JP3085725B2 - 光ファイバジャイロ - Google Patents
光ファイバジャイロInfo
- Publication number
- JP3085725B2 JP3085725B2 JP03111483A JP11148391A JP3085725B2 JP 3085725 B2 JP3085725 B2 JP 3085725B2 JP 03111483 A JP03111483 A JP 03111483A JP 11148391 A JP11148391 A JP 11148391A JP 3085725 B2 JP3085725 B2 JP 3085725B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- sawtooth
- output
- frequency
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転角速度検出に使用
する光ファイバジャイロに係り、特に、広いダイナミッ
クレンジを有し、角度増分量を出力とするセロダイン変
調方式のクローズドループ型光ファイバジャイロに関す
る。
する光ファイバジャイロに係り、特に、広いダイナミッ
クレンジを有し、角度増分量を出力とするセロダイン変
調方式のクローズドループ型光ファイバジャイロに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６には従来形の一例としてのセロダイ
ン変調方式光ファイバジャイロの構成が一部模式的に示
される。図中、10は光源、12,18 は光分配結合器、14は
偏光器、16は電気光学効果を有する結晶基板、20は位相
変調器、22はセロダイン変調器、24は回転軸に垂直に巻
かれた偏波面保存単一モード光ファイバで形成されてい
るループ、26は受光器、30は信号発生装置、40は光ファ
イバジャイロ用信号処理装置、50a は鋸歯状波信号周波
数設定装置、60a は電圧制御発振（ＶＣＯ）式鋸歯状波
信号発生装置、A1は位相変調器駆動信号、A2は光電変換
出力信号、A3は鋸歯状波信号を示す。この例では、鋸歯
状波信号A3は、セロダイン変調器22の駆動信号として用
いられると共に、ジャイロ出力すなわち回転角速度出力
を形成する。
ン変調方式光ファイバジャイロの構成が一部模式的に示
される。図中、10は光源、12,18 は光分配結合器、14は
偏光器、16は電気光学効果を有する結晶基板、20は位相
変調器、22はセロダイン変調器、24は回転軸に垂直に巻
かれた偏波面保存単一モード光ファイバで形成されてい
るループ、26は受光器、30は信号発生装置、40は光ファ
イバジャイロ用信号処理装置、50a は鋸歯状波信号周波
数設定装置、60a は電圧制御発振（ＶＣＯ）式鋸歯状波
信号発生装置、A1は位相変調器駆動信号、A2は光電変換
出力信号、A3は鋸歯状波信号を示す。この例では、鋸歯
状波信号A3は、セロダイン変調器22の駆動信号として用
いられると共に、ジャイロ出力すなわち回転角速度出力
を形成する。
【０００３】なお、光分配結合器18と位相変調器20とセ
ロダイン変調器22は、例えばニオブ酸リチウム(LiNbO3)
等の電気光学結晶基板16上にチタン(Ti)を拡散した光導
波路と、該光導波路近傍に設けた電極に電圧を印加する
ことで該光導波路の屈折率を変化させる手段とから構成
されている。図６の構成において、光源10から出射され
た光ビームは光分配結合器12において２分され、２分さ
れた一方の光ビームは偏光器14によって偏光され、一定
の偏波のみが透過し、この偏波ビームは光分配結合器18
において２つの光ビームに２分される。この２分された
一方の光ビームは、位相変調器20によって一定周波数の
位相変調を受け、光ファイバループ24を反時計回り方向
に伝搬した後、セロダイン変調器22によって鋸歯状波信
号によるセロダイン変調を受け、光分配結合器18に再入
射する。同様にして、光分配結合器18において２分され
た他方の光ビームは、セロダイン変調器22によってセロ
ダイン変調を受け、光ファイバループ24を時計回り方向
に伝搬した後、位相変調器20によって位相変調を受け、
光分配結合器18に再入射する。光分配結合器18に再入射
した２つの光ビームは結合され、この結合されたビーム
は偏光器14によって一定の偏波のみが透過し、この偏波
ビームは光分配結合器12において２つの光ビームに２分
される。この２分された一方の光ビームは受光器26に導
かれ、光ファイバループ24を互いに逆方向に伝播した２
つの光の間の位相差に依存した干渉光強度に対応する電
気信号（光電変換出力信号A2）に変換される。
ロダイン変調器22は、例えばニオブ酸リチウム(LiNbO3)
等の電気光学結晶基板16上にチタン(Ti)を拡散した光導
波路と、該光導波路近傍に設けた電極に電圧を印加する
ことで該光導波路の屈折率を変化させる手段とから構成
されている。図６の構成において、光源10から出射され
た光ビームは光分配結合器12において２分され、２分さ
れた一方の光ビームは偏光器14によって偏光され、一定
の偏波のみが透過し、この偏波ビームは光分配結合器18
において２つの光ビームに２分される。この２分された
一方の光ビームは、位相変調器20によって一定周波数の
位相変調を受け、光ファイバループ24を反時計回り方向
に伝搬した後、セロダイン変調器22によって鋸歯状波信
号によるセロダイン変調を受け、光分配結合器18に再入
射する。同様にして、光分配結合器18において２分され
た他方の光ビームは、セロダイン変調器22によってセロ
ダイン変調を受け、光ファイバループ24を時計回り方向
に伝搬した後、位相変調器20によって位相変調を受け、
光分配結合器18に再入射する。光分配結合器18に再入射
した２つの光ビームは結合され、この結合されたビーム
は偏光器14によって一定の偏波のみが透過し、この偏波
ビームは光分配結合器12において２つの光ビームに２分
される。この２分された一方の光ビームは受光器26に導
かれ、光ファイバループ24を互いに逆方向に伝播した２
つの光の間の位相差に依存した干渉光強度に対応する電
気信号（光電変換出力信号A2）に変換される。
【０００４】位相変調器20は、信号発生装置30から発生
される一定周波数の正弦波もしくは方形波の信号A1によ
って駆動され、この信号A1は信号処理装置40にも入力さ
れている。信号処理装置40は、受光器26の出力（光電変
換出力信号A2）を信号発生装置30からの信号A1に応答し
て一定周波数で同期検波する。この信号処理装置40の出
力ΔＶは、以下の式で表される。
される一定周波数の正弦波もしくは方形波の信号A1によ
って駆動され、この信号A1は信号処理装置40にも入力さ
れている。信号処理装置40は、受光器26の出力（光電変
換出力信号A2）を信号発生装置30からの信号A1に応答し
て一定周波数で同期検波する。この信号処理装置40の出
力ΔＶは、以下の式で表される。
【０００５】 ΔＶ＝Ｋ・sin Δφ …………………………………………………(1) ここで、Δφは上記２つの光の間の位相差、Ｋは定数を
示す。鋸歯状波信号周波数設定装置50a は、式(1) で表
される出力ΔＶを積分する機能を有しており、ＶＣＯ式
鋸歯状波信号発生装置60a は、鋸歯状波信号周波数設定
装置50a の出力Ｖの大きさに応じた周波数をもつアナロ
グの鋸歯状波信号A3を発生する。
示す。鋸歯状波信号周波数設定装置50a は、式(1) で表
される出力ΔＶを積分する機能を有しており、ＶＣＯ式
鋸歯状波信号発生装置60a は、鋸歯状波信号周波数設定
装置50a の出力Ｖの大きさに応じた周波数をもつアナロ
グの鋸歯状波信号A3を発生する。
