JPH0612261B2 - 光フアイバジヤイロスコ−プのコイル形成方法及び該方法によつて形成される光フアイバコイル - Google Patents
光フアイバジヤイロスコ−プのコイル形成方法及び該方法によつて形成される光フアイバコイルInfo
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- JPH0612261B2 JPH0612261B2 JP61144708A JP14470886A JPH0612261B2 JP H0612261 B2 JPH0612261 B2 JP H0612261B2 JP 61144708 A JP61144708 A JP 61144708A JP 14470886 A JP14470886 A JP 14470886A JP H0612261 B2 JPH0612261 B2 JP H0612261B2
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- B65H55/00—Wound packages of filamentary material
- B65H55/04—Wound packages of filamentary material characterised by method of winding
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- 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
- G01C19/721—Details
- G01C19/722—Details of the mechanical construction
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 本発明は、ジャイロスコープのリングを構成する光ファ
イバコイルを形成する方法に係わる。公知のジャイロス
コープには、サニャック（SAGNAC）干渉計とも称される
リング干渉計がある。
イバコイルを形成する方法に係わる。公知のジャイロス
コープには、サニャック（SAGNAC）干渉計とも称される
リング干渉計がある。
上記のような干渉計は主に、通常レーザによって構成さ
れる光エネルギ源と、複数個のミラーかあるいは光ファ
イバの巻き重ねによって構成される、導波器として機能
する光学デバイスと、光を分割し、また会合させるデバ
イスと、信号を検出して処理するデバイスとを含む。
れる光エネルギ源と、複数個のミラーかあるいは光ファ
イバの巻き重ねによって構成される、導波器として機能
する光学デバイスと、光を分割し、また会合させるデバ
イスと、信号を検出して処理するデバイスとを含む。
この干渉計では分割デバイスから二つの波が現われ、こ
れらの波は同一の光路を反対方向へ進むことが公知であ
る。
れらの波は同一の光路を反対方向へ進むことが公知であ
る。
リング干渉計の一基本特徴は相反性（reciprocity）で
あり、即ち光路の乱れの二つの波に対する影響は、該影
響の及ぶ時点も方向も二つの波の間で相違するにもかか
わらず常に同様である。
あり、即ち光路の乱れの二つの波に対する影響は、該影
響の及ぶ時点も方向も二つの波の間で相違するにもかか
わらず常に同様である。
しかし、上記相反性を損う２種の乱れが存在する。
一つは波が干渉計の光路沿いに伝播されるのに掛る時間
に匹敵する時間経過において時と共に変化する乱れであ
り、もう一つはいわゆる“非相反的な（non-reciproca
l）”乱れ、即ち波が光路に沿って何れの方向に伝搬さ
れるかによって該波に別様に影響する乱れである。上記
影響とは、波を伝搬する媒質の対称性を損う物理的影響
である。
に匹敵する時間経過において時と共に変化する乱れであ
り、もう一つはいわゆる“非相反的な（non-reciproca
l）”乱れ、即ち波が光路に沿って何れの方向に伝搬さ
れるかによって該波に別様に影響する乱れである。上記
影響とは、波を伝搬する媒質の対称性を損う物理的影響
である。
二つの公知効果が、上記のうち後者の種類の乱れを惹起
する。
する。
−ファラデー効果もしくは共線的磁気光学効果。この効
果によって、磁場が光学材料の電子のスピンの優先方向
を創出する。
果によって、磁場が光学材料の電子のスピンの優先方向
を創出する。
−サニャック効果もしくは相対論的慣性効果。この効果
において干渉計のガリレイ基準に関する回転が、伝搬時
間の対称性を損う。この効果は特にジャイロスコープの
製造に利用される。
において干渉計のガリレイ基準に関する回転が、伝搬時
間の対称性を損う。この効果は特にジャイロスコープの
製造に利用される。
本発明は、上述の分野に適用される。
“非相反的な”乱れが存在しなければ、光路を辿った後
分割及び会合デバイスで再び会合する二つの波の位相差
（以後、記号△φで示す）はゼロである。上記乱れが存
在する場合、即ちシステムが慣性空間で回転する場合
は、位相差は関係 に従い、この関係においてｆは光波の周波数、Ｃは真空
中での光の速度である。
分割及び会合デバイスで再び会合する二つの波の位相差
（以後、記号△φで示す）はゼロである。上記乱れが存
在する場合、即ちシステムが慣性空間で回転する場合
