JP5275885B2 - Bobbin for optical fiber coil - Google Patents

Bobbin for optical fiber coil Download PDF

Info

Publication number
JP5275885B2
JP5275885B2 JP2009096697A JP2009096697A JP5275885B2 JP 5275885 B2 JP5275885 B2 JP 5275885B2 JP 2009096697 A JP2009096697 A JP 2009096697A JP 2009096697 A JP2009096697 A JP 2009096697A JP 5275885 B2 JP5275885 B2 JP 5275885B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
bobbin
winding
winding groove
fiber coil
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.)
Active
Application number
JP2009096697A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010249557A (en
JP2010249557A5 (en
Inventor
美樹 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
Priority to JP2009096697A priority Critical patent/JP5275885B2/en
Publication of JP2010249557A publication Critical patent/JP2010249557A/en
Publication of JP2010249557A5 publication Critical patent/JP2010249557A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5275885B2 publication Critical patent/JP5275885B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bobbin for an optical fiber coil which enables integration of three optical fiber coils disposed at right angles to each other and is excellent in dimensional accuracy and mechanical strength. <P>SOLUTION: The bobbin 10 consists of a cubic solid block and the outer surface 11 of the bobbin is composed of a pair of first plane parts 12 and 12, a pair of second plane parts 13 and 13 and a pair of third plane parts 14 and 14, which intersect each other at right angles. Three winding grooves 15, 16 and 17 for winding optical fibers around are formed in the outer surface 11. All of the three winding grooves 15, 16 and 17 are made open in the outer surface 11 and to circle the first plane parts 12 respectively in parallel, the second plane parts 13 and the third plane parts 14. The respective centers of the three winding grooves 15, 16 and 17 are made to agree with the central point C of the solid block and so circle them as to form round shapes having different radiuses from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、光ファイバを使用して角速度を検出する光ジャイロ(光ファイバジャイロ)に用いられる光ファイバコイル用ボビンに関し、詳しくは、多軸の角速度を検出する多軸型光ファイバジャイロに適した光ファイバコイル用ボビンに関する。   The present invention relates to an optical fiber coil bobbin used for an optical gyro (optical fiber gyro) that detects an angular velocity using an optical fiber, and more particularly, suitable for a multi-axis optical fiber gyro that detects a multi-axis angular velocity. The present invention relates to an optical fiber coil bobbin.

光ファイバループ内を互いに反対方向に周回する2つの光にサニャック効果がもたらす位相の変化から、移動体の角速度を計測する干渉型光ファイバジャイロ(光ファイバジャイロの一形態)が、航空機やロケットなどの分野を中心に古くから実用化されている(例えば、特許文献1参照)。   Interferometric fiber optic gyro (a form of fiber optic gyro) that measures the angular velocity of a moving object from the phase change caused by the Sagnac effect on two lights that circulate in opposite directions in an optical fiber loop is an aircraft, rocket, etc. It has been put into practical use for a long time mainly in the field of (see, for example, Patent Document 1).

また、近年では、直交する3軸方向の角速度を検出する3軸型の光ファイバジャイロの需要が増え、その低価格化および小型化が求められている。例えば、図7に示す従来の多軸ファイバジャイロ50は、基本的には、3基のいわゆる位相変調方式の干渉型光ファイバジャイロを配設して構成されているが、位相変調器51および受光素子52を共通化または一体化することにより、コストおよび重量・体積の低減化が図られている(特許文献2参照)。   In recent years, the demand for a three-axis optical fiber gyro that detects angular velocities in three orthogonal axes has increased, and there has been a demand for price reduction and size reduction. For example, the conventional multi-axis fiber gyro 50 shown in FIG. 7 is basically constructed by arranging three so-called phase modulation type interference type optical fiber gyros. Cost, weight, and volume are reduced by sharing or integrating the element 52 (see Patent Document 2).

特許文献2には、位相変調器51および受光素子52以外に光源53を共通化した構成についても開示されているが、比較的大きなスペースを要する光ファイバループ(光ファイバコイル)54を一体化させた構成に関しては開示されていない。通常の単軸型の光ファイバループは、円筒状のボビンに光ファイバを糸巻き状に巻回して構成される。したがって、3軸型の光ファイバジャイロでは、光ファイバが巻回された3つのボビンを、位置決め用もしくは固定用の部材または冶具を別途用意して、互いに直交配置させるのが一般的である。   Patent Document 2 discloses a configuration in which a light source 53 is shared in addition to the phase modulator 51 and the light receiving element 52, but an optical fiber loop (optical fiber coil) 54 requiring a relatively large space is integrated. The configuration is not disclosed. A normal single-axis optical fiber loop is configured by winding an optical fiber around a cylindrical bobbin in a bobbin shape. Therefore, in a three-axis optical fiber gyro, generally, three bobbins wound with optical fibers are separately prepared by positioning or fixing members or jigs and arranged orthogonal to each other.

