JPH06129862A - 光ファイバジャイロ - Google Patents
光ファイバジャイロInfo
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- JPH06129862A JPH06129862A JP28322492A JP28322492A JPH06129862A JP H06129862 A JPH06129862 A JP H06129862A JP 28322492 A JP28322492 A JP 28322492A JP 28322492 A JP28322492 A JP 28322492A JP H06129862 A JPH06129862 A JP H06129862A
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い精度にて位相差Δθを求め、正確な角速
度Ωを求めることができる光ファイバジャイロを提供す
ることを目的とする。 【構成】 光のサグナック効果によって発生する位相差
Δθより角速度Ωを求めるように構成された光ファイバ
ジャイロにおいて、光ファイバループを互いに反対方向
に伝播する第１の伝播光は第１の位相差φ(t) にて位相
変調され第２の伝播光は第２の位相差φ(t−τ) にて位
相変調され、位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号波形
は１周期に少なくとも３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3
を有し、それに対応して少なくとも３つの異なる光の強
さのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られ、それ
によってｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値を求め、更に位
相差Δθ及び角速度Ωを求めるように構成されている。
度Ωを求めることができる光ファイバジャイロを提供す
ることを目的とする。 【構成】 光のサグナック効果によって発生する位相差
Δθより角速度Ωを求めるように構成された光ファイバ
ジャイロにおいて、光ファイバループを互いに反対方向
に伝播する第１の伝播光は第１の位相差φ(t) にて位相
変調され第２の伝播光は第２の位相差φ(t−τ) にて位
相変調され、位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号波形
は１周期に少なくとも３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3
を有し、それに対応して少なくとも３つの異なる光の強
さのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られ、それ
によってｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値を求め、更に位
相差Δθ及び角速度Ωを求めるように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば航空機、船舶、
自動車等の角速度計として使用して好適な光ファイバジ
ャイロに関し、特に、ディジタルデモジュレーション方
式の光ファイバジャイロに関する。
自動車等の角速度計として使用して好適な光ファイバジ
ャイロに関し、特に、ディジタルデモジュレーション方
式の光ファイバジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバジャイロは光のサグナック効
果（サニャック効果ともいう。）を利用して角速度を計
測するように構成されており、高い信頼性を有し装置を
小型化することができる利点がある。光ファイバジャイ
ロのうち、干渉型光ファイバジャイロと称する形式のも
のがあり、これは複数回巻回された光ファイバループよ
りなる１本の長い光路を互いに反対方向に光を伝播させ
斯かる２つの伝播光の位相差より角速度を求めるように
構成されている。
果（サニャック効果ともいう。）を利用して角速度を計
測するように構成されており、高い信頼性を有し装置を
小型化することができる利点がある。光ファイバジャイ
ロのうち、干渉型光ファイバジャイロと称する形式のも
のがあり、これは複数回巻回された光ファイバループよ
りなる１本の長い光路を互いに反対方向に光を伝播させ
斯かる２つの伝播光の位相差より角速度を求めるように
構成されている。
【０００３】図６は光ファイバジャイロの従来例を示
す。尚、図６で参照符号１００が付された点線部分は後
に説明するディジタルデモジュレーション方式の構成例
である。光ファイバジャイロは、半導体レーザ、発光ダ
イオード等の光源１と入射光を電流に変換する受光器２
と１本の光ファイバを複数回巻回して形成された光ファ
イバループ３と偏光子４と光ファイバを伝播する光を合
成し又は分岐するカプラ５、６とを有する。
す。尚、図６で参照符号１００が付された点線部分は後
に説明するディジタルデモジュレーション方式の構成例
である。光ファイバジャイロは、半導体レーザ、発光ダ
イオード等の光源１と入射光を電流に変換する受光器２
と１本の光ファイバを複数回巻回して形成された光ファ
イバループ３と偏光子４と光ファイバを伝播する光を合
成し又は分岐するカプラ５、６とを有する。
【０００４】光源１より出力された光線は第１のカプラ
５及び偏光子４を経由して第２のカプラ６に導かれる。
第２のカプラ６で光線は分岐され、斯くして分岐された
２つの光線は光ファイバループ３を互いに反対方向に伝
播する。即ち、一方は光ファイバループ３を右周りに伝
播し、他方は左周りに伝播する。
５及び偏光子４を経由して第２のカプラ６に導かれる。
第２のカプラ６で光線は分岐され、斯くして分岐された
２つの光線は光ファイバループ３を互いに反対方向に伝
播する。即ち、一方は光ファイバループ３を右周りに伝
播し、他方は左周りに伝播する。
【０００５】光ファイバループ３に外力として角速度Ω
が加わると、サグナック効果（サニャック効果）によっ
て、光ファイバループ３内を互いに反対方向に伝播する
光の間に位相差Δθが生じる。斯かる位相差Δθは角速
度Ωに比例し、次の式で表される。
が加わると、サグナック効果（サニャック効果）によっ
て、光ファイバループ３内を互いに反対方向に伝播する
光の間に位相差Δθが生じる。斯かる位相差Δθは角速
度Ωに比例し、次の式で表される。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここに、Ｄは光ファイバループ３のループ
径、Ｌは光ファイバループ３の長さ、λは光源１から出
力される光の波長、Ｃは光速を表す。
径、Ｌは光ファイバループ３の長さ、λは光源１から出
力される光の波長、Ｃは光速を表す。
【０００８】位相差Δθを求める方法として、従来、位
相変調方式及び斯かる位相変調方式を改良したセロダイ
ン方式が知られており、斯かる方法の詳細については例
えば本願出願人と同一の出願人による特願平4-26756 を
参照されたい。
相変調方式及び斯かる位相変調方式を改良したセロダイ
ン方式が知られており、斯かる方法の詳細については例
えば本願出願人と同一の出願人による特願平4-26756 を
参照されたい。
【０００９】位相変調方式によると、光ファイバループ
３の一端に位相変調器８が設けられ、斯かる位相変調器
８によって光ファイバループ３を右周りに伝播する光と
左周りに伝播する光はそれぞれ位相変調される。
３の一端に位相変調器８が設けられ、斯かる位相変調器
８によって光ファイバループ３を右周りに伝播する光と
左周りに伝播する光はそれぞれ位相変調される。
【００１０】位相変調器８によって位相変調された２つ
の光は合成されて受光器２によって受光され、電流信号
に変換されて出力される。受光器２より出力された電流
信号は電流電圧変換器７によって電圧信号に変換され、
それより位相差Δθが求められる。
の光は合成されて受光器２によって受光され、電流信号
に変換されて出力される。受光器２より出力された電流
信号は電流電圧変換器７によって電圧信号に変換され、
それより位相差Δθが求められる。
【００１１】位相変調器８によって位相変調された右周
りに伝播する光と左周りに伝播する光は、電磁波として
それぞれ次の数２の式のＥcw、Ｅccw として表される。
りに伝播する光と左周りに伝播する光は、電磁波として
それぞれ次の数２の式のＥcw、Ｅccw として表される。
【００１２】
【数２】
【００１３】ここに、ωは光の角周波数、φ(t) は右周
りに伝播する光Ｅcwが位相変調器８によって変調された
位相変化分、φ(t−τ) は左周りに伝播する光Ｅccw が
位相変調器８によって変調された位相変化分、τは光が
光ファイバループ３を伝播する時間、またＥは光源１の
光の強さに関係する定数である。
りに伝播する光Ｅcwが位相変調器８によって変調された
位相変化分、φ(t−τ) は左周りに伝播する光Ｅccw が
位相変調器８によって変調された位相変化分、τは光が
光ファイバループ３を伝播する時間、またＥは光源１の
光の強さに関係する定数である。
【００１４】右周りの光Ｅcwと左周りの光Ｅccw の位相
をそれぞれψcw、ψccw とすると、数２の式は、
をそれぞれψcw、ψccw とすると、数２の式は、
【００１５】
【数３】
【００１６】ここに、ψcw、ψccw は、
【００１７】
【数４】
【００１８】受光器２は位相変調された右周りの光Ｅcw
と左周りの光Ｅccw の両者が合成された光を受光するか
ら、受光器２が受光する光の強さＩP は、
と左周りの光Ｅccw の両者が合成された光を受光するか
ら、受光器２が受光する光の強さＩP は、
【００１９】
【数５】
【００２０】この数５の式に数４の式のψcw、ψccw を
代入すると、次の数６の式が得られる。
代入すると、次の数６の式が得られる。
【００２１】
【数６】
【００２２】この式の右辺のｃｏｓの中のφ(t) −φ(t
