JPH0469730B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明はリングレーザ角速度センサ（いわゆる
リングレーザジヤイロ）に関するものであり、更
に詳しくいえばそのようなリングレーザジヤイロ
の読出し装置に関するものである。

〔従来の技術およびその問題点〕

いわゆるリングレーザジヤイロは基本的には、
リング形、典型的には三角形の共鳴空胴を有する
レーザ装置である。その三角形構造の角隅に設け
られている適当な反射鏡によりレーザビームが三
角形の光路に沿つて進ませられる。ほとんどの場
合に、リングの周囲を互いに逆向きに進む２本の
レーザビームが存在する。リング、または三角形
の隅に設けられている反射鏡は、レーザビームを
共鳴空胴の通路に沿つて進むように向ける。１つ
の隅においては、反射鏡はいわゆるビーム分割器
の形をとらなければならない。そのビーム分割器
においては各レーザビームの一部が共鳴空胴へ向
けて反射され、各レーザビームの別の部分が反射
鏡を透過して読出し機構へ進む。リングレーザジ
ヤイロのいくつかの例が、本願出願人が所有する
米国特許第３，373，650号、第３，390，606号、
第３，467，472号、第４，152，071号の各明細書
に示されている。

そのような読出し機構においては、リングレー
ザ・ジヤイロスコープの本体の間の三角形経路の
読出し隅における反射鏡は、平行な内面と外面を
有する平らな基体部材上に形成されるのが普通で
ある。それから、基体部材の外面に適当なプリズ
ム状読出し部材が接合される。両方のビームをプ
リズムからほぼ同じ向きにさせるために、プリズ
ムは少くとも１本のレーザビームを折り曲げるた
めに用いられる。これにより干渉パターンが発生
される。その干渉パターンは２本のビームの振動
数の差、したがつてリングレーザ構造の回転の関
数として検出できる。そのような構造において
は、ビームを組合わせるために読出し光学系を整
列させる作業は手間と費用がかかり、安定度の問
題がしばしばひき起される。

米国特許第４，288，163号明細書には、読出し
プリズムが部分反射のための基体いわゆるビーム
分割器としても付随的に機能するような、リング
レーザジヤイロのための読出し構造も示されてい
る。しかし、その構造は、出口に両方のビームを
集束させるために両方のビームを３回内部反射さ
せる極めて複雑な対称プリズムである。

〔発明の概要〕

したがつて、本発明の目的は従来の読出し装置
の諸欠点を解消したリングレーザジヤイロ用の改
良した読出し装置を得ることである。

この目的およびその他の目的を達成するため
に、リングレーザジヤイロの隅反射鏡のための基
体、および読出し素子のためのビーム折り曲げお
よび組合わせプリズム装置として機能する、一体
光学素子を特徴とする光学的読出し装置が得られ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。

図には、熱的および機械的に安定なブロツク２
を有するリングレーザジヤイロ構造の一部が示さ
れている。好適な実施例においては、そのブロツ
ク２の形は三角形である。ブロツク２の内部に空
胴４が形成される。その空胴の各隅は、内面に反
射鏡を有する基体ブロツクにより封じられる。そ
のようにして封じられた空胴の中に、この分野に
おいて良く知られている適当なレーザガスが充さ
れる。また、空胴４の内部にレーザビームを発生
させるための適当な励起装置も含まれるが、その
励起装置は本発明の構成部分ではないから図示し
ていない。先に述べたように、空胴４内のレーザ
ビームは実際には互いに逆向きに回転する２本の
レーザビームである。第１のレーザビーム６が一
重矢印で示され、第２のレーザビーム８が二重矢
印で示されている。リングレーザブロツク２の選
択された隅には反射鏡基体部材１０が設けられ
る。基体部材１０はブロツク２の材料となるべく
同じ材料で作る。そうすることにより機械的およ
び熱的に安定な構造が得られる。また、この構造
はレーザビーム光に対して比較的透明な特性を有
する。基体部材１０はブロツク２の隅に適当に接
合されて、その隅で空胴を封止する。基体部材１
０の主内面に適当なビーム分割器１２が設けられ
る。そのビーム分割器１２は、空胴４のそれぞれ
の脚から接近する２本の各レーザビームの大部分
を、空胴４の他の脚へ反射して空胴４の内部を互
いに逆向きに回転するビームを生ずる。レーザビ
ーム６と８の第２の部分はビーム分割器１２を通
つて基体部材１０へ送られる。

