JP3198353B2 - 経路長制御装置 - Google Patents
経路長制御装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/66—Ring laser gyrometers
- G01C19/661—Ring laser gyrometers details
- G01C19/665—Ring laser gyrometers details control of the cavity
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電制御素子に関し、特
に、リングレーザージャイロの経路長制御ドライバを温
度同調する装置に関する。
に、リングレーザージャイロの経路長制御ドライバを温
度同調する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ミネソタ州ミネアポリスのＨａｎｅｙｗ
ｅｌｌ Ｉｎｃ．が製造している種類のリングレーザー
ジャイロは良く知られている。その名が示す通り、リン
グレーザージャイロは、リングレーザージャイロブロッ
ク内部の閉鎖経路、すなわち、リングの中を進むように
方向づけされたレーザービームを利用して、レーザービ
ームが導かれてゆく経路の軸を中心とする回転を検出す
るジャイロスコープである。リングレーザージャイロは
広い温度範囲にわたって動作することができなければな
らない。そのため、ジャイロスコープを形成している材
料は温度の変化に伴って熱膨張したり、収縮したりす
る。リングレーザージャイロ内部のレーザービームの経
路は、鏡によって規定され、通常は３つの鏡を有する三
角形の経路を使用する。三角形の経路のそれぞれの角に
１つずつ鏡を配置する。他の多角形状を有する、四辺形
リングレーザージャイロなどの別の種類のリングレーザ
ージャイロも知られており、それらも先に述べたのと同
じ原理に従って動作する。膨張や収縮を起こさせる温度
変化は、経路長を変化させる。
ｅｌｌ Ｉｎｃ．が製造している種類のリングレーザー
ジャイロは良く知られている。その名が示す通り、リン
グレーザージャイロは、リングレーザージャイロブロッ
ク内部の閉鎖経路、すなわち、リングの中を進むように
方向づけされたレーザービームを利用して、レーザービ
ームが導かれてゆく経路の軸を中心とする回転を検出す
るジャイロスコープである。リングレーザージャイロは
広い温度範囲にわたって動作することができなければな
らない。そのため、ジャイロスコープを形成している材
料は温度の変化に伴って熱膨張したり、収縮したりす
る。リングレーザージャイロ内部のレーザービームの経
路は、鏡によって規定され、通常は３つの鏡を有する三
角形の経路を使用する。三角形の経路のそれぞれの角に
１つずつ鏡を配置する。他の多角形状を有する、四辺形
リングレーザージャイロなどの別の種類のリングレーザ
ージャイロも知られており、それらも先に述べたのと同
じ原理に従って動作する。膨張や収縮を起こさせる温度
変化は、経路長を変化させる。
【０００３】リングレーザージャイロを適正に動作させ
るためには、レーザーの経路をほぼ一定の長さに維持す
ることが必要である。レーザービームの強さは経路長に
よって決まるため、このことは重要である。ビームの強
さが変動すると、ジャイロの性能パラメータに悪影響が
生じ、そのような変動はジャイロの誤差を生み出すと考
えられる。リングレーザー経路長を一定に維持するため
に、鏡変換器を採用するのが一般的である。そのような
鏡変換器は、リングレーザージャイロ部材に固有のもの
であって望ましくない経路長の変化を生じさせる熱膨張
効果を、リングレーザージャイロブロックに関する少な
くとも１つの鏡の位置を変化させることによって補償す
る。この効果を図１２に示す。図１２は、経路長制御ド
ライバによる鏡変換器基板の選択的運動を表わす第１の
曲線ＰＬＣと、温度に伴うリングレーザージャイロアセ
ンブリの経路長変化に対応する第２の曲線Ｃとを示す。
望ましい結果は、経路長制御ドライバが鏡変換基基板
を、温度変化への反応によって起こるリングレーザージ
ャイロアセンブリの運動と同等且つ逆の方向に強制的に
動かすというものである。このことは、経路長制御ドラ
イバアセンブリの熱運動と、リングレーザージャイロア
センブリの熱運動との和を表わす破線ＰＬＣ＋Ｃにより
示されている。そのような経路長ドライバによる制御は
リングレーザージャイロアセンブリの熱運動を有効に取
り消し、それにより、一定の経路長を維持する。
るためには、レーザーの経路をほぼ一定の長さに維持す
ることが必要である。レーザービームの強さは経路長に
よって決まるため、このことは重要である。ビームの強
さが変動すると、ジャイロの性能パラメータに悪影響が
生じ、そのような変動はジャイロの誤差を生み出すと考
えられる。リングレーザー経路長を一定に維持するため
に、鏡変換器を採用するのが一般的である。そのような
鏡変換器は、リングレーザージャイロ部材に固有のもの
であって望ましくない経路長の変化を生じさせる熱膨張
効果を、リングレーザージャイロブロックに関する少な
くとも１つの鏡の位置を変化させることによって補償す
る。この効果を図１２に示す。図１２は、経路長制御ド
ライバによる鏡変換器基板の選択的運動を表わす第１の
曲線ＰＬＣと、温度に伴うリングレーザージャイロアセ
ンブリの経路長変化に対応する第２の曲線Ｃとを示す。
望ましい結果は、経路長制御ドライバが鏡変換基基板
を、温度変化への反応によって起こるリングレーザージ
ャイロアセンブリの運動と同等且つ逆の方向に強制的に
動かすというものである。このことは、経路長制御ドラ
イバアセンブリの熱運動と、リングレーザージャイロア
センブリの熱運動との和を表わす破線ＰＬＣ＋Ｃにより
示されている。そのような経路長ドライバによる制御は
リングレーザージャイロアセンブリの熱運動を有効に取
り消し、それにより、一定の経路長を維持する。
【０００４】リングレーザージャイロにおける経路長制
御のための鏡変換器は、一般に、多種多様な圧電素子駆
動変換器アセンブリを使用して製造されている。そのよ
うなアセンブリは１つ又は複数の圧電素子を含んでい
る。リングレーザージャイロに適用するのに使用される
圧電制御素子は、たとえば、ポジョルスキイ（Ｐｏｄｇ
ｏｒｓｋｉ）に対し発行された米国特許第３，５８１，
２２７号、ハッチング（Ｈｕｔｃｈｉｎｇｓ）他に対し
発行された米国特許第４，３８３，７６３号、リュング
（Ｌｊｕｎｇ）他に対し発行された米国特許第４，６９
１，３２３号及びバウマン（Ｂａｕｍａｎｎ）に対し発
行された米国特許第４，４８８，０８０号に示されてい
る。選択的熱補償を伴う鏡変換器基板は、トス（Ｔｏｔ
ｈ）の米国特許第４，９１５，４９２号に記載されてい
る。
御のための鏡変換器は、一般に、多種多様な圧電素子駆
動変換器アセンブリを使用して製造されている。そのよ
うなアセンブリは１つ又は複数の圧電素子を含んでい
る。リングレーザージャイロに適用するのに使用される
圧電制御素子は、たとえば、ポジョルスキイ（Ｐｏｄｇ
ｏｒｓｋｉ）に対し発行された米国特許第３，５８１，
２２７号、ハッチング（Ｈｕｔｃｈｉｎｇｓ）他に対し
発行された米国特許第４，３８３，７６３号、リュング
（Ｌｊｕｎｇ）他に対し発行された米国特許第４，６９
１，３２３号及びバウマン（Ｂａｕｍａｎｎ）に対し発
行された米国特許第４，４８８，０８０号に示されてい
る。選択的熱補償を伴う鏡変換器基板は、トス（Ｔｏｔ
ｈ）の米国特許第４，９１５，４９２号に記載されてい
る。
【０００５】図１に示すように、ポジョルスキイの３，
５８１，２２７号特許は、リングレーザージャイロブロ
ック４０に装着されている寸法が安定した材料から構成
される変換器ブロック４の使用を示し且つ特許請求して
いる。変換器ブロックの内面には円形の溝が形成されて
おり、中心支柱５と、外側リム９との間に延出するくぼ
んだ薄い一体的な気体を通さない環状ダイアフラム６を
残している。中心支柱はほぼ円筒形であり、環状ダイア
フラムから内方へ立っており且つ環状ダイアフラムと一
体である。外側リムも環状ダイアフラムと一体である。
ブロック４の下面にあけられた開口８の中には、圧電セ
ラミックウェハ１のスタックが配置されている。セラミ
ックウェハのスタック１は環状ダイアフラムと内方へ立
っている支柱の外面に当接している。セラミックウェハ
のスタックを入れている開口は、セラミックウェハのス
