JP2013190322A

JP2013190322A - Ring laser gyro

Info

Publication number: JP2013190322A
Application number: JP2012056678A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamamoto; 直樹山本; Kazunori Yoshioka; 和範吉岡
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP5925537B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ring laser gyro capable of performing normal measurement even in severe acceleration/vibration environments.SOLUTION: In the ring laser gyro for oscillating clockwise and counterclockwise laser beams in a ring-like optical path in a glass block 41 and detecting an input angular speed from an oscillation frequency difference of the two laser beams caused by input of angular speed, a plate-like body 42 along an outer surface 41a of the glass block 41 is arranged on the outer surface 41a of the glass block 41 orthogonal to an input axis C of the ring laser gyro. A center part of the plate-like body 42 is formed as a fixed part 42a on the glass block 41 and portions other than the fixed part 42a are separated from the outer surface 41a. At least a part of a peripheral edge part of the plate-like body 42 is fixed on a peripheral edge part of the outer surface 41a through elastomer 43.

Description

この発明は角速度を検出するリングレーザジャイロに関する。 The present invention relates to a ring laser gyro for detecting angular velocity.

図１２はリングレーザジャイロの一般的な構造を示したものであり、ガラスブロック１１内に三角形の通路１２が形成され、その通路１２の三角形の各頂点１２ａ，１２ｂ，１２ｃにミラー１３〜１５が配されてリング状の光路２０が形成されている。通路１２内にはレーザ媒質が封入され、通路１２の各辺には陽極１６，１７及び陰極１８が設けられている。ガラスブロック１１の中央には開口１９が形成されており、この開口１９にディザ機構２１が取り付けられている。 FIG. 12 shows a general structure of a ring laser gyro, in which a triangular passage 12 is formed in the glass block 11, and mirrors 13 to 15 are provided at the vertices 12a, 12b, and 12c of the triangle of the passage 12, respectively. The ring-shaped optical path 20 is formed. A laser medium is sealed in the passage 12, and anodes 16 and 17 and a cathode 18 are provided on each side of the passage 12. An opening 19 is formed at the center of the glass block 11, and a dither mechanism 21 is attached to the opening 19.

ディザ機構２１は円筒状の可動部２２と、その可動部２２の軸心から放射状に延伸されて可動部２２に至る３本の梁２３と、軸心位置においてこれら梁２３と連結された固定部２４とを備えており、この例では図示を省略しているが、各梁２３の両側面に圧電素子が取り付けられた構造となっている。ディザ機構２１は圧電素子に交番電圧を印加し、梁２３を変形させることにより、可動部２２を角振動させ、これによりガラスブロック１１にロックイン現象の発生を防止すべく、角振動を与えることができるものとなっている。 The dither mechanism 21 includes a cylindrical movable portion 22, three beams 23 extending radially from the axis of the movable portion 22 to reach the movable portion 22, and a fixed portion connected to the beams 23 at the axial center position. 24. Although not shown in this example, piezoelectric elements are attached to both side surfaces of each beam 23. The dither mechanism 21 applies an alternating voltage to the piezoelectric element and deforms the beam 23 to cause the movable portion 22 to vibrate angularly, thereby giving the glass block 11 angular vibration to prevent the occurrence of a lock-in phenomenon. It is possible to do.

上記のような構成を有するリングレーザジャイロ１０では陽極１６，１７と陰極１８との間に高電圧を印加し、プラズマ放電を発生させてレーザ媒質を励起し、リング状光路２０に互いに反対方向（右回り、左回り）に進行する２つのレーザ光を発振させる。この状態でリングレーザジャイロ１０に角速度が入力すると、２つのレーザ光に光路差が生じ、その光路差が２つのレーザ光に発振周波数差を生じさせる。従って、これら２つのレーザ光を重ね合わせることにより干渉縞ができ、この干渉縞から入力角速度を検出するものとなっている。 In the ring laser gyro 10 having the above-described configuration, a high voltage is applied between the anodes 16 and 17 and the cathode 18 to generate a plasma discharge to excite the laser medium and to the ring-shaped optical path 20 in opposite directions ( Two laser beams traveling clockwise and counterclockwise are oscillated. When an angular velocity is input to the ring laser gyro 10 in this state, an optical path difference is generated between the two laser beams, and the optical path difference generates an oscillation frequency difference between the two laser beams. Accordingly, an interference fringe is formed by superimposing these two laser beams, and the input angular velocity is detected from the interference fringe.

レーザ光の取り出しはミラー１３がリードアウトミラーとされて、このミラー１３を介して行われる。図１２中、２５は干渉縞を検出するフォトセンサを示し、２６は一方のレーザ光の光路を変換して干渉縞を形成するためのプリズムを示す。また、２７，２８はミラー１４，１５を変位させ、光路長を制御するためのアクチュエータを示す。なお、フォトセンサ２５及びプリズム２６は図１２ではリングレーザジャイロ１０と離して模式的に示しているが、これらはリングレーザジャイロ１０に取り付けられており、リングレーザジャイロ１０の構成要素をなす。リングレーザジャイロ１０はディザ機構２１の固定部２４が例えばシャーシ（図示せず）にネジ止め固定されることによってシャーシに搭載される。 The laser beam is extracted through the mirror 13 with the mirror 13 as a lead-out mirror. In FIG. 12, reference numeral 25 denotes a photosensor for detecting interference fringes, and 26 denotes a prism for converting the optical path of one of the laser beams to form an interference fringe. Reference numerals 27 and 28 denote actuators for displacing the mirrors 14 and 15 to control the optical path length. Although the photosensor 25 and the prism 26 are schematically shown apart from the ring laser gyro 10 in FIG. 12, they are attached to the ring laser gyro 10 and constitute components of the ring laser gyro 10. The ring laser gyro 10 is mounted on the chassis by fixing the fixing portion 24 of the dither mechanism 21 to, for example, a chassis (not shown) with screws.

リングレーザジャイロ１０は上述したようにディザ機構２１の固定部２４を介してシャーシに搭載支持され、つまり中央部が支持される構造のため、衝撃や振動等により大きな加速度が外部から加わると、ガラスブロック１１が撓む（変形する）といった状況が発生する。ガラスブロック１１の撓みによりアライメントが変化して光軸にずれが生じ、これによりレーザ発振が正常に行われず、計測を正常に行うことができなくなるといった問題が発生する。 As described above, the ring laser gyro 10 is mounted and supported on the chassis via the fixed portion 24 of the dither mechanism 21, that is, the structure in which the center portion is supported. A situation occurs in which the block 11 bends (deforms). Due to the deflection of the glass block 11, the alignment is changed and the optical axis is displaced, which causes a problem that laser oscillation is not normally performed and measurement cannot be performed normally.

図１３はこのような問題に対処すべく、特許文献１に記載されている構成を示したものであり、この例ではガラスブロック１１の撓みによる光軸のずれによりフォトセンサ２５の検出出力に生じるパワー変動を除去するものとなっている。 FIG. 13 shows a configuration described in Patent Document 1 in order to cope with such a problem. In this example, the detection output of the photosensor 25 is generated due to the deviation of the optical axis due to the bending of the glass block 11. The power fluctuation is removed.

フォトセンサ２５の検出出力はプリアンプを介してコンパレータに入力され、コンパレータでパルス信号に変換されるが、図１３ではプリアンプの前段に、バッファ３１，３２とローパスフィルタ３３と反転バッファ３４と加算手段３５が設けられた構成となっている。 The detection output of the photosensor 25 is input to a comparator via a preamplifier and converted into a pulse signal by the comparator. In FIG. 13, buffers 31 and 32, a low-pass filter 33, an inverting buffer 34, and an adding means 35 are provided in front of the preamplifier. Is provided.

フォトセンサ２５の検出出力はバッファ３１，３２にそれぞれ入力され、バッファ３２の出力はローパスフィルタ３３に入力される。ローパスフィルタ３３はフォトセンサ２５の検出出力のパワー変動成分を取り出すもので、取り出されたパワー変動成分は反転バッファ３４により極性が反転される。加算手段３５にはバッファ３１の出力と反転バッファ３４の出力が入力され、これら出力が加算される。これにより、加算手段３５の出力はフォトセンサ２５の検出出力からパワー変動成分が除去されたものとなり、プリアンプ３６を介してコンパレータ３７に入力される。 The detection output of the photosensor 25 is input to the buffers 31 and 32, respectively, and the output of the buffer 32 is input to the low pass filter 33. The low-pass filter 33 extracts the power fluctuation component of the detection output of the photosensor 25, and the polarity of the extracted power fluctuation component is inverted by the inversion buffer 34. The output of the buffer 31 and the output of the inverting buffer 34 are input to the adding means 35, and these outputs are added. As a result, the output of the adding means 35 is obtained by removing the power fluctuation component from the detection output of the photosensor 25 and is input to the comparator 37 via the preamplifier 36.

特開平１１−３５１８８１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-351881

ところで、上述したようなフォトセンサ２５の出力処理では、衝撃が加わった場合のような低い周波数の加速度入力に対しては対処することができるものの、高い周波数（数ｋＨｚ）の加速度入力に対しては対処することができない。即ち、高い周波数のパワー変動に対処するため、ローパスフィルタ３３のカットオフ周波数を例えば数ｋＨｚと高くすると、フォトセンサ２５の必要な周波数帯の検出出力もローパスフィルタ３３を通過してしまい、反転バッファ３４及び加算手段３５の処理により必要な検出出力から必要な検出出力を差し引く結果となってしまう。 By the way, in the output processing of the photosensor 25 as described above, although it is possible to cope with acceleration input at a low frequency as when an impact is applied, it is possible to deal with acceleration input at a high frequency (several kHz). Can not cope. That is, if the cutoff frequency of the low-pass filter 33 is increased to, for example, several kHz in order to cope with high frequency power fluctuations, the detection output of the necessary frequency band of the photosensor 25 also passes through the low-pass filter 33, and the inversion buffer. As a result, the necessary detection output is subtracted from the necessary detection output by the processing of 34 and the adding means 35.

この発明の目的は上述したような問題に鑑み、高い周波数の加速度が加わった場合でもガラスブロックの撓みを抑制することができるようにし、過酷な加速度・振動環境下でも正常に計測することができるリングレーザジャイロを提供することにある。 In view of the above-described problems, the object of the present invention is to allow the glass block to be prevented from bending even when high frequency acceleration is applied, and to perform normal measurement even under severe acceleration / vibration environments. The object is to provide a ring laser gyro.

請求項１の発明によれば、ガラスブロック内のリング状光路に右回り及び左回りのレーザ光を発振させ、角速度入力により生じるそれら２つのレーザ光の発振周波数差から入力角速度を検出するリングレーザジャイロにおいて、リングレーザジャイロの入力軸と直交するガラスブロックの外面に、その外面に沿う板状体が配置され、板状体はその中央部分がガラスブロックに対する固定部とされ、その固定部以外は前記外面と離間され、板状体の周縁部の少なくとも一部がエラストマを介して前記外面の周縁部と固定される。 According to the first aspect of the present invention, a ring laser that oscillates clockwise and counterclockwise laser beams in a ring-shaped optical path in a glass block and detects an input angular velocity from the oscillation frequency difference between the two laser beams generated by the angular velocity input. In the gyro, on the outer surface of the glass block orthogonal to the input axis of the ring laser gyro, a plate-like body is arranged along the outer surface, and the plate-like body has a central portion as a fixing portion for the glass block, and other than the fixing portion. It is spaced apart from the outer surface, and at least a part of the peripheral portion of the plate-like body is fixed to the peripheral portion of the outer surface via an elastomer.