【０００６】位相差Δφは、光ファイバループ24に対し
て該ループに垂直な軸の周りに或る角速度を与えた時に
生じる周知のサニャック(Sagnac)効果による光の位相差
φsと、セロダイン変調器22が誘起する位相差φm とか
ら成る。位相差φs は、 φs ＝４πＲＬΩ／Ｃλ ……………………………………………(2) で表され、また位相差φm は、セロダイン変調に際して
互いに逆方向回りに伝搬する２つの光の伝播遅延によっ
て生じる当該位相差Δφの不連続部分を位相差に関する
出力の周期性を利用して連続性をもたせるために、鋸歯
状波信号による位相量振幅を２πにするという条件の下
で、 φm ＝２πτ／Ｔm ＝２πｎＬｆm ／Ｃ …………………………(3) で表される。ここで、Ｒは光ファイバループ24の半径、
Ｌは光ファイバループ24を形成する光ファイバの長さ、
Ωは入力回転角速度、Ｃは真空中における光速、λは真
空中における光の波長、τは光ファイバループ24を光が
伝搬するのに要する時間、Ｔm は鋸歯状波信号A3の周
期、ｎは光ファイバループ24を形成する光ファイバの屈
折率、そしてｆm は鋸歯状波信号A3の周波数を示す。
て該ループに垂直な軸の周りに或る角速度を与えた時に
生じる周知のサニャック(Sagnac)効果による光の位相差
φsと、セロダイン変調器22が誘起する位相差φm とか
ら成る。位相差φs は、 φs ＝４πＲＬΩ／Ｃλ ……………………………………………(2) で表され、また位相差φm は、セロダイン変調に際して
互いに逆方向回りに伝搬する２つの光の伝播遅延によっ
て生じる当該位相差Δφの不連続部分を位相差に関する
出力の周期性を利用して連続性をもたせるために、鋸歯
状波信号による位相量振幅を２πにするという条件の下
で、 φm ＝２πτ／Ｔm ＝２πｎＬｆm ／Ｃ …………………………(3) で表される。ここで、Ｒは光ファイバループ24の半径、
Ｌは光ファイバループ24を形成する光ファイバの長さ、
Ωは入力回転角速度、Ｃは真空中における光速、λは真
空中における光の波長、τは光ファイバループ24を光が
伝搬するのに要する時間、Ｔm は鋸歯状波信号A3の周
期、ｎは光ファイバループ24を形成する光ファイバの屈
折率、そしてｆm は鋸歯状波信号A3の周波数を示す。
【０００７】セロダイン変調方式光ファイバジャイロに
おいては、入力回転角速度Ωが変化した場合、信号処理
装置40の出力ΔＶを鋸歯状波信号周波数設定装置50a に
より積分して負帰還となるようにＶＣＯ式鋸歯状波信号
発生装置60a に印加し、それによって式(1) の位相差Δ
φ（つまり信号処理装置40の出力ΔＶ）が常に所定の値
（通常は０）に維持されるように制御が行われている。
そこで、Δφ＝φs ＋φm ＝０とすると、式(2) および
式(3) から、 Ω＝ｎλｆm ／２Ｒ …………………………………………………(4) となり、鋸歯状波信号の周波数を計数することによって
広いダイナミックレンジに亘る入力回転角速度を検出す
ることができる。
おいては、入力回転角速度Ωが変化した場合、信号処理
装置40の出力ΔＶを鋸歯状波信号周波数設定装置50a に
より積分して負帰還となるようにＶＣＯ式鋸歯状波信号
発生装置60a に印加し、それによって式(1) の位相差Δ
φ（つまり信号処理装置40の出力ΔＶ）が常に所定の値
（通常は０）に維持されるように制御が行われている。
そこで、Δφ＝φs ＋φm ＝０とすると、式(2) および
式(3) から、 Ω＝ｎλｆm ／２Ｒ …………………………………………………(4) となり、鋸歯状波信号の周波数を計数することによって
広いダイナミックレンジに亘る入力回転角速度を検出す
ることができる。
【０００８】また、ジャイロ出力を鋸歯状波信号A3の周
波数に等しい周波数のパルス列とすると、１パルスが一
定の角度Δθを重みとして持つ角度増分パルス出力とな
る。ただし、Δθは式(4) から、 Δθ＝Ω／ｆm ＝ｎλ／２Ｒ ………………………………………(5) で表される。
波数に等しい周波数のパルス列とすると、１パルスが一
定の角度Δθを重みとして持つ角度増分パルス出力とな
る。ただし、Δθは式(4) から、 Δθ＝Ω／ｆm ＝ｎλ／２Ｒ ………………………………………(5) で表される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のセロダ
イン変調方式クローズドループ型光ファイバジャイロに
おいては、セロダイン変調器22に印加する鋸歯状波信号
A3をアナログ的なＶＣＯ式鋸歯状波信号発生装置60a で
発生しているので、発生周波数の可変範囲が限定される
という不都合があった。
イン変調方式クローズドループ型光ファイバジャイロに
おいては、セロダイン変調器22に印加する鋸歯状波信号
A3をアナログ的なＶＣＯ式鋸歯状波信号発生装置60a で
発生しているので、発生周波数の可変範囲が限定される
という不都合があった。
【００１０】そのため、しばしば必要とされる106 オー
ダーに及ぶ広いダイナミックレンジを得るには、異なる
周波数範囲をそれぞれ有する複数個の鋸歯状波信号発生
装置を用いてその切り換えを行わねばならず、その境界
領域での不連続性を補正する必要があり、その制御が極
めて煩雑であった。また、温度の変化等によって鋸歯状
波信号の振幅が変動し易く、そのためにジャイロ出力の
直線性（リニアリティ）やスケールファクタの安定性が
劣化する等の問題点もあった。
ダーに及ぶ広いダイナミックレンジを得るには、異なる
周波数範囲をそれぞれ有する複数個の鋸歯状波信号発生
装置を用いてその切り換えを行わねばならず、その境界
領域での不連続性を補正する必要があり、その制御が極
めて煩雑であった。また、温度の変化等によって鋸歯状
波信号の振幅が変動し易く、そのためにジャイロ出力の
直線性（リニアリティ）やスケールファクタの安定性が
劣化する等の問題点もあった。
【００１１】さらに、ジャイロ出力すなわち鋸歯状波信
号A3の周波数を計数する際の角度増分パルスの最小分解
能は、光ファイバループ24の半径Ｒと真空中における光
の波長λと該ループを形成する光ファイバの屈折率ｎと
によって一義的に決定されるので、ジャイロ出力すなわ
ち回転角速度の検出周波数の範囲が限定されるという不
都合があった。これは、回転角速度の高精度な検出とい
う観点から好ましくない。
号A3の周波数を計数する際の角度増分パルスの最小分解
能は、光ファイバループ24の半径Ｒと真空中における光
の波長λと該ループを形成する光ファイバの屈折率ｎと
によって一義的に決定されるので、ジャイロ出力すなわ
ち回転角速度の検出周波数の範囲が限定されるという不
都合があった。これは、回転角速度の高精度な検出とい
う観点から好ましくない。
【００１２】本発明の主な目的は、かかる従来技術にお
ける課題に鑑み、鋸歯状波信号の周波数変化に際してレ
ンジ切り換え無しで広いダイナミックレンジをカバーす
ると共に、温度の変化等が有った場合でもジャイロ出力
の良好な直線性およびスケールファクタの安定性を維持
することができる光ファイバジャイロを提供することに
ある。
ける課題に鑑み、鋸歯状波信号の周波数変化に際してレ
ンジ切り換え無しで広いダイナミックレンジをカバーす
ると共に、温度の変化等が有った場合でもジャイロ出力
の良好な直線性およびスケールファクタの安定性を維持
することができる光ファイバジャイロを提供することに
ある。
【００１３】本発明の他の目的は、ジャイロ出力として
の角度増分パルスの分解能を高め、ひいては回転角速度
の高精度な検出に寄与することができる光ファイバジャ
イロを提供することにある。
の角度増分パルスの分解能を高め、ひいては回転角速度
の高精度な検出に寄与することができる光ファイバジャ
