JPH10185553A - 太陽方向センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】太陽光入射検知範囲を拡張し、非感度軸まわり
の太陽光入射角度の検出精度を高くする。 【解決手段】ハウジング１０の内部底部に配設された一
次元ＣＣＤ１１と、このＣＣＤ１１の対向面の太陽光受
光面にＣＣＤ１１の一次元配列方向と直向方向に設けら
れたスリット１２と、ＣＣＤ１１からの検出信号を受
け、所定の信号処理により太陽方向を求める信号処理回
路１３とを有する太陽センサ１と、太陽センサ１を回転
駆動するモータ３と、太陽センサ１からの出力をスリッ
プリング２を介して受信し、受信信号に基づいて太陽方
向角度を算出する角度検出処理回路５とを備え、太陽セ
ンサ１の大陽方向角度が現在の太陽センサの視野外に移
行しそうになったときモータ３を必要角度だけ回転さ
せ、新たな大陽センサ視野を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽方向センサ装置
に関し、特に検知感度範囲を拡張した太陽方向センサ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工衛星の姿勢を制御するためには、姿
勢の基準となる方向を得る必要があり、姿勢基準の一つ
として太陽方向が使用される。この太陽光を検知するの
が一次元に配列されたＣＣＤからの検出信号に基づいて
太陽方向を検出する太陽方向センサ装置である。

【０００３】ところで、人工衛星の姿勢は、その運用
上、宇宙空間の様々な方向を指向するため、単なる一次
元ＣＣＤ太陽センサの視野範囲では、人工衛星の姿勢方
向が変化した場合には視野範囲を外れてしまう。この視
野範囲の外れを回避するために上記太陽センサを複数台
異なる視野方向に向けて搭載している。

【０００４】しかし、太陽センサを複数台搭載するの
は、コスト面で問題が生じるだけでなく、人工衛星打ち
上げ時に最大の課題である重量軽減化に反することにな
り、大きな問題が生じてしまう。

【０００５】そこで、特開昭６３−１３１０２２号公報
には、太陽入射角を検出し、検出方向に向けるようにモ
ータにより太陽光検出器を回転させ、モータの回転角と
太陽角検出信号とから太陽方向を測定する太陽方向セン
サ装置が開示されている。

【０００６】この太陽方向センサ装置は、太陽光入射ス
リットと太陽光検出器をモータに搭載し、太陽角感度方
向と直交軸まわりに、モータにより太陽検出器を回転さ
せる。太陽光検出器は太陽光入射スリットに入射された
太陽光から太陽角を検出する。モータを非感度軸まわり
に回転させることにより、太陽光検出器に太陽光が入射
された時刻とその時点でのモータ回転角を測定すること
により、非感度軸まわりの太陽方向角度をも検出可能と
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の太陽方向センサ装置は、太陽光検出器の非感度
軸まわりは３６０。検出可能であり、感度軸は太陽光検
出器の視野範囲のみ検出可能である。よって太陽光検出
は全球に対してドーナツ状に検出されることになる。

【０００８】この検出範囲は、太陽光検出器の感度軸、
非感度軸まわりに分けられる。したがって、太陽光検出
器の測定精度がそのまま検出感度となる感度軸まわりの
視野は、太陽光検出器自体の視野しかない。

【０００９】また、非感度軸まわりは、大陽光検出器が
太陽を検出した時刻のモータ回転角度から検出される。
スリット型の太陽光検出の非感度軸方向の検出は、非感
度軸方向にスリットが切られており、非感度軸まわりに
太陽光が入射されると、スリット長の間だけは、太場光
を感知してしまう。このため、太陽光検出器を非感度軸
まわりに回転させても、太陽光を感知する角度は広くな
り、回転スピードに対する時間関係はある程度の時間幅
をもってしまい、非感度軸まわりの太陽光入射角度の検
出精度は落ちてしまう。

【００１０】そこで、本発明の目的は、太陽光入射検知
範囲が広く、且つ非感度軸まわりの太陽光入射角度の検
出精度が高い太陽方向センサ装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による太陽方向センサ装置は、ハウジングの
内部底部に配設された一次元ＣＣＤと、このＣＣＤの対
向面の太陽光受光面に前記ＣＣＤの一次元配列方向と直
向方向に設けられたスリットと、前記ＣＣＤからの検出
信号を受け、所定の信号処理により太陽方向を求める信
号処理回路とを有する太陽センサと、前記太陽センサを
回転駆動するモータと、前記太陽センサからの出力をス
リップリングを介して受信し、受信信号に基づいて太陽
方向角度を算出する角度検出処理回路とを備え、前記太
陽センサの大陽方向角度が現在の太陽センサの視野外に
移行しそうになったとき前記角度検出処理回路から前記
モータに対してモータ駆動信号を出力し、このモータ駆
動信号により前記モータを必要角度だけ回転させ、新た
な大陽センサ視野を確保するように構成され太陽方向セ
ンサ装置

【００１２】ここで、前記モータの回転角度を検出する
回転位置検出器を有し、検出された回転角度情報が前記
角度検出処理回路にモータ回転角度として帰還され、前
記角度検出処理回路は前記回転位置検出器からのモータ
回転角度に基づいてモータ駆動信号を補正し、検出され
た太陽角度の位相加算を行い、また前記太陽方向センサ
装置は、人工衛星に搭載されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明による太陽方向センサ
装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。図１
には本発明の一実施形態による太陽方向センサ装置にお
ける太陽センサ１を示す簡略化した斜視図が示されてい
る。

