JP2894824B2 - 光ファイバジャイロの零オフセット消去方法 - Google Patents
光ファイバジャイロの零オフセット消去方法Info
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- JP2894824B2 JP2894824B2 JP30881390A JP30881390A JP2894824B2 JP 2894824 B2 JP2894824 B2 JP 2894824B2 JP 30881390 A JP30881390 A JP 30881390A JP 30881390 A JP30881390 A JP 30881390A JP 2894824 B2 JP2894824 B2 JP 2894824B2
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Description
【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は、光ファイバジャイロの零オフセット消去方
法に関し、一定の位相変調による信号から、これと同一
の変調度で逆極性を有するように変調された信号を一定
周期で減じて最終出力信号を得ることにより零オフセッ
トを消去するための新規な改良に関する。
法に関し、一定の位相変調による信号から、これと同一
の変調度で逆極性を有するように変調された信号を一定
周期で減じて最終出力信号を得ることにより零オフセッ
トを消去するための新規な改良に関する。
b. 従来の技術 従来、用いられていたこの種の光ファイバジヤイロと
しては種々あるが、その中で代表的なものについて述べ
ると、第７図で示される一般に採用されていた構成を挙
げることができる。
しては種々あるが、その中で代表的なものについて述べ
ると、第７図で示される一般に採用されていた構成を挙
げることができる。
すなわち、第７図において符号１で示されるものは、
ドライバ1Aにより作動するレーザ光よりなる光源であ
り、この光源１からの光1aは、第１カプラ２、ポラライ
ザ３および第２カプラ４を経て発振器11が接続された変
調器５で変調された後、センシングコイル６に入光され
ている。
ドライバ1Aにより作動するレーザ光よりなる光源であ
り、この光源１からの光1aは、第１カプラ２、ポラライ
ザ３および第２カプラ４を経て発振器11が接続された変
調器５で変調された後、センシングコイル６に入光され
ている。
このセンシングコイル６に入光された光1aは、再び、
第２カプラ４、ポラライザ３および第１カプラ２を介し
て検出器７で受光されるように構成され、角速度が入力
された時の光の干渉位相差（周知のサニャック位相差）
により光強度の変化を信号処理回路部８で検出してい
る。
第２カプラ４、ポラライザ３および第１カプラ２を介し
て検出器７で受光されるように構成され、角速度が入力
された時の光の干渉位相差（周知のサニャック位相差）
により光強度の変化を信号処理回路部８で検出してい
る。
この信号処理回路部８では、前記検出器７からの検出
信号を第１アンプ９で増巾した後、復調回路10により復
調され、補正回路13によりSiNからの直線補正を行っ
て、第２アンプ14により規定値まで増巾され、出力信号
15を得ることができる。
信号を第１アンプ９で増巾した後、復調回路10により復
調され、補正回路13によりSiNからの直線補正を行っ
て、第２アンプ14により規定値まで増巾され、出力信号
15を得ることができる。
c. 発明が解決しようとする課題 従来の光ファイバジャイロは、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。
ていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来方法においては、第８図に示すような
干渉によるサニャック位相差のCoS成分に比例した出力
の感度を向上させるために位相変調を行い、変調と同期
させて復調し、第９図に示すようなSiN成分に変換され
た信号を得て、更に入力角速度に比例した信号を得るた
めに、直線補正を行い、第10図に示すような信号を得
て、規定値まで増巾して出力を得ていた。（すなわち、
CoS成分では、低角速度時の感度の劣化、極性不明等の
問題がある故）。
干渉によるサニャック位相差のCoS成分に比例した出力
の感度を向上させるために位相変調を行い、変調と同期
させて復調し、第９図に示すようなSiN成分に変換され
た信号を得て、更に入力角速度に比例した信号を得るた
めに、直線補正を行い、第10図に示すような信号を得
て、規定値まで増巾して出力を得ていた。（すなわち、
CoS成分では、低角速度時の感度の劣化、極性不明等の
問題がある故）。
従って、従来方式では、常に一定の変調を行って、ジ
ャイロ出力を得ていたが、検出される光パワーが小さい
ため、光／電気変換を行うための高ゲイン回路を用いる
と、この回路による電気的零オフセットが大きく、高精
度の検出を行うことができなかった。
ャイロ出力を得ていたが、検出される光パワーが小さい
ため、光／電気変換を行うための高ゲイン回路を用いる
と、この回路による電気的零オフセットが大きく、高精
度の検出を行うことができなかった。
また、この電気的零オフセットに加えて地球の自転成