イロを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の形態によれば、回転軸と共動する光
ファイバループに光を互いに逆方向に同時に伝搬させ、
両方向に伝播した光に対して一定周波数の信号により位
相変調を行うと共に可変周波数のアナログの鋸歯状波信
号によりセロダイン変調を行い、該変調された両方向の
光の干渉光を検出してその光強度に応じた光電変換出力
信号を出力する光学系と、該出力された光電変換出力信
号から前記一定周波数の信号に同期した成分を抽出し、
前記互いに逆方向に伝播した光の位相差に応じたディジ
タルの誤差データを出力する信号処理部と、該出力され
た誤差データに基づいて前記セロダイン変調用鋸歯状波
信号の周波数をディジタル的に設定する鋸歯状波信号周
波数設定部と、該ディジタル的に設定された周波数デー
タに前回の加算データを加算する加算手段と、該加算手
段がオーバーフローした時にその内容をインクリメント
／デクリメントしてディジタルの鋸歯状波対応信号を発
生するカウンタ手段と、該ディジタルの鋸歯状波対応信
号を前記アナログの鋸歯状波信号に変換するＤ／Ａコン
バータとを具備し、該変換されたアナログの鋸歯状波信
号をジャイロ出力として取り出すことを特徴とする光フ
ァイバジャイロが提供される。
め、本発明の第１の形態によれば、回転軸と共動する光
ファイバループに光を互いに逆方向に同時に伝搬させ、
両方向に伝播した光に対して一定周波数の信号により位
相変調を行うと共に可変周波数のアナログの鋸歯状波信
号によりセロダイン変調を行い、該変調された両方向の
光の干渉光を検出してその光強度に応じた光電変換出力
信号を出力する光学系と、該出力された光電変換出力信
号から前記一定周波数の信号に同期した成分を抽出し、
前記互いに逆方向に伝播した光の位相差に応じたディジ
タルの誤差データを出力する信号処理部と、該出力され
た誤差データに基づいて前記セロダイン変調用鋸歯状波
信号の周波数をディジタル的に設定する鋸歯状波信号周
波数設定部と、該ディジタル的に設定された周波数デー
タに前回の加算データを加算する加算手段と、該加算手
段がオーバーフローした時にその内容をインクリメント
／デクリメントしてディジタルの鋸歯状波対応信号を発
生するカウンタ手段と、該ディジタルの鋸歯状波対応信
号を前記アナログの鋸歯状波信号に変換するＤ／Ａコン
バータとを具備し、該変換されたアナログの鋸歯状波信
号をジャイロ出力として取り出すことを特徴とする光フ
ァイバジャイロが提供される。
【００１５】また、本発明の第２の形態によれば、上記
構成の光ファイバジャイロにおいてカウンタ手段で発生
されたディジタルの鋸歯状波対応信号データの最上位ビ
ット以外の特定ビットをジャイロ出力として取り出すこ
とを特徴としている。
構成の光ファイバジャイロにおいてカウンタ手段で発生
されたディジタルの鋸歯状波対応信号データの最上位ビ
ット以外の特定ビットをジャイロ出力として取り出すこ
とを特徴としている。
【００１６】また、本発明の第３の形態によれば、鋸歯
状波信号周波数設定部は、信号処理部から出力された誤
差データにフィードバック・ループゲインを決定する係
数を指示するディジタルデータを乗じる乗算手段と、該
乗算手段の出力データに前回の鋸歯状波信号周波数設定
データを加算して新たな鋸歯状波信号周波数設定データ
として出力すると共に、該新たな鋸歯状波信号周波数設
定データの符号を指示する制御信号を出力する第１の加
算手段とを具備し、一方、鋸歯状波信号発生部は、第１
の加算手段から出力された鋸歯状波信号周波数設定デー
タに前回の加算データを加算すると共に、オーバーフロ
ーを生じた時にキャリー信号を出力する第２の加算手段
と、該出力されたキャリー信号の数をインクリメント／
デクリメントしてディジタルの鋸歯状波対応信号を発生
するカウンタ手段と、該ディジタルの鋸歯状波対応信号
を前記アナログの鋸歯状波信号に変換するＤ／Ａコンバ
ータとを具備しており、前記第１および第２の加算手段
からそれぞれ出力された制御信号およびキャリー信号を
ジャイロ出力として取り出すことを特徴としている。
状波信号周波数設定部は、信号処理部から出力された誤
差データにフィードバック・ループゲインを決定する係
数を指示するディジタルデータを乗じる乗算手段と、該
乗算手段の出力データに前回の鋸歯状波信号周波数設定
データを加算して新たな鋸歯状波信号周波数設定データ
として出力すると共に、該新たな鋸歯状波信号周波数設
定データの符号を指示する制御信号を出力する第１の加
算手段とを具備し、一方、鋸歯状波信号発生部は、第１
の加算手段から出力された鋸歯状波信号周波数設定デー
タに前回の加算データを加算すると共に、オーバーフロ
ーを生じた時にキャリー信号を出力する第２の加算手段
と、該出力されたキャリー信号の数をインクリメント／
デクリメントしてディジタルの鋸歯状波対応信号を発生
するカウンタ手段と、該ディジタルの鋸歯状波対応信号
を前記アナログの鋸歯状波信号に変換するＤ／Ａコンバ
ータとを具備しており、前記第１および第２の加算手段
からそれぞれ出力された制御信号およびキャリー信号を
ジャイロ出力として取り出すことを特徴としている。
【００１７】
【作用】第１の形態の構成によれば、鋸歯状波信号発生
部に入力されるディジタルの鋸歯状波対応信号周波数設
定データは、加算手段において累算され、該加算手段の
オーバーフローにより生じるキャリーの数をカウンタ手
段がカウントしてディジタルの鋸歯状波対応信号データ
を生成し、このデータをＤ／Ａコンバータがアナログ信
号に変換して鋸歯状波信号が発生され、このアナログの
鋸歯状波信号によりセロダイン変調が行われるようにな
っている。
部に入力されるディジタルの鋸歯状波対応信号周波数設
定データは、加算手段において累算され、該加算手段の
オーバーフローにより生じるキャリーの数をカウンタ手
段がカウントしてディジタルの鋸歯状波対応信号データ
を生成し、このデータをＤ／Ａコンバータがアナログ信
号に変換して鋸歯状波信号が発生され、このアナログの
鋸歯状波信号によりセロダイン変調が行われるようにな
っている。
【００１８】つまり、鋸歯状波信号発生部を直接合成デ
ィジタルシンセサイザ方式にしてクローズドループを構
成したので、アナログ鋸歯状波信号の周波数変化に際し
てレンジの切り換えを行うことなくダイナミックレンジ
を拡大することができる。また、加算手段とカウンタ手
段の協働作用によりアナログ鋸歯状波信号の振幅が安定
化するよう制御がなされるので、温度の変化等が有った
場合でもジャイロ出力の直線性を良好に保ち、スケール
ファクタの安定性を維持することができる。
ィジタルシンセサイザ方式にしてクローズドループを構
成したので、アナログ鋸歯状波信号の周波数変化に際し
てレンジの切り換えを行うことなくダイナミックレンジ
を拡大することができる。また、加算手段とカウンタ手
段の協働作用によりアナログ鋸歯状波信号の振幅が安定
化するよう制御がなされるので、温度の変化等が有った
場合でもジャイロ出力の直線性を良好に保ち、スケール
ファクタの安定性を維持することができる。
【００１９】また、第２の形態の構成によれば、上記の
作用効果に加えて、角度増分パルスの１パルス当りの重
みを小さくすることができる。例えば、最上位ビット
（ＭＳＢ）の次に重みを持つビット（ＭＳＢ−１）をジ
ャイロ出力として用いた場合、当該ビットの周波数は最
上位ビットの周波数の２倍となり、その時の角度増分パ
ルスの重みは１／２に縮小される。つまり、ジャイロ出
力としての角度増分パルスの分解能を高めることができ
る。これは、回転角速度の高精度な検出に寄与するもの
である。
作用効果に加えて、角度増分パルスの１パルス当りの重