は、位相差は関係 に従い、この関係においてｆは光波の周波数、Ｃは真空
中での光の速度である。
位相偏移△φは、リングを構成するファイバコイルの見
掛け表面ベクトルと回転ベクトルとのスカラー積に
従属する。従ってシステムは、コイルを通る回転ベクト
ルの流れに対して鋭敏である。
掛け表面ベクトルと回転ベクトルとのスカラー積に
従属する。従ってシステムは、コイルを通る回転ベクト
ルの流れに対して鋭敏である。
見掛け表面ベクトルは、関係 によって定義され、この関係において記号は光がファ
イバ沿いに辿る経路によって規定される閉曲線における
積分を表わし、またＭは前記閉曲線上の任意の点、 は進行差ベクトルである。
イバ沿いに辿る経路によって規定される閉曲線における
積分を表わし、またＭは前記閉曲線上の任意の点、 は進行差ベクトルである。
ベクトルの方向はコイルの対称軸に平行である。従っ
てシステムは、上記対称軸周囲への回転を検出し、直交
軸周囲への回転は感知しない。進行方向調整への数多い
適用では、コイルの対称軸の方向が非常に安定であるこ
とが根本的に重要である。いわゆる“照準(laying)”の
この安定性は、ファイバコイルの個々の巻きの変位によ
って影響される恐れがある。
てシステムは、上記対称軸周囲への回転を検出し、直交
軸周囲への回転は感知しない。進行方向調整への数多い
適用では、コイルの対称軸の方向が非常に安定であるこ
とが根本的に重要である。いわゆる“照準(laying)”の
この安定性は、ファイバコイルの個々の巻きの変位によ
って影響される恐れがある。
コイルの巻き層が一重である場合は、問題は簡単に解決
する。コイルを支持するチューブにファイバの直径より
大きいピッチを有するねじ山状の螺旋溝を形成し、この
溝の中にファイバを巻くことが可能である。困難は２重
目の巻き層を形成する場合に生じる。２重目の巻き層は
１重目の時と同一の巻付け方向において支持チューブ沿
いに巻き戻ることによって形成され得るが、その際螺旋
の形成される方向が１重目の時と逆になる。即ち２重目
ではファイバーは一巻き毎に、１重目の巻き層によって
規定された溝を離れて１重目の層の１個の巻きを乗越
え、次の溝の中に再び収まる。このような構成は、例え
ば米国特許第3,102,953号の特に第２図に開示されてい
る。上記乗越えの起こる点は確定せず、特に温度との関
連で変化し得る（膨張現象）。このことは、巻きの向き
を変えて照準安定性に影響を及ぼし、特にファイバが熱
サイクルの間に正しい位置に戻らない場合ヒステリシス
を惹起する。コイルの巻付け方向を反転すれば、１重目
の巻き層によって規定された溝の中にファイバを巻いて
２重目の巻き層を形成することができるが、その場合巻
付けに起因するサニャック効果は電磁コイルの自己イン
ダクタンスが相殺されるのと同様に相殺される。
する。コイルを支持するチューブにファイバの直径より
大きいピッチを有するねじ山状の螺旋溝を形成し、この
溝の中にファイバを巻くことが可能である。困難は２重
目の巻き層を形成する場合に生じる。２重目の巻き層は
１重目の時と同一の巻付け方向において支持チューブ沿
いに巻き戻ることによって形成され得るが、その際螺旋
の形成される方向が１重目の時と逆になる。即ち２重目
ではファイバーは一巻き毎に、１重目の巻き層によって
規定された溝を離れて１重目の層の１個の巻きを乗越
え、次の溝の中に再び収まる。このような構成は、例え
ば米国特許第3,102,953号の特に第２図に開示されてい
る。上記乗越えの起こる点は確定せず、特に温度との関
連で変化し得る（膨張現象）。このことは、巻きの向き
を変えて照準安定性に影響を及ぼし、特にファイバが熱
サイクルの間に正しい位置に戻らない場合ヒステリシス
を惹起する。コイルの巻付け方向を反転すれば、１重目
の巻き層によって規定された溝の中にファイバを巻いて
２重目の巻き層を形成することができるが、その場合巻
付けに起因するサニャック効果は電磁コイルの自己イン
ダクタンスが相殺されるのと同様に相殺される。
本発明は、ジャイロスコープのリングを構成する光ファ
イバコイルを形成する方法であって、前記コイルの照準
安定性を改善する形成方法の提供を目的とする。
イバコイルを形成する方法であって、前記コイルの照準
安定性を改善する形成方法の提供を目的とする。
［発明の概要］ 本発明は、光ファイバの多重巻きコイルから成るリング
を含むサニャック干渉計型ジャイロスコープを形成する
方法であって、少なくとも −前記コイルの形成に必要な長さの光ファイバを少なく
とも１個の中間スプールに巻く予備工程、 −前記中間スプールから解いた光ファイバを横断面が円
形である中央孔を有するシリンダ形支持体上に、一定ピ
ッチの螺旋上コイルを形成するべく巻いて１重目の巻き
層を形成する第一の工程、 −中間スプールを前記シリンダ形支持体の中央孔内に導
入し、中央孔内面に沿って前記１重目の層の巻きと同一
方向に巻いた１個の巻きを螺旋状に形成した後該中間ス
プールを支持体中央孔から、導入端部とは反対の側の端
部を経て除去する第二の工程、及び −光ファイバを下の層の巻きと同一方向に巻くことによ
って次の巻き層を形成し、その際下の層の巻き同士の間
のスペースを光ファイバの案内及び位置決定用溝として
用いる第三の工程 を含む形成方法を提供する。
