JPH0493716A - Optical fiber gyroscope - Google Patents

Optical fiber gyroscope

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JPH0493716A
JPH0493716A JP21044490A JP21044490A JPH0493716A JP H0493716 A JPH0493716 A JP H0493716A JP 21044490 A JP21044490 A JP 21044490A JP 21044490 A JP21044490 A JP 21044490A JP H0493716 A JPH0493716 A JP H0493716A
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JP
Japan
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optical fiber
light
light source
optical
photodetector
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JP21044490A
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Japanese (ja)
Inventor
Sokichi Hayashi
林 宗吉
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Tamagawa Seiki Co Ltd
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Tamagawa Seiki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to achieve simplification and compact configuration for the constitution of an optical fiber gyroscope by providing one optical switch which is connected to one light source and a plurality of photodetectors which are connected to a plurality of optical fiber loops. CONSTITUTION:The light emitted from one light source 1 is selectively cast into a first optical coupler - a third optical coupler 7 - 9 by time division processing. The light beams from the couplers 7 - 9 are modified in a first modulator - a third modulator 19 - 21. The light beams are cast into a first optical fiber loop - a third optical fiber loop 25 - 27 and circulated. When an angular velocity input from the outside is generated in any of the optical fiber loops 25 - 27 under this state, the angular velocity input is detected as the intense and weak signals of the light by the interference based on a Sagnac effect in any of the a first photodetector - a third photodetector 13 - 15. The angular velocity input can be detected. Namely, since the light source is commonly used, the stable control of only one light source is sufficient. The constitution of electronic circuits and the optical system can be simplified, and the compact, low-cost constitution can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 a 産業上の利用分野 本発明は、光ファイバージャイロに関し、特に、1個の
光源のみを用いて複数の光ファイバージャイロに光を供
給し、簡単な構成で小形化するための新規な改良に関す
る。
Detailed Description of the Invention: a. Field of Industrial Application The present invention relates to an optical fiber gyro, and in particular, to a method for supplying light to a plurality of optical fiber gyros using only one light source and for downsizing with a simple configuration. Concerning new improvements.

b、従来の技術 従来、用いられていたこの種の光ファイバージャイロと
しては種々あるが、その中で一般的な楕成としては、こ
こではその構成を開示する文献名を挙げていないが、複
数の光ファイバーループを用いる場合には、各光ファイ
バーループに対応して各々光源と光検出器が設けられて
いた。
b. Conventional technology There are various optical fiber gyros of this type that have been used in the past, but among them, the most common one is the elliptical configuration, although the name of the literature disclosing its configuration is not listed here. When optical fiber loops are used, a light source and a photodetector are provided corresponding to each optical fiber loop.

C1発明が解決しようとする課題 従来の光ファイバージャイロは、以上のように構成され
ていたため、次のような課題が存在していた。
C1 Problems to be Solved by the Invention Since the conventional optical fiber gyro was configured as described above, the following problems existed.

一般に、広い温度範囲て光ファイバージャイロの特性を
一定に維持するために、光ファイバーと近似の熱膨張係
数を有する構造部材を採用して、光ファイバー等の光学
系に温度変化による歪や応力が加わらないようにしたり
、あるいは、光ファイバージャイロに加わる温度変化が
なるべく小さくなるように、ヒータ、冷却素子等を使用
して、光ファイバージャイロの温度調節を行うことが通
常実施されている。
Generally, in order to maintain the characteristics of an optical fiber gyro constant over a wide temperature range, structural members with a coefficient of thermal expansion similar to that of optical fibers are used to prevent distortion and stress from being applied to optical systems such as optical fibers due to temperature changes. Alternatively, the temperature of the optical fiber gyro is usually adjusted using a heater, a cooling element, etc. so that the temperature change applied to the optical fiber gyro is as small as possible.

その中でも、特に、光源は温度変化による特性の変動が
著しく、高性能な光ファイバージャイロを実現するため
には、光源の光強度を一定に保つ必要があり、そのため
に、光源の光!!度を検出器で検出し、光源に印加され
る電流の調整を行う必要があった。
Among them, the characteristics of the light source in particular vary significantly due to temperature changes, and in order to realize a high-performance fiber optic gyro, it is necessary to keep the light intensity of the light source constant. ! It was necessary to detect the temperature with a detector and adjust the current applied to the light source.