これに対して、3つのボビンを同心状に配置して一体化させてなる多軸型のボビンが提案されている。図8に、従来の一体化させた多軸型ボビンの構成例として、特許文献3が開示する3軸ボビン70を示す。3軸ボビン70は、リング状の3つの単位ボビン71,72,73から構成されている。この3つの単位ボビン71,72,73の外周側面には、光ファイバを巻回する溝が周方向に沿って形成されている。そして、単位ボビン71の中に単位ボビン72が、単位ボビン72の中に単位ボビン73が、それぞれ直交するように組み合わされ、全体として中空の球状をなしている。   On the other hand, a multi-axis type bobbin in which three bobbins are arranged concentrically and integrated has been proposed. FIG. 8 shows a triaxial bobbin 70 disclosed in Patent Document 3 as a configuration example of a conventional integrated multi-axis bobbin. The triaxial bobbin 70 is composed of three ring-shaped unit bobbins 71, 72, 73. On the outer peripheral side surfaces of the three unit bobbins 71, 72, 73, grooves for winding the optical fiber are formed along the circumferential direction. A unit bobbin 72 is combined in the unit bobbin 71 and a unit bobbin 73 is combined in the unit bobbin 72 so as to be orthogonal to each other, forming a hollow sphere as a whole.

特開平6−74775号公報JP-A-6-74775 特開2008−309695号公報JP 2008-309695 A 特開昭61−266911号公報JP-A 61-266911

このように、3軸ボビン70は、互いに直交する3つのリング状のボビンを同心状に配置して一体化されていることから、ボビンの小型化を図ることができる。しかしながら、互いに径の異なる3種類の単位ボビンを組み合わせて構成する必要があることから、部品点数および組み立て工数が多く、低コスト化の促進が困難である。また、単位ボビン同士を接合する部分の領域が小さいことから、3種類の単位ボビンを精度よく直交配置させることが困難である。   As described above, the three-axis bobbin 70 is integrated by concentrically arranging three ring-shaped bobbins orthogonal to each other, so that the bobbin can be downsized. However, since it is necessary to configure a combination of three types of unit bobbins having different diameters, the number of parts and assembly man-hours are large, and it is difficult to promote cost reduction. In addition, since the region of the portion where the unit bobbins are joined together is small, it is difficult to arrange the three types of unit bobbins orthogonally with high accuracy.

また、3軸ボビン70は、全体として球状に形成されていることから、3軸型の光ファイバジャイロに取り付ける際には、位置決め用もしくは固定用の部材または冶具が別途必要になり、装置の組み立て工程が煩雑になる。   Further, since the triaxial bobbin 70 is formed in a spherical shape as a whole, when it is attached to the triaxial optical fiber gyroscope, a positioning member or a fixing member or jig is separately required, and assembly of the apparatus is required. The process becomes complicated.

また、3軸ボビン70は中空であり、さらに単位ボビン71,72,73の各々が比較的幅の狭い梁状に構成されていることから、機械的強度が不足するおそれがある。機械的強度が不足すると、ボビンに加わった外力が光ファイバループに伝わり、光ファイバを伝播する光の位相が変化し易くなる。このため、3軸ボビン70を使用した光ファイバジャイロの測定精度が低下することが懸念される。   Further, since the triaxial bobbin 70 is hollow and each of the unit bobbins 71, 72, 73 is formed in a beam shape having a relatively narrow width, the mechanical strength may be insufficient. When the mechanical strength is insufficient, an external force applied to the bobbin is transmitted to the optical fiber loop, and the phase of light propagating through the optical fiber is likely to change. For this reason, there is a concern that the measurement accuracy of the optical fiber gyroscope using the triaxial bobbin 70 is lowered.

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数が少なく作製が容易でありながら、機械的強度および複数の巻線溝の位置精度に優れた、多軸型光ファイバジャイロに用いられる光ファイバコイル用ボビンを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and is a multi-axis type that has excellent mechanical strength and positional accuracy of a plurality of winding grooves while being easy to manufacture with a small number of parts. An object of the present invention is to provide an optical fiber coil bobbin used in an optical fiber gyro.