【００１４】太陽センサ１は、ハウジング１０の内部底
部に配設された一次元ＣＣＤ１１と、その対向面の３太
陽光受光面に上記ＣＣＤの一次元配列方向と直向方向に
設けられたスリット１２及びＣＣＤ１１からの検出信号
を受け、所定の信号処理により太陽方向を求める信号処
理回路１３（図示せず）を備える。

【００１５】太陽光がスリット１２を通して一次元ＣＣ
Ｄ１１に入射されると、太陽光が照射されたＣＣＤから
は検出信号が出力され、信号処理回路１３に入力され
る。このときＣＣＤの一次元配列方向ＸSは、スリット
２の形成方向ＹSに対して直角関係にあり、太陽光はス
リット１２を通過して、スリット１２と一次元ＣＣＤ１
１との角度関係により、任意のＣＣＤ構成素子に照射さ
れる。感度方向は、図１に示すＺｓ一Ｘｓ面内の角度α
方向である。この場合、図１に示すように、スリット１
２と一欠元ＣＣＤ１１との位置関係により視野は±θに
制限される。

【００１６】図２には図１に示す太陽センサ１を用いた
太陽方向センサ装置の簡略化した斜視図が、図３には本
実施形態の電気系構成ブロック図が示されている。

【００１７】図２を参照すると、太陽センサ１は、モー
タ３によりスリップリング２を介してモータ回転軸Ａを
中心に回転駆動される。モータ回転軸Ａは太陽センサ１
の感度軸方向Ｚｓに対して直交方向Ｙにある。大陽セン
サ１に内蔵されているＣＣＤ１２から出力された検出信
号は、同様に内蔵されている信号処理回路１３で信号処
理され、スリップリング２介して角度検出処理回路６に
送出される。角度検出処理回路６は、入力されたＣＣＤ
１１及び信号処理回路１３からの出力信号に基づいて太
陽方向角度を算出する。

【００１８】太陽センサ１を搭載した人工衛星の姿勢が
変化して、大陽方向角度が現在の太陽センサ１の視野外
に移行しそうになったところで、角度検出処理回路６か
らモータ３に対してモータ駆動信号が出力される。この
モータ駆動信号により、モータ３は、必要角度だけ回転
し、新たな大陽センサ視野を確保する。この時、モータ
３の回転角度は、回転位置検出器４により検出され、角
度検出処理回路６にモータ回転角度として帰還される。
角度検出処理回路６は、回転位置検出器４からのモータ
回転角度に基づいてモータ駆動信号を補正し、検出され
た太陽角度の位相加算を行う。

【００１９】本実施形態では、太陽センサの感度軸方向
と直交する軸まわりに、太陽センサを回転させることに
より、太陽センサ感度軸方向の視野を３６０。得ること
を可能とする。検出できるのは１軸方向の角度である
が、１台の太陽センサで感度軸方向の３６０。を感知可
能であり、ＣＣＤによる角度検出感度の良い方向を３６
０。視野として確保可能となる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の太陽方向
センサ装置によれば、１次元ＣＣＤ太陽センサをモータ
ーにより回転させ、その視野方向を変化させることによ
り３６０。に渡って良好な太陽方向検出が可能となり、
太陽光入射検知範囲が広く、且つ非感度軸まわりの太陽
光入射角度の検出精度が高くなるとともにコスト面及び
重量面でも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による太陽方向センサ装置における太陽
センサ１の簡略化斜視図である。

【図２】図１に示す太陽センサ１を用いた本発明の太陽
方向センサ装置の一実施形態の簡略化斜視図である。

【図３】図２に示す実施形態の構成ブロック図である。

【符号の説明】

１ 太陽センサ ２ スリップリング ３ モータ ４ 回転位置検出器 ５ 角度検出処理回路 １０ ハウジング １１ 一次元ＣＣＤ １２ スリット １３ ＣＣＤ信号処理回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングの内部底部に配設された一次元
   ＣＣＤと、このＣＣＤの対向面の太陽光受光面に前記Ｃ
   ＣＤの一次元配列方向と直向方向に設けられたスリット
   と、前記ＣＣＤからの検出信号を受け、所定の信号処理
   により太陽方向を求める信号処理回路とを有する太陽セ
   ンサと、 前記太陽センサを回転駆動するモータと、 前記太陽センサからの出力をスリップリングを介して受
   信し、受信信号に基づいて太陽方向角度を算出する角度
   検出処理回路とを備え、 前記太陽センサの大陽方向角度が現在の太陽センサの視
   野外に移行しそうになったとき前記角度検出処理回路か
   ら前記モータに対してモータ駆動信号を出力し、このモ
   ータ駆動信号により前記モータを必要角度だけ回転さ
   せ、新たな大陽センサ視野を確保するように構成された
   ことを特徴とする太陽方向センサ装置。
2. 【請求項２】前記モータの回転角度を検出する回転位置
   検出器を有し、検出された回転角度情報が前記角度検出
   処理回路にモータ回転角度として帰還され、前記角度検
   出処理回路は前記回転位置検出器からのモータ回転角度
   に基づいてモータ駆動信号を補正し、検出された太陽角
   度の位相加算を行う請求項１に記載の太陽方向センサ装
   置。
3. 【請求項３】前記太陽方向センサ装置は、人工衛星に搭
   載されている請求項１または２に記載の太陽方向センサ
   装置。