を含むサニャック干渉計型ジャイロスコープを形成する
方法であって、少なくとも −前記コイルの形成に必要な長さの光ファイバを少なく
とも１個の中間スプールに巻く予備工程、 −前記中間スプールから解いた光ファイバを横断面が円
形である中央孔を有するシリンダ形支持体上に、一定ピ
ッチの螺旋上コイルを形成するべく巻いて１重目の巻き
層を形成する第一の工程、 −中間スプールを前記シリンダ形支持体の中央孔内に導
入し、中央孔内面に沿って前記１重目の層の巻きと同一
方向に巻いた１個の巻きを螺旋状に形成した後該中間ス
プールを支持体中央孔から、導入端部とは反対の側の端
部を経て除去する第二の工程、及び −光ファイバを下の層の巻きと同一方向に巻くことによ
って次の巻き層を形成し、その際下の層の巻き同士の間
のスペースを光ファイバの案内及び位置決定用溝として
用いる第三の工程 を含む形成方法を提供する。
本発明はまた、上記形成方法によって得られる光ファイ
バコイルにも係わる。
バコイルにも係わる。
以下の記述並びに添付図面から本発明の他の特徴及び利
点が明らかとなり、本発明はより良く理解されよう。
点が明らかとなり、本発明はより良く理解されよう。
［好ましい具体例の説明］ 本発明の方法は、１個の巻き層を形成した後光ファイバ
を支持チューブ内部に、前記層の巻きと同じ方向に巻い
た螺旋状に通すことから成る。チューブ他端から出てき
た光ファイバは前の層の時と同一方向に巻付けられて次
の巻き層を構成し得、その際該光ファイバは前の巻き層
によって規定された溝を辿る。この方法は、支持チュー
ブに容易に通され得るよう前記チューブの内径より小さ
い外径を有する中間スプールにファイバの全部を巻付け
ることを必要とする。光ファイバを支持チューブに通す
作業は複数回繰返し得る。ｎ個の巻きの層は次の巻き層
のファイバを受容し得るｎ−１個のファイバ間スペース
を規定し、即ち異なる層の巻き同士は互いに違いに位置
する。個々の巻きが前の層の巻き間スペースによって横
方向に保持され、その結果巻きの位置がはるかに安定
し、熱ヒステリシス効果は減少する。
を支持チューブ内部に、前記層の巻きと同じ方向に巻い
た螺旋状に通すことから成る。チューブ他端から出てき
た光ファイバは前の層の時と同一方向に巻付けられて次
の巻き層を構成し得、その際該光ファイバは前の巻き層
によって規定された溝を辿る。この方法は、支持チュー
ブに容易に通され得るよう前記チューブの内径より小さ
い外径を有する中間スプールにファイバの全部を巻付け
ることを必要とする。光ファイバを支持チューブに通す
作業は複数回繰返し得る。ｎ個の巻きの層は次の巻き層
のファイバを受容し得るｎ−１個のファイバ間スペース
を規定し、即ち異なる層の巻き同士は互いに違いに位置
する。個々の巻きが前の層の巻き間スペースによって横
方向に保持され、その結果巻きの位置がはるかに安定
し、熱ヒステリシス効果は減少する。
第１図に、完全な巻き層を形成する作業の全体を概略的
に示す。
に示す。
この作業ではまず光ファイバＦＯの全部を、直径が小さ
く、かつ前記ファイバ全部を保有するのに十分な長さを
有する中間スプール２に緩く巻付ける。スプール２に巻
かれたファイバは支持チューブ１に、該ファイバの直径
より大きいピッチで巻き直される。１重目の巻き層の形
成が終了するとスプール２は支持チューブ１内部に通さ
れ、それによって前記支持チューブ１内部にフアイバが
螺旋状に配置される。続いて２重目の巻き層が、１重目
の層の巻き間スペース内にファイバを巻くことによって
形成され得る。このような手続が各巻き層毎に繰返され
る。
く、かつ前記ファイバ全部を保有するのに十分な長さを
有する中間スプール２に緩く巻付ける。スプール２に巻
かれたファイバは支持チューブ１に、該ファイバの直径
より大きいピッチで巻き直される。１重目の巻き層の形
成が終了するとスプール２は支持チューブ１内部に通さ
れ、それによって前記支持チューブ１内部にフアイバが
螺旋状に配置される。続いて２重目の巻き層が、１重目
の層の巻き間スペース内にファイバを巻くことによって
形成され得る。このような手続が各巻き層毎に繰返され
る。
第１図において、１重目の層の巻きを記号ＳＰ１１〜Ｓ
Ｐ１ｎで示す。同様に、２重目の層の巻きをＳＰ２１で
示す。シリンダ形支持体１は、光ファイバＦＯを巻付け
られたスプール２の外径20より大きい直径の中央孔10を
有する。
Ｐ１ｎで示す。同様に、２重目の層の巻きをＳＰ２１で
示す。シリンダ形支持体１は、光ファイバＦＯを巻付け
られたスプール２の外径20より大きい直径の中央孔10を
有する。
巻き層を重ねて形成された光ファイバＦＯのコイルＢの
軸を△で示す。
軸を△で示す。
第１図でスプール２の辿る経路を、記号Ｔで示す。
巻付けは、第１図の支持体１の左方部分から開始し、ｎ
回巻いた後前記支持体１の他端即ち図中右方部分で終了
するものとする。このためスプール２は軸△に平行に左
から右へ移動し、一方支持体１は軸△周囲に回転する。
回巻いた後前記支持体１の他端即ち図中右方部分で終了
するものとする。このためスプール２は軸△に平行に左
から右へ移動し、一方支持体１は軸△周囲に回転する。
左から右へ移動し終えたスプール２は支持体１の中央孔
10内に導入され、左方から出てくる。スプール２が中央
孔10を通り抜ける間に光ファイバＦＯは螺旋状に巻かれ
て、中央孔10の壁面に沿った内部巻きＳＰＩｉを構成す
る。巻き層１個につき１個の内部巻きが形成される。
10内に導入され、左方から出てくる。スプール２が中央
孔10を通り抜ける間に光ファイバＦＯは螺旋状に巻かれ
て、中央孔10の壁面に沿った内部巻きＳＰＩｉを構成す
る。巻き層１個につき１個の内部巻きが形成される。
巻付け作業が継続され、１重目の巻き層の巻き間スペー
ス内に２重目の巻き層の巻きが収納される。第１図に
は、２重目の巻き層の最初の巻きＳＰ２１のみを示し
た。
ス内に２重目の巻き層の巻きが収納される。第１図に
は、２重目の巻き層の最初の巻きＳＰ２１のみを示し
た。
所要個数の巻き層を形成するべく、作業サイクルは繰返
し再開される。
し再開される。
第２図〜第５図に、連続する２個の巻き層、この例では
１重目及び２重目の巻き層を形成する作業の４工程を詳
細に示す。
１重目及び２重目の巻き層を形成する作業の４工程を詳
細に示す。
第２図に、巻きＳＰ１１〜ＳＰ１ｎから成る完全な巻き
層が形成された後のコイルの状態を示す。
層が形成された後のコイルの状態を示す。
次にスプール２が支持体１内部に挿入され、左方から出
てくる（第３図）。
てくる（第３図）。
そこで、第４図に示した（巻きＳＰ２１〜ＳＰ２３｝よ
うに、２重目の巻き層を形成する作業が始まる。
うに、２重目の巻き層を形成する作業が始まる。
最後に、第５図に示したように２重目の巻き層が完全に
形成された（巻きＳＰ２１〜ＳＰ２ｎ−１）後、スプー
ル２（第５図には図示せず）は再び支持体１内部に通さ
れる。
形成された（巻きＳＰ２１〜ＳＰ２ｎ−１）後、スプー
ル２（第５図には図示せず）は再び支持体１内部に通さ
れる。
当然ながら、コイルＢはその形成の最終工程において３
個以上の巻き層を有するものとする。そうでない場合
は、巻き層形成作業は第５図に示した工程で終了され
る。
個以上の巻き層を有するものとする。そうでない場合
は、巻き層形成作業は第５図に示した工程で終了され
る。
巻付けピッチについては制約が存在する。
実際、巻付けピッチは当然ファイバの直径より大きくな
ければならないが、３重目の巻き層が１重目の巻き層に
触れないようにする場合にはファイバ直径の√３倍より
小さくなければならない。
ければならないが、３重目の巻き層が１重目の巻き層に
触れないようにする場合にはファイバ直径の√３倍より
小さくなければならない。
第６図及び第７図に、二つの可能な状態を示す。
第６図はコイルＢの細部の縦断面図である。
１重目の巻き層は巻きＳＰ１ｍ，ＳＰ１ｍ＋１，ＳＰ
１ｍ＋２を含み、ここでｍは１からｎまでの任意の数で
ある。２重目の巻き層は特に１重目の層の巻き間スペー
スによって構成された溝の中に巻かれた２個の巻きＳＰ
２ｍ，ＳＰ２ｍ＋１を含む。同様に、３重目の巻き層の
巻きＳＰ３ｍは巻きＳＰ２ｍとＳＰ２ｍ＋１との間のス
ペースによって構成された溝の中に配置される。
１ｍ＋２を含み、ここでｍは１からｎまでの任意の数で
ある。２重目の巻き層は特に１重目の層の巻き間スペー
スによって構成された溝の中に巻かれた２個の巻きＳＰ
２ｍ，ＳＰ２ｍ＋１を含む。同様に、３重目の巻き層の
巻きＳＰ３ｍは巻きＳＰ２ｍとＳＰ２ｍ＋１との間のス
ペースによって構成された溝の中に配置される。
ここに図示した例では、連続する２個の巻きの横断面の
中心Ｏ及びＯ′間の距離ｅで表わされ得る巻付けピッチ
が先に述べた２条件を同時に満足する、即ち ｅ＞ｄ (3) 及び （ｄは光ファイバＦＯの、保護外皮を含めた外径）であ
るものとした。
中心Ｏ及びＯ′間の距離ｅで表わされ得る巻付けピッチ
が先に述べた２条件を同時に満足する、即ち ｅ＞ｄ (3) 及び （ｄは光ファイバＦＯの、保護外皮を含めた外径）であ
るものとした。
第７図は、距離ｅが より大きい場合を示す。
３重目の巻き層の巻きＳＰ３ｍが１重目の層の巻きＳＰ
１ｍ＋１に触れているのが知見され得る。従って巻きＳ
Ｐ３ｍの、２重目の層の巻きＳＰ２ｍ及びＳＰ２ｍ＋１
間のスペース内での位置は厳密には規定されない。
１ｍ＋１に触れているのが知見され得る。従って巻きＳ
Ｐ３ｍの、２重目の層の巻きＳＰ２ｍ及びＳＰ２ｍ＋１
間のスペース内での位置は厳密には規定されない。
第６図に示した重なりのみが本発明によって要求される
安定性を有し、即ち個々の巻きが下の層の２個の巻きに
よって、横方向に変位し得ないように保持されている。
安定性を有し、即ち個々の巻きが下の層の２個の巻きに
よって、横方向に変位し得ないように保持されている。
１重目の巻き層の巻きの位置を正確に規定するために、
支持チューブ１はねじ山状の螺旋溝を有し得る。先行技
術にもみられる上記の可能な一構成を、第８図に示す。
支持チューブ１はねじ山状の螺旋溝を有し得る。先行技
術にもみられる上記の可能な一構成を、第８図に示す。
第８図には、１重目の巻き層の３個の巻きＳＰ１ｍ〜Ｓ
Ｐ１ｍ＋２を示す。支持体１は、例えば通常Ｖ字形であ
る螺旋溝100,を具え、この溝100の中に光ファイバＦＯ
が、１重目の巻き層の巻きＳＰ１ｍ〜ＳＰ１ｍ＋２を構
成するべく配置される。
Ｐ１ｍ＋２を示す。支持体１は、例えば通常Ｖ字形であ
る螺旋溝100,を具え、この溝100の中に光ファイバＦＯ
が、１重目の巻き層の巻きＳＰ１ｍ〜ＳＰ１ｍ＋２を構
