を観
測用光学系に導く太陽追尾装置に関する。
て、太陽を光源とし、地球を取り巻く大気層を透過した
太陽光線のスペクトル観測を行なうために太陽光線を観
測用光学系に導く太陽追尾装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の人工衛星に搭載する太陽追尾装置
は、図４に示すように、入射した太陽光線16の反射方向
を２軸ジンバル13a、13bで変化させる可動反射鏡13と、
この可動反射鏡13で反射された太陽光線を予め光軸調整
された観測用光路17および追尾制御用光路18に分割する
ハーフミラーなどの光分割器32と、観測用光路17を経た
太陽光線が入射して太陽面を形成するカセグレン型望遠
鏡11と、追尾制御用光路18を経た太陽光線が反射鏡33を
介して入射する追尾センサ12と、この追尾センサ12の出
力に基づいて２軸ジンバル13a、13bを制御し、可動反射
鏡13の反射方向を変化させるジンバル制御部14とを備え
ている。
は、図４に示すように、入射した太陽光線16の反射方向
を２軸ジンバル13a、13bで変化させる可動反射鏡13と、
この可動反射鏡13で反射された太陽光線を予め光軸調整
された観測用光路17および追尾制御用光路18に分割する
ハーフミラーなどの光分割器32と、観測用光路17を経た
太陽光線が入射して太陽面を形成するカセグレン型望遠
鏡11と、追尾制御用光路18を経た太陽光線が反射鏡33を
介して入射する追尾センサ12と、この追尾センサ12の出
力に基づいて２軸ジンバル13a、13bを制御し、可動反射
鏡13の反射方向を変化させるジンバル制御部14とを備え
ている。
【０００３】さらに、図５に示すように、太陽の追尾が
完了したとき、カセグレン型望遠鏡11によって合焦され
た太陽面29のうち、ほぼ中心位置においてスペクトル観
測視野を限定し、分光器などのスペクトル観測装置（図
示せず）へ入射させるために、カセグレン型望遠鏡11の
焦点位置に配置されたスリット15を備えている。
完了したとき、カセグレン型望遠鏡11によって合焦され
た太陽面29のうち、ほぼ中心位置においてスペクトル観
測視野を限定し、分光器などのスペクトル観測装置（図
示せず）へ入射させるために、カセグレン型望遠鏡11の
焦点位置に配置されたスリット15を備えている。
【０００４】次に、このように構成された従来の太陽追
尾装置の追尾動作について説明する。図２に示すよう
に、人工衛星25が衛星軌道28に沿って矢印の方向に移動
して、太陽追尾装置の追尾センサ12の視野角内に一定レ
ベル以上の強度で太陽27からの太陽光線が入射するａ点
に到達すると、追尾センサ12から太陽の方位角を示す太
陽方位角信号および太陽の仰俯角を示す太陽仰俯角信号
を出力するので、太陽方位角信号および太陽仰俯角信号
が入力されるジンバル制御部14は、これら２つの信号に
基づいて２軸ジンバル13a、13bを制御し、可動反射鏡13
を調整して追尾センサ12の光軸中心（望遠鏡11の光軸中
心）に太陽光線を導く。
尾装置の追尾動作について説明する。図２に示すよう
に、人工衛星25が衛星軌道28に沿って矢印の方向に移動
して、太陽追尾装置の追尾センサ12の視野角内に一定レ
ベル以上の強度で太陽27からの太陽光線が入射するａ点
に到達すると、追尾センサ12から太陽の方位角を示す太
陽方位角信号および太陽の仰俯角を示す太陽仰俯角信号
を出力するので、太陽方位角信号および太陽仰俯角信号
が入力されるジンバル制御部14は、これら２つの信号に
基づいて２軸ジンバル13a、13bを制御し、可動反射鏡13
を調整して追尾センサ12の光軸中心（望遠鏡11の光軸中
心）に太陽光線を導く。
【０００５】そして、人工衛星25が軌道28上を移動し
て、太陽27からの太陽光線の入射角が変化しても太陽光
線を追尾し続ける。
て、太陽27からの太陽光線の入射角が変化しても太陽光
線を追尾し続ける。
【０００６】追尾完了後、人工衛星25の移動中に太陽追
尾装置は、ａ点におけるように大気層を透過して到来し
た大気透過光を受光し、また、ｂ点におけるように大気
層を透過することなく直接到来した太陽光線を受光する
ことができるので、大気透過光を受光したときには、大
気透過光を分光器などによってスペクトルを観測し、太
陽光線を直接受光したときには、その太陽光線を観測し
て１００％受光状態の校正を行なったのち、太陽追尾シ
ーケンスを終了して強制的に外宇宙を観測して太陽光線
が入射しない０％受光状態の校正を行なって、大気透過
光のスペクトル観測データの校正を行なっている。
尾装置は、ａ点におけるように大気層を透過して到来し
た大気透過光を受光し、また、ｂ点におけるように大気
層を透過することなく直接到来した太陽光線を受光する
ことができるので、大気透過光を受光したときには、大
気透過光を分光器などによってスペクトルを観測し、太
