JP2557658B2 - 光干渉角速度計 - Google Patents
光干渉角速度計Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は少くとも一周りの光学路に右回り光と左回
り光とを通し、これら光学路を通った右回り光と左回り
光とを干渉させて光学路に入力された角速度を測定する
光干渉角速度計に関する。
り光とを通し、これら光学路を通った右回り光と左回り
光とを干渉させて光学路に入力された角速度を測定する
光干渉角速度計に関する。
「従来の技術」 第３図に示すようにレーザなどの光源11からの光12が
光分配結合器13により右回り光14と左回り光15とに分配
され、これらの光14,15は少くとも一周する光学路16の
両端に入射され、光学路16をそれぞれ右回り、左回りに
通って光学路16より出射光17,18として出射され、これ
ら出射光17,18は、光分配結合器13により結合されて互
に干渉し、干渉光19として受光器21に受光される。
光分配結合器13により右回り光14と左回り光15とに分配
され、これらの光14,15は少くとも一周する光学路16の
両端に入射され、光学路16をそれぞれ右回り、左回りに
通って光学路16より出射光17,18として出射され、これ
ら出射光17,18は、光分配結合器13により結合されて互
に干渉し、干渉光19として受光器21に受光される。
光学路16は例えば光ファイバを複数回ループ状に巻い
たもので構成される。光学路16にその周方向の角速度が
印加されない状態においては出射光17および18の位相差
はほぼゼロであるが、光学路16の軸心回りに角速度Ωが
印加されるとこの角速度によっていわゆるサグナック効
果が生じ、光学路16を伝搬した出射光17,18の間に位相
差ΔφΩが生じる。この位相差ΔφΩは、 で表わされる。ここでＲはループ状に構成された光学路
16の半径、Ｌはループ状に構成された光学路16の長さ、
λは光源11の光の波長、ｃは光の速度を示す。さらに干
渉光19の光強度I0は、 I0∝１−cosΔφΩ …（２） となる。従って干渉光19の強度I0を測定することによっ
て角速度Ωを検出することができる。
たもので構成される。光学路16にその周方向の角速度が
印加されない状態においては出射光17および18の位相差
はほぼゼロであるが、光学路16の軸心回りに角速度Ωが
印加されるとこの角速度によっていわゆるサグナック効
果が生じ、光学路16を伝搬した出射光17,18の間に位相
差ΔφΩが生じる。この位相差ΔφΩは、 で表わされる。ここでＲはループ状に構成された光学路
16の半径、Ｌはループ状に構成された光学路16の長さ、
λは光源11の光の波長、ｃは光の速度を示す。さらに干
渉光19の光強度I0は、 I0∝１−cosΔφΩ …（２） となる。従って干渉光19の強度I0を測定することによっ
て角速度Ωを検出することができる。
しかしこの場合、入力角速度が小さな場合においては
位相差ΔφΩが小さく、cosΔφΩの変化が僅かであ
り、感度が極端に低くなる。
位相差ΔφΩが小さく、cosΔφΩの変化が僅かであ
り、感度が極端に低くなる。
このような点から従来より入力感度を最適化するため
第４図に示すように光学路16の一端と光分配結合器26と
の間に、例えば電歪振動子に光ファイバを巻回して構成
した位相変調器22を直列に挿入し、変調信号源23からの
駆動信号により互に逆方向に伝搬する光28,29を位相変
調する方法がとられている。
第４図に示すように光学路16の一端と光分配結合器26と
の間に、例えば電歪振動子に光ファイバを巻回して構成
した位相変調器22を直列に挿入し、変調信号源23からの
駆動信号により互に逆方向に伝搬する光28,29を位相変
調する方法がとられている。
第６図では、（１）式で述べたサグナック位相差Δφ
Ωを精度よく検知するために、光源11と光分配結合器26
（光カプラ）との間に光分配結合器27と偏光子25を挿入
し、光分配結合器27のＡ′ポートに受光器21を配置して
いる。この場合受光器21に到達する干渉光I0′は、 となる。
Ωを精度よく検知するために、光源11と光分配結合器26
（光カプラ）との間に光分配結合器27と偏光子25を挿入
し、光分配結合器27のＡ′ポートに受光器21を配置して
いる。この場合受光器21に到達する干渉光I0′は、 となる。
ここでP0:受光器21に到達する最大光量 Jn:n次のベッセル関数（ｎ＝0.1,2,3…） x :2Asinπf0τ A :位相変調の振幅 τ :光学路16を通る光の伝搬時間 f0:位相変調器22の駆動周波数 ｔ′:t−τ/2 （３）式から明らかなように干渉光の強度I0′には、co
