JP2741034B2 - 光ファイバージャイロ装置 - Google Patents
光ファイバージャイロ装置Info
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- JP2741034B2 JP2741034B2 JP63151533A JP15153388A JP2741034B2 JP 2741034 B2 JP2741034 B2 JP 2741034B2 JP 63151533 A JP63151533 A JP 63151533A JP 15153388 A JP15153388 A JP 15153388A JP 2741034 B2 JP2741034 B2 JP 2741034B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は運動体、例えば航空機、船舶、自動車等の角
速度及びそれ等の方位角を測定する光ファイバージャイ
ロ装置に関する。
速度及びそれ等の方位角を測定する光ファイバージャイ
ロ装置に関する。
光のサグナック効果を利用した従来の光ファイバージ
ャイロ装置の一例を第３図に示す。同図の例では、駆動
電源（１−２）で駆動されるレーザなどの発光素子（１
−１）から出た光（11）が、ビームスプリッタ（17）
で、右回り光（13）と、左回り光（12）とに分割され、
これらの光（13），（12）が２個の集光レンズ（４），
（５）を通って一本の光ファイバー（3a）を複数回巻回
して形成した光ファイバーループ（３）の両端（３−
１），（３−２）から光ファイバーループ（３）に夫々
入射し、夫々光ファイバーループ（３）を通った後、地
方の端（３−２），（３−１）より集光レンズ（５），
（４）を通って出射光（15），（14）として出射し、ビ
ームスプリッタ（17）で合成され、互いに干渉し、その
干渉光（16）が受光素子（２−１）に入り、その出力が
電流−電圧変換器（２−２）を介して電圧Ｉとして出力
されるように構成される。
ャイロ装置の一例を第３図に示す。同図の例では、駆動
電源（１−２）で駆動されるレーザなどの発光素子（１
−１）から出た光（11）が、ビームスプリッタ（17）
で、右回り光（13）と、左回り光（12）とに分割され、
これらの光（13），（12）が２個の集光レンズ（４），
（５）を通って一本の光ファイバー（3a）を複数回巻回
して形成した光ファイバーループ（３）の両端（３−
１），（３−２）から光ファイバーループ（３）に夫々
入射し、夫々光ファイバーループ（３）を通った後、地
方の端（３−２），（３−１）より集光レンズ（５），
（４）を通って出射光（15），（14）として出射し、ビ
ームスプリッタ（17）で合成され、互いに干渉し、その
干渉光（16）が受光素子（２−１）に入り、その出力が
電流−電圧変換器（２−２）を介して電圧Ｉとして出力
されるように構成される。
この構成に於て、光ファイバーループ（３）が角速度
を受けない静止した状態では、出射光（14），（15）に
位相差が生じないが、光ファイバーループ（３）に角速
度Ωが印加されると、光ファイバーループ（３）を互い
に逆方向に進む光（12），（13）にザグナック効果が生
じ、出射光（14），（15）間に角速度Ωに比例した位相
差が生じる。この位相差Δθは で表わされる。ここで、Ｒは光ファイバーループ（３）
の半径、Ｌは光ファイバーループ（３）の長さ、λは発
光素子（１−１）から出る光の波長、Ｃは光速を示す。
従って，電流−電圧変換器（２−２）からの出力Ｉは Ｉ∝１＋cosΔθ ……（２） となる。つまり、電流−電圧変換器（２−２）の出力Ｉ
を測定することにより、印加角速度Ωを検出できること
になる。しかし、このままでは、入力角速度Ωが小さな
場合、位相差Δθが微小で、cosΔθの変化を検出する
のが難しいという欠点がある。
を受けない静止した状態では、出射光（14），（15）に
位相差が生じないが、光ファイバーループ（３）に角速
度Ωが印加されると、光ファイバーループ（３）を互い
に逆方向に進む光（12），（13）にザグナック効果が生
じ、出射光（14），（15）間に角速度Ωに比例した位相
差が生じる。この位相差Δθは で表わされる。ここで、Ｒは光ファイバーループ（３）
の半径、Ｌは光ファイバーループ（３）の長さ、λは発
光素子（１−１）から出る光の波長、Ｃは光速を示す。
従って，電流−電圧変換器（２−２）からの出力Ｉは Ｉ∝１＋cosΔθ ……（２） となる。つまり、電流−電圧変換器（２−２）の出力Ｉ
を測定することにより、印加角速度Ωを検出できること
になる。しかし、このままでは、入力角速度Ωが小さな
場合、位相差Δθが微小で、cosΔθの変化を検出する
のが難しいという欠点がある。
このような点から、例えば第４図に示すような構成の
光ファイバージャイロ装置が提案されている（この方式
は位相変調方式光ファイバージャイロ装置と呼ばれてい
る）。この例では、第３図の例に加えて、光ファイバー
（3a）の１端（３−２）と光ファイバーループ（３）と
の間に、位相変調器（６）を設け、信号発生器（７）か
らの信号で、この位相変調器（６）を駆動し、光ファイ
バー（3a）内を互いに逆方向に伝播する光（12），（1
3）に位相変調を加えるものである。位相変調器（６）
に印加する信号、つまり、信号発生器（７）からの信号
の角周波数をωｍとすると、電流−電圧変換器（２−
２）の出力Ｉは、 Ｉ＝Ｋ｛１＋cosΔθ（J0（Ｘ）＋2J2（Ｘ）cosωm t＋…… ＋sinΔθ（2J1（Ｘ）sinωm t＋……）｝ ……（３） となる。ここで、ｘは位相変調度、J0,J1……はベッセ
ル関数、Ｋは比例定数、ｔは時間である。出力Ｉの角周
波数成分の内、角周波数ωｍの成分を、同期検波器
（８）で、信号発生器（７）よりの角周波数ωｍの信号
を基準として同期検波することにより、sinΔθに比例
する出力を得ることができる。このため、微小入力角速
度時の感度を増大することができる。
光ファイバージャイロ装置が提案されている（この方式
は位相変調方式光ファイバージャイロ装置と呼ばれてい
る）。この例では、第３図の例に加えて、光ファイバー
（3a）の１端（３−２）と光ファイバーループ（３）と
の間に、位相変調器（６）を設け、信号発生器（７）か
らの信号で、この位相変調器（６）を駆動し、光ファイ
バー（3a）内を互いに逆方向に伝播する光（12），（1
3）に位相変調を加えるものである。位相変調器（６）
に印加する信号、つまり、信号発生器（７）からの信号
の角周波数をωｍとすると、電流−電圧変換器（２−
２）の出力Ｉは、 Ｉ＝Ｋ｛１＋cosΔθ（J0（Ｘ）＋2J2（Ｘ）cosωm t＋…… ＋sinΔθ（2J1（Ｘ）sinωm t＋……）｝ ……（３） となる。ここで、ｘは位相変調度、J0,J1……はベッセ
ル関数、Ｋは比例定数、ｔは時間である。出力Ｉの角周
波数成分の内、角周波数ωｍの成分を、同期検波器
（８）で、信号発生器（７）よりの角周波数ωｍの信号
を基準として同期検波することにより、sinΔθに比例
する出力を得ることができる。このため、微小入力角速
度時の感度を増大することができる。
第５図は、位相変調方式光ファイバージャイロ装置の
他の従来例の略線図である。この例では、第３及び第４
図の例のビームスプリッタ（17）の代わりに、光ファイ
バーのカプラ（40），（41）及び光ファイバー偏光子
（42）を用いて、全光ファイバー型光ファイバージャイ
ロ装置を構成している。光ファイバーのカプラ（40），
（41）は、研磨型もしくは融着伸延型のいずれでもよ
い。また、この例では、光ファイバージャイロ装置の性
能の安定性を図るため、光ファイバーのカプラを２個用
いると共に、光ファイバー偏光子（42）を用いている。
光ファイバー偏光子（42）は、光ファイバーコイル型、
研磨型光ファイバー偏光子いずれも用いることができ
る。
他の従来例の略線図である。この例では、第３及び第４
図の例のビームスプリッタ（17）の代わりに、光ファイ
バーのカプラ（40），（41）及び光ファイバー偏光子
（42）を用いて、全光ファイバー型光ファイバージャイ
ロ装置を構成している。光ファイバーのカプラ（40），
（41）は、研磨型もしくは融着伸延型のいずれでもよ
い。また、この例では、光ファイバージャイロ装置の性
能の安定性を図るため、光ファイバーのカプラを２個用
いると共に、光ファイバー偏光子（42）を用いている。
光ファイバー偏光子（42）は、光ファイバーコイル型、
研磨型光ファイバー偏光子いずれも用いることができ
る。
全光ファイバー型光ファイバージャイロを構成する場
合、発光素子（１−１）、受光素子（２−１）、光ファ
イバーループ（３）、位相変調器（６）、光ファイバー
のカプラ（40），（41）、光ファイバー偏光子（42）か
ら出ている光ファイバー（3a）の接続が必要である。一
般には、光ファイバーの先端をアーク放電等で溶融して
接続する融着接続が行われる。第５図の例では、７ヶ所
（43−１）〜（43−７）の融着接続部が存在する。
合、発光素子（１−１）、受光素子（２−１）、光ファ
イバーループ（３）、位相変調器（６）、光ファイバー
のカプラ（40），（41）、光ファイバー偏光子（42）か
ら出ている光ファイバー（3a）の接続が必要である。一
般には、光ファイバーの先端をアーク放電等で溶融して
接続する融着接続が行われる。第５図の例では、７ヶ所
（43−１）〜（43−７）の融着接続部が存在する。
以上示した光ファイバージャイロ装置に用いる光ファ
イバーは、偏波面保持ファイバーを用いてもよい。
イバーは、偏波面保持ファイバーを用いてもよい。
上記位相変調方式光ファイバージャイロ装置を、航空
機等の移動体の角速度及びそれらの方位（角度）を測定
するために移動体に取り付ける場合、上記光ファイバー
ジャイロ装置の構成部品を小型且つ性能劣化がないよう
にケースに収納することが不可欠である。この場合、光
