JP2001108449A - セルフテスト機能付きｗｄｍ方式光ファイバジャイロ - Google Patents
セルフテスト機能付きｗｄｍ方式光ファイバジャイロInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低価格、小型で、しかもセルフテスト機能を
有するセルフテスト機能付きＷＤＭ方式光ファイバジャ
イロを提供する。 【解決手段】 測定光を発生し、その測定光を光ファイ
バを通して受光する光学系と、その受光信号の処理を行
う信号処理回路とからなる光ファイバジャイロにおい
て、前記光学系に、波長の異なる測定光を発生する二つ
以上の光源１，２，３と、これらの波長別測定光を合成
／分離する波長選択フィルタ４，５とを設けた。
有するセルフテスト機能付きＷＤＭ方式光ファイバジャ
イロを提供する。 【解決手段】 測定光を発生し、その測定光を光ファイ
バを通して受光する光学系と、その受光信号の処理を行
う信号処理回路とからなる光ファイバジャイロにおい
て、前記光学系に、波長の異なる測定光を発生する二つ
以上の光源１，２，３と、これらの波長別測定光を合成
／分離する波長選択フィルタ４，５とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバループ
を伝搬する光の変化から回転を検出する光ファイバジャ
イロに係り、特に、低価格、小型で、しかもセルフテス
ト機能を有するセルフテスト機能付きＷＤＭ方式光ファ
イバジャイロに関するものである。
を伝搬する光の変化から回転を検出する光ファイバジャ
イロに係り、特に、低価格、小型で、しかもセルフテス
ト機能を有するセルフテスト機能付きＷＤＭ方式光ファ
イバジャイロに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバループを伝搬する光がその光
ファイバループに生じている角速度によって影響を受け
ることを利用して回転を検出する光ファイバジャイロ；
ＦＯＧが知られている。光ファイバジャイロは、測定光
を光ファイバに入射しその光ファイバを通した測定光を
受信する光学系と、受信した信号の処理を行う信号処理
回路とからなる。
ファイバループに生じている角速度によって影響を受け
ることを利用して回転を検出する光ファイバジャイロ；
ＦＯＧが知られている。光ファイバジャイロは、測定光
を光ファイバに入射しその光ファイバを通した測定光を
受信する光学系と、受信した信号の処理を行う信号処理
回路とからなる。
【０００３】図２に示した干渉型ＦＯＧは、クローズド
ループ方式の信号処理回路を備えている。２１は光源、
２２はカプラ、２３は光ＩＣ、２４はセンシングコイ
ル、２５は受光器、２６は信号処理回路である。
ループ方式の信号処理回路を備えている。２１は光源、
２２はカプラ、２３は光ＩＣ、２４はセンシングコイ
ル、２５は受光器、２６は信号処理回路である。
【０００４】このＦＯＧにおいて最も長期信頼性に留意
すべきはＳＬＤ(Super LuminesentDiode)と呼ばれる光
源２１である。ＳＬＤは、出射光の指向性が半導体レー
ザの指向性のように鋭く、波長広がりが発光ダイオード
の波長広がりのように広く設計されている特殊光源であ
る。しかし、発光部の単位面積当たりの電流密度が高く
なるため、ＦＯＧの構成部品のなかで最も寿命が短い。
すべきはＳＬＤ(Super LuminesentDiode)と呼ばれる光
源２１である。ＳＬＤは、出射光の指向性が半導体レー
ザの指向性のように鋭く、波長広がりが発光ダイオード
の波長広がりのように広く設計されている特殊光源であ
る。しかし、発光部の単位面積当たりの電流密度が高く
なるため、ＦＯＧの構成部品のなかで最も寿命が短い。
【０００５】このような光源２１を有するＦＯＧを使用
したＦＯＧ応用システムにおいては、システムの安全性
（信頼性）を確保するためにセンサ（ＦＯＧ）を二重系
或いは三重系にすることが考えられている。
したＦＯＧ応用システムにおいては、システムの安全性
（信頼性）を確保するためにセンサ（ＦＯＧ）を二重系
或いは三重系にすることが考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３に、従来の多重系
システムを示す。この多重系システムは、それぞれ光源
３１を備えて単独でセンサを構成する２乃至３台のＦＯ