みを小さくすることができる。例えば、最上位ビット
（ＭＳＢ）の次に重みを持つビット（ＭＳＢ−１）をジ
ャイロ出力として用いた場合、当該ビットの周波数は最
上位ビットの周波数の２倍となり、その時の角度増分パ
ルスの重みは１／２に縮小される。つまり、ジャイロ出
力としての角度増分パルスの分解能を高めることができ
る。これは、回転角速度の高精度な検出に寄与するもの
である。
【００２０】なお、第３の形態を含めた本発明の他の構
成上の特徴と作用の詳細については、添付図面を参照し
つつ以下に記述される実施例を用いて説明する。
成上の特徴と作用の詳細については、添付図面を参照し
つつ以下に記述される実施例を用いて説明する。
【００２１】
【実施例】図１に本発明の一実施例としてのセロダイン
変調方式光ファイバジャイロの主要部の構成が示され、
図２には図１の実施例を含む各実施例における光ファイ
バジャイロの一部の構成が一部模式的に示される。図１
に示す信号発生装置30および信号処理装置40と図２に示
す光学系の構成については、図６に示す各要素と同様で
あるのでその説明は省略する。
変調方式光ファイバジャイロの主要部の構成が示され、
図２には図１の実施例を含む各実施例における光ファイ
バジャイロの一部の構成が一部模式的に示される。図１
に示す信号発生装置30および信号処理装置40と図２に示
す光学系の構成については、図６に示す各要素と同様で
あるのでその説明は省略する。
【００２２】図１において、50は鋸歯状波信号周波数設
定装置、60は直接合成ディジタルシンセサイザ方式の鋸
歯状波信号発生装置を示す。鋸歯状波信号周波数設定装
置50は、光ファイバジャイロ用信号処理装置40から出力
されるディジタルの誤差データD1とフィードバック・ル
ープゲインを決定する係数を指示するディジタルデータ
D2に応答するディジタル乗算手段52と、該ディジタル乗
算手段の出力データD3を前回の鋸歯状波信号周波数設定
データD5に加算する加算手段54と、該加算手段から出力
される新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4を外部か
らのクロック信号A11 に基づいてラッチするラッチ手段
56とから構成されている。一方、鋸歯状波信号発生装置
60は、鋸歯状波信号周波数設定装置50から出力される鋸
歯状波信号周波数設定データD4を前回の加算データD6に
加算する加算手段62と、該加算手段から出力される加算
データD7を外部からのクロック信号A14 に基づいてラッ
チするラッチ手段64と、加算手段62のオーバーフローに
より生じるキャリー（キャリー信号A13)を鋸歯状波信号
周波数設定装置50内の加算手段54から出力されるアップ
／ダウン切り換え信号A12 に応答してカウントするアッ
プ／ダウンカウンタ66と、該カウンタから出力されるデ
ィジタルの鋸歯状波対応信号D8をアナログの鋸歯状波信
号（セロダイン変調器駆動信号）A15 に変換するＤ／Ａ
コンバータ68とから構成されている。
定装置、60は直接合成ディジタルシンセサイザ方式の鋸
歯状波信号発生装置を示す。鋸歯状波信号周波数設定装
置50は、光ファイバジャイロ用信号処理装置40から出力
されるディジタルの誤差データD1とフィードバック・ル
ープゲインを決定する係数を指示するディジタルデータ
D2に応答するディジタル乗算手段52と、該ディジタル乗
算手段の出力データD3を前回の鋸歯状波信号周波数設定
データD5に加算する加算手段54と、該加算手段から出力
される新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4を外部か
らのクロック信号A11 に基づいてラッチするラッチ手段
56とから構成されている。一方、鋸歯状波信号発生装置
60は、鋸歯状波信号周波数設定装置50から出力される鋸
歯状波信号周波数設定データD4を前回の加算データD6に
加算する加算手段62と、該加算手段から出力される加算
データD7を外部からのクロック信号A14 に基づいてラッ
チするラッチ手段64と、加算手段62のオーバーフローに
より生じるキャリー（キャリー信号A13)を鋸歯状波信号
周波数設定装置50内の加算手段54から出力されるアップ
／ダウン切り換え信号A12 に応答してカウントするアッ
プ／ダウンカウンタ66と、該カウンタから出力されるデ
ィジタルの鋸歯状波対応信号D8をアナログの鋸歯状波信
号（セロダイン変調器駆動信号）A15 に変換するＤ／Ａ
コンバータ68とから構成されている。
【００２３】本実施例では、このアナログの鋸歯状波信
号A15 がジャイロ出力すなわち回転角速度出力として用
いられる。上記のように構成された光ファイバジャイロ
において、干渉光強度に対応した受光器26の出力（光電
変換出力信号A2）は、光ファイバジャイロ用信号処理装
置40（例えば特願平１−１２１２３６号参照）によって
ディジタル的にデモジュレートされ、信号発生装置30の
出力信号の基本波成分(A1)に同期した成分が検出され
る。このようにして検出された成分は、誤差データD1と
して鋸歯状波信号周波数設定装置50に入力される。
号A15 がジャイロ出力すなわち回転角速度出力として用
いられる。上記のように構成された光ファイバジャイロ
において、干渉光強度に対応した受光器26の出力（光電
変換出力信号A2）は、光ファイバジャイロ用信号処理装
置40（例えば特願平１−１２１２３６号参照）によって
ディジタル的にデモジュレートされ、信号発生装置30の
出力信号の基本波成分(A1)に同期した成分が検出され
る。このようにして検出された成分は、誤差データD1と
して鋸歯状波信号周波数設定装置50に入力される。
【００２４】鋸歯状波信号周波数設定装置50において、
ディジタル乗算手段52は、誤差データD1にフィードバッ
ク・ループゲインを決定する係数(D2)を乗算し、ディジ
タル制御量D3を出力する。加算手段54は、ディジタル制
御量D3に前回の鋸歯状波信号周波数設定データD5を加算
し、新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4を出力す
る。ラッチ手段56は、外部からのクロック信号A11 に同
期して新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4を１クロ
ック間ラッチし、前回の鋸歯状波信号周波数設定データ
D5を加算手段54に出力する。このようにして発生された
新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4は、直接合成デ
ィジタルシンセサイザ方式の鋸歯状波信号発生装置60に
入力される。
ディジタル乗算手段52は、誤差データD1にフィードバッ
ク・ループゲインを決定する係数(D2)を乗算し、ディジ
タル制御量D3を出力する。加算手段54は、ディジタル制
御量D3に前回の鋸歯状波信号周波数設定データD5を加算
し、新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4を出力す
る。ラッチ手段56は、外部からのクロック信号A11 に同
期して新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4を１クロ
ック間ラッチし、前回の鋸歯状波信号周波数設定データ
D5を加算手段54に出力する。このようにして発生された
新たな鋸歯状波信号周波数設定データD4は、直接合成デ
ィジタルシンセサイザ方式の鋸歯状波信号発生装置60に
入力される。
【００２５】直接合成ディジタルシンセサイザ方式の鋸
歯状波信号発生装置60において、加算手段62は、新たな
鋸歯状波信号周波数設定データD4と前回の加算データD6