ファイバージャイロ装置の中で最大の大きさを持つ部品
である光ファイバーループ（３）の形状に合わせ、円筒
形状のケースを用いる。しかし、光ファイバージャイロ
装置の構成部品を小型のケースに収納した場合、発光素
子（１−１）及びその駆動電源（１−２）、電流−電圧
変換器（２−２）、信号発生器（７）、同期検波器
（８）等を含む周辺電気回路部から発生する熱や位相変
調器（６）の振動が、光ファイバーループ（３）に影響
を与え、光ファイバージャイロ装置の性能を劣化させる
と共に、温度、振動等の外部からの擾乱により、光ファ
イバージャイロ装置の性能が損なわれると云う欠点があ
る。また、周辺電気回路を小型にまとめた場合、雑音に
より電気回路部が影響を受けることにより、光ファイバ
ージャイロ装置の性能が制限される。
機等の移動体の角速度及びそれらの方位（角度）を測定
するために移動体に取り付ける場合、上記光ファイバー
ジャイロ装置の構成部品を小型且つ性能劣化がないよう
にケースに収納することが不可欠である。この場合、光
ファイバージャイロ装置の中で最大の大きさを持つ部品
である光ファイバーループ（３）の形状に合わせ、円筒
形状のケースを用いる。しかし、光ファイバージャイロ
装置の構成部品を小型のケースに収納した場合、発光素
子（１−１）及びその駆動電源（１−２）、電流−電圧
変換器（２−２）、信号発生器（７）、同期検波器
（８）等を含む周辺電気回路部から発生する熱や位相変
調器（６）の振動が、光ファイバーループ（３）に影響
を与え、光ファイバージャイロ装置の性能を劣化させる
と共に、温度、振動等の外部からの擾乱により、光ファ
イバージャイロ装置の性能が損なわれると云う欠点があ
る。また、周辺電気回路を小型にまとめた場合、雑音に
より電気回路部が影響を受けることにより、光ファイバ
ージャイロ装置の性能が制限される。
以上述べた様に、光ファイバージャイロ装置を小型化
するためには、光ファイバージャイロの性能を劣化させ
ず、且つ効率的な部品の収納法が必要かつ不可欠である
という問題がある。
するためには、光ファイバージャイロの性能を劣化させ
ず、且つ効率的な部品の収納法が必要かつ不可欠である
という問題がある。
本発明は上記課題を解決した新規な光ファイバージャ
イロ装置を提供せんとするものである。
イロ装置を提供せんとするものである。
本発明による上記課題を解決する手段は、発光素子
（１−１）、光ファイバーループ（３）、カプラ（4
0），（41）、位相変調器（６）、受光素子（２−１）
等を有する光ファイバージャイロ装置において、基台
（51）を設け、該基台に断熱緩衝部材（50）を介して上
記光ファイバーループを固定し、且つ上記発光素子（１
−１）を上記光ファイバーループの中大開口内に於て直
接上記基台に固定し、上記発光素子の発熱の影響をなく
すようにすると共に、上記基台から、断熱材製の支柱
（57）を介して、上記光ファイバーループの上方に該光
ファイバーループと離間して第２の基台（54）を設け、
該第２の基台上に、上記カプラ、位相変調器、受光素子
等の光学部品を設置したことを特徴とする光ファイバー
ジャイロ装置である。
（１−１）、光ファイバーループ（３）、カプラ（4
0），（41）、位相変調器（６）、受光素子（２−１）
等を有する光ファイバージャイロ装置において、基台
（51）を設け、該基台に断熱緩衝部材（50）を介して上
記光ファイバーループを固定し、且つ上記発光素子（１
−１）を上記光ファイバーループの中大開口内に於て直
接上記基台に固定し、上記発光素子の発熱の影響をなく
すようにすると共に、上記基台から、断熱材製の支柱
（57）を介して、上記光ファイバーループの上方に該光
ファイバーループと離間して第２の基台（54）を設け、
該第２の基台上に、上記カプラ、位相変調器、受光素子
等の光学部品を設置したことを特徴とする光ファイバー
ジャイロ装置である。
本発明においては、光ファイバーループを緩衝材、例
えばスポンジ、ゴム等を介して固定して、熱、振動等の
影響を受けないようにすると共に、主たる発熱源である
発光素子（１−１）を光ファイバージャイロ装置の基台
或いは円筒形状のケースに直接取付て、それに発生する
熱を直接外部に放出し、内部の温度分布の均一化を図
り、ジャイロ装置としての性能を向上させる。又、発光
素子（１−１）の駆動回路（１−２）、信号発生器
（７）、同期検波器（８）等の電気回路系部品の収納室
と、発光素子（１−１）、受光素子（２−１）、光ファ
イバーループ（３）、位相変調器（６）、光ファイバー
のカプラ（40），（41）、光ファイバー偏光子（42）、
光ファイバー融着接続部（43−１）〜（43−７）等の光
学系部品の収納室とを別々に仕切り、電気回路系で発生
した熱が光学系に伝わらないような構造にする。
えばスポンジ、ゴム等を介して固定して、熱、振動等の
影響を受けないようにすると共に、主たる発熱源である
発光素子（１−１）を光ファイバージャイロ装置の基台
或いは円筒形状のケースに直接取付て、それに発生する
熱を直接外部に放出し、内部の温度分布の均一化を図
り、ジャイロ装置としての性能を向上させる。又、発光
素子（１−１）の駆動回路（１−２）、信号発生器
（７）、同期検波器（８）等の電気回路系部品の収納室
と、発光素子（１−１）、受光素子（２−１）、光ファ
イバーループ（３）、位相変調器（６）、光ファイバー
のカプラ（40），（41）、光ファイバー偏光子（42）、
光ファイバー融着接続部（43−１）〜（43−７）等の光
学系部品の収納室とを別々に仕切り、電気回路系で発生
した熱が光学系に伝わらないような構造にする。
また、ケースには、円筒形状のものを用い、光学系部
品を立体的に収納すると共に、光ファイバー融着接続部
（43−１）〜（43−７）の収納固定部を設けると共に、
融着接続部に連なる光ファイバーの長さを上記円筒形状
のケースの内周の整数倍にすることで、全長ファイバー
を円筒形状のケースの内側に効率よく収納する。
品を立体的に収納すると共に、光ファイバー融着接続部
（43−１）〜（43−７）の収納固定部を設けると共に、
融着接続部に連なる光ファイバーの長さを上記円筒形状
のケースの内周の整数倍にすることで、全長ファイバー
を円筒形状のケースの内側に効率よく収納する。
又、光ファイバージャイロ装置の運動体への取付に対
しては、ジャイロ装置の円筒形状のケースの中央付近に
取り付け用フランジを設けることで、ジャイロ装置をそ
の重心付近で支持することができ、ジャイロ装置をあら
ゆる方向にバランスよく取り付け可能にすると共に、ジ
ャイロ装置本体の強度を増加させる構造とした。
しては、ジャイロ装置の円筒形状のケースの中央付近に
取り付け用フランジを設けることで、ジャイロ装置をそ
の重心付近で支持することができ、ジャイロ装置をあら
ゆる方向にバランスよく取り付け可能にすると共に、ジ
ャイロ装置本体の強度を増加させる構造とした。
第１図Ａ及びＢは、夫々本発明の一例を縦断面図及び
主としてその光学系の上面図である。尚、本発明の第１
の例では、第５図に示した位相変調方式光ファイバージ
ャイロ装置の各構成部品を、実際にケース内に収納した
ものである。
主としてその光学系の上面図である。尚、本発明の第１
の例では、第５図に示した位相変調方式光ファイバージ
ャイロ装置の各構成部品を、実際にケース内に収納した
ものである。
本発明のこの例では、第１図Ａに示す様に、熱伝導の
良い部材より成る基台又は取付フランジ（51）の両側
に、熱伝導の良い部材から成る一端の閉じた円筒形のケ
ース（52），（53）を夫々固定し、一方のケース（52）
内に光学系部品を、他方のケース（53）内に電気回路系
部品を夫々別々に収納する。このことにより、発熱源で
ある電気回路系部品から光学系が離されて、光学系が電
気回路系からの熱の影響を受けるのを防いでいる。発光
素子（１−１）についても、取付フランジ（51）の中心
部に直接に取付ける。これは、半導体レーザーや発光ダ
イオード、スーパールミネッセントダイオードといった
半導体発光素子は、動作中多くの熱を発生すると共に、
動作温度が高い程、発光効率が低下したり、寿命が短く
なる等の特性の劣化がおこるので、効率の良い放熱が必
要であるが、熱を光学系内部に放熱すると、光ファイバ
ーループ（３）等の光学系部品に影響を与え、ジャイロ
装置としての性能が低下するため、熱伝導の良い部材か
ら成る取付フランジ（51）を介してジャイロ装置の外部
に放熱を行なう。
良い部材より成る基台又は取付フランジ（51）の両側
に、熱伝導の良い部材から成る一端の閉じた円筒形のケ
ース（52），（53）を夫々固定し、一方のケース（52）
内に光学系部品を、他方のケース（53）内に電気回路系
部品を夫々別々に収納する。このことにより、発熱源で
ある電気回路系部品から光学系が離されて、光学系が電
気回路系からの熱の影響を受けるのを防いでいる。発光
素子（１−１）についても、取付フランジ（51）の中心
部に直接に取付ける。これは、半導体レーザーや発光ダ
イオード、スーパールミネッセントダイオードといった
半導体発光素子は、動作中多くの熱を発生すると共に、
動作温度が高い程、発光効率が低下したり、寿命が短く
なる等の特性の劣化がおこるので、効率の良い放熱が必
要であるが、熱を光学系内部に放熱すると、光ファイバ
ーループ（３）等の光学系部品に影響を与え、ジャイロ
装置としての性能が低下するため、熱伝導の良い部材か
ら成る取付フランジ（51）を介してジャイロ装置の外部
に放熱を行なう。
光ファイバーループ（３）はケース（52）内に於てス
ポンジ、ゴム等と断熱緩衝材（50）を介し、発光素子
（１−１）を包囲する如く、取付フランジ（51）及び固
定板（54）間に固定される。尚、（3A）は光ファイバー
ループ（３）を支持するリング状の枠である。尚、固定
板（54）は断熱材製の支柱（57）を介して取付フランジ
（51）に固定される。
ポンジ、ゴム等と断熱緩衝材（50）を介し、発光素子