請求項２の発明では請求項１の発明において、板状体はガラスブロックに取り付けられるディザ機構と一体形成される。 In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the plate-like body is integrally formed with a dither mechanism attached to the glass block.

請求項３の発明では請求項１の発明において、板状体の固定部はディザ機構を介してガラスブロックに固定される。 In the invention of claim 3, in the invention of claim 1, the fixing portion of the plate-like body is fixed to the glass block through a dither mechanism.

請求項４の発明では請求項２又は３の発明において、ディザ機構は前記外面に取り付けられている。 In the invention of claim 4, in the invention of claim 2 or 3, the dither mechanism is attached to the outer surface.

請求項５の発明では請求項１乃至４のいずれかの発明において、板状体は高透磁率金属材料によって形成される。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the plate-like body is formed of a high magnetic permeability metal material.

請求項６の発明では請求項１乃至５のいずれかの発明において、板状体の、前記外面と対向する面と反対側の面に、少なくとも１つの錘が取り付け位置可変とされて配置される。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, at least one weight is disposed on the surface of the plate-like body opposite to the surface facing the outer surface, the mounting position being variable. .

請求項７の発明では請求項６の発明において、錘はディザ機構の回転中心軸とリング状光路の各頂点とを結ぶ線上にそれぞれ位置される。 According to a seventh aspect of the invention, in the sixth aspect of the invention, the weights are respectively positioned on lines connecting the rotation center axis of the dither mechanism and the vertices of the ring-shaped optical path.

この発明によれば、ガラスブロックの外面に沿って板状体を配置し、板状体の中央部分をガラスブロックに対する固定部とし、周縁部をエラストマを介してガラスブロックの外面の周縁部と固定することにより、いわゆる片持ち梁の連成振動系を構成するものとなっており、これにより振動等により外部から高い周波数の加速度が加わった場合でもガラスブロックの撓み、撓み振動を抑制することができるものとなっている。従って、過酷な加速度、振動環境下でも正常に計測することができるリングレーザジャイロを得ることができる。 According to this invention, a plate-like body is disposed along the outer surface of the glass block, the central portion of the plate-like body is used as a fixing portion for the glass block, and the peripheral portion is fixed to the peripheral portion of the outer surface of the glass block via an elastomer. By doing so, it constitutes a so-called cantilever beam coupled vibration system, which suppresses bending of glass block and bending vibration even when high frequency acceleration is applied from outside due to vibration etc. It is possible. Accordingly, it is possible to obtain a ring laser gyro that can be normally measured even under severe acceleration and vibration environments.

この発明の実施例１の構成概要を示す図、Ａは平面図、ＢはＡのＤＤ線部分断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structure outline | summary of Example 1 of this invention, A is a top view, B is the DD sectional view taken on the line of DD. 片持ち梁の連成振動系によって共振ピークが大きく減衰する様子を示すグラフ。The graph which shows a mode that a resonance peak attenuate | damps greatly by the coupled vibration system of a cantilever. この発明の実施例２の構成概要を示す図、Ａは平面図、ＢはＡのＤＤ線部分断面図。The figure which shows the structure outline | summary of Example 2 of this invention, A is a top view, B is the DD sectional view taken on the line of A. この発明の実施例３の構成概要を示す図、Ａは平面図、ＢはＡのＤＤ線部分断面図。The figure which shows the structure outline | summary of Example 3 of this invention, A is a top view, B is DD sectional view taken on the line of DD. この発明の実施例４の構成概要を示す図、Ａは平面図、ＢはＡのＤＤ線部分断面図。The figure which shows the structure outline | summary of Example 4 of this invention, A is a top view, B is DD sectional view on the DD line of A. この発明の実施例５の構成概要を示す図、Ａは平面図、ＢはＡのＤＤ線部分断面図。The figure which shows the structure outline | summary of Example 5 of this invention, A is a top view, B is the DD sectional view taken on the line of A. この発明の変形例１の構成概要を示す図、Ａは平面図、ＢはＡのＤＤ線部分断面図。The figure which shows the structure outline | summary of the modification 1 of this invention, A is a top view, B is the DD sectional view taken on the line DD of A. この発明の変形例２の構成概要を示す図、Ａは平面図、ＢはＡのＤＤ線部分断面図。The figure which shows the structure outline | summary of the modification 2 of this invention, A is a top view, B is DD sectional view on the DD line of A. この発明の変形例３の構成概要を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure outline | summary of the modification 3 of this invention. この発明の変形例４の構成概要を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure outline | summary of the modification 4 of this invention. この発明の変形例５の構成概要を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure outline | summary of the modification 5 of this invention. リングレーザジャイロの一般的な構造を説明するための図。The figure for demonstrating the general structure of a ring laser gyro. ガラスブロックの撓みに起因する光軸ずれの問題に対処するための従来例を示すブロック図。The block diagram which shows the prior art example for coping with the problem of the optical axis offset resulting from the bending of a glass block.

この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１はこの発明によるリングレーザジャイロの実施例１の構成概要を示したものであり、この例ではリングレーザジャイロのリング状光路が形成されているガラスブロック４１に対し、そのリングレーザジャイロの入力軸（角速度入力に対して感度を有する軸）Ｃと直交する外面４１ａに、その外面４１ａに沿って板状体４２が配置される。なお、図１ではリングレーザジャイロはガラスブロック４１の外形のみを簡略化して示している。ガラスブロック４１は例えば図１２に示したガラスブロック１１と同様の構造を有する。 FIG. 1 shows an outline of the configuration of Embodiment 1 of a ring laser gyro according to the present invention. In this example, the ring laser gyro is input to a glass block 41 in which a ring-shaped optical path of the ring laser gyro is formed. A plate-like body 42 is arranged on the outer surface 41a orthogonal to the axis (axis having sensitivity to the angular velocity input) C along the outer surface 41a. In FIG. 1, the ring laser gyro shows only the outer shape of the glass block 41 in a simplified manner. The glass block 41 has the same structure as the glass block 11 shown in FIG. 12, for example.

