JPH0462416A - 光干渉角速度計 - Google Patents
光干渉角速度計Info
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- JPH0462416A JPH0462416A JP2172367A JP17236790A JPH0462416A JP H0462416 A JPH0462416 A JP H0462416A JP 2172367 A JP2172367 A JP 2172367A JP 17236790 A JP17236790 A JP 17236790A JP H0462416 A JPH0462416 A JP H0462416A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- 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
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
- G01C19/726—Phase nulling gyrometers, i.e. compensating the Sagnac phase shift in a closed loop system
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明はループ状の光伝送路に右回り光と左回り光と
を入射し、その光伝送路に印加された入力角速度に応じ
て右回り光と左回り光とに位相差が生じることを利用し
て入力角速度を検出する光干渉角速度計に関し、特に入
力角速度ゼロで右回り光と左回り光との位相差が＋π／
２ （ｒａｃｌ） と−π／ ２ （ｒａｄ）とを交
互にとるように位相変調を行い、その位相変調信号を光
伝送路の光伝般時間と同期させる部分に係わる。
を入射し、その光伝送路に印加された入力角速度に応じ
て右回り光と左回り光とに位相差が生じることを利用し
て入力角速度を検出する光干渉角速度計に関し、特に入
力角速度ゼロで右回り光と左回り光との位相差が＋π／
２ （ｒａｃｌ） と−π／ ２ （ｒａｄ）とを交
互にとるように位相変調を行い、その位相変調信号を光
伝送路の光伝般時間と同期させる部分に係わる。
「従来の技術」
第６図に従来の光干渉角速度計を示す。光源１１より発
せられた光ビームは、ビームスプリッタ１２を経由して
、ビームスプリッタ１３に照射される。この照射は、ビ
ームスプリッタ１３によって２分割されてループを構成
している光伝送路（例えば光ファイバ）１４に右回り光
と左回り光として入射される。その際右回り光は、位相
変調器１５を経て、光伝送路１４へ入射される。右回り
光は、光伝送路１４を出た後、バイアシング用位相変調
器１６を経て、ビームスプリッタ１３に戻る。左回り光
は、ビームスプリッタ１３から位相変調器１６へ進みさ
らに光伝送路１４に進み、その後位相変調器１５を経て
ビームスプリッタ１３に入り、そこで右回り光と合成さ
れ、両光の干渉が生じる。このようにして再び組み合わ
された光は、ビームスプリッタ１２へ進み、そこから光
電変換器１７へ向い、ここで合成光（干渉光）の強度を
表わす信号に変換される。
せられた光ビームは、ビームスプリッタ１２を経由して
、ビームスプリッタ１３に照射される。この照射は、ビ
ームスプリッタ１３によって２分割されてループを構成
している光伝送路（例えば光ファイバ）１４に右回り光
と左回り光として入射される。その際右回り光は、位相
変調器１５を経て、光伝送路１４へ入射される。右回り
光は、光伝送路１４を出た後、バイアシング用位相変調
器１６を経て、ビームスプリッタ１３に戻る。左回り光
は、ビームスプリッタ１３から位相変調器１６へ進みさ
らに光伝送路１４に進み、その後位相変調器１５を経て
ビームスプリッタ１３に入り、そこで右回り光と合成さ
れ、両光の干渉が生じる。このようにして再び組み合わ
された光は、ビームスプリッタ１２へ進み、そこから光
電変換器１７へ向い、ここで合成光（干渉光）の強度を
表わす信号に変換される。
光干渉角速度計では、光伝送路１４の軸心まわりの回転
が加えられないときには、右回り光と左回り光との相対
位相差は０である。光伝送路１４がその軸心まわりで回
転すると、右回り光と左回り光との間に非可逆な位相の
ずれがサニヤック（Ｓａｇｎａｃ）効果によって生じ、
このずれによって光電変換器１７で検知される合成光の
強度も変化することになる。この位相差と、合成光（干
渉光）の強度の変化とは第７図に示す関係となる。この
干渉縞（強度変化）の大きさと方向とを検知して入力角
速度を検出するが、第７図の強度−位相差曲線の最も敏
感な部分で作動するように、従来においては位相変調信
号発生器１８から周期２Ｔの方形波の位相変調信号を発
生し、これでバイアシング用の位相変調器１６を駆動し
て、光信号を時間Ｔごとにπ／ ４ （ｒａｄ）と−ｘ
／ ４ （ｒａｄ）との位相偏位を交互に与える。時
間Ｔは光伝送路１４における光伝搬時間τと等しくしで
ある。従って第８図Ａに示すようにビームスプリッタ１