（１−１）を包囲する如く、取付フランジ（51）及び固
定板（54）間に固定される。尚、（3A）は光ファイバー
ループ（３）を支持するリング状の枠である。尚、固定
板（54）は断熱材製の支柱（57）を介して取付フランジ
（51）に固定される。
光ファイバーに熱や振動、側圧等の応力等の外乱が加
わると、光ファイバーの屈折率が変化する。このとき、
外乱による作用が、光ファイバーループ（３）内の光フ
ァイバーに不均一であった場合、光ファイバーループ
（３）内を互いに反対方向に伝播する光の間で、異なっ
た位相差が発生することから、式（１）で示すような光
ファイバーループ（３）が回転することで左右両回りの
光の間で発生するサグナック位相差を判別できなくなる
ため、回転角速度の測定に誤差を生じることになる。こ
のため、光ファイバーループ（３）を断熱緩衝材（50）
を介して固定して外乱を受けないような構造にすること
で、光ファイバージャイロ装置の性能を上げることがで
きる。このとき、光ファイバー偏光子（42）は、光ファ
イバーループ（３）の外周に共巻きしている。
わると、光ファイバーの屈折率が変化する。このとき、
外乱による作用が、光ファイバーループ（３）内の光フ
ァイバーに不均一であった場合、光ファイバーループ
（３）内を互いに反対方向に伝播する光の間で、異なっ
た位相差が発生することから、式（１）で示すような光
ファイバーループ（３）が回転することで左右両回りの
光の間で発生するサグナック位相差を判別できなくなる
ため、回転角速度の測定に誤差を生じることになる。こ
のため、光ファイバーループ（３）を断熱緩衝材（50）
を介して固定して外乱を受けないような構造にすること
で、光ファイバージャイロ装置の性能を上げることがで
きる。このとき、光ファイバー偏光子（42）は、光ファ
イバーループ（３）の外周に共巻きしている。
受光素子（２−１）、位相変調器（６）、光ファイバ
ーのカプラ（40），（41）、融着接続部（43−１）〜
（43−７）（以下、（43）で代表する）は、固定板（5
4）上に取付る。光ファイバーのカプラ（40），（41）
は、第１図Ｂに示す如く、それに連なる光ファイバーの
出ていく方の部分（55）を位相変調器（６）側として、
光ファイバーが急激に折れ曲がらないようにしてある。
光ファイバー融着接続部（43）は、光ファイバーのカプ
ラ（40），（41）の側面に断熱緩衝材（50）を介して固
定する。このため、融着接続部（43）の取り付けのため
に、充分長いスペースが確保されると共に、振動等によ
る外部応力が融着接続部（43）に加わらないようにで
き、しかも融着接続部（43）から出ている光ファイバー
の部分（56）を、カプラから出でいる光ファイバーの部
分（55）と同じ方向とすることで、光ファイバーの急激
な折れ曲がりを防げる。
ーのカプラ（40），（41）、融着接続部（43−１）〜
（43−７）（以下、（43）で代表する）は、固定板（5
4）上に取付る。光ファイバーのカプラ（40），（41）
は、第１図Ｂに示す如く、それに連なる光ファイバーの
出ていく方の部分（55）を位相変調器（６）側として、
光ファイバーが急激に折れ曲がらないようにしてある。
光ファイバー融着接続部（43）は、光ファイバーのカプ
ラ（40），（41）の側面に断熱緩衝材（50）を介して固
定する。このため、融着接続部（43）の取り付けのため
に、充分長いスペースが確保されると共に、振動等によ
る外部応力が融着接続部（43）に加わらないようにで
き、しかも融着接続部（43）から出ている光ファイバー
の部分（56）を、カプラから出でいる光ファイバーの部
分（55）と同じ方向とすることで、光ファイバーの急激
な折れ曲がりを防げる。
発光素子（１−１）、受光素子（２−１）、位相変調
器（６）、光ファイバーのカプラ（40），（41）、光フ
ァイバーループ（３）及び光ファイバー偏光子（42）か
ら出ている光ファイバーの余長部の長さは、各光学素子
から光学系のケース（52）の内面に沿って融着接続部
（43）までに達する長さに、光学系のケース（52）の内
周の長さの整数倍を加えた長さとすることで、光ファイ
バーの余長部を光学系のケース（52）の内側に沿って効
率よく処理できる。
器（６）、光ファイバーのカプラ（40），（41）、光フ
ァイバーループ（３）及び光ファイバー偏光子（42）か
ら出ている光ファイバーの余長部の長さは、各光学素子
から光学系のケース（52）の内面に沿って融着接続部
（43）までに達する長さに、光学系のケース（52）の内
周の長さの整数倍を加えた長さとすることで、光ファイ
バーの余長部を光学系のケース（52）の内側に沿って効
率よく処理できる。
また、第１図の例では、電流−電圧変換器（２−２）
は、ケース（52）内の受光素子（２−１）の上部空間に
配置してある。これは、受光素子（２−１）に使用して
いるフォトダイオードは、インピーダンスが高いため、
雑音を拾いやすいことから、フォトダイオードからの光
