JPS61709A - Solar sensor - Google Patents

Solar sensor

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JPS61709A
JPS61709A JP12228584A JP12228584A JPS61709A JP S61709 A JPS61709 A JP S61709A JP 12228584 A JP12228584 A JP 12228584A JP 12228584 A JP12228584 A JP 12228584A JP S61709 A JPS61709 A JP S61709A
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solar
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小松 晃一
Yoshihiko Kameda
芳彦 亀田
Kazuhiko Okamoto
岡本 二彦
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Abstract

PURPOSE:To enable measurement, in a digital value, of an incident angle of the solar beams, by forcing an aperture mask with an extremely fine slit to approach an one-dimensional linear array sensor and detecting incident positions of the solar beams from an output of the linear array sensor. CONSTITUTION:Respecting a incident beam of light that passed through a slit 151 of an aperture mask 15, a distance between a CCD sensor unit 141 and the aperture mask 15 is assumed to be H and the incident angle of the solar beams theta, a position P of the incident position of the solar beams on a light-receiving surface of the CCD sensor unit 141 is located in a position distant from the center O by l(=H/tantheta). This incident beam is enlarged with the Gaussian distribution with the point P as the center of width of a slit 151 and its diffraction action and this condition of distribution is detected by the CCD sensor 141 and transferred to a signal processing circuit 18 as an output. Thus, by detection of the incident position of the solar beams from the output of the linear array sensor, measurement of the incident angles of the solar beams is available as a digital value.

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iすに係り、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。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a solar sensor used for determining the attitude of a non-spin type artificial satellite, and in particular, a solar sensor that is not affected by changes in the orbital altitude of the artificial satellite. This article relates to an improved method for accurately measuring the angle of incidence of sunlight.

[発明の技術的背景とその問題点] 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7スク12の透孔121を介して太陽電池セル11に
照射し7、この太陽電池セル11のセル出力信号Iをバ
ッファアンプ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は太陽光Sの入射角θのCOSθに比例し
て、次式で示されることが知られている。
[Technical background of the invention and its problems] As shown in FIG. 9, a solar sensor generally used in a non-spin type artificial satellite has a mask 12 in which a circular hole 121 is provided on a solar cell 11. in close contact with sunlight S
is irradiated onto the solar cell 11 through the through hole 121 of the 7 screen 12, and the cell output signal I of the solar cell 11 is outputted via the buffer amplifier 13. In this case, when the orbit altitude of the artificial satellite is h, it is known that the output I of the cell 11 is proportional to the COS θ of the incident angle θ of the sunlight S, and is expressed by the following equation.

1 (h) = K (h) cosθ(但し、K(h
):比例定数、θ:太陽入射角)このため、従来の太陽
センサは、人工衛星の軌道高度が変化した場合、当然太
陽光入射角の検出出力も変化するので、太陽光入射角に
誤差を生0るばかりでなく、宇宙放射線による太陽電池
セルの保護膜が変色したり、バッファアンプの劣化等に
よる感度の低下が生じるようになり、このようなことが
測定誤差の要因となっていた。
1 (h) = K (h) cosθ (however, K(h
): proportionality constant, θ: angle of solar incidence) For this reason, with conventional solar sensors, when the orbital altitude of the satellite changes, the detection output of the angle of incidence of sunlight naturally changes, so it is difficult to detect errors in the angle of incidence of sunlight. Not only is the solar cell's protective film discolored by cosmic radiation, but sensitivity is also reduced due to deterioration of the buffer amplifier, which causes measurement errors.

[発明の目的コ 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。
[Purpose of the invention] This invention was made to improve the above-mentioned problems, and provides a solar sensor that can accurately measure the angle of incidence of sunlight without being affected by changes in the altitude of the orbit of an artificial satellite. The purpose is to provide

[発明の概要] すなわち、この発明による太陽センサは、一次元リニア
アレーセンサに対して極細なスリットを有するアパーチ
ャマスクを近接させ、上記リニアアレーセンサの出力か
ら太陽光入射位置を検出することにより、太陽光入射角
をデジタル値として計測するようにしたものである。
[Summary of the Invention] That is, the solar sensor according to the present invention brings an aperture mask having an extremely thin slit close to a one-dimensional linear array sensor, and detects the sunlight incident position from the output of the linear array sensor. The angle of incidence of sunlight is measured as a digital value.

[発明の実施例] 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。
[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.

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COD 
(電荷転送素子)を−列に配列したCCDセンサ部14
1を設けたもので、このリニアアレーセンサ14の数υ
上方にはアパーチャマスク15が配置される。この・ア
パーチャマスク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、幅数十柳
のスリット151を形成したもので、このスリット15
1を通過した太陽光のみCCDセンサ部141に照射す
るためのものである。このCCOセンサ部141は、C
OD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っ
て、その電気信号を太陽光入射位置の検出信号にとして
順次バッファアンプ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COD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
ック信号等は、タイミング発生回路19で発生される。
FIG. 1 shows its basic configuration, and reference numeral 14 in the figure is a one-dimensional linear array sensor. This linear array sensor 14 has, for example, a COD of 2048 elements in its center.
CCD sensor section 14 in which (charge transfer elements) are arranged in - rows
1, and the number υ of this linear array sensor 14 is
An aperture mask 15 is arranged above. This aperture mask 15 has a slit 151 with a width of several tens of willows formed in its center in a direction perpendicular to the CCD arrangement direction of the CCD sensor section 141.
This is for irradiating only the sunlight that has passed through the CCD sensor section 141. This CCO sensor section 141
The OD drive circuit 16 constantly sweeps the light at a constant cycle, and when the light receiving surface is irradiated with sunlight, it performs photoelectric conversion and uses the electrical signal as a detection signal for the sunlight incident position and sequentially passes it through the buffer amplifier 17. The signal is then output to the signal processing circuit 18. This signal processing circuit 18 detects the sunlight incident position from the detection signal K and calculates and outputs the sunlight incident angle. Incidentally, timing drive signals, clock signals, etc. necessary for the COD drive circuit 16 and signal processing circuit 18 are generated by a timing generation circuit 19.

すなわち、アパーチャマスク15のスリット151を通
過した入射光について、CCDセンサ部141とアパー
チャマスク15との間隔をH1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Oからffi<=l
−1/lanθ)だけ離れた位置となる。この入射光は
スリット151の幅と回折作用により、P点を中心にガ
ウス分布で広がっており、この分布状態はCCDセンサ
部141によって検出され、信号処理回路18に転送出
力される。
That is, regarding the incident light that has passed through the slit 151 of the aperture mask 15, if the distance between the CCD sensor section 141 and the aperture mask 15 is H1 and the sunlight incident angle is θ, then the sunlight incident position on the light receiving surface of the CCD sensor section 141 is As shown in FIG. 2, P is ffi<=l from the center O
-1/lanθ). Due to the width of the slit 151 and the diffraction effect, this incident light spreads in a Gaussian distribution around point P, and this distribution state is detected by the CCD sensor section 141 and transferred and output to the signal processing circuit 18.

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。
Here, the signal processing circuit 18 will be explained with reference to FIGS. 3 to 8.

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COSθ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。
FIG. 3 shows a specific configuration of the signal processing circuit 18, and reference numeral 181 in the figure is an automatic gain adjustment circuit (hereinafter referred to as AGC circuit). A detection signal K from the CCD sensor section 141 is supplied to this AGC circuit 181 . In other words, this AGC circuit 181 is stable because the output of the CCD sensor section 141 decreases in proportion to COS θ as the sunlight incident angle θ increases, and the amount of attenuation reaches approximately 1/2 when θ = 60°. In order to perform proper signal processing, the input wave height is normalized in advance. This AGC circuit 181 is specifically configured as shown in FIG.

すなわち、図中符号201はAGCアンプ、202a〜
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〜204d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、206は入力レベルを記憶するためのラ
ッチ付エンコーダ、207は比較電圧源で、このv′ 
   AGC回路181は一回目の走査で検出信号にの
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を選択決定し
、二回目の走査から測定を行なうようにしたものである
That is, the reference numeral 201 in the figure indicates an AGC amplifier, and 202a to 202a.
202e is a feedback resistor for gain control, 203 is an analog multiplexer, 204a to 204d are analog comparators for input level detection, 205a to 205d are resistors for setting comparison voltages, 206 is an encoder with a latch for storing the input level, 207 is the comparison voltage source, and this v′
The AGC circuit 181 detects the input level of the detection signal in the first scan, stores it in the encoder 206, selects and determines the gain setting feedback resistors 202a to 202e, and performs measurement from the second scan. It is.

このようなAGC回路181で正規化された検出信号に
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”、”O
”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はセット・リセットフリップ
フロップ(以下S/R・FFと記す)183のリセット
側端Rに供給される。このS/R−FF183のセット
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O@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CO
D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ック信号CKによりCCDセ
ンサ部141から順次送出されている。
The detection signal normalized by the AGC circuit 181 is compared with the reference voltage ECMP by the analog analog comparator 182 and quantized, resulting in binary values of '1' and 'O'.
The output V182 of this comparator 182 is supplied to the reset side end R of a set/reset flip-flop (hereinafter referred to as S/R FF) 183.This S/R-FF 183 A start signal St (generated by the timing generation circuit 19), which is a drive signal for the CCD sensor section 141, is applied to the set side input terminal S of the CCD sensor section 141. It is generated in response to element driving, and the accumulated charge in the CCD sensor section 141 is
This is for transferring to the transfer register inside D. This accumulated charge is sequentially sent out from the CCD sensor section 141 in response to the clock signal CK.

そして、S/R−FF183の出力V183はタイミン
グ発生回路19で発生されたクロック信号GK(電荷転
送りロックと同一のもので、COD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のクロック入力端CLK
に供給される。この第1のカウンタ186のリセット入
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01〜Q11からのカウントデータはシフ
トレジスタ181のデータ入力端B−Kに供給される。
Then, the output V183 of the S/R-FF 183 is supplied to the AND gate 184 together with the clock signal GK (which is the same as the charge transfer lock and corresponds to one pixel of the COD sensor section 141) generated by the timing generation circuit 19. be done. The output of this AND gate 184 is the OR gate 185
CLK of the first counter 186 via
supplied to The start signal St is supplied to the reset input terminal CLR of the first counter 186, and count data from its output terminals 01 to Q11 is supplied to the data input terminal BK of the shift register 181.

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のクロック入力端CLKに
は上記タイミング発生回路19からのクロック信号CK
が供給され、またリセット入力端CLRには上記スター
ト信号信号が供給される。
On the other hand, the output V182 of the comparator 182 is supplied to the enable input terminal ENB of the second counter 188. The clock input terminal CLK of this second counter 188 receives the clock signal CK from the timing generation circuit 19.
is supplied, and the start signal signal is supplied to the reset input terminal CLR.

そして、この第2のカウンタ188の出力IQI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のクロック入力端CLKに供給されると
共に、シフトレジスタ187のデータ人力mA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からのロード信号りが供給
される。このロード信号りは上記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はこのロード信号り
を入力すると、クロック入力端0LOKに供給される外
部読出しクロック信号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
。このシフトレジスタ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。
The count data from the output IQI of the second counter 188 is supplied to the clock input terminal CLK of the first counter 186 via the OR gate 185, and is also supplied to the data input mA of the shift register 187. Load input terminal LOD of this shift register 187
A load signal from the timing generation circuit 19 is supplied to the timing generating circuit 19. This load signal is transmitted to the CCD sensor section 141.
When the shift register 187 receives this load signal, it inputs data in response to the external read clock signal RCK supplied to the clock input terminal 0LOK. End A~
The data supplied to K is sequentially shifted and output. The output I of this shift register 187 is the sunlight incident angle θ
It is a digitized version of

すなわち、上記タイミング発生回路19から第5図(a
)、(b)に示すようなりロック信号GK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v
182は第5図(d)に示すようになり、これによって
S/R−F F183の出力v183は、第5図(e)
に示すように、CCDセンサ部141のO番目の素子出
力から入射光の当たっているa@目の素子出力までの期
間Aの間で1′′となり、それ以外で“O″となる。
That is, from the timing generation circuit 19 to FIG.
), (b) when the lock signal GK and start signal St are output, and if the signal processing circuit 18 is supplied with the detection signal K as shown in FIG. 5(C), the comparator 182 Output digital signal v
182 becomes as shown in FIG. 5(d), and as a result, the output v183 of S/R-F F183 becomes as shown in FIG. 5(e).
As shown in FIG. 2, the value is 1'' during the period A from the Oth element output of the CCD sensor unit 141 to the a@th element output hit by the incident light, and is "O" otherwise.

