JPH02393A - トライモードの反射面位置調整装置および角速度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はリング形し−ダジャイロ装置、特に改良された
ロックイン速度の低減システムに関する。

〔従来技術〕

リングレーザジャイクとも呼ばれる簡単なレーザ角速度
センサーに於いては、単色光線の形の２つのｔ磁波が発
生させられて、検知対象の回転速度の回転軸を定める光
学的閉ループ路に沿って相互に対向する方向へ伝播され
る。この光学的閉ループ路は複数の直線セグメントで形
成され、それに沿って光線が相互に対向する方向へ進行
する。

その閉ループ路は事実上、鏡のような複数の反射面によ
って特定される。その閉ループ路に沿って、反射面の所
での彼方散乱郷によ〕電磁波間にエネルギー結合が生じ
、媒体中で消失する。その電磁波間のエネルギー結合は
ロックインとして知られている現象を引き起す。このロ
ックイン現象は、２つの電磁波の周波数が共通の周波数
に引込まれる状態をいう。「ロックイン速度」は、それ
以下の回転速度では回転を測定するための周波数の差が
認められないようなセンサーの回転速度のことをいう。

この種のセンサーは、ロックイン速度以下の回転速度を
測定できるようにする目的で周波数の偏倚（バイアス）
装置を備える。その周波数の偏倚は、米国特許筒３，３
７３，６５０号及び３，４６７，４７２号に示すように
、周波数の差に周期的な符号変化を生じさせるような、
極々の方法によって行われる。

その周波数の偏倚は、相互対向伝播波の周波数に充分な
周波分離を与えることにより行われる。その周波数の偏
倚の導入はセンサーを前後へ回転振動させることによっ
て、或いはセンサーを一定の高い速度で回転させ、例え
ｔｆ７アラデーセルのような波の光路で周波分離装置を
振動させることによって、或いは光路中の手段によって
一定の周波分離を与えることによル行われる。

米国特許ｔｓ４，１５２，０７１号は、ロックイン速度
を低減させる制御装置を示している。レーザ角速度セン
サーの閉ループ路を形成する一対の鏡が、単−のフィー
ドバック制御システムによυ、ブツシュ・プルされる如
く並進的に移動させられ、それによって空胴内のレーザ
通路、即ち閉ループ路の位置を変え、かくしてセンサー
の管ツクイン速度を最小値に制御するようにする。セン
サーのロックイン速度が最小の時には、デイザ−された
ジャイロにおいてランダムドリフトと呼ばれるロックイ
ン誤差の蓄稙は最低に保持される。更に最低のロックイ
ン速度は最適々センサーに相当する。

従来の成る方法では、例えは石英のような、機械的、熱
的に安定したブロック材料が、角速度センサーのレーザ
媒体を包含する光学的閉ループ路の空胴構造体を形成す
るために使用される。そのような装置に於て、センサー
の偏倚の安定性は次の方法で得られる。即ち、（１）空
胴に対して光学的閉ループ路を整列させ、０１）光線の
強度を一定とするように通路長を事実上一定に保持する
ことである。偏倚安定性の良めの制御は一般に、波の強
度を最大にする制御装置を備えることによシ達成される
。

米国特許第４，１１３，３８７号は、光学的通路長の制
御とジャイロのレーザ光学装置の整列とを別々に行なう
レーザ光学装置のｖ４整装置を示す。米国特許第４，１
１３，３８７号ではデュアルモードの分割型バイモルフ
装置によシ鏡をジャイロのレーザ光学装置の光路に介在
させる。その鏡は、通路長制御のため並進運動させられ
、整列制御のために回転運動させられる。米国特許第４
，１１３，３８７号に示すデュアルモードの装置及びセ
ンサーは、偏倚の安定性を保持するシステムを提供する
が、センサーのロックイン速度に直接関係するランダム
ドリフトに対しては直接的な改善とはならない。辷れは
、米国特許第４，１１３，３８７号の制御システムが１
方の電磁波の平均強度のみに応答するだけだからである
。

〔発明の概要〕

この本発明は、レーザ角度速度センサーのロックイン速
度値を実質的に減らし、同時にランダムドリフトによる
ジャイロ出力誤差を改善するようにレーザ角速度センサ
ーを作動させる改良した装置を提供する。本発明の装置
の一例は、センサーの光学的閉ループ路の一部を形成す
る反射面となる少くとも１つの傾斜自在な鏡を有する。

ロックイン速度の制御は、センサーの相互対向方向伝播
波の１方又は双方の作用から生じるセンサーのロックイ
ン速度を示す、ロックイン速度の判別子信号に応答して
少くとも１つの傾斜自在な鏡の角度を制御することによ
り行われる。

本発明のもう１つの装置に於ては、ロックイン速度判別
子信号は２つのフィードバック制御システムにおいて使
用され、電磁波間のエネルギー結合を、センサーのロッ
クイン速度が事実上最低となる状態に変えるように光学
的閉ループ路の自由度２の制御を行うようにする。電磁
波間のエネルギー結合を変化させるために、複数のレー
ザ通路の制御信号に関連して複数の基準信号を使ったい
くつかのフィードバック制御システムが示されている。

選択されたロックイン速度判別子信号は、同期検出と閉
ループ制御のため基準信号に関係し九信号成分を含む。

本発明は、自由度２の傾斜と自由度１の並進とが可能な
トライ・モード型トランスジューサを含む。そのような
＠きのトライ・モード型トランスジューサは、レーザ通
路の整列と、レーザ通路長の調整とロックインの制御を
調整する機構を得るために、レーザ角速度センサーに用
いることができる。

閉ループ路に沿って進行する相互対向方向伝播波相互間
の周波数の差によりその閉ループ路の回転が示されるよ
う表種類のレーザ角速度センサーにおけるロックイン現
象はよく知られている。このロックイン現象によシ、あ
る速度以下に回転が低下すると、上記の２つの波が同一
の周波数にロックインされ（引込まれ）、周波数差から
見る限り回転してないかのよう表状態を呈する。上記の
「ある速度」はロックイン速度といわれる。ロックイン
現象は、波相瓦間のエネルギーの結合によシ各波の周波
数が同じ周波数にロックインされるために生じる。電磁
波間のエネルギー結合の有力ま源は、伝播波の閉ループ
路を形成する反射面での後方散乱であると考えられてい
る。しかしながら、エネルギー結合のその他の源として
、前方散乱、複屈折孔効果やレーザ媒体等がある。

特許用４，１５２，０７１号はロックイン速度を最少に
する基本的方法を示している。すなわち、第１Ｋロツク
イン速度を示す判別子信号を発生させ、次に、そのロッ
クイン速度判別子信号に応答して、レーザ通路を前記判
別子信号が最小ロックイン速度を示すような状態へ変更
させることである。

特許用４，１５２，０７１号に於て、単一の制御信号に
組合せた単一の基準信号は、閉ループ路すなわちレーザ
通路を形成する反射面の１つの位置を変えるようにトラ
ンスジューサーを駆動する。その基準信号はレーザ通路
の位置をデイザ−させるために使用された。そのレーザ
通路のデイザ−は同期デモシュレータ−によシ検田され
た。その同期デモシュレータ−は、一方の波の強度変化
に対応する、基準周波数の成分を有するロックイン速度
判別子信号を復調する。そのデモシュレータ−の出力は
単一のフィードバック制御信号を与え、被制御反射面の
平均位置を制御し、最小のロックイン速度となるデイザ
−の中心位置となるようにする。

特許用４Ｊ５２，０７１号は、レーザ通路を形成する伊
の少くとも１個を移動させることによって、センサーの
ロックイン速度を変化させ、制御できることを示してい
る。更に又、１個又は２個の鏡を移動させることにより
、レーザ通路を変更させることができセンサーのロック
イン速度の値が有限の最低と最高値をもって周期をなす
ことをも示している。本田願では、それらの反復する有
限の最高最低値が、後述するようにレーザ通路システム
の境界点、即ち装置の初期状態から生じ、これらの初期
状態は変化可能であると推定している。

米国特許出Ｒ第３５３，７１１号では特許用４，１５２
゜０７１号と本発明に示す装置に使用できるロックイン
速度、又はランダムドリフトを示す判別子信号を発生さ
せる、独特で、新規な判別子装置が示されている。その
出願に於て判別子信号は、そのセンサーのロックイン速
度を示す信号を得る手段として、センサーの相互対向伝
播波の６波の強度の強度変化から誘導される。勿論、そ
の他のロックイン速度判別子信号も可能であって、本発
明の範囲は特定の判別子信号に制限されるものではない
。