３に戻った右回り光と左回り光とは一方がπ／ ４ （
ｒａｄ）だけ位相偏位を受けている時、他方は−π／
４ （ｒａｄ）だけ位相偏位されており、両光の位相差
はπ／２（ｒａｄ）と−Ｋ ／ ２ （ｒａｄ）とをＴ
ごとに繰返す。第７図から明らかなように位相差π／２
、−π／２でそれぞれ感度が最大であり、これは同一レ
ベルである。従って光電変換器１７の出力は第８図Ａに
示すように一定レベルとなる。
が加えられないときには、右回り光と左回り光との相対
位相差は０である。光伝送路１４がその軸心まわりで回
転すると、右回り光と左回り光との間に非可逆な位相の
ずれがサニヤック（Ｓａｇｎａｃ）効果によって生じ、
このずれによって光電変換器１７で検知される合成光の
強度も変化することになる。この位相差と、合成光（干
渉光）の強度の変化とは第７図に示す関係となる。この
干渉縞（強度変化）の大きさと方向とを検知して入力角
速度を検出するが、第７図の強度−位相差曲線の最も敏
感な部分で作動するように、従来においては位相変調信
号発生器１８から周期２Ｔの方形波の位相変調信号を発
生し、これでバイアシング用の位相変調器１６を駆動し
て、光信号を時間Ｔごとにπ／ ４ （ｒａｄ）と−ｘ
／ ４ （ｒａｄ）との位相偏位を交互に与える。時
間Ｔは光伝送路１４における光伝搬時間τと等しくしで
ある。従って第８図Ａに示すようにビームスプリッタ１
３に戻った右回り光と左回り光とは一方がπ／ ４ （
ｒａｄ）だけ位相偏位を受けている時、他方は−π／
４ （ｒａｄ）だけ位相偏位されており、両光の位相差
はπ／２（ｒａｄ）と−Ｋ ／ ２ （ｒａｄ）とをＴ
ごとに繰返す。第７図から明らかなように位相差π／２
、−π／２でそれぞれ感度が最大であり、これは同一レ
ベルである。従って光電変換器１７の出力は第８図Ａに
示すように一定レベルとなる。
光電変換器１７の出力は増幅器１９で増幅され、その増
幅出力は、位相変調信号発生器１８の出力により同期検
波器２１で同期検波される。同期検波器２１の出力は干
渉縞のずれと大きさと方向とを示す信号を出力し、この
信号は積分器２２で積分され、その積分出力は鋸歯状波
発生器２３へ供給され、鋸歯状波発生器２３はその入力
に応じた傾斜と極性の鋸歯状波信号を出力し、この信号
で位相変調器１５を駆動し、右回り光と左回り光との間
にサニヤック効果で誘起された位相差を相殺するような
位相差を生成する。
幅出力は、位相変調信号発生器１８の出力により同期検
波器２１で同期検波される。同期検波器２１の出力は干
渉縞のずれと大きさと方向とを示す信号を出力し、この
信号は積分器２２で積分され、その積分出力は鋸歯状波
発生器２３へ供給され、鋸歯状波発生器２３はその入力
に応じた傾斜と極性の鋸歯状波信号を出力し、この信号
で位相変調器１５を駆動し、右回り光と左回り光との間
にサニヤック効果で誘起された位相差を相殺するような
位相差を生成する。
入力角速度がゼロの状態で位相変調の間隔Ｔが光伝送路
１４の伝搬時間τより小さいと、第８図Ｂに示すように
ビームスブリーツタ１３に戻った両光が受けている位相
変調は右回り光に対し、左回り光がπ／ ４ （ｒａｄ
）以上遅れ、これら両光の位相差はｘ ／ ２ （ｒａ
ｄ） と−Ｋ ／ ２ （ｒａｄ）との間にＯの部分が
生じ、この部分で光電変換器１７の出力は出力−位相差
曲線の最大となるパルスが生じる。
１４の伝搬時間τより小さいと、第８図Ｂに示すように
ビームスブリーツタ１３に戻った両光が受けている位相
変調は右回り光に対し、左回り光がπ／ ４ （ｒａｄ
）以上遅れ、これら両光の位相差はｘ ／ ２ （ｒａ
ｄ） と−Ｋ ／ ２ （ｒａｄ）との間にＯの部分が
生じ、この部分で光電変換器１７の出力は出力−位相差
曲線の最大となるパルスが生じる。
位相変調の間隔Ｔが伝搬時間τよりも大きい場合は、第
８図Ｃに示すように、ビームスプリッタ１３に戻った両
光の受けた位相変調は右回り光に対し、左回り光がπ／
４ （ｒａｄ）以下の遅れとなり、これら両光の位相
差はπ／ ２ （ｒａｄ）と−π／２（ｒａｄ）との間
にＯの部分が生じ、この部分で充電変換器１７の出力が
最大となるパルスが生しる。
８図Ｃに示すように、ビームスプリッタ１３に戻った両
光の受けた位相変調は右回り光に対し、左回り光がπ／
４ （ｒａｄ）以下の遅れとなり、これら両光の位相
差はπ／ ２ （ｒａｄ）と−π／２（ｒａｄ）との間
にＯの部分が生じ、この部分で充電変換器１７の出力が
最大となるパルスが生しる。
このように時間Ｔとτとにずれが生しると、入力角速度
がゼロでも光電変換器１７の出力はπ／２ （ｒａｄ）
のレベルより大きいパルスが生じ、入力角速度が生じた
状態となり、誤動作する。このため、従来においては電
圧制御発振器２４の出力から位相変調信号を位相変調信
号発生器１８で作るようにし、かつ増幅器１９の出力と
位相変調信号発生器１８の位相変調信号とを検知器２５
へ供給し、位相変調信号の立上りに対し、遅れたパルス
が存在するか、又は進んだパルスが存在するかを検出し
て、その検出出力で電圧制御発振器２４を制御し、遅れ
たパルスが存在する場合は電圧制御発振器２５の発振周