を加算し、新たな加算データD7を出力すると共に、演算
結果がオーバーフローして桁上げが生じた場合にキャリ
ー信号A13 を出力する。ラッチ手段64は、外部からのク
ロック信号A14 に同期して新たな加算データD7を１クロ
ック間ラッチし、前回の加算データD6を加算手段62に出
力する。アップ／ダウンカウンタ66は、新たな鋸歯状波
信号周波数設定データD4の符号を表すアップ／ダウン切
り換え信号A12に基づきキャリー信号A13 の数をインク
リメント／デクリメントしてカウントし、該カウント数
に基づきディジタルの鋸歯状波対応信号D8を出力する。
Ｄ／Ａコンバータ68は、ディジタルの鋸歯状波対応信号
D8をアナログの鋸歯状波信号A15に変換する。このアナ
ログの鋸歯状波信号A15 は、セロダイン変調器22に入力
され、セロダイン変調用の駆動信号として用いられる。
歯状波信号発生装置60において、加算手段62は、新たな
鋸歯状波信号周波数設定データD4と前回の加算データD6
を加算し、新たな加算データD7を出力すると共に、演算
結果がオーバーフローして桁上げが生じた場合にキャリ
ー信号A13 を出力する。ラッチ手段64は、外部からのク
ロック信号A14 に同期して新たな加算データD7を１クロ
ック間ラッチし、前回の加算データD6を加算手段62に出
力する。アップ／ダウンカウンタ66は、新たな鋸歯状波
信号周波数設定データD4の符号を表すアップ／ダウン切
り換え信号A12に基づきキャリー信号A13 の数をインク
リメント／デクリメントしてカウントし、該カウント数
に基づきディジタルの鋸歯状波対応信号D8を出力する。
Ｄ／Ａコンバータ68は、ディジタルの鋸歯状波対応信号
D8をアナログの鋸歯状波信号A15に変換する。このアナ
ログの鋸歯状波信号A15 は、セロダイン変調器22に入力
され、セロダイン変調用の駆動信号として用いられる。
【００２６】以上の構成において、鋸歯状波信号周波数
設定データD4,D5および加算データD6,D7 のビット数を
大きく設定することにより、新たな鋸歯状波信号周波数
設定データD4の値が小さくなれば長い周期で、新たな鋸
歯状波信号周波数設定データD4の値が大きくなれば短い
周期で、それぞれ加算手段62からキャリー信号A13 が出
力される。このキャリー信号A13 の数をアップ／ダウン
カウンタ66においてインクリメントまたはデクリメント
してカウントし、このカウント値をＤ／Ａコンバータ68
を介してアナログ信号に変換すれば、短周期から長周期
の鋸歯状波信号A15 を発生させることができる。従っ
て、広い周波数範囲のセロダイン変調が可能となり、光
ファイバジャイロとしてのダイナミックレンジを拡大す
ることができる。
設定データD4,D5および加算データD6,D7 のビット数を
大きく設定することにより、新たな鋸歯状波信号周波数
設定データD4の値が小さくなれば長い周期で、新たな鋸
歯状波信号周波数設定データD4の値が大きくなれば短い
周期で、それぞれ加算手段62からキャリー信号A13 が出
力される。このキャリー信号A13 の数をアップ／ダウン
カウンタ66においてインクリメントまたはデクリメント
してカウントし、このカウント値をＤ／Ａコンバータ68
を介してアナログ信号に変換すれば、短周期から長周期
の鋸歯状波信号A15 を発生させることができる。従っ
て、広い周波数範囲のセロダイン変調が可能となり、光
ファイバジャイロとしてのダイナミックレンジを拡大す
ることができる。
【００２７】また、周波数を変換する時間はラッチ手段
56のクロック信号A11 とラッチ手段64のクロック信号A1
4 に依存するので、当該クロック信号A11,A14 を高い周
波数で用いれば、アナログの鋸歯状波信号A15 の周波数
（周期）を高速で変更することが可能となり、光ファイ
バジャイロの出力周波数特性を高い周波数にまで引き上
げることができる。従って、温度の変化等により鋸歯状
波信号A15 の周波数が変化した場合でも、ジャイロ出力
の直線性を良好に保ち、スケールファクタの安定性を維
持することができる。
56のクロック信号A11 とラッチ手段64のクロック信号A1
4 に依存するので、当該クロック信号A11,A14 を高い周
波数で用いれば、アナログの鋸歯状波信号A15 の周波数
（周期）を高速で変更することが可能となり、光ファイ
バジャイロの出力周波数特性を高い周波数にまで引き上
げることができる。従って、温度の変化等により鋸歯状
波信号A15 の周波数が変化した場合でも、ジャイロ出力
の直線性を良好に保ち、スケールファクタの安定性を維
持することができる。
【００２８】図３に本発明の第２実施例の主要部の構成
が示される。本実施例では、アップ／ダウンカウンタ66
の出力すなわちディジタルの鋸歯状波対応信号D8の一部
がジャイロ出力（回転角速度出力）として用いられてい
る。上記のように構成された光ファイバジャイロにおい
て、第１実施例と同様の動作でアナログの鋸歯状波信号
A15 を発生し、セロダイン位相変調が施される。ディジ
タルの鋸歯状波対応信号D8の中で最大の重みを持つビッ
ト、すなわち最上位ビット（ＭＳＢ）の周波数はアナロ
グの鋸歯状波信号A15 の周波数ｆm に等しく、その次に
重みを持つビット（ＭＳＢ−１）の周波数はアナログの
鋸歯状波信号A15 の周波数ｆm のｍ1 倍（ｍ1 ＞１の自
然数）となる。同様にして、ディジタルの鋸歯状波対応
信号D8の中の各々のビットの周波数はアナログの鋸歯状
波信号A15 の周波数ｆm のｍl 倍（ｍl ＞１の自然数、
ただし「l 」はビットに対応した添字）となる。
が示される。本実施例では、アップ／ダウンカウンタ66
の出力すなわちディジタルの鋸歯状波対応信号D8の一部
がジャイロ出力（回転角速度出力）として用いられてい
る。上記のように構成された光ファイバジャイロにおい
て、第１実施例と同様の動作でアナログの鋸歯状波信号
A15 を発生し、セロダイン位相変調が施される。ディジ
タルの鋸歯状波対応信号D8の中で最大の重みを持つビッ
ト、すなわち最上位ビット（ＭＳＢ）の周波数はアナロ
グの鋸歯状波信号A15 の周波数ｆm に等しく、その次に
重みを持つビット（ＭＳＢ−１）の周波数はアナログの
鋸歯状波信号A15 の周波数ｆm のｍ1 倍（ｍ1 ＞１の自
然数）となる。同様にして、ディジタルの鋸歯状波対応
信号D8の中の各々のビットの周波数はアナログの鋸歯状
波信号A15 の周波数ｆm のｍl 倍（ｍl ＞１の自然数、
ただし「l 」はビットに対応した添字）となる。
【００２９】従って、ディジタルの鋸歯状波対応信号D8
の中の任意の１ビットを選択して当該ビットをジャイロ
出力とすると、角度増分パルスの重みは式(5) から、 Δθ＝Ω／（ｍl ・ｆm)＝ｎλ／（ｍl ・２Ｒ）…………………(6) で表される。つまり、アナログの鋸歯状波信号A15 の周
波数を用いる場合に比べて、角度増分パルスの１パルス
当たりの重みを１／ｍl 倍に縮小することができ、それ
によって最小分解能を高めることができる。
の中の任意の１ビットを選択して当該ビットをジャイロ
出力とすると、角度増分パルスの重みは式(5) から、 Δθ＝Ω／（ｍl ・ｆm)＝ｎλ／（ｍl ・２Ｒ）…………………(6) で表される。つまり、アナログの鋸歯状波信号A15 の周
波数を用いる場合に比べて、角度増分パルスの１パルス
当たりの重みを１／ｍl 倍に縮小することができ、それ
によって最小分解能を高めることができる。
【００３０】直接合成ディジタルシンセサイザ方式の鋸
歯状波信号発生装置60におけるアップ／ダウンカウンタ
66に２進カウンタを用いると、ディジタルの鋸歯状波対
応信号D8は２進値となる。ディジタルの鋸歯状波対応信