固定光学通路を有するレーザ角速度センサーそれぞれに
は、波即ちビーム間のエネルギー結合状態が存在する。

そのエネルギーの結合状態は、主に、反射面での後方散
乱から生じる。センサーに生じる波間のエネルギー結合
は、センサーにおける全ての散乱波のベクトル和である
「フエーザー和（ｐｈａｓｏｒ　ｓｕｍ　）　Ｊによっ
て表わすことができる。固定のレーザ通路におけるフエ
ーザー和は、初期の散乱波の全てが初期位相と初期微幅
とを有するようなセンサーの１初期状態」を表わすと考
えられる。

特許用４，１５２，０７１号に示すように、波の一方の
強度変化を表わす信号はロックイン速度と対応するフエ
ーザー和とを衣わす判別子信号として使用される。この
判別子信号はその選ばれた判別子信号を基礎とする最小
ロックイン速度を生じさせるためにレーザビームの光学
通路をｉ！１４整するレーザ通路制御システムで使用さ
れる。

特許用４，１５２，０７１号の光学通路、即ちレーザ通
路制御システムは、最小ロックイン速度を得るようにレ
ーザ角速度センサーの光学通路を形成する鏡のうちの１
個の鏡の平均位置を変動させて制御する単一・のフィー
ドバック制御システムから成る。

その鏡の平均位置をデイザ−させ、制御することは、平
均光学通路をデイザ−し、制御し、７エーザー和をひい
てはロックイン速度判別子信号をほぼ平均値の前後でデ
イザ−させることである。かくして、判別子信号と蜆は
フィードバック制御システムの一部を形成する。

前述の、特許用４，１５２ρ７１号に示す装置は、鏡の
１つを制御する単一のフィードバック制御システムを使
って光学通路の変更により散乱波の位相関係を変えるこ
とによって固定センサーの［初期状態」を変化させるこ
とになる。その結果、フェーザー和とそれに対応するロ
ックイン速度判別子信号は位相と振幅が変化する。しか
しながら、前述の単一のフィードバック制御システムは
、前述のように有限の周期的最低値を減少させることが
できず、これは散乱波の位相と振幅を決定するセンサー
の初期パラメーター次第で決まる。従って、前述の制御
システムは、センサーロックイン速度を最小にするフエ
ーザー和調整システムと呼ぶことができる。

本発明に於て、初期状態調整機構は、単一のフィードバ
ック制御システムによシ初期散乱波の初期位相及び初期
振幅を変えるために使用され、特許第４，１５２，０７
１号に図示かつ説明されている鏡の並進変化の代シに使
用することができる。

本発明の１つの実施例においては、この機構はフエーザ
ー和の初期状態を変えるように、レーザ通路を形成する
鏡の１つを傾斜させる。その鏡傾斜機構は、本発明の実
施例においては、１個の鏡の傾斜の自由度１の制御によ
シセンサーのロックイン速度を最小にする単一フィード
バック制御システムの一部となるように示されている。

本発明のもう１つの実施例において、最低のロックイン
速度を得るようにリングレーザ角速度センサーのレーザ
通路を独立して変化させるために、２つの独立したフィ
ードバック制御システムが使用される。レーザ通路を形
成する１個又は数個の鏡はレーザ通路の自由度２の制御
を行うために２１１！の独立したフィードバック制御シ
ステムによシデイザーされ、かつ位置づけられる。

フィードバック制御システムの各々はロックイン速度を
示す同じロックイン速度判別子信号に応答する。

前述の「初期状態の調整」と１フエーザー和の調整」は
レーザ通路の自由度２の制御のことを言い、本発明の説
明を簡素化するために有用である。

しかしながら、本発明のいくつかの実施例に於て、初期
状態のｇＡ整及び７エーザー和の調整のための機構は同
様のものである。他の実施例において初期状態の調整は
独特であって、フエーザー和の調整によって達成される
制限の変化のことをいう。

〔実施例〕

第１１　、ｌｂ図は、レーザ角速度センサーに於て、相
互対向伝播波ＩＷＩとＩＷ２　　の通るレーザ通路を反
射面の１つを傾斜させることによって変化させ得ること
を示す。

第１ａ図に於て、実線で示す光学的閉ループ路１５は、
反射面、即ち鏡１１，１２．１３の位置によシ定まる。

第１ａ図に於て、硯１３は角度φだけ傾斜させると符号
１３′で示す新しい位置をとり、　この位置１３′　は
、図面に点線で示す新しいレーザ通路１５“′を設定す
る。硯１３が前後へ角度φだけ傾斜すると、符号１５と
１５′で示すこれらの三角形通路間で光学的レーザ通路
が変化する。更に鏡１３が前後へ傾斜すると、通路１５
．１５’それぞれに対応する電磁波の入射点間の軌跡に
そって反射１ｆｉ１１，１２．１３の各々への波ＩＷＩ
とＩＷ２の入射角が変化する。従って、通路１５と１５
′間には、図示していないが平均通路位置が存在する。

この平均通路は、波相瓦間にエネルギーの初期結合状態
を有する初期状態の通路であると考えることができる。

この初期状態の通路は、少くとも一部は侠１１゜１２の
位置次第で決まる。フエーザー和（ｐｈｉｓｏｒ　５ｕ
ｎ）と、従って通路１５．１５’間の通路の軌跡に対応
するエネルギー結合を異わす、フエーザー和に対応の判
別子信号は、鏡１３がその平均位置の近くで前後へ傾斜
する時、振幅と位相とが変化する。ロックイン速度が最
低となるような、電磁波間のエネルギー結合を生じるよ
うに、光学的閉ループ路の平均位置を制御するため、反
射面１３の平均位置を１ｔｌｌ＋御することは、フィー
ドバック制御システムにより可能である。

以上の説明は、本発明及び米国％許第４，１５２，０７
１号の発明の基本的原理である。

第１ｂ図に於て、実線で示す光学的閉ループ路１５も、
反射面１１，１２．１３の位置により定められる。第１
ｂ図に於て、鏡１２は角度０だけ回転して、符号１２′
で示す新しい位置をとシ、これにより、図に点線で示す
新しい光学的レーザ通路１５“を設定する。鏡１２を角
度θだけ前後へ傾斜させると、符号１５と１５″でそれ
ぞれ示す三角形通路間で光学的レーザ通路が連続的に変
化する。更に、！１２を前後へ傾斜させると、鏡１１゜
１２．１３の各々に対する波ＩＷＩとＩＷ２の入射角が
、通路１５と１５“にそれぞれ対応する入射点間の軌跡
に沿って変化する。かくして通路１５と１５″　との間
には、第１ａ図の平均通路とは異なる平均通路位置が存
在する（図示せず）。フエーザー和と、通路１５と１５
゛′に対応するエネルギー結合を表わす、フエーザー和
に対応の判別子信号は、鏡１２がその平均位置を中心と
して前後に傾斜すると、振幅と位相とが変化する。ロッ
クイン速度が最低となるような、電磁波相互間にエネル
ギ結合を生じるように、光学的閉ループ路の平均位置を
変化させるために、反射面１２の平均位置を変化させる
ことは、フィードバック制御システムによシ可能である
。

第１ａ図の鏡１３の傾斜角と、第１ｂ図のａ１２の傾斜
角とは両方とも、レーザ通路を変化させることができる
。しかしながら、鏡１３の平均位置に関連しているのは
、鏡１２の平均位置に依存する、フエーザー和及びそれ
に対応の判別子信号であり、鏡１２の平均位置に関連し
ているのは、鏡１３の平均位置に依存する、フエーザー
和及びそれに対応の判別子信号である０かくして、鏡１
２の位置それぞれに対してＵ１３の傾斜角の調整によっ
て最適のフエーザー和が得られ、又、その逆も可能であ
る。かくしてフィードバック制御システムを、鏡１２．
１３の何れか１方の初期状態のｖＩ４ｍ（チューニング
）のために備えることができ、今１つの別のフィードバ
ック制御システムを、センサーの最小ロックイン速度を
生じさせるように電磁波相互間のエネルギー結合を変化
させるために残りの鏡についてフエーザー和調整のため
に備えることができる。