成するべく配置される。
別の例では、支持チューブの可能な機械加工欠陥がファ
イバの光学的挙動に影響する（マイクロベンド、偏光結
合等に起因する損失）のを回避するべく、独立の予備巻
き層を形成し得る。
イバの光学的挙動に影響する（マイクロベンド、偏光結
合等に起因する損失）のを回避するべく、独立の予備巻
き層を形成し得る。
その場合、第６図の１重目の層の巻きＳＰ１ｍ〜ＳＰ
１ｍ＋２が、コイルを構成するその他の巻き層を上に形
成される仮りの巻き層を構成する。
１ｍ＋２が、コイルを構成するその他の巻き層を上に形
成される仮りの巻き層を構成する。
支持チューブの材料については、特別の制約は無い。前
記材料は、機械加工の容易さと、熱的安定性と、非磁性
と軽さとの兼合いで選択される。自己支持型コイルを得
るべく溶融性ワックスを用いることも考慮され得る。
記材料は、機械加工の容易さと、熱的安定性と、非磁性
と軽さとの兼合いで選択される。自己支持型コイルを得
るべく溶融性ワックスを用いることも考慮され得る。
光ファイバは、例えば紫外線に晒されると硬化する接着
剤のような適当な物質中に埋込まれ得る。前記のような
物質の一例に、パナコル（ＰＡＮＡＣＯＬ）のコマーシ
ャル（Commerciale）6154として市販されている生成物
がある。硬化が起こるとマンドレルが除去され、自己支
持型コイルが得られる。
剤のような適当な物質中に埋込まれ得る。前記のような
物質の一例に、パナコル（ＰＡＮＡＣＯＬ）のコマーシ
ャル（Commerciale）6154として市販されている生成物
がある。硬化が起こるとマンドレルが除去され、自己支
持型コイルが得られる。
上述した本発明方法は、更に改良することができる。
コイルに付与される熱勾配の経時変化が光ファイバジャ
イロスコープにおいて寄生移相を惹起し得ることが確認
されてるい。ファイバをその中央で二分し、得られる２
部分を前記中央から巻いて交互に巻き層となし、こうし
てコイルの対称部分同士を近接させて配置することが、
“アプライドオプティックス（pAplied Optics）”，ｎ
゜19，654-655頁，1980年に公表されたシュープ（ＳＣ
ＨＵＰＥ）の論文“光ファイバ干渉計において熱的に誘
導される非相反性（Ｔhermally induced non-reciproci
ty in the fiber-opticinterferometer）”において示
唆されている。
イロスコープにおいて寄生移相を惹起し得ることが確認
されてるい。ファイバをその中央で二分し、得られる２
部分を前記中央から巻いて交互に巻き層となし、こうし
てコイルの対称部分同士を近接させて配置することが、
“アプライドオプティックス（pAplied Optics）”，ｎ
゜19，654-655頁，1980年に公表されたシュープ（ＳＣ
ＨＵＰＥ）の論文“光ファイバ干渉計において熱的に誘
導される非相反性（Ｔhermally induced non-reciproci
ty in the fiber-opticinterferometer）”において示
唆されている。
本発明の方法は、幾分改良を加えれば、上記方策とも両
立し得る。ファイバは２個の中間スプールに１／２ず
つ、初めは前記２個のスプールの間に位置する該ファイ
バの中央から解かれ得るように巻かれなければならな
い。一方の中間スプールからファイバを解き、支持チュ
ーブに巻付けることによって１重目の巻き層が形成さ
れ、その際他方の中間スプールは支持チューブに固定さ
れたままで、該チューブと共に回転する。１重目の巻き
層の形成が終了すると、２個のスプールは支持チューブ
に通され、その位置を交換される。続いて第二のスプー
ルから解かれるファイバを巻付けることによって２重目
の巻き層が形成され、このような手続が繰返される。コ
イルは、最後の完全な層の形成によって完成し得、その
際ファイバの中央は、巻き層の個数が偶数であれば１重
目の巻き層の始まりに位置し、層数が奇数であれば１重
目の巻き層の中央に位置する。２個の中間スプール各々
からのファイバによって巻き層を１／２ずつ形成するこ
とも有利であり得、この方法は、層の両端それぞれを速
やかに形成することが必要である場合にそれを可能にす
る。この場合ファイバの中央は、巻き層の個数が偶数で
あれば１重の巻き層の終わりに、奇数であれば中央に位
置する。
立し得る。ファイバは２個の中間スプールに１／２ず
つ、初めは前記２個のスプールの間に位置する該ファイ
バの中央から解かれ得るように巻かれなければならな
い。一方の中間スプールからファイバを解き、支持チュ
ーブに巻付けることによって１重目の巻き層が形成さ
れ、その際他方の中間スプールは支持チューブに固定さ
れたままで、該チューブと共に回転する。１重目の巻き
層の形成が終了すると、２個のスプールは支持チューブ
に通され、その位置を交換される。続いて第二のスプー
ルから解かれるファイバを巻付けることによって２重目
の巻き層が形成され、このような手続が繰返される。コ
イルは、最後の完全な層の形成によって完成し得、その
際ファイバの中央は、巻き層の個数が偶数であれば１重
目の巻き層の始まりに位置し、層数が奇数であれば１重
目の巻き層の中央に位置する。２個の中間スプール各々
からのファイバによって巻き層を１／２ずつ形成するこ