従って、従来のように、複数の光ファイバーループに対
応して設けられた複数の光源の光強度を全て同一としな
ければならす、そのために、各種補償回路の増加および
ti造の複Ifヒによ−)で形状が大形化し、消費電流
め増大は避けられず、小形化への大きい障害となってい
た。
Therefore, as in the past, it is necessary to make the light intensities of the plurality of light sources corresponding to the plurality of optical fiber loops all the same, which requires an increase in the number of various compensation circuits and an increase in the number of optical fibers. ), the shape became larger and the current consumption inevitably increased, which became a major obstacle to miniaturization.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、1個の光源のみを用いて複数の光ファイ
バージャイロに光を供給し、簡単な構成で小形化するよ
うにした光ファイバージャイロを提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in particular, an optical fiber that supplies light to a plurality of optical fiber gyros using only one light source and is miniaturized with a simple configuration. The purpose is to provide gyro.

d 課題を解決するための手段 本発明による光ファイバージャイロは、光源から発射さ
れた光を複数の光ファイバーループに供給し、前記各光
ファイバーループを経由した光を、光の強弱信号の差と
して光検出器て検出することにより、角速度入力を検出
するようにした光ファイバージャイロにおいて、醇記光
源は1個のみとし、前記光源に接続された1gの光スイ
・・壬と、前記尤ファイバーループに各々接続された複
数の光検出器とを備えた構成である。
d. Means for Solving the Problems The optical fiber gyro according to the present invention supplies light emitted from a light source to a plurality of optical fiber loops, and detects the light that has passed through each of the optical fiber loops as a difference between strong and weak signals of the light and detects the difference between the light and the weak signals. In the optical fiber gyro which detects angular velocity input by detecting the angular velocity input, there is only one light source, and a 1g optical switch is connected to the light source, and a 1g optical fiber loop is connected to the optical fiber loop. This configuration includes a plurality of photodetectors.

また、池の発明である光ファイバージャイロは、光源か
ら発射さhた光を複数の光ファイバーループに供給し 
前記各光ファイバーループを経由した光を、光の強弱信
号の差として光検出器で検出することにより、角速度入
力を検出するようにした光ファイバージャイロにおいて
、前記光源は1個のみとし、前記光源に接続された1個
の光スイッチと、前記光スイッチに接続された1個の光
検出器とを備えた構成である。
In addition, the optical fiber gyro, which was invented by Ike, supplies light emitted from a light source to multiple optical fiber loops.
In the optical fiber gyro, the angular velocity input is detected by detecting the light passing through each of the optical fiber loops with a photodetector as a difference between the intensity signals of the light, and the number of the light source is only one, and the light source is connected to the light source. This configuration includes one optical switch and one photodetector connected to the optical switch.

01作用 本発明による光ファイバージャイロにおいては、1個の
光源から発射された光は、光スイッチを介して3個の光
に選択的に分光され、分光された客先は選択的に各光フ
ァイバーループに入射される。
01 Effect In the optical fiber gyro according to the present invention, the light emitted from one light source is selectively split into three lights via an optical switch, and the split customer can selectively send the light to each optical fiber loop. It is incident.

また、各光ファイバーループからの検出光は、光スイッ
チの選択動作により、各光検出器に入射され、光の強+
i信号として検出される。
In addition, the detection light from each optical fiber loop is input to each photodetector by the selection operation of the optical switch, and the light intensity increases.
It is detected as an i signal.

従って、各光ファイバーループのうち 何ノしかめ光フ
ァイバーループ(こ角速度入力が、ちった場きには、そ
の角速度入力に該当する光ファイバーループからめ光の
強弱信号を各光検出器で検出することにより、所定軸方
向の角速度入力を検出することかて′きる。
Therefore, if there are only a few optical fiber loops (angular velocity inputs) among each optical fiber loop, each photodetector detects the intensity signals of the light from the optical fiber loops corresponding to the angular velocity inputs. It is possible to detect angular velocity input in the axial direction.

また、前記光検出器が1個て構成された他の発明め場合
には、各光ファイバーループからの検出光は、光スイッ
チによる時分割処理によって光検出器で順次検出される
In another aspect of the invention in which the photodetector is configured with one photodetector, the detection light from each optical fiber loop is sequentially detected by the photodetector through time-division processing using an optical switch.

f 実施例 以下、図面と共に本発明による光ファイバージャイロの
好適な実施例について説明する。
f. Embodiment Hereinafter, a preferred embodiment of the optical fiber gyro according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図は、本発明による光ファイバージャイ
ロを示すもので、第1図は第1実施例を示す構成図、第
2図は第2実施例を示す構成図である。
1 and 2 show an optical fiber gyro according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment.

第1図において符号lで示されるものは、レーザー光を
発射する光源であり、この光源1は第1光ファイバ2を
介して光スイ・・!チ3に接続され、この光スイッチ3
は、第2.第3及び第4光ファイバ4.5.6を介して
第1.第2及び第3光カブラ7.8.9に接続されてい
る。
In FIG. 1, the reference numeral l is a light source that emits laser light, and this light source 1 transmits light through a first optical fiber 2...! This optical switch 3
The second. The first... via the third and fourth optical fibers 4.5.6. It is connected to the second and third optical couplers 7.8.9.

