JPS61709A - 太陽センサ - Google Patents
太陽センサInfo
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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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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】
［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。
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。
［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。
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。
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。
）：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。
［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。
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。
［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。
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。
［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。
を詳細に説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
を参照して説明する。
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。
、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。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
）、（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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 。
）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 。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
［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。
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。
を提供することができる。
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
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
Claims (4)
- （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。 - （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。 - （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。 - （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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12228584A JPS61709A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 太陽センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12228584A JPS61709A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 太陽センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61709A true JPS61709A (ja) | 1986-01-06 |
| JPH0550685B2 JPH0550685B2 (ja) | 1993-07-29 |
Family
ID=14832167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12228584A Granted JPS61709A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 太陽センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61709A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63163111A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Fujita Corp | 太陽光位置検出装置 |
| JPH01245112A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-09-29 | Iwatsu Electric Co Ltd | レーザ光を利用した変位計 |
| JP2004294439A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | General Electric Co <Ge> | 非接触測定システム及び方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611307A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-04 | Nec Corp | Spin type solar sensor |
| JPS5664611A (en) * | 1979-10-31 | 1981-06-01 | Nec Corp | Device for measuring solar angle |
-
1984
- 1984-06-14 JP JP12228584A patent/JPS61709A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611307A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-04 | Nec Corp | Spin type solar sensor |
| JPS5664611A (en) * | 1979-10-31 | 1981-06-01 | Nec Corp | Device for measuring solar angle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63163111A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Fujita Corp | 太陽光位置検出装置 |
| JPH01245112A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-09-29 | Iwatsu Electric Co Ltd | レーザ光を利用した変位計 |
| JP2004294439A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | General Electric Co <Ge> | 非接触測定システム及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0550685B2 (ja) | 1993-07-29 |
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