第１ａ、ｌｂ図に示すような反射面、即ち鏡を傾斜させ
る１つの装置が米国特許第４，１１３，３８７号に示さ
れている。第２図は上記米国特許第４，１１３．３８７
号の第２図とほぼ同じである。それは取付られた鏡を移
動し、傾斜させることのできるデエアルモードのトラン
スジューサー装置の一例を示す。第２図に示すよう々回
転運動、即ち傾斜運動は第１ａ、ｌｂ図の反射面、即ち
鏡１２又は１３０１つを傾斜させる装置として利用でき
る。更に、反射面の位置を移動させる機能も又、ロック
イン速度制御に関連して通路長のｖ！４整のために利用
できる。第２図に示す傾斜の機能は、米国特許第４．１
１３，３８７号では、整列制御のために使用され、電磁
波の強度に影響を与えるように制御された。

本発明において、更に後述するようなセンサーのロック
イン速度及びランダムドリフトに直接影響を与えるため
に１１ｉ磁波相互間のエネルギー結合の相殺のためのレ
ーザ通路の変更に傾斜が行われる。

第１ａ、ｌｂ図に示す光学的レーザ通路１５′１５“は
大変異なっている。特に、三角の進路１５の直線部に対
する三角の通路１５’、１５”の直線部の傾斜は大変異
なる。又、反射面１１．１２゜１３の各々への入射角は
、反射面それぞれの傾斜が変わると大きく影響される。

かくして、鏡１２゜１３の独立した傾斜の制御は光学的
閉ループ路を広範囲に変化させ、特に、電磁波相互間の
エネルギー結合量を変化させる散乱波の位相及び振幅に
大きな範囲にわたる変化を生じさせ、従ってロックイン
速度を大きな範囲で変化させる。かくして第２の波及射
面の独立した制御は、特定の光学系に対し最低ロックイ
ン速度を得るためのフエーザー和の艷整の基礎となる初
期状態に変化を生じさせるものである、と考えることが
できる。第１ａ。

ｌｂ図から反射面の何れか１方の傾斜を変化させること
は初期状態の調整であシ、今１つはフエーザー和の調整
であると考えることができる。

前述のように、フエーザー和のｖＩ４姫は最低のロック
イン速度を生じさせるようにフエーザー和の振幅と位相
を変化させる。初期状態のｐ＋橙は、フエーザー和の調
整によシ得られたロックイン速度の１直を最低にするよ
うに７エーザー和の振幅と位相を変化させる。従って、
本発明は、最低のロックイン速度と最低のランダムドリ
フトとが得られるように電磁波相互間のエネルギー結合
を最適にするような初期状態の調整とフエーザー和の調
整との原理を利用している。

第１ｍ、ｌｂ図では反射面１２ないし１３の傾斜量が大
きく誇張して示されている。典型的には、φ及びθ値は
アーク秒で示される程度である。傾斜のわずかな変化も
、反射面１１．１２．１３への電磁波の入射角を大きく
変化させると共に、対をなす反射面間のレーザ通路の位
置を大きく変化させる。反射面の傾斜を小さく変化させ
ることによシ、レーザ通路に必要とされる変更を生じさ
せ、フィードバック制御システムにより反射面の平均位
置を最適にして最小のロックイン速度を生じさせるよう
に電磁波相互間のエネルギー結合を変える。

レーザジャイロの設計を簡単にする本発明の重要な一面
が第３ｍ、３ｂ、３Ｃ図に示されている。

ｇａａ図は、す／グレーザの光学システムにおいてレー
ザ光線を反射させる反射面を有する３モードのトランス
ジューサー装置の側面図である。第３ｂ図は第３１図の
平面図である。第３Ｃ図は、３個の独立した制御用電源
によって第３ｍ、３ｂ図の３モードのトランスジューサ
ー装置を動作させる電気回路を示す。第３ｍ、３ｂ、３
Ｃ図に示す３モードのトランスジューサー装置は、第１
のコントロール信号に応答して、第２図に示す装置によ
るような反射面の並進を行わせ、さらに、第２、第３の
コン）ａ−ル信号に応答して波及射面を２つの自由度で
傾斜させることができる。第３図に示す装置は、（１）
レーザ通路長の制御と、（Ｉｔ）ｇ１列制御と、（ｌｌ
ｉ）ロックイン速度の制御（フエーザー和又拡初期状態
の調堅）とを同時に制御するリングレーザの制御装置に
和剤される。

ここで、第３ｍ、３ｂ、３ｃ因を参照すれば、熱的およ
び機械的に安定したブロック３１０は、半径方向部分３
１１，３１２，３１３，３１４を有する。ブロック！Ｉ
Ｑは中央突出５３１５を有し、中央突出部３１５は端面
３１６を有する。その端面３１６は、第２の熱的および
機械的に安定したブロック３２０の中心部分３２３にし
つかｐと結合される。

ブロック３２０は円筒形突出部分３２４を有し、これは
ベース構造体３３０にしつか）と取付けられる。更に、
ブロック３２０は、レーザ光線を含む電磁波を反射する
ことのできる反射端面３４０を有する中央突出部分３２
５　　を支持する弾力性のあろうすい内側横断面部３２
２を備えている。ブロック３１０及び３２０は例えば石
英のような材料即ちサーピット（Ｃａｒ　Ｗｉｔ）とし
て知られている材料等で作られる。その反射端面性その
材料を磨くことによシ作成できる。その反射端面は鏡を
取付けたものにする事もできる。

半径方向部分３１１　とブロック３２Ｇとの間には第１
のトランスジューサー人が配置され、これは機械的伝達
手段３４１ａと３４２ｍ（どちらも示していない）との
間にはさまれている。半径方向部分３１２とブロック３
２０　との間には、第２のトランスジューサーＢが配置
され、これも機械的伝達手段３４１ｂと３４２ｂとの間
にはさまれてお夛、半径方向部分３１３とブロック３２
０　との間には、第３のトランスジューサーＣが配置さ
れ、これも機械的伝達手段３４１Ｃと３４２Ｃとの間に
はさまれておυ、半径方向部分３１４　とブロック３２
０との間には、第４のトランスジューサー〇Ｄが配置さ
れ、これは機械的伝達手段３４１ｄ　と３４２ｄ　（ど
ちらも図示していない）との間にはさまれて位置する。

トランスジューサー人、Ｂ、Ｃ，Ｄの各々は、コントロ
ール信号に応答し、成る方法でその機械的寸法が変化す
る機械的トランスジューサー装置である。第３ｍ　、３
ｂ図の機械的動作は、機械的トランスジューサー人、Ｂ
、Ｃ，Ｄのいずれか１つの伸張又は収縮がベース構造体
３３０に対するブロック３１０　の動きを生じさせるよ
うなものである。ブロック３１０　の動きは、ブロック
３２０と中央突出部３１５　との間の剛直な接続体３１
６を介して弾性の横断面部３２２を変形させることによ
り中央突出部３２５と反射端面３４０　に伝達される。

かくして、反射端面の位置はトランスジューサーＡ　、
Ｂ　、ＣＯＤの機械的変動作用によって変化する。

一例でハ、各トランスジューサーは軸方向で伸縮可能な
円盤形圧Ｋｌ子装置である。第３ａ図に於て、そのトラ
ンスジューサーは、お互いに９０’離れて対称的に配置
された半径方向部分３１１゜３１２，３１３，３１４　
の端部に対称的に配置されている。圧電素子装置は、そ
の伸縮方向がブロック３１０の中央突出部分３１５　と
、中央突出部分３２５と、ブロック３２０　の反射端面
３４０を通過する２軸に平行に表るように配置される。

各トランジューサーはそれぞれ、ａｌ　ｌ　ｂｌ　、　
Ｃｌ　、　ｄＢで示し喪上端部と、幻＊　１）！　＋　
Ｃ２１ｄｚで示した下端部とを有する。各圧電素子装置
の構成は、下端部ｓ２″に対して、上端部１１＃に同じ
電圧をかけると、各トランスジューサーが同一方向へ伸
縮するようになっている。各機械的伝達手段によシ、圧
を素子装置の伸縮がブロック３１０と３２０との間で伝
達され、又同時に、ブロック３１０とベース構造体３３
０との間で伝達される。圧［素子装置がブロック３１０
又はブロック３２０の少くとも一方と一体化している場
合は、機械的伝達手段を省略することができる。

トランスジューサーＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄにかけられる電圧の
特定の大きさ及び極性に応じて、反射端の面３４０を通
る軸（主に２軸）Ｋ沿っての移動や、Ｘ！１ＩＩＫ平行
表軸のまわシでの傾斜や、Ｙ軸に平行な軸のまわシでの
傾斜を選択的に行うことによって反射端面３４０の位置
が費えられる。第３楓図において、反射端面３４０は紙
面をつき抜ける方向で考えて前後に（第３ｂ図のＹ軸の
まわシで）傾斜すゐことができ、紙面内で左右に（第３
ｂ図のＸ軸のまわりで）傾斜すゐことができる。