陽光線を直接受光したときには、その太陽光線を観測し
て１００％受光状態の校正を行なったのち、太陽追尾シ
ーケンスを終了して強制的に外宇宙を観測して太陽光線
が入射しない０％受光状態の校正を行なって、大気透過
光のスペクトル観測データの校正を行なっている。
【０００７】このような太陽追尾装置におけるスペクト
ル観測動作および校正動作は、図５に示すように、太陽
面29内のスリット・イメージ30で決まる固定した観測視
野の光線、すなわち、スリット15を通過した光線に基づ
いて行なっている。
ル観測動作および校正動作は、図５に示すように、太陽
面29内のスリット・イメージ30で決まる固定した観測視
野の光線、すなわち、スリット15を通過した光線に基づ
いて行なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の太陽追
尾装置においては、観測用光路17と追尾制御用光路18と
を予め光軸調整して太陽光線16を追尾しているので、太
陽面29内の特定のスリット・イメージ30内のみの光線を
利用して１００％受光状態の校正を行なうことになるか
ら、太陽面29内に黒点が存在してスリット・イメージ30
内に黒点が出入りすると、入射する光量（分光器の光源
となる）が不均一になって、ばらつきを生じることがあ
る。
尾装置においては、観測用光路17と追尾制御用光路18と
を予め光軸調整して太陽光線16を追尾しているので、太
陽面29内の特定のスリット・イメージ30内のみの光線を
利用して１００％受光状態の校正を行なうことになるか
ら、太陽面29内に黒点が存在してスリット・イメージ30
内に黒点が出入りすると、入射する光量（分光器の光源
となる）が不均一になって、ばらつきを生じることがあ
る。
【０００９】このような１００％受光状態の校正動作時
における入射光量の均一性を向上させるために、太陽面
29内においてスリット・イメージ30を順次移動させて観
測することが有効である。
における入射光量の均一性を向上させるために、太陽面
29内においてスリット・イメージ30を順次移動させて観
測することが有効である。
【００１０】しかし、従来の太陽追尾装置において、追
尾シーケンスを中止し、追尾中止位置から太陽面29の範
囲内で２軸ジンバル13a、13bを駆動して可動反射鏡13の
角度を変化させながらスリット・イメージ30を動かし
て、１００％受光状態の校正を行なうと、２軸ジンバル
13a、13bへの指令コマンド中に人工衛星の位置が変化し
て太陽面29が移動するため、太陽の中心を基準としたス
リット・イメージ30の移動位置が、ジンバル13a、13bの
回転角度と一致しない。
尾シーケンスを中止し、追尾中止位置から太陽面29の範
囲内で２軸ジンバル13a、13bを駆動して可動反射鏡13の
角度を変化させながらスリット・イメージ30を動かし
て、１００％受光状態の校正を行なうと、２軸ジンバル
13a、13bへの指令コマンド中に人工衛星の位置が変化し
て太陽面29が移動するため、太陽の中心を基準としたス
リット・イメージ30の移動位置が、ジンバル13a、13bの
回転角度と一致しない。
【００１１】また、順次に数ステップの動作でスリット
・イメージの位置を変化させると、太陽の位置が刻々と
変化しているので太陽の中心からのスリット・イメージ
30の位置が不明となる。
・イメージの位置を変化させると、太陽の位置が刻々と
変化しているので太陽の中心からのスリット・イメージ
30の位置が不明となる。
【００１２】この１００％受光状態の校正動作は、太陽
の中心を基準として太陽面29内のどの位置で観測してい
るかを明確にする必要があり、再度１００％受光状態の
校正動作を開始する際には追尾シーケンスを再開し、太
陽の中心となる基準を求めて２軸ジンバル13a、13bの角
度を再設定しなければならない。さらに、２軸ジンバル
13a、13bへのコマンド送受信に必要な時間が、太陽の移
動を無視できない程度であるから、限られた観測時間内
に視野を特定でき、かつ、太陽面29内をくまなく観測し
て１００％受光状態の校正を行なうことが困難であっ
た。
の中心を基準として太陽面29内のどの位置で観測してい
るかを明確にする必要があり、再度１００％受光状態の
校正動作を開始する際には追尾シーケンスを再開し、太
陽の中心となる基準を求めて２軸ジンバル13a、13bの角
度を再設定しなければならない。さらに、２軸ジンバル
13a、13bへのコマンド送受信に必要な時間が、太陽の移
動を無視できない程度であるから、限られた観測時間内
に視野を特定でき、かつ、太陽面29内をくまなく観測し
て１００％受光状態の校正を行なうことが困難であっ
た。
【００１３】本発明は、このような従来の太陽追尾装置
が有する課題を解決するために考えられたもので、太陽
光線を直接観測して行なう１００％受光状態の校正動作