そこで、上記課題を解決するために、本発明の特徴は、光ファイバを使用しサニャック効果に基づき移動体の角速度を検出する光ジャイロに用いられる光ファイバコイル用ボビンであって、互いに直交する3組の一対の平面部と、光ファイバを巻回するための互いに直交し前記3組の一対の平面部のうち2組の一対の平面部をそれぞれ周回し、かつ、他の1組の一対の平面部に対して平行に周回する3つの巻線溝と、を外表面に有する中実ブロックからなり、前記3つの巻線溝のうち少なくとも一つの巻線溝の底面が、他の巻線溝により分断されていることである。 Therefore, in order to solve the above problems, a feature of the present invention is an optical fiber coil bobbin for use in an optical gyro for detecting the angular velocity of the moving object based on the Sagnac effect using optical fiber, perpendicular to each other 3 A pair of plane portions and a pair of plane portions that are orthogonal to each other for winding an optical fiber and each of two pairs of plane portions of the three pairs of plane portions, respectively, and the other pair of pair of plane portions. A solid block having three winding grooves that circulate parallel to the plane portion on the outer surface, and the bottom surface of at least one of the three winding grooves is another winding groove. It is divided by .

また、本発明の好ましい態様は、前記ブロックが六面体であることである。   Moreover, the preferable aspect of this invention is that the said block is a hexahedron.

また、本発明の好ましい他の態様は、前記巻線溝の各々の周回面積が互いに等しいことである。
また、本発明の好ましい他の態様は、前記巻線溝の各々は、その周回形状が、半径が互いに等しい円形状であり、回転中心が互いにずれていることである。
また、本発明の好ましい他の態様は、前記3つの巻線溝は、前記中実ブロックの中心部寄りに配置される第1の巻線溝と、前記第1の巻線溝の回転中心の外側に互いに直交して配置される第2の巻線溝および第3の巻線溝からなり、前記第2の巻線溝および前記第3の巻線溝は、前記第1の巻線溝の回転中心からの距離が互い異なることである。
In another preferred embodiment of the present invention, the winding areas of the winding grooves are equal to each other.
In another preferred embodiment of the present invention, each of the winding grooves has a circular shape with a circular shape having the same radius, and the rotation centers are deviated from each other.
In another preferred embodiment of the present invention, the three winding grooves are a first winding groove disposed near the center of the solid block, and a rotation center of the first winding groove. It consists of a second winding groove and a third winding groove that are arranged orthogonally to each other on the outside, and the second winding groove and the third winding groove are the same as the first winding groove. The distance from the center of rotation is different.

かかる発明によれば、1つの中実ブロックに、2つまたは3つの光ファイバを巻回するための巻線溝が形成されているため、従来の多軸用ボビンと比べて、部品点数および組み立て工数を低減することができる。また、ボビンが中実ブロックから構成されているため、機械的強度に優れる。また、ボビンが少なくとも一つの平面部を有しているため、平面部を載置面としてボビンを光ファイバジャイロに安定して搭載できる。さらに、その平面部を加工基準面にして、巻線溝を精度よく形成することが可能となる。   According to this invention, since a winding groove for winding two or three optical fibers is formed in one solid block, the number of parts and assembly compared with a conventional multi-axis bobbin Man-hours can be reduced. Moreover, since the bobbin is comprised from the solid block, it is excellent in mechanical strength. In addition, since the bobbin has at least one flat part, the bobbin can be stably mounted on the optical fiber gyro with the flat part as a mounting surface. Furthermore, it is possible to form the winding groove with high accuracy by using the plane portion as a processing reference surface.

本発明の実施形態に係る光ファイバコイル用ボビンの全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an overall configuration of an optical fiber coil bobbin according to an embodiment of the present invention. 同光ファイバコイル用ボビンに光ファイバを巻回した状態を示すY−Z断面図である。It is YZ sectional drawing which shows the state which wound the optical fiber around the bobbin for optical fiber coils. 同光ファイバコイル用ボビンに光ファイバを巻回した状態を示すX−Z断面図である。It is XZ sectional drawing which shows the state which wound the optical fiber around the bobbin for optical fiber coils. 同光ファイバコイル用ボビンに光ファイバを巻回した状態を示すX−Y断面図である。It is XY sectional drawing which shows the state which wound the optical fiber around the bobbin for optical fiber coils. 光ファイバを使用した半導体リングレーザジャイロを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the semiconductor ring laser gyro using an optical fiber. 本発明のその他の実施形態に係る光ファイバコイル用ボビンであり、(a)は全体構成を示す斜視図であり、(b)はX−Z断面図である。It is the bobbin for optical fiber coils which concerns on other embodiment of this invention, (a) is a perspective view which shows the whole structure, (b) is XZ sectional drawing. 従来の多軸型光ファイバジャイロを示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional multi-axis type optical fiber gyro. 従来の3軸用ボビンを示す外観図である。It is an external view which shows the conventional 3-axis bobbin.

以下、本発明に係る光ファイバコイル用ボビンの好ましい実施形態の一例として、ボビン10を図面を参照して説明する。なお、ボビン10の構成を説明するにあたり、図1に示すように、互いに直交するX軸,Y軸,Z軸からなるXYZ座標系を想定する。   Hereinafter, a bobbin 10 will be described as an example of a preferred embodiment of an optical fiber coil bobbin according to the present invention with reference to the drawings. In describing the configuration of the bobbin 10, as shown in FIG. 1, an XYZ coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis orthogonal to each other is assumed.