前記各光カプラ7.8.9には、第5.第6及び第7光
ファイバ10.11.12を介して第1第2及び第3光
検出器13.14.15が接続されている。
Each optical coupler 7.8.9 has a fifth. First, second and third photodetectors 13.14.15 are connected via sixth and seventh optical fibers 10.11.12.

前記各光カブラ7.8.9は第8.第9及び第10光フ
ァイバ16.]、7.18を介して第1゜第2及び第3
変調器19.20.21に接続されており、前記各変調
器19.20.21は、第11、第12及び第13光フ
ァイバ22.2324を介して多回転の輪状をなす第1
.第2及び第3光ファイバーループ25.26.27に
各々接続されている。
Each optical coupler 7.8.9 is the 8th. Ninth and tenth optical fibers 16. ], 7.18 through 1st ° 2nd and 3rd
The modulators 19.20.21 are connected to a multi-rotation ring-shaped first
.. Connected to second and third optical fiber loops 25, 26, 27, respectively.

尚、各ループ25〜27の各幾何学的な軸方向は互いに
直交するように配設されている。
Note that the geometrical axes of the loops 25 to 27 are arranged to be perpendicular to each other.

以上の構成において、1個の光源1から発射された光は
、時分割処理によって選択的に各カブラ7.8.9に入
射される。
In the above configuration, the light emitted from one light source 1 is selectively input to each of the coverlets 7, 8, and 9 by time-sharing processing.

前記各カプラ7.8.9からの光は、各変調器19 2
0.21て光変調され各光ファイバーループ25 26
.27に入光されて循環する。
The light from each coupler 7.8.9 is transmitted to each modulator 19 2
Each optical fiber loop 25 26
.. 27 and circulates.

前述の状態で、互いに胃なる軸方向に配設された各光フ
ァイバーループ25〜27の何れかに、外部から角速度
入力が発生した場合には、前記各光検出器13〜15の
何れかで、周知のサクナ・Iり効果に基づく干渉による
光の強弱信号として検出され、角速度入力を検出する二
とができる。
In the above-mentioned state, if an angular velocity input occurs from the outside to any of the optical fiber loops 25 to 27 arranged in the axial direction, one of the photodetectors 13 to 15, It is detected as a light intensity signal due to interference based on the well-known Sakuna-Iri effect, and it is possible to detect an angular velocity input.

また、第2図に示す構成は、第1図と同一部分には同一
符号を付し、その説明を省略し、第1図と異なる部分に
ついてのみ説明する。
In addition, in the configuration shown in FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and only the parts different from FIG. 1 will be explained.

すなわち、光スイッチ3は1個の構成よりなるが、第1
スイッチ部3A及び第2スイッチ部3Bとから構成され
、この第1スイッチ部3Aは、各変調器1つ、20.2
1に各光ファイバ4.56を介して接続されていると共
に、第2スイッチ部3Bは、各光ファイバ10.11.
12を介して前記各変調器19.20.21に接続され
ている。
That is, although the optical switch 3 consists of one structure, the first
It is composed of a switch section 3A and a second switch section 3B, and this first switch section 3A has one modulator for each, 20.2
1 via each optical fiber 4.56, and the second switch section 3B is connected to each optical fiber 10.11.
12 to each of said modulators 19, 20, 21.

前記第2スイ・lチ部3Bには、1個の光検出器30か
接続され、二の第2スイッチ部3Bの時分割処理によっ
て各光ファイバーループ25 、26゛27からの検出
光が各変調器19.20.21を介して時分割的に検出
される。
One photodetector 30 is connected to the second switch section 3B, and the detection light from each optical fiber loop 25, 26, 27 is modulated by time division processing of the second switch section 3B. 19, 20, and 21 in a time-division manner.

尚、前記光スイッチ3の時分割動作は、第3図に示すパ
ターンに基づいて時分割処理によって、光源1から各光
ファイバーループ25.2627への光信号を1@次切
換えるように構成されており、例えば、第2図の場合、
時間tの経過に基づいて、t1≦1 < 12の関係で
は光を第3光ファイバーループ27に入光させ、光検出
器30での検出信号はZ軸のデータとして処理する。
The time-division operation of the optical switch 3 is configured to switch the optical signal from the light source 1 to each optical fiber loop 25.2627 once by time-division processing based on the pattern shown in FIG. , for example, in the case of Figure 2,
Based on the elapse of time t, if t1≦1<12, the light is allowed to enter the third optical fiber loop 27, and the detection signal at the photodetector 30 is processed as Z-axis data.

また、t2≦1<1.の関係では、同様にY軸のデータ
とし、t3≦1<1.の関係では、同様にX軸のデータ
として処理される。
Also, t2≦1<1. In the relationship, t3≦1<1. In this relationship, it is similarly processed as X-axis data.