タックを支持する剛性円板状部材２で閉鎖されている。
中心支柱５の内面には、一般に鏡を形成するために選択
された材料を蒸着することにより設けられる光反射手段
７がある。変換器アセンブリは、リングレーザージャイ
ロブロック４０に、レーザージャイロブロックが形成す
る空洞の中でレーザービームを反射するように配置され
ている。
５８１，２２７号特許は、リングレーザージャイロブロ
ック４０に装着されている寸法が安定した材料から構成
される変換器ブロック４の使用を示し且つ特許請求して
いる。変換器ブロックの内面には円形の溝が形成されて
おり、中心支柱５と、外側リム９との間に延出するくぼ
んだ薄い一体的な気体を通さない環状ダイアフラム６を
残している。中心支柱はほぼ円筒形であり、環状ダイア
フラムから内方へ立っており且つ環状ダイアフラムと一
体である。外側リムも環状ダイアフラムと一体である。
ブロック４の下面にあけられた開口８の中には、圧電セ
ラミックウェハ１のスタックが配置されている。セラミ
ックウェハのスタック１は環状ダイアフラムと内方へ立
っている支柱の外面に当接している。セラミックウェハ
のスタックを入れている開口は、セラミックウェハのス
タックを支持する剛性円板状部材２で閉鎖されている。
中心支柱５の内面には、一般に鏡を形成するために選択
された材料を蒸着することにより設けられる光反射手段
７がある。変換器アセンブリは、リングレーザージャイ
ロブロック４０に、レーザージャイロブロックが形成す
る空洞の中でレーザービームを反射するように配置され
ている。
【０００６】先に挙げたその他の特許も、皆、ポジョル
スキイの教示による原理の１つ又はいくつかを利用して
いる。ミネソタ州ミネアポリスのＨｏｎｅｙｗｅｌｌ
Ｉｎｃ．は、圧電ドライバアセンブリを含む二重ダイア
フラム鏡アセンブリを長く使用してきた。二重ダイアフ
ラム鏡アセンブリの１例はリュング他の特許に示されて
いる。この鏡アセンブリは、ドライバアセンブリに結合
する中心支柱を含む。ドライバアセンブリは、一体の中
心部材と外側リム部材との間に延在する環状ダイアフラ
ムを有するカップ形金属ドライバ取付け具である。中心
部材は鏡アセンブリの中心支柱に固定結合されるか又は
それに装着される。環状ダイアフラムの両面には一対の
対称形のドーナツ形圧電円板が配置されており、変換器
として作用する。
スキイの教示による原理の１つ又はいくつかを利用して
いる。ミネソタ州ミネアポリスのＨｏｎｅｙｗｅｌｌ
Ｉｎｃ．は、圧電ドライバアセンブリを含む二重ダイア
フラム鏡アセンブリを長く使用してきた。二重ダイアフ
ラム鏡アセンブリの１例はリュング他の特許に示されて
いる。この鏡アセンブリは、ドライバアセンブリに結合
する中心支柱を含む。ドライバアセンブリは、一体の中
心部材と外側リム部材との間に延在する環状ダイアフラ
ムを有するカップ形金属ドライバ取付け具である。中心
部材は鏡アセンブリの中心支柱に固定結合されるか又は
それに装着される。環状ダイアフラムの両面には一対の
対称形のドーナツ形圧電円板が配置されており、変換器
として作用する。
【０００７】本明細書にも参考して取り入れられている
米国特許第４，９１５，４９２号の中で、トスは、鏡ア
センブリと、ドライバアセンブリとから構成される鏡基
板を開示している。鏡アセンブリと、ドライバアセンブ
リは、共に、一体の中心支柱部材を取り囲むダイアフラ
ム部分を含む。中心支柱部材は互いに固定結合されて、
中心支柱部材を通る中心軸に沿って縦並びの並進運動を
行う。ドライバアセンブリのダイアフラム部分の両面に
は、一対の非対称の圧電円板が配置されている。圧電円
板の大きさは、縦並びの中心支柱部材を通る軸に沿った
それらの部材の被選択温度運動感度を得るように選択さ
れている。
米国特許第４，９１５，４９２号の中で、トスは、鏡ア
センブリと、ドライバアセンブリとから構成される鏡基
板を開示している。鏡アセンブリと、ドライバアセンブ
リは、共に、一体の中心支柱部材を取り囲むダイアフラ
ム部分を含む。中心支柱部材は互いに固定結合されて、
中心支柱部材を通る中心軸に沿って縦並びの並進運動を
行う。ドライバアセンブリのダイアフラム部分の両面に
は、一対の非対称の圧電円板が配置されている。圧電円
板の大きさは、縦並びの中心支柱部材を通る軸に沿った
それらの部材の被選択温度運動感度を得るように選択さ
れている。
【０００８】動作中、先に説明した種類の鏡変換器は、
一般的に、きわめて限られた範囲内でしか運動しない。
従って、リングレーザージャイロに適用する場合には、
変換器をその動作範囲内に維持するために、モードリセ
ット回路を採用することが多い。ここで、モードはレー
ザービームの１波長と同等のものとして定義されてい
る。ヘリウム・ネオンレーザーの場合、１モードは６３
２８ミクロン（２４．９１マイクロインチ）に等しい。
ジャイロレーザーブロックと、変換器アセンブリそれ自
体の温度変化は、レーザービームの経路長変化をもたら
す第１の要因である。残念なことに、変換器を「モード
リセット」するたびに、総ジャイロ性能誤差は大きくな
ってゆく。
一般的に、きわめて限られた範囲内でしか運動しない。
従って、リングレーザージャイロに適用する場合には、
変換器をその動作範囲内に維持するために、モードリセ
ット回路を採用することが多い。ここで、モードはレー
ザービームの１波長と同等のものとして定義されてい
る。ヘリウム・ネオンレーザーの場合、１モードは６３
２８ミクロン（２４．９１マイクロインチ）に等しい。
ジャイロレーザーブロックと、変換器アセンブリそれ自
体の温度変化は、レーザービームの経路長変化をもたら
す第１の要因である。残念なことに、変換器を「モード
リセット」するたびに、総ジャイロ性能誤差は大きくな
ってゆく。
【０００９】本発明では、経路長制御ドライバの補償素
子として電極を使用する。そのようにして電極を使用す
ると、より高い再現性をもって補償を行うことができ
る。先に述べた通り、圧電材料の大きさ又は厚さも補償
要素として使用されていたが、圧電材料の厚さを変化さ
せることにより、一定の再現性をもってドライバ制御温
度補償能力を得るのは困難である。さらに容易に製造で
きる構成について必要な温度補償を実現するためには、
圧電材料の大きさを規定する方式を越える補償が要求さ
れる。モードリセットを回避すべき場合には、特にその
ことが必要となる。本発明の１つの面においては、本発
明で採用する電極と圧電素子は、それぞれ、微同調素子
と、粗同調素子に類似している。従って、温度補償とい
う面から見れば、電極と圧電材料は互いにきわめて良く
補い合うのである。
子として電極を使用する。そのようにして電極を使用す
ると、より高い再現性をもって補償を行うことができ
る。先に述べた通り、圧電材料の大きさ又は厚さも補償
要素として使用されていたが、圧電材料の厚さを変化さ
せることにより、一定の再現性をもってドライバ制御温
度補償能力を得るのは困難である。さらに容易に製造で
きる構成について必要な温度補償を実現するためには、
圧電材料の大きさを規定する方式を越える補償が要求さ
れる。モードリセットを回避すべき場合には、特にその
ことが必要となる。本発明の１つの面においては、本発
明で採用する電極と圧電素子は、それぞれ、微同調素子
と、粗同調素子に類似している。従って、温度補償とい
う面から見れば、電極と圧電材料は互いにきわめて良く
補い合うのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明はレーザージャ
イロの温度変化によって生じる経路長変化を補償するこ
とである。
イロの温度変化によって生じる経路長変化を補償するこ
とである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による経路長制御
ドライバは、第１の端部及びその反対側にある第２の端
部を有する第１の中心部材と、第１の外側リム部材と、
第１の面及びその反対側にある第２の面を有する第１の
可撓性環状ダイアフラム領域とを有するベースプレート
を含む。第１の可撓性環状ダイアフラム領域は第１の中
心部材と第１の外側リム部材との間にあり且つそれらの
部材と一体である。中心軸は第１の中心部材の第１の端
部と第２の端部の中心を通っている。第１の圧電セラミ
ック材料は第１の面と、その反対側にある第２の面とを
有し、第１の圧電セラミック材料の第１の面は第１の可
撓性環状ダイアフラム領域の第１の面に固定装着されて
いる。第２の圧電セラミック材料は第１の面と、その反