この期間Aでは、第1のカウンタ186のクロック入力
端CLKにタイミング発生回路19からのクロック信号
Kがアンドゲート184及びオアゲート185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I
I A !+が計数される。
During this period A, the clock signal K from the timing generation circuit 19 is supplied to the clock input terminal CLK of the first counter 186 via the AND gate 184 and the OR gate 185.
IA! + is counted.

一方、入射光が当たっているCCDセンサ部141の素
子の出力期間Bでは、コンパレータ182の出力V18
2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により上記クロック
信号GK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のクロック゛入力端に供給され、この第1のカウ
ンタ186に計数される。
On the other hand, in the output period B of the element of the CCD sensor section 141 that is illuminated by the incident light, the output V18 of the comparator 182
2 becomes '1'', the second counter 188 enters a counting state, and the clock signal GK is counted by this second counter 188.The counted value is counted down to 1/2 and then passed through the OR gate 185. The clock signal is supplied to the clock input terminal of the first counter 186 and is counted by the first counter 186.

ここで、上記第20カウンタ188は一段の単なるDC
型フリップ70ツブである。第1のカウンタ186と第
2のカウンタ188の全計数結果は、181に第5図(
f)に示すロード信号りでセットされた後、第5図(q
)に示す外部読出しりOツク信号RCKにより順次読み
出される。
Here, the 20th counter 188 is a simple DC
It is a mold flip 70 tube. The total counting results of the first counter 186 and the second counter 188 are shown at 181 in FIG.
After being set by the load signal shown in f), the load signal shown in Fig. 5 (q
) are read out sequentially by the external readout signal RCK shown in FIG.

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
値であっても、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に加わる検出信号にのレベルが太
陽光入射角θに影響されることなくほぼ一定となり、こ
れによって測定精度が全測定域に渡って一定となること
があげられる。
In other words, the feature of this signal processing circuit is that the second
By using the counter 188, even if the count value in period B is an odd value, the position information can be measured at an angle of 1/2 pixel without truncating one digit after the decimal point. Another point is that by employing the AGC circuit 181, the level of the detection signal applied to the comparator 182 is almost constant without being affected by the sunlight incident angle θ, and as a result, the measurement accuracy is constant over the entire measurement range. There are many things that can happen.

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EC
MP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Δb2>Δb1であるからECM
、Pのときの方がはるかに大きい。したがって、AGC
回路181を使用しないとすると、CCDセンサ部14
1の検出信号に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。
The above is done in order to suppress the influence of the dead zone ΔE of the comparator 182 on the measurement as much as possible with respect to the detection signal K extracted and shown in FIG.
When MP is selected as ECMP1 in the middle of the wave height and when MP is selected as ECMP2 near the base of the wave height, the uncertainty in measurement of pulse width B is Δb2>Δb1, so ECM
, P is much larger. Therefore, AGC
If the circuit 181 is not used, the CCD sensor section 14
Since the wave height in the detection signal 1 changes depending on the sunlight incident angle θ, it is necessary to select the reference voltage ECMP of the comparator 182 to the ECMP2 side in order to cover the entire measurement field of view.

ところで、上記測定視野全域に渡って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。
Incidentally, by keeping the wave height substantially constant over the entire measurement field of view through AGC operation and approximately calculating the wave height center P using the interpolation method described below, it is possible to obtain a more accurate sunlight incident angle θ.

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の各信号波形を示し、第7図(b)に基準電圧
レベルEcMPと入力信号にとの交点イ、口の座標<x
i 、a)、(x2 。
Figure 7 is for explaining the principle.
) shows each signal waveform of the detection signal K and the reference voltage level ECMP with the horizontal axis as the X coordinate, and FIG.
i, a), (x2.