−τ) は位相変調器８によって生成された位相差であ
り、これをφとおくと数６の式は、
−τ) は位相変調器８によって生成された位相差であ
り、これをφとおくと数６の式は、
【００２３】
【数７】
【００２４】となる。但し、
【００２５】
【数８】
【００２６】である。数７の式で更に、Δθ−φ＝ｘと
置くと、光の強さＩP は変数ｘの関数となり、次の数９
の式が得られる。
置くと、光の強さＩP は変数ｘの関数となり、次の数９
の式が得られる。
【００２７】
【数９】
【００２８】上述の如く、記号Δθ、φ(t) 、φ(t−
τ) 、φ、ｘはいずれも位相差を表すが、記号Δθは角
速度によって発生する位相差、記号φ(t) 及びφ(t−
τ) は位相変調器８によって生成された位相変化分、記
号φは位相変調器８によって生成される位相差、記号ｘ
は角速度による位相差と位相変調器８による位相差の両
者が合成されて生成された位相差である。
τ) 、φ、ｘはいずれも位相差を表すが、記号Δθは角
速度によって発生する位相差、記号φ(t) 及びφ(t−
τ) は位相変調器８によって生成された位相変化分、記
号φは位相変調器８によって生成される位相差、記号ｘ
は角速度による位相差と位相変調器８による位相差の両
者が合成されて生成された位相差である。
【００２９】数７の式において、光の強さＩP は受光器
２の出力として得られ、位相差φは位相変調器８によっ
て適当な値に定められるから、位相差Δθを求めること
ができ、更に数１の式によって角速度Ωが求められる。
２の出力として得られ、位相差φは位相変調器８によっ
て適当な値に定められるから、位相差Δθを求めること
ができ、更に数１の式によって角速度Ωが求められる。
【００３０】フランスのＨ．Ｃ．ルフェーブル等によっ
て提案されたディジタルデモジュレーション方式は、
(1) バイアス特性が良い、(2) ディジタル式の処理系や
制御系との相性が良い等、の特徴を有するためディジタ
ル式の光ファイバジャイロに好適である。
て提案されたディジタルデモジュレーション方式は、
(1) バイアス特性が良い、(2) ディジタル式の処理系や
制御系との相性が良い等、の特徴を有するためディジタ
ル式の光ファイバジャイロに好適である。
【００３１】図６の点線１００はディジタルデモジュレ
ーション方式の構成例を示し、図７にその詳細を示す。
位相変調器８には接続端子１０Ａを経由して位相変調信
号発生部１０が接続されており、斯かる位相変調信号発
生部１０はタイミング信号発生器９からの基準信号によ
って生成された矩形波信号を供給する。位相変調器８に
おいて、光ファイバループ３を右周りに伝播する光と左
周りに伝播する光は矩形波信号によってそれぞれ位相変
調される。即ち、数２の式の位相変化分φ(t)、φ(t−
τ) は矩形波信号となる。
ーション方式の構成例を示し、図７にその詳細を示す。
位相変調器８には接続端子１０Ａを経由して位相変調信
号発生部１０が接続されており、斯かる位相変調信号発
生部１０はタイミング信号発生器９からの基準信号によ
って生成された矩形波信号を供給する。位相変調器８に
おいて、光ファイバループ３を右周りに伝播する光と左
周りに伝播する光は矩形波信号によってそれぞれ位相変
調される。即ち、数２の式の位相変化分φ(t)、φ(t−
τ) は矩形波信号となる。
【００３２】ディジタルデモジュレーション方式では、
位相変調器８によって右周りの光Ｅcwと左周りの光Ｅcc
w はその位相差φがφ＝＋π／２とφ＝−π／２に交互
に変化するように位相変調される。
位相変調器８によって右周りの光Ｅcwと左周りの光Ｅcc
w はその位相差φがφ＝＋π／２とφ＝−π／２に交互
に変化するように位相変調される。
【００３３】このときの光の強さＩP は、数７の式にΔ
θ−（±π／２）を代入して、
θ−（±π／２）を代入して、
【００３４】
【数１０】
【００３５】これより、位相差がφ＝＋π／２のときと
φ＝−π／２のときの光の強さＩPの差を求めると、
φ＝−π／２のときの光の強さＩPの差を求めると、
【００３６】
【数１１】
【００３７】この式の右辺は位相変調器８によって生成
された位相差φを含まないから、これより角速度による
位相差Δθを求めることができる。
された位相差φを含まないから、これより角速度による
位相差Δθを求めることができる。
【００３８】こうして、ディジタルデモジュレーション
方式によると、位相変調器８によって右周りの光Ｅcwは
位相差変化分φ(t) だけ位相変調され、左周りの光Ｅcc
w は位相差変化分φ(t−τ) だけ位相変調され、２つの
位相差変化分の差φ（＝φ(t) −φ(t−τ) ）が＋π／
２及び−π／２になるように構成されている。次に、位
相差がφ＝＋π／２のときの光の強さＩP とφ＝−π／
２のときの光の強さＩ P の差を求め、これよりΔθの値
を求めることができる。
方式によると、位相変調器８によって右周りの光Ｅcwは
位相差変化分φ(t) だけ位相変調され、左周りの光Ｅcc
w は位相差変化分φ(t−τ) だけ位相変調され、２つの
位相差変化分の差φ（＝φ(t) −φ(t−τ) ）が＋π／
２及び−π／２になるように構成されている。次に、位
相差がφ＝＋π／２のときの光の強さＩP とφ＝−π／
２のときの光の強さＩ P の差を求め、これよりΔθの値
を求めることができる。
【００３９】図８〜図９を参照してディジタルデモジュ
レーション方式を具体的に説明する。ディジタルデモジ
ュレーション方式によると、位相変調器８によって右周
りの光Ｅcwはその位相差φcw＝φ(t) が例えば図８Ａに
示す矩形波となるように位相変調され、左周りの光Ｅcc
w はその位相差φccw ＝φ(t−τ) が例えば図８Ｂに示
す矩形波となるように位相変調される。斯かる矩形波の
周期は一般に２τである。
レーション方式を具体的に説明する。ディジタルデモジ
ュレーション方式によると、位相変調器８によって右周
りの光Ｅcwはその位相差φcw＝φ(t) が例えば図８Ａに
示す矩形波となるように位相変調され、左周りの光Ｅcc
w はその位相差φccw ＝φ(t−τ) が例えば図８Ｂに示
す矩形波となるように位相変調される。斯かる矩形波の
周期は一般に２τである。
【００４０】即ち、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t) は周
期２τ且つ振幅π／４の周期的な矩形波であり、従って
時間τ毎に交互に＋π／４と−π／４に変化する。左周
りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) は右周りの光Ｅcwの位
相差の波形と同一の矩形波を有するが、右周りの光Ｅcw
の位相差に対して時間τだけ遅れている。
期２τ且つ振幅π／４の周期的な矩形波であり、従って
時間τ毎に交互に＋π／４と−π／４に変化する。左周
りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) は右周りの光Ｅcwの位
相差の波形と同一の矩形波を有するが、右周りの光Ｅcw
の位相差に対して時間τだけ遅れている。
【００４１】従って、左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−
τ) も周期２τ且つ振幅π／４の周期的な矩形波である
が、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t) の変化に時間τだけ
遅れて時間τ毎に交互に＋π／４と−π／４に変化す
る。
τ) も周期２τ且つ振幅π／４の周期的な矩形波である
が、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t) の変化に時間τだけ
遅れて時間τ毎に交互に＋π／４と−π／４に変化す
る。
【００４２】こうして、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t)
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図８Ｃに
示すように時間τ毎に交互に＋π／２と−π／２に変化
する矩形波となる。
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図８Ｃに
示すように時間τ毎に交互に＋π／２と−π／２に変化
する矩形波となる。
【００４３】図８Ｄは数７の式又は数９の式の変数ｘ＝
Δθ−φの波形を表す。光ファイバジャイロに角速度Ω
が働かないときは、Δθ＝０だから図８Ｄの変数ｘの波
形は図８Ｃのφの波形に一致する（但し符号は反対）。
Δθ−φの波形を表す。光ファイバジャイロに角速度Ω
が働かないときは、Δθ＝０だから図８Ｄの変数ｘの波
形は図８Ｃのφの波形に一致する（但し符号は反対）。
【００４４】次に、図９を参照して、数７の式又は数９
の式を使用して、位相差φがφ＝±π／２のときの光の
強さＩP ｛Δθ−（±π／２）｝を求める方法を示す。
の式を使用して、位相差φがφ＝±π／２のときの光の
強さＩP ｛Δθ−（±π／２）｝を求める方法を示す。
【００４５】図９Ａは数７の式又は数９の式のグラフで
あり、位相差ｘと光の強さＩP の関係を表すのによく用
いられる。斯かるグラフにて、横軸はｘ（＝Δθ−
φ）、縦軸は光の強さＩP （ｘ）即ちＩP （Δθ−φ）
である。図９Ａの下側に示された図９Ｂ及び図９Ｃは横
軸（図９Ａの縦軸方向）が時間、縦軸（図９Ａの横軸方
向）がｘ（＝Δθ−φ）である。図９Ａの右側に示され
た図９Ｄ及び図９Ｅは横軸（図９Ａの横軸方向）が時
間、縦軸（図９Ａの縦軸方向）が光の強さＩP である。
あり、位相差ｘと光の強さＩP の関係を表すのによく用
いられる。斯かるグラフにて、横軸はｘ（＝Δθ−
φ）、縦軸は光の強さＩP （ｘ）即ちＩP （Δθ−φ）
である。図９Ａの下側に示された図９Ｂ及び図９Ｃは横
軸（図９Ａの縦軸方向）が時間、縦軸（図９Ａの横軸方
向）がｘ（＝Δθ−φ）である。図９Ａの右側に示され
た図９Ｄ及び図９Ｅは横軸（図９Ａの横軸方向）が時