とも有利であり得、この方法は、層の両端それぞれを速
やかに形成することが必要である場合にそれを可能にす
る。この場合ファイバの中央は、巻き層の個数が偶数で
あれば１重の巻き層の終わりに、奇数であれば中央に位
置する。
第９図〜第12図に、本発明の巻き層形成方法の諸工程
を、上記方策の上述した諸変形例の一つによって示す。
を、上記方策の上述した諸変形例の一つによって示す。
光ファイバＦＯは、２個の中間スプール２及び３に分け
て巻付けられる。コイル形成後ジャイロスコープのリン
グを構成する光ファイバＦＯの中央Ｍｉは、第９図に示
した例では１重目の巻き層の始まり、即ち支持体１の最
左方に位置する巻きに配置される。第９図は、支持体１
左側に位置し、該支持体１と共に回転するスプール２
と、支持体１右側において１重目の巻き層の終わりに位
置するスプール３とを概略的に示す。スプール３は、１
重目の巻き層を形成するこの工程において左から右へ移
動した。
て巻付けられる。コイル形成後ジャイロスコープのリン
グを構成する光ファイバＦＯの中央Ｍｉは、第９図に示
した例では１重目の巻き層の始まり、即ち支持体１の最
左方に位置する巻きに配置される。第９図は、支持体１
左側に位置し、該支持体１と共に回転するスプール２
と、支持体１右側において１重目の巻き層の終わりに位
置するスプール３とを概略的に示す。スプール３は、１
重目の巻き層を形成するこの工程において左から右へ移
動した。
次に、第10図に示したように、スプール２及び３はその
位置を交換される。スプール２及び３は支持体１に通さ
れる。
位置を交換される。スプール２及び３は支持体１に通さ
れる。
続いて第11図に示したように２重目の巻き層が、１重目
の時と同一の巻き付け方向において形成され、その最ス
プール２は左方へ移動し、またスプール３は支持体１と
共に回転する。
の時と同一の巻き付け方向において形成され、その最ス
プール２は左方へ移動し、またスプール３は支持体１と
共に回転する。
第11図はこの工程の終了を示す。
次いで新たな巻き層が、右へ動くスプール３からのファ
イバによって形成される。
イバによって形成される。
第12図はこの工程の終了を示す。この終了の時点におい
て２個のスプールは、支持体１に通すことにより再び位
置を交換される。
て２個のスプールは、支持体１に通すことにより再び位
置を交換される。
先に述べた例同様、作業は所要個数の巻き層が得られる
まで繰返される。
まで繰返される。
スプールが支持体１に通される度、光ファイバは支持体
１の内面に沿って螺旋状に巻かれ、１個の内部巻きを構
成する。
１の内面に沿って螺旋状に巻かれ、１個の内部巻きを構
成する。
第１図は本発明による巻き層形成方法の全体を示す説明
図、第２図〜第５図は連続する２個の巻き層を形成する
諸工程を示す説明図、第６図〜第８図は本発明方法によ
って形成された光ファイバコイルの細部を示す説明図、
第９図〜第12図は本発明方法の一変形例を示す説明図で
ある。 １……支持チューブ、２，３……中間スプール、 10……中央孔、20……外径。
図、第２図〜第５図は連続する２個の巻き層を形成する
諸工程を示す説明図、第６図〜第８図は本発明方法によ
って形成された光ファイバコイルの細部を示す説明図、
第９図〜第12図は本発明方法の一変形例を示す説明図で
ある。 １……支持チューブ、２，３……中間スプール、 10……中央孔、20……外径。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フイリツプ・グランドルジエ フランス国、78470・マニー・レ・アモー、 スカール・デ・ジユネ・ヴレスリー、２ (72)発明者 エルヴエ・ルフエーヴル フランス国、75012・パリ、リユ・ロツタ ンブール、30 (56)参考文献 特開 昭60−242315（ＪＰ，Ａ) 米国特許4699451（ＵＳ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】光ファイバの多重巻きコイルから成るリン
グを含むサニャック干渉計型ジャイロスコープのコイル
形成方法であって、少なくとも −前記コイルの形成に必要な長さの光ファイバを少なく
とも１個の中間スプールに巻く予備工程、 −前記中間スプールから解いた光ファイバを横断面が円
形である中央孔を有するシリンダ形支持体上に、一定ピ
ッチの螺旋状コイルを形成するべく巻いて１重目の巻き
層を形成する第一の工程、 −中間スプールを前記シリンダ形支持体の中央孔内に導
入し、中央孔内面に沿って前記１重目の層の巻きと同一
方向に巻いた１つの巻きを螺旋状に形成した後該中間ス
プールを支持体中央孔から、導入端部とは反対の側の端
部を経て除去する第二の工程、及び −光ファイバを下の層の巻きと同一方向に巻くことによ
って次の巻き層を形成し、その際下の層の巻き同士の間
のスペースを光ファイバの案内及び位置決定用溝として
用いる第三の工程 を含む形成方法。 - 【請求項２】３以上の所与個数の巻き層を有するコイル
を形成すべく第二及び第三の工程を繰返す工程を更に含
む特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項３】前記ピッチを光ファイバの外径より大き