波数を低くし、進んだパルスが存在する場合は電圧制御
発振器２１の発振周波数を高くして、光電変換器１７の
出力からパルスが得られなくなるようにし、つまりＴ＝
τになるようにしていた。
がゼロでも光電変換器１７の出力はπ／２ （ｒａｄ）
のレベルより大きいパルスが生じ、入力角速度が生じた
状態となり、誤動作する。このため、従来においては電
圧制御発振器２４の出力から位相変調信号を位相変調信
号発生器１８で作るようにし、かつ増幅器１９の出力と
位相変調信号発生器１８の位相変調信号とを検知器２５
へ供給し、位相変調信号の立上りに対し、遅れたパルス
が存在するか、又は進んだパルスが存在するかを検出し
て、その検出出力で電圧制御発振器２４を制御し、遅れ
たパルスが存在する場合は電圧制御発振器２５の発振周
波数を低くし、進んだパルスが存在する場合は電圧制御
発振器２１の発振周波数を高くして、光電変換器１７の
出力からパルスが得られなくなるようにし、つまりＴ＝
τになるようにしていた。
「発明が解決しようとする課題」
以上述べたように従来の光干渉角速度計においては位相
変調の切替え間隔Ｔを光伝送路１４の光伝搬時間τと等
しくするために、光電変換器１７の出力に発生したパル
スが位相変調信号のエツジに対しどのようなタイミング
であるかを検出して補正を行っていた。しかし光電変換
器１７の周波数帯域は必ずしも十分でないため、光電変
換器１７の出力パルスは波形がなまったり、遅延が生し
たりするため、位相変調信号との相対タイミングに誤差
が生じ、間隔Ｔを正確に補正することが困難であった。
変調の切替え間隔Ｔを光伝送路１４の光伝搬時間τと等
しくするために、光電変換器１７の出力に発生したパル
スが位相変調信号のエツジに対しどのようなタイミング
であるかを検出して補正を行っていた。しかし光電変換
器１７の周波数帯域は必ずしも十分でないため、光電変
換器１７の出力パルスは波形がなまったり、遅延が生し
たりするため、位相変調信号との相対タイミングに誤差
が生じ、間隔Ｔを正確に補正することが困難であった。
「課題を解決するための手段」
この発明によれば時間Ｔごとにπ／ ２ （ｒａｄ）の
位相偏位に相当する量の増加をｎ回（ｎは２以上の整数
）繰返したのち時間Ｔごとにπ／ ２ （ｒａｄ）の位
相偏位に相当する量の減少をｎ回繰返す位相変調信号が
位相変調信号発生器から繰返し発生されてバイアシング
用の位相変調器へ供給され、この位相変調信号の増加中
又は減少中において、光電変換器の出力中に正方向パル
ス或いは負方向パルスが存在するか否かが検出され、そ
の正方向パルスの検出、負方向パルスの検出に応じて正
方向パルス及び負方向パルスが発生しないように時間Ｔ
が補正される。
位相偏位に相当する量の増加をｎ回（ｎは２以上の整数
）繰返したのち時間Ｔごとにπ／ ２ （ｒａｄ）の位
相偏位に相当する量の減少をｎ回繰返す位相変調信号が
位相変調信号発生器から繰返し発生されてバイアシング
用の位相変調器へ供給され、この位相変調信号の増加中
又は減少中において、光電変換器の出力中に正方向パル
ス或いは負方向パルスが存在するか否かが検出され、そ
の正方向パルスの検出、負方向パルスの検出に応じて正
方向パルス及び負方向パルスが発生しないように時間Ｔ
が補正される。
「実施例」
第１図にこの発明の実施例を示し、第６図と対応する部
分に同一符号を付けである。この発明においては信号発
生器２６から、例えば第２図Ａの一番上に示すように時
間Ｔごとにπ／ ２ （ｒａｄ）の位相偏位に相当する
量■、の増加をｎ回（第２図ではｎ＝３回）繰返した後
、時間Ｔごとに量■。
分に同一符号を付けである。この発明においては信号発
生器２６から、例えば第２図Ａの一番上に示すように時
間Ｔごとにπ／ ２ （ｒａｄ）の位相偏位に相当する
量■、の増加をｎ回（第２図ではｎ＝３回）繰返した後
、時間Ｔごとに量■。
の減少をｎ回繰返す位相変調信号が発生され、この位相
変調信号でバイアシング用の位相変調器１６が駆動され
る。従って時間Ｔが光伝送路１４の伝搬時間τと等しけ
れば、入力角速度がゼロの状態でビームスプリッタ１３
に戻った右回り光が受けた位相変調は第２図Ａに示すよ
うになり、左回り・光が受けた位相変調は右回り光が受
けた位相変調に対し、時間Ｔ−τだけ遅れる。このため
両光の位相差はｎＴ （ｎ＝３）ごとにｘ ／ ２ （
ｒａｄ）とπ／ ２ （ｒａｄ）とを交互にとり、この
変化点は位相変調信号が増加し始める点と減少し始める
点とである。
変調信号でバイアシング用の位相変調器１６が駆動され
る。従って時間Ｔが光伝送路１４の伝搬時間τと等しけ
れば、入力角速度がゼロの状態でビームスプリッタ１３
に戻った右回り光が受けた位相変調は第２図Ａに示すよ
うになり、左回り・光が受けた位相変調は右回り光が受
けた位相変調に対し、時間Ｔ−τだけ遅れる。このため
両光の位相差はｎＴ （ｎ＝３）ごとにｘ ／ ２ （
ｒａｄ）とπ／ ２ （ｒａｄ）とを交互にとり、この
変化点は位相変調信号が増加し始める点と減少し始める
点とである。
従って、信号発生器２６から第２図Ａ中の両光間の位相
差を示す信号と同期した周期ｎ Ｔ ／ ２の方形波参
照信号を作り、これで増幅器１９の出力を同期検波回路
２１において同期検波する。なお、入力角速度ゼロで、
Ｔ＝τの場合は光電変換器１７の出力は従来と同様に第
２図Ａに示すように一定レベルになる。この状態で角速
度が入力されるとサニヤック効果により生じる右回り光
と左回り光との位相差を相殺するような位相変調が位相
変調器１５に与えられて、入力角速度が測定される。
差を示す信号と同期した周期ｎ Ｔ ／ ２の方形波参
照信号を作り、これで増幅器１９の出力を同期検波回路
２１において同期検波する。なお、入力角速度ゼロで、
Ｔ＝τの場合は光電変換器１７の出力は従来と同様に第
２図Ａに示すように一定レベルになる。この状態で角速
度が入力されるとサニヤック効果により生じる右回り光
と左回り光との位相差を相殺するような位相変調が位相
変調器１５に与えられて、入力角速度が測定される。
バイアシング用の位相変調信号の時間Ｔが光伝送路１４
の伝搬時間τより小さい場合は、入力角速度ゼロで第２
図Ｂに示すように、ビームスプリッタ１３に戻った右回
り光の受けた位相変調に対し、左回り光の受けた位相変
調は時間ＴよりΔＴだけ長い時間遅れる。このためこれ
ら両光間の位相差は、＋π／ ２ （ｒａｄ）のステッ
プを繰返している区間（増加区間）で主としてπ／ ２
（ｒａｄ）であるがＴごとにπ（ｒａｄ＞となる区間
△Ｔがあり、π／ ２ （ｒａｄ）のステップを繰返し
ている区ｒｇｌ（Ｋ少区間）で主として一π／ ２ （
ｒａｄ）であるが、Ｔごとに−π（ｒａｄ）となる区間
△Ｔがあり、更に増加区間と減少区間との変化直後で位
相差Ｏの△Ｔの区間がある。光電変換器１７の出力は位
相差ゼロで最大、±πで最小、±π／２で中間の一定値
をとる。つまり増加区間、減少区間でそれぞれ負方向パ
ルスが生じる。
の伝搬時間τより小さい場合は、入力角速度ゼロで第２
図Ｂに示すように、ビームスプリッタ１３に戻った右回
り光の受けた位相変調に対し、左回り光の受けた位相変
調は時間ＴよりΔＴだけ長い時間遅れる。このためこれ
ら両光間の位相差は、＋π／ ２ （ｒａｄ）のステッ
プを繰返している区間（増加区間）で主としてπ／ ２
（ｒａｄ）であるがＴごとにπ（ｒａｄ＞となる区間
△Ｔがあり、π／ ２ （ｒａｄ）のステップを繰返し
ている区ｒｇｌ（Ｋ少区間）で主として一π／ ２ （
ｒａｄ）であるが、Ｔごとに−π（ｒａｄ）となる区間
△Ｔがあり、更に増加区間と減少区間との変化直後で位
相差Ｏの△Ｔの区間がある。光電変換器１７の出力は位
相差ゼロで最大、±πで最小、±π／２で中間の一定値
をとる。つまり増加区間、減少区間でそれぞれ負方向パ
ルスが生じる。
時間Ｔが伝搬時間τより大きい場合は、入力角速度ゼロ
で第２図Ｃに示すようにビームスプリッタ１３に戻った
右回り光の受けた位相変調に対し、左回り光の受けた位
相変調は時間ＴよりΔＴだけ短かい時間遅れる。これら
両光の位相差は増加区間で主としてπ／ ２ （ｒａｄ
）であるが、位相差ゼロのΔＴの区間がＴごとに繰返さ
れ、減少区間で主として−π／ ２ （ｒａｄ）である
が、位相差ゼロの八Ｔの区間がＴごとに繰返される。従
って光電変換器１７の出力は一定値に対し、時間Ｔごと
に八Ｔの幅の最大値がパルス状に生じる。つまり、増加
区間及び減少区間の何れでも正方向はパルスが生じる。
で第２図Ｃに示すようにビームスプリッタ１３に戻った
右回り光の受けた位相変調に対し、左回り光の受けた位
相変調は時間ＴよりΔＴだけ短かい時間遅れる。これら
両光の位相差は増加区間で主としてπ／ ２ （ｒａｄ
）であるが、位相差ゼロのΔＴの区間がＴごとに繰返さ
れ、減少区間で主として−π／ ２ （ｒａｄ）である
が、位相差ゼロの八Ｔの区間がＴごとに繰返される。従
って光電変換器１７の出力は一定値に対し、時間Ｔごと
に八Ｔの幅の最大値がパルス状に生じる。つまり、増加
区間及び減少区間の何れでも正方向はパルスが生じる。
そこでバイアシング用の位相変調信号の増加区間及び減
少区間において、負方向パルス又は正方向パルスが存在
するか否かを検知器２７で検出し、負方向パルスが検出
されると、これに応じて電圧制御発振器２４を制御して
負方向パルスが発生しないようにし、つまり、電圧制御
発振器２４の発振周波数を低くし、また正方向パルスが
検出されると、これに応じて電圧制御発振器２４を制御
して正方向パルスが発生しないようにし、つまり電圧制
御発振器２４の発振周波数を高くする。
少区間において、負方向パルス又は正方向パルスが存在
するか否かを検知器２７で検出し、負方向パルスが検出
されると、これに応じて電圧制御発振器２４を制御して
負方向パルスが発生しないようにし、つまり、電圧制御
発振器２４の発振周波数を低くし、また正方向パルスが
検出されると、これに応じて電圧制御発振器２４を制御
して正方向パルスが発生しないようにし、つまり電圧制
御発振器２４の発振周波数を高くする。
検知器２７は例えば第３図に示すように構成される。す
なわち増幅器１９の出力が端子２８からコンデンサ２９
で直流遮断されてコンパレータ３１の非反転入力端及び
コンパレータ３２の反転入力端へそれぞれ供給される。
なわち増幅器１９の出力が端子２８からコンデンサ２９
で直流遮断されてコンパレータ３１の非反転入力端及び
コンパレータ３２の反転入力端へそれぞれ供給される。
第４図に示すように、π／２、−π／ ２ （ｒａｄ）
と対応する直流分が除去されてコンパレータ３１．３２
で電圧＋■ＨＶＮをそれぞれ比較され、＋ Ｖ Ｍ 、
Ｖ Ｈはサニヤック効果により生じる位相差により誤動
作しないようにするためで、予期される急な角速度入力
で生じる位相差と対応した出力より絶対値で大きくされ
ている。第４図に示すようにコンパレータ３１から正方
向パルスが検出され、コンパレータ３２から負方向パル
スが検出される。コンパレータ３１．３２の各出力パル
スは必要に応してワンショット回路３３．３４で一定幅
のパルスとされてゲート３５．３６へ供給される。信号
発生器２６からウィンドウ信号がゲート３５．３６へ供
給され、バイアシング用の位相変調信号における増加区
間及び減少区間におけるパルスが取出され、増加区間と
減少区間との相互の移り変り部分で発するパルスは阻止
される。
と対応する直流分が除去されてコンパレータ３１．３２
で電圧＋■ＨＶＮをそれぞれ比較され、＋ Ｖ Ｍ 、
Ｖ Ｈはサニヤック効果により生じる位相差により誤動
作しないようにするためで、予期される急な角速度入力
で生じる位相差と対応した出力より絶対値で大きくされ
ている。第４図に示すようにコンパレータ３１から正方
向パルスが検出され、コンパレータ３２から負方向パル
スが検出される。コンパレータ３１．３２の各出力パル
スは必要に応してワンショット回路３３．３４で一定幅
のパルスとされてゲート３５．３６へ供給される。信号
発生器２６からウィンドウ信号がゲート３５．３６へ供
給され、バイアシング用の位相変調信号における増加区
間及び減少区間におけるパルスが取出され、増加区間と
減少区間との相互の移り変り部分で発するパルスは阻止
される。
ゲート３５の出力パルスはカウンタ３７でアップカウン
トされ、ゲート３６の出力パルスはカウンタ３７でダう
ンカウントされる。カウンタ３７はＯの状態でダウンカ
ウントすると−ｌ、−２３、・・・と計数するものであ
る。カウンタ３７の計数値はＤＡ変換器３８でアナログ
信号に変換され、そのアナログ信号は補正信号として基
準信号■、に加算回路３９で加算される。加算回路３９
の出力が電圧制御発振器（ＶＣＯ）２４に制御信号とし
て供給される。
トされ、ゲート３６の出力パルスはカウンタ３７でダう
ンカウントされる。カウンタ３７はＯの状態でダウンカ
ウントすると−ｌ、−２３、・・・と計数するものであ
る。カウンタ３７の計数値はＤＡ変換器３８でアナログ
信号に変換され、そのアナログ信号は補正信号として基
準信号■、に加算回路３９で加算される。加算回路３９
の出力が電圧制御発振器（ＶＣＯ）２４に制御信号とし
て供給される。
Ｔ〈τの状態では第２図Ｂ、第４図の左側に示すように
、負方向パルスが亜じ、このパルスはカウンタ３７でダ
ウンカウントされ、カウンタ３７の計数値が例えば負の
ある値となり、これに対応して負のアナログ信号が加算
回路３９へ供給され、ＶＣＯ２４に対する制御電圧が■
、より小さくなり、ＶＣＯ２４の発振周波数が低くなり
、時間Ｔが長くなり、Ｔ＝τとなると、負方向パルスが
消失して、この状態に保持される。
、負方向パルスが亜じ、このパルスはカウンタ３７でダ
ウンカウントされ、カウンタ３７の計数値が例えば負の
ある値となり、これに対応して負のアナログ信号が加算
回路３９へ供給され、ＶＣＯ２４に対する制御電圧が■
、より小さくなり、ＶＣＯ２４の発振周波数が低くなり
、時間Ｔが長くなり、Ｔ＝τとなると、負方向パルスが
消失して、この状態に保持される。
逆にＴ＞τの状態では第２図Ｃ１第４図の右側に示すよ
うに正方向パルスが生じ、このパルスはカウンタ３７で
アップカウントされ、カウンタ３７の計数値が例えば正
のある値となり、これに応じて正のアナログ信号が加算
回路３９へ供給され、ＶＣＯ２４に対する制御電圧がｖ
Ｐより大となり、ＶＣＯ２４の発振周波数が高くなり、
時間Ｔが短くなり、Ｔ＝τとなると、正方向パルスがな
くなり、この状態に保持される。
うに正方向パルスが生じ、このパルスはカウンタ３７で
アップカウントされ、カウンタ３７の計数値が例えば正
のある値となり、これに応じて正のアナログ信号が加算
回路３９へ供給され、ＶＣＯ２４に対する制御電圧がｖ
Ｐより大となり、ＶＣＯ２４の発振周波数が高くなり、
時間Ｔが短くなり、Ｔ＝τとなると、正方向パルスがな
くなり、この状態に保持される。
なお、ＶＣＯ２４の出力の周期を例えば第５図に示すよ
うにＴ／２とし、このＶＣＯ２４の出力からＴごとにス
テップアップすることをｎ回繰返した後、Ｔごとにステ
ップダウンすることをｎ回繰返すバイアシング用の位相
変調信号を作り、その位相変調信号の最初の立上りと同
期して立上り、その後ｎＴで立下り、その後ｎＴで立上
る参照信号が作られ、この参照信号の各立上り、各立下
りの前後のＴ／２の間、低レベルとなるウィンドウ信号
が作られる。
うにＴ／２とし、このＶＣＯ２４の出力からＴごとにス
テップアップすることをｎ回繰返した後、Ｔごとにステ
ップダウンすることをｎ回繰返すバイアシング用の位相
変調信号を作り、その位相変調信号の最初の立上りと同
期して立上り、その後ｎＴで立下り、その後ｎＴで立上
る参照信号が作られ、この参照信号の各立上り、各立下
りの前後のＴ／２の間、低レベルとなるウィンドウ信号
が作られる。
「発明の効果」
以上述べたようにこの発明によれば時間Ｔごとにπ／
２ （ｒａｄ）の位相偏位を与える量の増加をｎ回繰返
した後、時間Ｔごとにπ／ ２ （ｒａｃｌ）の位相偏
位を与える量の減少をｎ回繰返す位相変調信号を用いる
ことにより、右回り光と左回り光とに±π／ ２ （ｒ
ａｉ＋）の位相差を与えて光電変換器の出力位相差特性
の高感度の所を利用でき、しかも、バイアシング用の位
相変調信号の増加区間、減少区間で正方向パルス又は負
方向パルスが存在するか否かを検出し、正方向パルスが
存在する場合はこれに応じて時間Ｔを短か（して正方向
パルスがなくなるようにし、負方向パルスが存在する場
合は、これに応じて時間Ｔを短かくして負方向パルスが
なくなるようにしている。従来のようにパルスが位相変
調信号のエツジに対して進んでいるのか、遅れているの
かの相対的タイミングを検出するものではなく、正方向
パルスか、負方向パルスかを判別するものであるから、
光電変換器の周波数帯域が十分広くないために、パルス
の波形がなまったり、遅延が生じたりしても、時間Ｔを
伝搬時間τに正しく一致させることができる。
２ （ｒａｄ）の位相偏位を与える量の増加をｎ回繰返
した後、時間Ｔごとにπ／ ２ （ｒａｃｌ）の位相偏
位を与える量の減少をｎ回繰返す位相変調信号を用いる
ことにより、右回り光と左回り光とに±π／ ２ （ｒ
ａｉ＋）の位相差を与えて光電変換器の出力位相差特性
の高感度の所を利用でき、しかも、バイアシング用の位
相変調信号の増加区間、減少区間で正方向パルス又は負
方向パルスが存在するか否かを検出し、正方向パルスが
存在する場合はこれに応じて時間Ｔを短か（して正方向
パルスがなくなるようにし、負方向パルスが存在する場
合は、これに応じて時間Ｔを短かくして負方向パルスが
なくなるようにしている。従来のようにパルスが位相変
調信号のエツジに対して進んでいるのか、遅れているの
かの相対的タイミングを検出するものではなく、正方向
パルスか、負方向パルスかを判別するものであるから、
光電変換器の周波数帯域が十分広くないために、パルス
の波形がなまったり、遅延が生じたりしても、時間Ｔを
伝搬時間τに正しく一致させることができる。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
この発明において、位相変調信号と、右回り光の受けた
位相変調と、左回り光が受けた位相変調と、両光の位相
差と、光電変換器の出力との関係を、Ｔ＝τ、Ｔ〈τ、
Ｔ〉τの各場合について示すタイムチャート、第３図は
第１図中の検知器２７の具体例を示すブロック図、第４
図はその動作例を示すタイムチャート、第５図は■ＣＯ
２４の出力と、位相変調信号と、参照信号と、ウィンド
ウ信号との関係を示すタイムチャート、第６図は従来の
光干渉角速度計を示すブロック図、第７図は右回り光と
左回り光との位相差と光電変換器の出力との関係を示す
図、第８図は第７凹において、位相変調信号と、右回り
光の受けた位相変調と、左回り光が受けた位相変調と、
両光の位相差と、光電変換器の出力との関係を、Ｔ＝τ
、Ｔくτ、Ｔ〉τの各場合について示すタイムチャート
である。 、ｔ−１図
この発明において、位相変調信号と、右回り光の受けた
位相変調と、左回り光が受けた位相変調と、両光の位相
差と、光電変換器の出力との関係を、Ｔ＝τ、Ｔ〈τ、
Ｔ〉τの各場合について示すタイムチャート、第３図は
第１図中の検知器２７の具体例を示すブロック図、第４
図はその動作例を示すタイムチャート、第５図は■ＣＯ
２４の出力と、位相変調信号と、参照信号と、ウィンド
ウ信号との関係を示すタイムチャート、第６図は従来の
光干渉角速度計を示すブロック図、第７図は右回り光と
左回り光との位相差と光電変換器の出力との関係を示す
図、第８図は第７凹において、位相変調信号と、右回り
光の受けた位相変調と、左回り光が受けた位相変調と、
両光の位相差と、光電変換器の出力との関係を、Ｔ＝τ
、Ｔくτ、Ｔ〉τの各場合について示すタイムチャート
である。 、ｔ−１図
Claims (1)
- （１）光源と、その光源からの光を２分配するビームス
プリッタと、そのビームスプリッタからの２つの光が右
回り光及び左回り光として入射されるループ状の光伝送
路と、その光伝送路から出射される右回り光と左回り光
を干渉させる干渉手段と、その干渉手段によって干渉さ
れた光をその強度に応じた電気信号として出力する光電
変換器と、上記光伝送路の一端と上記ビームスプリッタ
との間に挿入され、電気的に制御され、光の位相を偏位
させる光位相変調器とを有する光干渉角速度計において
、 時間Ｔごとにπ／２（ｒａｄ）の位相偏位に相当する量
の増加をｎ回（ｎは２以上の整数）繰返したのち、時間
Ｔごとにπ／２（ｒａｄ）の位相偏位に相当する量の減
少をｎ回繰返す位相変調信号を繰返し発生して上記位相