間、縦軸（図９Ａの縦軸方向）が光の強さＩP である。
【００４６】図９Ｂは図８ＤにおいてΔθ＝０の場合の
ｘ（＝Δθ−φ）の波形を示し、図９Ｄは斯かる場合の
光の強さＩP を表す。同様に、図９Ｃは図８Ｄにおいて
Δθ≠０の場合のｘ（＝Δθ−φ）の波形を示し、図９
Ｅは斯かる場合の光の強さＩ P を表す。
ｘ（＝Δθ−φ）の波形を示し、図９Ｄは斯かる場合の
光の強さＩP を表す。同様に、図９Ｃは図８Ｄにおいて
Δθ≠０の場合のｘ（＝Δθ−φ）の波形を示し、図９
Ｅは斯かる場合の光の強さＩ P を表す。
【００４７】図９Ｂのｘ（＝Δθ−φ）は時間τ毎に交
互に＋π／２と−π／２に変化する矩形波だから、光の
強さＩP の値はＩP （−π／２）とＩP （＋π／２）と
が交互に得られる。
互に＋π／２と−π／２に変化する矩形波だから、光の
強さＩP の値はＩP （−π／２）とＩP （＋π／２）と
が交互に得られる。
【００４８】図９Ｄにて光の強さＩP の信号波形が時間
τ毎にスポーク状の突起部を有するのは、図９Ｂの波形
にて示すｘの値が−π／２と＋π／２との間を変化する
ときに、図９Ａの正弦波の光の強さＩP が増加するから
である。
τ毎にスポーク状の突起部を有するのは、図９Ｂの波形
にて示すｘの値が−π／２と＋π／２との間を変化する
ときに、図９Ａの正弦波の光の強さＩP が増加するから
である。
【００４９】Δθ＝０の場合には、図９Ｂに示すように
ｘの値が＋π／２と−π／２とに交互に変化しても、光
の強さＩP は図９Ｄに示すように（スポーク状の突起部
を除いて）一定値となる。しかしながら、Δθ≠０の場
合には、図９Ｃに示すようにｘの値は時間τ毎に交互に
Δθ−π／２とΔθ＋π／２に変化し、このとき光の強
さＩP は図９Ｅに示すように（スポーク状の突起部を除
いて）時間τ毎に交互に変化する。
ｘの値が＋π／２と−π／２とに交互に変化しても、光
の強さＩP は図９Ｄに示すように（スポーク状の突起部
を除いて）一定値となる。しかしながら、Δθ≠０の場
合には、図９Ｃに示すようにｘの値は時間τ毎に交互に
Δθ−π／２とΔθ＋π／２に変化し、このとき光の強
さＩP は図９Ｅに示すように（スポーク状の突起部を除
いて）時間τ毎に交互に変化する。
【００５０】図９Ｅの矩形波がハイレベルにあるのはｘ
＝Δθ−π／２のときの光の強さＩ P （Δθ−π／２）
を表し、矩形波がロウレベルにあるのはｘ＝Δθ＋π／
２のときの光の強さＩP （Δθ＋π／２）を表す。従っ
て、図９Ｅの矩形波のハイレベルとロウレベルの差は、
ＩP （Δθ−π／２）−ＩP （Δθ＋π／２）に対応し
ている。
＝Δθ−π／２のときの光の強さＩ P （Δθ−π／２）
を表し、矩形波がロウレベルにあるのはｘ＝Δθ＋π／
２のときの光の強さＩP （Δθ＋π／２）を表す。従っ
て、図９Ｅの矩形波のハイレベルとロウレベルの差は、
ＩP （Δθ−π／２）−ＩP （Δθ＋π／２）に対応し
ている。
【００５１】即ち、図９Ｅの矩形波のハイレベルとロウ
レベルの差の大きさは数１１の式の右辺を表す。こうし
て、ディジタルデモジュレーション方式では、図９Ａの
光の強さＩP を示す正弦波より、図９Ｅの光の強さＩP
の矩形波が生成され、斯かる矩形波のハイレベルとロウ
レベルの差を求めて数１１の式によってΔθが求められ
る。
レベルの差の大きさは数１１の式の右辺を表す。こうし
て、ディジタルデモジュレーション方式では、図９Ａの
光の強さＩP を示す正弦波より、図９Ｅの光の強さＩP
の矩形波が生成され、斯かる矩形波のハイレベルとロウ
レベルの差を求めて数１１の式によってΔθが求められ
る。
【００５２】再び図７を参照して説明すると、Ａ／Ｄ変
換器１１によって光の強さＩP を示す（図９Ｄ及び図９
Ｅに示す）ディジタル信号が生成され、その値ＩP （Δ
θ−π／２）及びＩP （Δθ＋π／２）はゲート回路２
０を経由して２つのレジスタ２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ
供給される。ゲート回路２０はタイミング信号発生器９
からのタイミング信号に基づいて作動し、それによって
斯かる２つの値は２つのレジスタ２１Ａ、２１Ｂに交互
に記憶される。次に、減算部２３にて数１１の式の引き
算がなされ、続く演算部２５にて数１の式より角速度Ω
が計算される。こうして得られた角速度Ωは出力端子１
２Ａより外部に供給される。
換器１１によって光の強さＩP を示す（図９Ｄ及び図９
Ｅに示す）ディジタル信号が生成され、その値ＩP （Δ
θ−π／２）及びＩP （Δθ＋π／２）はゲート回路２
０を経由して２つのレジスタ２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ
供給される。ゲート回路２０はタイミング信号発生器９
からのタイミング信号に基づいて作動し、それによって
斯かる２つの値は２つのレジスタ２１Ａ、２１Ｂに交互
に記憶される。次に、減算部２３にて数１１の式の引き
算がなされ、続く演算部２５にて数１の式より角速度Ω
が計算される。こうして得られた角速度Ωは出力端子１
２Ａより外部に供給される。
【００５３】
【発明が解決しようとする課題】従来のディジタルデモ
ジュレーション方式を利用した光ファイバジャイロで
は、数１１の式を使用してΔθを求め、それによって数
１の式より角速度Ωを求めていた。
ジュレーション方式を利用した光ファイバジャイロで
は、数１１の式を使用してΔθを求め、それによって数
１の式より角速度Ωを求めていた。
【００５４】しかしながら、数１１の式の右辺はｓｉｎ
Δθを含んでおり、正弦曲線の山部と谷部の間の傾斜が
大きい範囲では高い精度でΔθを求めることができる
が、正弦曲線の山部と谷部では傾斜が小さいから高い精
度でΔθを求めることができない欠点があった。
Δθを含んでおり、正弦曲線の山部と谷部の間の傾斜が
大きい範囲では高い精度でΔθを求めることができる
が、正弦曲線の山部と谷部では傾斜が小さいから高い精
度でΔθを求めることができない欠点があった。
【００５５】また、数１１の式の右辺は４Ｅ2 を含んで
おり、斯かる４Ｅ2 はスケールファクタとしてその大き
さが時間とともに変化することがあり、それによってΔ
θの正確な値を求めることができない欠点があった。
おり、斯かる４Ｅ2 はスケールファクタとしてその大き
さが時間とともに変化することがあり、それによってΔ
θの正確な値を求めることができない欠点があった。
【００５６】本発明は斯かる点に鑑み、より高い精度に
て位相差Δθを求め、正確な角速度Ωを求めることがで
きる光ファイバジャイロを提供することを目的とする。
て位相差Δθを求め、正確な角速度Ωを求めることがで
きる光ファイバジャイロを提供することを目的とする。
【００５７】
【課題を解決するための手段】本発明によると、光源
と、光ファイバループと、上記光源からの光を第１の伝
播光と第２の伝播光とに分岐し両者を上記光ファイバル
ープにそれぞれ互いに反対方向に伝播させるカプラと、
上記第１の伝播光及び第２の伝播光を位相変調する位相
変調器と、上記第１の伝播光及び第２の伝播光を受光し
て電気信号に変換する受光器と、該受光器から供給され
た電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換器と、該
電流電圧変換器から供給されたアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、上記ディジタ
ル信号は上記光ファイバループがループの中心軸線周り
に角速度Ωにて回転しているとき上記第１の伝播光と第
２の伝播光との間に発生する位相差Δθを含み、該位相
差Δθより角速度Ωを求めるように構成された光ファイ
バジャイロにおいて、上記位相変調器によって上記第１
の伝播光は第１の位相差φ(t) にて位相変調され上記第
２の伝播光は光が上記光ファイバループを伝播する時間
をτとして第２の位相差φ(t−τ) にて位相変調され、
位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号は１周期に少なく
とも３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3 を有し、それに対
応して少なくとも３つの異なる上記ディジタル信号の値
ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られ、上記少なくとも３つの異な
る上記ディジタル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3よりｃｏｓ
Δθ及びｓｉｎΔθの値を求め、それによって上記位相
差Δθを求め、更に角速度Ωを求めるように構成されて
いる。
と、光ファイバループと、上記光源からの光を第１の伝
播光と第２の伝播光とに分岐し両者を上記光ファイバル
ープにそれぞれ互いに反対方向に伝播させるカプラと、
上記第１の伝播光及び第２の伝播光を位相変調する位相
変調器と、上記第１の伝播光及び第２の伝播光を受光し
て電気信号に変換する受光器と、該受光器から供給され
た電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換器と、該
電流電圧変換器から供給されたアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、上記ディジタ
ル信号は上記光ファイバループがループの中心軸線周り
に角速度Ωにて回転しているとき上記第１の伝播光と第
２の伝播光との間に発生する位相差Δθを含み、該位相
差Δθより角速度Ωを求めるように構成された光ファイ
バジャイロにおいて、上記位相変調器によって上記第１
の伝播光は第１の位相差φ(t) にて位相変調され上記第
２の伝播光は光が上記光ファイバループを伝播する時間
をτとして第２の位相差φ(t−τ) にて位相変調され、
位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号は１周期に少なく