ボビン10は、同図に示すように、全体として立方体(正六面体)の中実ブロック(本実施形態では、アルミニウム製のブロック)から形成されている。すなわち、ボビン10の外表面11は、全体として正方形をした同一形状の6つの平面部12〜14から構成されている。具体的に説明すると、外表面11は、X軸に垂直な一対の第1平面部12と、Y軸に垂直な一対の第2平面部13と、Z軸に垂直な一対の第3平面部14と、から構成されている。そして、3組の一対の平面部12〜14は、互いに直交している。   As shown in the figure, the bobbin 10 is formed from a solid block (a regular hexahedron) solid block (in this embodiment, an aluminum block) as a whole. That is, the outer surface 11 of the bobbin 10 is composed of six flat portions 12 to 14 having the same shape, which are square as a whole. More specifically, the outer surface 11 includes a pair of first plane parts 12 perpendicular to the X axis, a pair of second plane parts 13 perpendicular to the Y axis, and a pair of third plane parts perpendicular to the Z axis. 14. And three pairs of plane parts 12-14 are mutually orthogonally crossed.

このように構成されたボビン10の外表面11には、光ファイバを巻回するための3つの巻線溝15,16,17(第1巻線溝15、第2巻線溝16、第3巻線溝17)が形成されている。3つの巻線溝15,16,17は、互いに直交し、かつ、3組の一対の平面部12〜14のうち2組の一対の平面部を周回するように形成されている。このため、6つの平面部12〜14の各々は、実際には3つの巻線溝15,16,17のうち2つの巻線溝によって4分割されている。   On the outer surface 11 of the bobbin 10 thus configured, three winding grooves 15, 16, and 17 (first winding groove 15, second winding groove 16, and third) for winding an optical fiber are provided. A winding groove 17) is formed. The three winding grooves 15, 16, and 17 are orthogonal to each other and are formed so as to go around two pairs of plane portions among the three pairs of plane portions 12 to 14. For this reason, each of the six flat portions 12 to 14 is actually divided into four by two of the three winding grooves 15, 16, and 17.

次に、3つの巻線溝15,16,17について、図2ないし図4を参照して詳しく説明する。図2ないし図4は、それぞれY−Z面(X軸に直交する面),X−Z面(Y軸に直交する面),およびX−Y面(Z軸に直交する面)に平行で、ボビン10の中心点Cを通る断面図である。なお、図2ないし図4には、巻線溝15,16,17の底面に沿って光ファイバを巻回してなる3つの光ファイバコイル18,19,20(第1光ファイバコイル18,第2光ファイバコイル19,第3光ファイバコイル20)を模式的に示してある。   Next, the three winding grooves 15, 16, and 17 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4 are respectively parallel to the YZ plane (plane orthogonal to the X axis), the XZ plane (plane orthogonal to the Y axis), and the XY plane (plane orthogonal to the Z axis). FIG. 3 is a cross-sectional view passing through the center point C of the bobbin 10. 2 to 4, three optical fiber coils 18, 19, 20 (first optical fiber coil 18, second optical fiber coil 18, second optical fiber coil 18, 2) are formed by winding optical fibers along the bottom surfaces of the winding grooves 15, 16, 17. An optical fiber coil 19 and a third optical fiber coil 20) are schematically shown.

まず、第1巻線溝15は、図2に示すように、第1平面部12(Y−Z面)に対して平行に周回しており、その周回形状がボビン10の中心点Cを中心とする円形状に形成されている。なお、巻線溝15の周回形状とは、基本的には巻線溝15の底面(の中心)が囲う形状であるが、巻線溝17により底面が分断されている部分については外挿した形状(巻線溝17が存在しないと仮定した形状)である。すなわち、巻線溝15の周回形状とは、光ファイバコイル18の周回形状である。   First, as shown in FIG. 2, the first winding groove 15 circulates in parallel with the first flat surface portion 12 (YZ plane), and the circular shape is centered on the center point C of the bobbin 10. It is formed in a circular shape. The winding shape of the winding groove 15 is basically a shape in which the bottom surface (center) of the winding groove 15 surrounds, but the portion where the bottom surface is divided by the winding groove 17 is extrapolated. It is a shape (a shape assumed that the winding groove 17 does not exist). That is, the winding shape of the winding groove 15 is the winding shape of the optical fiber coil 18.

