JP2005010027A - Sensing coil structure for optical fiber gyroscope, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバジャイロ用センシングコイル構造及びその製法に関し、特に、コイルボビン内に設けた光ファイバをシリコーンゴムで固定することにより、振動や衝撃による出力の不安定化の原因であるセンシングコイル上の光ファイバに対する力学的じょう乱を抑制するための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種のセンシングコイル2としては、図3で示されるように、コイルボビン30に多層状に巻回された光ファイバ8が収容されており(非特許文献1参照)、光ファイバジャイロ(特許文献1参照)に採用されている。
【0003】
【非特許文献1】
1986年オーム社発行の「光ファイバ」224頁第7章光ファイバジャイロ
【特許文献1】
特開2000−65584号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光ファイバのセンシングコイルは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、コイルボビンに光ファイバを巻回するのみであり、光ファイバは露出状態であるため、外部からの接触、振動、衝撃等の刺激により、力学的じょう乱(容易に動いてしまうこと)を受け易く、ジャイロ信号の信頼性の向上が困難であった。
すなわち、外部からの刺激により光ファイバの左右両まわりの光に、見かけ上の光路長差が発生する。
この現象は、光ファイバジャイロが本来検出するべき回転印加時に発生する左右両まわり光の光路長差と区別することができないため、ジャイロ信号の誤差として現れていた。
【0005】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、コイルボビン内に設けた光ファイバをシリコーンゴムで固定することにより、振動や衝撃による出力の不安定化の原因であるセンシングコイル上の光ファイバに対する力学的じょう乱を抑制するようにした光ファイバジャイロ用センシングコイル構造及びその製法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバジャイロ用センシングコイル構造は、コイルボビン内に設けたシリコーンゴムにより光ファイバを固定した構成であり、また、前記コイルボビン内の深さ方向に沿って前記光ファイバが複数層重合して配設され、前記各層間には前記シリコーンゴムが介装されている構成であり、また、本発明による光ファイバジャイロ用センシングコイルの製法は、コイルボビンの底部に液性シリコーンゴムをコーティングした後に硬化させて1層目シリコーンゴムを形成し、前記1層目シリコーンゴム上に1層目光ファイバを巻回して設け、前記1層目光ファイバの上に液性シリコーンゴムをコーティングした後に硬化させて2層目シリコーンゴムを形成し、前記2層目シリコーンゴム上に2層目光ファイバを巻回して設け、前記2層目光ファイバの上に液性シリコーンゴムをコーティングした後に硬化させて3層目シリコーンゴムを形成し、前記シリコーンゴムと光ファイバを所要のn層形成する方法であり、また、前記光ファイバは、前記シリコーンゴム中に埋設されている方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による光ファイバジャイロ用センシングコイル構造及びその製法の好適な実施の形態について説明する。尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
まず、本発明の光ファイバジャイロ用センシングコイル構造を適用した光ファイバジャイロについて説明する。
図2は位相変調方式(本方式以外も可)の光ファイバジャイロ20を示している。
すなわち、図1において符号1で示されるものは光ファイバで形成された輪状のセンシングコイル2を有する光学系であり、このセンシングコイル2は、第1カプラ3、ポラライザ4及び第2カプラ5を介して光源モジュール6及び検出器7に光ファイバ8で接続されている。
前記センシングコイル2と第1カプラ3との間には、この光ファイバ8に接しかつセンシングコイル2の近傍に位置する状態で周知のピエゾ素子(PZT)からなる位相変調器9が設けられている。この位相変調器9を所定の周波数の交流信号で駆動することにより、角速度により発生する光の位相差を干渉させて周知の光サニヤック効果によりジャイロ出力18aを得ている。
【0008】
前記光学系1には、電気系である光ファイバジャイロ駆動回路10が接続され、この光ファイバジャイロ駆動回路10の入力アンプ11には前記検出器7の出力7aが光電変換されて入力されている。この入力アンプ11の出力側に接続された光源駆動回路12は、光源ドライバ13を介して前記光源モジュール6に接続され、この光源モジュール6からレーザ光が光ファイバ8に入光されている。
前記入力アンプ11の出力側には、変調制御回路14及びロックインアンプ17が接続され、この変調制御回路14には発振回路15及びドライバ16が接続され、このドライバ16の出力が前記位相変調器9に入力されている。前記発振回路15の出力は前記ドライバ16に入力されると共にロックインアンプ17に入力され、ロックインアンプ17から出力アンプ18を経てジャイロ出力19が得られるように構成されている。