また、前述の実施例では、三軸の場合について述べたが
、二軸、四軸等に変更した場合も同様の作用効果が得ら
れるものである。
Further, in the above-mentioned embodiments, the case of three axes has been described, but similar effects can be obtained even when changing to two axes, four axes, etc.

g 発明の効県 本発明による光ファイハーンヤイロは、以上のように構
成されているため、次のような効果を得ることができる
g. Effects of the Invention Since the optical fiber harness according to the present invention is constructed as described above, it is possible to obtain the following effects.

すなわち、光源を1個で共通としているため、1gの光
源のみの安定制御を行うのみて゛よく、電子UjiJ路
構成および光字系め構成を大幅に簡略化でき、小形で安
価な構成を得ることができる。
That is, since one common light source is used, only the 1g light source needs to be stably controlled, the electronic UjiJ path configuration and the optical system configuration can be greatly simplified, and a compact and inexpensive configuration can be obtained. I can do it.

また、光源が1個であるため、消費電流も少なく、従来
の]軸先ファイバージャイロのみの消費電流で済む効果
を得ることができる。
In addition, since there is only one light source, the current consumption is low, and it is possible to obtain the effect that the current consumption is only required by the conventional shaft-end fiber gyro.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図から第31迄は、本発明による光ファイバージャ
イロを示すためのもので、第1図は第1実施例を示す構
成図、第2図は第2実施例を示す構成図、第3図は光ス
イッチの時分割処理を示すパターン図である。 1は光源、3は光スイッチ、]3.14 15は光検出
器、25.26.27は光ファイバーループ、30は光
検出器である。
1 to 31 are for showing the optical fiber gyro according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing the second embodiment, and FIG. 3 is a block diagram showing the second embodiment. FIG. 2 is a pattern diagram showing time-division processing of an optical switch. 1 is a light source, 3 is an optical switch,] 3.14 15 is a photodetector, 25.26.27 is an optical fiber loop, and 30 is a photodetector.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源(1)から発射された光を複数の光ファイバ
ーループ(25、26、27)に供給し、前記各光ファ
イバーループ(25、26、27)を経由した光を、光
の強弱信号の差として光検出器で検出することにより、
角速度入力を検出するようにした光ファイバージャイロ
において、 前記光源(1)は1個のみとし、前記光源(1)に接続
された1個の光スイッチ(3)と、前記各光ファイバー
ループ(25、26、27)に各々接続された複数の光
検出器(13、14、15)とを備え、前記光スイッチ
(3)の動作により、前記各光ファイバーループ(25
、26、27)への光の選択的入射および検出光の前記
各検出器(13、14、15)への入射を選択すること
を特徴とする光ファイバージャイロ。
(1) The light emitted from the light source (1) is supplied to a plurality of optical fiber loops (25, 26, 27), and the light that has passed through each optical fiber loop (25, 26, 27) is By detecting the difference with a photodetector,
In an optical fiber gyro configured to detect angular velocity input, there is only one light source (1), one optical switch (3) connected to the light source (1), and each of the optical fiber loops (25, 26). , 27), each of the optical fiber loops (25) is
, 26, 27) and the detection light to be incident on each of the detectors (13, 14, 15).
(2)光源(1)から発射された光を複数の光ファイバ
ーループ(25、26、27)に供給し、前記各光ファ
イバーループ(25、26、27)を経由した光を、光
の強弱信号の差として光検出器で検出することにより、
角速度入力を検出するようにした光ファイバージャイロ
において、 前記光源(1)は1個のみとし、前記光源(1)に接続
された1個の光スイッチ(3)と、前記光スイッチ(3
)に接続された1個の光検出器(30)とを備え、前記
光スイッチ(3)の動作により、前記各光ファイバール
ープ(25、26、27)への光の選択的入射および検
出光の前記光検出器(30)への入射を選択することを
特徴とする光ファイバージャイロ。
(2) The light emitted from the light source (1) is supplied to a plurality of optical fiber loops (25, 26, 27), and the light that has passed through each optical fiber loop (25, 26, 27) is By detecting the difference with a photodetector,
An optical fiber gyro configured to detect angular velocity input includes only one light source (1), one optical switch (3) connected to the light source (1), and one optical switch (3) connected to the light source (1).
), and the operation of the optical switch (3) selectively injects light into each of the optical fiber loops (25, 26, 27) and detects the detected light. An optical fiber gyro, characterized in that the light incident on the photodetector (30) is selected.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016535249A (en) * 2013-06-20 2016-11-10 トゥビタク(ティルカイエ ビリミシール ベ テクノロジャイケ アリアステリマ クルム) Dynamic monitoring and derivation of interferometric fiber optic gyroscope (IFOG) instantaneous zero rotational speed voltage under uniform influence of rotational speed
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