Ｇ３２と、これら複数台のＦＯＧ３２の信号処理出力を
切り換える光スイッチ３３とを備え、いずれかのＦＯＧ
３２の信号処理出力が取り出せるように構成されてい
る。
システムを示す。この多重系システムは、それぞれ光源
３１を備えて単独でセンサを構成する２乃至３台のＦＯ
Ｇ３２と、これら複数台のＦＯＧ３２の信号処理出力を
切り換える光スイッチ３３とを備え、いずれかのＦＯＧ
３２の信号処理出力が取り出せるように構成されてい
る。
【０００７】上記従来の多重系システムは、１台のＦＯ
Ｇ３２からエラーメッセージが出ると予備のＦＯＧ３２
に切り換えるというものである。しかし、このシステム
には次の問題点がある。
Ｇ３２からエラーメッセージが出ると予備のＦＯＧ３２
に切り換えるというものである。しかし、このシステム
には次の問題点がある。
【０００８】（１）ＦＯＧを複数使用するので、コスト
が上がる （２）設置スペースが２倍以上になる。
が上がる （２）設置スペースが２倍以上になる。
【０００９】（３）センサが極度に劣化したかどうかは
エラーメッセージから判るが、正常かどうか（エラーメ
ッセージが出ない程度の異常があるかどうか）を判定す
るセルフテストの機能はない。
エラーメッセージから判るが、正常かどうか（エラーメ
ッセージが出ない程度の異常があるかどうか）を判定す
るセルフテストの機能はない。
【００１０】（４）３台のＦＯＧを用いると２台よりも
信頼性が良くなるが、価格とサイズとが更に上がる。
信頼性が良くなるが、価格とサイズとが更に上がる。
【００１１】複数台のＦＯＧを用いるのではなく、１台
のＦＯＧに光源を２つ備えることも考えられるが、同一
波長の光源を用いる場合、光スイッチにより切り換える
構成が必要となる。
のＦＯＧに光源を２つ備えることも考えられるが、同一
波長の光源を用いる場合、光スイッチにより切り換える
構成が必要となる。
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、低価格、小型で、しかもセルフテスト機能を有する
セルフテスト機能付きＷＤＭ方式光ファイバジャイロを
提供することにある。
し、低価格、小型で、しかもセルフテスト機能を有する
セルフテスト機能付きＷＤＭ方式光ファイバジャイロを
提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、測定光を発生し、その測定光を光ファイバ
を通して受光する光学系と、その受光信号の処理を行う
信号処理回路とからなる光ファイバジャイロにおいて、
前記光学系に、波長の異なる測定光を発生する二つ以上
の光源と、これらの波長別測定光を合成／分離する波長
選択フィルタとを設けたものである。
に本発明は、測定光を発生し、その測定光を光ファイバ
を通して受光する光学系と、その受光信号の処理を行う
信号処理回路とからなる光ファイバジャイロにおいて、
前記光学系に、波長の異なる測定光を発生する二つ以上
の光源と、これらの波長別測定光を合成／分離する波長
選択フィルタとを設けたものである。
【００１４】前記二つ以上の光源のうち一つの光源が劣
化したときには、その劣化した光源以外の光源を使用し
て測定を続けてもよい。
化したときには、その劣化した光源以外の光源を使用し
て測定を続けてもよい。
【００１５】前記二つ以上の光源の測定光の受光信号を
処理した結果を相互に比較することにより、光源の良否
を診断する自己診断機能を設けてもよい。
処理した結果を相互に比較することにより、光源の良否
を診断する自己診断機能を設けてもよい。
【００１６】前記二つ以上の光源の測定光の受光信号を
処理した結果から前記光学系の各測定光に共通の部分に
ついて診断する自己診断機能を設けてもよい。
処理した結果から前記光学系の各測定光に共通の部分に
ついて診断する自己診断機能を設けてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１８】本発明の光ファイバジャイロ（ＦＯＧ）
は、図２に示したクローズドループ方式のＦＯＧに、波
長の異なる測定光を発生する３台の光源と、これらの波
長別測定光を合成／分離する波長選択フィルタ（ＷＤＭ
フィルタ）とを設けたものである。ＷＤＭフィルタとし
ては、ガラス導波路によるＡＷＧ（アレイ導波路型光合
分波器）や光ファイバグレーティング方式のものが使用
される。図１には、この光ファイバジャイロの光源部と
ＷＤＭフィルタ部とを詳細に示した。