対側にある第２の面とを有し、第２の圧電セラミック材
料の第１の面は第１の可撓性環状ダイアフラム領域の第
２の面に固定装着されている。第１の電極は第１の圧電
セラミック材料の第２の面に固定装着されており、第２
の電極は第２の圧電セラミック材料の第２の面に固定装
着されている。第１の電極及び第２の電極は、中心軸に
沿った中心部材の被選択温度運動感度を与えるために、
大きさの異なる選択された形状を有する。
ドライバは、第１の端部及びその反対側にある第２の端
部を有する第１の中心部材と、第１の外側リム部材と、
第１の面及びその反対側にある第２の面を有する第１の
可撓性環状ダイアフラム領域とを有するベースプレート
を含む。第１の可撓性環状ダイアフラム領域は第１の中
心部材と第１の外側リム部材との間にあり且つそれらの
部材と一体である。中心軸は第１の中心部材の第１の端
部と第２の端部の中心を通っている。第１の圧電セラミ
ック材料は第１の面と、その反対側にある第２の面とを
有し、第１の圧電セラミック材料の第１の面は第１の可
撓性環状ダイアフラム領域の第１の面に固定装着されて
いる。第２の圧電セラミック材料は第１の面と、その反
対側にある第２の面とを有し、第２の圧電セラミック材
料の第１の面は第１の可撓性環状ダイアフラム領域の第
２の面に固定装着されている。第１の電極は第１の圧電
セラミック材料の第２の面に固定装着されており、第２
の電極は第２の圧電セラミック材料の第２の面に固定装
着されている。第１の電極及び第２の電極は、中心軸に
沿った中心部材の被選択温度運動感度を与えるために、
大きさの異なる選択された形状を有する。
【００１２】本発明のさらに別の面においては、第１の
端部及びその反対側にある第２の端部を有する第１の中
心部材と、第１の外側リム部材と、第１の面及びその反
対側にある第２の面を有する第１の可撓性環状ダイアフ
ラム領域とを有するベースプレートを具備する経路長制
御装置を開示する。第１の可撓性環状ダイアフラム領域
は第１の中心部材と第１の外側リム部材との間にあり且
つそれらの部材と一体である。中心軸は第１の中心部材
の第１の端部及び第２の端部の中心を通っている。第１
の複数の圧電セラミック材料素子から構成される第１の
圧電セラミック材料スタックは第１の面と、その反対側
にある第２の面とを有し、第１の圧電セラミック材料ス
タックの第１の面は、第１の可撓性環状ダイアフラム領
域の第１の面に固定装着されている。第２の複数の圧電
セラミック材料素子から構成される第２の圧電セラミッ
ク材料スタックは第１の面と、その反対側にある第２の
面とを有し、第２の圧電セラミック材料スタックは第１
の可撓性環状ダイアフラム領域の第２の面に固定装着さ
れている。少なくとも第１の電極と、第２の電極とが含
まれている。第１の電極は第１の圧電セラミック材料ス
タックの第２の面に固定装着されている。第２の電極は
第２の圧電セラミック材料スタックの第２の面に固定装
着されている。少なくとも第１の電極及び第２の電極
は、第１の中心軸に沿った中心部材の被選択温度運動感
度を与えるために、選択された形状を有する。
端部及びその反対側にある第２の端部を有する第１の中
心部材と、第１の外側リム部材と、第１の面及びその反
対側にある第２の面を有する第１の可撓性環状ダイアフ
ラム領域とを有するベースプレートを具備する経路長制
御装置を開示する。第１の可撓性環状ダイアフラム領域
は第１の中心部材と第１の外側リム部材との間にあり且
つそれらの部材と一体である。中心軸は第１の中心部材
の第１の端部及び第２の端部の中心を通っている。第１
の複数の圧電セラミック材料素子から構成される第１の
圧電セラミック材料スタックは第１の面と、その反対側
にある第２の面とを有し、第１の圧電セラミック材料ス
タックの第１の面は、第１の可撓性環状ダイアフラム領
域の第１の面に固定装着されている。第２の複数の圧電
セラミック材料素子から構成される第２の圧電セラミッ
ク材料スタックは第１の面と、その反対側にある第２の
面とを有し、第２の圧電セラミック材料スタックは第１
の可撓性環状ダイアフラム領域の第２の面に固定装着さ
れている。少なくとも第１の電極と、第２の電極とが含
まれている。第１の電極は第１の圧電セラミック材料ス
タックの第２の面に固定装着されている。第２の電極は
第２の圧電セラミック材料スタックの第２の面に固定装
着されている。少なくとも第１の電極及び第２の電極
は、第１の中心軸に沿った中心部材の被選択温度運動感
度を与えるために、選択された形状を有する。
【００１３】先に説明したように第１及び第２の圧電セ
ラミック材料素子、又は圧電材料素子スタックを有する
本発明による経路長制御装置は、光反射手段を有する鏡
変換器基板アセンブリをさらに含んでいても良い。この
鏡変換器基板は、ベースプレートの第１の外側リム部材
に固定装着されている第２の外側リム部材と、ベースプ
レートの第１の中心部材と縦並びで動くように構成され
た光反射手段を含む第２の中心部材とを有する。本発明
で採用されている通り、電極及び圧電セラミック材料素
子のいずれの形状も円板形、環状又はドーナツ形などで
あって良い。本発明のいくつかの面では、電極又は圧電
セラミック材料素子のいずれかの数、表面積及び／又は
横断面厚さは、第１の中心軸に沿った中心部材の被選択
温度運動感度を与えるために選択的に変化される。本発
明のその他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説
明、特許請求の範囲及び図面によって明白になるであろ
う。尚、図面中、同じ図中符号は同じ素子を指示する。
ラミック材料素子、又は圧電材料素子スタックを有する
本発明による経路長制御装置は、光反射手段を有する鏡
変換器基板アセンブリをさらに含んでいても良い。この
鏡変換器基板は、ベースプレートの第１の外側リム部材
に固定装着されている第２の外側リム部材と、ベースプ
レートの第１の中心部材と縦並びで動くように構成され
た光反射手段を含む第２の中心部材とを有する。本発明
で採用されている通り、電極及び圧電セラミック材料素
子のいずれの形状も円板形、環状又はドーナツ形などで
あって良い。本発明のいくつかの面では、電極又は圧電
セラミック材料素子のいずれかの数、表面積及び／又は
横断面厚さは、第１の中心軸に沿った中心部材の被選択
温度運動感度を与えるために選択的に変化される。本発
明のその他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説
明、特許請求の範囲及び図面によって明白になるであろ
う。尚、図面中、同じ図中符号は同じ素子を指示する。
【００１４】
【実施例】ここで説明する例や実施例は本発明により開
示される技術を例示するためのものであり、本発明の範
囲を限定しようとはしていない。図２は、本発明が企図
するような経路長制御ドライバ及び鏡変換器基板の１例
を示す。経路長制御ドライバ６０は、ほぼカップ形の形
状を呈するベースプレート部材３１を含む。ベースプレ
ート部材３１は中心支柱部材３２と、外側リム部材３４
と、中心支柱部材３２と外側リム部材３４との間に延出
し且つそれらの部材と一体である環状ダイアフラム部材
３５とを含む。外側リム部材３４からは取付けフランジ
３６が延出している。ベースプレート３１は、たとえ
ば、インバール又はスーパーインバール材料などの熱膨
張係数の低い材料から形成されているのが好ましい。第
１の圧電セラミック材料６４はベースプレートの上面６
６に装着されている。この圧電セラミック材料６４は円
板形又はドーナツ形であると有利であろう。ほぼドーナ
ツ形であっても良い第２の圧電セラミック材料６８は、
上面６６とは反対側の環状ダイアフラム部材３５の面に
装着されている。第１のリング電極７０は第１の圧電セ
ラミック材料６４に固定装着されており、第１のリング
電極７０とは選択的に異なる大きさ及び／又は形状をも
つ第２のリング電極７２は、第２の圧電セラミック材料
６８に固定装着されている。第１の電極と第２の電極
は、中心軸１１に沿った中心部材の被選択温度運動感度
を与えるように、選択された異なる形状及び大きさを有
すると有利である。
示される技術を例示するためのものであり、本発明の範
囲を限定しようとはしていない。図２は、本発明が企図
するような経路長制御ドライバ及び鏡変換器基板の１例
を示す。経路長制御ドライバ６０は、ほぼカップ形の形
状を呈するベースプレート部材３１を含む。ベースプレ