分による零オフセットも消去することができなかった。
分による零オフセットも消去することができなかった。
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、一定の位相変調による信号から、これ
と同一の変調度で逆極性を有するように位相変調された
信号を一定周期で減じて最終出力信号を得ることにより
零オフセットを消去するようにした光ファイバジャイロ
の零オフセット消去方法を提供することを目的とする。
たもので、特に、一定の位相変調による信号から、これ
と同一の変調度で逆極性を有するように位相変調された
信号を一定周期で減じて最終出力信号を得ることにより
零オフセットを消去するようにした光ファイバジャイロ
の零オフセット消去方法を提供することを目的とする。
d. 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の零オフセット消去
方法は、光源からの光を光ファイバよりなるセンシング
コイルに案内し、角速度入力時の光の干渉位相差を信号
処理回路部を経てジャイロ出力として取り出すようにし
た光ファイバジャイロにおいて、一定の位相変調を施し
て第１信号（Ａ）を得る第１工程と、これと同一の変調
度で逆極性となるように位相変調を施して第２信号
（Ｂ）を得る第２工程と、前記第１信号（Ａ）から第２
信号（Ｂ）を一定周期で減じて第３信号（Ｃ）を得る第
３工程とよりなり、前記第３信号（Ｃ）は、電気的零オ
フセット及び地球自転による零オフセットを有しないよ
うにした方法である。
方法は、光源からの光を光ファイバよりなるセンシング
コイルに案内し、角速度入力時の光の干渉位相差を信号
処理回路部を経てジャイロ出力として取り出すようにし
た光ファイバジャイロにおいて、一定の位相変調を施し
て第１信号（Ａ）を得る第１工程と、これと同一の変調
度で逆極性となるように位相変調を施して第２信号
（Ｂ）を得る第２工程と、前記第１信号（Ａ）から第２
信号（Ｂ）を一定周期で減じて第３信号（Ｃ）を得る第
３工程とよりなり、前記第３信号（Ｃ）は、電気的零オ
フセット及び地球自転による零オフセットを有しないよ
うにした方法である。
さらに詳細には、前記変調は圧電素子による機械式変
調とした方法である。
調とした方法である。
さらに詳細には、前記変調は光学結晶体による光学式
変調とした方法である。
変調とした方法である。
e. 作用 本発明による光ファイバジャイロの零オフセット消去
方法においては、一定の位相変調を施して第１信号を得
ると共に、これと同一の変調度で逆極性となるように位
相変調を施して第２信号を得、前記第１信号から第２信
号を一定周期で減じて第３信号を得るため、第２図から
第６図で示すように、第２図、第３図における第１信号
および第２信号で発生していた電気的及び地球自転によ
る零オフセットA0は、減算を行うことにより、第４図に
おける第３信号を得ることができ、この第３信号は、零
オフセットのない高精度のジャイロ出力となる。
方法においては、一定の位相変調を施して第１信号を得
ると共に、これと同一の変調度で逆極性となるように位
相変調を施して第２信号を得、前記第１信号から第２信
号を一定周期で減じて第３信号を得るため、第２図から
第６図で示すように、第２図、第３図における第１信号
および第２信号で発生していた電気的及び地球自転によ
る零オフセットA0は、減算を行うことにより、第４図に
おける第３信号を得ることができ、この第３信号は、零
オフセットのない高精度のジャイロ出力となる。
f. 実施例 以下、図面と共に本発明による光ファイバジヤイロの
零オフセット消去方法の好適な実施例について詳細に説
明する。
零オフセット消去方法の好適な実施例について詳細に説
明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて
説明する。
説明する。
第１図から第６図迄は、本発明による光ファイバジャ
イロの零オフセット消去方法を示すためのもので、第１
図は光ファイバジャイロの構成図、第２図は一定の位相
変調を施して得られる第１信号（Ａ）の特性図、第３図
は第１信号（Ａ）と同一の変調度を持ち逆極性となるよ
うに位相変調された時に得られる第２信号（Ｂ）の特性
図、第４図は第１信号（Ａ）から第２信号（Ｂ）を減じ
て得られる第３信号（Ｃ）を示す特性図、第５図は第１
信号と第２信号を得るために、一定周期で変調指数を変
化させている様子の特性図、第６図は変調指数にたいし
ての変調度の特性（１次波成分のみ）を示す特性図であ
る。
イロの零オフセット消去方法を示すためのもので、第１
図は光ファイバジャイロの構成図、第２図は一定の位相
変調を施して得られる第１信号（Ａ）の特性図、第３図
は第１信号（Ａ）と同一の変調度を持ち逆極性となるよ
うに位相変調された時に得られる第２信号（Ｂ）の特性
図、第４図は第１信号（Ａ）から第２信号（Ｂ）を減じ
て得られる第３信号（Ｃ）を示す特性図、第５図は第１
信号と第２信号を得るために、一定周期で変調指数を変
化させている様子の特性図、第６図は変調指数にたいし
ての変調度の特性（１次波成分のみ）を示す特性図であ
る。
第１図において符号１で示されるものは、ドライバ1A
により作動するレーザ光よりなる光源であり、この光源
１からの光1aは、第１カプラ２、ポラライザ３および第