号D8の中の最上位ビット（ＭＳＢ）の周波数はアナログ
の鋸歯状波信号A15 の周波数ｆm と等しくなり、その次
に重みを持つビット（ＭＳＢ−１）の周波数はその２倍
の周波数となる。総括的に、ｍを自然数とすると、任意
のビット（ＭＳＢ−ｍ）の周波数は２m 倍の周波数とな
る。そこで、この任意のビット（ＭＳＢ−ｍ）をジャイ
ロ出力として用いれば、式(6) から明らかなように角度
増分パルスの重みは１／２m 倍に縮小され、それによっ
て最小分解能を高めることが可能となる。
歯状波信号発生装置60におけるアップ／ダウンカウンタ
66に２進カウンタを用いると、ディジタルの鋸歯状波対
応信号D8は２進値となる。ディジタルの鋸歯状波対応信
号D8の中の最上位ビット（ＭＳＢ）の周波数はアナログ
の鋸歯状波信号A15 の周波数ｆm と等しくなり、その次
に重みを持つビット（ＭＳＢ−１）の周波数はその２倍
の周波数となる。総括的に、ｍを自然数とすると、任意
のビット（ＭＳＢ−ｍ）の周波数は２m 倍の周波数とな
る。そこで、この任意のビット（ＭＳＢ−ｍ）をジャイ
ロ出力として用いれば、式(6) から明らかなように角度
増分パルスの重みは１／２m 倍に縮小され、それによっ
て最小分解能を高めることが可能となる。
【００３１】図４に本発明の第３実施例の主要部の構成
が示される。本実施例では、鋸歯状波信号発生装置60の
加算手段62から出力されるキャリー信号A13 と鋸歯状波
信号周波数設定装置50から出力されるアップ／ダウン切
り換え信号A12 がジャイロ出力（回転角速度出力）とし
て用いられている。図中、ジャイロ出力の一方の信号は
アップ／ダウン切り換え信号A12 であり、鋸歯状波信号
の符号（つまり正ランプか、負ランプか）を識別する信
号である。また、ジャイロ出力の他方の信号はキャリー
信号A13 であり、鋸歯状波信号の周波数に対応する信号
である。
が示される。本実施例では、鋸歯状波信号発生装置60の
加算手段62から出力されるキャリー信号A13 と鋸歯状波
信号周波数設定装置50から出力されるアップ／ダウン切
り換え信号A12 がジャイロ出力（回転角速度出力）とし
て用いられている。図中、ジャイロ出力の一方の信号は
アップ／ダウン切り換え信号A12 であり、鋸歯状波信号
の符号（つまり正ランプか、負ランプか）を識別する信
号である。また、ジャイロ出力の他方の信号はキャリー
信号A13 であり、鋸歯状波信号の周波数に対応する信号
である。
【００３２】なお、アップ／ダウンカウンタ66をｍビッ
トの２進カウンタとすると、ジャイロ出力の周波数はア
ナログの鋸歯状波信号A15 の周波数の２m 倍となり、上
述したように最小分解能を高めることができる。この場
合、キャリー信号A13 を分周してジャイロ出力としても
よい。図５に参考例の主要部の構成が示される。
トの２進カウンタとすると、ジャイロ出力の周波数はア
ナログの鋸歯状波信号A15 の周波数の２m 倍となり、上
述したように最小分解能を高めることができる。この場
合、キャリー信号A13 を分周してジャイロ出力としても
よい。図５に参考例の主要部の構成が示される。
【００３３】本参考例では、鋸歯状波信号周波数設定装
置50から出力されたディジタルの周波数設定データD4が
ジャイロ出力（回転角速度出力）として用いられてい
る。この場合、鋸歯状波信号周波数設定データD4は、周
波数すなわち角速度を指示しているので、このデータを
一定時間積分することで角度増分出力となる。この時の
最小分解能Δθ’は、 Δθ’＝Ωmax ／Ｎ／ｆca…………………………………
…………(7) で表される。ここで、Ωmax は最大入力回転角速度、Ｎ
は鋸歯状波信号周波数設定データの最大値、そしてｆca
は第１のクロックの周波数を示す。
置50から出力されたディジタルの周波数設定データD4が
ジャイロ出力（回転角速度出力）として用いられてい
る。この場合、鋸歯状波信号周波数設定データD4は、周
波数すなわち角速度を指示しているので、このデータを
一定時間積分することで角度増分出力となる。この時の
最小分解能Δθ’は、 Δθ’＝Ωmax ／Ｎ／ｆca…………………………………
…………(7) で表される。ここで、Ωmax は最大入力回転角速度、Ｎ
は鋸歯状波信号周波数設定データの最大値、そしてｆca
は第１のクロックの周波数を示す。
【００３４】さて、従来形における最小分解能Δθは、 Δθ＝Ωmax ／ｆmax ＝Ωmax ／（１／２m ）／ｆcb…………………………………(8) で表される。従って、Ｎ＞（１／２m ）・（ｆcb／
ｆca）とすることで、最小分解能を高めることができ
る。なお、式(8) においてｆmax はアナログの鋸歯状波
信号の最大周波数、ｍはアップ／ダウンカウンタ66に２
進カウンタを用いた場合のビット数、そしてｆcbは第２
のクロックの周波数を示す。
ｆca）とすることで、最小分解能を高めることができ
る。なお、式(8) においてｆmax はアナログの鋸歯状波
信号の最大周波数、ｍはアップ／ダウンカウンタ66に２
進カウンタを用いた場合のビット数、そしてｆcbは第２
のクロックの周波数を示す。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鋸
歯状波信号発生部を直接合成ディジタルシンセサイザ方
式にしてクローズドループを構成したので、レンジの切
り換えを行うことなくダイナミックレンジを拡大するこ
とができる。また、鋸歯状波信号の振幅が安定化するよ
う制御がなされるので、温度の変化等が有った場合でも
ジャイロ出力の直線性を良好に維持し、スケールファク
タの安定性を改善することができる。
歯状波信号発生部を直接合成ディジタルシンセサイザ方
式にしてクローズドループを構成したので、レンジの切
り換えを行うことなくダイナミックレンジを拡大するこ
とができる。また、鋸歯状波信号の振幅が安定化するよ
う制御がなされるので、温度の変化等が有った場合でも
ジャイロ出力の直線性を良好に維持し、スケールファク
タの安定性を改善することができる。
【００３６】さらに、角度増分パルスの１パルス当りの
重みを小さくすることが可能となり、それによって最小
分解能を高めることができる。
重みを小さくすることが可能となり、それによって最小
分解能を高めることができる。
【図１】本発明の第１実施例としてのセロダイン変調方
式光ファイバジャイロの主要部の構成を示すブロック図
である。
式光ファイバジャイロの主要部の構成を示すブロック図
である。
【図２】本発明の各実施例における光ファイバジャイロ
の一部の構成を一部模式的に示したブロック図である。
の一部の構成を一部模式的に示したブロック図である。
【図３】本発明の第２実施例としてのセロダイン変調方
式光ファイバジャイロの主要部の構成を示すブロック図
である。
式光ファイバジャイロの主要部の構成を示すブロック図
である。
【図４】本発明の第３実施例としてのセロダイン変調方
式光ファイバジャイロの主要部の構成を示すブロック図
である。
式光ファイバジャイロの主要部の構成を示すブロック図
である。
【図５】参考例としてのセロダイン変調方式光ファイバ
ジャイロの主要部の構成を示すブロック図である。
ジャイロの主要部の構成を示すブロック図である。
【図６】従来形の一例としてのセロダイン変調方式光フ
ァイバジャイロの構成を一部模式的に示したブロック図
である。
ァイバジャイロの構成を一部模式的に示したブロック図
である。
24…光ファイバループ 40…信号処理装置 50…鋸歯状波信号周波数設定装置 52…乗算手段 54,62 …加算手段 56,64 …ラッチ手段 60…鋸歯状波信号発生装置 66…カウンタ手段（アップ／ダウンカウンタ） 68…Ｄ／Ａコンバータ A1…一定周波数の信号（位相変調信号） A2…光電変換出力信号 A11,A14 …クロック信号 A12 …アップ／ダウン切り換え信号 A13 …キャリー信号 A15 …可変周波数のアナログ鋸歯状波信号（セロダイン