を、移動する太陽を追尾する太陽追尾制御系とは別の追
尾制御用光路の角度を変化させる太陽面内走査装置を用
いて実現する太陽追尾装置を提供することを目的として
いる。
が有する課題を解決するために考えられたもので、太陽
光線を直接観測して行なう１００％受光状態の校正動作
を、移動する太陽を追尾する太陽追尾制御系とは別の追
尾制御用光路の角度を変化させる太陽面内走査装置を用
いて実現する太陽追尾装置を提供することを目的として
いる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の太陽追尾装置は、入射した太陽光線の反射
方向を変化させる可動反射鏡と、該可動反射鏡で反射さ
せられた太陽光線を第１の光路および第２の光路に分け
る光分割手段と、前記第１の光路を経て入射した太陽光
線を合焦して太陽面を形成する望遠鏡と、該望遠鏡の焦
点位置に配置されたスペクトル観測視野を限定するスリ
ットと、前記第２の光路を経て入射した太陽光線の入射
角を検出する入射角検出手段と、該入射角検出手段から
出力される入射角信号に基づいて前記可動反射鏡の反射
方向を制御する追尾制御系と、前記第２の光路の光軸を
振らせて追尾制御系により前記可動反射鏡の反射方向を
変化させることにより前記スリットのスリット・イメー
ジを前記太陽面内で走査させる太陽面内走査手段とによ
り構成されている。
に、本発明の太陽追尾装置は、入射した太陽光線の反射
方向を変化させる可動反射鏡と、該可動反射鏡で反射さ
せられた太陽光線を第１の光路および第２の光路に分け
る光分割手段と、前記第１の光路を経て入射した太陽光
線を合焦して太陽面を形成する望遠鏡と、該望遠鏡の焦
点位置に配置されたスペクトル観測視野を限定するスリ
ットと、前記第２の光路を経て入射した太陽光線の入射
角を検出する入射角検出手段と、該入射角検出手段から
出力される入射角信号に基づいて前記可動反射鏡の反射
方向を制御する追尾制御系と、前記第２の光路の光軸を
振らせて追尾制御系により前記可動反射鏡の反射方向を
変化させることにより前記スリットのスリット・イメー
ジを前記太陽面内で走査させる太陽面内走査手段とによ
り構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の太陽追尾装置は、図１に
示すように、入射した太陽光線16の反射方向を２軸ジン
バル13a、13bによって変化させる可動反射鏡13と、この
可動反射鏡13で反射された太陽光線16を予め光軸調整さ
れた観測用光路17および追尾制御用光路18に分割するハ
ーフミラーなどのピエゾ駆動光分割器19と、観測用光路
17を経た太陽光線が入射するカセグレン型望遠鏡11と、
このカセグレン型望遠鏡11の焦点位置に配置され、スペ
クトル観測視野を限定して分光器などのスペクトル観測
装置（図示せず）へ入射させるスリット15と、追尾制御
用光路18を経た太陽光線がピエゾ駆動反射鏡20を介して
入射する追尾センサ12と、この追尾センサ12の出力に基
づいて２軸ジンバル13a、13bを制御して可動反射鏡13の
反射方向を変えるジンバル制御部14とを備えている。
示すように、入射した太陽光線16の反射方向を２軸ジン
バル13a、13bによって変化させる可動反射鏡13と、この
可動反射鏡13で反射された太陽光線16を予め光軸調整さ
れた観測用光路17および追尾制御用光路18に分割するハ
ーフミラーなどのピエゾ駆動光分割器19と、観測用光路
17を経た太陽光線が入射するカセグレン型望遠鏡11と、
このカセグレン型望遠鏡11の焦点位置に配置され、スペ
クトル観測視野を限定して分光器などのスペクトル観測
装置（図示せず）へ入射させるスリット15と、追尾制御
用光路18を経た太陽光線がピエゾ駆動反射鏡20を介して
入射する追尾センサ12と、この追尾センサ12の出力に基
づいて２軸ジンバル13a、13bを制御して可動反射鏡13の
反射方向を変えるジンバル制御部14とを備えている。
【００１６】さらに、ピエゾ駆動光分割器19およびピエ
ゾ駆動反射鏡20に対して、図３(ｃ)に示すような段階的
に変化する波形のピエゾ駆動電圧をそれぞれ印加するピ
エゾ駆動装置21を備えている。
ゾ駆動反射鏡20に対して、図３(ｃ)に示すような段階的
に変化する波形のピエゾ駆動電圧をそれぞれ印加するピ
エゾ駆動装置21を備えている。
【００１７】なお、ピエゾ駆動電圧を印加しないで、ピ
エゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射鏡20の振れ角
をゼロとした状態において、観測用光路17の光軸と追尾
制御用光路18の光軸とが一致するように予め光軸調整さ
れている。
エゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射鏡20の振れ角
をゼロとした状態において、観測用光路17の光軸と追尾