sΔφΩに比例する項と、sinΔφΩに比例する項とが含
まれている。
sΔφΩに比例する項と、sinΔφΩに比例する項とが含
まれている。
そこでsinΔφΩ成分を光干渉角速度計（光ファイバ
ジャイロ）の出力V1として取り出すため受光器21の出力
が同期検波回路24において位相変調周波数０で同期検
波される。同期検波回路24の出力V1は、 V1＝K1・P0・J1(x)・sinΔφΩ …（４） ここでK1:定数 で表わされる。（４）式より光干渉角速度計の出力V1の
振幅は、受光器21に到達する最大光量P0及び位相変調の
動作に関連したJ1(x)の変動で変わる。ここでJ1(x)を安
定化するためには、J1(x)の変数であるｘを安定に保て
ばよい。その方法については、例えば先行技術として特
開昭62−12811号公報に示されるように干渉光I0′に含
まれている第１種ベッセル関数の奇数次のベッセル関数
相互又は、偶数次のベッセル関数相互が実質的に等しく
なるよう各同期検波回路からの出力で位相変調の振幅Ａ
を自動制御すればよい。
ジャイロ）の出力V1として取り出すため受光器21の出力
が同期検波回路24において位相変調周波数０で同期検
波される。同期検波回路24の出力V1は、 V1＝K1・P0・J1(x)・sinΔφΩ …（４） ここでK1:定数 で表わされる。（４）式より光干渉角速度計の出力V1の
振幅は、受光器21に到達する最大光量P0及び位相変調の
動作に関連したJ1(x)の変動で変わる。ここでJ1(x)を安
定化するためには、J1(x)の変数であるｘを安定に保て
ばよい。その方法については、例えば先行技術として特
開昭62−12811号公報に示されるように干渉光I0′に含
まれている第１種ベッセル関数の奇数次のベッセル関数
相互又は、偶数次のベッセル関数相互が実質的に等しく
なるよう各同期検波回路からの出力で位相変調の振幅Ａ
を自動制御すればよい。
しかしながら受光器21に到達する最大光量P0は、光源
11からの出射光量、光源11からの出射光が光学路16を経
て受光器21に到達するまでの間の光伝送損失及び光の偏
波状態などの変動で変わる。応用物理学会・光ファイバ
センサ研究会発行の5th Workshop on Optical Sensors
June 25,1987に記載のWOFS5−10によれば各光部品の伝
送損失が−20℃〜＋70℃の温度で0.1〜0.2db変動し、そ
の結果V1の振幅として２〜７％変動すると述べている。
11からの出射光量、光源11からの出射光が光学路16を経
て受光器21に到達するまでの間の光伝送損失及び光の偏
波状態などの変動で変わる。応用物理学会・光ファイバ
センサ研究会発行の5th Workshop on Optical Sensors
June 25,1987に記載のWOFS5−10によれば各光部品の伝
送損失が−20℃〜＋70℃の温度で0.1〜0.2db変動し、そ
の結果V1の振幅として２〜７％変動すると述べている。
光干渉角速度計のバイアスドリフト性能を0.01度／秒
ぐらいに求めると、一般に要求される入出力特性として
のスケールファクタの安定性は、少なくとも１〜２％と
なる。したがって、スケールファクタを安定に保つ何等
かの手法がなければ、上述スケールファクタ安定性要求
の１〜２％は、達成できない。そこで従来次の方法でス
ケールファクタの安定化が行なわれていた。第５図は、
（４）式における出力V1の振幅K1・P0・J1(x)を一定に
保つスケールファクタ安定化回路の機能ブロック図を示
す。受光器21の出力が同期検波回路46,47において位相
変調周波数０とその２倍の周波数２０で同期検波さ
れ、これら同期検波の出力を２乗して加算器49で加算す
ると、その出力電圧Ｖは、 Ｖ＝V1 2＋V2 2＝（K1・P0・J1(x)）２・sin2ΔφΩ ＋（K2・P0・J2(x)）２・cos2ΔφΩ …（５） ここでK1,K2:定数（増幅利得，光電変換利得、同期検
波利得など。） となる。ここで予かじめ K1・P0・J1(x)＝K2・P0・J2(x)となるよう増幅利得を調
整し、その時の振幅をＫとすると出力電圧Ｖは、（５）
式より Ｖ＝K2・（sin2ΔφΩ＋cos2ΔφΩ）＝K2 …（６） となる。ここで出力電圧Ｖの初期値すなわち基準値をKR
2とし、これを基準信号発生器51から発生して出力電圧
Ｖとの差分を差動増幅器50でとり、その差分を積分器52
を通して光源光量調整回路53に負帰還すると、先に述べ