次に、第2巻線溝16は、図3に示すように、第2平面部13(X−Z面)に対して平行に周回しており、その周回形状がボビン10の中心点Cを中心とする円形状に形成されている。そして、第3巻線溝17は、図4に示すように、第3平面部14(X−Y面)に対して平行に周回しており、その周回形状がボビン10の中心点Cを中心とする円形状に形成されている。   Next, as shown in FIG. 3, the second winding groove 16 circulates in parallel with the second flat surface portion 13 (XZ plane), and the circular shape has a center point C of the bobbin 10. It is formed in a circular shape with a center. As shown in FIG. 4, the third winding groove 17 circulates in parallel with the third plane portion 14 (XY plane), and the circular shape is centered on the center point C of the bobbin 10. It is formed in a circular shape.

すなわち、3つの巻線溝15,16,17は、ボビン10の中心点Cを回転中心として同心状に形成されている。また、3つの巻線溝15,16,17は、その幅方向の断面形状が、外表面11を開放する矩形形状に形成されている。   That is, the three winding grooves 15, 16, and 17 are formed concentrically with the center point C of the bobbin 10 as the rotation center. Further, the three winding grooves 15, 16, and 17 are formed in a rectangular shape whose cross-sectional shape in the width direction opens the outer surface 11.

また、3つの巻線溝15,16,17は、その周回形状の半径(中心点Cと巻線溝の底面間の最短距離)をそれぞれR1,R2,R3とすると、R1>R2>R3の関係になるように形成されている。   Further, the three winding grooves 15, 16, and 17 have R1> R2> R3, where R1, R2, and R3 are the radiuses of the circular shape (the shortest distance between the center point C and the bottom surface of the winding groove), respectively. It is formed to be in a relationship.

そして、第1巻線溝15における半径R1と第2巻線溝16における半径R2との差(R1−R2)が、少なくとも第2巻線溝16に装着される第2光ファイバコイル19の断面厚よりも大きく設定されている。また、第2巻線溝16における半径R2と第3巻線溝17における半径R3との差(R2−R3)が、少なくとも第3巻線溝17に装着される第3光ファイバコイル20の断面厚よりも大きく設定されている。要するに、3つの巻線溝15,16,17は、光ファイバコイル18,19,20間の干渉(接触)がない状態を確保できるように、半径R1,R2,R3がそれぞれ設定されている。   The difference (R1−R2) between the radius R1 of the first winding groove 15 and the radius R2 of the second winding groove 16 is at least a cross section of the second optical fiber coil 19 mounted in the second winding groove 16. It is set larger than the thickness. The difference (R2−R3) between the radius R2 of the second winding groove 16 and the radius R3 of the third winding groove 17 is at least a cross section of the third optical fiber coil 20 mounted in the third winding groove 17. It is set larger than the thickness. In short, the radii R1, R2, and R3 are respectively set in the three winding grooves 15, 16, and 17 so as to ensure a state in which there is no interference (contact) between the optical fiber coils 18, 19, and 20.

次に、以上のように構成されたボビン10の従来技術に対する優位性について説明する。   Next, the superiority of the bobbin 10 configured as described above over the prior art will be described.

ボビン10は、1つの中実ブロックから形成されることから、従来技術のように3つのボビンを組み付ける作業が不要となり、製造工程を簡略化することができる。また、ボビン10が中実ブロックから形成されていることから、ボビン10全体の堅牢性を向上させることができる。このため、ボビン10に加わった外力の光ファイバコイルへの伝達が抑制される。この結果、ボビン10を使用した光ファイバジャイロの測定精度が外力の影響を受けることがなくなり安定することが期待できる。   Since the bobbin 10 is formed from one solid block, the work of assembling the three bobbins as in the prior art becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified. Moreover, since the bobbin 10 is formed from the solid block, the robustness of the bobbin 10 as a whole can be improved. For this reason, transmission of the external force applied to the bobbin 10 to the optical fiber coil is suppressed. As a result, it can be expected that the measurement accuracy of the optical fiber gyroscope using the bobbin 10 is not affected by the external force and is stabilized.

また、ボビン10は、全体として立方体に形成され、外表面11が6つの平面部12〜14から構成されていることから、いずれかの平面部12〜14を載置面として、ボビン10を光ファイバジャイロに安定して搭載できる。これにより、ボビンを光ファイバジャイロに取り付ける作業が容易になる。   Moreover, since the bobbin 10 is formed in a cube as a whole and the outer surface 11 is composed of six plane portions 12 to 14, the bobbin 10 is used as a mounting surface for the bobbin 10 as a light. Can be stably mounted on fiber gyros. Thereby, the operation | work which attaches a bobbin to an optical fiber gyro becomes easy.