とも３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3 を有し、それに対
応して少なくとも３つの異なる上記ディジタル信号の値
ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られ、上記少なくとも３つの異な
る上記ディジタル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3よりｃｏｓ
Δθ及びｓｉｎΔθの値を求め、それによって上記位相
差Δθを求め、更に角速度Ωを求めるように構成されて
いる。
【００５８】本発明の光ファイバジャイロは、上記少な
くとも３つの異なる上記ディジタル信号の値ＩP1、
ＩP2、ＩP3は次の３つの式によって表され、 ＩP1＝２Ｅ2 ＋２Ｅ2 ｓｉｎΔθ ＩP2＝２Ｅ2 ＋２Ｅ2 ｃｏｓΔθ ＩP3＝２Ｅ2 −２Ｅ2 ｓｉｎΔθ 上記ｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値は上記３つの式より
求め、それによって角速度Ωを求めるように構成されて
いる。
くとも３つの異なる上記ディジタル信号の値ＩP1、
ＩP2、ＩP3は次の３つの式によって表され、 ＩP1＝２Ｅ2 ＋２Ｅ2 ｓｉｎΔθ ＩP2＝２Ｅ2 ＋２Ｅ2 ｃｏｓΔθ ＩP3＝２Ｅ2 −２Ｅ2 ｓｉｎΔθ 上記ｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値は上記３つの式より
求め、それによって角速度Ωを求めるように構成されて
いる。
【００５９】本発明の光ファイバジャイロは、上記少な
くとも３つの異なる上記ディジタル信号の値ＩP1、
ＩP2、ＩP3は次の２つの式によって表され、 ＩP1−ＩP2＝２Ｅ2 ｃｏｓ（Δθ−φ1 ）−２Ｅ2 ｃｏ
ｓ（Δθ−φ2 ） ＩP2−ＩP3＝２Ｅ2 ｃｏｓ（Δθ−φ2 ）−２Ｅ2 ｃｏ
ｓ（Δθ−φ3 ） 上記ｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値は上記２つの式より
求め、それによって角速度Ωを求めるように構成されて
いる。
くとも３つの異なる上記ディジタル信号の値ＩP1、
ＩP2、ＩP3は次の２つの式によって表され、 ＩP1−ＩP2＝２Ｅ2 ｃｏｓ（Δθ−φ1 ）−２Ｅ2 ｃｏ
ｓ（Δθ−φ2 ） ＩP2−ＩP3＝２Ｅ2 ｃｏｓ（Δθ−φ2 ）−２Ｅ2 ｃｏ
ｓ（Δθ−φ3 ） 上記ｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値は上記２つの式より
求め、それによって角速度Ωを求めるように構成されて
いる。
【００６０】本発明の光ファイバジャイロは、上記第１
の位相差φ(t) は矩形波であり、ｎτ（ｎは３以上の整
数）の周期を有することを特徴とする。
の位相差φ(t) は矩形波であり、ｎτ（ｎは３以上の整
数）の周期を有することを特徴とする。
【００６１】本発明の光ファイバジャイロは、上記矩形
波の振幅はπ／４であることを特徴とする。
波の振幅はπ／４であることを特徴とする。
【００６２】本発明の光ファイバジャイロは、上記第１
の位相差φ(t) の信号波形は１周期内に３つの値＋π／
４、０、−π／４を含むことを特徴とする。
の位相差φ(t) の信号波形は１周期内に３つの値＋π／
４、０、−π／４を含むことを特徴とする。
【００６３】本発明の光ファイバジャイロは、上記位相
差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号波形は１周期に少なく
とも３つの異なる定数値φ1 、φ2 、φ3 を有し、上記
３つの異なる定数値φ1 、φ2 、φ3 はそれぞれ＋π／
２、０、−π／２である。
差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号波形は１周期に少なく
とも３つの異なる定数値φ1 、φ2 、φ3 を有し、上記
３つの異なる定数値φ1 、φ2 、φ3 はそれぞれ＋π／
２、０、−π／２である。
【００６４】本発明の光ファイバジャイロは、上記Ａ／
Ｄ変換器から供給されたディジタル信号より角速度Ωを
求めるための信号処理装置が備えられ、該信号処理装置
は上記少なくとも３つの異なる上記ディジタル信号の値
ＩP1、ＩP2、ＩP3を記憶する３つの記憶部と、上記上記
ディジタル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3よりｃｏｓΔθ及
びｓｉｎΔθの値を求める第１の演算部と、上記ｃｏｓ
Δθ及びｓｉｎΔθの値より位相差Δθを求めそれによ
って角速度Ωを求める第２の演算部とを有することを特
徴とする。
Ｄ変換器から供給されたディジタル信号より角速度Ωを
求めるための信号処理装置が備えられ、該信号処理装置
は上記少なくとも３つの異なる上記ディジタル信号の値
ＩP1、ＩP2、ＩP3を記憶する３つの記憶部と、上記上記
ディジタル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3よりｃｏｓΔθ及
びｓｉｎΔθの値を求める第１の演算部と、上記ｃｏｓ
Δθ及びｓｉｎΔθの値より位相差Δθを求めそれによ
って角速度Ωを求める第２の演算部とを有することを特
徴とする。
【００６５】
【作用】本発明によると、光ファイバループがループの
中心軸線周りに角速度Ωにて回転しているとき、光ファ
イバループを右周りに伝播する第１の伝播光と左周りを
伝播する第２の伝播光との間に発生する光のサグナック
効果による位相差Δθを求め、斯かる位相差Δθより角
速度Ωを求めるように構成された光ファイバジャイロお
いて、位相変調器８によって光ファイバループを右周り
に伝播する光は位相差φ(t) にて位相変調され左周りを
伝播する光は位相差φ(t−τ) にて位相変調され、斯か
る２つの光は受光器２によって受光される。
中心軸線周りに角速度Ωにて回転しているとき、光ファ
イバループを右周りに伝播する第１の伝播光と左周りを
伝播する第２の伝播光との間に発生する光のサグナック
効果による位相差Δθを求め、斯かる位相差Δθより角
速度Ωを求めるように構成された光ファイバジャイロお
いて、位相変調器８によって光ファイバループを右周り
に伝播する光は位相差φ(t) にて位相変調され左周りを
伝播する光は位相差φ(t−τ) にて位相変調され、斯か
る２つの光は受光器２によって受光される。
【００６６】受光器２より出力された光の強さを示すア
ナログ信号はＡ／Ｄ変換器１１１によってディジタル信
号ＩP に変換される。斯かるディジタル信号ＩP は、位
相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) とサグナック効果による位
相差Δθを含み、式 ＩP （Δθ−φ）＝２Ｅ2 ｛１＋ｃｏｓ（Δθ−φ）｝ によって表される。
ナログ信号はＡ／Ｄ変換器１１１によってディジタル信
号ＩP に変換される。斯かるディジタル信号ＩP は、位
相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) とサグナック効果による位
相差Δθを含み、式 ＩP （Δθ−φ）＝２Ｅ2 ｛１＋ｃｏｓ（Δθ−φ）｝ によって表される。
【００６７】位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) は少なくと
も３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3を有するように位相
変調され、それに対応して少なくとも３つの異なるディ
ジタル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られ、これよりｃ
ｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値が求められ、それによって
位相差Δθが求められ、更に角速度Ωが求められる。
も３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3を有するように位相
変調され、それに対応して少なくとも３つの異なるディ
ジタル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られ、これよりｃ
ｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値が求められ、それによって
位相差Δθが求められ、更に角速度Ωが求められる。
【００６８】信号処理装置又はＣＰＵ１１２のレジスタ
１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃにて少なくとも３つの異
なる位相差φの値φ1 、φ2 、φ3 に対応して得られる
少なくとも３つの異なるディジタル信号値ＩP1、ＩP2、
ＩP3がそれぞれ記憶され、第１の演算部１３１にて少な
くとも３つの異なるディジタル信号値ＩP1、ＩP2、Ｉ P3
より数１３の式〜数１５の式又は数１８の式〜数２０の
式が計算されて位相差Δθが求められ、第２の演算部１
３３にて数１の式に基づいて角速度Ωが計算される。
１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃにて少なくとも３つの異
なる位相差φの値φ1 、φ2 、φ3 に対応して得られる
少なくとも３つの異なるディジタル信号値ＩP1、ＩP2、
ＩP3がそれぞれ記憶され、第１の演算部１３１にて少な
くとも３つの異なるディジタル信号値ＩP1、ＩP2、Ｉ P3
より数１３の式〜数１５の式又は数１８の式〜数２０の
式が計算されて位相差Δθが求められ、第２の演算部１
３３にて数１の式に基づいて角速度Ωが計算される。
【００６９】
【実施例】以下に図１〜図５を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図１〜図５において図６〜図９の
対応する部分には同一の参照符号を付してその詳細な説
明は省略する。
について説明する。尚図１〜図５において図６〜図９の
対応する部分には同一の参照符号を付してその詳細な説
明は省略する。
【００７０】ディジタルデモジュレーション方式は、位
相差φを適当に選択して数７の式より位相差Δθの値を
求め、数１の式によって角速度Ωを計算するように構成
されている。
相差φを適当に選択して数７の式より位相差Δθの値を
求め、数１の式によって角速度Ωを計算するように構成
されている。
【００７１】数７の式より位相差Δθの値を求める過程
で数１１の式を導いた。数１１の式は、２つの異なる光
の強さのディジタル信号値ＩP （Δθ−π／２）、ＩP
（Δθ＋π／２）を使用してｓｉｎΔθの値を求めるよ
うに構成されている。
で数１１の式を導いた。数１１の式は、２つの異なる光
の強さのディジタル信号値ＩP （Δθ−π／２）、ＩP
（Δθ＋π／２）を使用してｓｉｎΔθの値を求めるよ
うに構成されている。
【００７２】従って、ここでは、斯かる方法をより一般
化し、複数の異なる光の強さのディジタル信号値ＩP を
使用してｓｉｎΔθとｃｏｓΔθの値を求めることを考
える。ｓｉｎΔθの値から位相差Δθを求めるより、ｓ
ｉｎΔθとｃｏｓΔθの両者から位相差Δθを求めたほ
うがより正確な位相差Δθが得られるからである。
化し、複数の異なる光の強さのディジタル信号値ＩP を
使用してｓｉｎΔθとｃｏｓΔθの値を求めることを考
える。ｓｉｎΔθの値から位相差Δθを求めるより、ｓ
ｉｎΔθとｃｏｓΔθの両者から位相差Δθを求めたほ
うがより正確な位相差Δθが得られるからである。
【００７３】数７の式の右辺の第２項を三角関数の加法
定理を使用して展開すると、次の数１２の式が得られ
る。
定理を使用して展開すると、次の数１２の式が得られ
る。
【００７４】
【数１２】
【００７５】この式から、位相差φの値を適当に選択し
て数１１の式に対応して右辺にｓｉｎΔθ又はｃｏｓΔ
θを含む式を得ることを考える。位相差φの値を＋π／
２、０、−π／２として数１２の式に代入すると次の３
つの式が得られる。
て数１１の式に対応して右辺にｓｉｎΔθ又はｃｏｓΔ
θを含む式を得ることを考える。位相差φの値を＋π／
２、０、−π／２として数１２の式に代入すると次の３
つの式が得られる。
【００７６】
【数１３】
【００７７】
【数１４】
【００７８】
【数１５】
【００７９】次に、これら３つの式よりｓｉｎΔθ及び
ｃｏｓΔθを求める。例えば、
ｃｏｓΔθを求める。例えば、
【００８０】
【数１６】
【００８１】
【数１７】
【００８２】この２つの式より位相差Δθの値が求めら
れる。
れる。
【００８３】
【数１８】
【００８４】
【数１９】
【００８５】数１８の式の代わりに次の数２０の式によ
って位相差Δθの値を求めてよい。
って位相差Δθの値を求めてよい。
【００８６】
【数２０】
【００８７】また、数１８の式はＩP1−ＩP3＜２ＩP2−
ＩP1−ＩP3のときに使用し、ＩP1−ＩP3＞２ＩP2−ＩP1
−ＩP3のときには次の数２１の式を使用してもよい。
ＩP1−ＩP3のときに使用し、ＩP1−ＩP3＞２ＩP2−ＩP1
−ＩP3のときには次の数２１の式を使用してもよい。
【００８８】
【数２１】
【００８９】こうして、数１８の式〜数２１の式は光の
強さのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3のみによって
位相差Δθを求めるように構成されており、定数Ｅを含
まない。従って、定数Ｅの変動によって生ずる誤差が排
除される。
強さのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3のみによって
位相差Δθを求めるように構成されており、定数Ｅを含
まない。従って、定数Ｅの変動によって生ずる誤差が排
除される。
【００９０】以上説明したように、本発明によると、位
相差φの値が３つの値＋π／２、０、−π／２を有する
ように位相変調されればよい。斯かる位相変調の例は後
に説明する。
相差φの値が３つの値＋π／２、０、−π／２を有する
ように位相変調されればよい。斯かる位相変調の例は後
に説明する。
【００９１】図１に本発明のディジタルデモジュレーシ
ョン方式の光ファイバジャイロの構成例を示す。光ファ
イバジャイロは光源１と入射光を電流に変換する受光器
２と１本の光ファイバを複数回巻回して形成された光フ
ァイバループ３と偏光子４と光ファイバを伝播する光を
合成し又は分岐するカプラ５、６と受光器２より出力さ
れた電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換器７と
光ファイバループ３の一端に配置された位相変調器８と
を有する。
ョン方式の光ファイバジャイロの構成例を示す。光ファ
イバジャイロは光源１と入射光を電流に変換する受光器
２と１本の光ファイバを複数回巻回して形成された光フ
ァイバループ３と偏光子４と光ファイバを伝播する光を
合成し又は分岐するカプラ５、６と受光器２より出力さ
れた電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換器７と
光ファイバループ３の一端に配置された位相変調器８と
を有する。
【００９２】更に、本発明の光ファイバジャイロはタイ
ミング信号発生器１０９と位相変調信号発生部１１０と
Ａ／Ｄ変換器１１１と信号処理装置又はＣＰＵ１１２と
を有し、これらはディジタルデモジュレーション部１０
０を構成している。
ミング信号発生器１０９と位相変調信号発生部１１０と
Ａ／Ｄ変換器１１１と信号処理装置又はＣＰＵ１１２と
を有し、これらはディジタルデモジュレーション部１０
０を構成している。
【００９３】ＣＰＵ１１２はゲート回路１２０と複数の
レジスタ、例えば３つのレジスタ１２１Ａ、１２１Ｂ、
１２１Ｃと第１の演算部１３１と第２の演算部１３３と
を含むように構成してよい。
レジスタ、例えば３つのレジスタ１２１Ａ、１２１Ｂ、
１２１Ｃと第１の演算部１３１と第２の演算部１３３と
を含むように構成してよい。
【００９４】タイミング信号発生器１０９は位相変調信
号発生部１１０に位相変調の順序とタイミングを指示す
るタイミング信号を供給するように構成されており、位
相変調信号発生部１１０は斯かるタイミング信号は基づ
いて所定の電圧信号を位相変調器８に供給する。斯くし
て、光ファイバループ３を伝播する光は所定の順序及び
タイミングにしたがって位相変調される。
号発生部１１０に位相変調の順序とタイミングを指示す
るタイミング信号を供給するように構成されており、位
相変調信号発生部１１０は斯かるタイミング信号は基づ
いて所定の電圧信号を位相変調器８に供給する。斯くし
て、光ファイバループ３を伝播する光は所定の順序及び
タイミングにしたがって位相変調される。
【００９５】タイミング信号発生器１０９は更にゲート
回路１２０にもタイミング信号を供給するように構成さ
れており、ゲート回路１２０は斯かるタイミング信号に
基づいて所定の順序及びタイミングにてＡ／Ｄ変換器１
１１からの出力電圧を３つのレジスタ１２１Ａ、１２１
Ｂ、１２１Ｃのいずれかに供給するように構成されてい
る。
回路１２０にもタイミング信号を供給するように構成さ
れており、ゲート回路１２０は斯かるタイミング信号に
基づいて所定の順序及びタイミングにてＡ／Ｄ変換器１
１１からの出力電圧を３つのレジスタ１２１Ａ、１２１
Ｂ、１２１Ｃのいずれかに供給するように構成されてい
る。
【００９６】例えば、第１のレジスタ１２１ＡにはＩP1
（Δθ−π／２）の値が記憶され、第２のレジスタ１２
１ＢにはＩP2（Δθ−０）の値が記憶され、第３のレジ
スタ１２１ＣにはＩP3（Δθ＋π／２）の値が記憶され
る。３つのレジスタ１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃに記
憶された光の強さＩP の値は第１の演算部１３１に供給
される。
（Δθ−π／２）の値が記憶され、第２のレジスタ１２
１ＢにはＩP2（Δθ−０）の値が記憶され、第３のレジ
スタ１２１ＣにはＩP3（Δθ＋π／２）の値が記憶され
る。３つのレジスタ１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃに記
憶された光の強さＩP の値は第１の演算部１３１に供給
される。
【００９７】第１の演算部１３１では数１８の式及び数
１９の式によって位相差Δθ及びＲが計算される。斯か
る位相差Δθの値は第２の演算器１３３に供給され、第
２の演算器１３３では数１の式によって角速度Ωが計算
される。
１９の式によって位相差Δθ及びＲが計算される。斯か
る位相差Δθの値は第２の演算器１３３に供給され、第
２の演算器１３３では数１の式によって角速度Ωが計算
される。
【００９８】尚、数１３の式〜数１５の式の３つの式に
おいて、ｓｉｎΔθはそのうち２つの式より求められる
がｃｏｓΔθは１つの式より求められる。従って、より
正確なｃｏｓΔθを求めるために、光の強さの値ＩP2と
して第１の値ＩP2と第２の値ＩP2’の２個を求めてその
平均値を計算するように構成してもよい。斯かる場合に
は、ＣＰＵ１１２に第２の値ＩP2’を記憶するための第
４のレジスタ１２１Ｄ（図示なし）が設けられる。
おいて、ｓｉｎΔθはそのうち２つの式より求められる
がｃｏｓΔθは１つの式より求められる。従って、より
正確なｃｏｓΔθを求めるために、光の強さの値ＩP2と
して第１の値ＩP2と第２の値ＩP2’の２個を求めてその
平均値を計算するように構成してもよい。斯かる場合に
は、ＣＰＵ１１２に第２の値ＩP2’を記憶するための第
４のレジスタ１２１Ｄ（図示なし）が設けられる。
【００９９】本発明による位相変調の第１の例を図２を
参照して説明する。この例では、図２Ａに示すように右
周りの光Ｅcwの位相差φ(t) は周期４τ且つ振幅π／４
の周期的な矩形波であり、従って時間２τ毎に交互に＋
π／４と−π／４に変化する。左周りの光Ｅccw の位相
差φ(t−τ) は、図２Ｂに示すように右周りの光Ｅcwの
位相差φ(t) の波形と同一の矩形波を有するが、右周り