板状体４２はガラスブロック４１の平面形状（外面４１ａの形状）と同じ平面形状を有するものとされ、六角形をなす。板状体４２の中央円形部分は厚さが大とされて固定部４２ａとされており、この固定部４２ａがガラスブロック４１の外面４１ａに固定されている。板状体４２はこの例ではガラスブロック４１と同じガラス製とされ、接着によりガラスブロック４１に固定されている。 The plate-like body 42 has the same planar shape as the planar shape of the glass block 41 (the shape of the outer surface 41a) and forms a hexagon. The central circular portion of the plate-like body 42 has a large thickness and serves as a fixing portion 42 a. The fixing portion 42 a is fixed to the outer surface 41 a of the glass block 41. The plate-like body 42 is made of the same glass as the glass block 41 in this example, and is fixed to the glass block 41 by adhesion.

板状体４２の固定部４２ａ以外の部分（固定部４２ａのまわりの部分）は図１Ｂに示したようにガラスブロック４１の外面４１ａと所定の間隙ｇを介して離間されており、板状体４２の周縁部における間隙ｇの一部にはエラストマ４３が配置され、エラストマ４３を介して板状体４２の周縁部と、その周縁部と対向するガラスブロック４１の外面４１ａの周縁部とが固定されている。エラストマ４３はこの例では図１Ａに示したように六角形をなす板状体４２の１つおきの短辺に配置され、計３箇所に配置されている。 The portion of the plate-like body 42 other than the fixing portion 42a (the portion around the fixing portion 42a) is separated from the outer surface 41a of the glass block 41 via a predetermined gap g as shown in FIG. An elastomer 43 is arranged in a part of the gap g at the peripheral edge of 42, and the peripheral edge of the plate-like body 42 and the peripheral edge of the outer surface 41 a of the glass block 41 facing the peripheral edge are fixed via the elastomer 43. Has been. In this example, the elastomer 43 is arranged on every other short side of the hexagonal plate-like body 42 as shown in FIG. 1A, and is arranged at a total of three locations.

上記のようにガラスブロック４１の外面４１ａに板状体４２を配置し、さらに外面４１ａと板状体４２との間の一部にエラストマ４３を介在させることにより、この例では片持ち梁の連成振動系を構成するものとなっている。即ち、ガラスブロック４１の中央から周縁を見れば、ガラスブロック４１と板状体４２とは中央が固定端とされた片持ち梁をなし、それらの自由端（遊端）にエラストマ４３が介在されて連成振動系が構成されている。 As described above, the plate-like body 42 is arranged on the outer surface 41a of the glass block 41, and the elastomer 43 is interposed in a part between the outer surface 41a and the plate-like body 42. It constitutes an adult vibration system. That is, when the peripheral edge is seen from the center of the glass block 41, the glass block 41 and the plate-like body 42 form a cantilever having a fixed end at the center, and an elastomer 43 is interposed at their free ends (free ends). Thus, a coupled vibration system is configured.

衝撃や振動等により大きな加速度が外部から加わると、前述したようにガラスブロック４１は中央に対して周縁部が撓む。そして、共振周波数で撓み振動が極めて大きく発生する。片持ち梁の連成振動系は自由端を拘束することにより撓み振動の共振を抑制することができ、つまりガラスブロック４１の撓み振動を特に共振周波数において大きく減衰させることができる。 When a large acceleration is applied from the outside due to impact or vibration, the peripheral edge of the glass block 41 is bent with respect to the center as described above. And bending vibration generate | occur | produces very greatly with a resonant frequency. The coupled vibration system of the cantilever can restrain the resonance of the flexural vibration by restraining the free end, that is, the flexural vibration of the glass block 41 can be greatly attenuated particularly at the resonance frequency.

図２はこのような片持ち梁の連成振動系によって共振ピークが大きく減衰される様子を示したものであり、図２における主振動系はガラスブロック４１に相当し、副振動系は板状体４２に相当する。連成振動系は主振動系（ガラスブロック４１）の連成振動結果を示す。図２より撓み振動の共振ピークを大きく減衰させることができることがわかる。 FIG. 2 shows how the resonance peak is greatly attenuated by such a cantilever coupled vibration system. The main vibration system in FIG. 2 corresponds to the glass block 41, and the sub-vibration system is plate-shaped. It corresponds to the body 42. The coupled vibration system shows the coupled vibration result of the main vibration system (glass block 41). FIG. 2 shows that the resonance peak of flexural vibration can be greatly attenuated.

以上説明したように、この例では板状体４２をガラスブロック４１に配置して片持ち梁の連成振動系を構成するようにしたものであり、これにより振動等により外部から高い周波数の加速度が加わった場合でもガラスブロック４１の撓み・撓み振動を抑制することができるものとなっている。従って、過酷な加速度・振動環境下でも正常に計測することができるリングレーザジャイロを得ることができる。 As described above, in this example, the plate-like body 42 is arranged on the glass block 41 so as to constitute a cantilever coupled vibration system, whereby high-frequency acceleration is generated from the outside due to vibration or the like. Even when is added, the bending / deflection vibration of the glass block 41 can be suppressed. Therefore, it is possible to obtain a ring laser gyro that can be normally measured even under severe acceleration / vibration environments.

エラストマ４３は上述した例では板状体４２の３つの短辺に配置されているが、例えばガラスブロック４１の中心から周縁までの寸法が数ｃｍ程度の場合、各短辺のエラストマ４３の配置面積は１〜３ｃｍ²とされ、厚さは１００μｍ程度とされる。また、エラストマ４３のヤング率は０．１ＧＰａ程度とされる。 The elastomer 43 is arranged on the three short sides of the plate-like body 42 in the above-described example. For example, when the dimension from the center to the peripheral edge of the glass block 41 is about several centimeters, the arrangement area of the elastomer 43 on each short side is about Is 1 to 3 cm ^2, and the thickness is about 100 μm. The Young's modulus of the elastomer 43 is about 0.1 GPa.

エラストマ４３としては具体的には、シリコーンゴム等のゴムを用いることができる。また、ゴムに限らず、シリコーン系接着剤等の弾性接着剤を用いることもできる。なお、図１では板状体４２の３つの短辺に、即ちガラスブロック４１においてミラー１３〜１５が配置される辺にエラストマ４３を配置しており、つまりガラスブロック４１の中心からの距離が長い（遠い）箇所にエラストマ４３を配置しているが、例えば板状体４２の周縁部全周に配置するようにしてもよい。 Specifically, rubber such as silicone rubber can be used as the elastomer 43. Moreover, not only rubber | gum but elastic adhesives, such as a silicone type adhesive agent, can also be used. In FIG. 1, the elastomer 43 is arranged on the three short sides of the plate-like body 42, that is, on the side where the mirrors 13 to 15 are arranged in the glass block 41, that is, the distance from the center of the glass block 41 is long. Although the elastomer 43 is disposed at a (far) place, it may be disposed, for example, on the entire periphery of the peripheral edge of the plate-like body 42.

板状体４２の中央の固定部４２ａは、固定部４２ａのまわりの部分に対し、上面側においても１段高く、凸部４２ｂを形成しているが、この凸部４２ｂはなくてもよい。なお、図２に示したような連成振動系によって撓み振動の共振を抑制するためには、板状体４２の固有振動数をガラスブロック４１の固有振動数に近づける必要があり、つまり板状体４２の固有振動数がガラスブロック４１の固有振動数に近づくように、板状体４２の固有振動数を高める必要がある。このために、板状体４２の外周側は薄くなっており、結果として凸部４２ｂを有する形状となっている。 The fixed portion 42a at the center of the plate-like body 42 is one step higher on the upper surface side than the portion around the fixed portion 42a and forms the convex portion 42b. However, the convex portion 42b may be omitted. In order to suppress flexural vibration resonance by the coupled vibration system as shown in FIG. 2, it is necessary to bring the natural frequency of the plate-like body 42 close to the natural frequency of the glass block 41, that is, a plate-like shape. It is necessary to increase the natural frequency of the plate-like body 42 so that the natural frequency of the body 42 approaches the natural frequency of the glass block 41. For this reason, the outer peripheral side of the plate-like body 42 is thin, and as a result, has a shape having a convex portion 42b.

ガラスブロック４１は上記においては図１２に示したリングレーザジャイロ１０のガラスブロック１１と同様の構造を有するものとしているが、これに限らず、例えば中央の開口１９（図１２参照）へのディザ機構２１の取り付けがない（ディザ機構２１を具備しない）構造のものであってもよい。 Although the glass block 41 has the same structure as the glass block 11 of the ring laser gyro 10 shown in FIG. 12 in the above, it is not limited to this, for example, a dither mechanism to the central opening 19 (see FIG. 12). 21 may not be attached (the dither mechanism 21 is not provided).

図３は実施例２の構成概要を示したものであり、この例では板状体４２′をガラスではなく、金属材によって形成したものとなっている。 FIG. 3 shows an outline of the configuration of the second embodiment. In this example, the plate-like body 42 'is formed of a metal material instead of glass.

板状体４２′の固定部４２ａの下面には円筒部４２ｃが突出形成されており、さらにこの円筒部４２ｃの内周側に所定の間隙を隔てて円柱部４２ｄが突出形成されている。この例ではこれら円筒部４２ｃ及び円柱部４２ｄが板状体４２′に一体形成されたものとなっている。 A cylindrical portion 42c protrudes from the lower surface of the fixed portion 42a of the plate-like body 42 ', and a cylindrical portion 42d protrudes from the inner peripheral side of the cylindrical portion 42c with a predetermined gap. In this example, the cylindrical portion 42c and the columnar portion 42d are integrally formed with the plate-like body 42 '.

板状体４２′のガラスブロック４１への取り付けは、図１２におけるディザ機構２１のガラスブロック１１への取り付けと同様、ガラスブロック４１の開口４１ｂに円筒部４２ｃを嵌め込んで円筒部４２ｃをガラスブロック４１に接着固定することによって行われる。このような固定方法を採用すれば、金属製の板状体４２′とガラスブロック４１との熱膨張係数の差に起因して例えば熱応力がガラスブロック４１に加わり、ガラスブロック４１が破損するといった問題を回避することができ、板状体４２′を金属製とすることができる。 The plate-like body 42 ′ is attached to the glass block 41 in the same manner as the dither mechanism 21 is attached to the glass block 11 in FIG. It is performed by adhering and fixing to 41. If such a fixing method is employed, for example, thermal stress is applied to the glass block 41 due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal plate-like body 42 ′ and the glass block 41, and the glass block 41 is damaged. Problems can be avoided and the plate-like body 42 'can be made of metal.

板状体４２′を構成する金属材料としては例えばディザ機構２１の構成材料と同じインバーを用いることができ、また他の金属材料を用いることもできる。なお、円柱部４２ｄはシャーシ等の外部部材との固定用に使用され、この部分の熱膨張を逃がすため、円筒部４２ｃとの間に間隙を設けている。 As the metal material constituting the plate-like body 42 ', for example, the same invar as that of the dither mechanism 21 can be used, or another metal material can be used. The cylindrical portion 42d is used for fixing to an external member such as a chassis, and a gap is provided between the cylindrical portion 42c and the cylindrical portion 42c in order to release thermal expansion of this portion.

図４は実施例３の構成概要を示したものであり、この例では板状体４２″をディザ機構２１′に一体形成したものとなっている。 FIG. 4 shows an outline of the configuration of the third embodiment. In this example, a plate-like body 42 ″ is integrally formed with the dither mechanism 21 ′.

ディザ機構２１′は図１２に示したディザ機構２１と同様の構成を有し、ディザ機構２１より高さ方向（ディザ機構の回転中心軸Ｃ′方向）の寸法が大とされており、このディザ機構２１′の円筒状をなす可動部２２の外周に板状体４２″が一体形成されている。 The dither mechanism 21 'has the same configuration as that of the dither mechanism 21 shown in FIG. 12, and has a larger dimension in the height direction (direction of the rotation center axis C' of the dither mechanism) than the dither mechanism 21. A plate-like body 42 ″ is integrally formed on the outer periphery of the movable portion 22 having a cylindrical shape of the mechanism 21 ′.

この例ではディザ機構２１′がガラスブロック４１の開口４１ｂに取り付け固定されることにより、ガラスブロック４１の外面４１ａに板状体４２″が対向配置される。板状体４２″を備えたディザ機構２１′は例えばインバーによって形成される。 In this example, the dither mechanism 21 'is attached and fixed to the opening 41b of the glass block 41, so that the plate-like body 42 "is disposed opposite to the outer surface 41a of the glass block 41. The dither mechanism provided with the plate-like body 42". 21 'is formed by invar, for example.

この図４に示した構成のように板状体４２″をディザ機構２１′と一体形成すれば、板状体４２″の中央部分はガラスブロック４１に対する固定部となる。 If the plate-like body 42 ″ is integrally formed with the dither mechanism 21 ′ as in the configuration shown in FIG. 4, the central portion of the plate-like body 42 ″ becomes a fixing portion for the glass block 41.

図５は実施例４の構成概要を示したものであり、この例ではディザ機構２１″はガラスブロック４１の開口４１ｂに取り付けられるのではなく、ガラスブロック４１の外面４１ａに取り付けられており、このディザ機構２１″に実施例３と同様、板状体４２″が一体形成されている。 FIG. 5 shows an outline of the configuration of the fourth embodiment. In this example, the dither mechanism 21 ″ is not attached to the opening 41b of the glass block 41, but is attached to the outer surface 41a of the glass block 41. As in the third embodiment, a plate-like body 42 ″ is integrally formed with the dither mechanism 21 ″.

ディザ機構２１″はディザ機構２１，２１′と同様の構成を有し、この例では円筒状の可動部２２は径方向の厚さが大とされて、その下面がガラスブロック４１の外面４１ａに接着固定されている。ディザ機構２１″はこの例のようにガラスブロック４１の外面４１ａに配置される場合もあり、この際、可動部２２の下面がガラスブロック４１の外面４１ａに接着固定されることになるが、例えば超小型のリングレーザジャイロでは接着面積が小さくて済むのでこのようなディザ機構２１″の取り付け形態も採用することができる。 The dither mechanism 21 ″ has the same configuration as the dither mechanisms 21 and 21 ′. In this example, the cylindrical movable portion 22 has a large thickness in the radial direction, and its lower surface is formed on the outer surface 41 a of the glass block 41. The dither mechanism 21 ″ may be disposed on the outer surface 41a of the glass block 41 as in this example, and at this time, the lower surface of the movable portion 22 is bonded and fixed to the outer surface 41a of the glass block 41. However, for example, an ultra-small ring laser gyro requires only a small bonding area, so that such a dither mechanism 21 ″ mounting form can also be employed.

ディザ機構２１″の固定部２４の穴２４ａは固定部２４をシャーシ等にネジ止め固定するために使用され、ガラスブロック４１に設けられている穴４１ｃはその際、ネジが当たらないようにするための逃げとなる。 The hole 24a of the fixing portion 24 of the dither mechanism 21 ″ is used for fixing the fixing portion 24 to the chassis or the like with screws, and the hole 41c provided in the glass block 41 is used to prevent the screw from hitting at that time. It becomes escape.

図６は実施例５の構成概要を示したものであり、この例ではガラスブロック４１の外面４１ａに加え、外面４１ａと平行なもう一方の外面４１ｄにも板状体４２″が一体形成されたディザ機構２１″が取り付けられているものであり、このような構成を採用することもできる。 FIG. 6 shows an outline of the configuration of the fifth embodiment. In this example, in addition to the outer surface 41a of the glass block 41, a plate-like body 42 ″ is integrally formed on the other outer surface 41d parallel to the outer surface 41a. A dither mechanism 21 ″ is attached, and such a configuration can also be adopted.

以上各種実施例について説明したが、板状体を金属材料で形成する場合、あるいは板状体をディザ機構と一体形成する場合、構成材料としてパーマロイ等の高透磁率金属材料を用いてもよい。 Although various embodiments have been described above, when the plate-like body is formed of a metal material, or when the plate-like body is formed integrally with a dither mechanism, a high permeability metal material such as permalloy may be used as a constituent material.

リングレーザジャイロは磁気や電磁波に対しても感度がある。これはレーザ光の偏光面が回転することによる。従って、磁気や電磁波を遮蔽することは精度の高い計測を行う上で重要である。 Ring laser gyros are sensitive to magnetism and electromagnetic waves. This is because the polarization plane of the laser light rotates. Therefore, shielding magnetism and electromagnetic waves is important for performing highly accurate measurement.

従来においてはリングレーザジャイロ装置全体を高透磁率金属材で覆うといった方法を採用しているが、外部からの磁気や電磁波を完全に遮断することは難しく、またリングレーザジャイロ装置内部にもこれらのノイズ源が存在することから高精度化の妨げとなっていた。この点でガラスブロックの外面に沿って配置する板状体を高透磁率金属材料で形成すれば、磁気や電磁波の遮蔽効果を高めることができ、計測精度の向上を図ることができる。 Conventionally, a method of covering the entire ring laser gyro device with a high permeability metal material has been adopted, but it is difficult to completely block external magnetism and electromagnetic waves, and these are also included in the ring laser gyro device. The presence of noise sources hindered high accuracy. In this respect, if the plate-like body arranged along the outer surface of the glass block is formed of a high permeability metal material, the shielding effect of magnetism and electromagnetic waves can be enhanced, and the measurement accuracy can be improved.

なお、実施例３〜５では板状体をディザ機構に一体形成しているが、一体形成するのではなく、板状体をディザ機構と別体とし、その板状体をディザ機構に固定するようにしてもよい。この場合、板状体の中央固定部はディザ機構を介してガラスブロックに固定される形態となる。 In Examples 3 to 5, the plate-like body is integrally formed with the dither mechanism. However, the plate-like body is separated from the dither mechanism and is not formed integrally, and the plate-like body is fixed to the dither mechanism. You may do it. In this case, the center fixing portion of the plate-like body is fixed to the glass block via a dither mechanism.

［変形例１］
図７はこの発明によるリングレーザジャイロの変形例１の構成概要を示したものであり、この例では実施例１の構成に対し、板状体４２の上面（ガラスブロック４１の外面４１ａと対向する面と反対側の面）４２ｅに錘４４が３つ配置されたものとなっている。この錘４４はディザ機構の回転中心軸Ｃ′周りの板状体４２の慣性モーメントを調整するために使用される。 [Modification 1]
FIG. 7 shows an outline of the configuration of a modified example 1 of the ring laser gyro according to the present invention. In this example, the upper surface of the plate-like body 42 (opposing the outer surface 41a of the glass block 41 is opposed to the configuration of the first embodiment). Three weights 44 are arranged on a surface 42e opposite to the surface) 42e. The weight 44 is used to adjust the moment of inertia of the plate-like body 42 around the rotation center axis C ′ of the dither mechanism.

例えば、ディザ機構の回転中心軸Ｃ′とリングレーザジャイロの慣性主軸（ディザ機構によって角振動する部分の慣性乗積がゼロになる軸のうち、入力軸と同じ方向とみなすことができる軸）とが一致していないと、ガラスブロック４１に不測のコーニング運動（歳差運動）が生じやすくなるという問題があり、このようなコーニング運動が生じると検出精度の悪化を招く。錘４４はこのようなディザ機構の回転中心軸Ｃ′と慣性主軸との不一致を解消するために使用される。 For example, the rotation center axis C ′ of the dither mechanism and the inertial main axis of the ring laser gyro (an axis that can be regarded as the same direction as the input axis among the axes in which the product of inertia of the portion that is angularly vibrated by the dither mechanism is zero) If they do not match, there is a problem that an unexpected coning motion (precession motion) is likely to occur in the glass block 41. When such a coning motion occurs, the detection accuracy deteriorates. The weight 44 is used to eliminate the mismatch between the rotation center axis C ′ of the dither mechanism and the inertia main axis.

錘４４はこの例では三角形をなすリング状光路（図１２参照）の各頂点とディザ機構の回転中心軸Ｃ′とを結ぶ線上にそれぞれ位置されており、即ち板状体４２の３つの短辺の各中心とディザ機構の回転中心軸Ｃ′とを結ぶ線上にそれぞれ位置されている。これら錘４４は円周上に配置されており、取り付け位置可変とされている。 In this example, the weights 44 are respectively located on lines connecting the vertices of the ring-shaped optical path (see FIG. 12) forming a triangle and the rotation center axis C ′ of the dither mechanism, that is, the three short sides of the plate-like body 42. Are located on the line connecting the center of the dither mechanism and the rotation center axis C ′ of the dither mechanism. These weights 44 are arranged on the circumference, and the mounting position is variable.

円周上に配置された錘４４の位置を調整することによりディザ機構の回転中心軸Ｃ′周りの慣性モーメントを調整することができる。慣性モーメントＪは、
Ｊ＝∫ｒ²ｄｍ
と表される。但し、ｄｍは微小質量、ｒは回転中心軸からの距離である。 By adjusting the position of the weight 44 arranged on the circumference, the moment of inertia about the rotation center axis C ′ of the dither mechanism can be adjusted. The moment of inertia J is
J = ∫r ² dm
It is expressed. Here, dm is a minute mass, and r is a distance from the rotation center axis.

よって、微小質量の集合である錘４４を回転中心軸から遠い位置に配置すると、板状体４２の慣性モーメントは大きくなり、逆に回転中心軸に近い位置に配置すると、板状体４２の慣性モーメントは小さくなる。 Therefore, if the weight 44, which is a set of minute masses, is arranged at a position far from the rotation center axis, the moment of inertia of the plate-like body 42 becomes large. Conversely, if it is arranged at a position near the rotation center axis, the inertia of the plate-like body 42 is obtained. The moment becomes smaller.

例えば、リードアウトミラー（ミラー１３、図１２参照）が重く、リードアウトミラーのある側の慣性モーメントが大きくなる場合、慣性モーメントに偏りが生じてディザ機構の回転中心軸Ｃ′と慣性主軸とが一致せず、上述したようにガラスブロック４１にコーニング運動が生じやすくなる。また、この場合、回転中心軸に力が加わることにより、その力が外部に伝搬するといった状況も発生する。 For example, if the lead-out mirror (mirror 13; see FIG. 12) is heavy and the moment of inertia on the side where the lead-out mirror is present becomes large, the moment of inertia is biased and the rotation center axis C ′ and the principal axis of inertia of the dither mechanism They do not match, and as described above, a coning motion is likely to occur in the glass block 41. Further, in this case, there is a situation where a force is applied to the rotation center axis and the force propagates to the outside.