変調信号） D1…サニャック効果による光の位相差に応じた信号（誤
差データ） D2…フィードバック・ループゲインを決定する係数を指
示するデータ D3…ディジタル制御量 D4…新たな鋸歯状波信号周波数設定データ D5…前回の鋸歯状波信号周波数設定データ D6…前回の加算データ D7…新たな加算データ D8…ディジタルの鋸歯状波対応信号
変調信号） D1…サニャック効果による光の位相差に応じた信号（誤
差データ） D2…フィードバック・ループゲインを決定する係数を指
示するデータ D3…ディジタル制御量 D4…新たな鋸歯状波信号周波数設定データ D5…前回の鋸歯状波信号周波数設定データ D6…前回の加算データ D7…新たな加算データ D8…ディジタルの鋸歯状波対応信号
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−193013（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−29715（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−223213（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−283616（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280005（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−170869（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−270913（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130212（ＪＰ，Ａ) 実願 平３−22641号（実開 平４− 118618号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/64 - 19/72
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸と共動する光ファイバループ(24)
に光を互いに逆方向に同時に伝搬させ、両方向に伝播し
た光に対して一定周波数の信号(A1)により位相変調を行
うと共に可変周波数のアナログの鋸歯状波信号(A15) に
よりセロダイン変調を行い、該変調された両方向の光の
干渉光を検出してその光強度に応じた光電変換出力信号
(A2)を出力する光学系と、 該出力された光電変換出力信号から前記一定周波数の信
号に同期した成分を抽出し、前記互いに逆方向に伝播し
た光の位相差に応じたディジタルの誤差データ(D1)を出
力する信号処理部(40)と、 該出力された誤差データに基づいて前記セロダイン変調
用鋸歯状波信号の周波数をディジタル的に設定する鋸歯
状波信号周波数設定部(50)と、 該ディジタル的に設定された周波数データ(D4)に前回の
加算データ(D6)を加算する加算手段(62)と、 該加算手段がオーバーフローした時にその内容をインク
リメント／デクリメントしてディジタルの鋸歯状波対応
信号(D8)を発生するカウンタ手段(66)と、 該ディジタルの鋸歯状波対応信号を前記アナログの鋸歯
状波信号(A15) に変換するＤ／Ａコンバータ(68)とを具
備し、 該変換されたアナログの鋸歯状波信号をジャイロ出力と
して取り出すことを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項２】 回転軸と共動する光ファイバループ(24)
に光を互いに逆方向に同時に伝搬させ、両方向に伝播し
た光に対して一定周波数の信号(A1)により位相変調を行
うと共に可変周波数のアナログの鋸歯状波信号(A15) に
よりセロダイン変調を行い、該変調された両方向の光の
干渉光を検出してその光強度に応じた光電変換出力信号
(A2)を出力する光学系と、 該出力された光電変換出力信号から前記一定周波数の信
号に同期した成分を抽出し、前記互いに逆方向に伝播し
た光の位相差に応じたディジタルの誤差データ(D1)を出
力する信号処理部(40)と、 該出力された誤差データに基づいて前記セロダイン変調
用鋸歯状波信号の周波数をディジタル的に設定する鋸歯
状波信号周波数設定部(50)と、 該ディジタル的に設定された周波数データ(D4)に前回の
加算データ(D6)を加算する加算手段(62)と、 該加算手段がオーバーフローした時にその内容をインク
リメント／デクリメントしてディジタルの鋸歯状波対応
信号(D8)を発生するカウンタ手段(66)と、 該ディジタルの鋸歯状波対応信号を前記アナログの鋸歯
状波信号(A15) に変換するＤ／Ａコンバータ(68)とを具
備し、 前記カウンタ手段で発生されたディジタルの鋸歯状波対
応信号データの最上位ビット以外の特定ビットをジャイ
ロ出力として取り出すことを特徴とする光ファイバジャ
イロ。 - 【請求項３】 回転軸と共動する光ファイバループ(24)
に光を互いに逆方向に同時に伝搬させ、両方向に伝播し
た光に対して一定周波数の信号(A1)により位相変調を行
うと共に可変周波数のアナログの鋸歯状波信号(A15) に
よりセロダイン変調を行い、該変調された両方向の光の
干渉光を検出してその光強度に応じた光電変換出力信号
(A2)を出力する光学系と、 該出力された光電変換出力信号から前記一定周波数の信
号に同期した成分を抽出し、前記互いに逆方向に伝播し
た光の位相差に応じたディジタルの誤差データ(D1)を出
力する信号処理部(40)と、 該出力された誤差データにフィードバック・ループゲイ
ンを決定する係数を指示するディジタルデータ(D2)を乗
じる乗算手段(52)と、 該乗算手段の出力データ(D3)に前回の鋸歯状波信号周波
数設定データ(D5)を加算して新たな鋸歯状波信号周波数
設定データ(D4)として出力すると共に、該新たな鋸歯状
波信号周波数設定データの符号を指示する制御信号(A1
2) を出力する第１の加算手段(54)と、 該第１の加算手段から出力された鋸歯状波信号周波数設
定データに前回の加算データ(D6)を加算すると共に、オ
ーバーフローを生じた時にキャリー信号(A13)を出力す
る第２の加算手段(62)と、 該出力されたキャリー信号の数をインクリメント／デク
リメントしてディジタルの鋸歯状波対応信号(D8)を発生
するカウンタ手段(66)と、 該ディジタルの鋸歯状波対応信号を前記アナログの鋸歯
状波信号(A15) に変換するＤ／Ａコンバータ(68)とを具
備し、 前記第１および第２の加算手段からそれぞれ出力された
制御信号およびキャリー信号をジャイロ出力として取り
出すことを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項４】 前記カウンタ手段が２進カウンタである
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光ファイバ
ジャイロ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03111483A JP3085725B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 光ファイバジャイロ |