第３ｃ図に示すのは、並進、上下傾斜（Ｙ軸中心の傾斜
）及び水平ないし左右傾斜（Ｘ軸のまわりの傾斜）を行
うために、トランスジューサ入。

Ｂ、Ｃ，Ｄをコントロールする３個の独立電源を示ス路
線図でおる。トランスジューサーそれぞれの上端部１１
＃及び下端部１２″の間に、電源３８Ｇから共通の電位
をかけることによって並進が行われる。上下傾ｆ＋（Ｙ
軸中心傾斜）は、直径方向で対向するトランスジューサ
ーＡとＤそれぞれの上端部と下端部との間に電源３８５
から相互に逆極性の電位をかけることによって行われる
。

水平ないし左右傾斜は、直径方向で対向するトランスジ
ューサーＢとＣそれぞれの上ｍ部と下端部との間に電源
３９０から相互に逆極性の電位をかけることによって行
われる１、これは、１方のトランスジューサーが伸長し
、他方が収縮して傾斜作用を生じさせるためである。反
射面を通る軸に沿った並進は、全てのトランスジューサ
ーが一致して伸縮するために生じる。

第３ｃ図には、を図する動きのために、２書の傾斜と並
進を行うトランスジューサーの２めの制御回路の−＠を
示すものである。電源３８０は、直列接続され危２個の
直流電源３８１ｍ、３８１ｂを有し、その共通接続点は
接地されている。残）の電＃端子は、摺動颯子３８３を
有するポテンシオメータ３８２の固定端子にそれぞれ接
続され、その摺動端子３３３はトランスジューサー入Ｉ
　Ｂ　ＩＣ，Ｄの上端部ａｌ　ｌ　ｔ）１　＋ｅｌ　、
ｄｌに共通して電気的に接続される。幾分似たようなや
勺方で、電源３８５は直列をなす直流電源３Ｈａ、３８
６ｂを有し、その共通接続点は接地される。直流電源３
Ｊ１６ａ　、　３８６ｄの残りの端子それぞれには第１
及び第２のポテンシオメータ３１１７ｍ、３ａ７ｄの固
定端子が図示のように接続される。３８７ｍの摺動端子
は下端Ｍａｔ　に接続され、３８７ｄの摺動端子は下端
部ｄ１に接続される。ポテンシオメータ３８７ｍ　、３
８７ｄの摺動端子は点綴３８８で示すように連動するよ
うにされる。更に、それらの摺動端子は、連動するとそ
れぞれの電圧が相互に反対方向へ変化するようにされる
。例えば、摺動端子の１万が正方向に変化すれば、他方
は負方向に変化する。電源３９０は電源３８５と同じよ
うに構成される。’ｉｔ＃３８５と　３９０　がそのよ
うに構成されると、適切なトランスジューサーの両端に
かかる電圧の変化は、前述のような傾斜作用を生じる。

第４図は本発明の１つの実施例であって、米国特許第４
，１５２，０７１号の制御装置の改良を示す。第４図に
は、この技術分針でよく知られた三角形のレーザジャイ
ロ１０が示されている。閉ループ路は反射Ｅ１１１，１
２．１３によシ定められる。反射面１２は、強度検出と
電気信号への変換に用いるために、相互対向伝播波ＩＷ
Ｉ　と　ＩＷ２の一部を透過させる。反射面１１は、第
１のトランスジューサー４１５に結合される。トランス
ジューサー４１５はそのコントロール入力４１６　Ｋ送
られる制御信号ΔＬに応答して反射面に対して垂直に、
反射面１１の位置並進移行を行う。反射面１３はトラン
スジューサー４１０に結合され、トランスジューサー４
１０は、そのコントロール入力４１１に送られる制御信
号に応答して角度φだけ、紙面に垂直表軸をはソ中心と
して反射面１３を傾斜させることができる。前述のよう
に、第４図は米国特許用４，１５２，０７１号の装置に
似た７エーザー和の調整及び通路長のｖ４整とを行う装
置を与えるが、その上記特許のフエーザー和のＩＸ！整
では反射面の１つだけを傾斜させる。トランスジューサ
ー４１０及び４１５の意図する＠Ｊきは、第２図または
第３１〜３Ｃ図に示すように並進及び傾斜が可能な単一
のトランスジューサーによυ達成され得るが、説明の目
的から別々にされている。

第４図に於て、を磁波ＩＷＩとＩＷ２　の一部分はそれ
ぞれＩＷＩ’とＩＷ２’で示すように反射面１２を通っ
て伝達される。強度検出装置４２０は電磁波ＩＷＩ’に
応答して、その平均強度を示す出力信号を与え、それは
第１信号処理装置４３０に送られる。第１信号処理装置
ｆｔ４３０の出力ΔＬは反射ｆｆ１１１の並進位置の制
御のためにトランスジューサー　４１５　のコントロー
ル入力４１６に電気的に接続される。判別子装置４４０
は電磁波ＩＷＩ″　と！Ｗ２′に応答してレーザジャイ
ロ１０のロックイン速度を示す出力信号を生じる。判別
子装［４４Ｑは、米国特許第４１５２０７１号に示すよ
うに光波間のエネルギー結合によって生じる「強度変化
」に応答するので、その出力信号りはロックイン速度に
関連した有効な信号である。判別子装ｆ　４４Ｇは光波
の１方または両方の強度の強度変化に応答して光波間の
エネルギー結合に関係した出力信号を生じ、ひいてはロ
ックイン速度を与える。

判別子装ｆｆ１４４Ｑ　の出力は、出力信号φを生じる
第２信号処理装ｇＲ４５０に送られる。その第２信号処
理装置４５０の出力φは、反射面１３を傾斜によシ位置
づける危めに、トランスジューサー４１Ｇのコントロー
ル入力４１１に送られる。反射面１３の傾斜は光学的閉
ループ路、即ちレーザ通路を変更させ、光波間のエネル
ギー結合を変化させ、かくしてセンサーのロックイン速
度を変化させる。前述のように反射面１３を傾斜させる
ことは、ビームの強度の最大化および安定化、またはそ
れらの一方を行うための整列作用と同じではなく、エネ
ルギー結合による強度変化の大きさを変化させるために
意味をもつ。

動作において、強度検出装置４２Ｇは光波ＩＷＩ　’又
はＩＷ２’のいずれかの強度に応答する。第４図に於て
、第１制御ループは強度検出装置４２０と第１信号処理
装置４３０と、トランスジューサー４１５とによって形
成される。その強度検出装置は、光波ＩＷＩの一部であ
るＩＷＩ“に応答する。

第１信号処理装置１ｊ４３０は強度検出装置４２０　の
出力により動作して、反射面１１を位置づけ、最大強度
を得、それを保持する。このフィードバック制御システ
ムはこの技術分野ではよく知られており、普通、通路長
制御装置と呼ばれている。その通路長制御装置の主目的
Ｌレーザジャイロがすぐれた偏倚安定性を有する出力信
号を出すようＫ、一定の光強度を保持することである。

同時に、第２制御ループは判別子装［４４０と第２信号
処理装置４５０と、トランスジューサー４１０　とによ
）形成される。第２制御ループは米醗特許第４，１５２
，０７１号に示す制御システムに似た方法でロックイン
速度の制御、即ちロックイン速度の最小化のために利用
される。米国特許用４．１５２．０７１号に於て、一対
のトランスジューサーはブツシュ・プル方式で駆動され
、選ばれたロックイン速度判別子信号に応答して最小の
ロックイン速度を得るようにトランスジューサーそれぞ
れに結合の鏡の位置を移行させる。しかしながら、第４
図に示す本発明の実施例においては、１つの反射面を傾
斜させ得る単一のトランスジューサー４１０のみで、フ
エーザー和のｉ＊整を与え、最小のロックイン速度を得
ることができる。反射面１３の傾斜という１つの自由度
により、レーザ通路、即ち閉ループ路を変える。判別子
装置４４０は米国特許筒４，１５２，０７１号に示すも
のに同じであるか、又は前述の出願中のものに開示のも
のでもよい。

判別子装置４４０は四ツクイン速度を示す信号を出すた
めに相互対向伝播波の各々に応答する。

強度検出装置４２０はこの技術分野でよく知られている
。それは通常光波の１方の強度を示す出力信号を生じる
少くとも１個の７オトデテクタを有する。そのフォトデ
テクタの出力は通常交流増幅され、光波のうちの１方の
平均強度を示す出力信号を与えるためにローパスフィル
ターを通される。