たような光源、光伝送損失及び光の偏波状態が変動して
もV1の振幅を一定に保つことができる。
ぐらいに求めると、一般に要求される入出力特性として
のスケールファクタの安定性は、少なくとも１〜２％と
なる。したがって、スケールファクタを安定に保つ何等
かの手法がなければ、上述スケールファクタ安定性要求
の１〜２％は、達成できない。そこで従来次の方法でス
ケールファクタの安定化が行なわれていた。第５図は、
（４）式における出力V1の振幅K1・P0・J1(x)を一定に
保つスケールファクタ安定化回路の機能ブロック図を示
す。受光器21の出力が同期検波回路46,47において位相
変調周波数０とその２倍の周波数２０で同期検波さ
れ、これら同期検波の出力を２乗して加算器49で加算す
ると、その出力電圧Ｖは、 Ｖ＝V1 2＋V2 2＝（K1・P0・J1(x)）２・sin2ΔφΩ ＋（K2・P0・J2(x)）２・cos2ΔφΩ …（５） ここでK1,K2:定数（増幅利得，光電変換利得、同期検
波利得など。） となる。ここで予かじめ K1・P0・J1(x)＝K2・P0・J2(x)となるよう増幅利得を調
整し、その時の振幅をＫとすると出力電圧Ｖは、（５）
式より Ｖ＝K2・（sin2ΔφΩ＋cos2ΔφΩ）＝K2 …（６） となる。ここで出力電圧Ｖの初期値すなわち基準値をKR
2とし、これを基準信号発生器51から発生して出力電圧
Ｖとの差分を差動増幅器50でとり、その差分を積分器52
を通して光源光量調整回路53に負帰還すると、先に述べ
たような光源、光伝送損失及び光の偏波状態が変動して
もV1の振幅を一定に保つことができる。
これについて具体的に説明すると次のようになる。受
光器21に到達する最大光量P0が何等かの原因で減少し基
準信号発生器51からの基準値KR 2より電圧Ｖが下がると
差動増幅器50は、正の信号を発生する。ここで、この正
の信号で光源11の出射光量が増加するよう系を設定する
と、受光器21に到達する最大光量P0は、増加する。一方
光量P0が何等かの原因で増加し、電圧Ｖが基準値KR 2よ
り大きくなると差動増幅器50は、負の信号を発生し、光
源11の出射光量を減少させる。その結果、受光器21に到
達する最大光量P0は、減少するので、電圧Ｖを常に基準
値KR 2に保つことができる。すなわちV1の振幅を一定に
保つことができる。
光器21に到達する最大光量P0が何等かの原因で減少し基
準信号発生器51からの基準値KR 2より電圧Ｖが下がると
差動増幅器50は、正の信号を発生する。ここで、この正
の信号で光源11の出射光量が増加するよう系を設定する
と、受光器21に到達する最大光量P0は、増加する。一方
光量P0が何等かの原因で増加し、電圧Ｖが基準値KR 2よ
り大きくなると差動増幅器50は、負の信号を発生し、光
源11の出射光量を減少させる。その結果、受光器21に到
達する最大光量P0は、減少するので、電圧Ｖを常に基準
値KR 2に保つことができる。すなわちV1の振幅を一定に
保つことができる。
又受光器21の後段に外部信号によって利得が可変でき
る利得調整回路を配置しその回路に前記積分器52からの
出力を負帰還しても同様にV1の振幅を一定に保つことが
できる。
る利得調整回路を配置しその回路に前記積分器52からの
出力を負帰還しても同様にV1の振幅を一定に保つことが
できる。
「発明が解決しようとする問題点」 従来のスケールファクタ安定化回路は、よりよいスケ
ールファクタ安定のため第１種ベッセル関数のJ1(x),J
2(x)の変数であるｘが、安定である必要があった。
ールファクタ安定のため第１種ベッセル関数のJ1(x),J
2(x)の変数であるｘが、安定である必要があった。
そこで先行技術として特開昭62−12811号公報に示さ
れた上記ｘ値の安定化手法（ｘ値安定化回路）を用いて
も、制御誤差が生じｘの値が変わる。通常ｘの値は、出
力V1が最大感度となるｘ＝1.84に設定される。このｘ＝
1.84では、第６図に示すようにJ1(x)は、ｘの変動に対
し安定であるが出力V2の係数であるJ2(x)は、ｘに対し
安定な位置ではなく、ｘの変動に対し敏感である。この
ようにｘが変動すると、 K1・P0・J1(x)≠K2・P0・J2(x)となり（６）式が成り立
たなくなる。すなわち、スケールファクタ安定化回路が
正常に作動しなくなり、光干渉角速度計の入出力特性と
してのスケールファクタを安定に維持できなくなる。
れた上記ｘ値の安定化手法（ｘ値安定化回路）を用いて
も、制御誤差が生じｘの値が変わる。通常ｘの値は、出