の光Ｅcwの位相差に対して時間τだけ遅れている。
参照して説明する。この例では、図２Ａに示すように右
周りの光Ｅcwの位相差φ(t) は周期４τ且つ振幅π／４
の周期的な矩形波であり、従って時間２τ毎に交互に＋
π／４と−π／４に変化する。左周りの光Ｅccw の位相
差φ(t−τ) は、図２Ｂに示すように右周りの光Ｅcwの
位相差φ(t) の波形と同一の矩形波を有するが、右周り
の光Ｅcwの位相差に対して時間τだけ遅れている。
【０１００】従って、左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−
τ) も周期２τ且つ振幅π／４の周期的な矩形波である
が、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t) の変化に時間τだけ
遅れて時間τ毎に交互に＋π／４と−π／４に変化す
る。
τ) も周期２τ且つ振幅π／４の周期的な矩形波である
が、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t) の変化に時間τだけ
遅れて時間τ毎に交互に＋π／４と−π／４に変化す
る。
【０１０１】こうして、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t)
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図２Ｃに
示すように時間τ毎に交互に＋π／２と０と−π／２に
変化する信号波となる。
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図２Ｃに
示すように時間τ毎に交互に＋π／２と０と−π／２に
変化する信号波となる。
【０１０２】従って、ｃｏｓφは、図２Ｄに示すよう
に、時間τ毎に交互に０と１に変化し、ｓｉｎφは図２
Ｅに示すように、時間τ毎に交互に１と０と−１とに変
化する。
に、時間τ毎に交互に０と１に変化し、ｓｉｎφは図２
Ｅに示すように、時間τ毎に交互に１と０と−１とに変
化する。
【０１０３】図２Ｆは数１２の式の右辺のｃｏｓφとｓ
ｉｎφがそれぞれ図２Ｄ及び図２Ｅの如く変化したとき
のＩP （Δθ−φ）の信号波形を示す。斯かる信号波形
は図示のように時間τ毎に交互にＩP1、ＩP2、ＩP3に変
化する。これらの３つの値Ｉ P1、ＩP2、ＩP3は数１３の
式、数１４の式及び数１５の式の右辺に相当する。従っ
て、信号波形ＩP に含まれる３つの値ＩP1、ＩP2、ＩP3
は位相差Δθの関数であり、位相差Δθが変化するとそ
れに伴って変化する。
ｉｎφがそれぞれ図２Ｄ及び図２Ｅの如く変化したとき
のＩP （Δθ−φ）の信号波形を示す。斯かる信号波形
は図示のように時間τ毎に交互にＩP1、ＩP2、ＩP3に変
化する。これらの３つの値Ｉ P1、ＩP2、ＩP3は数１３の
式、数１４の式及び数１５の式の右辺に相当する。従っ
て、信号波形ＩP に含まれる３つの値ＩP1、ＩP2、ＩP3
は位相差Δθの関数であり、位相差Δθが変化するとそ
れに伴って変化する。
【０１０４】こうして、信号波形ＩP （Δθ−φ）を時
間τごとに読み取って、３つの値Ｉ P1、ＩP2、ＩP3を得
ることができ、数１８の式、数１９の式又は数２０の式
によって位相差Δθが求められる。
間τごとに読み取って、３つの値Ｉ P1、ＩP2、ＩP3を得
ることができ、数１８の式、数１９の式又は数２０の式
によって位相差Δθが求められる。
【０１０５】尚、上述のように、光の強さのディジタル
信号値ＩP2として２つの値ＩP2、Ｉ P2’を求めてその平
均値を計算するように構成されている場合には、図２Ｆ
に破線にて示したように、隣接する２つのディジタル信
号値ＩP2、Ｉ P4の値よりその平均値を計算してもよい。
信号値ＩP2として２つの値ＩP2、Ｉ P2’を求めてその平
均値を計算するように構成されている場合には、図２Ｆ
に破線にて示したように、隣接する２つのディジタル信
号値ＩP2、Ｉ P4の値よりその平均値を計算してもよい。
【０１０６】以上説明した位相変調の第１の例では、位
相差φ(t) は周期は４τであったが、一般に位相差φ
(t) の周期がｎτ（ｎは３以上の整数）であれば、第１
の例と同様に数１３の式〜数１５の式及び数１８の式〜
数２１の式を使用して位相差Δθを求めることができ
る。即ち、光の強さの値ＩP を示す数１２の式の信号波
形は３つの異なるディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3を
有するものとして得られる。但し、異なる点としては、
光の強さの３つのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、Ｉ P3を
取り出す時間が等間隔ではないことである。また、位相
差φ(t) の周期が４τ、６τ等の場合には変調周波数を
下げることができる利点がある。
相差φ(t) は周期は４τであったが、一般に位相差φ
(t) の周期がｎτ（ｎは３以上の整数）であれば、第１
の例と同様に数１３の式〜数１５の式及び数１８の式〜
数２１の式を使用して位相差Δθを求めることができ
る。即ち、光の強さの値ＩP を示す数１２の式の信号波
形は３つの異なるディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3を
有するものとして得られる。但し、異なる点としては、
光の強さの３つのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、Ｉ P3を
取り出す時間が等間隔ではないことである。また、位相
差φ(t) の周期が４τ、６τ等の場合には変調周波数を
下げることができる利点がある。
【０１０７】本発明による位相変調の第２の例を図３を
参照して説明する。この例では、図３Ａに示すように右
周りの光Ｅcwの位相差φ(t) は周期２τ且つ振幅π／４
の周期的な矩形波であり、従って時間τ／２毎に交互に
＋π／４、０、−π／４に変化する。左周りの光Ｅccw
の位相差φ(t−τ) は、図３Ｂに示すように右周りの光
Ｅcwの位相差の波形と同一の矩形波を有するが、右周り
の光Ｅcwの位相差に対して時間τだけ遅れている。
参照して説明する。この例では、図３Ａに示すように右
周りの光Ｅcwの位相差φ(t) は周期２τ且つ振幅π／４
の周期的な矩形波であり、従って時間τ／２毎に交互に
＋π／４、０、−π／４に変化する。左周りの光Ｅccw
の位相差φ(t−τ) は、図３Ｂに示すように右周りの光
Ｅcwの位相差の波形と同一の矩形波を有するが、右周り
の光Ｅcwの位相差に対して時間τだけ遅れている。
【０１０８】こうして、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t)
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図３Ｃに
示すように時間τ毎に交互に＋π／２と０と−π／２に
変化する信号波となる。
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図３Ｃに
示すように時間τ毎に交互に＋π／２と０と−π／２に
変化する信号波となる。
【０１０９】従って、ｃｏｓφは、図３Ｄに示すよう
に、時間τ／２毎に交互に０と１に変化し、ｓｉｎφは
図３Ｅに示すように、時間τ／２毎に交互に１と０と−
１とに変化する。図３Ｄに示すｃｏｓφの信号波形を図
２Ｄに示すｃｏｓφの信号波形と比較すると、両者の波
形は同一であるが、図３Ｄのｃｏｓφの信号波形の周期
は２τであり図２Ｄのｃｏｓφの信号波形の周期は４τ
である点が異なる。
に、時間τ／２毎に交互に０と１に変化し、ｓｉｎφは
図３Ｅに示すように、時間τ／２毎に交互に１と０と−
１とに変化する。図３Ｄに示すｃｏｓφの信号波形を図
２Ｄに示すｃｏｓφの信号波形と比較すると、両者の波
形は同一であるが、図３Ｄのｃｏｓφの信号波形の周期
は２τであり図２Ｄのｃｏｓφの信号波形の周期は４τ
である点が異なる。
【０１１０】同様に、図３Ｅに示すｓｉｎφの信号波形
と図２Ｅに示すｓｉｎφの信号波形とを比較すると、両
者の波形は同一であるが、図３Ｅのｓｉｎφの信号波形
の周期は２τであり図２Ｅのｓｉｎφの信号波形の周期
は４τである点が異なる。
と図２Ｅに示すｓｉｎφの信号波形とを比較すると、両
者の波形は同一であるが、図３Ｅのｓｉｎφの信号波形
の周期は２τであり図２Ｅのｓｉｎφの信号波形の周期
は４τである点が異なる。
【０１１１】図３Ｆは数１２の式の右辺のｃｏｓφとｓ
ｉｎφがそれぞれ図３Ｄ及び図３Ｅの如く変化したとき
のＩP （Δθ−φ）の信号波形を示す。斯かる信号波形
は図示のように時間τ毎に交互にＩP1、ＩP2、ＩP3に変
化する。
ｉｎφがそれぞれ図３Ｄ及び図３Ｅの如く変化したとき
のＩP （Δθ−φ）の信号波形を示す。斯かる信号波形
は図示のように時間τ毎に交互にＩP1、ＩP2、ＩP3に変
化する。
【０１１２】図３Ｆに示すＩP （Δθ−φ）の信号波形
と図２Ｆに示すＩP （Δθ−φ）の信号波形とを比較す
ると、両者の波形は同一であるが、図３ＦのＩP （Δθ
−φ）の信号波形の周期は２τであり図２ＦのＩP （Δ
θ−φ）の信号波形の周期は４τである点が異なる。
と図２Ｆに示すＩP （Δθ−φ）の信号波形とを比較す
ると、両者の波形は同一であるが、図３ＦのＩP （Δθ
−φ）の信号波形の周期は２τであり図２ＦのＩP （Δ
θ−φ）の信号波形の周期は４τである点が異なる。
【０１１３】本発明による位相変調の第３の例を図４を
参照して説明する。この例では、図４Ａに示すように右
周りの光Ｅcwの位相差φ(t) は最大振幅π／２の周期的
な台形波であり、左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ)
は、図４Ｂに示すように右周りの光Ｅcwの位相差の波形
と同一の台形波を有するが、右周りの光Ｅcwの位相差に
対して時間τだけ遅れている。
参照して説明する。この例では、図４Ａに示すように右