判別子装ｆｉ４４０　は通常米国特許第４，１５２ρ７
１号に示されるようなフォトデテクタを少くとも１個有
する。そのフォトデテクタの出力は、光波の少くとも１
方の強度変化に、或いは両光波の組合せの強度変化に関
連した信号りを得るために判別子装置４４０によって処
理されねばならない。これらの強度変化は前述のように
、光波間のエネルギー結合に関係し、ロックイン速度に
関係し良信号を決定するのに有効である。判別子装置４
４０の実施例のあるものでは、フォトデテクタの信号は
整流され、ピークが検出されて強度変化が決定され、判
別子信号りが発生される。

第１信号処理装ｆ１４３０の１つの例と、第２信号処理
装置４５００１つの例とが第７図に示されている。強度
検出装置４２０の出力！０は同期検出器７０５の１６人
力へ送られる。基準信号発生装置７０７の出力は同期検
出器１０５の他方の入力と、差動増幅器７１Ｇの１方の
入力とに送られる。同期検出器７０５　の出力は差動増
幅器７１Ｇへその他方の入力として送られる。差動増幅
器７１０の出力ΔＬはトランスジューサ−４１５のコン
トロール人力４１６へ信号を送る。

上述の信号処理装置４３００通常の動作に於て、基準信
号発生装置７０７の出力はトランスジューサー４１５に
結合の反射面１１の位置を変調ないしデイプ−させるた
めに差動増幅器７１０を介してトランスジューサー４１
５　のコントロール入力４１６へ送られる。光学的閉ル
ープ路の通路の長さをそのように変調し、両党波ＩＷＩ
とＩＷ２　　とそれらに対応する光波ＩＷＩ’と　ＩＷ
２’との強度を変化させる。強度検出装置４２Ｇ　の出
力は、選択した１方の光波、例えばＩＷＩ’の強度を表
わす信号であシ、基準信号発生装置７０７の出力に関連
した信号成分を含む。基＄信号発生装置７０７の出力に
応答する同期検出器１０５は、選択した光波の平均強度
を表わす出力値づを生じるために、光沢の強度のうちの
基準信号発生装Ｗｔ７０７の出力に関連した信号成分を
検出する。同期検出器７０５の出力は基本的には光波！
Ｗ１′の強度に関係した直流信号である。同期検出器７
０５　と、基準信号発生装Ｗ１７０７　　と、差動増幅
器７０８　　との組合わせは光波の強度を最大限にする
ための基本的な負のフィードバック閉ループ制御として
作用するが、もつと重要なことは、偏倚の安定性を保つ
ために最大強度と思われる一定の強度に光波を保持する
ことである。

信号処理装置４３０の実際的−例に於て、基準信号発生
装置７０７は第１の周波数で通路長を２つの位置間で正
確に変化させる方形波発生装置である。同期検出器は、
簡単な積分器に組合せた簡単な同期デモシュレータ−で
ある。勿論、信号処理装置４３０は図示のようなアナロ
グ方式の代シにデジタル方式とすることもできる。

再度第７図を参照すれば、信号処理装置４５０は信号処
理装置４３０と同じように構成される。判別子装［４４
Ｇの出力りは同期検出６７４０　の１方の入力に送られ
る。基準信号発生装置７４５の出力は同期検出器７４０
の１方の入力に送られ、セして差動増幅器７５０の１方
のへカへ送られる。

同期検出器７４０の出力は差動増幅器７５０にその他方
の入力として送られる。差動増幅器７５０の出力φは、
第１図に関連して説明したような方法で反射面１３を傾
斜させるためにトランスジューサー４１Ｇのコントロー
ル人力４１１に送られる。信号処理装＃４３ｏと同様に
１信号処理装置４５０は基本的に負のフィードバック閉
ループコントロールとして働く。しかしながら、信号処
理装置４５０は、最小ロックイン速度を生じさせるレー
ザ光線のレーザ通路、即ち光学的鎖ループ路を得るよう
に反射面１３の頌胴をｉｐ！ｉする働きを有する。この
ような信号処理装ｆ！！４５０の動作に於て、基準信号
発生装置７４５の出力は、トランスジューサー４１０に
接続した反射面１３の傾斜位置を；Ａ！ｌ、即ち変動さ
せるために差異増１器７５０’を通ってトランスジュー
サー４１０のコントロール人力４１１　に送られる。そ
うにすることによシ、レーザ通路がｐ！整され、光波間
のエネルギー結合が変化する。その′光波間のエネルギ
ー結合に対応する波の強度変化は、反射面１３の変動に
応じて変化する。従って判別子装置４４０の出力は基準
信号発生装置７４５に関係した信号要素を含む。基準信
号発生装置７４５の出力に応答する同期検出５Ｔ４０は
、光波間のエネルギー結合によって生じる強度変化のう
ちの基準信号発生装置７４５に起因する成分を検出する
。同期検出装置７４０の出力は、基本的には、判別子４
１号りにより指示される、波ＩＷＩとＩＷ２の強度変化
に関係した直流信号である。同期検出装置７４０と、基
準信号発生装置７４５と、差動増屯器７５Ｇとの組合せ
は、センサーのロックイン速度を最小限にするための基
本的な負のフィードバック閉ループ制御として働く。基
準信号発生装置１ｔ７４５　Ｋよって生じる変動（デイ
ザ−）によシセンサーの最小ロックイン速度を生じさせ
る平均位置のまわりで反射面１３の位置を変化させる。

信号処理装置４５０の実例において基準信号発生＆公７
４５はレーザ通路を正確に変化させるために角度φ（ア
ーク秒以下）を正確に変化させるような方形波発生装置
である。基準信号発生装置の出力の周波数は、信号と信
号との間の相互結合が最小となるように基準信号発生装
［７０７０周波数とは異ならせるべきである。

前述したように、判別子信号りは強度信号Ｉ０のそれと
は明ｍＫ異なる。信号ＩＯはビームの平均強度の大きさ
であり、信号りは波のうちの１方の強度変化の振鳴の大
きさか、波の両方の強度変化の選択された組合せの大き
さの指標である１第４図のトランスジューサー４１０に
は第２図又は第３図に示す傾斜装置が設けられる。第２
図の反射面の傾斜は信号処理装置４５０の出力に関係し
た電圧を端子ＣＤに電気的に作用させることによって達
成される。第３図の反射面３４０の傾斜は、信号処理装
置４５０に関係した飴だけ、電源３８６ａ又は３８６ｂ
を変化させるととによって達成される。いずれの場合で
も、傾斜の方向はロックイン進度に影響を与えるように
レーザ通路を変えることができなけれはならない。勿論
、傾斜装置の傾斜方向も意図する鋤きを行うように適切
に方向づけられねｄならない。

＠４図に示す装置は更に、トランスジューサー４１０又
は４１５の１方を省略するために、第２図又は第３図に
示す単一のトランスジューサーでトランスジューサー４
１０及び４１５の動作を併せて行うように変形すること
が出来る。第２図に示すようなトランスジューサーは１
つで、並進も、傾斜も行うことができる。＠２図に示す
傾斜装置の適切な方向づけによシ、トランスジューサ〒
４１０（例えば）は第２図に示すデュアル・モード型ト
ランスジューサーにおきかえることができ、そのデュア
ルφモード・トランスジューサーは、反射面の並進のた
めに、第１信号処理装置４３０の出力に接続された１方
のコントロール入力へＢを有し、又、反射面を傾斜させ
るために第２信号処理装置４５０の出力に接続され次他
方のコントロール入力ＣＤを有する。第３因に示すトラ
ンスジューサーが使用される場・合、信号処理装置４３
０の出力は並進を行う念めに電源３８０として機能でき
るように、また、信号処理装置４５０の出力は所盟の傾
斜を行うために、向きに依存して電源３８５又は３９０
として機能できるようにすることができる。従って、ト
ランスジューｆ−４１５と反射面１１は簡単な非活性波
及射面の組立体におきかえることができる。

第５図に示す本発明のもう１つの実施例は、２個の独立
したフィードバックコントロール装置はセンサーのロッ
クイン速度を最小限にするためにレーザ通路を独立的に
変更するように作用する。

フィードバック制御システムの各々は、センサーのロッ
クイン速度を示す判別子信号に応答する。

各フィードバック制御システムは最小のロックイン速度
を達成するためにレーザ通路を別々に変更するように出
力信号を出す。２つのロックイン速度フィードバック制
御システムは前述の初期状態ｖ！４整と７エーザー和の
調整の原理を実施する。第５図の説明を簡素化するため
に、通路の長さの制御システムは示されていないが、後
述するように付加する事ができる。

第５図には、反射面１１．１２．１３を有するレーザジ
ャイロ１０が示されている。ＷｃＳ図は第４図の類似図
であって、同様の働きをもつブロックは同一符号で示さ
れている。しかしながら第５図テハ、トランスジューサ
−４１５は反射面１１を取付けたトランスジューサー５
１５におきかえられている。トランスジューサー５１５
は基本的には、第４図のトランスジューサー４１０と同
じであす、トランスジューサー５１５のコントロール入
力５１６へ送られる制御信号に応答して反射面１１の位
置を傾斜させる装置を備える。この傾斜方向はこの紙面
に対して垂直な軸のまわシでの回転である。

反射面１２は判別子装置４４０へ送られる出力波ＩＷＩ
″とＩＷ２’を与える。判別子装置４４０の出力はトラ
ンスジューサー４１０及び５１５　を独立して制御する
第１及び第２信号を生じる信号処理装置ｉｔ、５４０へ
送られる。その信号処理装置５４０は少くとも一部、２
個の独立したフィードバック制御システムを備える。

イ＝号処理装置５４０の１例が第１０図に示されている
。第１の同期検出器１０８０は判別子装置４４０の出力
と、基準信号発生装置１０８０の第１出力すなわち基準
信号１０８１に応答する。基４ｑ信号１０８１は差動増
幅器１０７５へその一方の入力として送られ、同期検出
器１０６０の出力が差動増幅器１０Ｔ５の他方の入力と
して送られる。差動増幅器１０７５はトランスジューサ
ー４１Ｇの入力４１１へ送られる出力信ちφを発生する
。第２の同期検出器１０７０は判別子装置４４０の出力
と、基準信号発生装置１０８０の第２出力すなわち基準
信号１０８２とに応答する。基準信号１０８２は差動増
幅器１０８５へその一方の入力として送られ、同期検出
器１０ＴＯの出力が差動増幅器１０８５へその他方の入
力へ送られる。ｋ＠増幅器１０８５の出力はトランスジ
ューサー５１５０入力５１６へ送られる出力信号φであ
る。

第１及び第２の基準信号１０８１　、１０８２は例えば
周波数の相異のように、相互に異なる１つの区別できる
％徴を有する必要がある。これらの状況において、同期
様゛出量１０６０．１０７０は簡単な周波数デモシュレ
ータ−である。他方、第１及び第２の基準信号は、調時
されたパルスか或いは、制御システムの技術分野で既知
の対応する同期検出器を必要とする位相である。次の説
明では、各基準信号は説明と理解を簡単にするために特
定の周波特徴をもつものとして考える。

第５．１０図を参照して、基準信号発生装置１０８０は
第１及び第２の基準信号１０８１及び１０８２を与える
。第１の基準信号１０８１は差動増：鴫器１０７５を通
って、反射面１３の位置を傾斜させることによってデイ
ザ−を行い、その結果、基準信号１０８１に応答してレ
ーザ通路をデイザ−させる。

従って、判別子装置の出力信号りは基準信号１０８１に
関係した信号成分を含む。同様に、基準信号１０８２は
、差動増幅器１０８５を介して反射面１１の位置を傾斜
させることによりデイザ−を行い、その結果、基準信号
１０８２に応答してレーザ通路をデイザ−させる。従っ
て、判別子出力信号りは基準信号１０８２に関係した信
号成分を含む。同期検出器１０６０の出力信号は反射面
１３の平均位置を制御し、同期検出器１０７０は同期検
出器１０６０から独立して、反射＠Ｊ１１の平均位置を
制御する。

第５．１０図に示す装置の動作について説明する。差動
増幅器１０７５の出力は、反射面１３の調整によシレー
ザ通路を調帯してレーザ通路の７エーザー和の調整を行
い、もって、光波間のエネルギー結合の初期状態に対応
する反射面１１の平均位置に依存した最小ロックイン状
態を得るようにする。差動増幅器１０Ｔ５を通る基準信
号１０８’ｌによシ生じるレーザ通路のデイザ−は光波
間のエネルギー結合を変化させ、その様子は、判別子装
置の出力信号に含まれる、基準信号１０８１に関係した
信号成分によ）観察できる。判別子出力信号りは同期検
出器１０６０によシ同期検出されて、トランスジューサ
−４１０を駆動するための直流制御信号を、第４図に関
連して前述したように反射面１３の最適の平均位置が得
られゐように、生じる。

しかしながら同時に、差動増幅器１０８５の出力は、基
準信号１０８２に応答してレーザ通路の初期状態のデイ
ザ−を与える。その初期状態のデイザ−は判別子装置の
出力信号中に含まれる基準信号１０８２に関連した信号
成分によシ観察できる。判別子出力信号りは同期検出器
１０７０によシ同期検出されてトランスジューサー５１
５を駆動するための直流制御信号を、トランスジューサ
ー４１０のＮｉ４ｉによるフエーザー和の調整とあいま
ってロックイン速度を最小にするような反射面１１の平
均位置を得るように、生じる。

かくして、第５図に示す装置はレーザ角速度センサーの
最小ロックイン速度を得るために、［初期状態」の調整
と、［７エーザー和Ｊの調整とを行う。光波間のエネル
ギー結合は第１及び第２のトランスジューサーによシ変
化させられる。それらのトランスジューサーはレーザ通
路を、ひいては、ロックイン速度を決定する光波間のエ
ネルギー結合を独立的に変化させるようＫそれぞれの反
射面に入射する波の入射角を方向づける。エネルギー結
合による波の強度変化に応答する判別子装置４４０は、
反射面１１．１３の第１及び第２のデイザ−に応答して
変化し、トランスジューサー４１５．４１０　の第１及
び第２の独立したデイザ−に関係する信号成分を含む出
力信号を出す。判別子出力信号りのこれらの信号成分は
、第１及び第２のトランスジューサーを調整して最小の
ロックイン速度を生じさせるために２個の独立した負の
フィードバック制御システムへ送るように別々に検出さ
れる。何れの制御ループを「フエーザー和」の調整用と
呼び、「初期状態」の調整用と呼ぶかは重要なことでは
ないことに注意すべきである。

これは、何れのサーボループも相互対向方向に伝達する
波間のエネルギー結合に影響を与えるようにレーザ通路
を変化させるからである。

前述のように、通路の長さ調整ループは普通、偏倚安定
性を与えるためにレーザ角速度センサーに設けられる。

強度検出装置４２０と第１の信号処理装置４３０とを有
するＭ４図の通路の長さ調整ループを、第５図の装置に
設けることができ、それＫついては第８図を参照して後
述する。

前述の７エーザー調整及び初期状態の調整は特許用４，
１５２．０７１号に示されたジャイロシステムに応用で
きる。本発明のもう１つの実施例を示す第６図において
、反射面の１つを傾斜させるととくよって初期状態の調
整をし、フエーザー和のＶ＠整には一対の反射面それぞ
れをビツシエ・プルの関係で並進させる一対のトランス
ジューサーを利用するものが示されている。

第６図には第２，３図に示すもののような、デュアル・
モード型トランスジューサー装ｆ６１０ｔ−有するレー
ザジャイロ１０が示され、トランスジューサー装置６１
０に結合した反射面１３を角度φだけ傾斜させることが
でき、更に反射面の垂直方向へ反射面１３の位置を確実
に並進することができる。

トランスジューサー８１０は、第１の入力６１１を有し
、反射面１３の並進値を指示する制御信号ΔＸに応答す
る。まな、トランスジューサー６１０は、第２の入力６
１２を有し、反射面１３の傾斜度を指示するもう１つの
制御信号に応答する。

第６図に更に示すのは、反射面１１を有するトランスジ
ューサー６０５であって、これは反射面１１をその反射
面に対して垂直な方向へ移行することができる。トラン
スジューサー６０５は入力６０６を有し、反射面１１の
並進量を指示する制御信号に応答する。

第６図の装置において、第５図の装置と同様に用いられ
る、波ｔｗ１″とＩＷ２’とに応答する判別子装置４４
０は、信号処理装置５４０″へロックイン速度を示す出
力信号りを出す。信号処理装置５４０″は第１の火力信
号ΔＸを有し、この出力信号は反射面１３の並進のコン
トロールのために１デュアル・モード型トランスジュー
ス装ｆ１６１０の入力６１１へ送られる。出力ΔＸは位
相反転増曙器６４０を通ってトランスジューサー６０５
０入力８０Ｂへ送られ、反射面１１の並進を制御するこ
とができる。０で示す信号処理装置５４０′の出力は、
反射面１３を傾斜させるためにデュアル・モード型トラ
ンスジュース装置６１０の第２の入力６１２へ送られる
。信号処理装置５４０″は、信号処理装置５４０の出力
φがΔＸで示されていることを除けば、事実上、信号処
理装置５４０　と同じである。信号処理装置５４０″は
第１０図の信号処理装置５４０と同じ詳細構造を有する
。