また、ボビン10は、互いに直交する3つの巻線溝15,16,17の各々が、外表面11を構成し互いに直交する3組の一対の平面部12〜14のいずれかに平行に形成されている。このため、3組の一対の平面部12〜14(または、3つの平面部12,13,14)を加工基準面として、3つの巻線溝15,16,17を、例えば切削加工により形成することができる。これにより、各巻線溝15,16,17を互いに精度よく直交配置させることができる。   Further, in the bobbin 10, each of the three winding grooves 15, 16, and 17 orthogonal to each other is formed in parallel to one of the three pairs of plane portions 12 to 14 constituting the outer surface 11 and orthogonal to each other. ing. For this reason, the three winding grooves 15, 16, and 17 are formed by, for example, cutting, using the three pairs of the plane portions 12 to 14 (or the three plane portions 12, 13, and 14) as the processing reference plane. be able to. Thereby, each winding groove | channel 15,16,17 can be mutually orthogonally arranged with a sufficient precision.

以上、本発明の好ましい実施形態の一例について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   Although an example of a preferred embodiment of the present invention has been described above, the embodiment is not limited to the above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、ボビン10の全体形状を立方体としたが、これに代えて、直方体(六面体)としてもよいし、円柱としてもよい。円柱の場合には、加工精度の観点で立方体および直方体ほどの効果は期待できないが、円柱の軸方向両端の一対の平面部(または1つの平面部)を加工基準面とすることにより、一定の効果が期待できる。要するに、少なくとも1つの平面部を有する中実ブロックによりボビンが形成されていれば一定の効果が期待できる。   For example, although the entire shape of the bobbin 10 is a cube, it may be a rectangular parallelepiped (hexahedron) or a cylinder instead. In the case of a cylinder, the effect of a cube and a rectangular parallelepiped cannot be expected from the viewpoint of machining accuracy. However, by using a pair of plane parts (or one plane part) at both ends in the axial direction of the cylinder as a machining reference plane, it is possible to achieve a certain level. The effect can be expected. In short, a certain effect can be expected if the bobbin is formed by a solid block having at least one flat portion.

また、上記実施形態では、ボビン10に形成される巻線溝の数を3つとしたが、これに代えて、2つとしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the number of the winding grooves formed in the bobbin 10 was three, it may replace with this and may be two.

また、上記実施形態では、各巻線溝15,16,17の周回形状を円形状としたが、これに代えて、例えば楕円または矩形形状としてもよい。周回形状を楕円または矩形形状とすることにより、巻線溝の加工および光ファイバの巻き付け作業が困難になる可能性があるが、各巻線溝の周回面積を同一にすることが可能となる。なお、周回面積とは、各巻線溝に装着された光ファイバコイルによって囲まれる領域の面積である。   Moreover, in the said embodiment, although the circular shape of each winding groove | channel 15,16,17 was made into circular shape, it may replace with this, for example, may be an ellipse or a rectangular shape. When the circular shape is an ellipse or a rectangular shape, the processing of the winding groove and the winding operation of the optical fiber may become difficult, but the peripheral area of each winding groove can be made the same. In addition, a circumference area is an area of the area | region enclosed by the optical fiber coil with which each winding groove | channel was mounted | worn.

ところで、光ファイバを使用した半導体リングレーザジャイロ(光ファイバジャイロの一形態)では、特願2008−210260(本出願時点では未公開)に開示されているように、光ファイバコイルによって囲まれる領域の面積によって角速度の測定性能が異なることが本発明者等により明らかにされている。したがって、各巻線溝の周回面積を同一にした多軸用ボビンは、軸ごとの測定性能を一致させることができることから、半導体リングレーザジャイロの多軸用ボビンとして有効である。   By the way, in a semiconductor ring laser gyro using an optical fiber (one form of optical fiber gyro), as disclosed in Japanese Patent Application No. 2008-210260 (not disclosed at the time of the present application), a region surrounded by an optical fiber coil is used. It has been clarified by the present inventors that the measurement performance of the angular velocity differs depending on the area. Therefore, the multi-axis bobbin in which the winding areas of the winding grooves are the same can match the measurement performance for each axis, and is therefore effective as a multi-axis bobbin for a semiconductor ring laser gyro.

なお、半導体リングレーザジャイロとは、半導体レーザの両端面から出射した2つの光の波長がサニャック効果によって互いに異なることにより発生するビート信号から角速度を検出する方式の光ジャイロである。このため、半導体リングレーザジャイロは、図5に示すように、両端面から光を出射させる半導体レーザ21と、半導体レーザ21とともにレーザ共振回路を構成する光ファイバからなる光ファイバリング22と、光ファイバリング22内に配置される光ファイバコイル23と、光ファイバリング22内を互いに逆方向に周回する光(CW光およびCCW光)の一部を分岐させる光分岐器24と、光分岐器24から分岐したCW光およびCCW光を重ね合わせることにより発生するビート信号の周波数から角速度を検出するための光検出器25と、を備えている。   The semiconductor ring laser gyro is an optical gyro that detects an angular velocity from a beat signal generated when the wavelengths of two lights emitted from both end faces of the semiconductor laser are different from each other due to the Sagnac effect. For this reason, as shown in FIG. 5, the semiconductor ring laser gyro includes a semiconductor laser 21 that emits light from both end faces, an optical fiber ring 22 that includes an optical fiber that forms a laser resonance circuit together with the semiconductor laser 21, and an optical fiber. An optical fiber coil 23 disposed in the ring 22, an optical branching device 24 for branching a part of light (CW light and CCW light) circulating in opposite directions in the optical fiber ring 22, and the optical branching device 24. A photodetector 25 for detecting an angular velocity from the frequency of a beat signal generated by superimposing the branched CW light and CCW light.