ート部材３１は中心支柱部材３２と、外側リム部材３４
と、中心支柱部材３２と外側リム部材３４との間に延出
し且つそれらの部材と一体である環状ダイアフラム部材
３５とを含む。外側リム部材３４からは取付けフランジ
３６が延出している。ベースプレート３１は、たとえ
ば、インバール又はスーパーインバール材料などの熱膨
張係数の低い材料から形成されているのが好ましい。第
１の圧電セラミック材料６４はベースプレートの上面６
６に装着されている。この圧電セラミック材料６４は円
板形又はドーナツ形であると有利であろう。ほぼドーナ
ツ形であっても良い第２の圧電セラミック材料６８は、
上面６６とは反対側の環状ダイアフラム部材３５の面に
装着されている。第１のリング電極７０は第１の圧電セ
ラミック材料６４に固定装着されており、第１のリング
電極７０とは選択的に異なる大きさ及び／又は形状をも
つ第２のリング電極７２は、第２の圧電セラミック材料
６８に固定装着されている。第１の電極と第２の電極
は、中心軸１１に沿った中心部材の被選択温度運動感度
を与えるように、選択された異なる形状及び大きさを有
すると有利である。
【００１５】次に図３を参照すると、鏡変換器基板１０
に装着された経路長制御ドライバアセンブリ３０が示さ
れている。ここに図示されているのは二重ダイアフラム
鏡アセンブリである。アセンブリはほぼ円筒形であり、
上半分１２と、横断面がＥ字形である下半分２０とを含
む。上半分１２は中心支柱部材１４と、外側リム部材１
５と、中心支柱部材１４と外側リム部材１５との間に半
径方向に延在する薄い環状ダイアフラム部材１７とを含
む。同様に、下半分２０は中心支柱部材２４と、外側リ
ム部材２５と、中心支柱部材２４と外側リム部材２５と
の間に延在する薄い環状ダイアフラム部材２７とを含
む。外側リム部材２５は装着面２６を含む。さらに、中
心支柱部材２４は、一般的に、多層誘電体鏡である鏡又
は反射手段２９のいずれかを有する外面２８を含む。
に装着された経路長制御ドライバアセンブリ３０が示さ
れている。ここに図示されているのは二重ダイアフラム
鏡アセンブリである。アセンブリはほぼ円筒形であり、
上半分１２と、横断面がＥ字形である下半分２０とを含
む。上半分１２は中心支柱部材１４と、外側リム部材１
５と、中心支柱部材１４と外側リム部材１５との間に半
径方向に延在する薄い環状ダイアフラム部材１７とを含
む。同様に、下半分２０は中心支柱部材２４と、外側リ
ム部材２５と、中心支柱部材２４と外側リム部材２５と
の間に延在する薄い環状ダイアフラム部材２７とを含
む。外側リム部材２５は装着面２６を含む。さらに、中
心支柱部材２４は、一般的に、多層誘電体鏡である鏡又
は反射手段２９のいずれかを有する外面２８を含む。
【００１６】場合によっては、鏡変換器基板１０を横断
面がＥ字形の２つの別個の部品から構成しても良く、そ
れらの部品が上半分１２と、下半分２０とを形成し、境
界面２１において互いに接合されている。あるいは、円
筒形ブロックに上下から心残し中ぐりを行って、ダイア
フラム部材２７を形成しても良い。そのような場合、円
板によって他方のダイアフラム１７を形成し、それを下
半分に接合して、二重ダイアフラム１７，２７を構成す
ることになる。鏡変換器基板アセンブリ１０の別の実施
例として、単一のブロックを中ぐりして、図示するよう
な２つのダイアフラム部材１７，２７を設けても良い。
面がＥ字形の２つの別個の部品から構成しても良く、そ
れらの部品が上半分１２と、下半分２０とを形成し、境
界面２１において互いに接合されている。あるいは、円
筒形ブロックに上下から心残し中ぐりを行って、ダイア
フラム部材２７を形成しても良い。そのような場合、円
板によって他方のダイアフラム１７を形成し、それを下
半分に接合して、二重ダイアフラム１７，２７を構成す
ることになる。鏡変換器基板アセンブリ１０の別の実施
例として、単一のブロックを中ぐりして、図示するよう
な２つのダイアフラム部材１７，２７を設けても良い。
【００１７】鏡変換器基板アセンブリ１０は、一対の互
いに接続するトンネル４２及び４４を有するリングレー
ザージャイロブロック４０の角に固定装着されている。
リングレーザージャイロブロック４０は、一般的に、外
側リム部材２５の装着面２６に装着されて、その面との
間にほぼ気密のシールを形成する装着面４６を含む。鏡
変換器基板アセンブリ１０は、レーザービーム４８及び
４９を周知のように鏡２９から反射させることができる
ように、リングレーザージャイロブロック４０に配置さ
れている。経路長制御ドライバアセンブリ３０は、中心
支柱部材３２と、外側リム部材３４と、中心支柱部材３
２と外側リム部材３４との間に延在し且つそれらの部材
と一体である環状ダイアフラム部材３５とを含むほぼカ
ップ形ドライバ取付け具３１から構成されている。外側
リム部材３４から延出する取付けフランジ３６は、鏡変
換器アセンブリの外側リム部材１５の面１９に固着され
ている。さらに、中心支柱部材３２は中心支柱部材１４
に面１９において装着されている。複数の環状ドーナツ
形圧電セラミック材料素子８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ及び
８０Ｄも示されている。第１の複数の少なくとも２つの
圧電セラミック材料素子８０Ａ及び８０Ｂは積み重なっ
ており、ベースプレート部材３１の上面に固定装着され
ている。第２の複数の圧電セラミック材料素子８０Ｃ，
８０Ｄも積み重なっており、中心支柱部材３２をほぼ取
り囲むようにベースプレート部材３１の底面に固定装着
されている。本発明の一実施例では、それぞれの圧電セ
ラミック材料素子はその他の圧電セラミック材料素子と
同一の大きさと形状を有し、また、同一の圧電材料から
形成されている。第１の電極８２、第２の電極８４及び
第３の電極８６は、それぞれ所定の圧電セラミック材料
素子に固定装着されている。第４の電極８７（図３には
見えないが、図５に示されている）はベースプレート部
材と、圧電セラミック材料素子８０Ｂとの間に並置され
ている。電極も同様にほぼドーナツ形であると有利であ
ろう。本発明による電極と圧電セラミック材料との接続
の１例のさらに詳細なブロック線図は、以下に説明する
図５に概略的に示されている。
いに接続するトンネル４２及び４４を有するリングレー
ザージャイロブロック４０の角に固定装着されている。
リングレーザージャイロブロック４０は、一般的に、外
側リム部材２５の装着面２６に装着されて、その面との
間にほぼ気密のシールを形成する装着面４６を含む。鏡
変換器基板アセンブリ１０は、レーザービーム４８及び
４９を周知のように鏡２９から反射させることができる
ように、リングレーザージャイロブロック４０に配置さ
れている。経路長制御ドライバアセンブリ３０は、中心
支柱部材３２と、外側リム部材３４と、中心支柱部材３
２と外側リム部材３４との間に延在し且つそれらの部材
と一体である環状ダイアフラム部材３５とを含むほぼカ
ップ形ドライバ取付け具３１から構成されている。外側
リム部材３４から延出する取付けフランジ３６は、鏡変
換器アセンブリの外側リム部材１５の面１９に固着され
ている。さらに、中心支柱部材３２は中心支柱部材１４
に面１９において装着されている。複数の環状ドーナツ
形圧電セラミック材料素子８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ及び
８０Ｄも示されている。第１の複数の少なくとも２つの
圧電セラミック材料素子８０Ａ及び８０Ｂは積み重なっ
ており、ベースプレート部材３１の上面に固定装着され
ている。第２の複数の圧電セラミック材料素子８０Ｃ，
８０Ｄも積み重なっており、中心支柱部材３２をほぼ取
り囲むようにベースプレート部材３１の底面に固定装着
されている。本発明の一実施例では、それぞれの圧電セ
ラミック材料素子はその他の圧電セラミック材料素子と
同一の大きさと形状を有し、また、同一の圧電材料から
形成されている。第１の電極８２、第２の電極８４及び
第３の電極８６は、それぞれ所定の圧電セラミック材料
素子に固定装着されている。第４の電極８７（図３には
見えないが、図５に示されている）はベースプレート部
材と、圧電セラミック材料素子８０Ｂとの間に並置され
ている。電極も同様にほぼドーナツ形であると有利であ
ろう。本発明による電極と圧電セラミック材料との接続
の１例のさらに詳細なブロック線図は、以下に説明する
図５に概略的に示されている。
【００１８】図４は、本発明が企図するような図３の経