力V1が最大感度となるｘ＝1.84に設定される。このｘ＝
1.84では、第６図に示すようにJ1(x)は、ｘの変動に対
し安定であるが出力V2の係数であるJ2(x)は、ｘに対し
安定な位置ではなく、ｘの変動に対し敏感である。この
ようにｘが変動すると、 K1・P0・J1(x)≠K2・P0・J2(x)となり（６）式が成り立
たなくなる。すなわち、スケールファクタ安定化回路が
正常に作動しなくなり、光干渉角速度計の入出力特性と
してのスケールファクタを安定に維持できなくなる。
このような点から、受光器21の出力を位相変調周波数
f0の３倍の周波数3f0で同期検波し、その検波出力V3を
2.2倍し、これとV1を加算し、この加算出力と、V2との
各２乗の和をとると共に、ｘ＝3.05とすることが提案さ
れている。この場合はV1＋2.2V3とV2とがｘ＝3.05で共
に最大となるため、ｘに対して安定に動作する。しか
し、ｘ＝3.05とすることは位相変調の振幅Ａを大にする
必要があり、高調波が多く発生するようになり、目的と
する信号の分離が難しくなり、更に強度変調も出し、誤
差の原因となる。また、ジャイロ出力として取り出すV1
は最大感度より低いものとなり、感度が悪いものとな
る。
f0の３倍の周波数3f0で同期検波し、その検波出力V3を
2.2倍し、これとV1を加算し、この加算出力と、V2との
各２乗の和をとると共に、ｘ＝3.05とすることが提案さ
れている。この場合はV1＋2.2V3とV2とがｘ＝3.05で共
に最大となるため、ｘに対して安定に動作する。しか
し、ｘ＝3.05とすることは位相変調の振幅Ａを大にする
必要があり、高調波が多く発生するようになり、目的と
する信号の分離が難しくなり、更に強度変調も出し、誤
差の原因となる。また、ジャイロ出力として取り出すV1
は最大感度より低いものとなり、感度が悪いものとな
る。
この発明の目的は大きな位相変調を与えることなく、
入出力特性としてのスケールファクタを安定に保ち、し
かも大きな感度が得られる光干渉角速度計を提供するこ
とにある。
入出力特性としてのスケールファクタを安定に保ち、し
かも大きな感度が得られる光干渉角速度計を提供するこ
とにある。
「問題点を解決するための手段」 この発明によれば、少くとも一周する光学路に右回り
光と左回り光とが通され、その光学路を通った右回り光
と左回り光とが干渉手段により干渉され、その干渉手段
と光学路の一端との間に位相変調器が縦続的に挿入され
て右回り光と左回り光とに位相変化が与えられ、干渉手
段よりの干渉光の光強度が光電変換回路により電気信号
に変換され、その電気信号の内、位相変調器の変調周波
数成分が第１同期検波手段により同期検波されて入力角
速度と対応した信号が出力される光干渉角速度計におい
て、 光電変換回路の出力電気信号の内、位相変調器の変調
周波数の２倍波成分が第２同期検波手段により同期検波
され、また光電変換回路の出力電気信号中の直流成分が
低域通過ろ波手段により取出され、第２同期検波手段の
出力が約2.43倍されて低域通過ろ波手段の出力に加算手
段で加算される。更にこの加算出力と、第１同期検波手
段からの出力とのそれぞれ２乗の和、または合成ベクト
ルの絶対量が一定になるように、電気回路または光量が
制御される。しかも、干渉光の強度を表す式に現れるベ
ッセル関数の変数ｘがほぼ1.84に選定され、つまり第１
同期検波手段の出力が最大感度になるように位相変調信
号の振幅が設定される。
光と左回り光とが通され、その光学路を通った右回り光
と左回り光とが干渉手段により干渉され、その干渉手段
と光学路の一端との間に位相変調器が縦続的に挿入され
て右回り光と左回り光とに位相変化が与えられ、干渉手
段よりの干渉光の光強度が光電変換回路により電気信号
に変換され、その電気信号の内、位相変調器の変調周波
数成分が第１同期検波手段により同期検波されて入力角
速度と対応した信号が出力される光干渉角速度計におい
て、 光電変換回路の出力電気信号の内、位相変調器の変調
周波数の２倍波成分が第２同期検波手段により同期検波
され、また光電変換回路の出力電気信号中の直流成分が
低域通過ろ波手段により取出され、第２同期検波手段の
出力が約2.43倍されて低域通過ろ波手段の出力に加算手
段で加算される。更にこの加算出力と、第１同期検波手
段からの出力とのそれぞれ２乗の和、または合成ベクト
ルの絶対量が一定になるように、電気回路または光量が
制御される。しかも、干渉光の強度を表す式に現れるベ
ッセル関数の変数ｘがほぼ1.84に選定され、つまり第１
同期検波手段の出力が最大感度になるように位相変調信
号の振幅が設定される。
「実施例」 この発明の主要部を第１図に示す。
第１図は、（５）式におけるcosΔφΩ成分が、ｘに
対し安定な特性を持つようにした回路の機能ブロック図
である。同期検波回路32で位相変調器22の変調周波数の
２倍波成分が受光器21の出力について検波される。同期
検波回路32の出力V2が増幅器35でKm倍され、これは受光
器21からの光電変換信号を低域通過ろ波器33で高周波域
をしゃ断した出力V0に加算される。その加算出力Vcos
は、 Vcos＝K0・P0・J0(x)・cosΔφΩ ＋Km・K2・P0・J2(x)・cosΔφΩ ここでK0:定数（増幅利得、光電変換利得など） 増幅利得を調整しK0＝K2＝Kcosとすると Vcos＝Kcos・P0・（J0(x)＋Km・J2(x)）・cosΔφΩ …
（７） となる。ここでKm2.43に設定すると （J0(x)＋Km・J2(x)）は、第６図に示すようにｘ＝1.84
で最大値となり、その近辺では、ｘに対し安定な特性を
示すようになる。又そのｘ＝1.84では、先に述べたよう
にJ1(x)も最大値を示し、ｘに対し安定な特性を示して
いる。そこで（５）式におけるV2の代わりにVcosを用い
れば、前記ｘ値安定化回路において制御誤差が生じｘの
値が変わっても、VcosとV1の振幅は、常に等しくなりス
ケールファクタ安定化回路は、正常に動作するようにな
る。
対し安定な特性を持つようにした回路の機能ブロック図
である。同期検波回路32で位相変調器22の変調周波数の
２倍波成分が受光器21の出力について検波される。同期
検波回路32の出力V2が増幅器35でKm倍され、これは受光
器21からの光電変換信号を低域通過ろ波器33で高周波域
をしゃ断した出力V0に加算される。その加算出力Vcos
は、 Vcos＝K0・P0・J0(x)・cosΔφΩ ＋Km・K2・P0・J2(x)・cosΔφΩ ここでK0:定数（増幅利得、光電変換利得など） 増幅利得を調整しK0＝K2＝Kcosとすると Vcos＝Kcos・P0・（J0(x)＋Km・J2(x)）・cosΔφΩ …
（７） となる。ここでKm2.43に設定すると （J0(x)＋Km・J2(x)）は、第６図に示すようにｘ＝1.84
で最大値となり、その近辺では、ｘに対し安定な特性を
示すようになる。又そのｘ＝1.84では、先に述べたよう
にJ1(x)も最大値を示し、ｘに対し安定な特性を示して
いる。そこで（５）式におけるV2の代わりにVcosを用い
れば、前記ｘ値安定化回路において制御誤差が生じｘの
値が変わっても、VcosとV1の振幅は、常に等しくなりス
ケールファクタ安定化回路は、正常に動作するようにな
る。
第２図は、この発明による実施例を示し、第１図，第
４図，第５図と対応する部分には同一符号を付けてあ
る。各部の機能は、前述の通りであるが、この実施例で
は、光干渉角速度計の出力VoutとしてV1出力をリニアラ
イザ37において直線化し出力している。この時Voutは、
次式で表わされる。
４図，第５図と対応する部分には同一符号を付けてあ
る。各部の機能は、前述の通りであるが、この実施例で
は、光干渉角速度計の出力VoutとしてV1出力をリニアラ
イザ37において直線化し出力している。この時Voutは、
次式で表わされる。
Vout＝K1・P0・J1(x)・ΔφΩ …（８） 以上は、出力VoにはJ0(x)成分のみが含まれていると
して考えてきたが、Voには、J0(x)成分の他に受光器21
の暗電流分、光分配結合器（光カプラ）27のＢ′ポート
からの反射光、光学路16などからの後方レイリ散乱光、
その他正常な干渉に寄与しない光による不要な直流成分
が含まれている。そこで第２図における低域通過ろ波器
33の前段又は後段にその不要な直流成分を除去する例え
ば差動増幅器を配置すればよい。
して考えてきたが、Voには、J0(x)成分の他に受光器21
の暗電流分、光分配結合器（光カプラ）27のＢ′ポート
からの反射光、光学路16などからの後方レイリ散乱光、
その他正常な干渉に寄与しない光による不要な直流成分
が含まれている。そこで第２図における低域通過ろ波器
33の前段又は後段にその不要な直流成分を除去する例え
ば差動増幅器を配置すればよい。
上述では積分器52の出力で光源11の光量を制御した
が、従来行なわれていると同様に、例えば受光器21の出
力側の利得調整回路を挿入し、その利得調整回路の利得
を、積分器52の出力で制御してもよい。
が、従来行なわれていると同様に、例えば受光器21の出
力側の利得調整回路を挿入し、その利得調整回路の利得
を、積分器52の出力で制御してもよい。
更に光量や利得制御をすることなく、同期検波回路31
の出力と加算器38の出力とをベクトル合成し、その合成
ベクトルの絶対量が基準値から変動した量を求め、その
出力によりリニアライザ37の出力を数値補正してもよ
い。
の出力と加算器38の出力とをベクトル合成し、その合成
ベクトルの絶対量が基準値から変動した量を求め、その
出力によりリニアライザ37の出力を数値補正してもよ
い。
「発明の効果」 この発明によれば環境変化（温度・振動など）等で位
相変調レベルが変動しても光干渉角速度計のスケールフ
ァクタ安定化回路を正常に動作させることができるので
環境変化（温度・振動など）にともなう光源、光学系の
光伝送損失及び光学系における光の偏波状態の変動があ
っても入出力特性としてのスケールファクタを安定に保
つことができる。
相変調レベルが変動しても光干渉角速度計のスケールフ
ァクタ安定化回路を正常に動作させることができるので
環境変化（温度・振動など）にともなう光源、光学系の
光伝送損失及び光学系における光の偏波状態の変動があ
っても入出力特性としてのスケールファクタを安定に保
つことができる。
しかもｘ≒1.84とされているため、位相変調信号の振
幅が小さくてすみ、それだけ直線性がよい変調となり、
ひずみが少なく、高調波成分のレベルが小さく、目的の
成分も取り出し易い、また強度変調がほとんど生じない
ため、そのための誤差も無視でき、更にジャイロ出力の
感度が最大となる。
幅が小さくてすみ、それだけ直線性がよい変調となり、
ひずみが少なく、高調波成分のレベルが小さく、目的の
成分も取り出し易い、また強度変調がほとんど生じない
ため、そのための誤差も無視でき、更にジャイロ出力の
感度が最大となる。
またこの発明においてはJ0（ｘ）＋2.43J2（ｘ）のｘ
に対する微係数が０であり、つまりｘの変化に対し、安
定になり、高性能化が可能となる。
に対する微係数が０であり、つまりｘの変化に対し、安
定になり、高性能化が可能となる。
第１図はこの発明の要部を示すブロック図、第２図はこ
の発明による光干渉角速度計の実施例を示すブロック
図、第３図は光干渉角速度計の基本系を示す図、第４図
は従来の光干渉角速度計を示すブロック図、第５図は従
来のスケールファクタ安定化回路を示すブロック図、第
６図は第１種ベッセル関数を示す図である。
の発明による光干渉角速度計の実施例を示すブロック
図、第３図は光干渉角速度計の基本系を示す図、第４図
は従来の光干渉角速度計を示すブロック図、第５図は従
来のスケールファクタ安定化回路を示すブロック図、第
６図は第１種ベッセル関数を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 雅士 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番６号 日 本航空電子工業株式会社内 (56)参考文献 応用物理学会，第５回光ファイバセン サワークショップ講演論文集，1987年６ 月25日，岡田健一・西野雅士，「出力の 安定化をはかった光ファイバジャイロ」
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも一周する光学路を有し、 その光学路に対し右回り光および左回り光を通し、 その光学路を伝搬してきた右回り光と左回り光を干渉さ
せ、 その右回り光と左回り光に位相変化を与える位相変調器
を上記光学路中に有する光干渉角速度計であって、 干渉光の光強度を電気信号として検出する光電変換回路
と、 その光電変換回路の出力電気信号の内、上記位相変調器
の変調周波数成分を同期検波し入力角速度と対応した出
力を出す第１同期検波手段と、 上記光電変換回路によって電気信号に変換された信号の
内、上記位相変調器における光変調周波数の２倍波成分
を同期検波する第２同期検波手段と、 上記光電変換回路によって電気信号に変換された信号の
直流成分を取り出す低域通過ろ波手段と、 上記第２同期検波手段からの出力を約2.43倍して上記低
域通過ろ波手段からの出力に加算する加算手段と、 その加算手段からの出力と上記第１同期検波手段からの
出力のそれぞれの２乗の和が、一定となるように上記光
電変換回路の後段に設けられた利得調整回路の利得また
は上記光電変換回路に到達する光量を制御する手段とを
有し、 かつｘがほぼ1.84に選定されている（ｘは上記干渉光の
強度を表す式に現れるベッセル関数の変数）光干渉角速