また、上記実施形態では、3つの巻線溝15,16,17が同心状に形成されているが、必ずしも同心状に形成する必要はない。例えば、図6(a)(b)に示すボビン10Aのように、3つの巻線溝15A,16A,17Aの回転中心を互いにずらすことによって、円形状の周回形状であっても、3つの光ファイバコイル間に干渉を生じさせることのない条件下で、周回面積を互いに一致(半径Rを一致)させることができる。(なお、各巻線溝15A,16A,17Aの回転中心をずらしても、角速度の測定値は変化しない。)また、3つの巻線溝15A,16A,17Aの周回形状を円形状とすることにより、巻線溝の加工工程および光ファイバの巻き付け工程の作業性が向上する。なお、同図に示すように、ボビン10Aの全体形状を直方体としたが、直方体に代えて、例えば立方体とすることもできる。   Moreover, in the said embodiment, although the three winding grooves 15, 16, and 17 are formed concentrically, it does not necessarily need to form concentrically. For example, as in a bobbin 10A shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the three winding grooves 15A, 16A, and 17A are shifted from each other so that the three light beams are formed even in a circular circumferential shape. Under conditions that do not cause interference between the fiber coils, the circular areas can be made to coincide with each other (the radius R is made to coincide). (The measured value of the angular velocity does not change even if the rotation center of each winding groove 15A, 16A, 17A is shifted.) Also, by making the circular shape of the three winding grooves 15A, 16A, 17A circular The workability of the winding groove processing step and the optical fiber winding step is improved. As shown in the figure, the entire shape of the bobbin 10A is a rectangular parallelepiped, but instead of the rectangular parallelepiped, for example, a cube may be used.

さらに、本発明に係るボビンは、干渉型光ファイバジャイロおよび半導体リングレーザジャイロに限定されることなく、光ファイバを使用するあらゆるタイプの光ジャイロに適用できる。   Furthermore, the bobbin according to the present invention is not limited to the interference type optical fiber gyroscope and the semiconductor ring laser gyroscope, but can be applied to any type of optical gyroscope using an optical fiber.

10,10A ボビン(光ファイバコイル用ボビン)
11 外表面
12 第1平面部
13 第2平面部
14 第3平面部
15,15A 第1巻線溝
16,16A 第2巻線溝
17,17A 第3巻線溝
18 第1光ファイバコイル
19 第2光ファイバコイル
20 第3光ファイバコイル
21 半導体レーザ
22 光ファイバリング
23 光ファイバコイル
24 光分岐器
25 光検出器
10, 10A bobbin (bobbin for optical fiber coil)
11 outer surface 12 first plane part 13 second plane part 14 third plane part 15, 15A first winding groove 16, 16A second winding groove 17, 17A third winding groove 18 first optical fiber coil 19 first Two optical fiber coils 20 Third optical fiber coil 21 Semiconductor laser 22 Optical fiber ring 23 Optical fiber coil 24 Optical branching device 25 Optical detector

Claims (4)