路長制御ドライバの平面図である。第１の電極８２は端
子１０２によりフレックステープ９０に装着されてお
り、その端子１０２はフレックステープに埋設された第
１の導線１０４によって第１の支柱端子９２に接続して
いる。第２の電極８４は第２の端子１０１に接続し、そ
の端子１０１はフレックステープに埋設された第２の導
線１０６によって第２の支柱端子９６に接続している。
第３の端子１０８は、フレックステープに埋設された第
３の導線１１０によって第３の支柱端子９４に接続して
いる。支柱端子９２，９４及び９６は、図５に関してさ
らに説明するように、電圧源に接続している。
路長制御ドライバの平面図である。第１の電極８２は端
子１０２によりフレックステープ９０に装着されてお
り、その端子１０２はフレックステープに埋設された第
１の導線１０４によって第１の支柱端子９２に接続して
いる。第２の電極８４は第２の端子１０１に接続し、そ
の端子１０１はフレックステープに埋設された第２の導
線１０６によって第２の支柱端子９６に接続している。
第３の端子１０８は、フレックステープに埋設された第
３の導線１１０によって第３の支柱端子９４に接続して
いる。支柱端子９２，９４及び９６は、図５に関してさ
らに説明するように、電圧源に接続している。
【００１９】そこで、図５を参照すると、図３及び図４
に示す経路長制御ドライバ３０の一実施例の詳細な電気
回路図が示されている。第１，第２，第３及び第４の圧
電セラミック材料素子８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ及び８０
Ｄが図示されており、そのうち、素子８０Ａ及び８０Ｂ
はベースプレート部材３１の上面に装着されるように配
置され、素子８０Ｃ及び８０Ｄはベースプレート部材３
１の底面に装着されるように配置されている。圧電セラ
ミック材料素子８０Ａ及び８０Ｂの間に位置する第１の
電極８２は、支柱端子９２を介して正電位Ｅ１に接続し
ている。圧電セラミック材料素子８０Ｃ及び８０Ｄの間
に位置し、それらの素子に固定接合されている第２の電
極８４は、支柱端子９６を介して第２の正電位Ｅ２にさ
らに接続している。第３の電極８６は圧電セラミック材
料素子８０Ｃ及び８０Ｄの外面を取り囲んでいる。第４
の電極８７は第２の圧電セラミック材料素子８０Ｂと、
ベースプレート部材の上面６６との間に装着されてい
る。場合によってはワイヤから構成されていると有利で
あると思われる第５の電極９４Ａは、圧電セラミック材
料素子８０Ａの負極側と支柱端子９４との間に接続して
いる。電極は、導電性エポキシ樹脂などの周知の手段に
より様々な素子やベースプレートに固定接合される。こ
の例の電極は、第３の電極８６及び第５の電極９４Ａを
除いて、全てほぼリング形又はドーナツ形であると有利
であろう。図６に示す通り、第３の電極８６は結合部材
９１により結合された２つのほぼドーナツ形の部材８６
Ａ及び８６Ｂから構成されている。
に示す経路長制御ドライバ３０の一実施例の詳細な電気
回路図が示されている。第１，第２，第３及び第４の圧
電セラミック材料素子８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ及び８０
Ｄが図示されており、そのうち、素子８０Ａ及び８０Ｂ
はベースプレート部材３１の上面に装着されるように配
置され、素子８０Ｃ及び８０Ｄはベースプレート部材３
１の底面に装着されるように配置されている。圧電セラ
ミック材料素子８０Ａ及び８０Ｂの間に位置する第１の
電極８２は、支柱端子９２を介して正電位Ｅ１に接続し
ている。圧電セラミック材料素子８０Ｃ及び８０Ｄの間
に位置し、それらの素子に固定接合されている第２の電
極８４は、支柱端子９６を介して第２の正電位Ｅ２にさ
らに接続している。第３の電極８６は圧電セラミック材
料素子８０Ｃ及び８０Ｄの外面を取り囲んでいる。第４
の電極８７は第２の圧電セラミック材料素子８０Ｂと、
ベースプレート部材の上面６６との間に装着されてい
る。場合によってはワイヤから構成されていると有利で
あると思われる第５の電極９４Ａは、圧電セラミック材
料素子８０Ａの負極側と支柱端子９４との間に接続して
いる。電極は、導電性エポキシ樹脂などの周知の手段に
より様々な素子やベースプレートに固定接合される。こ
の例の電極は、第３の電極８６及び第５の電極９４Ａを
除いて、全てほぼリング形又はドーナツ形であると有利
であろう。図６に示す通り、第３の電極８６は結合部材
９１により結合された２つのほぼドーナツ形の部材８６
Ａ及び８６Ｂから構成されている。
【００２０】次に図７を参照すると、選択された圧電素
子と電極の設計の組み合わせを利用する温度同調装置を
示す本発明のさらに別の実施例が示されている。第１の
圧電素子２０２はベースプレート２３１に装着され、第
２の圧電材料素子２０４はベースプレート２３１の、中
心支柱２３３を取り巻く空洞２４０の中に装着されてい
る。第１のリング電極２３６は第１の圧電セラミック材
料素子２０２に固定装着されている。第２のリング電極
２３８は第２の圧電セラミック材料素子２０４に固定装
着されている。第１及び第２の圧電セラミック材料の厚
さを変化させることにより、リングレーザージャイロ内
部の経路長の温度同調を制御できることがわかってい
る。この場合、第１の圧電セラミック材料２０２は、第
２の圧電セラミック材料２０４の第２の選択された厚さ
を上回る第１の選択された厚さを有する。また、第１の
リング電極２３６及び第２のリング電極２３８の形状、
厚さ及び／又は環状部分表面積をも変化させることによ
り、より一層の制御が得られるであろう。すなわち、所
望の温度感度を選択的に得るために、ドーナツ形電極の
内径と外径は非対称であると有利であろう。
子と電極の設計の組み合わせを利用する温度同調装置を
示す本発明のさらに別の実施例が示されている。第１の
圧電素子２０２はベースプレート２３１に装着され、第
２の圧電材料素子２０４はベースプレート２３１の、中
心支柱２３３を取り巻く空洞２４０の中に装着されてい
る。第１のリング電極２３６は第１の圧電セラミック材
料素子２０２に固定装着されている。第２のリング電極
２３８は第２の圧電セラミック材料素子２０４に固定装
着されている。第１及び第２の圧電セラミック材料の厚
さを変化させることにより、リングレーザージャイロ内
部の経路長の温度同調を制御できることがわかってい
る。この場合、第１の圧電セラミック材料２０２は、第
２の圧電セラミック材料２０４の第２の選択された厚さ
を上回る第１の選択された厚さを有する。また、第１の
リング電極２３６及び第２のリング電極２３８の形状、
厚さ及び／又は環状部分表面積をも変化させることによ
り、より一層の制御が得られるであろう。すなわち、所
望の温度感度を選択的に得るために、ドーナツ形電極の
内径と外径は非対称であると有利であろう。
【００２１】次に図８を参照すると、ベースプレート３
３１が上面３６６を有するような本発明のさらに別の実
施例が示されている。複数の圧電セラミック材料素子３
８０Ａ及び３８０Ｂから成る第１のスタックは上面３６
６に固定装着されている。第１の電極３８２は第１の圧
電セラミック材料素子３８０Ａと、第２の圧電セラミッ
ク材料素子３８０Ｂとの間に固定装着されている。第２
の電極３８７は、ベースプレートの上面３６６と第２の
圧電セラミック材料素子３８０Ｂとの間に固定装着され
ても良い。先に説明した実施例の場合と同様に、ベース
プレート３３１にある空洞３４０には、素子３８０Ａ及
び３８０Ｂと同一の形状と大きさを有する第３の圧電セ
ラミック材料３８０Ｃを配置することができ、その素子
３８０Ｃにはさらに第３の電極３８３が固定接合されて
いる。このように、同じ大きさと形状をもつ圧電セラミ
ック材料素子の数を変えることにより及び／又は電極の
数、形状及び大きさを変えることにより、経路長制御ド
ライバの温度同調を実行できることがわかっている。様
々に異なる数の圧電素子によって起こる補償の極性が数
の多いほうの又は大きいほうの圧電素子の場所によって
決まるのは言うまでもない。
３１が上面３６６を有するような本発明のさらに別の実
施例が示されている。複数の圧電セラミック材料素子３
８０Ａ及び３８０Ｂから成る第１のスタックは上面３６
６に固定装着されている。第１の電極３８２は第１の圧
電セラミック材料素子３８０Ａと、第２の圧電セラミッ
ク材料素子３８０Ｂとの間に固定装着されている。第２