第６図の動作について説明する。信号処理装置５４０′
の出力θは第５図と同じ働きを有し、第１０図の差動増
幅器１０８５の出力によシ与えられる。

それは、基準信号１０８２に関係した信号成分に応答し
て最小ロックイン速度を得るように、レーザ通路を変更
することによって初期状態の調整を行う。ΔＸで示す信
号処理装置５４０′の第２出力は基本的には、第５図に
φで示すのと同じ出力であり、これは第１０図の差動増
幅器１０Ｔ５の出力によシ与えられる。しかしながら、
出力信号ΔＸは、レーザ通路の全長を変えるような方向
ではあるが、位相インバーター６４０にょル相互に逆方
向へ各反射面１１．１３の並進を指示する。反射面１１
゜１３は第６図に示すようにブツシュ・プルの関係で駆
動され、光学的閉ループ路の長さは基本的には一定に維
持される。それにも拘らず、トランスジューサー６１０
．６０５　のブツシュ・プル関係の駆動によるレーザ通
路の平均位置のデイザ−ないし制御は第５図で得られる
フェーザー和の調整と同じフエーザー和の！ＩＡＩ贅を
生じさせる。ブツシュ・プル駆動は、基本的には、通路
の長さを事実上変えることなしに、変動させられない反
射面１２の頂点を中心として光学的閉ループ路を回転さ
せる。Ｋも拘らず、前述のよりなレーザ通路の回転は、
判別子装ｆ１４４０の出力信号の変化にょシ観察できる
光波間のエネルギー結合を変えるようにレーず通路を変
更させる。原状、波及射面１１゜１３０並進位置が得ら
れ、それにょシセンサーの最小のクックイン速度状態を
得るために１初期状態の最適のｖ４整状態に対して最適
の７エーザー和の調整を生じさせる。

偏倚安定性の危め一定の強度を保持する喪めの通路長の
制御装置、即ち強度検出装置を第６図のシステムに付加
することもできる。特許第４誹５２゜０７１号はトラン
スジューサー６０５　、６１０　のブツシュ・プル駆動
でのロックイン制御に組合わせて通路長の制御装置を組
入れる方法を示しているので、ここでは図示しない。

第８図に示されている本発明のもう１つの実施例は、一
定の強度を保持してレーザジャイロのすぐれた偏倚安定
性を得るように第４図に示すような通路長の制御装置、
即ち一定強度を得るための制御装置を第５図に加えたも
のである。第８図に示されているレーザジャイロ１ｏで
は、反射面１３は第５図のトランスジューサ−４１Ｇ＋
Ｄ代ゎシに’Ｆ”　ｚ　７　）＠、・モード型トランス
ジュー？−４８０Ｋ結合されている。トランスジューサ
ー８６ｏは第２．３図に示すものと同じであって反射面
１３の位置を並進することができ、又レーザ通路を変え
るために前述したのと同じ方法で反射面１３の位置を傾
斜することができる。更に第８図には、第４．７図に示
すような閉ループ路の長さ制御装置が示され、それは強
度を示す出力信号を出すため波！Ｗ１゛に応答する強度
検出装置４２０　と信号処理装置４３０とを付加的に含
む。信号処理装置４３０　の出力は反射面１３の並進を
制御するためトランスジューサー８６０の第１モードの
制御部８６１へ送られる。信号処理装ｆ５４０の出力φ
は反射面１３を傾斜させるためにトランスジューサー８
６Ｇの第２モードの制御部８２２へ送られる。

第８図に示す装置の動作は第４．５図の装置の動作と同
じである。１３号処理装置５４０は、（１）　）ランス
ジューサー５１５の駆動にょシ反射面１３を傾斜させる
ことによってフエーザー和の１１１１！Ｉを行い、（Ｉ
Ｉ）波反射装置を傾斜させ得るトランスジューサー８６
０の１つのモードでの駆動によって反射面１１の位置を
変え、それによって初期状態の調整を行う。信号処理装
置４３０の出力は、閉ループ路の有効な通路の長さを変
えるように反射面１３の位置を並進させるためトランス
ジューサー８６０の第２モードでの駆動により反射面１
３の位置を指示するように出力信号ΔＬを出す。信号処
理装置４３０は、反射１ｉｉ１３の位置の並進をデイザ
−させるために第１基準信号を有する。又、信号処理装
置＆５４０は、反射面１３．１１の傾斜位置をデイザ−
させるために２つの区別できる基準、信号を必要とする
。従って、信号処理装置４３０と信号処理装置１ｔ５４
Ｇの基準信号は例えば各々、周波数が異なるように、全
てが相異なるものでなければならず、かくしてトランス
ジューサー８６０゜５１５の意図する制御を行って、フ
エーザー和の調整や、初期状態の調整や、強度を最大限
（通路長の制御によシ）にする。

第９図は、本発明の原理を利用したレーザジャイロ１０
を作動させる本発明のもう１つの実施例である。第９図
の装置は、たった２個のトランスジューサーを使って、
「初期状態」のｖ！４！ｌと、「フエーザー和」の調整
と、「整列の制御Ｊを行う。

第９図では、反射面１３は第８図に示すものと同じトラ
ンスジューサー８６０に結合される。このレーザジャイ
ロ１０では、反射面１１は、２つのちがう方向へ傾斜さ
せることのできるデュアル・モード製トランスデユーサ
−９６０に結合される。

トランスジューサー９６０は、第１傾斜方向が電源３８
５　によシ制御され、第２傾斜方向が電源３９０　によ
シ制御されるような、第３図に示すようなものである。

電源３８５及び３９０には、各々その制御のために入力
制御信号を与えられる。トランスジューサー９６０は、
第９図に示す波の面に事実上垂直な軸のまわシで、傾斜
角０を制御するための第１人力９６２を有する。トラン
スジューサ−９６０は、波の面に喬直な４１１に直交す
る、反射面１１の面内軸のまわシで、傾斜角αを制御す
るための第２人力９６１　を有する。第２の傾斜αの方
向はレーザ空胴９００に対してのレーザ通路を変えるこ
とができる。レーザ通路のそのような変更は時々、レー
ザ光線を含む空胴に対してのｓ整列’　（ａｌｓｇｎｍ
ｅｎｔ　）　　と呼ばれる。その整列制御は、センサー
にすぐれた偏倚安定性を保つようＫ、波の最大強度、即
ち一定強度を得るために利用される。

この技術分野でよく知られているレーザ空胴９００は普
通、機械的、熱的に安定したブロック材料で作られる。

そのブロックにトンネルをあけ、そのトンネルの端部に
位置する反射面間の障害を除く。整列は普通、波の強度
に影響する空胴の損失に影響を与える、波ｔｗｉとＩＷ
２の光学的閉ループ路のトンネルの壁に対する向きにつ
いていうが、それに限つ九訳ではない。

第９図のレーザジャイロ用制御装置は、第８図の装置の
信号処理装置４３Ｇが第１出力ΔＬ及び第２出力αを有
する信号処理装置９２０におきかえられているが、両者
は類似する。信号処理装置９２０は、よく知られている
方法で、通路の長さを制御するためにトランスジ二−サ
ー８６Ｇ　Ｏ並進モードの制御（Δｔ）の九め入力８２
３へ送られる第１出力信号ΔＬを出力する。トランスジ
ューサー９６０　の入力９６１へ送られる信号処理装置
９２０の第２出力は、整列制御のため角度αで示す方向
へ反射面１１の傾斜を制御するためトランスジューサー
９６０の第１の動作モードを指示することができる。信
号処理装置５４０の第１出力θは、その角度θで示す方
向へ反射面１１を傾斜させるためにトランスジューサー
８８００第２モードの入力９６２へ送られる。信号処理
袋ｆｔ５４０の第２出力φは、角度φで示す方向へ反射
面１３を傾斜させるためにトランスジューサー８６０の
第２の入力８２２に接続される。

信号処理袋ｆｉ９２０と５４０は更に第１０図に詳しく
示されている。信号処理装置９２０は同期検出器９１０
を有し、それは強度検出装置４２０の出力と、基準信号
発生装置９５０の出力すなわち基準信号９５１　とを、
一対の入力として有する。