変調器へ供給する位相変調信号発生手段と、 上記位相変調信号の増加中又は減少中において上記光電
変換器の出力中に正方向パルスあるいは負方向パルスが
存在するか否かを検出する手段と、その検出手段による
正方向パルスの検出及び負方向パルスの検出に応じて上
記正方向パルス及び負方向パルスが発生しないように上
記時間Ｔを補正する手段と、 を設けたことを特徴とする光干渉角速度計。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172367A JPH0711423B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 光干渉角速度計 |
| US07/717,898 US5162871A (en) | 1990-06-29 | 1991-06-19 | Fiber optic gyro using alternating bias phase and bias correction |
| EP91110363A EP0463594B1 (en) | 1990-06-29 | 1991-06-24 | Fiber optic gyro |
| DE69103971T DE69103971T2 (de) | 1990-06-29 | 1991-06-24 | Optischer Faserkreisel. |
| CA002045743A CA2045743C (en) | 1990-06-29 | 1991-06-26 | Fiber optic gyro using stepping pulse phase modulating signals to compensate for opto-electric waveform distortion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172367A JPH0711423B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 光干渉角速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462416A true JPH0462416A (ja) | 1992-02-27 |
| JPH0711423B2 JPH0711423B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=15940593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2172367A Expired - Fee Related JPH0711423B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 光干渉角速度計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5162871A (ja) |
| EP (1) | EP0463594B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0711423B2 (ja) |
| CA (1) | CA2045743C (ja) |
| DE (1) | DE69103971T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6314329B1 (en) | 1998-11-06 | 2001-11-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | Compensation algorithm for initializing yaw rate sensor's zero point offset |
| JP2009092382A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-30 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 閉ループ型光干渉角速度計 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2679647B1 (fr) * | 1991-07-25 | 1993-11-05 | Applications Gles Elect Meca | Gyrometre interferometrique a modulateur electro-optique. |
| US5963323A (en) * | 1998-02-06 | 1999-10-05 | Litton Systems, Inc. | Method for improving the performance of fiber-optic gyros by calculating the bias from using a broadband source |