の電極３８７は、ベースプレートの上面３６６と第２の
圧電セラミック材料素子３８０Ｂとの間に固定装着され
ても良い。先に説明した実施例の場合と同様に、ベース
プレート３３１にある空洞３４０には、素子３８０Ａ及
び３８０Ｂと同一の形状と大きさを有する第３の圧電セ
ラミック材料３８０Ｃを配置することができ、その素子
３８０Ｃにはさらに第３の電極３８３が固定接合されて
いる。このように、同じ大きさと形状をもつ圧電セラミ
ック材料素子の数を変えることにより及び／又は電極の
数、形状及び大きさを変えることにより、経路長制御ド
ライバの温度同調を実行できることがわかっている。様
々に異なる数の圧電素子によって起こる補償の極性が数
の多いほうの又は大きいほうの圧電素子の場所によって
決まるのは言うまでもない。
【００２２】次に図９を参照すると、温度同調を伴う経
路長制御ドライバシステムのさらに別の実施例が示され
ている。この装置は、外側リム４５５と、上部空洞４５
７により取り巻かれた中心部材４５０とを有するベース
プレート４３１を含む。下部空洞４５８は中心支柱４３
２を取り巻いている。本発明の１例では、中心支柱４３
２は、ベースプレートと一体であり、第１の熱膨張率を
有する第１の材料４３２Ａと、第２の熱膨張率を有する
第２の材料４１０と、第３の熱膨張率を有する第３の材
料４１２とを含む少なくとも３つの積み重なった複数の
材料から構成されていても良い。経路長制御ドライバ
は、上部空洞と下部空洞の中に同様のドーナツ形材料か
ら成る圧電素子４８０をさらに含んでいると有利であろ
う。中心部材４５０及び外側リム４５５、非対称形の上
部電極４３６及び下部電極４８６並びに／又は中心支柱
４３２の変化する材料の特徴を組み合わせて使用するこ
とにより、経路長制御ドライバの温度同調を実行できる
ので有利である。中心支柱４３２に互いに一致しない熱
膨張率を有する異なる材料を使用することについては、
以下に図１０に関連してさらに詳細に説明する。
路長制御ドライバシステムのさらに別の実施例が示され
ている。この装置は、外側リム４５５と、上部空洞４５
７により取り巻かれた中心部材４５０とを有するベース
プレート４３１を含む。下部空洞４５８は中心支柱４３
２を取り巻いている。本発明の１例では、中心支柱４３
２は、ベースプレートと一体であり、第１の熱膨張率を
有する第１の材料４３２Ａと、第２の熱膨張率を有する
第２の材料４１０と、第３の熱膨張率を有する第３の材
料４１２とを含む少なくとも３つの積み重なった複数の
材料から構成されていても良い。経路長制御ドライバ
は、上部空洞と下部空洞の中に同様のドーナツ形材料か
ら成る圧電素子４８０をさらに含んでいると有利であろ
う。中心部材４５０及び外側リム４５５、非対称形の上
部電極４３６及び下部電極４８６並びに／又は中心支柱
４３２の変化する材料の特徴を組み合わせて使用するこ
とにより、経路長制御ドライバの温度同調を実行できる
ので有利である。中心支柱４３２に互いに一致しない熱
膨張率を有する異なる材料を使用することについては、
以下に図１０に関連してさらに詳細に説明する。
【００２３】次に図１０を参照すると、本発明が企図す
るような経路長制御ドライバのさらに別の実施例が示さ
れている。このドライバは鏡変換器基板に装着されてい
る。経路長制御ドライバは、受け入れ開口５１１Ｂを有
するベースプレート５３１を含む。ベースプレート５３
１の上面５６６には、円板形であると有利だと思われる
圧電材料素子５８０が装着されている。ベースプレート
は、鏡変換器基板５４０に固定装着されるフランジ５３
６を含む。異なる熱膨張率を有する一対の並置された支
柱部材５１０，５１２はそれぞれ突起からなるアライメ
ント部材（例えば、５１１Ａ）を有する。第１の支柱部
材５１０のアライメント部材である突起はベースプレー
ト５３１のアライメント部材である受け入れ開口５１１
Ｂに配置され、第２の支柱部材５１２のアライメント部
材である突起は第１の支柱部材５１０の下面の凹部には
め込まれる。そして、鏡変換器基板５４０の上部部材５
２０に固定装着されている。ドーナツ形の第２の圧電材
料素子５８２はベースプレート５３１の下面に固定装着
されている。圧電セラミック材料素子５８２は並置する
一対の支柱部材５１０及び５１２の周囲に環状リングを
形成している。並置する一対の支柱部材５１０及び５１
２は、矢印６１１により指示してある中心軸を中心とし
て位置している。鏡変換器基板５４０は、矢印６１１に
より指示する中心軸と整列するように固定装着された鏡
２９を含む中心支柱部材５７０を含む。並置する一対の
支柱部材５１０，５１２は矢印６１１に沿った方向に運
動するにつれて、鏡２９も支柱部材の動きに従って縦並
びに動く。並置する一対の支柱部材５１０，５１２は矢
印６１１により指示する直線方向に鏡２９の所定の運動
を生じさせるように選択される。このようにして、ドラ
イバと鏡変換器アセンブリの温度同調が行われるのであ
る。
るような経路長制御ドライバのさらに別の実施例が示さ
れている。このドライバは鏡変換器基板に装着されてい
る。経路長制御ドライバは、受け入れ開口５１１Ｂを有
するベースプレート５３１を含む。ベースプレート５３
１の上面５６６には、円板形であると有利だと思われる
圧電材料素子５８０が装着されている。ベースプレート
は、鏡変換器基板５４０に固定装着されるフランジ５３
６を含む。異なる熱膨張率を有する一対の並置された支
柱部材５１０，５１２はそれぞれ突起からなるアライメ
ント部材（例えば、５１１Ａ）を有する。第１の支柱部
材５１０のアライメント部材である突起はベースプレー
ト５３１のアライメント部材である受け入れ開口５１１
Ｂに配置され、第２の支柱部材５１２のアライメント部
材である突起は第１の支柱部材５１０の下面の凹部には
め込まれる。そして、鏡変換器基板５４０の上部部材５
２０に固定装着されている。ドーナツ形の第２の圧電材
料素子５８２はベースプレート５３１の下面に固定装着
されている。圧電セラミック材料素子５８２は並置する
一対の支柱部材５１０及び５１２の周囲に環状リングを
形成している。並置する一対の支柱部材５１０及び５１
２は、矢印６１１により指示してある中心軸を中心とし
て位置している。鏡変換器基板５４０は、矢印６１１に
より指示する中心軸と整列するように固定装着された鏡
２９を含む中心支柱部材５７０を含む。並置する一対の
支柱部材５１０，５１２は矢印６１１に沿った方向に運
動するにつれて、鏡２９も支柱部材の動きに従って縦並
びに動く。並置する一対の支柱部材５１０，５１２は矢
印６１１により指示する直線方向に鏡２９の所定の運動
を生じさせるように選択される。このようにして、ドラ
イバと鏡変換器アセンブリの温度同調が行われるのであ
る。
【００２４】図１１は、本発明のさらに別の実施例を示
し、この場合、経路長制御アセンブリ６３１の温度同調
を実行することを目的として所望の温度運動感度を得る
ために、厚さの異なる電極を採用している。第１の選択
された厚さを有する第１の電極６７０は第１の圧電素子
６６４に固定装着されている。第１の電極の第１の選択
された厚さとは異なる第２の選択された厚さを有する第
２の電極６７２は、第２の圧電素子６６８に固定装着さ
れている。電極の厚さを変えることにより、中心部材６
３２の被選択温度運動感度が得られる。
し、この場合、経路長制御アセンブリ６３１の温度同調
を実行することを目的として所望の温度運動感度を得る
ために、厚さの異なる電極を採用している。第１の選択
された厚さを有する第１の電極６７０は第１の圧電素子
６６４に固定装着されている。第１の電極の第１の選択
された厚さとは異なる第２の選択された厚さを有する第
２の電極６７２は、第２の圧電素子６６８に固定装着さ
れている。電極の厚さを変えることにより、中心部材６
３２の被選択温度運動感度が得られる。
【００２５】次に図１３を参照すると、本発明の経路長
制御ドライバと共に使用するための改良された鏡変換器
基板１３１０が示されている。鏡変換器基板１３１０は
鏡側と、ドライバ側とを有し、厚さが均一でない外側リ
ム部材１３２５を特徴としている。鏡変換器基板の鏡側
は光学面１３６０を有する。鏡２９はこの光学面１３６
０に固定装着されている。鏡変換器基板のドライバ側に
ある第１の空洞は第１の半径Ｒ５を有する。鏡変換器基
板の鏡側にある第２の空洞は第２の半径Ｒ４を有する。
破線１３５０により指示するように、Ｒ５はＲ４より大
きく、その結果、外側リム１３２５の壁の厚さは不均一