は、図２に示したクローズドループ方式のＦＯＧに、波
長の異なる測定光を発生する３台の光源と、これらの波
長別測定光を合成／分離する波長選択フィルタ（ＷＤＭ
フィルタ）とを設けたものである。ＷＤＭフィルタとし
ては、ガラス導波路によるＡＷＧ（アレイ導波路型光合
分波器）や光ファイバグレーティング方式のものが使用
される。図１には、この光ファイバジャイロの光源部と
ＷＤＭフィルタ部とを詳細に示した。
【００１９】図１に示されるように、本発明のＦＯＧ
は、波長の異なる測定光を発生する３台の光源１，２，
３と、これらの波長別測定光を合成／分離するＷＤＭフ
ィルタ４，５とを有する。３台の光源１，２，３は、各
測定光を合成するためのＷＤＭフィルタ（ＭＵＸ）４に
接続され、このＷＤＭフィルタ４の出力側はカプラ６に
接続されている。カプラ６の出力側には、光ＩＣ７が接
続されている。光ＩＣ７は、分岐器、変調器等が集積化
されたものである。その光ＩＣ７にはセンシングコイル
８が接続されている。カプラ６は、光源部からの各測定
光をセンシングコイル８に導き、センシングコイル８を
通った各測定光を受光部に導くものである。カプラ６の
受光部側には、測定光を分離するためのＷＤＭフィルタ
（ＤＥＭＵＸ）５が接続されている。このＷＤＭフィル
タ５の出力側には、それぞれ受光器９，１０，１１が接
続されている。各受光器９，１０，１１には、それぞれ
信号処理回路１２，１３，１４が接続されている。各信
号処理回路１２，１３，１４の出力側は出力比較判定回
路１５に接続されている。
は、波長の異なる測定光を発生する３台の光源１，２，
３と、これらの波長別測定光を合成／分離するＷＤＭフ
ィルタ４，５とを有する。３台の光源１，２，３は、各
測定光を合成するためのＷＤＭフィルタ（ＭＵＸ）４に
接続され、このＷＤＭフィルタ４の出力側はカプラ６に
接続されている。カプラ６の出力側には、光ＩＣ７が接
続されている。光ＩＣ７は、分岐器、変調器等が集積化
されたものである。その光ＩＣ７にはセンシングコイル
８が接続されている。カプラ６は、光源部からの各測定
光をセンシングコイル８に導き、センシングコイル８を
通った各測定光を受光部に導くものである。カプラ６の
受光部側には、測定光を分離するためのＷＤＭフィルタ
（ＤＥＭＵＸ）５が接続されている。このＷＤＭフィル
タ５の出力側には、それぞれ受光器９，１０，１１が接
続されている。各受光器９，１０，１１には、それぞれ
信号処理回路１２，１３，１４が接続されている。各信
号処理回路１２，１３，１４の出力側は出力比較判定回
路１５に接続されている。
【００２０】図１のＦＯＧの動作を、３台の光源１，
２，３が常時使用される方式の場合について説明する。
２，３が常時使用される方式の場合について説明する。
【００２１】３台の光源１，２，３からの３つの波長の
異なる測定光は、ＷＤＭフィルタ４で合成され、後段の
リング干渉系に導かれる。これらの測定光は、カプラ
６、光ＩＣ７を経てセンシングコイル８に導かれる。セ
ンシングコイル８内を左回り・右回り両方向に伝搬した
測定光は、光ＩＣ７、カプラ６を経てＷＤＭフィルタ５
に導かれる。ＷＤＭフィルタ５で波長別に分離された測
定光は、それぞれ受光部９，１０，１１に導かれる。受
光部９，１０，１１で光電変換された信号は、それぞれ
信号処理回路１２，１３，１４で処理される。
異なる測定光は、ＷＤＭフィルタ４で合成され、後段の
リング干渉系に導かれる。これらの測定光は、カプラ
６、光ＩＣ７を経てセンシングコイル８に導かれる。セ
ンシングコイル８内を左回り・右回り両方向に伝搬した
測定光は、光ＩＣ７、カプラ６を経てＷＤＭフィルタ５
に導かれる。ＷＤＭフィルタ５で波長別に分離された測
定光は、それぞれ受光部９，１０，１１に導かれる。受
光部９，１０，１１で光電変換された信号は、それぞれ
信号処理回路１２，１３，１４で処理される。
【００２２】なお、図１のＦＯＧは、波長の異なる３つ
の測定光が同時に伝搬するが、製造段階では予め個々の
波長の光源のみ駆動し、従来の１軸のＦＯＧを製造する
のと同じ方法でスケールファクタの温度補正をほどこし
てある。また、カプラ６、光ＩＣ７については、３つの
波長帯の光に対し十分な機能を有するように設計してあ
る。
の測定光が同時に伝搬するが、製造段階では予め個々の
波長の光源のみ駆動し、従来の１軸のＦＯＧを製造する
のと同じ方法でスケールファクタの温度補正をほどこし
