JPH04198710A - 太陽追尾センサ - Google Patents
太陽追尾センサInfo
- Publication number
- JPH04198710A JPH04198710A JP2332393A JP33239390A JPH04198710A JP H04198710 A JPH04198710 A JP H04198710A JP 2332393 A JP2332393 A JP 2332393A JP 33239390 A JP33239390 A JP 33239390A JP H04198710 A JPH04198710 A JP H04198710A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sun
- solar
- sensor
- signal
- rib
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- Pending
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- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、地球を周回する人工衛星上から大気層を透過
してくる太陽像をセンサに結像させ太陽位置を捕捉し太
陽光を観測装置に導く太陽追尾センサに関するものであ
る。
してくる太陽像をセンサに結像させ太陽位置を捕捉し太
陽光を観測装置に導く太陽追尾センサに関するものであ
る。
従来の技術
従来より、４分割ホトダイオードと光学系を組合せ太陽
光を結像させ位置信号を得る方法として、４分割した各
々のセンサ信号（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）のＸ軸方向とＹ軸方
向に分割した差分側信号を各々センサ信号の加算値（ａ
＋ｂ＋ｃ＋ｄ）で除算し、Ｘ、Ｙ座標位置信号（ＰＸ、
Ｐｙ）を出力する構成が知られている。また、リニアダ
イオードアレイ（Ｎピクセル）を鉛直方向に配置し太陽
のリブを検出し太陽リブ信号を出力する方法が知られて
いる。
光を結像させ位置信号を得る方法として、４分割した各
々のセンサ信号（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）のＸ軸方向とＹ軸方
向に分割した差分側信号を各々センサ信号の加算値（ａ
＋ｂ＋ｃ＋ｄ）で除算し、Ｘ、Ｙ座標位置信号（ＰＸ、
Ｐｙ）を出力する構成が知られている。また、リニアダ
イオードアレイ（Ｎピクセル）を鉛直方向に配置し太陽
のリブを検出し太陽リブ信号を出力する方法が知られて
いる。
以下、簡単にその構成を説明すると第２図（ａ）。
（ロ）は従来の太陽追尾センサと太陽リプ検出器の構成
を示したもので、１１は４分割ホトダイオード用光学系
、１２は太陽光結像スポット、１３は４分割ホトダイオ
ードセンサ、１４はリニアダイオードアレイ用光学系、
１５はリニアダイオードアレイ、第３図（ａ）、Φ）は
従来の信号処理回路のブロック図を示したもので、１６
は角度演算器、１７はＸ座標位置信号、１８はＹ座標位
置信号、１９は太陽リブ検出回路、２０は太陽リブ検出
信号である。
を示したもので、１１は４分割ホトダイオード用光学系
、１２は太陽光結像スポット、１３は４分割ホトダイオ
ードセンサ、１４はリニアダイオードアレイ用光学系、
１５はリニアダイオードアレイ、第３図（ａ）、Φ）は
従来の信号処理回路のブロック図を示したもので、１６
は角度演算器、１７はＸ座標位置信号、１８はＹ座標位
置信号、１９は太陽リブ検出回路、２０は太陽リブ検出
信号である。
以上のような構成においてそれらの動作を説明する。第
２図、第３図において、光学系１１を介して、太陽光像
は４分割センサ１３上に太陽光結像スポット１２を結像
する。この時各々のセンサ（ａ。
２図、第３図において、光学系１１を介して、太陽光像
は４分割センサ１３上に太陽光結像スポット１２を結像
する。この時各々のセンサ（ａ。
ｂ、 ｃ、 ｄ）からの出力信号は角度演算回路１
６でＸ座標位置信号１７とＹ座標位置信号１８が出力さ
れる。
６でＸ座標位置信号１７とＹ座標位置信号１８が出力さ
れる。
この信号を基に信号Ｘ座標位置信号１７とＹ座標位置信
号１８が零になる視野方向に追尾用ミラー（図示せず）
を制御し、同じ視野中心方向にセットされた観測機器（
図示せず）にスリットを介して太陽光が入射する。この
ように太陽光の位置変化量を検出し、常にＸ座標位置信
号１７とＹ座標位置信号１８の出力が零になるようにク
ローズトループで制御される。また、リニアダイオード
アレイＩ５は観測機器と同様に４分割ホトダイオード１
３の視野中心方向が任意のピクセル（Ｎ−ｎ番目）に一
致するように配置され、太陽光の視直径をカバーするよ
うにセンサの大きさと光学系が設計されている。太陽光
がリニアダイオードアレイのａ個のピクセルに太陽光が
結像した時、任意の出力電圧レベル以上を太陽リブ情報
と認識し太陽のリブがリニアダイオードアレイとのピク
セルに位置するかで太陽視直径のどの位置のスリットを
介した太陽光が観測機器に入力されているかの情報を出
力する。
号１８が零になる視野方向に追尾用ミラー（図示せず）
を制御し、同じ視野中心方向にセットされた観測機器（
図示せず）にスリットを介して太陽光が入射する。この
ように太陽光の位置変化量を検出し、常にＸ座標位置信
号１７とＹ座標位置信号１８の出力が零になるようにク
ローズトループで制御される。また、リニアダイオード
アレイＩ５は観測機器と同様に４分割ホトダイオード１
３の視野中心方向が任意のピクセル（Ｎ−ｎ番目）に一
致するように配置され、太陽光の視直径をカバーするよ
うにセンサの大きさと光学系が設計されている。太陽光
がリニアダイオードアレイのａ個のピクセルに太陽光が
結像した時、任意の出力電圧レベル以上を太陽リブ情報
と認識し太陽のリブがリニアダイオードアレイとのピク
セルに位置するかで太陽視直径のどの位置のスリットを
介した太陽光が観測機器に入力されているかの情報を出
力する。
発明が解決しようとする課題
しかし、従来の構成の太陽追尾センサは第４図に示すよ
うに地球を周回する人工衛星の軌道上から日の出、日の
入り時に太陽を捕捉する時、太陽追尾センサに入力する
太陽光の形状は第５回に示すように接線高度１０ｂ〜４
５−までに鉛直方向の太陽視直径は０．１３ｄｅｇ 〜
０．５３ｄｅｇに変化し、更に形状も太陽高度方向に偏
平状に変化していく。これは太陽光が大気層を通過して
くる時の屈折によって偏平状に変化するためで高度が高
くなるほどその影響は少ない。
うに地球を周回する人工衛星の軌道上から日の出、日の
入り時に太陽を捕捉する時、太陽追尾センサに入力する
太陽光の形状は第５回に示すように接線高度１０ｂ〜４
５−までに鉛直方向の太陽視直径は０．１３ｄｅｇ 〜
０．５３ｄｅｇに変化し、更に形状も太陽高度方向に偏
平状に変化していく。これは太陽光が大気層を通過して
くる時の屈折によって偏平状に変化するためで高度が高
くなるほどその影響は少ない。
この結果、４分割ホトダイオードによる検出方法では太
陽の位置検出は結像する太陽光の強度分布の重心位置を
太陽の中心として検出しているため、太陽結像光が円に
近い形状（太陽の接線高度が４５廟程度）に比べ、大気
層の屈折によって生じる偏平形状の時は誤差を生じると
いうｔＪＨがあった。
陽の位置検出は結像する太陽光の強度分布の重心位置を
太陽の中心として検出しているため、太陽結像光が円に
近い形状（太陽の接線高度が４５廟程度）に比べ、大気
層の屈折によって生じる偏平形状の時は誤差を生じると
いうｔＪＨがあった。
本発明は、以上のように太陽の高度によってセンサに結
像するパターン（偏平形状）が変化することによって生
じる検出位置信号の誤差を少なくするものである。
像するパターン（偏平形状）が変化することによって生
じる検出位置信号の誤差を少なくするものである。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明の技術的解決手段は
第１にリニアダイオードアレイセンサに結像される太陽
のリブ直径の情報を４分割ホトダイオードの出力にフィ
ードバックし太陽位置信号を補正するものである。又、
第２に第１の目的を達成するにあたりリニアダイオード
アレイセンサの信号から鉛直方向の太陽光視直径を求め
る補正回路を付加するものである。
第１にリニアダイオードアレイセンサに結像される太陽
のリブ直径の情報を４分割ホトダイオードの出力にフィ
ードバックし太陽位置信号を補正するものである。又、
第２に第１の目的を達成するにあたりリニアダイオード
アレイセンサの信号から鉛直方向の太陽光視直径を求め
る補正回路を付加するものである。
作用
本発明は上記構成により、４分割ホトダイオードによる
位置検出方式では太陽光が大気層を透過する時の屈折に
より太陽の形状が偏平状になり、高度方向の位置検出に
誤差を生じる。このためリニアダイオードアレイセンサ
の信号で検出した太陽の視直径の大きさによって４分割
ホトダイオードの位置信号を補正をすることで高度方向
の位置検出を高精度にするものである。
位置検出方式では太陽光が大気層を透過する時の屈折に
より太陽の形状が偏平状になり、高度方向の位置検出に
誤差を生じる。このためリニアダイオードアレイセンサ
の信号で検出した太陽の視直径の大きさによって４分割
ホトダイオードの位置信号を補正をすることで高度方向
の位置検出を高精度にするものである。
実施例
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例における太陽追尾センサの要
部である信号処理回路を示すブロック結線図である。第
１図において、１１は４分割ホトダイオード用光学系、
１３は４分割ホトダイオード、１４はリニアダイオード
アレイ用光学系、１５はリニアダイオードアレイ、１６
は角度演算回路、１７はＸ座標位置信号、１９は太陽リ
ブ検出回路、２ｏは太陽リブ信号、２１は太陽リブ検出
回路、２２は角度演算回路、２３はＹ座標補正位置信号
である。
部である信号処理回路を示すブロック結線図である。第
１図において、１１は４分割ホトダイオード用光学系、
１３は４分割ホトダイオード、１４はリニアダイオード
アレイ用光学系、１５はリニアダイオードアレイ、１６
は角度演算回路、１７はＸ座標位置信号、１９は太陽リ
ブ検出回路、２ｏは太陽リブ信号、２１は太陽リブ検出
回路、２２は角度演算回路、２３はＹ座標補正位置信号
である。
以上のような構成において、以下の動作を説明する。
まず、従来と同様に光学系１１を介して、太陽光像は４
分割センサ１３上に太陽光結像スポット１２を結像する
。この時各々のセンサ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）からの出力信
号は角度演算回路１６でＸ座標位置信号１７とＹ座標位
置信号１８が出力され、この信号を基にＸ座標位置信号
１７とＹ座標位置信号１８が零になるように追尾用のミ
ラーを回転するモータを制御する。
分割センサ１３上に太陽光結像スポット１２を結像する
。この時各々のセンサ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）からの出力信
号は角度演算回路１６でＸ座標位置信号１７とＹ座標位
置信号１８が出力され、この信号を基にＸ座標位置信号
１７とＹ座標位置信号１８が零になるように追尾用のミ
ラーを回転するモータを制御する。
また、リニアダイオードアレイ１５は観測機器と同様に
４分割ホトダイオード１３の視野中心が任意のピクセル
（Ｎ−ｎ番目）に一致するように配置され、太陽光の視
直径をカバーするようにセンサの大きさと光学系が設計
されている。太陽リブ検出回路１９では太陽光がリニア
ダイオードアレイのａ個のピクセルに太陽光が結像した
時、任意の出力電圧レベル以上を太陽リブ情報と認識す
る。太陽視直径検出回路２１では太陽の上端リブと下端
リブを検出した上端リブ位１のピクセルと下端リブ位置
のピクセルの差分ピクセル数を求め１つのピクセルの寸
法と光学系の焦点距離で決まるｌビクセル当りの視野角
によって太陽視直径を求め太陽リブ信号を出力する。
４分割ホトダイオード１３の視野中心が任意のピクセル
（Ｎ−ｎ番目）に一致するように配置され、太陽光の視
直径をカバーするようにセンサの大きさと光学系が設計
されている。太陽リブ検出回路１９では太陽光がリニア
ダイオードアレイのａ個のピクセルに太陽光が結像した
時、任意の出力電圧レベル以上を太陽リブ情報と認識す
る。太陽視直径検出回路２１では太陽の上端リブと下端
リブを検出した上端リブ位１のピクセルと下端リブ位置
のピクセルの差分ピクセル数を求め１つのピクセルの寸
法と光学系の焦点距離で決まるｌビクセル当りの視野角
によって太陽視直径を求め太陽リブ信号を出力する。
併せて従来例同様にリニアダイオードアレイは太陽リプ
検出回路１９で太陽リブ信号２０を出力する。
検出回路１９で太陽リブ信号２０を出力する。
例えば第５図に示すように地球を周回する人工衛星の軌
道上から日の出、日の入り時に太陽を捕捉する時、太陽
追尾センサに入力する太陽光の形状は第４図に示したよ
うに接線高度１０ｋｍ〜４５ｋｍまでに高度方向に太陽
視直径は０．１３ｄｅｇ〜０．５３ｄｅｇに変化してい
く、リニアダイオードアレイ１５に結像するパターンは
読み取る太陽リプ検出回路１９で太陽リブ信号２０とし
て検出され、太陽視直径検出回路２１で太陽の鉛直方向
の大きさを検出する。さらに角度信号補正回路２２では
Ｙ座標位置信号（鉛直方向の位置信号）に太陽の高度方
向のリブの大きさに応じた量を高度の高い軸方向に補正
を行い、視野方向を設定位置を補正するためのＹ座標補
正位置信号を出力する。
道上から日の出、日の入り時に太陽を捕捉する時、太陽
追尾センサに入力する太陽光の形状は第４図に示したよ
うに接線高度１０ｋｍ〜４５ｋｍまでに高度方向に太陽
視直径は０．１３ｄｅｇ〜０．５３ｄｅｇに変化してい
く、リニアダイオードアレイ１５に結像するパターンは
読み取る太陽リプ検出回路１９で太陽リブ信号２０とし
て検出され、太陽視直径検出回路２１で太陽の鉛直方向
の大きさを検出する。さらに角度信号補正回路２２では
Ｙ座標位置信号（鉛直方向の位置信号）に太陽の高度方
向のリブの大きさに応じた量を高度の高い軸方向に補正
を行い、視野方向を設定位置を補正するためのＹ座標補
正位置信号を出力する。
以上の説明から明かなように本実施例によれば、リニア
ダイオードアレイ１５で検出した太陽リブ検出信号で太
陽の視直径を検出し、高度方向の太陽の大きさに応じて
４分割ホトダイオードのＹ座標位置検出信号にフィード
バックし検出信号を補正することで誤差要因を少なくす
ることができる。
ダイオードアレイ１５で検出した太陽リブ検出信号で太
陽の視直径を検出し、高度方向の太陽の大きさに応じて
４分割ホトダイオードのＹ座標位置検出信号にフィード
バックし検出信号を補正することで誤差要因を少なくす
ることができる。
発明の効果
以上のように本発明はリニアダイオードアレイセンサに
結像される太陽のリブ直径の情報を太陽追尾センサ部に
フィードバンクし、４分割ホトダイオードから成る太陽
追尾センサ部の太陽位置信号を補正することにより、太
陽光が大気層を透過する際の屈折による太陽光の形状（
偏平状）によって生じる４分割ホトダイオードによる位
置検出誤差要因を少なくすることができ、その効果は大
きい。
結像される太陽のリブ直径の情報を太陽追尾センサ部に
フィードバンクし、４分割ホトダイオードから成る太陽
追尾センサ部の太陽位置信号を補正することにより、太
陽光が大気層を透過する際の屈折による太陽光の形状（
偏平状）によって生じる４分割ホトダイオードによる位
置検出誤差要因を少なくすることができ、その効果は大
きい。
第１図は本発明の一実施例における太陽追尾センサの要
部である信号処理回路のブロック結線図、第２図は従来
の太陽追尾センサの概念図、第３図は同太陽追尾センサ
の要部である信号処理回路のブロック結線図、第４図は
衛星の軌道と観測との概念図、第５図は大気層を透過し
てくる太陽光の鉛直高度方向の形状図である。 − １１・・・・・・４分割ホトダイオード用光学系、１２
・・・・・・太陽光結像スポット、１３・・・・・・４
分割ホトダイオード、１４・・・・・リニアダイオード
アレイ用光学系、１５・・・・・・リニアダイオードア
レイ、１６・・・・・・角度演算回路、１９・・・・・
・太陽リプ検出回路、２１・・・・・・太陽視直径検出
回路、２２・・・・・・角度演算回路。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか２名第２図 ＠ 三 ４ 第４図
部である信号処理回路のブロック結線図、第２図は従来
の太陽追尾センサの概念図、第３図は同太陽追尾センサ
の要部である信号処理回路のブロック結線図、第４図は
衛星の軌道と観測との概念図、第５図は大気層を透過し
てくる太陽光の鉛直高度方向の形状図である。 − １１・・・・・・４分割ホトダイオード用光学系、１２
・・・・・・太陽光結像スポット、１３・・・・・・４
分割ホトダイオード、１４・・・・・リニアダイオード
アレイ用光学系、１５・・・・・・リニアダイオードア
レイ、１６・・・・・・角度演算回路、１９・・・・・
・太陽リプ検出回路、２１・・・・・・太陽視直径検出
回路、２２・・・・・・角度演算回路。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか２名第２図 ＠ 三 ４ 第４図
Claims (1)
- ４分割のホトダイオードセンサとその光学系とを組合せ
た太陽追尾センサ部と、鉛直方向に配したリニアダイオ
ードアレイとその光学系を組合せ太陽リブ検出器と、前
記リニアダイオードアレイセンサに結像される鉛直方向
の太陽リブ信号の情報から太陽光の鉛直方向の大きさを
検出する検出部と、その検出部の出力からその情報を前
記太陽追尾センサにフィードバックし前記太陽追尾セン
サの太陽位置信号を補正する角度信号補正回路とを具備
する太陽追尾センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332393A JPH04198710A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 太陽追尾センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332393A JPH04198710A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 太陽追尾センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198710A true JPH04198710A (ja) | 1992-07-20 |
Family
ID=18254472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2332393A Pending JPH04198710A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 太陽追尾センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04198710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011099049A1 (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 撮像システム |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2332393A patent/JPH04198710A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011099049A1 (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 撮像システム |
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