従来の装置においては、基体部材１０は、光ビ
ームの光路の平面内の横断面が長方形である透明
ブロツクの形であつた。それから、基体部材にプ
リズムが重量されて、希望の干渉パターンを発生
するために光ビームを希望のやり方で組合わせる
内部光路に光ビームを再び向けるために用いられ
る。前記干渉パターンはリングレーザジヤイロの
読出し信号として検出できる。先に述べたよう
に、反射基体ブロツクの第２の主面上にプリズム
を接合させることにより接合歪みが生じ、かつ接
着剤の硬化にかなりの時間がかかり、かつ硬化中
にプリズム素子の位置を保ち、かつ硬化の進行に
伴う寸法の変化の調整にかなりの努力を必要とす
る。本発明に従つてそれらの困難は解決される。
本発明に従つて、基体部材１０の隅のうちビーム
分割器１２に向き合う１つの隅が所定の角度αで
切取られる。その切取られた隅に新しい表面１４
が形成される。その表面１４を研磨して、ビーム
分割器１６の形態の反射被覆が施される。ビーム
分割器１２に向き合う基体ブロツクの隅の切取ら
れていない表面１８が、組合わされたレーザビー
ムの出口ボートを構成する。

図からわかるように、逆時計回りに回転するビ
ームとして示されている第１のレーザビーム６が
ビーム分割器１２に入射し、そのビーム分割器に
おいては、ビーム６の大部分が、空胴４の、ビー
ム６がビーム分割器１２へ入射する時に通つた脚
とは反対の脚へ向つて反射される。一重矢印で示
されているビーム６の残りの部分はビーム分割器
１２を通つて基体部材１０内へ送られ、表面１８
から出て光検出器２０に入射する。二重矢印によ
り示されている時計回りのビーム８はビーム分割
器１２に入射し、そのビーム８の大部分が、その
ビームがビーム分割器１２に入射する時に通つた
空胴１０の脚とは異なる脚へ向つて反射される。
ビーム８の残りの部分はビーム分割器１２を通つ
て基体部材１０へ送られ、表面１４に設けられて
いるビーム分割器１６に入射する。そのビーム分
割器１６によつてそのビーム８の大部分は基体部
材１０へ向つて反射され、ビーム分割器１２の反
対側の表面に入射する。その反対側の表面におい
てはビーム８の大部分は基体部材１０の表面１８
へ向つて反射され、その表面１８から出て光検出
器２０に入射する。ビーム分割器１６に入射した
ビーム８の残りの部分はビーム分割器１６を透過
して第２の光検出器２２に入射する。光検出器２
２は、ビーム分割器１６から出たレーザビームの
パワレベルを確認して、共鳴空胴の同調を示す。

基体部材１０の表面１８から出て光検出器２０
に入射したビーム６と８は干渉パターンすなわち
干渉じまを形成する。その干渉パターンは、所定
の軸線（図示せず）を中心とするリングレーザジ
ヤイロの回転を示すものとして、光検出器２０に
より検出できる。基体部材１０を切取る角度α
は、検出できる寸法の干渉じまを得るために、ビ
ーム６と８の間の角度をできるだけ小さくするよ
うに選択される。それと同時に、２本のビームの
間の角度は、互いに逆向きに回転するビームの固
定（ロツクアツプ）を生じるような、ビーム８か
らのエネルギーのビーム分割器１２を通しての空
胴４への再送を最小限に抑えるようなものでなけ
ればならない。

〔効果〕

以上説明したように、安定度が高く、構造が簡
単で、製作コストが低い、リングレーザジヤイロ
用の改良した読出し構造が本発明により得られ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明を含むリングレーザジヤイロの概略
線図である。 ２……ブロツク、４……空胴、１０……基体部
材、１２，１６……ビーム分割器、２０，２２…
…光検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１のレーザビームと、この第１のレーザビ
   ームとは逆の向きに伝わる第２リングレーザビー
   ムのためのリングレーザ経路を相互連結通路を通
   じて設けるレーザブロツクと、読出し装置とを備
   え、この読出し装置は、 前記ブロツクの相互連結通路に近接した場所に
   接合される部分を有する第１の表面と、この第１
   の表面に対して鋭角を成す第２の表面と、第３の
   表面とを少くとも含む基体と、 前記第１の表面上に支持され、一方の前記通路
   から入射した前記第１のレーザビームの大部分お
   よび前記第２のレーザビームの大部分を隣りの通
   路に反射し、前記第１のビームの少い部分を前記
   基体中に送つて前記第３の表面から出させ、かつ
   前記第２のビームの少い部分を前記基体中へ送つ
   て前記第２の表面へ向けるビーム分割器と、 前記第２の表面上に支持され、前記第２のビー
   ムの送られた前記少い部分を前記基体中に反射し
   て、その一部を前記ビーム分割器に入射させる反
   射器と を有し、前記ビーム分割器に入射したビームの一
   部が、前記第１のレーザビームの前記出てくる部
   分に近接して前記第３の表面から出るように、前
   記ビーム分割器から前記第３の表面へ向つて反射
   されて、検出できる干渉じまパターンをそれとと
   もに発生することを特徴とするリングレーザ角速
   度センサ。