JPS6223801B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6223801B2 JPS6223801B2 JP55179351A JP17935180A JPS6223801B2 JP S6223801 B2 JPS6223801 B2 JP S6223801B2 JP 55179351 A JP55179351 A JP 55179351A JP 17935180 A JP17935180 A JP 17935180A JP S6223801 B2 JPS6223801 B2 JP S6223801B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- digital
- output
- slit
- light
- 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
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Navigation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽光などの入射角をデイジタル的及
びアナログ的に測定する高精度入射角測定装置に
関する。
びアナログ的に測定する高精度入射角測定装置に
関する。
人工衛星の姿勢制御方式として、人工衛星の所
定の個所に入射する太陽光の角度を測定し、この
角度を設定値に合わせるようにして衛星の軸方向
（姿勢）を制御するものがある。この人工衛星
が、第１図に示すように、衛星１１の軸１２を中
心に矢印１３の方向にスピンしているとすると、
あらかじめ定められた位置における太陽光１０の
入射角Ａを太陽センサ１５により測定する必要が
ある。
定の個所に入射する太陽光の角度を測定し、この
角度を設定値に合わせるようにして衛星の軸方向
（姿勢）を制御するものがある。この人工衛星
が、第１図に示すように、衛星１１の軸１２を中
心に矢印１３の方向にスピンしているとすると、
あらかじめ定められた位置における太陽光１０の
入射角Ａを太陽センサ１５により測定する必要が
ある。
この太陽センサのうちデイジタル的に測定を行
うデイジタル太陽センサは、第２図の構成図に示
すように、細長いスリツト２０を設けたケース２
１内の所定の方向に受光素子２３をデイジタル的
に配列した受光板２２とから構成される。太陽光
がスリツト２０から受光面２２に垂直に入射した
場合の位置をＢとし、スリツト２０との距離ｄ＝
とし、入射した太陽光の入射位置Ｃとし、こ
の垂直入射の位置Ｂとの距離ｆ＝とすれば、
太陽光の入射角Ａは、 Ａ＝tan-1ｆ／ｄ となる。この距離ｄは一定であるから、垂直位置
Ｂからのずれを測ることにより、入射角が求めら
れる。
うデイジタル太陽センサは、第２図の構成図に示
すように、細長いスリツト２０を設けたケース２
１内の所定の方向に受光素子２３をデイジタル的
に配列した受光板２２とから構成される。太陽光
がスリツト２０から受光面２２に垂直に入射した
場合の位置をＢとし、スリツト２０との距離ｄ＝
とし、入射した太陽光の入射位置Ｃとし、こ
の垂直入射の位置Ｂとの距離ｆ＝とすれば、
太陽光の入射角Ａは、 Ａ＝tan-1ｆ／ｄ となる。この距離ｄは一定であるから、垂直位置
Ｂからのずれを測ることにより、入射角が求めら
れる。
このデイジタル太陽センサはこのずれｆをデイ
ジタル的に測定するものである。このセンサの受
光板２２は、第３図の部分拡大図に示すように、
中心線Ｂの両側に、７ビツトのグレイコードのよ
うにデイジタル的に配列された受光素子群２３１
〜２３７と、この受光素子群の両側に配置された
光検出素子２３０，２３８とを備え、スリツトか
ら入射した光３０をそれぞれの受光素子でデイジ
タル的に検出してずれｆをデイジタル的に求める
ものである。この受光素子としては細長い太陽電
池の表面を一定の間隔毎にデイジタル的にマスク
したものや、フオトダイオードの上にマスクを形
成したものを用いることができる。この実施例は
両側の受光素子２３０，２３８がマスクのない素
子で、受光素子２３１〜２３７がデイジタル的に
所定間隔毎にマスクを設けた素子を示している。
ジタル的に測定するものである。このセンサの受
光板２２は、第３図の部分拡大図に示すように、
中心線Ｂの両側に、７ビツトのグレイコードのよ
うにデイジタル的に配列された受光素子群２３１
〜２３７と、この受光素子群の両側に配置された
光検出素子２３０，２３８とを備え、スリツトか
ら入射した光３０をそれぞれの受光素子でデイジ
タル的に検出してずれｆをデイジタル的に求める
ものである。この受光素子としては細長い太陽電
池の表面を一定の間隔毎にデイジタル的にマスク
したものや、フオトダイオードの上にマスクを形
成したものを用いることができる。この実施例は
両側の受光素子２３０，２３８がマスクのない素
子で、受光素子２３１〜２３７がデイジタル的に
所定間隔毎にマスクを設けた素子を示している。
人工衛星が矢印１３の方向にスピンしている
と、第１図に示した位置にある太陽センサ１５の
スリツト２０を通つた太陽光は、相対的に第２図
の矢印２５の方向（第３図では−Ｘの方向）に移
動する。従つて、入射角の読取は、スリツト２０
を通つた太陽光（入射光）が第３図に示すように
受光板２２の中央に来たとき、即ち、入射光３０
あるいは３２の縁が光検出素子２３０及び２３８
の中央に来たときに行う必要があり、この読取位
置がずれると読取誤差を生ずる。従来のこの太陽
センサはデイジタル量子化誤差±0.25゜に、受光
素子、入力回路における閾値の選択により最大±
0.25゜のアナログ誤差が重畳される可能性があ
る。
と、第１図に示した位置にある太陽センサ１５の
スリツト２０を通つた太陽光は、相対的に第２図
の矢印２５の方向（第３図では−Ｘの方向）に移
動する。従つて、入射角の読取は、スリツト２０
を通つた太陽光（入射光）が第３図に示すように
受光板２２の中央に来たとき、即ち、入射光３０
あるいは３２の縁が光検出素子２３０及び２３８
の中央に来たときに行う必要があり、この読取位
置がずれると読取誤差を生ずる。従来のこの太陽
センサはデイジタル量子化誤差±0.25゜に、受光
素子、入力回路における閾値の選択により最大±
0.25゜のアナログ誤差が重畳される可能性があ
る。
このアナログ誤差を小さくする方法は、本発明
者により提案された特願昭52−133862号に説明し
ている。すなわち、第３図に示すように、スリツ
トの長さが受光素子の幅の中心、すなわち受光素
子２３０，２３８の中央にくる幅に設定し、かつ
第４図の回路図に示すように、太陽からの光がこ
れら受光素子の中心にきたときに作られる読出パ
ルスにより受光素子の出力を読出す方法である。
しかし、この方法によつてもデイジタル量子化誤
差±0.25゜は避けられなかつた。
者により提案された特願昭52−133862号に説明し
ている。すなわち、第３図に示すように、スリツ
トの長さが受光素子の幅の中心、すなわち受光素
子２３０，２３８の中央にくる幅に設定し、かつ
第４図の回路図に示すように、太陽からの光がこ
れら受光素子の中心にきたときに作られる読出パ
ルスにより受光素子の出力を読出す方法である。
しかし、この方法によつてもデイジタル量子化誤
差±0.25゜は避けられなかつた。
本発明の目的は、このようなデイジタル量子化
誤差を充分小さくし、入射角の測定精度を上げた
高精度入射角測定装置を提供することにある。
誤差を充分小さくし、入射角の測定精度を上げた
高精度入射角測定装置を提供することにある。
以下図面により本発明を詳細に説明する。
第５図は本発明の実施例の回路図である。図
中、受光素子２３０はフオトダイオード受光素子
のスタートライン、素子２３８は同じくエンドラ
インを示し、受光素子２３１〜２３７はフオトダ
イオードの受光素子角度測定のために７ビツトの
グレイコードを構成している。５０〜５８はバツ
フア増幅器、８０は割算器、６１〜６８は加算
器、８１は増幅器、８２はアナログ／デイジタル
（Ａ／Ｄ）変換器、７１〜７７はコンパレータ、
７８はゼロ検出器である。
中、受光素子２３０はフオトダイオード受光素子
のスタートライン、素子２３８は同じくエンドラ
インを示し、受光素子２３１〜２３７はフオトダ
イオードの受光素子角度測定のために７ビツトの
グレイコードを構成している。５０〜５８はバツ
フア増幅器、８０は割算器、６１〜６８は加算
器、８１は増幅器、８２はアナログ／デイジタル
（Ａ／Ｄ）変換器、７１〜７７はコンパレータ、
７８はゼロ検出器である。
また、本発明におけるスリツトは、第３図に示
されるように、グレイコードの最小桁（LSD）に
相当する受光素子２３１の素子の長さｌとスリツ
トからの入射光３２の幅ｍとが等しくなるような
幅で、その長さは受光素子２３０と受光素子２３
８の各中心線の間の長さｋに等しい寸法のもので
ある。なお、各受光素子の幅はｗで一定とする。
このような構成のLSDの受光素子２３１の出力電
圧V231は、角度θのずれに対して、第６図に示す
ように、入射光３２が受光素子２３１の長さｌの
中心でピークを有し、その受光素子２３１の２倍
の長さ2lの周期の鋸歯状の出力となる。ここで受
光素子感度をｓ、光強度をＬとし、スリツトから
の入射光３２による出力電圧V230は V230＝sL・ｍ・ｗ／２ となり、入射光３２が△ｙだけＹ軸方向に移動し
たとすると、受光素子２３１の出力電圧V231は V231＝ｓ・Ｌ・ｗ・△ｙ となる。ここで、V231／V230を求めると V231／V230＝２△ｙ／ｍ となる。ここでｍは入射光の幅であり、△ｙは測
定角度に対応するから、V231／V230は、素子感度
や温度ドリフトや光強度変化に関係なく、△ｙつ
まり測定角度のみに関係する。したがつて、割算
器８０の出力は測定角度に対応する。この出力を
Ａ／Ｄ変換器８２の入力レベルに合わせるために
増幅器８１で利得を調整すればよい。このＡ／Ｄ
変換器８２のビツト数を８とすれば、１度当り２
５６ステツプが、７ビツトグレイコードのデータ
（128ステツプ）に追加されることになり高精度の
角度測定が可能となる。
されるように、グレイコードの最小桁（LSD）に
相当する受光素子２３１の素子の長さｌとスリツ
トからの入射光３２の幅ｍとが等しくなるような
幅で、その長さは受光素子２３０と受光素子２３
８の各中心線の間の長さｋに等しい寸法のもので
ある。なお、各受光素子の幅はｗで一定とする。
このような構成のLSDの受光素子２３１の出力電
圧V231は、角度θのずれに対して、第６図に示す
ように、入射光３２が受光素子２３１の長さｌの
中心でピークを有し、その受光素子２３１の２倍
の長さ2lの周期の鋸歯状の出力となる。ここで受
光素子感度をｓ、光強度をＬとし、スリツトから
の入射光３２による出力電圧V230は V230＝sL・ｍ・ｗ／２ となり、入射光３２が△ｙだけＹ軸方向に移動し
たとすると、受光素子２３１の出力電圧V231は V231＝ｓ・Ｌ・ｗ・△ｙ となる。ここで、V231／V230を求めると V231／V230＝２△ｙ／ｍ となる。ここでｍは入射光の幅であり、△ｙは測
定角度に対応するから、V231／V230は、素子感度
や温度ドリフトや光強度変化に関係なく、△ｙつ
まり測定角度のみに関係する。したがつて、割算
器８０の出力は測定角度に対応する。この出力を
Ａ／Ｄ変換器８２の入力レベルに合わせるために
増幅器８１で利得を調整すればよい。このＡ／Ｄ
変換器８２のビツト数を８とすれば、１度当り２
５６ステツプが、７ビツトグレイコードのデータ
（128ステツプ）に追加されることになり高精度の
角度測定が可能となる。
従つて、本発明を人工衛生用スピン型太陽セン
サ１を用いると、測定角度のデイジタル量子化誤
差をＡ／Ｄ変換器のビツト数にまで分解能を上げ
ることが可能となる。
サ１を用いると、測定角度のデイジタル量子化誤
差をＡ／Ｄ変換器のビツト数にまで分解能を上げ
ることが可能となる。
また、本発明は太陽高度計、レーザ光線と併用
して測地計器などへの応用も可能であり、さらに
スリツト長を長くしたスリツト２本を直交に組み
受光素子を２組用いることにより、２次元の高精
度入射角測定装置にも応用できる。
して測地計器などへの応用も可能であり、さらに
スリツト長を長くしたスリツト２本を直交に組み
受光素子を２組用いることにより、２次元の高精
度入射角測定装置にも応用できる。
第１図は人工衛星と太陽センサの説明図、第２
図は従来の太陽センサの構成図、第３図は本発明
の適用される受光板２３部分の平面図、第４図は
従来の太陽センサの読取回路の回路図、第５図は
本発明の実施例の読取回路の回路図、第６図は本
発明の読取センサーの特性図である。 図において、１０……太陽光、１１……人工衛
星、１２……スピン軸、１３……スピン方向の矢
印、１５……太陽センサ、２０……スリツト、２
１……ケース、２２……受光板、２３，２３０〜
２３８……受光素子、２５……入射光の移動方向
の矢印、３０，３２……スリツト入射光、５０〜
５８……バツフア増幅器、６１〜６８……加算
器、７１〜７７……コンパレータ、７８……レベ
ル検出器、８０……割算器、８１……増幅器、８
２……アナログ／デイジタル変換器である。
図は従来の太陽センサの構成図、第３図は本発明
の適用される受光板２３部分の平面図、第４図は
従来の太陽センサの読取回路の回路図、第５図は
本発明の実施例の読取回路の回路図、第６図は本
発明の読取センサーの特性図である。 図において、１０……太陽光、１１……人工衛
星、１２……スピン軸、１３……スピン方向の矢
印、１５……太陽センサ、２０……スリツト、２
１……ケース、２２……受光板、２３，２３０〜
２３８……受光素子、２５……入射光の移動方向
の矢印、３０，３２……スリツト入射光、５０〜
５８……バツフア増幅器、６１〜６８……加算
器、７１〜７７……コンパレータ、７８……レベ
ル検出器、８０……割算器、８１……増幅器、８
２……アナログ／デイジタル変換器である。
Claims (1)
- １ 入射光を取り入れる所定の長さで、細幅のス
リツトを備えた暗室部材と、この暗室部材内に前
記スリツトから所定の距離離れて設定された受光
板部材と、この受光板部材上に前記スリツトの長
さ方向と直交して、所定のデイジタルコードに従
つて複数個配列された受光素子を備え、かつその
デイジタルコードの最小桁の受光素子の長さを前
記スリツトの幅と実質的に等しくしたデイジタル
素子群と、このデイジタル素子群の配列幅の両端
部で、この素子群と並行に前記受光板部材上に配
設された受光検出素子と、これら受光検出素子お
よび前記デイジタル素子群の出力を増幅する手段
と、前記受光板検出素子の一方の増幅出力と他の
一方の増幅出力との差をとる第１の減算手段と、
この差出力と所定電圧値を比較して読取信号を出
力する手段と、前記受光検出素子の一方の増幅出
力と前記デイジタル素子群のそれぞれの増幅出力
とのそれぞれの差をとる第２の減算手段と、これ
ら第２の減算出力を前記読取信号によつてそれぞ
れ読取る第１のデイジタル信号出力手段と、前記
受光検出素子の一方の増幅出力で前記デイジタル
素子群の最低桁ビツトの出力を割算する除算手段
と、この除算出力電圧をデイジタル信号に変換す
る第２のデイジタル信号出力手段とを有する高精
度入射角測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55179351A JPS57103007A (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | High accuracy measuring device for incident angle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55179351A JPS57103007A (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | High accuracy measuring device for incident angle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57103007A JPS57103007A (en) | 1982-06-26 |
| JPS6223801B2 true JPS6223801B2 (ja) | 1987-05-25 |
Family
ID=16064316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55179351A Granted JPS57103007A (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | High accuracy measuring device for incident angle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57103007A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6416702A (en) * | 1987-07-11 | 1989-01-20 | Mikasa Kagaku Kogyo Kk | Package of identifiable agricultural chemical |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5474362A (en) * | 1977-11-25 | 1979-06-14 | Nec Corp | Multi-cavity klystron |
-
1980
- 1980-12-18 JP JP55179351A patent/JPS57103007A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5474362A (en) * | 1977-11-25 | 1979-06-14 | Nec Corp | Multi-cavity klystron |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6416702A (en) * | 1987-07-11 | 1989-01-20 | Mikasa Kagaku Kogyo Kk | Package of identifiable agricultural chemical |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57103007A (en) | 1982-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5101570A (en) | Inclination angle detector | |
| US4857721A (en) | Optical direction sensor having gray code mask spaced from a plurality of interdigitated detectors | |
| JP3168451B2 (ja) | ロータリーエンコーダ | |
| EP0790484B1 (en) | Horizontal position error correction mechanism for electronic level | |
| JPH02236108A (ja) | 太陽センサ | |
| US20110199240A1 (en) | Photoelectric encoder | |
| JPS6223801B2 (ja) | ||
| JPH0626857A (ja) | Ｚ軸用の太陽センサ | |
| JP2818251B2 (ja) | 太陽センサ | |
| JPH05322562A (ja) | 電子レベルと電子レベル用標尺 | |
| JPS6225966B2 (ja) | ||
| JPS586885B2 (ja) | 入射角測定装置 | |
| US5253032A (en) | Active distance measuring apparatus | |
| KR100239868B1 (ko) | 인공위성 자세 제어용 디지탈 태양센서의 구조 및신호처리 방법 | |
| USH746H (en) | Solar reference flight roll position sensor | |
| JPS61223603A (ja) | マ−ク検出機 | |
| JP3029275B2 (ja) | 太陽センサ | |
| JPH0550685B2 (ja) | ||
| JPS60149937A (ja) | 圧力測定装置 | |
| JP2645111B2 (ja) | 太陽センサ | |
| EP0691525B1 (en) | Sensing system with a multi-channel fiber optic bundle sensitive probe | |
| JPS5861436A (ja) | 投影型ｍｔｆ測定装置の受光素子 | |
| JPS6275307A (ja) | 太陽センサ | |
| JPS623609A (ja) | 測距装置 | |
| JPS59135331A (ja) | 分光装置における波長算出方法 |