従って、前述の光学系1及び光ファイバジャイロ駆動回路10によって光ファイバジャイロ20が構成されている。
【0009】
前記センシングコイル2は、図1に示される各工程(A)から(F)を経て製作されるもので、(A)ではコイルボビン30の表面である底部31に液性シリコーンゴムをコーティング後に1層目シリコーンゴム32を形成し、(B)において、前記1層目シリコーンゴム32上に1層目光ファイバ8aを巻回した状態で設け、(C)において前記1層目光ファイバ8aの上に液性シリコーンゴムをコーティングした後に硬化させて2層目シリコーンゴム33を形成し、この2層目シリコーンゴム33によって1層目光ファイバ8aが固定される。
【0010】
次に、(D)において、前記2層目シリコーンゴム33上に2層目光ファイバ8bを巻回した状態で設け、(E)において、前記2層目光ファイバ8bの上に液性シリコーンゴムをコーティングした後に硬化させて3層目シリコーンゴム34を形成し、この3層目シリコーンゴム34によって前記2層目光ファイバ8bが固定される。
【0011】
前述の工程(A)〜(E)を光ファイバ8の層の数に応じて行い、n回目の(N)工程において、n層目光ファイバ8nがn+1層目シリコーンゴム35によって固定されて完成となり、完成した状態では、前記光ファイバ8全体がシリコーンゴム中に埋設されて固定されている。
【0012】
【発明の効果】
本発明による光ファイバジャイロ用センシングコイル構造及びその製法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、シリコーンゴムを用いて各層からなる光ファイバをコイルボビン内に固定的に保持することができ、光ファイバジャイロに振動、衝撃等の力学的刺激が加わった時に発生する光ファイバへの力学的じょう乱を消去することができる。
従って、光ファイバジャイロの振動、衝撃による不必要な誤差をなくし、精度及び信頼性の向上を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光ファイバジャイロ用センシングコイル構造の製法を示す工程図である。
【図2】図1のセンシングコイルを用いた光ファイバジャイロを示すブロック図である。
【図3】従来のセンシングコイルを示す断面図である。
【符号の説明】
2 センシングコイル
8 光ファイバ
8a 1層目光ファイバ
8b 2層目光ファイバ
8n n層目光ファイバ
20 光ファイバジャイロ
30 コイルボビン
31 底部
32 1層目シリコーンゴム
33 2層目シリコーンゴム
34 3層目シリコーンゴム
35 n層目シリコーンゴム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensing coil structure for an optical fiber gyro and a method for manufacturing the sensing coil structure, and in particular, by fixing an optical fiber provided in a coil bobbin with silicone rubber, on the sensing coil which is a cause of output instability due to vibration or impact. The present invention relates to a novel improvement for suppressing the mechanical disturbance to optical fibers.
[0002]
[Prior art]
As this type of
[0003]
[Non-Patent Document 1]
“Optical Fiber”, page 224,
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-65584
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional optical fiber sensing coil is configured as described above, the following problems exist.
In other words, the optical fiber is only wound around the coil bobbin, and the optical fiber is exposed, so that it is subjected to mechanical disturbance (moving easily) due to external contact, vibration, shock, and the like. It was easy to improve the reliability of the gyro signal.
That is, an apparent optical path length difference occurs in the light around both the left and right sides of the optical fiber due to external stimuli.