制御用光路18の光軸とが一致するように予め光軸調整さ
れている。
【００１８】次に、このように構成された太陽追尾装置
における追尾動作を説明する。図２のａ点において、太
陽を追尾しながら大気層を透過してくる大気透過光のス
ペクトル観測は、従来の装置と同様な方法で行なわれ
て、図３(ａ)に示すように、太陽面29の中心部のスリッ
ト・イメージ30の視野を通過した光線に基づいてスペク
トル観測が行なわれる。
における追尾動作を説明する。図２のａ点において、太
陽を追尾しながら大気層を透過してくる大気透過光のス
ペクトル観測は、従来の装置と同様な方法で行なわれ
て、図３(ａ)に示すように、太陽面29の中心部のスリッ
ト・イメージ30の視野を通過した光線に基づいてスペク
トル観測が行なわれる。
【００１９】そして、太陽の追尾を継続しながら人工衛
星25が図２のｂ点に到達すると、大気層を透過すること
なく直接到来した太陽光線を受光することによる１００
％受光状態の校正動作のシーケンスに移行する。
星25が図２のｂ点に到達すると、大気層を透過すること
なく直接到来した太陽光線を受光することによる１００
％受光状態の校正動作のシーケンスに移行する。
【００２０】この１００％受光状態の校正動作のシーケ
ンスにおいては、太陽面29内を上下方向にスリット・イ
メージ31を移動させることにより太陽面29内を走査して
観測する。
ンスにおいては、太陽面29内を上下方向にスリット・イ
メージ31を移動させることにより太陽面29内を走査して
観測する。
【００２１】太陽面29内を走査するために、ピエゾ駆動
装置21よりピエゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射
鏡20に対して、図３(ｃ)の波形図に示すような段階的に
変化するピエゾ駆動電圧をそれぞれ印加して、追尾セン
サ12に入射する追尾制御用光路18を振れ角（＋ｎθ〜＋
１θ、０、−１θ〜−ｎθ）で段階的に振らせる。
装置21よりピエゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射
鏡20に対して、図３(ｃ)の波形図に示すような段階的に
変化するピエゾ駆動電圧をそれぞれ印加して、追尾セン
サ12に入射する追尾制御用光路18を振れ角（＋ｎθ〜＋
１θ、０、−１θ〜−ｎθ）で段階的に振らせる。
【００２２】このようにして、追尾センサ12に入射する
追尾制御用光路18を段階的に振らせると、追尾センサ12
から出力される太陽方位角信号および太陽仰俯角信号が
変化するから、追尾センサ12、ジンバル制御部14、２軸
ジンバル13a、13b、可動反射鏡13よりなるフィートバッ
ク追尾制御系によって、可動反射鏡13は、追尾センサ12
が出力する太陽方位角信号および太陽仰俯角信号が、と
もにゼロとなるように制御される。
追尾制御用光路18を段階的に振らせると、追尾センサ12
から出力される太陽方位角信号および太陽仰俯角信号が
変化するから、追尾センサ12、ジンバル制御部14、２軸
ジンバル13a、13b、可動反射鏡13よりなるフィートバッ
ク追尾制御系によって、可動反射鏡13は、追尾センサ12
が出力する太陽方位角信号および太陽仰俯角信号が、と
もにゼロとなるように制御される。
【００２３】したがって、可動反射鏡13で反射されてカ
セグレン型望遠鏡11に入射する太陽光線16の入射方向も
同様に変化するから、合焦された太陽面29は、図３(ｂ)
に点線で示すように、上下方向に移動するので、結果的
に図３(ｂ)に点線で示すように、スリット・イメージ31
が移動して、太陽面29内を＋ｎθ〜−ｎθにわたって走
査することができる。
セグレン型望遠鏡11に入射する太陽光線16の入射方向も
同様に変化するから、合焦された太陽面29は、図３(ｂ)
に点線で示すように、上下方向に移動するので、結果的
に図３(ｂ)に点線で示すように、スリット・イメージ31
が移動して、太陽面29内を＋ｎθ〜−ｎθにわたって走
査することができる。
【００２４】この発明の実施の形態においては、ピエゾ
駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射鏡20を追尾制御用
光路18に配置して、太陽面29内の走査範囲を各々に分担
（＋ｎθ〜＋１θおよび−１θ〜−ｎθ）させている。
すなわち、第３図(ａ)、(ｂ)に示すように、太陽面29内
でスリット・イメージ30を上から下（＋ｎθから−ｎ
θ）へ移動させる際には、ピエゾ駆動光分割器19を＋ｎ
θ〜＋１θ〜０へ振らせるようにピエゾ駆動電圧を印加
して段階的に変化させ、同様に、ピエゾ駆動反射鏡20を
０〜−１θ〜−θｎまで段階的に変化させることにより
カセグレン型望遠鏡11に入射する太陽光線16の入射角が
＋ｎθから−ｎθまで変化する。
駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射鏡20を追尾制御用
光路18に配置して、太陽面29内の走査範囲を各々に分担
（＋ｎθ〜＋１θおよび−１θ〜−ｎθ）させている。
すなわち、第３図(ａ)、(ｂ)に示すように、太陽面29内
でスリット・イメージ30を上から下（＋ｎθから−ｎ
θ）へ移動させる際には、ピエゾ駆動光分割器19を＋ｎ
θ〜＋１θ〜０へ振らせるようにピエゾ駆動電圧を印加
して段階的に変化させ、同様に、ピエゾ駆動反射鏡20を
０〜−１θ〜−θｎまで段階的に変化させることにより
カセグレン型望遠鏡11に入射する太陽光線16の入射角が
＋ｎθから−ｎθまで変化する。
【００２５】通常、ピエゾ駆動素子の振れ角は印加電圧
に依存するが、０.１〜０.１５度程度が一般的であり、
特に、宇宙環境における高電圧の使用は、放電などの危
険性から１００Ｖ程度の低電圧駆動型のピエゾ素子が望
まれるため、ピエゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反
射鏡20を用いて太陽面29内の走査を行なうことが有効で
ある。
に依存するが、０.１〜０.１５度程度が一般的であり、
特に、宇宙環境における高電圧の使用は、放電などの危
険性から１００Ｖ程度の低電圧駆動型のピエゾ素子が望
まれるため、ピエゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反
射鏡20を用いて太陽面29内の走査を行なうことが有効で
ある。
【００２６】以上の発明の実施の形態においては、ピエ
ゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射鏡20を用いた構
成について説明したが、ピエゾ駆動反射鏡20の角度変化
範囲が、太陽の視直径（観測用光路の光軸に対し±０．
２５度程度）の範囲±０．１２５度であれば、１つのピ
エゾ駆動反射鏡と固定した反射鏡とにより同様な効果が
得られる（鏡の振れ角θであれば光軸は２θ振れる）。
ゾ駆動光分割器19およびピエゾ駆動反射鏡20を用いた構
成について説明したが、ピエゾ駆動反射鏡20の角度変化
範囲が、太陽の視直径（観測用光路の光軸に対し±０．
２５度程度）の範囲±０．１２５度であれば、１つのピ
エゾ駆動反射鏡と固定した反射鏡とにより同様な効果が
得られる（鏡の振れ角θであれば光軸は２θ振れる）。
【００２７】さらに、ピエゾ駆動反射鏡をｍ個設け、ｎ
個（ｎ＜ｍ）の反射鏡を同位相で反射角θを変化させる
と追尾光路をｎθだけ振らせることができ、ピエゾのド
ライブ電圧を低く抑制できる。
個（ｎ＜ｍ）の反射鏡を同位相で反射角θを変化させる
と追尾光路をｎθだけ振らせることができ、ピエゾのド
ライブ電圧を低く抑制できる。
【００２８】さらに、観測用光路17にビーム・スプリッ
タ22を配置して太陽光線の入射角度を検出する光センサ
23に入射させることにより、観測用光路17の角度変化
（太陽光中心に対するスリット・イメージの移動角度）
を直接モニターして、スリット・イメージの移動位置を
特定することができる。
タ22を配置して太陽光線の入射角度を検出する光センサ
23に入射させることにより、観測用光路17の角度変化
（太陽光中心に対するスリット・イメージの移動角度）
を直接モニターして、スリット・イメージの移動位置を
特定することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上の発明の実施の形態に基づいく説明
から明らかなように、本発明の太陽追尾装置によると、
太陽追尾制御系と太陽面内を走査して１００％受光状態
の校正動作を行なう太陽面内走査制御系とを別の制御系
で制御することにより、２軸ジンバルへのコマンドの送
受信がないので、限られた時間で１００％受光状態の校
正動作を可能にし、追尾制御用光路18中の１つまたは複
数の可動反射鏡をわずかな振れ角で振らせることによ
り、太陽の中心を基準とするスリット・イメージを太陽
面内で移動することができる。
から明らかなように、本発明の太陽追尾装置によると、
太陽追尾制御系と太陽面内を走査して１００％受光状態
の校正動作を行なう太陽面内走査制御系とを別の制御系
で制御することにより、２軸ジンバルへのコマンドの送
受信がないので、限られた時間で１００％受光状態の校
正動作を可能にし、追尾制御用光路18中の１つまたは複
数の可動反射鏡をわずかな振れ角で振らせることによ
り、太陽の中心を基準とするスリット・イメージを太陽
面内で移動することができる。
【００３０】さらに、観測用光路に配置されたビーム・
スプリッタと、太陽光線の入射角度を検出する光センサ
23とを設けることにより、スリット・イメージの移動位
置の特定が可能となる。
スプリッタと、太陽光線の入射角度を検出する光センサ