そこで、錘４４を用いて慣性モーメントに偏りがないようにし、慣性主軸と回転中心軸Ｃ′とを一致させる調整を行うことにより、このような問題を回避する。 Therefore, such a problem is avoided by adjusting the inertial main axis and the rotation center axis C ′ so that the moment of inertia is not biased by using the weight 44.

錘４４の位置調整は例えば６分力天秤を使用して行うことができる。なお、錘４４はこの例では板状体４２と同じガラス製であり、オプティカルコンタクトにより板状体４２に固定される。 The position of the weight 44 can be adjusted using, for example, a 6-component force balance. The weight 44 is made of the same glass as the plate-like body 42 in this example, and is fixed to the plate-like body 42 by optical contact.

錘４４はこの例では上述したように３つ設けているが、３つに限定されるものではなく、また配置位置も上記に限定されるものではない。但し、この例のように３つの錘４４を配置することにより、慣性モーメントの調整を良好に行うことができる。 In this example, three weights 44 are provided as described above, but the number of weights 44 is not limited to three, and the arrangement position is not limited to the above. However, the moment of inertia can be satisfactorily adjusted by arranging the three weights 44 as in this example.

［変形例２］
図８は変形例２の構成概要を示したものであり、この例では実施例２の構成に対し、変形例１と同様、錘４４′を配置したものとなっている。 [Modification 2]
FIG. 8 shows an outline of the configuration of the second modification. In this example, a weight 44 ′ is arranged with respect to the configuration of the second embodiment, as in the first modification.

この例では錘４４′は金属製とされ、図８Ａに示したように一対の長円穴４４ａが形成されている。錘４４′はネジ止めにより板状体４２′に固定され、ネジ４５が挿通される（取り付けられる）穴を長円穴４４ａとすることにより、取り付け位置可変とされている。 In this example, the weight 44 'is made of metal, and a pair of oblong holes 44a are formed as shown in FIG. 8A. The weight 44 ′ is fixed to the plate-like body 42 ′ by screwing, and the attachment position is made variable by making the hole through which the screw 45 is inserted (attached) into an oblong hole 44 a.

［変形例３〜５］
図９〜１１は変形例３〜５の構成概要を示したものである。 [Modifications 3 to 5]
9 to 11 show an outline of configurations of modified examples 3 to 5. FIG.

これら図９〜１１は実施例３〜５の構成に対し、錘４４′を配置した構成をそれぞれ示している。 9 to 11 show configurations in which weights 44 ′ are arranged with respect to the configurations of Examples 3 to 5, respectively.

１０リングレーザジャイロ１１ガラスブロック
１２通路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ頂点
１３，１４，１５ミラー１６，１７陽極
１８陰極１９開口
２０光路２１，２１′，２１″ ディザ機構
２２可動部２３梁
２４固定部２４ａ穴
２５フォトセンサ２６プリズム
２７，２８アクチュエータ３１，３２バッファ
３３ローパスフィルタ３４反転バッファ
３５加算手段３６プリアンプ
３７コンパレータ４１ガラスブロック
４１ａ外面４１ｂ開口
４１ｃ穴４１ｄ外面
４２，４２′，４２″ 板状体４２ａ固定部
４２ｂ凸部４２ｃ円筒部
４２ｄ円柱部４２ｅ上面
４３エラストマ４４，４４′ 錘
４５ネジ４４ａ長円穴 10 ring laser gyro 11 glass block 12 passage 12a, 12b, 12c vertex 13, 14, 15 mirror 16, 17 anode 18 cathode 19 aperture 20 optical path 21, 21 ', 21 ″ dither mechanism 22 movable part 23 beam 24 fixed part 24a hole 25 Photo sensor 26 Prism 27, 28 Actuator 31, 32 Buffer 33 Low pass filter 34 Inversion buffer 35 Addition means 36 Preamplifier 37 Comparator 41 Glass block 41a Outer surface 41b Opening 41c Hole 41d Outer surface 42, 42 ', 42 "Plate-like body 42a Fixed part 42b Convex part 42c Cylindrical part 42d Column part 42e Upper surface 43 Elastomer 44, 44 'Weight 45 Screw 44a Oval hole

Claims

A ring laser gyro that oscillates clockwise and counterclockwise laser beams in a ring-shaped optical path in a glass block and detects an input angular velocity from an oscillation frequency difference between the two laser beams generated by the angular velocity input,
On the outer surface of the glass block perpendicular to the input axis of the ring laser gyro, a plate-like body is disposed along the outer surface,
The plate-like body has a central portion as a fixing portion for the glass block, and other than the fixing portion is separated from the outer surface,
A ring laser gyro characterized in that at least a part of a peripheral portion of the plate-like body is fixed to a peripheral portion of the outer surface through an elastomer.

The ring laser gyro according to claim 1, wherein
The ring laser gyro characterized in that the plate-like body is integrally formed with a dither mechanism attached to the glass block.

The ring laser gyro according to claim 1, wherein
The ring laser gyro is characterized in that the fixing portion of the plate-like body is fixed to the glass block through a dither mechanism.

The ring laser gyro according to claim 2 or 3,
The ring laser gyro, wherein the dither mechanism is attached to the outer surface.

The ring laser gyro according to any one of claims 1 to 4,
The ring laser gyro, wherein the plate-like body is made of a high magnetic permeability metal material.

The ring laser gyro according to any one of claims 1 to 5,
A ring laser gyro characterized in that at least one weight is disposed at a variable mounting position on a surface of the plate-like body opposite to the surface facing the outer surface.

The ring laser gyro according to claim 6, wherein
The ring laser gyro characterized in that the weights are respectively positioned on lines connecting a rotation center axis of a dither mechanism and each vertex of the ring-shaped optical path.