光ファイバを使用しサニャック効果に基づき移動体の角速度を検出する光ジャイロに用いられる光ファイバコイル用ボビンであって、
互いに直交する3組の一対の平面部と、
光ファイバを巻回するための互いに直交し前記3組の一対の平面部のうち2組の一対の平面部をそれぞれ周回し、かつ、他の1組の一対の平面部に対して平行に周回する3つの巻線溝と、を外表面に有する中実ブロックからなり、
前記3つの巻線溝のうち少なくとも一つの巻線溝の底面が、他の巻線溝により分断されていることを特徴とする光ファイバコイル用ボビン。
An optical fiber coil bobbin used in an optical gyro that uses an optical fiber to detect the angular velocity of a moving object based on the Sagnac effect,
Three pairs of plane portions orthogonal to each other ;
Each of the three sets of the pair of plane portions that wrap around the optical fiber is wound around two pairs of plane portions, and in parallel with the other pair of plane portions. A solid block having three winding grooves on the outer surface,
The bobbin for an optical fiber coil , wherein a bottom surface of at least one of the three winding grooves is divided by another winding groove .
前記中実ブロックが六面体である請求項1に記載の光ファイバコイル用ボビン。   The bobbin for an optical fiber coil according to claim 1, wherein the solid block is a hexahedron. 前記巻線溝の各々は、その周回形状が、半径が互いに等しい円形状であり、回転中心が互いにずれている請求項1または2に記載の光ファイバコイル用ボビン。 3. The bobbin for an optical fiber coil according to claim 1, wherein each of the winding grooves has a circular shape with a circular shape having the same radius, and the rotation centers are shifted from each other . 前記3つの巻線溝は、前記中実ブロックの中心部寄りに配置される第1の巻線溝と、前記第1の巻線溝の回転中心の外側に互いに直交して配置される第2の巻線溝および第3の巻線溝からなり、The three winding grooves are a first winding groove disposed near the center of the solid block and a second winding groove disposed orthogonally to the outside of the rotation center of the first winding groove. And a third winding groove,
前記第2の巻線溝と前記第3の巻線溝とは、前記第1の巻線溝の回転中心からの距離が互いに異なる請求項3に記載の光ファイバコイル用ボビン。4. The bobbin for an optical fiber coil according to claim 3, wherein the second winding groove and the third winding groove have different distances from the rotation center of the first winding groove.
JP2009096697A 2009-04-13 2009-04-13 Bobbin for optical fiber coil Active JP5275885B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009096697A JP5275885B2 (en) 2009-04-13 2009-04-13 Bobbin for optical fiber coil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009096697A JP5275885B2 (en) 2009-04-13 2009-04-13 Bobbin for optical fiber coil

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2010249557A JP2010249557A (en) 2010-11-04
JP2010249557A5 JP2010249557A5 (en) 2012-03-22
JP5275885B2 true JP5275885B2 (en) 2013-08-28

Family

ID=43312071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009096697A Active JP5275885B2 (en) 2009-04-13 2009-04-13 Bobbin for optical fiber coil

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5275885B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102645215B (en) * 2012-05-16 2015-10-28 江苏立万信息科技有限公司 The method for making of the optical fiber sensing ring of a kind of optical fibre gyro
US11047687B2 (en) 2017-01-13 2021-06-29 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Fiber management assembly for multi-axis fiber optic gyroscope

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8432402D0 (en) * 1984-12-21 1985-02-06 Birch R D Optical fibres
JPH06100470B2 (en) * 1985-04-04 1994-12-12 住友電気工業株式会社 Optical fiber sensor
JPS61266911A (en) * 1985-05-22 1986-11-26 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Surveying instrument using optical fiber gyro
JPH0317510A (en) * 1989-06-15 1991-01-25 Tamagawa Seiki Co Ltd Optical fiber coil for three axis detection
JP4186147B2 (en) * 1999-11-19 2008-11-26 株式会社エフ・イー・シー 3D antenna
JP5013592B2 (en) * 2006-12-24 2012-08-29 オーエム機器株式会社 Floor panel support structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010249557A (en) 2010-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7684659B1 (en) Bifilar optical fiber stowage for fiber-optic gyroscope
US4259016A (en) Interferometer with a single-mode waveguide coil
EP0616195B1 (en) Fiber optic gyroscope
JP5004617B2 (en) Aviation gradient gyroscope
JP5275885B2 (en) Bobbin for optical fiber coil
JP2009199065A (en) System and method for fiber based resonator coupling
EP2069715A2 (en) Photonic crystal based rotation sensor
US11047687B2 (en) Fiber management assembly for multi-axis fiber optic gyroscope
EP3470785B1 (en) Flange-bonded loopback for fiber-optic gyroscope (fog)
US5357339A (en) Multi-axis fiber-optic gyroscope assembly in which each gyroscope comprises 1/3 of a specific shape
US20100238451A1 (en) Depolarizer for a fiber optic gyroscope (fog) using high birefringence photonic crystal fiber
JP7216951B2 (en) Interferometric fiber optic gyro and sensing coil mechanism
CN110285798B (en) Miniaturized foldable nuclear magnetic resonance gyro instrument head
JP2010230476A (en) Ring laser gyro
CN109579814B (en) Optical fiber gyroscope
JPH04148823A (en) Optical fiber gyroscope
US11774245B1 (en) Vehicle hull with interferometric fiber-optic gyroscope
CN216925602U (en) Inertial measurement unit, navigation system and mobile device
JPH0339689Y2 (en)
RU2488773C2 (en) Laser gyroscope
US20230008033A1 (en) Folding sagnac inertia measurement unit
CN107621260A (en) A kind of optical fiber loop framework
CN107607106A (en) A kind of tunable optical fiber gyroscope
JP2009150793A (en) Interference fringe generation device, ring laser gyro, and forming method of ring laser gyro
JP2009041940A (en) Laser gyro

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120207

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130104

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130313

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130516

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5275885

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250