になるのが好ましい。カバー部材１３７０は外側リム及
び中心支柱１３２４に固定装着されて、ダイアフラム１
３１７を形成している。ダイアフラム１３１７は先に示
した構成の場合より薄く形成されていると有利である。
公知の構成とは対照的に、外側リム１３２５の円筒形部
分は薄くなってはいるが、経路長制御ドライバによって
発生する熱力の大半を吸収する。図１３の鏡変換器基板
１３１０は、公知の構成のような均一な厚さの外壁を使
用しないことにより、鏡と光学面の変形を少なくしてい
る。一実施例によれば、半径Ｒ５を０．２００インチか
ら０．２４０インチに変更することにより改善が得られ
た。その結果、円筒部分はより薄くなるが、経路長制御
ドライバによって発生する熱力の大半を吸収し、光学面
をゆがみから守る。
制御ドライバと共に使用するための改良された鏡変換器
基板１３１０が示されている。鏡変換器基板１３１０は
鏡側と、ドライバ側とを有し、厚さが均一でない外側リ
ム部材１３２５を特徴としている。鏡変換器基板の鏡側
は光学面１３６０を有する。鏡２９はこの光学面１３６
０に固定装着されている。鏡変換器基板のドライバ側に
ある第１の空洞は第１の半径Ｒ５を有する。鏡変換器基
板の鏡側にある第２の空洞は第２の半径Ｒ４を有する。
破線１３５０により指示するように、Ｒ５はＲ４より大
きく、その結果、外側リム１３２５の壁の厚さは不均一
になるのが好ましい。カバー部材１３７０は外側リム及
び中心支柱１３２４に固定装着されて、ダイアフラム１
３１７を形成している。ダイアフラム１３１７は先に示
した構成の場合より薄く形成されていると有利である。
公知の構成とは対照的に、外側リム１３２５の円筒形部
分は薄くなってはいるが、経路長制御ドライバによって
発生する熱力の大半を吸収する。図１３の鏡変換器基板
１３１０は、公知の構成のような均一な厚さの外壁を使
用しないことにより、鏡と光学面の変形を少なくしてい
る。一実施例によれば、半径Ｒ５を０．２００インチか
ら０．２４０インチに変更することにより改善が得られ
た。その結果、円筒部分はより薄くなるが、経路長制御
ドライバによって発生する熱力の大半を吸収し、光学面
をゆがみから守る。
【００２６】ここで開示した装置について、本発明の趣
旨から逸脱せずに様々な変形を実施しうることを理解す
べきである。従って、本発明は、特許請求の範囲により
規定される場合を除いて、図面に示した特定の実施例及
び装置に限定されるものではない。たとえば、経路長制
御装置のベースプレートに別の材料を使用することによ
り、温度補償特性を変更できる。さらに、別の例とし
て、ベースプレートのリム又はフープの強度を変えて
も、アセンブリの温度特性を有利に変化させることがで
きるであろう。これは、たとえば、フープを所定の領域
で破断する、フープの周囲に別の材料を追加する、ある
いはベースプレートの壁の厚さを変えるなどの方法によ
り実施可能であろう。
旨から逸脱せずに様々な変形を実施しうることを理解す
べきである。従って、本発明は、特許請求の範囲により
規定される場合を除いて、図面に示した特定の実施例及
び装置に限定されるものではない。たとえば、経路長制
御装置のベースプレートに別の材料を使用することによ
り、温度補償特性を変更できる。さらに、別の例とし
て、ベースプレートのリム又はフープの強度を変えて
も、アセンブリの温度特性を有利に変化させることがで
きるであろう。これは、たとえば、フープを所定の領域
で破断する、フープの周囲に別の材料を追加する、ある
いはベースプレートの壁の厚さを変えるなどの方法によ
り実施可能であろう。
【図１】従来の経路長制御ドライバアセンブリの１例を
概略的に示す横断面図。
概略的に示す横断面図。
【図２】本発明の一実施例に従って製造した経路長制御
ドライバアセンブリの１例を概略的に示す横断面図。
ドライバアセンブリの１例を概略的に示す横断面図。
【図３】鏡変換器基板を含む本発明の別の実施例に従っ
て製造した経路長制御ドライバアセンブリの別の例を概
略的に示す横断面図。
て製造した経路長制御ドライバアセンブリの別の例を概
略的に示す横断面図。
【図４】図３の経路長制御ドライバを概略的に示す平面
図。
図。
【図５】圧電材料素子スタックを含む本発明の一実施例
に従って製造した経路長制御ドライバアセンブリの１例
を概略的に示す電気回路図。
に従って製造した経路長制御ドライバアセンブリの１例
を概略的に示す電気回路図。
【図６】本発明に従って製造した経路長制御装置におい
て採用される電極の１例を示す平面図。
て採用される電極の１例を示す平面図。
【図７】厚さの異なる複数の圧電素子を有する本発明の
経路長制御装置を概略的に示す横断面図。
経路長制御装置を概略的に示す横断面図。
【図８】ベースプレートの両面に異なる数の圧電セラミ
ック素子を有する本発明の経路長制御装置を概略的に示
す横断面図。
ック素子を有する本発明の経路長制御装置を概略的に示
す横断面図。
【図９】ベースプレート部材の上に延出する外側リムを
採用する本発明の別の実施例による経路長制御装置を概
略的に示す横断面図。
採用する本発明の別の実施例による経路長制御装置を概
略的に示す横断面図。
【図１０】一対の並置された、熱膨張特性の異なる支柱
部材を採用する本発明のさらに別の実施例を示す図。
部材を採用する本発明のさらに別の実施例を示す図。
【図１１】経路長制御ドライバを同調するための選択さ
れた熱感度を発生させるために厚さの異なる電極を採用
する本発明のさらに別の実施例を示す図。
れた熱感度を発生させるために厚さの異なる電極を採用
する本発明のさらに別の実施例を示す図。
【図１２】リングレーザージャイロアセンブリ及び経路
長制御ドライバの温度に対する熱運動を示すグラフ。
長制御ドライバの温度に対する熱運動を示すグラフ。
【図１３】本発明の経路長制御ドライバと共に使用する
ための改良された鏡変換器基板を示す図。
ための改良された鏡変換器基板を示す図。
１０ 鏡変換器基板 ２９ 鏡 ３０ 経路長制御ドライバ ３１ ベースプレート部材 ３２ 中心支柱部材 ３４ 外側リム部材 ３５ 環状ダイアフラム部材 ３６ 取付けフランジ ４０ リングレーザージャイロブロック ６０ 経路長制御ドライバ ６４ 第１の圧電セラミック材料 ６８ 第２の圧電セラミック材料 ７２ 第２のリング電極 ７７ 第１のリング電極 ８０Ａ〜８０Ｄ 圧電セラミック材料素子 ８２ 第１の電極 ８４ 第２の電極 ８６ 第３の電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース・エイ・セイバー アメリカ合衆国 55112 ミネソタ州・ アーデン ヒルズ・ショアウッド ドラ イブ・3200 (72)発明者 セオドーア・エイ・トス アメリカ合衆国 55432 ミネソタ州・ フッドレイ・トラップ コート・1533 (72)発明者 ロバート・ダブリュ・デリイ アメリカ合衆国 55079 ミネソタ州・ ステイシイ・サンライズ ロード・ 22707 (72)発明者 セオドーア・ジェイ・ポドゴルスキイ アメリカ合衆国 55109 ミネソタ州・ セント ポール・マリーノール アヴェ ニュ・1764 (56)参考文献 特開 昭58−27387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−25286（ＪＰ，Ａ) 米国特許4915492（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/00 - 19/72 H01S 3/083
Claims (4)
- 【請求項１】 （ａ）第１の端部と、その反対側にある
第２の端部とを有する第１の中心部材と； （ｂ）第１の外側リム部材と； （ｃ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、第１の中心部材と第１の外側リム部材との間に位置
し且つそれらの部材と一体である第１の可撓性環状ダイ
アフラム領域と： （ｄ）第１の中心部材の第１の端部及び第２の端部の中
心を通る中心軸と； （ｅ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、その第１の面は第１の可撓性環状ダイアフラム領域
の第１の面に固定装着されている第１の圧電手段と； （ｆ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、その第１の面が第１の可撓性環状ダイアフラム領域