く、かつ前記外径の より小さい値に選択することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 - 【請求項４】前記支持体の外面に前記一定ピッチの螺旋
状のＶ字形溝を設け、この溝の中に光ファイバを、１重
目の巻き層を形成すべく巻くことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項５】第一の工程で形成する１重目の巻き層を独
立の予備層とし、この予備層上にコイルを構成する複数
個の巻き層を形成し、その際予備層の巻き同士の間のス
ペースによって前記一定ピッチを規定することを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項６】自己支持型の多重巻きコイルを形成すべく
前記支持体を溶融材料製とすることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項７】前記コイルの形成に必要な長さの光ファイ
バを二等分して、得られる二つの部分を第一及び第二の
中間スプールに巻くことを予備工程として実施し、前記
第一及び第二の中間スプールから交互に光ファイバを解
くことによって、並びにコイルを構成する前記光ファイ
バの中央が１重目の巻き層に位置するようにして該層を
形成した後は２個の巻き層を形成する度に第一及び第二
の中間スプールを前記中央孔に通してその位置を交換す
ることによってコイルの複数個の巻き層を連続的に形成
することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
法。 - 【請求項８】コイルの巻き層の個数が偶数であり、コイ
ルを構成する光ファイバの中央は１重目の巻き層の始ま
りに位置することを特徴とする特許請求の範囲第７項に
記載の方法。 - 【請求項９】コイルの巻き層の個数が奇数であり、コイ
ルを構成する光ファイバの中央は１重目の巻き層の中央
に位置することを特徴とする特許請求の範囲第７項に記
載の方法。 - 【請求項１０】サニャック干渉計型ジャイロスコープ用
の光ファイバコイルであって、横断面が円形である中央
孔を有するシリンダ形支持体と、光ファイバの多重巻き
コイルからなるリングを形成するように前記支持体に一
定ピッチで螺旋状に巻き付けられた光ファイバとを有し
ており、 光ファイバを下の層の巻きと同一方向に巻き且つ下の層
の巻き同士の間のスペースを光ファイバの案内及び位置
決定用溝として用いることにより次の巻き層が形成され
ており、下の巻き層の終端と上の巻き層の始端との間の
部分が前記支持体の中央口の内面に沿った１つの螺旋状
の巻きを形成している光ファイバコイル。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8509499 | 1985-06-21 | ||
| FR8509499A FR2583872B1 (fr) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | Procede de bobinage d'un gyroscope a fibre optique et bobine de fibre optique ainsi obtenue. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61296211A JPS61296211A (ja) | 1986-12-27 |
| JPH0612261B2 true JPH0612261B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=9320543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61144708A Expired - Fee Related JPH0612261B2 (ja) | 1985-06-21 | 1986-06-20 | 光フアイバジヤイロスコ−プのコイル形成方法及び該方法によつて形成される光フアイバコイル |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4743115A (ja) |
| EP (1) | EP0207844B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0612261B2 (ja) |
| CA (1) | CA1289538C (ja) |
| DE (1) | DE3679603D1 (ja) |
| FR (1) | FR2583872B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4793708A (en) * | 1987-03-27 | 1988-12-27 | Litton Systems Canada Limited | Fiber optic sensing coil |
| US4961545A (en) * | 1987-07-02 | 1990-10-09 | Hughes Aircraft Company | Deep nested filament winding |