度計。 - 【請求項２】上記低域通過ろ波手段は、上記右回り光と
左回り光の干渉光によらない成分を実質的に差し引いた
出力を出すものにした特許請求の範囲第１項に記載の光
干渉角速度計。 - 【請求項３】少なくとも一周する光学路を有し、 その光学路に対し右回り光および左回り光を通し、 その光学路を伝搬してきた右回り光と左回り光を干渉さ
せ、 その右回り光と左回り光に位相変化を与える位相変調器
を上記光学路中に有する光干渉角速度計であって、 干渉光の光強度を電気信号として検出する光電変換回路
と、 その光電変換回路の出力電気信号の内、上記位相変調器
の変調周波数成分を同期検波し入力角速度と対応した出
力を出す第１同期検波手段と、 上記光電変換回路によって電気信号に変換された信号の
内、上記位相変調器における光変調周波数の２倍波成分
を同期検波する第２同期検波手段と、 上記光電変換回路によって電気信号に変換された信号の
直流成分を取り出す低域通過ろ波手段と、 上記第２同期検波手段からの出力を約2.43倍して上記低
域通過ろ波手段からの出力に加算する加算手段と、 その加算手段からの出力と上記第１同期検波手段からの
出力との合成ベクトルの絶対量が基準値から変動した量
を求め、光干渉角速度の出力を数値補正する手段を有
し、 かつｘがほぼ1.84に選定されている（ｘは上記干渉光の
強度を表す式に現れるベッセル関数の変数）光干渉角速
度計。 - 【請求項４】上記低域通過ろ波手段は、上記右回り光と
左回り光の干渉光によらない成分を実質的に差し引いた
出力を出すものにした特許請求の範囲第３項に記載の光
干渉角速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62220760A JP2557658B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 光干渉角速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62220760A JP2557658B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 光干渉角速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6463872A JPS6463872A (en) | 1989-03-09 |
| JP2557658B2 true JP2557658B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16756115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62220760A Expired - Lifetime JP2557658B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 光干渉角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557658B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2578045B2 (ja) * | 1992-05-14 | 1997-02-05 | 日本航空電子工業株式会社 | 光干渉角速度計 |
| JPH06129860A (ja) * | 1992-10-21 | 1994-05-13 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光干渉角速度計 |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62220760A patent/JP2557658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 応用物理学会，第５回光ファイバセンサワークショップ講演論文集，１９８７年６月２５日，岡田健一・西野雅士，「出力の安定化をはかった光ファイバジャイロ」 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6463872A (en) | 1989-03-09 |
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Legal Events
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