周りの光Ｅcwの位相差φ(t) は最大振幅π／２の周期的
な台形波であり、左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ)
は、図４Ｂに示すように右周りの光Ｅcwの位相差の波形
と同一の台形波を有するが、右周りの光Ｅcwの位相差に
対して時間τだけ遅れている。
【０１１４】こうして、右周りの光Ｅcwの位相差φ(t)
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図４Ｃに
示すように正の台形波と０と負の台形波が交互に表れる
信号波形となる。
と左周りの光Ｅccw の位相差φ(t−τ) との差、即ち位
相差φ(t) −φ(t−τ) （＝φ）を求めると、図４Ｃに
示すように正の台形波と０と負の台形波が交互に表れる
信号波形となる。
【０１１５】図４Ｄはｃｏｓφの信号波形を表し、図４
Ｅはｓｉｎφの信号波形を表し、図４ＦはＩP （Δθ−
φ）の信号波形を表す。斯かる信号波形ＩP （Δθ−
φ）は図示のように１周期内に３つの異なる値ＩP1、Ｉ
P2、ＩP3を有する。
Ｅはｓｉｎφの信号波形を表し、図４ＦはＩP （Δθ−
φ）の信号波形を表す。斯かる信号波形ＩP （Δθ−
φ）は図示のように１周期内に３つの異なる値ＩP1、Ｉ
P2、ＩP3を有する。
【０１１６】以上本発明の位相変調の３つの例を説明し
たが、次に図５を参照して更に一般的な場合を示す。図
５Ａは位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号波形の他の
例を示しており、図２Ｃ、図３Ｃ及び図４Ｃの位相差φ
の信号波形をより一般化したものである。この信号波形
は、１周期内に３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3 を有す
る。斯かる３つの位相差の値φ1 、φ2 、φ3 を数１２
の式に代入すると次の３つの式、即ち数２２の式、数２
３の式及び数２４の式が得られる。
たが、次に図５を参照して更に一般的な場合を示す。図
５Ａは位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号波形の他の
例を示しており、図２Ｃ、図３Ｃ及び図４Ｃの位相差φ
の信号波形をより一般化したものである。この信号波形
は、１周期内に３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3 を有す
る。斯かる３つの位相差の値φ1 、φ2 、φ3 を数１２
の式に代入すると次の３つの式、即ち数２２の式、数２
３の式及び数２４の式が得られる。
【０１１７】
【数２２】
【０１１８】
【数２３】
【０１１９】
【数２４】
【０１２０】斯かる３つの式のうちの２つの式を順に組
み合わせてその差を求めると、次の数２５の式と数２６
の式が得られる。
み合わせてその差を求めると、次の数２５の式と数２６
の式が得られる。
【０１２１】
【数２５】
【０１２２】
【数２６】
【０１２３】斯かる数２５の式と数２６の式は２Ｅ2 ｃ
ｏｓΔθと２Ｅ2 ｃｏｓΔθを変数とする２元１次連立
方程式とみなすことができるから、２Ｅ2 ｃｏｓΔθと
２Ｅ 2 ｓｉｎΔθを求めることができ、次の数２７の式
と数２８の式によって表される。
ｏｓΔθと２Ｅ2 ｃｏｓΔθを変数とする２元１次連立
方程式とみなすことができるから、２Ｅ2 ｃｏｓΔθと
２Ｅ 2 ｓｉｎΔθを求めることができ、次の数２７の式
と数２８の式によって表される。
【０１２４】
【数２７】
【０１２５】
【数２８】
【０１２６】これらの２つの式において、分母の値がゼ
ロとならないように３つの位相差の値φ1 、φ2 、φ3
が選択される。これらの２式はその右辺に３つの位相差
の値φ1 、φ2 、φ3 と３つの光の強さのディジタル信
号値ＩP1、ＩP2、ＩP3とを含む。従って、図５Ａに示す
如き３つの異なる位相差の値φ1 、φ2 、φ3 を有する
信号波形によって３つの異なる光の強さのディジタル信
号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られればよい。
ロとならないように３つの位相差の値φ1 、φ2 、φ3
が選択される。これらの２式はその右辺に３つの位相差
の値φ1 、φ2 、φ3 と３つの光の強さのディジタル信
号値ＩP1、ＩP2、ＩP3とを含む。従って、図５Ａに示す
如き３つの異なる位相差の値φ1 、φ2 、φ3 を有する
信号波形によって３つの異なる光の強さのディジタル信
号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られればよい。
【０１２７】言い換えれば、位相差φの信号波形は１周
期に少なくとも３つの異なる値φ1、φ2 、φ3 を含
み、それによって少なくとも３つの異なる光の強さのデ
ィジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られるなら、いか
なる形状の波形であってもよい。
期に少なくとも３つの異なる値φ1、φ2 、φ3 を含
み、それによって少なくとも３つの異なる光の強さのデ
ィジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られるなら、いか
なる形状の波形であってもよい。
【０１２８】例えば図５Ｂに示すように、位相差φの信
号波形は１周期に例えば４つの異なる値φ1 、φ2 、φ
3 、φ4 を含み、それより４つの異なる光の強さのディ
ジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3、ＩP4が得られるように
構成してもよい。斯かる場合、数２５の式及び数２６の
式の代わりに、例えば４つの差（ＩP1−ＩP2）、（Ｉ P2
−ＩP3）、（ＩP3−ＩP4）、（ＩP4−ＩP1）を求める。
斯かる４つの式より２つの式を組み合わせて解くことに
よって、多数の位相差Δθの値が求められるから、その
平均値を位相差Δθの値とすることができる。
号波形は１周期に例えば４つの異なる値φ1 、φ2 、φ
3 、φ4 を含み、それより４つの異なる光の強さのディ
ジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3、ＩP4が得られるように
構成してもよい。斯かる場合、数２５の式及び数２６の
式の代わりに、例えば４つの差（ＩP1−ＩP2）、（Ｉ P2
−ＩP3）、（ＩP3−ＩP4）、（ＩP4−ＩP1）を求める。
斯かる４つの式より２つの式を組み合わせて解くことに
よって、多数の位相差Δθの値が求められるから、その
平均値を位相差Δθの値とすることができる。
【０１２９】この例では、位相差φの信号波形を１周期
に３つ以上の異なる値φ1 、φ2 、φ3 、φ4 を含むよ
うに構成し、３つ以上の異なる光の強さのディジタル信
号値ＩP1、ＩP2、ＩP3、ＩP4を得ることによってより正
確な位相差Δθの値及び角速度Ωの値が求められた。し
かしながら、既述のように光の強さの信号波形ＩP の１
周期内の各値ＩPkについて数周期にわたって平均値を求
め、それによって位相差Δθの値及び角速度Ωを計算す
ることによっても、より正確な位相差Δθの値及び角速
度Ωの値を求めることができる。
に３つ以上の異なる値φ1 、φ2 、φ3 、φ4 を含むよ
うに構成し、３つ以上の異なる光の強さのディジタル信
号値ＩP1、ＩP2、ＩP3、ＩP4を得ることによってより正
確な位相差Δθの値及び角速度Ωの値が求められた。し
かしながら、既述のように光の強さの信号波形ＩP の１
周期内の各値ＩPkについて数周期にわたって平均値を求
め、それによって位相差Δθの値及び角速度Ωを計算す
ることによっても、より正確な位相差Δθの値及び角速
度Ωの値を求めることができる。
【０１３０】尚、ＣＰＵ１１２に含まれるレジスタの数
は、得られる光の強さのディジタル信号値ＩP の数に応
じて適当に設定される。また、数２７の式及び数２８の
式の計算は例えば第１の演算部１３１によって実行され
る。
は、得られる光の強さのディジタル信号値ＩP の数に応
じて適当に設定される。また、数２７の式及び数２８の
式の計算は例えば第１の演算部１３１によって実行され
る。
【０１３１】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【０１３２】
【発明の効果】本発明によれば、ディジタルデモジュレ
ーション方式の光ファイバジャイロにおいて、位相差φ
の信号波形は１周期に少なくとも３の異なる値φ1 、φ
2 、φ 3 を含みそれによって少なくとも３つの異なる光
の強さのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られる
限り、位相差φ(t) 、φ(t−τ) 、φ＝φ(t) −φ(t−
τ) の信号波形として任意の信号波形を選択することが
できる利点がある。
ーション方式の光ファイバジャイロにおいて、位相差φ
の信号波形は１周期に少なくとも３の異なる値φ1 、φ
2 、φ 3 を含みそれによって少なくとも３つの異なる光
の強さのディジタル信号値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られる
限り、位相差φ(t) 、φ(t−τ) 、φ＝φ(t) −φ(t−
τ) の信号波形として任意の信号波形を選択することが
できる利点がある。
【０１３３】本発明によれば、ディジタルデモジュレー
ション方式の光ファイバジャイロにおいて、位相差Δθ
はｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθの両者によって求めること
ができるから、位相差ΔθをｓｉｎΔθだけから求める
場合に比べてより精度の高い位相差Δθを求めることが
でき、従ってより精度が高い角速度Ωを測定することが
できる利点がある。
ション方式の光ファイバジャイロにおいて、位相差Δθ
はｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθの両者によって求めること
ができるから、位相差ΔθをｓｉｎΔθだけから求める
場合に比べてより精度の高い位相差Δθを求めることが
でき、従ってより精度が高い角速度Ωを測定することが
できる利点がある。
【０１３４】本発明によれば、ディジタルデモジュレー
ション方式の光ファイバジャイロにおいて、数１８の式
のように定数４Ｅ2 を含まない式によって位相差Δθの
値が求められるから、定数４Ｅ2 の変動に起因する誤差
を除去することができる利点がある。
ション方式の光ファイバジャイロにおいて、数１８の式
のように定数４Ｅ2 を含まない式によって位相差Δθの
値が求められるから、定数４Ｅ2 の変動に起因する誤差
を除去することができる利点がある。
【図１】本発明の光ファイバジャイロの例を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の光ファイバジャイロにて使用される位
相変調の第１の例を示す説明図である。
相変調の第１の例を示す説明図である。
【図３】本発明の光ファイバジャイロにて使用される位
相変調の第２の例を示す説明図である。
相変調の第２の例を示す説明図である。
【図４】本発明の光ファイバジャイロにて使用される位
相変調の第３の例を示す説明図である。
相変調の第３の例を示す説明図である。
【図５】本発明の光ファイバジャイロにて使用される位
相変調の他の例を示す説明図である。
相変調の他の例を示す説明図である。
【図６】従来の光ファイバジャイロの構成例を示す図で
ある。
ある。
【図７】図６の光ファイバジャイロの主要部の構成例を
示す図である。
示す図である。
【図８】従来の位相変調の例を示す説明図である。
【図９】図８の位相差と光の強さの関係を説明する説明
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 光源 ２ 受光器 ３ 光ファイバループ ４ 偏光子 ５、６ カプラ ７ 電流電圧変換器 ７Ａ 接続端子 ８ 位相変調器 ９ タイミング信号発生器 １０ 位相変調信号発生部 １０Ａ 接続端子 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ ＣＰＵ １２Ａ 接続端子 ２０ ゲート回路 ２１Ａ、２１Ｂ レジスタ ２３ 減算部 ２５ 演算部 １００ ディジタルデモジュレーション部 １０９ タイミング信号発生器 １１０ 位相変調信号発生部 １１１ Ａ／Ｄ変換器 １１２ ＣＰＵ １２０ ゲート回路 １２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２１Ｄ レジスタ １３１ 第１の演算部 １３１Ａ 接続端子 １３３ 第２の演算部
フロントページの続き (72)発明者 北條 武 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内 (72)発明者 益沢 功 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内
Claims (8)
- 【請求項１】 光源と、光ファイバループと、上記光源
からの光を第１の伝播光と第２の伝播光とに分岐し両者
を上記光ファイバループにそれぞれ互いに反対方向に伝
播させるカプラと、上記第１の伝播光及び第２の伝播光
を位相変調する位相変調器と、上記第１の伝播光及び第
２の伝播光を受光して電気信号に変換する受光器と、該
受光器から供給された電流信号を電圧信号に変換する電
流電圧変換器と、該電流電圧変換器から供給されたアナ
ログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを
有し、上記ディジタル信号は上記光ファイバループがル
ープの中心軸線周りに角速度Ωにて回転しているとき上
記第１の伝播光と第２の伝播光との間に発生する位相差
Δθを含み、該位相差Δθより角速度Ωを求めるように
構成された光ファイバジャイロおいて、上記位相変調器
によって上記第１の伝播光は第１の位相差φ(t) にて位
相変調され上記第２の伝播光は光が上記光ファイバルー
プを伝播する時間をτとして第２の位相差φ(t−τ) に
て位相変調され、位相差φ＝φ(t) −φ(t−τ) の信号
は１周期に少なくとも３つの異なる値φ1 、φ2 、φ3
を有し、それに対応して少なくとも３つの異なる上記デ
ィジタル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3が得られ、上記少な
くとも３つの異なる上記ディジタル信号の値ＩP1、
ＩP2、ＩP3よりｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値を求め、
それによって上記位相差Δθを求め、更に角速度Ωを求
めるように構成されたことを特徴とする光ファイバジャ
イロ。 - 【請求項２】 請求項１記載の光ファイバジャイロにお
いて、上記少なくとも３つの異なる上記ディジタル信号
の値ＩP1、ＩP2、ＩP3は次の３つの式によって表され、 ＩP1＝２Ｅ2 ＋２Ｅ2 ｓｉｎΔθ ＩP2＝２Ｅ2 ＋２Ｅ2 ｃｏｓΔθ ＩP3＝２Ｅ2 −２Ｅ2 ｓｉｎΔθ 上記ｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値は上記３つの式より
求め、それによって角速度Ωを求めるように構成された
ことを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項３】 請求項１記載の光ファイバジャイロにお
いて、上記少なくとも３つの異なる上記ディジタル信号
の値ＩP1、ＩP2、ＩP3は次の２つの式によって表され、 ＩP1−ＩP2＝２Ｅ2 ｃｏｓ（Δθ−φ1 ）−２Ｅ2 ｃｏ
ｓ（Δθ−φ2 ） ＩP2−ＩP3＝２Ｅ2 ｃｏｓ（Δθ−φ2 ）−２Ｅ2 ｃｏ
ｓ（Δθ−φ3 ） 上記ｃｏｓΔθ及びｓｉｎΔθの値は上記２つの式より
求め、それによって角速度Ωを求めるように構成された
ことを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の光ファイバジ
ャイロにおいて、上記第１の位相差φ(t) の信号波形は
矩形波であり、ｎτ（ｎは３以上の整数）の周期を有す
ることを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項５】 請求項４記載の光ファイバジャイロにお
いて、上記矩形波の振幅はπ／４であることを特徴とす
る光ファイバジャイロ。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５記載の光フ
ァイバジャイロにおいて、上記第１の位相差φ(t) の信
号波形は１周期内に３つの値＋π／４、０、−π／４を
含むことを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５又は６記載の
光ファイバジャイロにおいて、上記位相差φ＝φ(t) −
φ(t−τ) の信号波形は１周期に少なくとも３つの異な
る定数値φ1 、φ2 、φ3 を有し、上記３つの異なる定
数値φ1 、φ2 、φ3 はそれぞれ＋π／２、０、−π／
２であることを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６又は７記
載の光ファイバジャイロにおいて、上記Ａ／Ｄ変換器か
ら供給されたディジタル信号より角速度Ωを求めるため
の信号処理装置が備えられ、該信号処理装置は上記少な
くとも３つの異なる上記ディジタル信号の値ＩP1、
ＩP2、ＩP3を記憶する３つの記憶部と、上記上記ディジ
タル信号の値ＩP1、ＩP2、ＩP3よりｃｏｓΔθ及びｓｉ
ｎΔθの値を求める第１の演算部と、上記ｃｏｓΔθ及
びｓｉｎΔθの値より位相差Δθを求めそれによって角
速度Ωを求める第２の演算部とを有することを特徴とす
る光ファイバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28322492A JPH06129862A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28322492A JPH06129862A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129862A true JPH06129862A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17662703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28322492A Pending JPH06129862A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06129862A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014119143A1 (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 慣性力検出装置 |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP28322492A patent/JPH06129862A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014119143A1 (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 慣性力検出装置 |
| JP2014149218A (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 慣性力検出装置 |
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