| IL86754A (en) * | 1987-07-02 | 1991-11-21 | Hughes Aircraft Co | Method of forming deep nested filament winding |
| US4925125A (en) * | 1987-07-02 | 1990-05-15 | Hughes Aircraft Company | Deep nested filament winding |
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| US5044573A (en) * | 1989-06-23 | 1991-09-03 | Hughes Aircraft Company | Rotating drum filament dispenser |
| EP0488255B1 (en) * | 1990-11-28 | 1996-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fiber-optic coil and method of manufacturing same |
| US5246179A (en) * | 1991-08-23 | 1993-09-21 | Eastman Kodak Company | Optical fiber take-up assembly |
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| CN101561278B (zh) * | 2009-04-23 | 2011-07-20 | 浙江大学 | 光纤涂覆层的连续去除与裸纤绕制装置 |
| DE102011013309A1 (de) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | Atlas Elektronik Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Glasfaserspule mit einem selbsttragenden Wickel einer Glasfaserleitung und Glasfaserspule |
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| US3102953A (en) * | 1958-07-09 | 1963-09-03 | Maxson Electronics Corp | Electromagnetic wave gyroscopes or angular velocity measuring systems |
| FR2409518A1 (fr) * | 1977-11-22 | 1979-06-15 | Thomson Csf | Gyrometre interferometrique a laser |
| DE3332718C2 (de) * | 1983-09-10 | 1994-12-22 | Sel Alcatel Ag | Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit |
| JPS60242315A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-12-02 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 光フアイバジヤイロ用ドラム |
-
1985
- 1985-06-21 FR FR8509499A patent/FR2583872B1/fr not_active Expired
-
1986
- 1986-06-17 EP EP86401316A patent/EP0207844B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-17 DE DE8686401316T patent/DE3679603D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-20 CA CA000512113A patent/CA1289538C/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-20 JP JP61144708A patent/JPH0612261B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-20 US US06/876,400 patent/US4743115A/en not_active Expired - Lifetime
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| FR2583872A1 (fr) | 1986-12-26 |
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| EP0207844A1 (fr) | 1987-01-07 |
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