23とを設けることにより、スリット・イメージの移動位
置の特定が可能となる。
【図１】本発明の太陽追尾装置の実施の形態を示す構成
図、
図、
【図２】第１の実施例における人工衛星での太陽追尾シ
ーケンスを示す概略図
ーケンスを示す概略図
【図３】(ａ)、(ｂ)太陽面内におけるスリット・イメー
ジを示す図、(ｂ)ピエゾ電圧とピエゾ駆動反射反射鏡の
振れ角との関係を示す波形図、
ジを示す図、(ｂ)ピエゾ電圧とピエゾ駆動反射反射鏡の
振れ角との関係を示す波形図、
【図４】従来の太陽追尾装置の一例を示す構成図、
【図５】従来の太陽追尾装置におけるスペクトル観測時
と１００％受光状態の校正動作時との太陽面内における
スリット・イメージを示す図である。
と１００％受光状態の校正動作時との太陽面内における
スリット・イメージを示す図である。
11 カセグレン型望遠鏡 12 追尾センサ 13a、13b ２軸ジンバル 13 可動反射鏡 14 ジンバル制御部 15 スリット 16 太陽光線 17 第１の光路（観測用光路） 18 第２の光路（追尾制御用光路） 19 ピエゾ駆動光分割器 20 ピエゾ駆動反射鏡 21 ピエゾ駆動装置 22 反射鏡 23 入射角検出用光センサ 24 地球 25 衛星 26 大気層 27 太陽 28 衛星軌道 29 太陽面 30 スペクトル観測視野 31 １００％受光状態の校正動作時の観測視野 32 光分割器 33 反射鏡
Claims (6)
- 【請求項１】 入射した太陽光線の反射方向を変化させ
る可動反射鏡と、該可動反射鏡で反射させられた太陽光
線を第１の光路および第２の光路に分ける光分割手段
と、前記第１の光路を経て入射した太陽光線を合焦して
太陽面を形成する望遠鏡と、該望遠鏡の焦点位置に配置
されたスペクトル観測視野を限定するスリットと、前記
第２の光路を経て入射した太陽光線の入射角を検出する
入射角検出手段と、該入射角検出手段から出力される入
射角信号に基づいて前記可動反射鏡の反射方向を制御す
る追尾制御系と、前記第２の光路の光軸を振らせて追尾
制御系により前記可動反射鏡の反射方向を変化させるこ
とにより前記スリットのスリット・イメージを前記太陽
面内で走査させる太陽面内走査手段とを具備することを
特徴とする人工衛星搭載用の太陽追尾装置。 - 【請求項２】 太陽面内走査手段は、第２の光路に配置
された少なくとも１つのピエゾ圧電素子で駆動される可
動反射鏡であることを特徴とする請求項１に記載の太陽
追尾装置。 - 【請求項３】 太陽面内走査手段は、ピエゾ圧電素子で
駆動される光分割手段であることを特徴とする請求項１
に記載の太陽追尾装置。 - 【請求項４】 太陽面内走査手段は、ｎ個のピエゾ圧電
素子で駆動される振れ角θなる可動反射鏡よりなり、ｎ
個の可動反射鏡を同時に変化させることにより第２の光
路を振れ角２ｎθで振らせることを特徴とする請求項１
に記載の太陽追尾装置。 - 【請求項５】 スペクトル観測時であって太陽面内走査
手段の停止時に、第１の光路および第２の光路の光軸を
基準位置に調整することを特徴とする請求項１に記載の
太陽追尾装置。 - 【請求項６】 第１の光路に配置されて、校正動作時に
おける太陽光線の入射角を検出する入射角センサを設け
たことを特徴とする請求項１に記載の太陽追尾装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7289212A JP2772777B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 太陽追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7289212A JP2772777B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 太陽追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105852A true JPH09105852A (ja) | 1997-04-22 |
| JP2772777B2 JP2772777B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=17740237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7289212A Expired - Lifetime JP2772777B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 太陽追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2772777B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101943915A (zh) * | 2010-06-29 | 2011-01-12 | 浙江中控太阳能技术有限公司 | 基于参照镜的日光反射镜闭环控制系统及其方法 |