電流出力を電圧出力に変換する電流−電圧変換器（２−
２）を受光素子（２−１）の近くに配置して、雑音を拾
いにくくしている。尚、電流−電圧変換器（２−２）
は、他の電気回路部と共に、電気回路系の収納ケース
（53）に収納してもよい。
は、ケース（52）内の受光素子（２−１）の上部空間に
配置してある。これは、受光素子（２−１）に使用して
いるフォトダイオードは、インピーダンスが高いため、
雑音を拾いやすいことから、フォトダイオードからの光
電流出力を電圧出力に変換する電流−電圧変換器（２−
２）を受光素子（２−１）の近くに配置して、雑音を拾
いにくくしている。尚、電流−電圧変換器（２−２）
は、他の電気回路部と共に、電気回路系の収納ケース
（53）に収納してもよい。
第２図は本発明の他の実施例の主要部を示す上面図で
ある。第２図の例では、第１図Ｂに示す固定板（54）上
の各部品の配置を変えた構造である。即ち、第２図の例
では、位相変調器（６）を、その中心が固定板（54）の
中心（０）に一致するように取り付ける。これにより、
光ファイバーのカプラ（41）及び（40）を、固定板（5
4）の中心（０）に関し互いに対称に取り付け得る。
又、受光素子（２−１）も、同様に中心（０）に関し互
いに対称な位置に配置し得る。尚、第２図の例に於て、
図示せずも他の光ファイバージャイロ装置の構成部品の
配置は、第１図の例と同じである。
ある。第２図の例では、第１図Ｂに示す固定板（54）上
の各部品の配置を変えた構造である。即ち、第２図の例
では、位相変調器（６）を、その中心が固定板（54）の
中心（０）に一致するように取り付ける。これにより、
光ファイバーのカプラ（41）及び（40）を、固定板（5
4）の中心（０）に関し互いに対称に取り付け得る。
又、受光素子（２−１）も、同様に中心（０）に関し互
いに対称な位置に配置し得る。尚、第２図の例に於て、
図示せずも他の光ファイバージャイロ装置の構成部品の
配置は、第１図の例と同じである。
これにより、ジャイロ装置の質量的バランスがよくな
ると共に、位相変調器（６）からの振動が、均一に光フ
ァイバーループ（３）に作用することにより、光ファイ
バージャイロ装置の誤差の低減が可能となる。
ると共に、位相変調器（６）からの振動が、均一に光フ
ァイバーループ（３）に作用することにより、光ファイ
バージャイロ装置の誤差の低減が可能となる。
以上の第２図の例に於て、光ファイバーの余長部の処
理は、第１図の例で説明した方法を用いている。
理は、第１図の例で説明した方法を用いている。
光ファイバージャイロ装置の構成部品中、発熱源とな
る電気回路系の部品の収納ケースと光学系部品の収納ケ
ースとを、中央の取り付け用フランジの両側に分けて別
室にしたことにより、電気回路系部品からの熱から光学
系部品を隔離することができるため、ジャイロ装置の誤
差を低減することができる。
る電気回路系の部品の収納ケースと光学系部品の収納ケ
ースとを、中央の取り付け用フランジの両側に分けて別
室にしたことにより、電気回路系部品からの熱から光学
系部品を隔離することができるため、ジャイロ装置の誤
差を低減することができる。
また、光学系部品中、唯一の発熱源となる発光素子に
ついては、取り付フランジ又は光学系ケースといった、
ジャイロ装置の外側に充分広い表面積を持ったものに取
り付けることにより、発光素子が発生する熱をジャイロ
装置の外部へ放熱することが可能となると共に、ジャイ
ロ装置の内部の温度分布を均一化させることができ、そ
の性能向上がはかれる。位相変調器に関しては、その中
心を固定板の中心に取り付けたことにより、位相変調器
の振動がジャイロ装置、特に光ファイバーループへ与え
る影響を極力抑えてある。これと共に、光ファイバール
ープを、緩衝材を介して固定することで、ジャイロ装置
の外部からの熱、振動から、光ファイバーループを隔離
することができ、ジャイロ装置の誤差を減少し得る。
ついては、取り付フランジ又は光学系ケースといった、
ジャイロ装置の外側に充分広い表面積を持ったものに取
り付けることにより、発光素子が発生する熱をジャイロ
装置の外部へ放熱することが可能となると共に、ジャイ
ロ装置の内部の温度分布を均一化させることができ、そ
の性能向上がはかれる。位相変調器に関しては、その中
心を固定板の中心に取り付けたことにより、位相変調器
の振動がジャイロ装置、特に光ファイバーループへ与え
る影響を極力抑えてある。これと共に、光ファイバール
ープを、緩衝材を介して固定することで、ジャイロ装置
の外部からの熱、振動から、光ファイバーループを隔離
することができ、ジャイロ装置の誤差を減少し得る。
光ファイバーの融着接続部とこの補強部の収納につい
ては、光学系部品の固定台上で、融着接続部に連なる光
ファイバーの曲りが極力大きくなる位置に緩衝材等を用
いて取り付けることで、融着接続部での光ファイバーの
特性を劣化させずに収納することができる。光ファイバ
ーの余長部は、光学系ケースの内側に沿って巻き込める
長さとすることにより、収納が効率よく且つ光ファイバ
ーの特性劣化が起きないように、しかも小さく収納でき
る。
ては、光学系部品の固定台上で、融着接続部に連なる光
ファイバーの曲りが極力大きくなる位置に緩衝材等を用
いて取り付けることで、融着接続部での光ファイバーの
特性を劣化させずに収納することができる。光ファイバ
ーの余長部は、光学系ケースの内側に沿って巻き込める
長さとすることにより、収納が効率よく且つ光ファイバ
ーの特性劣化が起きないように、しかも小さく収納でき
る。
光学系収納部と電気回路系収納部とを、中央の取り付
フランジを介して２層構造としたことにより、ジャイロ
装置を運動体にバランスよく取り付けることができると
共に、ジャイロ装置本体の強度を増すことができる。一
般に、光学系部品と電気回路系部品の小型化は別々に行
なわれることが多く、どちらか一方の小型化を行った場
合、そちらの収納部を小型化することができるため、小
型化の対応が楽となる利点も生ずる。
フランジを介して２層構造としたことにより、ジャイロ
装置を運動体にバランスよく取り付けることができると
共に、ジャイロ装置本体の強度を増すことができる。一
般に、光学系部品と電気回路系部品の小型化は別々に行
なわれることが多く、どちらか一方の小型化を行った場
合、そちらの収納部を小型化することができるため、小
型化の対応が楽となる利点も生ずる。
以上より、本発明の構造に於ては、高性能且つ小型の
光ファイバージャイロ装置を構成することが可能になる
と共に、小型化への対応が容易になる。また、これらの
構造は、位相変調方式光ファイバージャイロ以外にも、
例えば周波数変調方式等の他の方式の光ファイバージャ
イロにも応用することができる。
光ファイバージャイロ装置を構成することが可能になる
と共に、小型化への対応が容易になる。また、これらの
構造は、位相変調方式光ファイバージャイロ以外にも、
例えば周波数変調方式等の他の方式の光ファイバージャ
イロにも応用することができる。
第１図Ａ及びＢは夫々本発明の一例の縦断面図及び主と
してその光学系の上面図、第２図は本発明の他の実施例
の主要部の上面図、第３、４及び５図は夫々従来の光フ
ァイバージャイロ装置の例を示す略線図である。 図に於て、（１−１）は発光素子、（２−１）は受光素
子、（３）は光ファイバーループ、（６）は位相変調
器、（40），（41）はカプラ、（43−１）〜（43−７）
は各々光ファイバー融着接続部、（42）は光ファイバー
偏光子、（50）は断熱緩衝材、（51）は取り付フラン
ジ、（52），（53）はケース、（54）は固定板、（57）
は支柱を夫々示す。
してその光学系の上面図、第２図は本発明の他の実施例
の主要部の上面図、第３、４及び５図は夫々従来の光フ
ァイバージャイロ装置の例を示す略線図である。 図に於て、（１−１）は発光素子、（２−１）は受光素
子、（３）は光ファイバーループ、（６）は位相変調
器、（40），（41）はカプラ、（43−１）〜（43−７）
は各々光ファイバー融着接続部、（42）は光ファイバー
偏光子、（50）は断熱緩衝材、（51）は取り付フラン
ジ、（52），（53）はケース、（54）は固定板、（57）
は支柱を夫々示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 茂 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社東京計器内 (56)参考文献 特開 昭62−91810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−230023（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−173015（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−181319（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子、カプラ、光ファイバーループ、
位相変調器、受光素子、及び基台を有し、上記発光素子
を上記光ファイバーループの中央開孔に配置した光ファ
イバージャイロ装置において、 上記基台を熱伝導性が良い部材より構成し、上記発光素
子を上記基台に直接固設し、上記光ファイバーループを
囲むように断熱緩衝部材を設け、上記基台から断熱材製
の支柱を介して上記光ファイバーループの上方に該光フ
ァイバーループと離間して第２の基台を設け、該第２の
基台上に、上記カプラ、位相変調器、受光素子等の光学