の第２の面に固定装着されている第２の圧電手段と； （ｇ）第１の圧電手段の第２の面に固定装着されている
第１の電極と； （ｈ）第２の圧電手段の第２の面に固定装着されている
第２の電極とを具備し、第１の電極及び第２の電極は、
中心軸に沿った第１の中心部材の被選択温度運動感度を
与えるために大きさの異なる選択された形状であってか
つ異なる厚みを有する経路長制御装置。 - 【請求項２】 （ａ）第１の端部と、その反対側にある
第２の端部とを有する第１の中心部材と； （ｂ）第１の外側リム部材と； （ｃ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、第１の中心部材と第１の外側リム部材との間に位置
し且つそれらの部材と一体である第１の可撓性環状ダイ
アフラム領域と； （ｄ）第１の中心部材の第１の端部及び第２の端部の中
心を通る中心軸と； （ｅ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、複数の素子を含む第１の複数の圧電手段から構成さ
れており、その第１の面が第１の可撓性環状ダイアフラ
ム領域の第１の面に固定装着されている第１の圧電手段
のスタックと； （ｆ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、複数の素子を含む第２の複数の圧電手段から構成さ
れており、その第１の面が第１の可撓性環状ダイアフラ
ム領域の第２の面に固定装着されている第２の圧電手段
のスタックと； （ｇ）少なくとも、第１の圧電手段のスタックの第２の
面に固定装着されている第１の電極及び第２の圧電手段
のスタックの第２の面に固定装着されている第２の電極
とを具備し、少なくとも第１の電極及び第２の電極は、
中心軸に沿った第１の中心部材の被選択温度運動感度を
与えるために選択された形状であってかつ異なる厚みを
有する経路長制御装置。 - 【請求項３】 （ａ）第１の端部と、その反対側にある
第２の端部とを有する第１の中心部材と； （ｂ）第１の外側リム部材と； （ｃ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、第１の中心部材と第１の外側リム部材との間に位置
し且つそれらの部材と一体である第１の可撓性環状ダイ
アフラム領域と： （ｄ）第１の中心部材の第１の端部及び第２の端部の中
心を通る中心軸と； （ｅ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、複数の素子を含む第１の複数の圧電手段から構成さ
れている第１の圧電手段のスタックと； （ｆ）第１の面と、その反対側にある第２の面とを有
し、複数の素子を含む第２の複数の圧電手段から構成さ
れている第２の圧電手段のスタックと； （ｇ）第１のスタックの中の２つの圧電手段の間に並置
されている第１の電極と； （ｈ）第１の圧電手段のスタックの第１の面と、第１の
可撓性環状ダイアフラム領域の第１の面との間に並置さ
れている第２の電極と； （ｉ）第２の圧電手段のスタックの第１の面と第１の可
撓性環状ダイアフラム領域の第２の面との間に並置され
ている第１の部材を有すると共に、第２の圧電手段のス
タックの第２の面に固定装着されている第２の接続部材
を有する第３の電極と； （ｊ）第２のスタックの中の複数の圧電手段のうち２つ
の間に並置されている第４の電極とを具備し、 （ｋ）第１，第２，第３及び第４の電極は、中心軸に沿
った第１の中心部材の被選択温度運動感度を与えるため
に選択された形状であってかつ異なる厚みを有する経路
長制御装置。 - 【請求項４】 （ａ）第１のアライメント手段と、装着
手段と、下面と、上面とを有するベースプレートと； （ｂ）ベースプレートの上面に固定装着されている第１
の圧電手段と； （ｃ）前記第１のアライメント手段に協動する第２のア
ライメント手段を有し、かつ第１の熱膨張率を有する第
１の支柱部材と、前記第２のアライメント手段に協動す
る第３のアライメント手段を有し、かつ第２の熱膨張率
を有する第２の支柱部材とを備え、第１、第２及び第３
のアライメント手段の協動により、上端部と、その反対
側にある下端部とを有する中心支柱を形成するようにベ
ースプレートに対してアライメントされる少なくとも前
記第１及び第２の支柱部材と； （ｄ）ベースプレートの下面に固定装着されている第２
の圧電手段と； （ｅ）ベースプレートの装着手段と、中心支柱の下端部
とに固定装着されている鏡変換器基板アセンブリとを具
備する経路長制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US682840 | 1991-04-09 | ||
| US07/682,840 US5148076A (en) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | Apparatus for thermal tuning of path length control drivers |
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|---|---|
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ID=24741393
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0508391B1 (ja) |
| JP (1) | JP3198353B2 (ja) |
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| US5402232A (en) * | 1993-08-31 | 1995-03-28 | Honeywell Inc. | Sample and hold control method and apparatus for improved scale factor linearity |
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| DE20202297U1 (de) * | 2001-09-07 | 2002-08-29 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co Fertigungs-KG, 91126 Schwabach | Flacher Aktor oder Sensor mit interner Vorspannung |
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| CN100349334C (zh) * | 2005-04-20 | 2007-11-14 | 西安电子科技大学 | 控制环形激光器光学腔长的装置及方法 |
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| US4691323A (en) * | 1984-06-11 | 1987-09-01 | The Singer Company | Path length controller for ring laser gyroscope |
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-
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1992
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- 1992-04-08 DE DE69204882T patent/DE69204882T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-09 JP JP11520492A patent/JP3198353B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
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- 1998-06-27 HK HK98107296A patent/HK1008084A1/xx not_active IP Right Cessation
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