２カプラ４を経て発振器11が接続された変調器５で変調
された後、センシングコイル６に入光されている。
により作動するレーザ光よりなる光源であり、この光源
１からの光1aは、第１カプラ２、ポラライザ３および第
２カプラ４を経て発振器11が接続された変調器５で変調
された後、センシングコイル６に入光されている。
このセンシングコイル６に入光された光1aは、再び、
第２カプラ４、ポラライザ３および第１カプラ２を介し
て検出器７で受光されるように構成され、角速度に入力
された時の光の干渉位相差（周知のサニャッキ位相差）
を信号処理回路部８で検出している。
第２カプラ４、ポラライザ３および第１カプラ２を介し
て検出器７で受光されるように構成され、角速度に入力
された時の光の干渉位相差（周知のサニャッキ位相差）
を信号処理回路部８で検出している。
この信号処理回路部８では、前記検出器７からの検出
信号を第１アンプ９で増巾した後復調回路10、補正回路
13、第２アンプ14、減算回路22を介してジャイロ出力で
ある出力信号15として出力するように構成されている。
信号を第１アンプ９で増巾した後復調回路10、補正回路
13、第２アンプ14、減算回路22を介してジャイロ出力で
ある出力信号15として出力するように構成されている。
前述の構成において零オフセットのない高精度のジャ
イロ出力13を得る場合、PZT等の圧電素子による発振器1
1を用いた機械的変調（実施例の場合）又はLiNbO3等の
光学的結晶体（図示せず）を用いた光学的変調を行った
状態において、第５図に示すように一定の周期t2で変調
指数m3とm4の状態で変調（変調周期t1）を行うと、第６
図に示すように変調指数m3,m4時に於いて、変調度k,−
ｋというように同一量で逆極性の変調度が一定周期t2で
得られ、第２図、第３図に示す様な第１信号（Ａ）、第
２信号（Ｂ）が得られる。尚、第６図に於いて変調指数
m1の時も、m3の変調時と同様の変調度が得られることを
示す。また、従来の位相変調式の光ファイバジャイロで
は、変調度をかせぐために、通常変調指数は変調度が最
大となるように、m2に設定されていた。
イロ出力13を得る場合、PZT等の圧電素子による発振器1
1を用いた機械的変調（実施例の場合）又はLiNbO3等の
光学的結晶体（図示せず）を用いた光学的変調を行った
状態において、第５図に示すように一定の周期t2で変調
指数m3とm4の状態で変調（変調周期t1）を行うと、第６
図に示すように変調指数m3,m4時に於いて、変調度k,−
ｋというように同一量で逆極性の変調度が一定周期t2で
得られ、第２図、第３図に示す様な第１信号（Ａ）、第
２信号（Ｂ）が得られる。尚、第６図に於いて変調指数
m1の時も、m3の変調時と同様の変調度が得られることを
示す。また、従来の位相変調式の光ファイバジャイロで
は、変調度をかせぐために、通常変調指数は変調度が最
大となるように、m2に設定されていた。
この第１信号（Ａ）および第２信号（Ｂ）は、何れも
電気的および地球自転による零オフセット（A0）を有し
ているが、この第１信号と第２信号を一定周期t2で切換
え、この第１信号（Ａ）から第２信号（Ｂ）を一定周期
t2で減じると、第４図に示すように、前記零オフセット
（A0）の全くない第３信号（Ｃ）がジャイロ出力15とし
て出力される。
電気的および地球自転による零オフセット（A0）を有し
ているが、この第１信号と第２信号を一定周期t2で切換
え、この第１信号（Ａ）から第２信号（Ｂ）を一定周期
t2で減じると、第４図に示すように、前記零オフセット
（A0）の全くない第３信号（Ｃ）がジャイロ出力15とし
て出力される。
また、通常変調指数を変化させるには、第５図に示す
ように圧電素子または光学結晶体に印加する位相変調の
ための交流電圧を変化させれば得ることができる。
ように圧電素子または光学結晶体に印加する位相変調の
ための交流電圧を変化させれば得ることができる。
g. 発明の効果 本発明による光ファイバジャイロの零オフセット消去
方法は、以上のように構成されているため、電気的およ
び地球自転による零オフセットをなくすことができるた
め、ジャイロ出力の精度を高めることができると共に、
信頼性を大幅に向上させることができる。
方法は、以上のように構成されているため、電気的およ
び地球自転による零オフセットをなくすことができるた
め、ジャイロ出力の精度を高めることができると共に、
信頼性を大幅に向上させることができる。
第１図から第10図迄は、本発明による光ファイバジャイ
ロの零オフセット消去方法を示すもので、第１図は光フ
ァイバジャイロの構成図、第２図は一定の位相変調を施
した第１信号（Ａ）の第２アンプ通過後の出力（14a）
の特性図、第３図は、第１信号と同一変調度で逆極性と
なるように位相変調された第２信号（Ｂ）の第２アンプ
通過後の出力（14a）の特性図、第４図は、第１信号か
ら第２信号を減じて得られる第３信号Ｃの減算回路通過
後の出力（22a）を示す特性図、第５図は、第１信号と
第２信号を生成させるための変調器ドライバの出力（12
a）の特性図、第６図は、変調指数に対する１次波成分
（基本波成分）の変調度を示す特性図、第７図は従来の
光ファイバジャイロを示す構成図、第８図は位相変調を
施さない場合の第１アンプ出力（9a）の特性図、第９図
は、位相変調後、復調されて得られるSiNに比例した復