| US07/840,535 US5412471A (en) | 1991-03-12 | 1992-02-25 | Optical gyro with expanded detectable range of input rotation angular velocity and optical waveguide-type phase modulator used in the same |
| FR9202235A FR2676124B1 (fr) | 1991-03-12 | 1992-02-26 | Gyroscope optique et modulateur de phase du type a guide d'onde optique utilise dans ce gyroscope. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03111483A JP3085725B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 光ファイバジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339212A JPH04339212A (ja) | 1992-11-26 |
| JP3085725B2 true JP3085725B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=14562407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03111483A Expired - Lifetime JP3085725B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-05-16 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3085725B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102538826A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-04 | 光庭导航数据（武汉）有限公司 | 基于地图匹配数据与gps的自适应陀螺误差校正方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06221859A (ja) * | 1993-01-27 | 1994-08-12 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光干渉角速度計 |
| WO2018070442A1 (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光角度変調測定装置及び測定方法 |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP03111483A patent/JP3085725B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102538826A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-04 | 光庭导航数据（武汉）有限公司 | 基于地图匹配数据与gps的自适应陀螺误差校正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04339212A (ja) | 1992-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4705399A (en) | Device for measuring a nonreciprocal phase shift produced in a closed-loop interferometer | |
| EP0288032A2 (en) | Integrated triad optical rate sensor apparatus | |
| US5289257A (en) | Signal processing apparatus for optical gyro | |
| US5412471A (en) | Optical gyro with expanded detectable range of input rotation angular velocity and optical waveguide-type phase modulator used in the same | |
| US5048962A (en) | Optical gyro, signal processing apparatus for the same and method of driving phase modulator used in the same | |
| JP3085725B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| US5009480A (en) | Fiber optic gyro | |
| JPH1018U (ja) | 光ファイバジャイロスコープの位相制御フィードバック装置 | |
| JPH04130212A (ja) | 回転速度の測定のための光ファイバサニャック干渉計 | |
| JP2818040B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH0560564A (ja) | 光フアイバジヤイロ | |
| JPH063154A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| US7187448B2 (en) | Nonreciprocal phase shift fiber-optic gyrometer | |
| JPH04340414A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP3343767B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH01170105A (ja) | 正弦波発振器 | |
| US5309220A (en) | Closed loop fiber optic gyroscope with reduced sensitivity to electronic drift | |
| US5280339A (en) | Closed loop fiber optic gyroscope with fine angle resolution | |
| JP2660573B2 (ja) | 光干渉角速度計 | |
| JP3245796B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP3343766B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| US5182611A (en) | Digital synthetic serrodyne for fiber optic gyroscope | |
| EP0412468B1 (en) | Synthetic serrodyne controller for fiber optic gyroscope | |
| JP3239237B2 (ja) | クローズドループ光干渉角速度計 | |
| JPH06294656A (ja) | 干渉型光ファイバジャイロ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 10 |