This phenomenon appears as an error in the gyro signal because it cannot be distinguished from the difference between the optical path lengths of the left and right light beams that occur when the optical fiber gyroscope should detect rotation.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in particular, by fixing an optical fiber provided in a coil bobbin with silicone rubber, it is a cause of output instability due to vibration or impact. It is an object of the present invention to provide a sensing coil structure for an optical fiber gyro and a method for manufacturing the same that suppresses mechanical disturbance to the optical fiber on the sensing coil.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The sensing coil structure for an optical fiber gyro according to the present invention has a configuration in which an optical fiber is fixed by silicone rubber provided in a coil bobbin, and the optical fiber is superposed in a plurality of layers along the depth direction in the coil bobbin. The silicone rubber is interposed between the layers, and the method for manufacturing the sensing coil for an optical fiber gyroscope according to the present invention cures after coating the bottom of the coil bobbin with liquid silicone rubber. A first-layer silicone rubber is formed, and a first-layer optical fiber is wound around the first-layer silicone rubber. A liquid silicone rubber is coated on the first-layer optical fiber and then cured to form two layers. Forming a second silicone rubber, winding a second optical fiber on the second silicone rubber, A liquid silicone rubber is coated on the layer optical fiber and then cured to form a third layer silicone rubber, and the silicone rubber and the optical fiber are formed into a required n layer, and the optical fiber comprises: It is a method embedded in the silicone rubber.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a sensing coil structure for an optical fiber gyro and its manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to a part the same as that of a prior art example, or an equivalent part.
First, an optical fiber gyro to which the sensing coil structure for an optical fiber gyro according to the present invention is applied will be described.
FIG. 2 shows an optical fiber gyroscope 20 of a phase modulation method (other than this method is also possible).
That is, what is indicated by reference numeral 1 in FIG. 1 is an optical system having a ring-
Between the
[0008]
An optical fiber gyro drive circuit 10 that is an electrical system is connected to the optical system 1, and an
A modulation control circuit 14 and a lock-in amplifier 17 are connected to the output side of the
Accordingly, the optical fiber gyro 20 is configured by the optical system 1 and the optical fiber gyro drive circuit 10 described above.
[0009]
The
[0010]
Next, in (D), the second-layer
[0011]
The above steps (A) to (E) are performed according to the number of layers of the
[0012]
【The invention's effect】
Since the sensing coil structure for an optical fiber gyro and the manufacturing method thereof according to the present invention are configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, the optical fiber composed of each layer can be fixedly held in the coil bobbin using silicone rubber, and the mechanical fiber to the optical fiber generated when a mechanical stimulus such as vibration or impact is applied to the optical fiber gyroscope. Disturbances can be erased.
Accordingly, unnecessary errors due to vibration and impact of the optical fiber gyroscope can be eliminated, and improvement in accuracy and reliability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a sensing coil structure for an optical fiber gyro according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an optical fiber gyro using the sensing coil of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional sensing coil.
[Explanation of symbols]
2 sensing
Claims (4)
前記1層目シリコーンゴム(32)上に1層目光ファイバ(8a)を巻回して設け、
前記1層目光ファイバ(8a)の上に液性シリコーンゴムをコーティングした後に硬化させて2層目シリコーンゴム(33)を形成し、
前記2層目シリコーンゴム(33)上に2層目光ファイバ(8b)を巻回して設け、
前記2層目光ファイバ(8b)の上に液性シリコーンゴムをコーティングした後に硬化させて3層目シリコーンゴム(34)を形成し、
前記シリコーンゴム(32、33、34、35)と光ファイバ(8)を所要のn層形成することを特徴とする光ファイバジャイロ用センシングコイルの製法。A liquid silicone rubber is coated on the bottom (31) of the coil bobbin (30) and then cured to form a first layer silicone rubber (32).
The first layer optical fiber (8a) is wound around the first layer silicone rubber (32),
A liquid silicone rubber is coated on the first layer optical fiber (8a) and then cured to form a second layer silicone rubber (33).
A second-layer optical fiber (8b) is wound around the second-layer silicone rubber (33).
A liquid silicone rubber is coated on the second layer optical fiber (8b) and then cured to form a third layer silicone rubber (34).
A method for producing a sensing coil for an optical fiber gyro, wherein the silicone rubber (32, 33, 34, 35) and an optical fiber (8) are formed in a required n layer.
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