| CN102679945A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-09-19 | 哈尔滨工业大学 | 基于三点反射合作的卫星指向与姿态测量方法与装置 |
| CN103644665A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-19 | 中国科学院电工研究所 | 定日镜跟踪控制系统及定日镜跟踪方法 |
| CN104391366A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-03-04 | 电子科技大学 | 一种太赫兹波段离轴三反射镜系统及其装调方法 |
| CN104729457A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-06-24 | 哈尔滨工业大学 | 太阳相对近地轨道微小卫星位置的确定方法 |
| CN107065936A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-08-18 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 用于掩日通量遥测的太阳跟踪系统 |
| CN109405968A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-03-01 | 中国科学院云南天文台 | 一种自动光谱观测系统及其控制方法 |
| CN110686772A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种基于激光的太阳辐照度模拟光源 |
| CN112437871A (zh) * | 2018-07-25 | 2021-03-02 | 西班牙环境能源技术研究中心基金会 | 用于实时高精度测量来自至少一个源的电磁辐射的大气衰减的系统 |
| CN113484251A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-08 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种星载水平凝视垂直扫描的高光谱临边探测方法 |
| CN114563082A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-05-31 | 中国科学院大气物理研究所 | 可编程太阳前向消光和小角散射光谱探测系统及探测方法 |
| CN116045897A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-05-02 | 上海航天控制技术研究所 | 一种全方位太阳角测量方法及其系统 |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP7289212A patent/JP2772777B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN113484251A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-08 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种星载水平凝视垂直扫描的高光谱临边探测方法 |
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| CN114563082A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-05-31 | 中国科学院大气物理研究所 | 可编程太阳前向消光和小角散射光谱探测系统及探测方法 |
| CN114563082B (zh) * | 2022-03-31 | 2023-10-20 | 中国科学院大气物理研究所 | 可编程太阳前向消光和小角散射光谱探测系统及探测方法 |
| CN116045897A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-05-02 | 上海航天控制技术研究所 | 一种全方位太阳角测量方法及其系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2772777B2 (ja) | 1998-07-09 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |