JPH07270177A - 星像データ補正装置及びそれを用いた恒星センサ - Google Patents
星像データ補正装置及びそれを用いた恒星センサInfo
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- JPH07270177A JPH07270177A JP6085580A JP8558094A JPH07270177A JP H07270177 A JPH07270177 A JP H07270177A JP 6085580 A JP6085580 A JP 6085580A JP 8558094 A JP8558094 A JP 8558094A JP H07270177 A JPH07270177 A JP H07270177A
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- 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
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7867—Star trackers
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 運用時の環境条件における撮像信号のばらつ
きを補正して高精度の星像位置検出を行い、且つ任意の
時点での補正を可能にする星像データ補正装置及び恒星
センサを提供する。 【構成】 光学レンズ（１）及びＣＣＤ（２）からなる
センサ部に温度センサ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｃｃｄ）
を設け、センサ部の温度とＣＣＤ２の出力信号との関係
を予め測定して関数の形式で補正関数メモリ１０及び１
１に格納しておく。恒星センサ運用時にセンサ部の温度
変化を温度センサによって検出し、その検出温度と補正
関数とを用いて補正量を決定し、星像データから除去す
ることで温度特性のばらつきのない星像パターンが得ら
れる。センサ部のＣＣＤ及びその他複数箇所の温度を考
慮することで、ＣＣＤだけでなく、光学レンズの温度変
化による結像パターンのずれも補正対象となり、高精度
の星像位置検出を行うことができる。
きを補正して高精度の星像位置検出を行い、且つ任意の
時点での補正を可能にする星像データ補正装置及び恒星
センサを提供する。 【構成】 光学レンズ（１）及びＣＣＤ（２）からなる
センサ部に温度センサ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｃｃｄ）
を設け、センサ部の温度とＣＣＤ２の出力信号との関係
を予め測定して関数の形式で補正関数メモリ１０及び１
１に格納しておく。恒星センサ運用時にセンサ部の温度
変化を温度センサによって検出し、その検出温度と補正
関数とを用いて補正量を決定し、星像データから除去す
ることで温度特性のばらつきのない星像パターンが得ら
れる。センサ部のＣＣＤ及びその他複数箇所の温度を考
慮することで、ＣＣＤだけでなく、光学レンズの温度変
化による結像パターンのずれも補正対象となり、高精度
の星像位置検出を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は恒星の位置を検出するた
めの恒星センサに係り、特に恒星の位置検出を高精度に
行うための星像データ補正装置に関する。
めの恒星センサに係り、特に恒星の位置検出を高精度に
行うための星像データ補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】恒星センサは、星像をＣＣＤ等の２次元
撮像素子を用いて撮像し、その撮像信号から恒星の位置
を検出するものであり、例えば人工衛星では姿勢制御に
用いられている。
撮像素子を用いて撮像し、その撮像信号から恒星の位置
を検出するものであり、例えば人工衛星では姿勢制御に
用いられている。
【０００３】図８は、衛星に搭載された従来の恒星セン
サの一例を示すブロック図である。星のエネルギ（星
光）Ｌは光学レンズ１０１によって集光され、ＣＣＤ撮
像素子１０２の受光面上に結像する。ＣＣＤ撮像素子１
０２から出力されるシリアル撮像信号は、増幅器１０３
及びＡ／Ｄ変換器１０４を経て、マルチプレクサ回路１
０５によりアドレスと共に出力データ用メモリ１０６に
格納される。制御回路１０７はＣＣＤ撮像素子１０２の
動作を制御すると共にアドレス発生回路１０８を制御
し、アドレス発生回路１０８はマルチプレクサ回路１０
５へアドレスを出力する。
サの一例を示すブロック図である。星のエネルギ（星
光）Ｌは光学レンズ１０１によって集光され、ＣＣＤ撮
像素子１０２の受光面上に結像する。ＣＣＤ撮像素子１
０２から出力されるシリアル撮像信号は、増幅器１０３
及びＡ／Ｄ変換器１０４を経て、マルチプレクサ回路１
０５によりアドレスと共に出力データ用メモリ１０６に
格納される。制御回路１０７はＣＣＤ撮像素子１０２の
動作を制御すると共にアドレス発生回路１０８を制御
し、アドレス発生回路１０８はマルチプレクサ回路１０
５へアドレスを出力する。
【０００４】星光Ｌは、通常、光学レンズ１０１によっ
てデフォーカスされてＣＣＤ撮像素子１０２に入射する
から、１つの星像は複数のＣＣＤ画素に拡がった状態で
撮像される。従って、星の結像位置をＣＣＤ撮像素子１
０２の画素分解能以下の精度で求めるためには、その複
数の画素データから当該星像の中心位置を算出すること
（セントロイド演算）が必要である。更に高精度に星像
の中心位置を検出するために、ＣＣＤ撮像素子１０２の
画素間の感度や暗電流のばらつき等を補正することも必
要である。このために、補正データを予め地上試験によ
って取得しておき、必要とされる画像エリアの補正デー
タを地上から送信して補正データ用メモリ１１０に格納
しておく。
てデフォーカスされてＣＣＤ撮像素子１０２に入射する
から、１つの星像は複数のＣＣＤ画素に拡がった状態で
撮像される。従って、星の結像位置をＣＣＤ撮像素子１
０２の画素分解能以下の精度で求めるためには、その複
数の画素データから当該星像の中心位置を算出すること
（セントロイド演算）が必要である。更に高精度に星像
の中心位置を検出するために、ＣＣＤ撮像素子１０２の
画素間の感度や暗電流のばらつき等を補正することも必
要である。このために、補正データを予め地上試験によ
って取得しておき、必要とされる画像エリアの補正デー
タを地上から送信して補正データ用メモリ１１０に格納
しておく。
【０００５】マイクロプロセッサ１０９は補正データ用
メモリ１１０に格納された補正データを用いて必要なエ
リアの画像データを補正し、補正後の画像データに対し
てセントロイド演算処理を行うことで、高精度の星像中
心位置を算出する。
メモリ１１０に格納された補正データを用いて必要なエ
リアの画像データを補正し、補正後の画像データに対し
てセントロイド演算処理を行うことで、高精度の星像中
心位置を算出する。
【０００６】なお、固体撮像素子の特性ばらつきの補正
に関しては種々の提案がなされており、暗電流補正につ
いては特公平３−１６６１２号公報に、撮像信号の直流
成分の変動除去については特開昭６２−２１１５１０号
公報に、それぞれ開示されている。
に関しては種々の提案がなされており、暗電流補正につ
いては特公平３−１６６１２号公報に、撮像信号の直流
成分の変動除去については特開昭６２−２１１５１０号
公報に、それぞれ開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、補正データを地上試験によって取得して
いるために、衛星に搭載して運用されている状態とは環
境条件が異なり、特に温度特性のばらつきに関しては補
正残差が生じるという問題があった。
来の技術では、補正データを地上試験によって取得して
いるために、衛星に搭載して運用されている状態とは環
境条件が異なり、特に温度特性のばらつきに関しては補
正残差が生じるという問題があった。
【０００８】また、従来では、セントロイド演算を行う
画像エリアが変わる毎に、そのエリアの地上試験で取得
した補正データを送信する必要がある。しかし、地上か
ら衛星が見える期間しか送信を行うことができないため
に、恒星センサの運用に制約が生じるという問題があっ
た。
画像エリアが変わる毎に、そのエリアの地上試験で取得
した補正データを送信する必要がある。しかし、地上か
ら衛星が見える期間しか送信を行うことができないため
に、恒星センサの運用に制約が生じるという問題があっ
た。
【０００９】本発明の目的は、運用時の環境条件におけ
る撮像信号のばらつきを補正して高精度の星像位置検出
を行い、且つ任意の時点での補正を可能にする星像デー
タ補正装置及び恒星センサを提供することにある。
る撮像信号のばらつきを補正して高精度の星像位置検出
を行い、且つ任意の時点での補正を可能にする星像デー
タ補正装置及び恒星センサを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による星像データ
補正装置は、星光を集光する光学系とその星像を電気信
号に変換する二次元撮像素子とからなるセンサ部を有す
る恒星センサに設けられたものであり、センサ部の複数
箇所の温度を検出する温度検出手段と、センサ部の複数
箇所の温度と二次元撮像素子の出力信号との関係を関数
形式で記憶する記憶手段と、センサ部の複数箇所の検出
温度と記憶手段に格納されている関数とを用いて、星像
データからセンサ部の温度に関係する成分を除去する補
正演算手段と、からなることを特徴とする。
補正装置は、星光を集光する光学系とその星像を電気信
号に変換する二次元撮像素子とからなるセンサ部を有す
る恒星センサに設けられたものであり、センサ部の複数
箇所の温度を検出する温度検出手段と、センサ部の複数
箇所の温度と二次元撮像素子の出力信号との関係を関数
形式で記憶する記憶手段と、センサ部の複数箇所の検出
温度と記憶手段に格納されている関数とを用いて、星像
データからセンサ部の温度に関係する成分を除去する補
正演算手段と、からなることを特徴とする。
【００１１】本発明による恒星センサは、星光を集光し
て二次元撮像素子上に星像を結像させる光学レンズ系
と、光学レンズ系及び二次元撮像素子を収容して支持配
置する枠構造体と、二次元撮像素子及び枠構造体の複数
箇所の温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、からな
るセンサ部と、センサ部の温度と二次元撮像素子の出力
信号との関係を関数形式で記憶する記憶手段と、センサ
部の検出温度と記憶手段に格納されている関数とを用い
て星像データからセンサ部の温度に関係する成分を除去
する補正演算手段と、補正演算手段によって補正された
星像データを用いて星像位置を検出する位置検出演算手
段と、からなることを特徴とする。
て二次元撮像素子上に星像を結像させる光学レンズ系
と、光学レンズ系及び二次元撮像素子を収容して支持配
置する枠構造体と、二次元撮像素子及び枠構造体の複数
箇所の温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、からな
るセンサ部と、センサ部の温度と二次元撮像素子の出力
信号との関係を関数形式で記憶する記憶手段と、センサ
部の検出温度と記憶手段に格納されている関数とを用い
て星像データからセンサ部の温度に関係する成分を除去
する補正演算手段と、補正演算手段によって補正された
星像データを用いて星像位置を検出する位置検出演算手
段と、からなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】センサ部の温度と二次元撮像素子の出力信号と
の関係を予め測定して関数の形式で記憶手段に格納して
おく。運用時のセンサ部の温度変化を温度検出手段によ
って検出し、その検出温度と格納された関数とを用いて
補正量を決定し、星像データから除去することで温度特
性のばらつき等のない星像パターンが得られる。
の関係を予め測定して関数の形式で記憶手段に格納して
おく。運用時のセンサ部の温度変化を温度検出手段によ
って検出し、その検出温度と格納された関数とを用いて
補正量を決定し、星像データから除去することで温度特
性のばらつき等のない星像パターンが得られる。
【００１３】センサ部の二次元撮像素子及びその他複数
箇所の温度を考慮することで、二次元撮像素子だけでな
く、光学レンズ系の温度変化による結像パターンのずれ
も補正対象となり、高精度の星像位置検出を行うことが
できる。
箇所の温度を考慮することで、二次元撮像素子だけでな
く、光学レンズ系の温度変化による結像パターンのずれ
も補正対象となり、高精度の星像位置検出を行うことが
できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明による恒星センサにおける
星像データ補正装置の一実施例を示すブロック図であ
る。ただし、光学レンズ１、二次元ＣＣＤ撮像素子２及
び温度センサ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｃｃｄ）はセンサ
部を構成し、図２に示すように配置されている。
星像データ補正装置の一実施例を示すブロック図であ
る。ただし、光学レンズ１、二次元ＣＣＤ撮像素子２及
び温度センサ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｃｃｄ）はセンサ
部を構成し、図２に示すように配置されている。
【００１６】図１において、星光Ｌは光学レンズ１によ
って集光され、２次元ＣＣＤ撮像素子２の受光面上に結
像する。ＣＣＤ撮像素子２からシリアルに出力された撮
像信号は増幅器３によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器
４によってデジタル信号に変換され、マルチプレクサ回
路５を通してアドレス（Ｘ，Ｙ）と共に画像データメモ
リ６に格納される。
って集光され、２次元ＣＣＤ撮像素子２の受光面上に結
像する。ＣＣＤ撮像素子２からシリアルに出力された撮
像信号は増幅器３によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器
４によってデジタル信号に変換され、マルチプレクサ回
路５を通してアドレス（Ｘ，Ｙ）と共に画像データメモ
リ６に格納される。
【００１７】ＣＣＤ撮像素子２の撮像信号読み出し動作
は制御回路７によって制御される。読み出された撮像信
号に対応するアドレス（Ｘ，Ｙ）は、制御回路７の制御
によりアドレス発生回路８から出力される。マルチプレ
クサ回路５は、デジタル画像信号とそれに対応するアド
レスとを多重化して画像データメモリ６に格納する。こ
の画像データに対する温度特性ばらつき補正演算及び星
像の中心位置を求めるセントロイド演算は、マイクロプ
ロセッサ９によって実行される。
は制御回路７によって制御される。読み出された撮像信
号に対応するアドレス（Ｘ，Ｙ）は、制御回路７の制御
によりアドレス発生回路８から出力される。マルチプレ
クサ回路５は、デジタル画像信号とそれに対応するアド
レスとを多重化して画像データメモリ６に格納する。こ
の画像データに対する温度特性ばらつき補正演算及び星
像の中心位置を求めるセントロイド演算は、マイクロプ
ロセッサ９によって実行される。
【００１８】補正演算を行うための補正データはＣＣＤ
補正関数メモリ１０とセンサ部補正関数メモリ１１とに
それぞれ関数の形式で格納されている。ＣＣＤ補正関数
メモリ１０にはＣＣＤ撮像素子２の温度特性のばらつき
を補正するためのＣＣＤ補正関数Ｆ１（Tccd, X, Y）が
格納され、センサ部補正関数メモリ１１にはセンサ部の
温度特性のばらつきを補正するためのセンサ部補正関数
Ｆ２（Ta, Tb, Tc, X,Y）が格納されている。ここで、
Ｔccd はＣＣＤ撮像素子２の温度であり、Ｔａ、Ｔｂ及
びＴｃはセンサ部の所定箇所（ここでは３カ所）の温度
である（図２で説明）。また、Ｘ及びＹはＣＣＤ撮像素
子２の二次元画像アドレスを示す。
補正関数メモリ１０とセンサ部補正関数メモリ１１とに
それぞれ関数の形式で格納されている。ＣＣＤ補正関数
メモリ１０にはＣＣＤ撮像素子２の温度特性のばらつき
を補正するためのＣＣＤ補正関数Ｆ１（Tccd, X, Y）が
格納され、センサ部補正関数メモリ１１にはセンサ部の
温度特性のばらつきを補正するためのセンサ部補正関数
Ｆ２（Ta, Tb, Tc, X,Y）が格納されている。ここで、
Ｔccd はＣＣＤ撮像素子２の温度であり、Ｔａ、Ｔｂ及
びＴｃはセンサ部の所定箇所（ここでは３カ所）の温度
である（図２で説明）。また、Ｘ及びＹはＣＣＤ撮像素
子２の二次元画像アドレスを示す。
【００１９】Ｔccd はＣＣＤ温度センサＳccd によって
検出され、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃはセンサ部所定箇所に取
り付けられた温度センサＳａ、Ｓｂ及びＳｃによって検
出される。これら検出温度データは温度センサ回路１２
を通してマイクロプロセッサ９に入力する。
検出され、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃはセンサ部所定箇所に取
り付けられた温度センサＳａ、Ｓｂ及びＳｃによって検
出される。これら検出温度データは温度センサ回路１２
を通してマイクロプロセッサ９に入力する。
【００２０】マイクロプロセッサ９は、温度データＴcc
d及び（Ta, Tb, Tc）をそれぞれ補正関数Ｆ１及びＦ２
の変数として用い、アドレス毎にそれぞれの補正データ
を生成して画像データの補正を行う。更に、補正された
画像データに対してセントロイド演算を行うことで高精
度の星像位置データを出力する。
d及び（Ta, Tb, Tc）をそれぞれ補正関数Ｆ１及びＦ２
の変数として用い、アドレス毎にそれぞれの補正データ
を生成して画像データの補正を行う。更に、補正された
画像データに対してセントロイド演算を行うことで高精
度の星像位置データを出力する。
【００２１】図２は、本実施例におけるセンサ部の構成
例を示す模式的断面図である。フレーム１３及びフード
１４内に光学レンズ１及び二次元ＣＣＤ撮像素子２が配
置され、ＣＣＤ撮像素子２直下の取り付け台にＣＣＤ温
度センサＳccd が設けられている。また、フード１４の
外側で光学レンズ１より前方の位置に温度センサＳａ
が、フレーム１３の外側で光学レンズ１より後方の位置
に温度センサＳｂ及びＳｃがそれぞれ設けられている。
例を示す模式的断面図である。フレーム１３及びフード
１４内に光学レンズ１及び二次元ＣＣＤ撮像素子２が配
置され、ＣＣＤ撮像素子２直下の取り付け台にＣＣＤ温
度センサＳccd が設けられている。また、フード１４の
外側で光学レンズ１より前方の位置に温度センサＳａ
が、フレーム１３の外側で光学レンズ１より後方の位置
に温度センサＳｂ及びＳｃがそれぞれ設けられている。
【００２２】ＣＣＤ温度センサＳccd はＣＣＤ撮像素子
２の温度Ｔccdを検出し、マイクロプロセッサ９は、Ｃ
ＣＤ温度データＴccd 及び補正関数Ｆ１を用いて補正デ
ータを生成し、画像データに対して暗電流あるいは固定
パターンノイズ等の補正を行う。
２の温度Ｔccdを検出し、マイクロプロセッサ９は、Ｃ
ＣＤ温度データＴccd 及び補正関数Ｆ１を用いて補正デ
ータを生成し、画像データに対して暗電流あるいは固定
パターンノイズ等の補正を行う。
【００２３】温度センサＳａ、Ｓｂ及びＳｃはセンサ部
の所定箇所の温度Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃを検出する。光学
レンズ１の温度変化あるいは光学レンズ１を支持するフ
レーム１３及びフード１４の温度変化は、ＣＣＤ撮像素
子２の複数画素に拡がっている結像の分布に影響し、セ
ントロイド演算の結果に誤差を生じさせるからである。
従って、このような温度変化が結像分布に影響にしやす
い箇所を予め実験的に決定しておけばよい。一般的に
は、光学レンズ１の前方及び後方の温度を検出すること
が望ましい。こうして検出されたセンサ部の温度データ
Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃと補正関数Ｆ２とを用いて、マイク
ロプロセッサ９はセンサ部の温度特性に起因する結像分
布のずれを補正する。なお、温度の検出箇所及び検出数
は、センサ部の構成及び温度特性等によって適宜選択す
れば良い。
の所定箇所の温度Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃを検出する。光学
レンズ１の温度変化あるいは光学レンズ１を支持するフ
レーム１３及びフード１４の温度変化は、ＣＣＤ撮像素
子２の複数画素に拡がっている結像の分布に影響し、セ
ントロイド演算の結果に誤差を生じさせるからである。
従って、このような温度変化が結像分布に影響にしやす
い箇所を予め実験的に決定しておけばよい。一般的に
は、光学レンズ１の前方及び後方の温度を検出すること
が望ましい。こうして検出されたセンサ部の温度データ
Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃと補正関数Ｆ２とを用いて、マイク
ロプロセッサ９はセンサ部の温度特性に起因する結像分
布のずれを補正する。なお、温度の検出箇所及び検出数
は、センサ部の構成及び温度特性等によって適宜選択す
れば良い。
【００２４】温度センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ及びＳccd は
衛星などに搭載できる小型軽量、耐久性及び信頼性に優
れたものが望ましく、代表的にはセラミック温度セン
サ、特にサーミスタが用いられる。
衛星などに搭載できる小型軽量、耐久性及び信頼性に優
れたものが望ましく、代表的にはセラミック温度セン
サ、特にサーミスタが用いられる。
【００２５】図３は、ＣＣＤ補正関数メモリ１０に格納
されているＣＣＤ補正関数Ｆ１の一例を示すグラフであ
る。ＣＣＤ温度Ｔccd をパラメータとして各アドレスの
補正量がそれぞれのパターンで格納されている。従って
Ｔccd を入力することで、各アドレスの補正量を決定す
ることができる。この補正関数Ｆ１は、ＣＣＤ撮像素子
２の温度特性試験によって求められ、メモリ１０に格納
される。
されているＣＣＤ補正関数Ｆ１の一例を示すグラフであ
る。ＣＣＤ温度Ｔccd をパラメータとして各アドレスの
補正量がそれぞれのパターンで格納されている。従って
Ｔccd を入力することで、各アドレスの補正量を決定す
ることができる。この補正関数Ｆ１は、ＣＣＤ撮像素子
２の温度特性試験によって求められ、メモリ１０に格納
される。
【００２６】図４は、センサ部補正関数メモリ１１に格
納されている補正関数Ｆ２の一例を示すグラフである。
センサ部の温度Ｔ＝（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ）をパラメータ
として各アドレスの補正量がそれぞれのパターンで格納
されている。従って、センサ部の温度（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔ
ｃ）を入力することで各アドレスの補正量を決定するこ
とができる。この補正関数Ｆ２は、センサ部の温度特性
試験によって求められ、メモリ１１に格納される。
納されている補正関数Ｆ２の一例を示すグラフである。
センサ部の温度Ｔ＝（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ）をパラメータ
として各アドレスの補正量がそれぞれのパターンで格納
されている。従って、センサ部の温度（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔ
ｃ）を入力することで各アドレスの補正量を決定するこ
とができる。この補正関数Ｆ２は、センサ部の温度特性
試験によって求められ、メモリ１１に格納される。
【００２７】画像データ補正シーケンス 次に、本実施例の画像データ補正動作を図５ないし図７
を参照しながら説明する。図５はＣＣＤ撮像素子から出
力されて画像データメモリ６に格納されたＣＣＤの原画
像データの強度分布を示すグラフ、図６はＣＣＤ補正後
の強度分布を示すグラフ、及び図７は全ての補正が終了
した後の強度分布を示すグラフである。
を参照しながら説明する。図５はＣＣＤ撮像素子から出
力されて画像データメモリ６に格納されたＣＣＤの原画
像データの強度分布を示すグラフ、図６はＣＣＤ補正後
の強度分布を示すグラフ、及び図７は全ての補正が終了
した後の強度分布を示すグラフである。
【００２８】（原画像データ）星像が光学レンズ１を通
してＣＣＤ撮像素子２上に結像し、それによってＣＣＤ
撮像信号が出力され、図５に示すような分布を有する原
画像データが画像データメモリ６に格納される。この原
画像データには、ＣＣＤ撮像素子２やセンサ部の温度特
性のばらつきが含まれているために、理想的なガウス分
布からずれた分布となっている。
してＣＣＤ撮像素子２上に結像し、それによってＣＣＤ
撮像信号が出力され、図５に示すような分布を有する原
画像データが画像データメモリ６に格納される。この原
画像データには、ＣＣＤ撮像素子２やセンサ部の温度特
性のばらつきが含まれているために、理想的なガウス分
布からずれた分布となっている。
【００２９】（ＣＣＤ補正後の画像データ）先ず、マイ
クロプロセッサ９は、ＣＣＤ補正関数メモリ１０に格納
された補正関数Ｆ１（Tccd, X, Y）と温度センサＳccd
によって検出された温度データＴccd とを用いてアドレ
ス毎に補正量を決定する。その補正量を用いて、原画像
データ（図５）からＣＣＤ温度特性変動分を除去し、図
６に示すような画像データを得る。このＣＣＤ補正後の
画像データには、まだセンサ部の温度特性のばらつきが
含まれている。
クロプロセッサ９は、ＣＣＤ補正関数メモリ１０に格納
された補正関数Ｆ１（Tccd, X, Y）と温度センサＳccd
によって検出された温度データＴccd とを用いてアドレ
ス毎に補正量を決定する。その補正量を用いて、原画像
データ（図５）からＣＣＤ温度特性変動分を除去し、図
６に示すような画像データを得る。このＣＣＤ補正後の
画像データには、まだセンサ部の温度特性のばらつきが
含まれている。
【００３０】（センサ部補正後の画像データ）次に、マ
イクロプロセッサ９は、センサ部補正関数メモリ１１に
格納された補正関数Ｆ２（Ta, Tb, Tc, X, Y）と温度セ
ンサＳａ、Ｓｂ及びＳｃによって検出された温度データ
Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃとを用いてアドレス毎に補正量を決
定する。その補正量を用いて、ＣＣＤ補正後の画像デー
タ（図６）からセンサ部の温度特性変動分を除去し、図
７に示すような理想的なガウス分布に近い分布を有する
画像データを得る。
イクロプロセッサ９は、センサ部補正関数メモリ１１に
格納された補正関数Ｆ２（Ta, Tb, Tc, X, Y）と温度セ
ンサＳａ、Ｓｂ及びＳｃによって検出された温度データ
Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃとを用いてアドレス毎に補正量を決
定する。その補正量を用いて、ＣＣＤ補正後の画像デー
タ（図６）からセンサ部の温度特性変動分を除去し、図
７に示すような理想的なガウス分布に近い分布を有する
画像データを得る。
【００３１】（セントロイド演算）図７に示すような画
像データに対して、マイクロプロセッサ９はセントロイ
ド演算を行い、星像の中心位置を検出して星像位置デー
タとして出力する。
像データに対して、マイクロプロセッサ９はセントロイ
ド演算を行い、星像の中心位置を検出して星像位置デー
タとして出力する。
【００３２】なお、本実施例で示した補正関数及び画像
データの分布形状（図３〜図７）は、一例を示したもの
であり、更に説明のために強調して図示されたものであ
る。従って、これらの分布形状は本発明を何ら限定する
ものではない。
データの分布形状（図３〜図７）は、一例を示したもの
であり、更に説明のために強調して図示されたものであ
る。従って、これらの分布形状は本発明を何ら限定する
ものではない。
【００３３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る星像データ補正装置及び恒星センサは、センサ部の温
度と二次元撮像素子の出力信号との関係を予め測定して
関数の形式で格納しておき、運用時のセンサ部の温度変
化を検出し、その検出温度と格納された関数とを用いて
補正量を決定する。
る星像データ補正装置及び恒星センサは、センサ部の温
度と二次元撮像素子の出力信号との関係を予め測定して
関数の形式で格納しておき、運用時のセンサ部の温度変
化を検出し、その検出温度と格納された関数とを用いて
補正量を決定する。
【００３４】このために、温度特性ばらつきのない星像
パターンが得られ、高精度の星像位置検出が可能とな
る。更に、補正量を決定する関数を記憶しているため
に、例えば衛星に搭載された場合でも、地上からの見え
る期間に限定されることなく必要時に補正を行うことが
可能となり、恒星センサの運用を制限しない。また、補
正データそのものを格納していないので、メモリ量を増
大させることもなく、小型軽量化及び低電力化にも効果
がある。
パターンが得られ、高精度の星像位置検出が可能とな
る。更に、補正量を決定する関数を記憶しているため
に、例えば衛星に搭載された場合でも、地上からの見え
る期間に限定されることなく必要時に補正を行うことが
可能となり、恒星センサの運用を制限しない。また、補
正データそのものを格納していないので、メモリ量を増
大させることもなく、小型軽量化及び低電力化にも効果
がある。
【００３５】また、本発明による恒星センサは、センサ
部の二次元撮像素子及びその他複数箇所の温度を考慮す
ることで、二次元撮像素子だけでなく、光学レンズ系の
温度変化による結像パターンのずれも補正対象となり、
高精度の星像位置検出を行うことができる。
部の二次元撮像素子及びその他複数箇所の温度を考慮す
ることで、二次元撮像素子だけでなく、光学レンズ系の
温度変化による結像パターンのずれも補正対象となり、
高精度の星像位置検出を行うことができる。
【図１】本発明による恒星センサにおける画像データ補
正装置の一実施例を示すブロック図である。
正装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本実施例におけるセンサ部の構成例を示す模式
的断面図である。
的断面図である。
【図３】ＣＣＤ補正関数メモリ１０に格納されているＣ
ＣＤ補正関数Ｆ１の一例を示すグラフである。
ＣＤ補正関数Ｆ１の一例を示すグラフである。
【図４】センサ部補正関数メモリ１１に格納されている
補正関数Ｆ２の一例を示すグラフである。
補正関数Ｆ２の一例を示すグラフである。
【図５】ＣＣＤ撮像素子から出力されて画像データメモ
リ６に格納されたＣＣＤの原画像データの強度分布を示
すグラフである。
リ６に格納されたＣＣＤの原画像データの強度分布を示
すグラフである。
【図６】ＣＣＤ補正後の強度分布を示すグラフである。
【図７】全ての補正が終了した後の強度分布を示すグラ
フである。
フである。
【図８】従来の恒星センサの一例を示すブロック図であ
る。
る。
１ 光学レンズ ２ 二次元ＣＣＤ撮像素子 ３ 増幅器 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ マルチプレクサ回路 ６ 画像データメモリ ７ 制御回路 ８ アドレス発生回路 ９ マイクロプロセッサ １０ ＣＣＤ補正関数メモリ １１ センサ部補正関数メモリ １２ 温度センサ回路 １３ フレーム １４ フード Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ センサ部温度センサ Ｓccd ＣＣＤ温度センサ
Claims (15)
- 【請求項１】 星光を集光する光学系とその星像を電気
信号に変換する二次元撮像素子とからなるセンサ部を有
する恒星センサに設けられ、前記二次元撮像素子によっ
て得られる星像データを補正する星像データ補正装置に
おいて、 前記センサ部の複数箇所の温度を検出する温度検出手段
と、 前記センサ部の複数箇所の温度と前記二次元撮像素子の
出力信号との関係を関数形式で記憶する記憶手段と、 前記センサ部の複数箇所の検出温度と前記記憶手段に格
納されている関数とを用いて、前記星像データから前記
センサ部の温度に関係する成分を除去する補正演算手段
と、 からなることを特徴とする星像データ補正装置。 - 【請求項２】 前記温度検出手段は、前記二次元撮像素
子の温度と、前記センサ部のその他の箇所の温度と、を
それぞれ検出することを特徴とする請求項１記載の星像
データ補正装置。 - 【請求項３】 前記温度検出手段は、前記二次元撮像素
子の温度と、前記センサ部の前記光学系近傍の複数箇所
の温度と、をそれぞれ検出することを特徴とする請求項
２記載の星像データ補正装置。 - 【請求項４】 前記記憶手段は、 前記二次元撮像素子の温度と出力信号との関係を関数形
式で記憶する第１関数記憶手段と、 前記センサ部のその他の箇所の温度と前記二次元撮像素
子の出力信号との関係を記憶する第２関数記憶手段と、 からなることを特徴とする請求項２又は３記載の星像デ
ータ補正装置。 - 【請求項５】 前記補正演算手段は、 前記二次元撮像素子の検出温度と前記第１関数記憶手段
に格納されている関数とを用いて、前記星像データから
前記二次元撮像素子の温度に関係する成分を除去する第
１補正演算手段と、 前記センサ部のその他の部分の検出温度と前記第２関数
記憶手段に格納されている関数とを用いて、前記第１補
正演算手段によって補正された星像データから更に前記
センサ部のその他の部分の温度に関係する成分を除去す
る第２補正演算手段と、 からなることを特徴とする請求項４記載の星像データ補
正装置。 - 【請求項６】 星光を集光する光学系とその星像を電気
信号に変換する二次元撮像素子とからなるセンサ部を有
し、前記二次元撮像素子によって得られる星像データに
基づいて星像位置を検出する恒星センサにおいて、 前記センサ部の複数箇所の温度を検出して温度情報を出
力する温度検出手段と、 前記センサ部の温度情報と前記二次元撮像素子の出力信
号との関係を関数形式で記憶する記憶手段と、 前記センサ部の温度情報と前記記憶手段に格納されてい
る関数とを用いて、前記星像データから前記センサ部の
温度に関係する成分を除去する第１演算手段と、 前記第１演算手段によって補正された星像データを用い
て前記星像位置を検出する第２演算手段と、 からなることを特徴とする恒星センサ。 - 【請求項７】 前記温度情報は、前記二次元撮像素子の
温度と、前記センサ部のその他の箇所の温度と、からな
ることを特徴とする請求項６記載の恒星センサ。 - 【請求項８】 前記温度情報は、前記二次元撮像素子の
温度と、前記センサ部の前記光学系近傍の複数箇所の温
度と、からなることを特徴とする請求項７記載の恒星セ
ンサ。 - 【請求項９】 前記記憶手段は、 前記二次元撮像素子の温度と出力信号との関係を関数形
式で記憶する第１関数記憶手段と、 前記センサ部のその他の箇所の温度と前記二次元撮像素
子の出力信号との関係を記憶する第２関数記憶手段と、 からなることを特徴とする請求項７又は８記載の恒星セ
ンサ。 - 【請求項１０】 前記第１演算手段は、 前記二次元撮像素子の検出温度と前記第１関数記憶手段
に格納されている関数とを用いて、前記星像データから
前記二次元撮像素子の温度に関係する成分を除去する第
１補正演算手段と、 前記センサ部のその他の箇所の検出温度と前記第２関数
記憶手段に格納されている関数とを用いて、前記第１補
正演算手段によって補正された星像データから更に前記
センサ部のその他の箇所の温度に関係する成分を除去す
る第２補正演算手段と、 からなることを特徴とする請求項９記載の恒星センサ。 - 【請求項１１】 飛翔体に搭載されていることを特徴と
する請求項６ないし１０のいずれかに記載の恒星セン
サ。 - 【請求項１２】 星光を集光して二次元撮像素子上に星
像を結像させる光学レンズ系と、前記光学レンズ系及び
前記二次元撮像素子を収容して支持配置する枠構造体
と、からなるセンサ部を有し、前記二次元撮像素子によ
って得られる星像データに基づいて星像位置を検出する
恒星センサにおいて、 前記センサ部には、更に、前記二次元撮像素子及び前記
枠構造体の複数箇所の温度をそれぞれ検出する温度検出
手段が設けられ、 前記センサ部の温度と前記二次元撮像素子の出力信号と
の関係を関数形式で記憶する記憶手段と、 前記センサ部の検出温度と前記記憶手段に格納されてい
る関数とを用いて、前記星像データから前記センサ部の
温度に関係する成分を除去する補正演算手段と、 前記補正演算手段によって補正された星像データを用い
て前記星像位置を検出する位置検出演算手段と、 からなることを特徴とする恒星センサ。 - 【請求項１３】 前記温度検出手段は、前記二次元撮像
素子の温度と、前記センサ部の前記光学レンズ系近傍の
複数箇所の温度と、をそれぞれ検出することを特徴とす
る請求項１２記載の恒星センサ。 - 【請求項１４】 前記温度検出手段は、 前記二次元撮像素子近傍に取り付けられた第１温度セン
サと、 前記光学レンズ系の近傍であって、その前方及び後方に
位置する前記枠構造体の外側の複数箇所に設けられた複
数の第２温度センサと、 からなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の恒
星センサ。 - 【請求項１５】 前記温度検出手段は、サーミスタから
なることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか
に記載の恒星センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6085580A JPH07270177A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 星像データ補正装置及びそれを用いた恒星センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6085580A JPH07270177A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 星像データ補正装置及びそれを用いた恒星センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270177A true JPH07270177A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13862756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6085580A Pending JPH07270177A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 星像データ補正装置及びそれを用いた恒星センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07270177A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323333B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-02-19 | 윤덕용 | 씨씨디 소자를 이용한 별 감지기 및 그의 별 인식/추적 방법 |
| JP2006010418A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Nec Engineering Ltd | 恒星センサ |
| CN108663137A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-16 | 北京控制工程研究所 | 一种星敏感器温场测量和指向温漂补偿方法 |
| CN109579988A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-05 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种微弱平行光照度的测量装置及测量方法 |
| JP2023115680A (ja) * | 2022-02-08 | 2023-08-21 | キヤノン電子株式会社 | スタートラッカ、星位置演算方法およびプログラム |
| JP2024047227A (ja) * | 2022-09-26 | 2024-04-05 | キヤノン電子株式会社 | 画像処理回路、それを用いたスタートラッカ、画像処理方法およびプログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02187633A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-23 | Fujitsu Ltd | 赤外線撮像装置 |
| JPH0587624A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Nec Corp | 恒星センサ |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6085580A patent/JPH07270177A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02187633A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-23 | Fujitsu Ltd | 赤外線撮像装置 |
| JPH0587624A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Nec Corp | 恒星センサ |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323333B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-02-19 | 윤덕용 | 씨씨디 소자를 이용한 별 감지기 및 그의 별 인식/추적 방법 |
| JP2006010418A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Nec Engineering Ltd | 恒星センサ |
| CN108663137A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-16 | 北京控制工程研究所 | 一种星敏感器温场测量和指向温漂补偿方法 |
| CN108663137B (zh) * | 2018-05-15 | 2019-12-20 | 北京控制工程研究所 | 一种星敏感器温场测量和指向温漂补偿方法 |
| CN109579988A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-05 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种微弱平行光照度的测量装置及测量方法 |
| JP2023115680A (ja) * | 2022-02-08 | 2023-08-21 | キヤノン電子株式会社 | スタートラッカ、星位置演算方法およびプログラム |
| JP2024047227A (ja) * | 2022-09-26 | 2024-04-05 | キヤノン電子株式会社 | 画像処理回路、それを用いたスタートラッカ、画像処理方法およびプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980526 |