同期検出器９１０の出力と、基準信号９５１とは、出力
信号ΔＬを有する差動増幅信号９２５へ送られる。第２
の同期検出器９３Ｇは強度検出装置４２０の出力と、基
準信号発生装置９５０の第２出力すなわち基準信号９５
２とを、一対の入力として有する。同期検出器９３０の
出力と基準信号９５２とは出力信号αを生じる差動増幅
器９４０へ入力として送られる。第１０図には、すでに
説明したような、信号処理装置５４０が示されている。

動作において、信号処理装置５４０は前述したのと同じ
方法で応答し、モしてレーザジャイロ１０の最小ロック
イン状態を得るために「フエーザー和」絹整と、［初期
状態ＪｖＰ４！を行う。信号処理装置９２０は、制御信
号ΔＬに応答して反射面１３を並進させ、それによって
光学的閉ループ路の通路の長さを変え、それによって波
の強度を最適にするなめ通路の長さ制御を行う第１フイ
ードバツク制御システムを与える。更に、信号処理装置
９２０は、制御信号αに応答して反射面１１を傾斜させ
、それＫよって光学的閉ループ路の整列を変え、それに
よって波の強度を最適にするため整列制御を行う第２サ
ーボ制御ループを与える。基準信号発生装置９５０は、
お互いに独立的に通路の長さと整列との制御により波の
強度を変えるため、明確に異なる第１及び第２基準信号
９５１゜９５２を備える。そうすれば、強度検出装置４
２０の強度出力信号は基準信号発生器の出力９５１゜９
５２　ＫＦ！連した信号成分を有する。信号処理装置９
２０は従って、基準信号９５１．９５２のそれぞれの信
号成分を同期検出して、整列及び通路の長さの制御を行
うために２個の独立したフィードバック制御システムを
備える。

第９図は、固定の反射面１３によりトランスジューサー
８６０をおきかえ、反射面１２に結合したトランスジュ
ーサー９６Ｇに代えて第３図のトライセード型トランス
ジュースを使用することによシ変形することができる。

トランスジューサー９６０はトランスジューサーの並進
駆動を利用することによって通路の長さの制御を行い、
自由度２の傾斜駆動を使用することによって整列及び冒
ツクイン速度の制御を行う。しかしながら、前述の変形
例では、単一のロックイン速度制御システムのみが、整
列及び通路の長さの制御装置に加わる。この場合には、
信号処理装置５４０の出力は１つだけしか利用されない
。

レーザジャイロシステムの前述の実施例に於て閉ループ
路のまわシで相互対向方向に伝播する波と波との間のエ
ネルギー結合を変えるように、単一の波及射面を回転、
即ち傾斜させることのできるトランスジューサーを利用
して、「フエーザー和」の調整を行うために第１の制御
ループによって、最小ロックイン速度を得ることができ
ることを示した。そうすることによシ、この装置の初期
状態に基づいて最適位置が得られる。更に、第２の独立
した制御ループでセンサーの初期状態を変えること（初
期状態の調ｇｌ）によって、調整した光学的初期状態に
対して第１の制御ループによシ７エーザー和を調整して
得られるロックイン速度を、更に最小にすることがで色
ることがわかった。

これらの技術の各々は、自由度２の操作、即ち通路の長
さと整列と共に、強度を最大限にするため、即ち一定の
強度を保持するための整列制御と共に、最大強度、即ち
一定強度を得るため通路の長さの制御に関連して適用で
きる。最後に閉ループ路の一部を形成する反射面の傾斜
と共に、並進によるエネルギー結合の変化を含む初期状
態の調整と共に、フエーザー和の調整方法も覆々あるこ
とがわかった。かくして、本発明の原理を実施する方法
は多くあシ、それは本発明の範囲内に包含される。

本出願の冥施例は三角形の閉ループ路を示しているけれ
ども、勿論、その他の形も可能であシ、その中には、炬
形の閉ループ路をも包含する。本出願の原理はそのよう
な装置に適用でき、三角形に制限されるものではなく、
それらは全て本発明の範囲に包含される。更に、本発明
の実施例は特に、レーザ光線を使用しているが、他の形
の電磁波も勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

第１ｎ図、第１ｂ図は、レーザ角速度センサーの反射面
の１つの傾斜によって変わるレーザ通路の概略図であ）
、 第２図は、反射面を傾斜・並進させるデュアル・そ−ド
型トランスジューサーの概略図であシ、第３ａ図、第３
ｂ図は、反射面の自由度２の傾斜と、自由度１の並進を
行うためのトライモード型トランスジューサーのそれぞ
れ側面図と平面図であシ、 第３ｃ図は第３ａ図、第３ｂ図のトランスジューサーを
制御する電気接続体を示す概略回路図であシ、 第４図は本発明の原理の１つを示すレーザ角速度センサ
ーのブロック図でｓｂ、 第５図は本発明の原理の１つを示すレーザ角速度センサ
ーのブロック図であ）、 第６図は本発明のもう１つの実施例のブロック図であシ
、 第７図は第４図に示す信号処理装置の実施ブロック図で
あシ、 第８図は本発明のもう１つの実施例のブロック図であシ
、 第９図は本発明の本う１つの実施例のブロック図であり
、 第１０図は本発明のある実施例に用いる信号処理装置の
ブロック図である。 ・・反射面、１５　、１５’ ４１０・・・・　トラン ・・判別子手段、５４０ ３２０拳・拳・ブロック、 弾性のある横断面部分。 １１　．１２．１３　・　・ ・・・・三角形光学通路、 スジエーサ−４４０・・ ・・・−信号処理手段、 ３２２〜３２５・・・−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自由度２の傾斜と自由度１の並進のトライモード
   で反射面の位置を調整する装置であって、反射面を与え
   るための熱的・機械的にほぼ安定な第１のブロックにし
   て、ベース構造体への取付けのための第１部分と、電磁
   波を反射できる前記反射面を含む第１の面を有するとと
   もに第２の面を有する弾性をもつ部分とを備える第１の
   ブロックと、 この第１のブロックの前記弾性をもつ部分への機械的連
   結のための熱的・機械的にほぼ安定な第２のブロックに
   して、前記弾性をもつ部分の前記第２の面へ剛に結合さ
   れた中央部分と、この中央部分から外方へ延在する、少
   くとも第１，第２および第３の半径方向部分とを備える
   第２のブロックと、 前記第１，第２および第３の半径方向部分に結合された
   少くとも第１，第２および第３の機械的変換手段にして
   、それぞれが与えられる制御信号に応動して、前記第２
   のブロックそして前記中央部分に対して、前記弾性をも
   つ部分を変形させて前記ベース構造体に対する前記反射
   面の位置を変化させるように、独立して動きを与えるも
   のである、少くとも第１，第２および第３の機械的変換
   手段と を具備するトライモードの反射面位置調整装置。
2. （２）複数の直線部分の組合わせから成り複数の反射面
   で画定される閉ループ路を少なくとも２つの波が対向方
   向に伝播し、前記２つの波それぞれは、前記閉ループ路
   における一方の波と他方の波とのエネルギ結合に起因す
   る強度変化を伴っている付随の強度を持ち、前記エネル
   ギ結合に関連したロックイン速度が存在しそのロックイ
   ン速度以下では前記２つの波がほぼ同一の周波数にロッ
   クインされるような角速度センサーにおいて、 前記複数の反射面の１つが固着されたトライモードの変
   換器にして、第１の信号に応じて当該反射面の位置を第
   １の軸を中心にして傾斜させ、第２の信号に応じて当該
   反射面の位置を第２の軸を中心にして傾斜させ、第３の
   信号に応じて当該反射面をそれの貫通軸に沿って並進さ
   せるトライモードの変換器と、 前記２つの波の少なくとも一方の強度変化に応動し得て
   前記ロックイン速度に関係した出力信号を生じる判別子
   手段と、 前記２つの波の少なくとも一方の強度変化に応動し得て
   当該強度変化に関係した出力信号を生じる強度検出手段
   と、 この判別子手段の前記出力信号に応じ、前記第１の軸を
   中心とする傾斜を、前記ロックイン速度がほぼ最小とな
   る状態に至らせる前記第１の信号を与える第１の信号処
   理手段と、 前記強度検出手段の出力信号に応じ、前記第２の軸を中
   心とする傾斜を、前記２つの波の少なくとも一方の強度
   がほぼ一定または最大となる状態に至らせる第２の信号
   を生じるとともに、前記反射面の並進を、強度がほぼ一
   定または最大となる状態に至らせる第３の信号を生じる
   第２の信号処理手段と を具備する角速度センサー。