| DE10130159C2 (de) * | 2001-06-22 | 2003-06-18 | Litef Gmbh | Verfahren zur Vermeidung von Bias-Fehlern aufgrund synchroner Einstreuung bei faseroptischen Gyroskopen |
| CN112097753B (zh) * | 2020-09-14 | 2023-07-07 | 湖南航天机电设备与特种材料研究所 | 一种光纤环相变点检测方法及系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3244713A1 (de) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur messung der rotationsgeschwindigkeit |
| DE3436249A1 (de) * | 1984-10-03 | 1986-04-03 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur messung absoluter drehungen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| GB8611394D0 (en) * | 1986-05-08 | 1986-10-29 | British Aerospace | Fibre optic gyroscopes |
| FR2613067B1 (fr) * | 1987-03-27 | 1989-06-23 | Thomson Csf | Procede et dispositif de detection des variations de temps de propagation dans un interferometre en anneau et leur application au controle de longueur d'onde |
| US4869592A (en) * | 1988-01-27 | 1989-09-26 | Bergh Ralph A | Method and apparatus for obtaining a digital measure of absolute rotation |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2172367A patent/JPH0711423B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-19 US US07/717,898 patent/US5162871A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-24 EP EP91110363A patent/EP0463594B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-24 DE DE69103971T patent/DE69103971T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-26 CA CA002045743A patent/CA2045743C/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6314329B1 (en) | 1998-11-06 | 2001-11-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | Compensation algorithm for initializing yaw rate sensor's zero point offset |
| JP2009092382A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-30 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 閉ループ型光干渉角速度計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2045743A1 (en) | 1991-12-30 |
| DE69103971D1 (de) | 1994-10-20 |
| JPH0711423B2 (ja) | 1995-02-08 |
| CA2045743C (en) | 1997-01-07 |
| EP0463594B1 (en) | 1994-09-14 |
| EP0463594A1 (en) | 1992-01-02 |
| US5162871A (en) | 1992-11-10 |
| DE69103971T2 (de) | 1995-04-20 |
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Legal Events
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