b)付近を拡大して示す。すなわち、点イ、口を通る接
線の傾きをkとすれば、2直線の交点Pが波高の中心X
Oと近似できる。したがって交点Pの座標は直線の方程
式から、 y−a=k (x−xi )        ・−(1
)y −b= −k (x−x2 )       −
(23と表わせる。この(+)、(2j式より交点Pの
X座標値xOは、 xO=xI+勺 + b−a 2     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。
b) Enlarged view of the vicinity. In other words, if the slope of the tangent line passing through point A and the mouth is k, then the intersection point P of the two straight lines is the center of wave height
It can be approximated as O. Therefore, from the straight line equation, the coordinates of the intersection P are y-a=k (x-xi) ・-(1
)y −b= −k (x−x2 ) −
(23). From this (+), (2j formula, the X coordinate value xO of the intersection point P is calculated as follows:

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。
FIG. 8 shows the configuration of a signal processing circuit that implements the above correction calculation. However, in FIG. 8, the same parts as in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and only the different parts will be described here.

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306、アナログ・デジ
タル変換(ADC>回路307及び加算器308よりな
るものである。
That is, the reference numeral 30 in the figure is a correction calculation circuit, and this correction calculation circuit 30 includes first and second sample and hold circuits (
S/H) 301, 302, first and second monostables 303, 304, differential amplifier 305, resistance attenuator 306 consisting of resistors R1 and R2, analog-to-digital conversion (ADC > from circuit 307 and adder 308) It is what it is.

まず、前記AGC回路181から出力された検出信号に
は第1及び第2のサンプルホールド回路301 、30
2に供給され、またコンパレータ182の出力■182
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1
82の出力■182の前縁でトリガがかかるようにして
、座標点イ(xi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 tt、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、座標点口(x2座標)の波高値rr 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AG
C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>−
u)gl稈処理が何われる。そして、次段2に のADG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
タ信号RCKによりシリアルデータとして読み出される
First, the detection signal output from the AGC circuit 181 is processed by first and second sample and hold circuits 301 and 30.
2, and the output of comparator 182 ■182
is supplied to the first and second monostables 303 and 304. The first monostable 303 is the comparator 1
A hold signal is generated in the sample-and-hold circuit 301 for storing the wave height value "a" of the coordinate point A (xi coordinate) by triggering at the leading edge of the output (182) of the output section 82. On the other hand, the second monostable 304 tt is similarly triggered by the trailing edge of the output V182 of the comparator 182, and generates a hold signal for the sample and hold circuit 302 that stores the peak value rr b++ of the coordinate point entrance (x2 coordinate). do. These first and second monostables 303
, 304 at the timing according to each hold signal from AG.
First and second sample and hold circuits 301 and 302 that sample and hold the detection signal K from the C circuit 181
The outputs a and b of
u) Gl culm treatment is changed. After being converted into a digital signal by the ADG circuit 307 in the next stage 2, the signal processing shown in FIG. It is read as .

したがって、上記のように構成した太陽センサは、信号
照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、バッファアンプの利得低下等の影響を受は
難くなり、また2組のカウンタを使用したことによって
太陽光入射角データのビット切捨てを防ぐことができる
。さらに、補間法に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。
Therefore, the solar sensor configured as described above is not affected by the intensity of sunlight incident due to fluctuations in the orbital altitude of the signal target, and is not affected by the decrease in cell sensitivity due to the deterioration of the cell protective film due to cosmic rays or by the buffer amplifier. This makes it less susceptible to the effects of gain reduction, etc., and by using two sets of counters, bit truncation of sunlight incident angle data can be prevented. Furthermore, by employing an arithmetic processing method based on the interpolation method, it becomes possible to achieve higher resolution than the inherent element resolution of the sensor, and it becomes possible to obtain a more accurate sunlight incident angle.

[発明の効果] 以上詳述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。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, there is provided a sun sensor that can accurately measure the angle of incidence of sunlight without being affected by changes in the altitude of the orbit of an artificial satellite.

を提供することができる。can be provided.

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

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
ロック回路図、第2図Iま上記実施例の基本原理を説明
するための図、第3図【よ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ック回路図、第4図は上
記信号処理回路に用し)られるAGC回路の具体的な構
成を示すブロック回路図、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・・・C
CDセンサ部、15・・・アパーチャマスク、16・・
・CCDff1動回路、17・・・バッファアンプ、1
8・・・信号処理回路、181・・・AGC回1.18
2・・・アナログコン1<レータ、183・・・S/R
フリップフロップ、186 、188・・・カウンタ、
187・・・シフトレジスタ、19・・・タイミング発
生回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 311図 第3図 第4図 第5図 (a)    −−−−−−−−−−−−−JLL−J
LfLk−CK第6図 第8図 第9図
Fig. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of the solar sensor according to the present invention, Fig. 2 is a diagram for explaining the basic principle of the above embodiment, and Fig. 3 is a signal processing circuit in the above embodiment. 4 is a block circuit diagram showing a specific configuration of an AGC circuit used in the signal processing circuit, and FIGS. 5 and 6 are block circuit diagrams showing a specific configuration of an AGC circuit used in the signal processing circuit. FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams for explaining other embodiments of the present invention, respectively, and FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a conventional sun sensor. 14...One-dimensional linear array sensor, 141...C
CD sensor section, 15...Aperture mask, 16...
・CCDff1 dynamic circuit, 17...buffer amplifier, 1
8...Signal processing circuit, 181...AGC times 1.18
2...Analog controller 1<rate, 183...S/R
Flip-flop, 186, 188... counter,
187...Shift register, 19...Timing generation circuit. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue 311 Figure 3 Figure 4 Figure 5 (a) ---------JLL-J
LfLk-CKFigure 6Figure 8Figure 9

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の光電変換素子を1方向に配列させ該光電変
換素子に蓄積された電荷を転送出力する一次元センサと
、この一次元センサに近接して配置されセンサの中央上
方位置にスリットを形成してなるアパーチャマスクと、
前記スリッ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てな
ることを特徴とする太陽センサ。
(1) A one-dimensional sensor that arranges multiple photoelectric conversion elements in one direction and transfers and outputs the charges accumulated in the photoelectric conversion elements, and a slit that is placed close to this one-dimensional sensor and located above the center of the sensor. An aperture mask formed by
It is characterized by comprising a signal processing circuit that detects the position of sunlight passing through the slit and irradiating the light receiving surface of the one-dimensional sensor from the output of the one-dimensional sensor and calculating the sunlight incident angle. solar sensor.
(2)前記信号処理回路は、波形正規用の自動利得制御
回路と、入力信号を2値化するためのアナログコンパレ
ータと、このコンパレータの出力に応じて前記一次元セ
ンサを駆動するためのクロック信号を計数することによ
り太陽光入射角に対応する一次元センサの受光面入射位
置を検知する位置検出手段とを具備してなることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の太陽センサ。
(2) The signal processing circuit includes an automatic gain control circuit for waveform normalization, an analog comparator for binarizing the input signal, and a clock signal for driving the one-dimensional sensor according to the output of this comparator. 2. The solar sensor according to claim 1, further comprising: position detection means for detecting the position of incidence on the light receiving surface of the one-dimensional sensor corresponding to the angle of incidence of sunlight by counting the angle of incidence of sunlight.
(3)前記信号処理回路は、前記アナログコンパレータ
の出力の前縁位置座標に対応する一次元センサのn番目
の素子出力の波高値と前記アナログコンパレータの出力
の後縁位置座標に対応する一次元センサのm番目の素子
出力の波高値とを用いて補正値を算出して前記位置検出
手段により求めた太陽光入射位置情報に加算演算する補
正手段を有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。
(3) The signal processing circuit includes a wave height value of the n-th element output of the one-dimensional sensor corresponding to the leading edge position coordinate of the output of the analog comparator and a one-dimensional signal corresponding to the trailing edge position coordinate of the output of the analog comparator. A patent claim characterized by comprising a correction means for calculating a correction value using the peak value of the m-th element output of the sensor and adding the correction value to the sunlight incident position information determined by the position detection means. 2. The solar sensor according to item 2.
(4)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
ッ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、第
3項いずれか記載の太陽センサ。
(4) The automatic gain control circuit includes a gain control amplifier having a plurality of feedback resistors, an analog comparator that detects the peak value of the output signal of the amplifier, and a peak value detected by the analog comparator. It is equipped with an encoder memory with a latch for storing data, and a loop gain switching multiplexer that switches and connects the plurality of feedback resistors according to the output of the encoder memory, so as to adjust the output change due to the sunlight incident angle of the one-dimensional sensor output. The solar sensor according to claim 2 or 3, characterized in that the solar sensor is removed.
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