てある。また、カプラ６、光ＩＣ７については、３つの
波長帯の光に対し十分な機能を有するように設計してあ
る。
【００２３】次に、図１のＦＯＧがもたらす効果を説明
する。なお、ここでは以下の２点を前提としている。
する。なお、ここでは以下の２点を前提としている。
【００２４】前提１）２個の光源が同時に故障する確率
は十分小さい。
は十分小さい。
【００２５】前提２）カプラ、光ＩＣ、センシングコイ
ルの故障率は十分低く、かつ故障が容易に判断できる。
ルの故障率は十分低く、かつ故障が容易に判断できる。
【００２６】図１のＦＯＧでは、以下の判定を行うこと
ができる。
ができる。
【００２７】判定１）３波長のＦＯＧ出力信号（信号処
理回路で処理した結果）をモニタし、どのＦＯＧからも
エラー信号が出ておらず、ＦＯＧの出力信号が３波長と
も同じであれば３台の光源はともに正常であると判定す
る。
理回路で処理した結果）をモニタし、どのＦＯＧからも
エラー信号が出ておらず、ＦＯＧの出力信号が３波長と
も同じであれば３台の光源はともに正常であると判定す
る。
【００２８】判定２）どれか１つの波長のＦＯＧ出力信
号が他の２つの波長のＦＯＧ出力信号と異なっている場
合は、この１波長のＦＯＧはエラーに至っていないが、
何等かの異常があると判定する。
号が他の２つの波長のＦＯＧ出力信号と異なっている場
合は、この１波長のＦＯＧはエラーに至っていないが、
何等かの異常があると判定する。
【００２９】この場合、異常があると判定された１波長
のＦＯＧは除外する。残りのＦＯＧは測定を続行する。
除外したＦＯＧについての修理要求メッセージを出す。
のＦＯＧは除外する。残りのＦＯＧは測定を続行する。
除外したＦＯＧについての修理要求メッセージを出す。
【００３０】判定３）３波長のＦＯＧ出力信号に共通し
ている異常から、各波長に共通した光学系部分であるカ
プラ、光ＩＣ、センシングコイルの異常を判定する。
ている異常から、各波長に共通した光学系部分であるカ
プラ、光ＩＣ、センシングコイルの異常を判定する。
【００３１】図１のＦＯＧは、以下の効果が得られる。
【００３２】効果１）波長の異なる二つ以上の光源の測
定光を使用するので、処理結果の相互の比較から光源の
エラーには至らない異常が判定できる。
定光を使用するので、処理結果の相互の比較から光源の
エラーには至らない異常が判定できる。
【００３３】効果２）１つの光源に異常があっても異常
でない光源を使用して測定が続けられる。
でない光源を使用して測定が続けられる。
【００３４】効果３）従来のＦＯＧを３台使用する３重
系システムに比べ、カプラ、光ＩＣ、センシングコイル
を共用できるので、小型、低価格化が可能である。
系システムに比べ、カプラ、光ＩＣ、センシングコイル
を共用できるので、小型、低価格化が可能である。
【００３５】上記の実施形態では、３台の光源を常時使
用したが、１台乃至は２台の光源を使用し、光源に異常
が発生した場合に、その異常な光源を除外し、別の光源
に切り換えてもよい。
用したが、１台乃至は２台の光源を使用し、光源に異常
が発生した場合に、その異常な光源を除外し、別の光源
に切り換えてもよい。
【００３６】本発明のＦＯＧは、車体制御システムなど
の常時正確な角速度を計測する必要のあるシステムに応
用することができる。
の常時正確な角速度を計測する必要のあるシステムに応
用することができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００３８】（１）寿命が短い光源を複数台使用し、他
の光学系は共用したので低価格、小型で多重系が実現で
きる。
の光学系は共用したので低価格、小型で多重系が実現で
きる。
【００３９】（２）各光源が波長の異なる測定光を発生
するので、複数光源を同時に使用することができ、処理
結果の比較によるセルフテストが可能となる。
するので、複数光源を同時に使用することができ、処理
結果の比較によるセルフテストが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態を示す光ファイバジャイロ
の構成図である。
の構成図である。
【図２】一般的な光ファイバジャイロの構成図である。
【図３】従来の光ファイバジャイロによる多重系システ
ムの構成図である。
ムの構成図である。
１，２，３ 光源 ４，５ ＷＤＭフィルタ ６ カプラ ７ 光ＩＣ ８ センシングコイル ９，１０，１１ 受光器 １２，１３，１４ 信号処理回路 １５ 出力比較判定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大貫 渉 茨城県日立市砂沢町880番地 日立電線株 式会社高砂工場内 Ｆターム(参考） 2F105 AA01 BB04 BB20 DD01 DE01 DE06 DE11 DE21 DE23 DE30 DF02 DF10
Claims (4)
- 【請求項１】 測定光を発生し、その測定光を光ファイ
バを通して受光する光学系と、その受光信号の処理を行
う信号処理回路とからなる光ファイバジャイロにおい
て、前記光学系に、波長の異なる測定光を発生する二つ
以上の光源と、これらの波長別測定光を合成／分離する
波長選択フィルタとを設けたことを特徴とするセルフテ
スト機能付きＷＤＭ方式光ファイバジャイロ。 - 【請求項２】 前記二つ以上の光源のうち一つの光源が
劣化したときには、その劣化した光源以外の光源を使用
して測定を続けることを特徴とする請求項１記載のセル
フテスト機能付きＷＤＭ方式光ファイバジャイロ。 - 【請求項３】 前記二つ以上の光源の測定光の受光信号
を処理した結果を相互に比較することにより、光源の良
否を診断する自己診断機能を設けたことを特徴とする請
求項１又は２記載のセルフテスト機能付きＷＤＭ方式光
ファイバジャイロ。 - 【請求項４】 前記二つ以上の光源の測定光の受光信号
を処理した結果から前記光学系の各測定光に共通の部分
について診断する自己診断機能を設けたことを特徴とす
る請求項１〜３いずれか記載のセルフテスト機能付きＷ
ＤＭ方式光ファイバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29106199A JP2001108449A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | セルフテスト機能付きｗｄｍ方式光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29106199A JP2001108449A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | セルフテスト機能付きｗｄｍ方式光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108449A true JP2001108449A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17763930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29106199A Pending JP2001108449A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | セルフテスト機能付きｗｄｍ方式光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001108449A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503531A (ja) * | 2005-08-01 | 2009-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | 光ファイバジャイロの異常検出装置 |
-
1999
- 1999-10-13 JP JP29106199A patent/JP2001108449A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503531A (ja) * | 2005-08-01 | 2009-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | 光ファイバジャイロの異常検出装置 |
| JP4751931B2 (ja) * | 2005-08-01 | 2011-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 光ファイバジャイロの異常検出装置 |
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