部品を配置したことを特徴とする光ファイバージャイロ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151533A JP2741034B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 光ファイバージャイロ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151533A JP2741034B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 光ファイバージャイロ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026712A JPH026712A (ja) | 1990-01-10 |
| JP2741034B2 true JP2741034B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=15520595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63151533A Expired - Lifetime JP2741034B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 光ファイバージャイロ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741034B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915576A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-12-15 | 皮亚斌 | 一种用于光纤陀螺的光纤环圈 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2517253Y2 (ja) * | 1990-04-17 | 1996-11-20 | 多摩川精機株式会社 | 光ファイバジャイロ |
| JPH04106412A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバジヤイロ |
| JPH05322586A (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-07 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバジャイロ |
| US6320664B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-11-20 | Honeywell Inc. | Ruggedized structure for fiber optic gyroscope |
| CN107782301A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-09 | 上海新跃联汇电子科技有限公司 | 一种光纤传感线圈组件及具有该组件的光纤陀螺仪 |
| CN111044028B (zh) * | 2020-01-09 | 2023-05-09 | 陕西华燕航空仪表有限公司 | 三轴光纤陀螺仪 |
| CN112033387A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-04 | 河北汉光重工有限责任公司 | 一种光电分离的超小型光纤陀螺 |
| CN113091724B (zh) * | 2021-04-19 | 2022-09-27 | 北京华控亿芯科技有限公司 | 一种稳定零漂的光纤陀螺仪温度补偿装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61181319U (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-12 | ||
| JPS6291810A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光学系埋め込み形光センサ装置 |
| JPS62173015U (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-04 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP63151533A patent/JP2741034B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915576A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-12-15 | 皮亚斌 | 一种用于光纤陀螺的光纤环圈 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH026712A (ja) | 1990-01-10 |
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