調回路出力（10a）の特性図、第10図は、補正回路によ
り入力角速度に比例した出力に補正され、既定値まで増
巾された出力（14a）を示す特性図である。 １は光源、1aは光、６はセンシングコイル、８は信号処
理回路部、Ａは第１信号、Ｂは第２信号、Ｃは第３信号
である。
ロの零オフセット消去方法を示すもので、第１図は光フ
ァイバジャイロの構成図、第２図は一定の位相変調を施
した第１信号（Ａ）の第２アンプ通過後の出力（14a）
の特性図、第３図は、第１信号と同一変調度で逆極性と
なるように位相変調された第２信号（Ｂ）の第２アンプ
通過後の出力（14a）の特性図、第４図は、第１信号か
ら第２信号を減じて得られる第３信号Ｃの減算回路通過
後の出力（22a）を示す特性図、第５図は、第１信号と
第２信号を生成させるための変調器ドライバの出力（12
a）の特性図、第６図は、変調指数に対する１次波成分
（基本波成分）の変調度を示す特性図、第７図は従来の
光ファイバジャイロを示す構成図、第８図は位相変調を
施さない場合の第１アンプ出力（9a）の特性図、第９図
は、位相変調後、復調されて得られるSiNに比例した復
調回路出力（10a）の特性図、第10図は、補正回路によ
り入力角速度に比例した出力に補正され、既定値まで増
巾された出力（14a）を示す特性図である。 １は光源、1aは光、６はセンシングコイル、８は信号処
理回路部、Ａは第１信号、Ｂは第２信号、Ｃは第３信号
である。
Claims (3)
- 【請求項１】光源（１）からの光（1a）を光ファイバよ
りなるセンシングコイル（６）に案内し、角速度入力時
の光の干渉位相差を信号処理回路部（８）を経てジャイ
ロ出力として取り出すようにした光ファイバジャイロに
おいて、 一定の位相変調を施して第１信号（Ａ）を得る第１工程
と、これと同一の変調度で逆極性を有するように位相変
調を施して第２信号（Ｂ）を得る第２工程と、前記第１
信号（Ａ）から第２信号（Ｂ）を一定周期で減じて第３
信号（Ｃ）を得る第３工程とよりなり、 前記第３信号（Ｃ）は、電気的零オフセット及び地球自
転による零オフセットを有しないことを特徴とする光フ
ァイバジャイロの零オフセット消去方法。 - 【請求項２】前記変調は、圧電素子による機械式変調で
あることを特徴とする請求項１記載の光ファイバジャイ
ロの零オフセット消去方法。 - 【請求項３】前記変調は、光学結晶体による光学式変調
であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバジャ
イロの零オフセット消去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30881390A JP2894824B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光ファイバジャイロの零オフセット消去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30881390A JP2894824B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光ファイバジャイロの零オフセット消去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184116A JPH04184116A (ja) | 1992-07-01 |
| JP2894824B2 true JP2894824B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=17985624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30881390A Expired - Fee Related JP2894824B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光ファイバジャイロの零オフセット消去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894824B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048448A1 (zh) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | 北京大学 | 干涉型全光纤陀螺仪的零点漂移抑制方法以及相应的干涉型全光纤陀螺仪 |
-
1990
- 1990-11-16 JP JP30881390A patent/JP2894824B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048448A1 (zh) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | 北京大学 | 干涉型全光纤陀螺仪的零点漂移抑制方法以及相应的干涉型全光纤陀螺仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04184116A (ja) | 1992-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |