JPH0738472B2

JPH0738472B2 - リングレーザ角回転センサー用デイザ制御装置及び方法

Info

Publication number: JPH0738472B2
Application number: JP58230739A
Authority: JP
Inventors: ロバ−ト・デ−・カ−ビイ; ジヨ−ジ・エツチ・マツカモン
Original assignee: リトンシステムズ，インコーポレーテッド
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: IT1169366B; GB2178224A; GB2178224B; FR2537717B1; FR2543291A1; IT8349460A0; FR2543291B1; GB2131598A; DE3344453A1; CA1236204A; US4740084A; JPS59151017A; GB2131598B; GB8615679D0; GB8332499D0; FR2537717A1; US4597667A

Description

【発明の詳細な説明】リングレーザー角回転センサは、しばしば、リングレー
ザー角速度センサあるいはリングレーザー・ジヤイロと
呼ばれるが、ここでは、リングレーザー角回転センサと
呼ぶことにする。リングレーザーは、通常、といつてこ
れに限らないが、たとえば、石英とかセラミツク材料で
作つた中実ブロツク内に納めてある。このブロツクまた
はレーザー経路を与える同等の支持構造を、ここでは、
リングレーザー本体と呼ぶ。

ここで注意しなければならないのは、従来のリングレー
ザー回転センサがリングレーザーのための中実ブロツク
を使用しておらず、脚毎に単一のリニアレーザーを使用
したり、あるいは、異なつた脚で複数のリニアレーザー
を使用したりしてレーザービームを発生していたという
ことである。単数または複数のレーザーがコーナーミラ
ーと一緒に支持構造に取付けられてリング状の光を与え
ていたのである。本発明が意図している範囲内では、こ
のような形式のリングレーザー装置は「リングレーザー
本体」の概念に含まれる。さらに、リングレーザーとい
うのは、リングレーザー経路が中実ブロツク内で完全に
閉じ込められたものとして以下に説明する。

たとえば、レーザー本体は三角形でも四角形でもいい。
このレーザー本体内またはその表面に中空孔が穿孔ある
いは形成される。ミラーは、孔を貫く閉経路をまわつて
ミラーからミラーに光を進行させるように位置させてあ
る。これらの孔は、レーザー作用ガス、たとえば、ヘリ
ウム・ネオン混合物を封じ込めたのが代表的なものであ
る。リングレーザーをリングレーザー角回転センサとす
るには、２つのカウンタ・伝幡コヒーレント・レーザー
ビームを閉経路のまわりに発生させ、反射させる手段が
設けられる。リングレーザー経路から２つのカウンタ・
伝幡ビームの一部を抽出するのには普通は部分透明ミラ
ーが使用されている。２つの抽出されたビームは、普通
は電気ホトセンサに向けられる。このホトセンサは低周
波制限を受けていて２つのカウンタ・伝幡ビーム間の振
動数差に等しい周波数を持つ信号を発生する。このリン
グレーザー角回転センサは閉じたリングレーザー経路の
内側にあるセンサ軸線を有する。レーザー角回転センサ
がそのセンサ軸線まわりに回転しているとき、２つのカ
ウンタ・伝幡レーザービームのレーザー光振動数は同じ
である。レーザー角回転センサがそのセンサ軸線まわり
に回転している時、一方のビームの振動数は増加し、他
方のビームの振動数は減少する。２つのカウンタ・伝幡
ビーム間の振動数差はセンサ軸線まわりの角回転センサ
の角速度の１つの値である。２つのカウンタ・伝幡ビー
ム間のうなりをカウントすることで、センサ軸線まわり
の角回転センサの角変位量の値を得ることができる。

ミラー表面の散乱その他のフアクタのために、カウンタ
・伝幡レーザービームの振動数は、センサ軸線まわりの
角回転センサの角速度が或る特定の限界値より小さい値
のときに、相互にロツクする。この現象は「ロツクイ
ン」と呼ばれる。ロツクイン現象を回避或いは最小限に
抑える好ましい方法の１つは、センサ軸線まわりにリン
グレーザー角回転センサを機械的に振動あるいにデイザ
サイクルさせる異である。

リングレーザービームに振動性バイアスを付与する別の
手段が刊行物、特に1968年３月19日にJ.E.Killpatrick
に許された米国特許第3,373,650号に記載されている。
この米国特許では、リングレーザー光経路内にフアラデ
ー・セルと２つの四分の一波長プレートを挿入してい
る。フアラデー・セルは１つのコイル内に収容されてお
り、このコイルが振動性電流によつて付勢されて振動性
磁場を発生する。この磁場は、フアラデー・セルを介し
て、各レーザービームの位相を或る異なつた量変化さ
せ、それによつて、２つのカウンタ・伝幡レーザービー
ムを振動性バイアス力でバイアスする。

本発明を機械的バイアス力を有するレーザー・ジヤイロ
に関連して説明したが、その概念が広い範囲の形態では
フアラデー・セル・デイザリング・バイアス概念の他に
機械的にデイザリングするバイアス概念も含むべきであ
ると考える。

機械的デイザリング・バイアスでは、バイアス力はばね
によつてレーザー本体に与えられ、この本体の機械的な
慣性により、本体がばね上で振動する。

フアラデー・セル・デイザリング・バイアスでは、バイ
アス力は磁場によつてレーザービームに与えられ、変化
することになつている磁場の慣性あるいは抵抗は機械的
本体の慣性と同等である。

機械的な実施例のための駆動機能は本体に加えられるト
ルクが果す。このトルクは本体と支持構造の間に直接加
えてもよいし、また、支持ばねを介して加えてもよい。
このトルクが急激に変化することもあるが、レーザー本
体の角速度は本体の慣性およびばねのばね定数により一
層ゆつくりと変化する。

フアラデー・セルの実施例のための駆動機能はフアラデ
ー・セル・コイルに加えられる電圧が行う。この電圧は
急激に変化することがあるが、磁場およびコイル電流は
回路の磁気抵抗・インダクタンス時定数によつてもつと
ゆつくりと変化する。

以下、本発明を機械的な実施例について説明するが、同
等のフアラデー・セル構造についてもおりおり述べるこ
とにする。

前記米国特許第3,373,650号に大雑把に説明されている
ように、この装置では、２本の単色光のビームが互いに
反対の方向に閉じたループ経路に沿つて発生し、これら
のビーム間の振動数差をビームの回転の１つの測定値と
して決定している。２本の光ビームのロツクインを防ぐ
装置は異なつた振動数で光ビームをバイアスさせる手段
と、このバイアス力を周期的に逆転させる手段とを包含
する。

リングレーザー角回転センサを振動あるいはデイザリン
グさせるに必要なエネルギ量を最小限に抑えるには、ば
ね構造上に角回転センサ本体を装着し、角回転センサ質
量およびばね構造の固有振動数でセンサ軸線まわりに本
体およびばね構造デイザリングあるいは振動させるのが
好ましい。振動またはデイザリングの振幅はロツクイン
現象を抑えるために注意深く制御、モニタする。支持構
造に相対的なデイザリング角速度および角変位量は常に
モニタし、測定することができるから、これらの変数を
角回転センサの出力信号から抽出して、角回転センサの
センサ軸線まわりの角回転センサ・支持構造の角速度お
よび角変位量に相当する信号を発生させることができ
る。

センサ軸線まわりのレーザー角回転センサのデイザリン
グを一定の大きさにするのは全体としてはロツクイン・
エラーを排除するには不適当であることがわかつた。ま
ず、デイザ駆動増幅器の振幅にランザム信号を重ねると
よいことがわかつた。しかしながら、このようなランダ
ム信号を使用するとかなりのエラーが発生することもわ
かつた。

角回転センサを装着する構造の１つとして、ジンバル・
システムに取付けるものがある。代表的には、角回転セ
ンサのセンサ軸線は慣性空間あるいに地表座標に対して
固定保持される。

また別の機構としては、角回転センサを移動物体に搭載
するものがある。その結果、角回転センサのセンサ軸線
は航空機上の一組の直交軸線と整合する。それで、移動
物体上には加速度計も設置されている。コンピユータが
移動物体座標の情報を連続的に所望の航法座標に変換す
る。この機構はストラツプド・ダウン機構と呼ばれてい
る。ストラツプド・ダウン機構では、移動物体と機器と
の間に緩衝台を持つのが普通である。

リングレーザー角回転センサの目盛係数精度や入力範囲
のために、回転ロータ・ジヤイロよりもストラツプド・
ダウン・システムが適している。リングレーザー角回転
センサの目盛係数精度は、普通、回転ロータ・ジヤイロ
よりも５倍から10倍の精度である。

２以上のリングレーザー角回転センサがストラツプド・
ダウンれるときには、移動物体に相対的に低域緩衝台に
よつて支持されたプラツトホームまたは取付構造上に角
回転センサを支えるのが普通である。同じプラツトホー
ムあるいは取付構造に連結した２以上のリングレーザー
回転センサの機械的な質量・ばねの組合わせの固有振動
数が同じである場合、１つの質量・ばね組合わせ体の振
動は別の質量・ばねの組合わせに振動を生じさせること
がある。プラツトホームあるいは取付構造上の角回転セ
ンサ（普通は３つ）の質量・ばねの組合わせ間の機械的
な相互作用は複雑な角運動（角回転センサデイザ振動数
の合計および差の関数である）を生じさせる。２以上の
角回転センサの振動数が同じあるいは互いに接近してい
る場合、プラツトホームまたは取付構造の１つの軸線あ
るいはすべての軸線のまわりにコーニング運動すなわち
スコースビ運動（Scorsby motion）が生じる可能性があ
る。質量・ばねの組合わせの間のこの励振作用あるいは
結合作用を抑えるべく、普通は、角回転センサの質量・
ばねの組合わせが異なつた固有振動数を持つようにす
る。もつと大きいこともあるかも知れないが、通常は、
レーザー角回転センサの質量・ばね組合わせの固有振動
数の差は５ないし10ヘルツのオーダである。代表的なリ
ングレーザー質量・ばね系の３デシベル帯域幅は５ヘル
ツのオーダにある。

機械的デイザリング・システムでは、支持プラツトホー
ムまたは取付構造のコーニング運動は、１つの質量・ば
ね系からそれ自体あるいは別の質量・ばね系へ支持体あ
るいはプラツトホームを介して反動トルクがあるために
生じる。入力コーニング運動は角回転センサ・感知コー
ニング率を発生する。或る質量・ばね系が別の機械的な
質量・ばね組合わせの固有振動数の３デシベル帯域幅内
にある固有振動数を持つときコーニング運動は通常大き
くなるが、これらの固有振動数が数帯域幅分だけ異なる
場合、許容できないほどのコーリング・エラーが存在す
ることがある。リングレーザー角回転センサ相互取付の
向きと無関係に任意の、あるいはすべての軸線まわりに
コーニング運動が誘起される可能性があることに注目さ
れたい。

フアラデー・セル・デイザリング・システムでは、支持
プラツトホームあるいは取付構造のコーニング運動は、
種々のリングレーザーのフアラデー・セル間に磁気結合
があるために生じる。従来は、複数（通常３つ）のリン
グレーザー回転センサのデイザリング振動数を分離して
センサの帯域幅がオーバーラツプしないようにすること
が望ましいと思われていた。

以下の例はコーニング・エラーをさらに説明するための
ものである。右手直交座標系が赤道上のゼロ経線のとこ
ろに位置し、ｘ線が東を指し、ｙ軸がゼロ経線に沿つて
北を指し、ｚ軸が垂直方向となつているとする。

以下に述べる運動では、ｚ軸は垂直状態を維持し、ｚ軸
まわりのx,y座標の角速度はゼロに保たれる。

この座標系は東経90度に動かされる。ｘ軸はなお東を指
し、ｙ軸は東経90度で北を指している。

次に、座標系を北緯90度に動かす。ｘ、ｙ軸は共に南を
指すことになる。ｘ軸は180度経線に沿つており、ｙ軸
は西経90度に沿つている。

次に座標系をゼロ経線に沿つてその出発点まで南に動か
す。ここで、ｘ軸はゼロ経線に沿つて北を指し、ｙ軸線
は西を指す。

この見掛け上の方向変換は歳差角と呼ばれる。方向変換
が90度であることに注意されたい。それは偶然の一致で
はない。球面上のいかなる移動物体の軌道でも、歳差方
位角変化は軌道の囲む面積対球面の面積の比に等しい。
特に航空機が待機経路に沿つて旋回を続けている場合、
歳差方位角は一定の率で変化し、この率は待機経路の囲
む面積と完全な経路軌道が形成される率とによつて決定
される。

３つの角回転センサがプラツトホームまたは取付構造上
に設置してあり、各角回転センサが直交座標軸の１つの
軸まわりの角速度を測定する系について論議している
が、この考えは角速度座標がコンピュータ記憶装置で計
算され、記憶されるストラツプド・ダウン・システムで
もあてはまる。

ここでは、ストラツプド・ダウン・システムを考える。
x,y,zの各軸は移動物体に対して角度的に固定されてい
る。この固定は低域緩衝台を介して行つてもよい。さら
に、角回転センサのプラツトホームまたは取付構造に弾
力性があるため、角回転センサは剛さの非常に大きいば
ねによつて相互に取付けてあるものと考えてもよい。プ
ラツトホーム上に装着した３つの角回転センサのそれぞ
れのデイザ振動はその或る部分をプラツトホームへ、そ
れ故、他の角回転センサに伝える。機械的な実施例で
は、結合が機械的であり、支持構造を介してなされる。
フアラデー・セルの実施例では、結合は磁気で行う。

１つの例として、x,yの両軸まわりの角運動の大きさお
よびシヌソイドが等しいが、これらのシヌソイドが90度
位相ずれしていると仮定する。ｘ軸,y軸はそれぞれ８の
字運動を行う。ｚ軸は半径ｒの円を描く。ここで、ｒは
x,y両軸まわりに与えられるシヌソイドの大きさ（ラジ
アル）である。

フアラデー・セル実施例では、軸の向きがやや異なるこ
とになるが、原理は同じである。

数値例を挙げるならば、次のように仮定する。

縦揺れ、横揺れの軸まわりの振動の振幅はプラスマイナ
ス0.01ラジアル（0.573度）である。それ故、円の面積
は dA＝（3.14159）（0.01）（0.01）＝0.000314159であ
る。

振動の周期（dt）が0.0025秒である場合、ｚ軸まわりの
検出角速度は dA/dt＝0.125836ラジアン（6.68度）／秒である。これ
は平均方位変化がゼロであつても変らない。

上記の例は、或る物体が直交軸線まわりにシヌソイド振
動を行い、この振動が90度の位相ずれを有し、物体の固
定ｚ軸が円錐形を描く純粋な「コーニング」を示してい
る。このｚ軸コーニング率が存在する場合、ｘ軸,y軸に
与えられる運動はシヌソイドである必要もなければ、こ
れらの信号間の時間関係が一定である必要もない。上記
の例におけるように、或る軸（ここでは「ｚ」とする）
が或る単位球面上の閉じた経路をたどることだけが必要
である。もし異なつた軸間の位相関係がランダムなら
ば、「酔歩」のときのように正の面積が負の面積を相殺
するが、角変化は時間の平方根の率でなお続くことにな
る。運動がランダムであつても、位相角は位相ずれのま
ま相互に関連し、一方向における平均ドリフトを生じさ
せる。

フアラデー・セル実施例では、上記例は、３つの磁場が
結合する状態に相当することになる。これらの磁場のシ
ヌソイド振動は位相がずれており、別のリングレーザー
角回転センサ（その検出軸線が支持構造上で異なつた方
向に向いており、通常直交している）のフアラデー・セ
ルにつながる。

本発明の装置は機械的なデイザのための一次デイザ駆動
振動数のみを使用することを目的としている。このデイ
ザ駆動振動数はそれに組合わされた質量・ばね系の固有
振動数に対して直接サーボ制御される。このデイザ駆動
機能を制御する方法および手段はレーザービームのロツ
クイン問題についての解答を与え、かつまた、コーニン
グ・エラーの原因となる角回転センサ相互結合を防ぐ。

リングレーザー角回転センサの大量生産を容易にするた
めに、リングレーザー・ジヤイロの質量・ばね組合わせ
およびそれらの支持ばね組合わせの機械的固有振動数を
ほぼ等しくすることが望ましい。さらに、フアラデー・
セル実施例では磁気コイルおよび駆動装置をほぼ同一と
し、それらを同じ振動数で駆動することが望ましい。エ
ネルギ保存のために、フアラデー・セル内の電流を同調
させることが望ましく、同一のコイルおよびそれに組合
わせたコンデンサを大量生産することが好ましい。

ロツクイン現象の抑制機械的なデイザリングの実施例本発明では、質量・ばね組合わせの固有振動数に近いデ
イザ駆動機能トルク付与振動数を適用することを意図し
ている。好ましい実施例では、付与したトルクの振動数
は質量・ばね組合わせの3db通過帯域内にある。

レーザー本体とそれの支持対との間に角加速度または角
速度または角変位量を感知するセンサを設けてデイザを
感知するのに使用できる。角加速度が感知される場合に
は、その信号が積分されて角速度信号を発生させ、それ
から再度積分されて角変位量信号を発生させることがで
きる。角速度が感知される場合には、角速度信号が積分
されて角変位量信号を発生させることができる。同様に
して、角変位量を微分して角速度信号や角加速信号を発
生させることができる。角速度信号を微分して角加速度
信号を発生させることもできる。

角加速度、角速度および角変位量の信号はシヌソイドが
普通であり、それらのピーク振幅を本発明で使用するた
めに測定する。機械的にデイザリングされるリングレー
ザー本体のための駆動回路のデイジタル実施例では、信
号は、ばね支持式リングレーザーの固有質量・ばね振動
周期よりも非常に短い時間間隔でサンプリングされる。
そして、サンプルの絶対値が平均化されてピーク振幅の
平均に比例する測定値を得る。角加速度、角速度、角変
位量からなるクラスから選定した変数のピーク振幅が所
定値まで減衰したとき、駆動トルクが質量・ばね組合わ
せに加えられる。加算されたサンプルの合計が十分に増
加したとき、駆動トルクが除かれ、質量・ばね組合わせ
がその固有振動数で惰走、すなわち振動させられると共
に所定値までゆつくりと減衰し、そこで再び駆動トルク
が加えられる。

フアラデー・セル・デイザリングの実施例フアラデー・セル実施例では、駆動電圧がオン、オフさ
れる。同調回路の場合、フアラデー・コイル内の電流を
測定することができ、この電流が所定の大きさより低く
なつたとき駆動バイアス電圧がオンとされ、電流が所定
の大きさを越えたときにオンにもどされる。それ故、デ
イザリング電流および磁場は上下に振動し、各RSのロツ
クイン帯域が減じられる。

コーニング現象の抑制機械的デイザリングの実施例センサ軸線が直交している３つのリングレーザー角回転
センサを組合わせた３つの質量・ばね組合わせの固有振
動数が互いに非常に接近しているときにコーニング現象
が生じる。これらの固有振動数が互いの3db帯域幅内に
ある場合には確実にコーニング現象が生じ、固有振動数
が互いの２または３帯域幅内にある場合にはコーニング
現象が生じる程度は少なくなる。コーニング現象を回避
するべく、本発明では、デイザ駆動トルクを振動数変調
あるいは位相変調することを考えている。駆動振動数
は、機械的に駆動されるリングレーザーのデイザのため
の質量・ばね組合わせの固有振動数に対してサーボ制御
されるのが好ましい。変調信号の大きさは、対応した質
量・ばね構造の固有振動数の３デシベル帯域幅内で駆動
振動数がそれ自体を横切つて揺動され続けるように選定
される。

変調信号は、シヌソイド、トラペゾイド、ステツプ、パ
ルス、方形波、のこ刃、最大長二進シーケンスその他の
任意の、好ましくは決定論的な時間関数のどれであつて
もよい。

好ましい関数の１つは最大長シフトレジスタ発振器で得
られる。15ビツトのこのようなシフトレジスタは約3200
0の数値組合わせを生じる。たとえば、変調振幅として
毎秒16個の数値を選定した場合、33 2/3分を採用して全
部で32000個の数値を使用することになる。しかしなが
ら、レジスタの全ビツト位置を使用する必要がないこと
はわかつている。たとえば、15ビツトのレジスタから５
ビツトの位置を選んでも、まだなお、機器または系の時
定数に比べて長い時間にわたつて反復のない一連の数値
を得ることができる。選んだ５つのビツトに基づくこの
番号を変調信号として使用する。

フアラデー・セル実施例フアラデー・セル・デイザリング実施例では、３つの同
一振動数のリングレーザー角回転センサの磁気結合によ
つて生じるコーニング現象を回避することが望まれる。
駆動バイアス電圧の各々は周波数変調あるいは位相変調
してもよい。駆動バイアス電圧は同調フアラデー・コイ
ルの固有振動数を横切つて周波数変調すると好ましい。

したがつて、本発明の目的はリングレーザー角回転セン
サのロツクインを最小限に抑えることになる。

本発明の別の目的は複数のリングレーザー角回転センサ
を支持する支持構造のコーニングを最小限に抑えること
にある。

その他の目的は添付図面と一緒に以下の説明を参照する
ことによつて明らかとなろう。

第１、２図は代表的なリングレーザー角回転センサ10の
側面図、平面図である。これらの図は多くの構造的な詳
細を省略した概略図である。

レーザー本体12が支持体20に対して片持ちばね14、16、
18によつて支持されており、センサ軸線22のまわりに振
動あるいにデイザリングできるようになつている。これ
らのばねは線形ばねであるとよいが、非線形であつても
よい。各ばね14、16、18には、一対の圧電ウエフアー14
A、14B、16A、16B、18A、18Bが取付けてある。これのウ
エフアーは代表的にはばねの両面に接着してある。ウエ
フアーは導線24、25、26、27、28、29を介して接続さ
れ、トルク付与電圧によつて駆動されてばね14、16、18
を撓ませ、本体12に支持体20に相対的なトルクを与え
る。あるいに、他の公知のトルク付与手段（図示せず）
によつてレーザー本体12と支持体20の間に直接トルクを
与えてもよい。

代表的なリングレーザー角回転センサばね構造が、たと
えば、Litton Systems Inc.に譲渡された次の米国特許
に教示、示唆されている。

1981年３月23日にFred McNairに許された第4,321,557号 1982年２月２日にThomas WingとLloyd M.Cermainに許さ
れた第4,312,174号 1982年１月５日にFred McNairに許された第4,309,107号 1978年９月19日にThomas J.HutchingsとVirgil E.Sande
rsに許された第4,115,004号コーナーミラー30がレーザー光を本体12内のチャンネル
（図示せず）の閉じた経路に沿つて案内する。代表的に
は、ミラーの１つは部分透過性であり、ホトセンサ31が
光を集めてレーザー10のセンサ軸線22まわりの角速度に
相当する周波数の信号を発生する。チャンネル（図示せ
ず）内には、ヘリウム・ネオン混合物のようなレーザー
ガスが入れてあり、このガスはカソード32とアノード34
に接続した電圧源（図示せず）からの電圧によつて励起
される。

磁気率センサ36のような角度ピツクオフが本体12の支持
体20に相対的な瞬間角速度に相当する信号を発生する。
このセンサ36は他の任意の形式の角速度センサ、角加速
度センサ、角変位量センサであつてもよい。これらのセ
ンサはこの分野では公知であり、本体12と支持体20の間
の角加速度、角速度、角変位量の信号を発生することが
できるものである。磁気センサがその一例である。

代表的には、支持体20は、慣性空間あるいは地表面に対
する方向を維持する安定したプラツトホームであり得
る。また、第５図に概略的に示すようなストラツプド・
ダウン・システムであつてもよい。

リングレーザー角回転センサの本質は、ミラーからミラ
ー30へ同じ閉じた経路に沿つて左右両方向に循環する２
つのレーザー光波が経路の回転時に非相互位相シフトを
行うことにある。経路がレーザー共鳴キヤビテイである
から、各波の振動数は非常に正確に決定され、振動数シ
フトは光電検出器またはホトセンサ31のところで２つの
波を随時干渉させることによつて検出できる。２つの振
動数は共通のホトセンサ31でヘテロダイン作用を受け、
うなり信号を発生する。この信号の振動数はセンサ軸線
22まわりのリングレーザー角回転センサ20の角回転速度
に正比例する。単一の非バイアスリングレーザーの角回
転速度が或る最低値まで減少したとき、互いに反対向き
の光波の時計、反時計モードの間で分割された振動数が
減少し、その結果、別々の振動はもはや維持されなくな
る。互いに反対向きの光のモードは同じ振動数でロツク
する。振動数ロツクの現象は「ロツクイン」と呼ばれ
る。このロツクインは、主として後方散乱によつて生じ
る。この後方散乱というのは、光波がリングレーザー本
体を形成している閉経路内で種々のミラーで反射された
ときに生じる。

機械的な実施例では、ロツクインによるエラーを抑える
ために、リングレーザー角回転センサ本体12は支持体ま
たは移動物体20に相対的に振動またはデイザリングさせ
られる。ホトセンサ31の側度出力部は本体12と支持体20
の間の角速度の一成分を含む。センサ36からの信号を次
にホトセンサ31の信号から引き、リングレーザー角回転
センサ10のセンサ軸線まわりの支持体または移動物体20
の角速度の真の値である信号を発生させる。

代表的には、デイザ振動はシヌソイドであり、従来技術
では、DZが十分なシヌソイド・エネルギを連続的に圧電
その他のトルカーに送つて振動を維持する。圧電その他
のトルカーに送られた信号はシヌソイドまたは方形波
を、おそらくは、二次デイザ波形に重ね合わせたもので
あつて、振幅エンベロープ変調を行うことがある。好ま
しくは、本体12の質量とばね14、16、18のばね定数は非
常に高いＱである。すなわち、それらの帯域幅は非常に
狭い。トルクがばねを介して（たとえば、図示の圧電ト
ルカー14A、14B、16A、16B、18A、18Bによつて）与えら
れたとき、本体12へ加えられたデイザリングされたバイ
アスは、加えられたトルクがシヌソイドでなくても、ほ
ぼシヌソイドとなる。

第10図に示すフアラデー・セル・デイザリング概念で
は、或る固有振動数を持つ並列コイル・キヤパシタンス
のいわゆる「タンク」回路を使用する。これは高いＱの
回路であると好ましい。バイアス回路の駆動関数はシヌ
ソイドである必要はない。

第10図において、リングレーザー本体は100で示してあ
る。コイル108がリングレーザー経路102の一部を囲んで
いる。４分の１波長プレート104、106がコイル108内で
フアラデー部分と組合わせてある。キヤパシタンス110
がコイル108と並列に接続してあつて並列同調回路すな
わちタンク回路を形成している。抵抗器112の値は非常
に小さく、これは感知用抵抗器として使用され、コイル
108を通る電流に比例する導線109、111横切る信号を発
生する。バイアス・ドライバ114がこの電流を駆動し、
したがつて、この電流によつてフアラデー部内に発生し
た磁場を駆動する。

第10図に示す実施例は並列同調回路を示すが、直列同調
回路を電圧ドライバの代りの或る電流と一緒に用いても
よい。適切なドライバを「バイアス・ドライバ」114と
呼ぶ。

第３図及び第４図に示す装置は、トルカー14A、14B、16
A、16B、18A、18Bまたはバイアス・ドライバ114にDZ50
から信号を間欠的に付与するものである。第３図はデイ
ジタル技術を使用し、第４図はアナログ技術を使用して
いる。

第３図、第４図、第６図、第７図はレーザー本体12と支
持体20の間の角速度および角変位量に相当する信号を発
生する１つの手段37を示す。ピツクオフ36は本体12と支
持体20の間の角速度の１つの値を発生する。この信号は
分離増幅器44の出力部で測定され得る。角速度信号は積
分器46によつて積分され、本体12と支持体20の間の角変
位量に相当する信号を発生する。

第８図はレーザー本体12と支持体20の間の角加速度、角
速度、角変位量に相当する信号を発生する手段37Aを示
す。ピツクオフ36Aは本体12と支持体20の間の角速度に
相当する信号を発生する。この信号は分離増幅器44Aの
出力部39Aで測定され得る。角加速度信号は積分器46Aに
よつて積分され、本体12と支持体20の間の角速度に相当
する信号を出力部45Aで発生する。この角速度信号は積
分器49において積分され、その出力部47Aのところに、
本体12と支持体20の間の角変位量に相当する信号を発生
する。

第９図は本体12と支持体20の間の角変位量に相当する信
号を発生する手段37Bを示している。ピツクオフ36Bは本
体12と支持体20の間の角変位量に相当する信号を発生す
る。この信号は分離送付茎44Bの出力部47Bのところで測
定され得る。

第３図及び第４図の装置はデイザの大きさに応答してバ
イアス・ドライバをオン、オフする。機械的実施例で
は、トルク・ドライバ14A、14B、16A、16B、18A、18Bは
デイザ変位量の大きさに応答してオン、オフされる。第
10図のフアラデー・セル実施例では、バイアス・ドライ
バ114は、導線109,111を前後の電圧によつて明示される
ようなコイル108内のバイアス作用電流の大きさに応答
してオン、オフされる。

本発明の他の機械的実施例における第３、４図の装置は
デイザ角速度または角加速度の大きさに応答してバイア
ス・ドライバをオン、オフさせることを強調したい。た
とえば、角速度信号は増幅器44の出力部または積分器46
Aの出力部45Aのところで得られる。たとえば、角加速度
信号は増幅器44Aの出力部39Aで得られる。

フアラデー・セル実施例は導線109、111間の電圧の時間
導関数の大きさに応答して切換えられるバイアス・ドラ
イバ114を持つてもよい。この時間導関数信号は従来周
知の形式の微分器（図示せず）によつて得ることができ
る。

第３図の装置では、サンプリング回路48が、質量・ばね
系12、13・16、18の固有振動数よりもかなり大きいサン
プリング速度で積分器46の出力部において角変位量信号
をサンプリングする。フアラデー・セル実施例では、こ
のサンプリング作業は、コンデンサ110と誘導子108の共
鳴振動数よりもかなり大きいサンプリング速度で行われ
得る。代表的には、サンプリング速度は上記の固有振動
数の５倍ないしそれ以上のオーダにある。所定回数のサ
ンプリング、通常はデイザ振動の数サイクルの後、サン
プリングされた絶対値は加算器54で加算されて、サンプ
リングされた変数（ここでは、角変位量であるが、本発
明の他の実施例についての他のサンプリング値について
は先の説明を参照されたい）のピーク値に対応する信号
を発生する。たとえば、デイザ振動数は400Hzであつて
もよく、サンプリング振動数は毎秒あたり2048個のサン
プルであつてもよいし、これらのサンプルを32個（本体
12およびばね14、16、18の固有振動数の６サイクルをや
や越える）合計してもよい。サンプリングと固有振動数
は同期していないので、たとえ本体12の振動が一定の振
幅であつても全体的にやや変化すると思われる。加算器
54の出力部における合計値はサンプリングされたシヌソ
イド信号の絶対値の平均値の１つである。この合計量は
減算器56に送られ、合計値が所定の一定の指令信号から
引かれ、この差を表わす信号がエラー信号Ｅとされる。
このＥがゼロより小さいときには、論理回路58がスイツ
チ・アクチユエータ60に「スイツチ閉」指令を送り、Ｅ
がゼロより大きいかあるいはゼロである場合には「スイ
ツチ開」指令を送る。

カウンタ62は、スイツチ64がスイツチ・アクチユエータ
60によつて閉ざされたときにはいつでも、DZ50を介して
圧電その他のトルカー14A、14B、16A、16B、18A、18Bに
対する駆動信号を発生する。

フアラデー・セル実施例では、カウンタ62からの信号は
バイアス・ドライバ114に送られる。

第４図のアナログ回路では、積分器46の出力部のシヌソ
イド信号は復調器兼フイルタ70によつて復調され、瀘波
されて、積分器46の出力部におけるデイザ信号のエンベ
ロープの大きさに比例する信号を発生する。

ここで、角速度信号あるいは角加速度信号を他の機械的
実施例でも復調器兼フイルタ70で受け取つてもよいこと
を再び強調したい。

フアラデー・セル実施例では、電流は導線109、111でサ
ンプリングされ得る。あるいは、導線109、111上の信号
を図示していない手段によつて微分して復調器兼フイル
タ70に送られる信号を発生させてもよい。

復調器兼フィルタ70の出力部の振幅信号は信号比較器72
によつて所定の振幅信号と比較され、この比較器の出力
信号に応答してスイツチ60が開閉する。復調器兼フィル
タ70の出力が所定の振幅値よりも大きくなつたとき、比
較器72の出力はアクチユエータ60にスイツチ46を開かせ
るようにセツトされる。復調器兼フイルタ70の出力が所
定の振幅値よりも小さくなつた場合には、比較器72の出
力はアクチユエータ60にスイツチ64を閉ざさせるように
セツトされる。スイツチ64が閉じたとき、オシレータ、
たとえば、電圧制御式オシレータ74の出力が電力増幅器
50を介して接続され、機械式実施例の場合には圧電トル
カー14A、14B、16A、16B、18A、18Bを駆動するようにで
きる。

フアラデー・セル実施例では、電力増幅器50の出力はバ
イアス・ドライバ114を駆動する。

作動にあたつて、加算器54の出力部のところの振幅ある
いは復調器兼フイルタ70の出力部のところのエンベロー
プ電圧の大きさのいずれかによつて示すように、デイザ
変位量、速度または角加速度の大きさ（機械的実施例の
場合）あるいはコイル108の電流またはその導関数の大
きさ（フアラデー・セル実施例の場合）が検出されたと
き、駆動電力増幅器50がエネルギを送る。サンプリング
されたデイザ変数の大きさが減算器56または比較器72に
よつて再度計算されたとき、この大きさが所定値より上
であるならば、駆動電力増幅器50はトルカーへエネルギ
を送るのを止める。

第３図の実施例において電力増幅器50のオン、オフを行
うのには所定値がただ１つあればよいことに注目された
い。第４図のアナログ実施例では、信号が連続的にサン
プリングされるので、２つの所定値、電力増幅器50をオ
ンするためのものとそれをオフするためのものとを必要
とする。

ここで、３つのリングレーザー角回転センサ10X、10Y、
10Zを有し、それぞれのセンサ軸線22X、22Y、22Zが直交
している第５図の構造を考える。

機械的実施例では、リングレーザー角回転センサはそれ
ぞれプラツトホーム20Aに対してセンサ軸線まわりにば
ねセツト上で小さく角デイザ回転できるように懸架され
ている。

フアラデー・セル実施例では、これらのリングレーザー
角回転センサはプラツトホーム20Aに簡単に取付けられ
ているだけである。

プラツトホーム20Aはジンバル式でも非ジンバル式でも
よく、支持構造あるいは移動物体に対して全体的に110
で示す緩衝台やダンパ上に懸架されてもよい。あるい
は、プラツトホーム20Aを支持構造または移動物体20Bに
固着してもよい。ここで「固着」のいう用語を用いた
が、これは相対的なものであつて、あらゆる材料には或
る程度の弾性があるということは注意されたい。

リングレーザー角回転センサ10X、10Y、10Zの各々は同
一の回路で駆動される。

機械的実施例では、３つのリングレーザー角回転センサ
の質量・ばね系の固有振動数がかなり異なることがある
が、第６図、第７図の回路はこのような固有振動数が同
一あるいは同一である場合について本発明の部分として
考える。質量・ばね系が厳重に緩衝されておらず、共鳴
ピークが非常の鮮明となることに注目されたい。１つの
リングレーザー角回転センサの固有振動数でのデイザ振
動はプラツトホーム20A、そして、おそらくはプラツト
ホーム20Bを介してエネルギを他方のリングレーザー角
回転センサに送る。固有振動数が接近していればそれだ
け、このように送られたエネルギによる影響が大きくな
る。多くの場合、接近した固有振動数を持つこれらのリ
ングレーザー角回転センサは、共に一定の位相関係をも
つて同じ振動数で振動させられる程度まで協働する。一
定位相関係での同じ振動数の振動はこれらの２つのリン
グレーザー角回転センサの共通の振動数で第３のリング
レーザー角回転センサにコーニング運動を発生させる可
能性がある。

フアラデー・セル実施例では、リングレーザー角回転セ
ンサ100の磁場間の協働作用はそれらの出力部にコーニ
ングを生じさせ、対応するコンピユータがあたかも機械
的なコーニングが実際に起きているかのように信号を発
生することになる。コーニング運動についての以下の説
明において、その意味するものは、フアラデー・セル実
施例に関するかぎり、航法コンピユータ内のこのような
運動と同じものである。

このような高い振動数のコーニング運動は対応したコン
ピユータでは適切に補正され得ないコーニング率を発生
する。代表的な誘導システムと共に使用されるコンピユ
ータはこれらの高振動数コーニング協働作用について完
全な補正を行えるほど精密でもなければ高速でもない。
さらに、リングレーザー出力部での量子化エラーあるい
は分解能エラーまたは両方は許容範囲を越えた高さであ
り、その結果、リングレーザー角回転センサが精密に反
応せず、コーニング率のコンピユータ・エラーを無視し
得るほど低下させることがない。たとえリングレーザー
角回転センサが十分に精密で高速であつても、コーニン
グ・エラーの追跡を続け、これらのエラーを除去するに
はかなりの余計なコンピユータ能力を必要としよう。

駆動振動数が、位相スリツプあるいはシフトなしに、ほ
ぼ一定に留まるときコーニングが発生する。第６図、第
７図の装置は圧電トルカー14A、14B、16A、16B、18A、1
8Bまたはバイアス・ドライバ114に送られる駆動振動数
を振動数変調または位相変調させる。参照符号を見れ
ば、第６、７図の回路が第３、４、８図のそれぞれの回
路とどう適合するか明らかとなろう。第６図はデイジタ
ル技術を使用し、第７図はアナログ技術を使用してい
る。

先に進む前に、信号がシヌソイドであるために、角加速
度、角速度、角変位量間の関係が単なる位相シフトであ
ることを強調しておくことが重要であると考える。すな
わち、角変位量がサイン信号であるならば、角速度はこ
サイン信号であり、角加速度は負のサイン信号であり、
すべて同じ振動数である。もちろん、振幅は異なること
になる。同様に、コイル108内の電流がサイン関係であ
るならば、その導関数はこサインとなり、負のサイン関
数となる。したがつて、種々の導関数および積分信号が
一方向あるいは反対の方向における90度の公知位相シフ
トによつて、あるいは、シヌソイド信号の振幅のスケー
リングによつて概算され得る。また、たとえば、45での
出力信号を第６図、第７図で用いているが、要素37、37
A、37Bのその他の信号を対応する位相シフトおよびスケ
ーリングと一緒に使用してもよいことも明らかである。

第６図において、比較器120はバツフア増幅器44の出力
部におけるシヌソイド角速度信号を方形波に変換する。
角速度が正である場合、この比較器120は一定の正電圧
を送る。角速度が負であるとき、比較器120はゼロ電圧
を送る。比較器120の出力部はカウンタ122の「スター
ト」端子に接続してある。駆動振動数カウンタ62の出力
部がカウンタ122の「ストツプ」端子に接続してある。
第６図のドライバ振動数制御の重要な目的の１つは、ド
ライバ振動数カウンタ62をデイザばね機構の共鳴振動数
について確実に作動させることにある。２つの振動数が
同期したとき、カウンタ122はゼロ出力を持つ。カウン
タ122の出力はデイザ・ドライブとリングレーザー角回
転センサ相対位置の間の位相差を表わす。カウンタ122
の出力部は加算器124を介してドライバ振動数カウンタ6
2の振動数を制御するように接続してある。信号発生器1
26がないならば、ドライバ振動数カウンタ62によつて送
られる信号は構造20に相対的にレーザー本体12の振動数
に対してサーボ制御されるが、あるいは、フアラデー・
セル実施例では、コイル108の電流に対してサーボ制御
されることになる。

変調用信号が信号発生器126から加算器124へ送られる。
これらの変調用信号は振動数変調あるいは位相変調いず
れかのための信号である。便宜上両方を示す。SH126は
カウンタ62の振動数を増減させる。振動数の変化量はリ
ングレーザー角回転センサの質量・ばね系の通過帯域内
あるいはコイル108およびコンデンサ110の範囲内にある
と好ましい。効果はないけれども、おそらく２つまたは
３つの3db帯域幅について有効であるならば、エネルギ
は通過帯域の外にある。ドライバ振動数発生器62は決し
て停止せず、カウンタ122は単に位相を調節するだけで
ある。公称３デシベル帯域幅内の振動数であれば、カウ
ンタ122のオン・オフ制御はほとんど振動数制御に影響
しない。

カウンタ62を制御してデイザばねの共鳴振動数をたどる
ための別の実施例（図示せず）は第６図のものと同一で
あるが、ただし、ストツプ信号はカウンタ122に与えら
れない。カウンタ122は、スイツチ64が開いているとき
のみ所定の期間にわたつて周期的にカウントを行い、或
る数を積分器兼加算器124に送る。この数はデイザばね
・質量組合わせの共鳴振動数となる。比較器120からの
信号は要素124へ送られ、位相シフトと同期してカウン
タ62の位相が余計にシフトするのを防ぎ、駆動信号にデ
イザを減衰させ、増大させることはない。発生器126か
らの二次信号は第６図の機構と同様に送られる。

駆動信号の振動数の変化により、リングレーザー角回転
センサ10X、10Y、10Zが一定の回転方向でコーニングを
完了するのが防止される。

信号発生器126からの信号は多くの確定波形のものであ
り得る。たとえば、シヌソイド、トラペゾイド、のこ
刃、ステツプ、パルス、最大長二進シーケンスがある。
この確定的なる意味は、波形が完全に決定され、予言で
きるということである。

特に、最大長二進シーケンスの一部を使用すると便利で
あるが、ここではこれを「部分最大長二進シーケンス」
と呼ぶ。最大長二進シーケンスは最大長シフトレジスタ
によつて発生させられる。たとえば、15ビツトのシフト
レジスタであれば、32000の数字組合わせを発生する。
最大長二進シーケンス全体を使用して変調信号を発生さ
せ得るが、シフトレジスタ全体よりも少ない数を選んで
も変調信号に加える、あるいはそこから引く数を表わす
部分最大長二進シーケンスを得ることはできる。信号発
生器126は、普通、非常に遅いクロツク率で部分長シー
ケンスを発生する。たとえば、毎秒16のクロツク率を15
ビツトのレジスタに応用した場合、このレジスタの15ビ
ツト位置のうちほんの５ビツト位置を使用しても、満足
できる部分最大長二進シーケンスを発生する。

第７図にはアナログ回路が示してある。ピツクオフ35は
バツフア増幅器44を介して比較器160に角速度信号を送
り、この比較器は角速度振動数と同じ振動数で方形波信
号を発生する。先に述べたように、比較器160に送られ
る信号は、速度信号の積分値あるいは微分値であつても
よい。

フアラデー・セル実施例では、導線109、111からの信号
あるいはそれの積分値または微分値は比較器160へ送ら
れる。

オシレータ74、たとえば、電圧制御式オシレータが駆動
信号を発生し、これはスイツチ64および電圧増幅器50を
介して圧電トルカー14A、14B、16A、16B、18A、18Bまた
はバイアス・ドライバ114に送られる。オシレータ74の
出力は位相検出器162にも送られ、これは比較器160への
入力部の信号とオシレータ74の出力部の信号の位相差に
相当する差信号を発生する。位相差というのは、位相検
出器162への２つの入力信号の基本シヌソイド成分間の
位相差を意味する。位相検出器162の出力は積分器168に
よつて積分され、電圧制御式オシレータ74のための制御
電圧を発生し、その振動数に本体12またはコイル108の
固有振動数をたどらせる。２つの信号が信号発生器166
で発生する。１つの信号を位相変調のために164のとこ
ろで積分器168の入力部に加えてもよいし、170のところ
で積分器168の出力部に加えてオシレータ74の振動数を
変調してもよい。変調信号は振動数変調でもよいし位相
変調信号でもよい。便宜上両方を示す。振動数変動量は
リングレーザー角回転センサの質量・ばね系あるいはコ
イル108およびコンデンサ110の通過帯域内にあると好ま
しい。通過帯域の外側でのエネルギの付与は効果的でな
い。しかしながら、おそらく２つまたは３つの3db帯域
幅の場合には通過帯域の外側でも有効である。

機械的実施例の場合、駆動信号の周波数の変化はリング
レーザー角回転センサ10a、10b、10cが一方向における
コーニングを完了するのを防ぐ。フアラデー・セル実施
例では、あたかもこれら３つのリングレーザー角回転セ
ンサが機械的にコーニングを行つているかのように見せ
る対応するコンピユータ内の信号の発生を防ぐ。

信号発生器166からの信号は任意の確定的な波形のもの
でよい。たとえば、シヌソイド、トラペゾイド、のこぎ
り歯、最大長二進シーケンス、部分最大長二進シーケン
スがある。ここで、確定的なる用語は波形が完全に決定
され、予言できることを意味する。

こうして、本発明の装置は、デイザ振幅を増幅させるこ
とによつて、リングレーザーにおけるカウンタ・伝幡レ
ーザビームのロツクインから生じる問題を排除する。デ
イザ駆動信号を振動数または位相変調することによつ
て、３つのリングレーザー角回転センサを直交配置した
場合、リングレーザー角回転センサ組立体のコーニング
が防止される。

本発明を詳しく説明してきたが、発明をこの説明に限定
するつもりはなく、添付特許請求の範囲との関わり合い
でのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は支持構造上に装着したリングレーザー角回転セ
ンサの概略側面図であり、第２図は第１図の２−２線に沿つたリングレーザー角回
転センサの図であり、第３図はデイジタル技術を用いた本発明のデイザ振幅制
御器のブロツクダイアグラムを示す図であり、第４図はアナログ技術を用いた本発明のデイザ振幅制御
器のブロツクダイアグラムを示す図であり、第５図は移動物体あるいは支持体の相対的に緩衝取付し
たプラツトホーム上に装着した、直交センサ軸線を有す
る３つのリングレーザー角回転センサを示す概略図であ
り、第６図はデイジタル技術を用いている、本発明によるデ
イザ・ドライブ振動数または移動制御器のブロツクダイ
アグラムを示す図であり、第７図はアナログ技術を用いている、本発明によるデイ
ザ・ドライブ振動数または移動制御器のブロツクダイア
グラムを示す図であり、第８図は本発明と共に用いるピツクオフ回路の第１実施
例を示す図であり、第９図は本発明と共に用いるピツクオフ回路の第２実施
例を示す図であり、第10図はフアラデー・セル・デイザ機構を持つリングレ
ーザー・ジヤイロの概略図である。〔主要部分の符号の説明〕 10……リングレーザー角回転センサ、 12……レーザー本体、14、16、18……ばね、 14A、14B、16A、16B、18A、18B……圧電ウエフアー、20
……支持体、 22……センサ軸線、 24、25、26、27、28、29……導線、 30……コーナーミラー、31……ホトセンサ、 36……磁気率センサ、44……分離増幅器、 46……積分器、50……電圧増幅器、 100……レーザー本体、108……コイル、 102……レーザー経路、 104、106……４分の１波長プレート、 110……キヤパシタンス、112……抵抗器、 109、111……導線、 114……バイアスドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−7179（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−17369（ＪＰ，Ａ) 米国特許4190364（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサ軸線を有し、質量体を有するレーザ
ー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持体
と、或るばね率を有し、前記支持体と前記本体の間にあ
って前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの振動
性運動を与えるように前記本体を支持する高いＱの機械
的共振構造を前記質量体と共に形成しているばね手段
と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの前記
リングレーザー本体の角度位置、角速度および角加速度
からなるクラスから選定した角度物理変数の１つを感知
し、少なくとも１つの物理変数信号を発生するピックオ
フ手段と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわり
に前記リングレーザー本体をディザリングさせる駆動手
段と、前記物理変数信号の所定の１つの信号の大きさが
所定の大きさより小さくなったときに前記駆動手段を接
続して前記リングレーザーを駆動させ、前記所定の物理
変数信号が第２の所定の大きさまで増大したとき前記駆
動手段を前記リングレーザーから分離する手段とから成
り、前記駆動装置が前記本体の前記質量体の固有振動数
および前記ばね手段のばね率についての所定の関数とし
て振動変調されることを特徴とする装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
て、前記所定関数がステップ関数であることを特徴とす
る装置。
【請求項３】センサ軸線を有し、質量体を有するレーザ
ー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持体
と、或るばね率を有し、前記支持体と前記本体の間にあ
って前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの振動
性運動を与えるように前記本体を支持する高いＱの機械
的共振構造を前記質量体と共に形成しているばね手段
と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの前記
リングレーザー本体の角度位置、角速度および角加速度
からなるクラスから選定した角度物理変数の１つを感知
し、少なくとも１つの物理変数信号を発生するピックオ
フ手段と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわり
に前記リングレーザー本体をディザリングさせる駆動手
段と、前記物理変数信号の所定の１つの信号の大きさが
所定の大きさより小さくなったときに前記駆動手段を接
続して前記リングレーザーを駆動させ、前記所定の物理
変数信号が第２の所定の大きさまで増大したとき前記駆
動手段を前記リングレーザーから分離する手段とから成
り、前記所定関数が部分最大長二進シーケンス関数であ
ることを特徴とする装置。
【請求項４】センサ軸線を有し、質量体を有するレーザ
ー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持体
と、或るばね率を有し、前記支持体と前記本体の間にあ
って前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの振動
性運動を与えるように前記本体を支持する高いＱの機械
的共振構造を前記質量体と共に形成しているばね手段
と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの前記
リングレーザー本体の角度位置、角速度および角加速度
からなるクラスから選定した角度物理変数の１つを感知
し、少なくとも１つの物理変数信号を発生するピックオ
フ手段と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわり
に前記リングレーザー本体をディザリングさせる駆動手
段と、前記物理変数信号の所定の１つの信号の大きさが
所定の大きさより小さくなったときに前記駆動手段を接
続して前記リングレーザーを駆動させ、前記所定の物理
変数信号が第２の所定の大きさまで増大したとき前記駆
動手段を前記リングレーザーから分離する手段とから成
り、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のため
の支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリ
ングレーザー回転センサとを包含し、これらの回転セン
サがそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めさ
れており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合
わせの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とす
る装置。
【請求項５】センサ軸線を有し、質量体を有するレーザ
ー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持体
と、或るばね率を有し、前記支持体と前記本体の間にあ
って前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの振動
性運動を与えるように前記本体を支持する高いＱの機械
的共振構造を前記質量体と共に形成しているばね手段
と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの前記
リングレーザー本体の角度位置、角速度および角加速度
からなるクラスから選定した角度物理変数の１つを感知
し、少なくとも１つの物理変数信号を発生するピックオ
フ手段と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわり
に前記リングレーザー本体をディザリングさせる駆動手
段と、前記物理変数信号の所定の１つの信号の大きさが
所定の大きさより小さくなったときに前記駆動手段を接
続して前記リングレーザーを駆動させ、前記所定の物理
変数信号が第２の所定の大きさまで増大したとき前記駆
動手段を前記リングレーザーから分離する手段とから成
り、前記駆動手段が前記本体の前記質量体の固有振動数
および前記ばね手段のばね率についての第２の所定関数
として位相変調されることを特徴とする装置。
【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数がステップ関数であることを特徴と
する装置。
【請求項７】特許請求の範囲第５項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数が周期関数であることを特徴とする
装置。
【請求項８】特許請求の範囲第７項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数がシヌソイドであることを特徴とす
る装置。
【請求項９】特許請求の範囲第５項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数が部分最大長二進シーケンス関数で
あることを特徴とする装置。
【請求項１０】ばね支持されたリングレーザー本体をデ
ィザリングさせて支持構造に相対的に所定の軸線まわり
に振動回転させる方法であって、前記本体と前記構造の
間の角加速度、角速度、角変位量からなるクラスから選
定した物理変数の大きさを周期的にサンプリングし、所
定数までサンプリングした値を合計し、この合計値を所
定値と比較し、前記合計値の大きさが所定値よりも小さ
いときには前記本体と前記構造との間で前記軸線まわり
に振動性の回転を付与し、前記合計値の大きさが第２の
所定値よりも大きいときには前記トルクを除き、サンプ
リングの振動数が少なくともディザリングの振動数の２
倍であり、前記合計段階の期間が前記ディザリングの期
間よりも大きいことを特徴とする方法。
【請求項１１】リングレーザー回転センサ本体と、この
回転センサ本体の支持体と、前記センサ本体と前記支持
体との間にあって所定軸線まわりの弾力的な振動が可能
なように前記センサ本体を前記支持体に連結するばね手
段と、前記軸線まわりの前記センサ本体と前記支持体の
間の、角加速度、角速度および角変位量からなるクラス
から選定した物理変数の１つを感知し、信号を発生する
手段と、前記支持体に相対的な振動性バイアス・トルク
を前記センサ本体に加えるトルカー手段と、前記物理変
数信号の大きさに応答して前記バイアス・トルクを断続
する手段とから成り、さらに、前記物理変数信号を受け、周期的にこの受けら
れた信号をサンプリングするように接続したサンプリン
グ手段と、前記サンプリングされた信号を受け取って所
定数の連続的にサンプリングされた信号の絶対値を合計
し、合計信号を発生する合計手段と、前記トルカー手段
を付勢するエネルギ手段と、前記合計信号に応答する論
理手段であって前記合計信号が所定値よりも小さいとき
に前記エネルギ手段を前記トルカー手段に連結し、前記
合計信号が前記所定値よりも大きいときは前記エネルギ
手段を前記トルカー手段から分離するようになっている
論理手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項１２】特許請求の範囲第11項記載の装置におい
て、さらに、前記物理変数信号を受け、エンベロープが
この受け取られた物理変数信号の大きさに比例する一極
性信号を発生するように接続した復調器兼フィルタ手段
と、前記トルカー手段を付勢するエネルギ手段と、前記
復調器兼フィルタの出力に応答し、前記一極性信号が第
１の所定値よりも小さいときに前記エネルギ手段を前記
トルカー手段に連結し、前記一極性信号が第２の所定値
よりも大きいときに前記エネルギ手段を前記トルカー手
段から分離するようになっている比較器手段とを包含す
ることを特徴とする装置。
【請求項１３】周囲に電流搬送コイルを包含し、内部に
磁場を発生するファラデー・セルを有するリングレーザ
ー回転センサと、前記コイルに連結してあってこのコイ
ルのインダクタンスと共振するコンデンサ手段と、前記
コイルに接続してあって、前記コイル内の電流、この電
流の時間積分値および前記電流の時間微分値からなるク
ラスから選定した物理変数の１つである信号を発生する
感知手段と、前記コイルに電流を付与するように接続し
たバイアス・ドライバ手段と、前記物理変数信号の大き
さに応答して前記電流を断続する手段とから成ることを
特徴とする装置。
【請求項１４】特許請求の範囲第13項記載の装置におい
て、さらに、前記物理変数信号を受け取り、この受け取
られた信号を周期的にサンプリングするように接続した
サンプリング手段と、前記サンプリングされた信号を受
けて所定数の連続してサンプリングされた信号の絶対値
を合計し、合計信号を発生する合計手段と、前記バイア
ス・ドライバ手段を付勢するエネルギ手段と、前記合計
信号に応答し、前記合計信号が所定値よりも小さいとき
に前記バイアス・ドライバ手段に前記エネルギ手段を接
続し、前記合計信号が前記所定値よりも大きいときには
前記エネルギ手段を前記バイアス・ドライバ手段から分
離する論理手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項１５】特許請求の範囲第13項記載の装置におい
て、さらに、前記物理変数信号を受け、エンベロープが
この受け取られた物理変数信号の大きさに比例する一極
性信号を発生するように接続した復調器兼フィルタ手段
と、前記トルカー手段を付勢するエネルギ手段と、前記
復調器兼フィルタ手段の出力に応答し、前記一極性信号
が第１の所定値よりも小さいときに前記エネルギ手段を
前記バイアス・ドライバ手段に連結し、前記一極性信号
が第２の所定値よりも大きいときに前記エネルギ手段を
前記トルカー手段から分離するようになっている比較器
手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項１６】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持
体と、或るばね率を有し、前記支持体と前記本体の間に
あって前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの振
動性運動を与えるように前記本体を支持する高いＱの機
械的共振構造を前記質量体と共に形成しているばね手段
と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわりの前記
リングレーザー本体の角度位置、角速度および角加速度
からなるクラスから選定した角度物理変数の１つを感知
し、少なくとも１つの物理変数信号を発生するピックオ
フ手段と、前記支持体に相対的な前記センサ軸線まわり
に前記リングレーザー本体をディザリングさせる駆動手
段と、前記物理変数信号の所定の１つの信号の大きさが
所定の大きさより小さくなったときに前記駆動手段を接
続して前記リングレーザーを駆動させ、前記所定の物理
変数信号が第２の所定の大きさまで増大したとき前記駆
動手段を前記リングレーザーから分離する手段とから成
り、前記駆動手段が前記本体の前記質量体の固有振動数およ
び前記ばね手段のばね率についての第２の所定関数とし
て位相変調され、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のための支
持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリング
レーザー回転センサとを包含し、これらの回転センサが
それらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めされて
おり、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合わせ
の最大時定数よりも長くなっていることを特徴とする装
置。
【請求項１７】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持
体と、ばね率を有し、前記支持体と前記レーザー角回転
センサ本体との間にあって前記支持体に相対的な、前記
センサ軸線まわりの振動運動をし得るように前記レーザ
ー角回転センサ本体を支持する高いＱの機械的共振構造
を前記質量体と共に形成するばね手段と、前記支持体に
相対的な、前記センサ軸線まわりの前記リングレーザー
本体の角加速度、角速度および角変位量からなるクラス
から選定した物理変数の１つを感知し、信号を発生する
ピックオフ手段と、このピックオフ手段からの信号をサ
ンプリングしてサンプル信号を発生する手段と、これら
のサンプル信号をそれらの絶対値に相当するディジタル
信号に変換する手段と、所定数の前記ディジタル信号を
合計して、前記ピックオフ信号の平均的大きさに相当す
る合計ディジタル信号を発生する手段と、この合計ディ
ジタル信号から所定値を有するディジタル信号を引いて
ディジタル・エラー信号を発生する手段と、ほぼ前記レ
ーザー本体質量体の固有振動数および前記ばね手段のば
ね率にある出力振動数を有するカウンタと、電力増幅器
と、前記カウンタの出力部と前記電力増幅器の入力部と
の間にあるスイッチ手段と、前記スイッチ手段を作動さ
せるアクチュエータ手段と、前記ディジタル・エラー信
号に応答し、このディジタル・エラー信号がゼロより大
きいときには前記アクチュエータを作動させて前記スイ
ッチ手段を開き、前記ディジタル・エラー信号がゼロよ
りも小さいときには前記スイッチ手段を閉ざすように接
続した論理決定手段と、前記センサ軸線まわりに振動で
きるように前記レーザー角回転センサ手段を駆動するよ
うに連結してありかつ前記電力増幅器から駆動信号を受
けるように接続してあるトルカー手段とから成ることを
特徴とする装置。
【請求項１８】特許請求の範囲第17項記載の装置におい
て、前記トルカー手段が前記ばね手段に取付けた圧電素
子を包含することを特徴とする装置。
【請求項１９】特許請求の範囲第17項記載の装置におい
て、前記駆動装置が前記本体の前記質量体の固有振動数
および前記ばね手段のばね率についての所定の関数とし
て振動数変調されることを特徴とする装置。
【請求項２０】特許請求の範囲第19項記載の装置におい
て、前記所定関数がステップ関数であることを特徴とす
る装置。
【請求項２１】特許請求の範囲第19項記載の装置におい
て、前記所定関数が周期関数であることを特徴とする装
置。
【請求項２２】特許請求の範囲第21項記載の装置におい
て、前記所定関数がシヌソイドであることを特徴とする
装置。
【請求項２３】特許請求の範囲第21項記載の装置におい
て、前記所定関数が部分最大長二進シーケンス関数であ
ることを特徴とする装置。
【請求項２４】特許請求の範囲第21項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のため
の支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリ
ングレーザー回転センサとを包含し、これらの回転セン
サがそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めさ
れており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合
わせの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とす
る装置。
【請求項２５】特許請求の範囲第17項記載の装置におい
て、前記駆動手段が前記本体の前記質量体の固有振動数
および前記ばね手段のばね率についての第２の所定関数
として位相変調されることを特徴とする装置。
【請求項２６】特許請求の範囲第25項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数がステップ関数であることを特
徴とする装置。
【請求項２７】特許請求の範囲第25項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数が周期関数であることを特徴と
する装置。
【請求項２８】特許請求の範囲第27項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数がシヌソイドであることを特徴
とする装置。
【請求項２９】特許請求の範囲第27項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数が部分最大長二進シーケンス関
数であることを特徴とする装置。
【請求項３０】特許請求の範囲第27項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のため
の支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリ
ングレーザー回転センサとを包含し、これらの回転セン
サがそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めさ
れており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合
わせの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とす
る装置。
【請求項３１】特許請求の範囲第17項記載の装置におい
て、前記ピックオフ手段が前記物理変数の１つを感知
し、信号を発生するピックオフ手段と、このピックオフ
手段からの信号を積分するように接続した少なくとも１
つの積分手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項３２】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持
体と、或るばね率を有し、前記支持体と前記レーザー角
回転センサとの間にあって、前記支持体に相対的な、前
記センサ軸線まわりの振動をし得るように前記レーザー
角回転センサ本体を支持する高いＱの機械的共振構造を
前記質量体と共に形成するばね手段と、前記支持体に相
対的な、前記センサ軸線まわりの前記リングレーザー本
体の角加速度、角速度、角変位量からなるクラスから選
定した物理変数の１つを感知し、信号を発生するピック
オフ手段と、このピックオフ手段からの信号から誘導さ
れた信号を復調し、瀘波する復調器兼フィルタ手段と、
この復調され、瀘波された信号の絶対値を所定の信号の
大きさと比較してエラー信号を発生する比較器手段と、
前記本体質量体の固有振動数と前記ばね手段のばね定数
とにほぼ等しい出力振動数を有するオシレータと、電力
増幅器と、前記オシレータの出力部と前記電力増幅器の
入力部との間にあるスイッチ手段と、このスイッチ手段
を作動させるアクチュエータ手段と、前記エラー信号が
ゼロより大きいときには前記アクチュエータを制御して
前記スイッチ手段を開かせ、前記エラー信号がゼロより
小さいときには前記スイッチ手段を閉じさせるように接
続した前記比較器手段の出力部と、前記センサ軸線まわ
りの振動様式で前記レーザー角回転センサ質量体を駆動
するように取付けてありかつ前記電力増幅器からの駆動
バイアス信号を受け取るように接続してあるトルカー手
段とから成ることを特徴とする装置。
【請求項３３】特許請求の範囲第32項記載の装置におい
て、前記トルカー手段が前記ばね手段に取付けた圧電素
子を包含することを特徴とする装置。
【請求項３４】特許請求の範囲第32項記載の装置におい
て、前記駆動装置が前記本体の前記質量体の固有振動数
および前記ばね手段のばね率についての所定の関数とし
て振動数変調されることを特徴とする装置。
【請求項３５】特許請求の範囲第34項記載の装置におい
て、前記所定関数がステップ関数であることを特徴とす
る装置。
【請求項３６】特許請求の範囲第34項記載の装置におい
て、前記所定関数が周期関数であることを特徴とする装
置。
【請求項３７】特許請求の範囲第36項記載の装置におい
て、前記所定関数がシヌソイドであることを特徴とする
装置。
【請求項３８】特許請求の範囲第36項記載の装置におい
て、前記所定関数が部分最大長二進シーケンス関数であ
ることを特徴とする装置。
【請求項３９】特許請求の範囲第36項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のため
の支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリ
ングレーザー回転センサとを包含し、これらの回転セン
サがそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めさ
れており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合
わせの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とす
る装置。
【請求項４０】特許請求の範囲第32項記載の装置におい
て、前記駆動手段が前記本体の前記質量体の固有振動数
および前記ばね手段のばね率についての第２の所定関数
として位相変調されることを特徴とする装置。
【請求項４１】特許請求の範囲第40項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数がステップ関数であることを特
徴とする装置。
【請求項４２】特許請求の範囲第40項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数が周期関数であることを特徴と
する装置。
【請求項４３】特許請求の範囲第42項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数がシヌソイドであることを特徴
とする装置。
【請求項４４】特許請求の範囲第42項記載の装置におい
て、前記第２の所定関数が部分最大長二進シーケンス関
数であることを特徴とする装置。
【請求項４５】特許請求の範囲第42項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザ回転センサ本体のための
支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリン
グレーザー回転センサとを包含し、これらの回転センサ
がそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めされ
ており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合わ
せの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とする
装置。
【請求項４６】特許請求の範囲第32項記載の装置におい
て、前記ピックオフ手段が前記物理変数の１つを感知
し、信号を発生するピックオフ手段と、このピックオフ
手段からの信号を積分するように接続した少なくとも１
つの積分手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項４７】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持
体と、或るばね率を有し、前記支持体と前記レーザー角
回転センサ本体との間にあって、前記支持体に相対的
な、前記センサ軸線まわりの信号を行なえるように前記
レーザー角回転センサ本体を支持する高いＱの機械的共
振システムを前記質量体と共に形成するばね手段と、前
記支持体に相対的な、前記センサ軸線まわりの前記リン
グレーザーの角加速度、角速度、角変位量からなるクラ
スから選定した物理変数の１つを感知し、信号を発生す
るピックオフ手段と、前記支持体に相対的に前記センサ
軸線まわりに前記リングセンサをディザリングさせるト
ルカー手段と、前記駆動手段に電力信号を送るように接
続した電力増幅器と、方形波駆動信号を発生し、この信
号を前記電力増幅器の入力部に送る駆動振動数カウンタ
と、前記ピックオフ手段からの信号を方形波信号に変換
する比較器手段と、この比較器手段からスタート信号を
受け取り、前記駆動振動数カウンタからストップ信号を
受け取るように接続した位相差カウンタと、復調信号発
生器手段と、前記位相差カウンタからの出力信号を積分
し、前記復調信号発生器からの信号を前記積分された信
号に加え、その結果得た信号を前記駆動振動数カウンタ
に送ってその出力部に、前記本体質量体の固有振動数お
よび前記ばね手段のばね率についての所定の関数として
前記支持体に相対的に前記リングレーザーの振動を振動
数変調する振動数変調信号を発生させるディジタル加算
器兼積分手段とから成ることを特徴とする装置。
【請求項４８】特許請求の範囲第47項記載の装置におい
て、前記所定関数がステップ関数であることを特徴とす
る装置。
【請求項４９】特許請求の範囲第47項記載の装置におい
て、前記所定関数が周期関数であることを特徴とする装
置。
【請求項５０】特許請求の範囲第49項記載の装置におい
て、前記所定関数がシヌソイドであることを特徴とする
装置。
【請求項５１】特許請求の範囲第49項記載の装置におい
て、前記所定関数が部分最大長二進シーケンス関数であ
ることを特徴とする装置。
【請求項５２】特許請求の範囲第49項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザ回転センサ本体のための
支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリン
グレーザー回転センサとを包含し、これらの回転センサ
がそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めされ
ており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合わ
せの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とする
装置。
【請求項５３】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサと、支持
体と、或るばね率を有し、前記支持体と前記レーザー角
回転センサ本体との間にあって、前記支持体に相対的
な、前記センサ軸線まわりの信号を行なえるように前記
レーザー角回転センサ本体を支持する高いＱの機械的共
振システムを前記質量体と共に形成するばね手段と、前
記支持体に相対的な、前記センサ軸線まわりの前記リン
グレーザーの角加速度、角速度、角変位量からなるクラ
スから選定した物理変数の１つを感知し、信号を発生す
るピックオフ手段と、前記支持体に相対的に前記センサ
軸線まわりに前記リングセンサ本体をディザリングさせ
るトルカー手段と、前記駆動手段に電力信号を送るよう
に接続した電力増幅器と、方形波駆動信号を発生し、こ
の信号を前記電力増幅器の入力部に送る駆動振動数カウ
ンタと、前記ピックオフ手段からの信号を方形波信号に
変換する比較器手段と、この比較器手段からスタート信
号を受け取り、前記駆動振動数カウンタからストップ信
号を受け取るように接続した位相差カウンタと、復調信
号発生器手段と、前記位相差カウンタからの出力信号を
積分し、前記復調信号発生器からの信号を前記積分され
た信号に加え、その結果得た信号を前記駆動振動数カウ
ンタに送ってその出力部に、前記本体質量体の固有振動
数および前記ばね手段のばね率についての所定の関数と
して前記支持体に相対的に前記リングレーザーの振動を
位相変調する位相変調信号を発生させるディジタル加算
器兼積分手段とから成ることを特徴とする装置。
【請求項５４】特許請求の範囲第53項記載の装置におい
て、前記所定関数がステップ関数であることを特徴とす
る装置。
【請求項５５】特許請求の範囲第53項記載の装置におい
て、前記所定関数が周期関数であることを特徴とする装
置。
【請求項５６】特許請求の範囲第55項記載の装置におい
て、前記所定関数がシヌソイドであることを特徴とする
装置。
【請求項５７】特許請求の範囲第55項記載の装置におい
て、前記所定関数が部分最大長二進シーケンス関数であ
ることを特徴とする装置。
【請求項５８】特許請求の範囲第55項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のため
の支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリ
ングレーザー回転センサとを包含し、これらの回転セン
サがそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めさ
れており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合
わせの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とす
る装置。
【請求項５９】角回転センサ支持体と、センサ軸線を持
った本体を各々有する複数のリングレーザー回転センサ
と、各角回転センサに１つずつ設けてあって、前記角回
転センサ支持体に相対的な、それぞれのセンサ軸線まわ
りの制限された信号を行なえるように前記角回転センサ
本体を弾力的に支持する同数のばね手段であって、各本
体の質量体の固有振動数およびばね手段のばね率を十分
に接近させて前記角回転センサ支持体を介して前記振動
の機械的な結合を行なうようにしたばね手段と、前記角
回転センサ支持体と前記角回転センサ本体との間にトル
クを付与する複数のトルカー手段と、ほぼ前記固有振動
数で前記トルカー手段の各々を駆動する複数の駆動手段
と、各駆動手段に１つずつ設けてあって、それぞれの本
体、ばね手段の前記固有振動数について所定の関数で前
記駆動手段の振動数を振動数変調する複数の振動数変調
手段とから成ることを特徴とする装置。
【請求項６０】特許請求の範囲第59項記載の装置におい
て、少なくとも前記駆動手段と前記振動数変調手段がデ
ィジタル装置であることを特徴とする装置。
【請求項６１】特許請求の範囲第59項記載の装置におい
て、少なくとも前記駆動手段と前記振動数変調手段がア
ナログ装置であることを特徴とする装置。
【請求項６２】特許請求の範囲第59項記載の装置におい
て、前記所定関数がステップ関数であることを特徴とす
る装置。
【請求項６３】特許請求の範囲第62項記載の装置におい
て、前記所定関数が周期関数であることを特徴とする装
置。
【請求項６４】特許請求の範囲第63項記載の装置におい
て、前記所定関数がシヌソイドであることを特徴とする
装置。
【請求項６５】特許請求の範囲第63項記載の装置におい
て、前記所定関数が部分最大長二進シーケンス関数であ
ることを特徴とする装置。
【請求項６６】特許請求の範囲第63項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のため
の支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリ
ングレーザー回転センサとを包含し、これらの回転セン
サがそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めさ
れており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合
わせの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とす
る装置。
【請求項６７】角回転センサ支持体と、センサ軸線を持
った本体を各々有する複数のリングレーザー回転センサ
と、各角回転センサに１つずつ設けてあって、前記角回
転センサ支持体に相対的な、それぞれのセンサ軸線まわ
りの制限された信号を行なえるように前記角回転センサ
本体を弾力的に支持する同数のばね手段であって、各本
体の質量体の固有振動数およびばね手段のばね率を十分
に接近させて前記角回転センサ支持体を介して前記振動
の機械的な結合を行なうようにしたばね手段と、前記角
回転センサ支持体と前記角回転センサ本体との間にトル
クを付与する複数のトルカー手段と、ほぼ前記固有振動
数で前記トルカー手段の各々を駆動する複数の駆動手段
と、各駆動手段に１つずつ設けてあって、それぞれの本
体、ばね手段の前記固有振動数について所定の関数で前
記駆動手段の振動数を位相変調する複数の位相変調手段
とから成ることを特徴とする装置。
【請求項６８】特許請求の範囲第67項記載の装置におい
て、少なくとも前記駆動手段と前記振動数変調手段がデ
ィジタル装置であることを特徴とする装置。
【請求項６９】特許請求の範囲第67項記載の装置におい
て、少なくとも前記駆動手段と前記振動数変調手段がア
ナログ装置であることを特徴とする装置。
【請求項７０】特許請求の範囲第67項記載の装置におい
て、前記所定関数がステップ関数であることを特徴とす
る装置。
【請求項７１】特許請求の範囲第67項記載の装置におい
て、前記所定関数が周期関数であることを特徴とする装
置。
【請求項７２】特許請求の範囲第71項記載の装置におい
て、前記所定関数がシヌソイドであることを特徴とする
装置。
【請求項７３】特許請求の範囲第71項記載の装置におい
て、前記所定関数が部分最大長二進シーケンス関数であ
ることを特徴とする装置。
【請求項７４】特許請求の範囲第71項記載の装置におい
て、さらに、前記リングレーザー回転センサ本体のため
の支持構造と、少なくとも１つのほぼ同一の付加的なリ
ングレーザー回転センサとを包含し、これらの回転セン
サがそれらのセンサ軸線を所定の向きにして位置決めさ
れており、前記周期関数の周期が前記回転センサの組合
わせの最大時定数よりも長くなっていることを特徴とす
る装置。
【請求項７５】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサとの組合
わせであって、支持体と、ばね率を有し、前記支持体と
前記レーザー角回転センサ本体との間にあって前記支持
体に相対的な、前記センサ軸線まわりの振動運動をし得
るように前記レーザー角回転センサ本体を支持する高い
Ｑの機械的共振構造を前記質量体と共に形成するばね手
段と、前記支持体に相対的な、前記センサ軸線まわりの
前記リングレーザー本体の角加速度、角速度および角変
位量からなるクラスから選定した物理変数の１つを感知
し、信号を発生するピックオフ手段とを包含する組合わ
せにおいて、このピックオフ手段からの信号をサンプリ
ングしてサンプル信号を発生する手段と、これらのサン
プル信号をそれらの絶対値に相当するディジタル信号に
変換する手段と、所定数の前記ディジタル信号を合計し
て、前記ピックオフ手段の平均的大きさに相当する合計
ディジタル信号を発生する手段と、この合計ディジタル
信号から所定値を有するディジタル信号を引いてディジ
タル・エラー信号を発生する手段と、ほぼ前記レーザー
本体質量体の固有振動数および前記ばね手段のばね率に
ある出力振動数を有するカウンタと、電力増幅器と、前
記カウンタの出力部と前記電力増幅器の入力部との間に
あるスイッチ手段と、前記スイッチ手段を作動させるア
クチュエータ手段と、前記ディジタル・エラー信号に応
答し、このディジタル・エラー信号がゼロより大きいと
きには前記アクチュエータを作動させて前記スイッチ手
段を開き、前記ディジタル・エラー信号がゼロよりも小
さいときには前記スイッチ手段を閉ざすように接続した
論理決定手段と、前記センサ軸線まわりに振動できるよ
うに前記レーザー角回転センサ手段を駆動するように連
結してありかつ前記電力増幅器から駆動信号を受けるよ
うに接続してあるトルカー手段とを包含することを特徴
とする装置。
【請求項７６】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサとの組合
わせであって、支持体と、或るばね率を有し、前記支持
体と前記レーザー角回転センサとの間にあって、前記支
持体に相対的な、前記センサ軸線まわりの振動をし得る
ように前記レーザー角回転センサ本体を支持する高いＱ
の機械的共振構造を前記質量体と共に形成するばね手段
と、前記支持体に相対的な、前記センサ軸線まわりの前
記リングレーザー本体の角加速度、角速度、角変位量か
らなるクラスから選定した物理変数の１つを感知し、信
号を発生するピックオフ手段とを包含する組合わせにお
いて、このピックオフ手段からの信号から誘導された信
号を復調し、瀘波する復調器兼フィルタ手段と、この復
調され、瀘波された信号の絶対値を所定の信号の大きさ
と比較してエラー信号を発生する比較器手段と、前記本
体質量体の固有振動数と前記ばね手段のばね定数とにほ
ぼ等しい出力振動数を有するオシレータと、電力増幅器
と、前記オシレータの出力部と前記電力増幅器の入力部
との間にあるスイッチ手段と、このスイッチ手段を作動
させるアクチュエータ手段と、前記エラー信号がゼロよ
り大きいときには前記アクチュエータを制御して前記ス
イッチ手段を開かせ、前記エラー信号がゼロより小さい
ときには前記スイッチ手段を閉じさせるように接続した
前記比較器手段の出力部と、前記センサ軸線まわりの振
動様式で前記レーザー角回転センサ質量体を駆動するよ
うに取付けてありかつ前記電力増幅器からの駆動バイア
ス信号を受け取るように接続してあるトルカー手段とを
包含することを特徴とする装置。
【請求項７７】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサとの組合
わせであって、支持体と、或るばね率を有し、前記支持
体と前記レーザー角回転センサ本体との間にあって、前
記支持体に相対的な、前記センサ軸線まわりの信号を行
なえるように前記レーザー角回転センサ本体を支持する
高いＱの機械的共振システムを前記質量体と共に形成す
るばね手段と、前記支持体に相対的な、前記センサ軸線
まわりの前記リングレーザーの角加速度、角速度、角変
位量からなるクラスから選定した物理変数の１つを感知
し、信号を発生するピックオフ手段と、前記支持体に相
対的に前記センサ軸線まわりに前記リングセンサ本体を
ディザリングさせるトルカー手段と、前記駆動手段に電
力信号をおくるように接続した電力増幅器とを包含する
組合わせにおいて、方形波信号を発生し、この信号を前
記電力増幅器の入力部に送る駆動振動数カウンタと、前
記ピックオフ手段からの信号を方形波信号に変換する比
較器手段と、この比較器手段からスタート信号を受け取
り、前記駆動振動数カウンタからストップ信号を受け取
るように接続した位相差カウンタと、復調信号発生器手
段と、前記位相差カウンタからの出力信号を積分し、前
記復調信号発生器からの信号を前記積分された信号に加
え、その結果得た信号を前記駆動振動数カウンタに送っ
てその出力部に、前記本体質量体の固有振動数および前
記ばね手段のばね率についての所定の関数として前記支
持体に相対的に前記リングレーザーの振動を振動数変調
する振動数変調信号を発生させるディジタル加算器兼積
分手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項７８】センサ軸線を有し、質量体を有するレー
ザー本体を包含するリングレーザー回転センサとの組合
わせであって、支持体と、或るばね率を有し、前記支持
体と前記レーザー角回転センサ本体との間にあって、前
記支持体に相対的な、前記センサ軸線まわりの信号を行
なえるように前記レーザー角回転センサ本体を支持する
高いＱの機械的共振システムを前記質量体と共に形成す
るばね手段と、前記支持体に相対的な、前記センサ軸線
まわりの前記リングレーザーの角加速度、角速度、角変
位量からなるクラスから選定した物理変数の１つを感知
し、信号を発生するピックオフ手段と、前記支持体に相
対的に前記センサ軸線まわりに前記リングセンサ本体を
ディザリングさせるトルカー手段と、前記駆動手段に電
力信号を送るように接続した電力増幅器とを包含する組
合わせにおいて、方形波駆動信号を発生し、この信号を
前記電力増幅器の入力部に送る駆動振動数カウンタと、
前記ピックオフ手段からの信号を方形波信号に変換する
比較器手段と、この比較器手段からスタート信号を受け
取り、前記駆動振動数カウンタからストップ信号を受け
取るように接続した位相差カウンタと、復調信号発生器
手段と、前記位相差カウンタからの出力信号を積分し、
前記復調信号発生器からの信号を前記積分された信号に
加え、その結果得た信号を前記駆動振動数カウンタに送
ってその出力部に、前記本体質量体の固有振動数および
前記ばね手段のばね率についての所定の関数として前記
支持体に相対的に前記リングレーザーの振動を位相変調
する位相変調信号を発生させるディジタル加算器兼積分
手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項７９】リングレーザー回転センサとの組合わせ
であって、角回転センサ支持体と、各々センサ軸線のあ
る本体を有する複数のリングレーザー回転センサと、各
角回転センサに１つずつ設けてあって、前記角回転セン
サ支持体に相対的な、それぞれのセンサ軸線まわりの制
限された信号を行なえるように前記角回転センサ本体を
弾力的に支持する同数のばね手段であって、各本体の質
量体の固有振動数およびばね手段のばね率を十分に接近
させて前記角回転センサ支持体を介して前記振動の機械
的な結合を行なうようにしたばね手段と、前記角回転セ
ンサ支持体と前記角回転センサ本体との間にトルクを付
与する複数のトルカー手段と、ほぼ前記固有振動数で前
記トルカー手段の各々を駆動する複数の駆動手段とを包
含する組合わせにおいて、各駆動手段に１つずつ設けて
あって、それぞれの本体、ばね手段の前記固有振動数に
ついて所定の関数で前記駆動手段の振動数を振動数変調
する複数の振動数変調手段とを包含することを特徴とす
る装置。
【請求項８０】リングレーザー回転センサとの組合わせ
であって、角回転センサ支持体と、各々センサ軸線のあ
る本体を有する複数のリングレーザー回転センサと、各
角回転センサに１つずつ設けてあって、前記角回転セン
サ支持体に相対的な、それぞれのセンサ軸線まわりの制
限された信号を行えるように前記角回転センサ本体を弾
力的に支持する同数のばね手段であって、各本体の質量
体の固有振動数およびばね手段のばね率を十分に接近さ
せて前記角回転センサ支持体を介して前記駆動手段への
前記振動の機械的な結合を行なうようにしたばね手段と
を包含する組合わせにおいて、方形波駆動信号を発生
し、これらの信号を前記電力増幅器の入力部に送る駆動
振動数カウンタと、前記ピックオフ手段からの信号を方
形波信号に変換する比較器手段と、この比較器手段から
スタート信号を受け、前記駆動振動数カウンタからスト
ップ信号を受けるように接続した位相差カウンタと、復
調信号発生手段と、前記位相差カウンタからの出力信号
を積分し、前記復調信号発生器からの信号を前記積分さ
れた信号に加え、その結果得た信号を前記駆動振動数カ
ウンタに送ってその出力部に、前記本体質量体の固有振
動数および前記ばね手段のばね率についての所定の関数
として前記支持体に相対的に前記リングレーザーの振動
を位相変調する位相変調信号を発生させるディジタル加
算器兼積分手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項８１】リングレーザー回転センサとの組合わせ
であって角回転センサ支持体と、各々センサ軸線のある
本体を有する複数のリングレーザー回転センサと、各角
回転センサに１つずつ設けてあって、前記角回転センサ
支持体に相対的な、それぞれのセンサ軸線まわりの制限
された信号を行なえるように前記角回転センサ本体を弾
力的に支持する同数のばね手段であって、各本体の重量
体の固有振動数およびばね手段のばね率を十分に接近さ
せて前記角回転センサ支持体を介して前記振動の機械的
な結合を行なうようにしたばね手段と、前記角回転セン
サ支持体と前記角回転センサ本体との間にトルクを付与
する複数のトルカー手段と、ほぼ前記固有振動数で前記
トルカー手段の各々を駆動する複数の駆動手段とを包含
する組合わせにおいて、各駆動手段に１つずつ設けてあ
って、それぞれの本体、ばね手段の前記固有振動数につ
いて所定の関数で前記駆動手段の振動数を位相変調する
複数の位相変調手段とを包含することを特徴とする装
置。
【請求項８２】それぞればね支持されていて弾性支持構
造に相対的に異なった所定の軸線まわりに振動回転する
ようになっている複数のリングレーザー本体をディザリ
ングする方法であって、前記ばね支持されたレーザー本
体の機械的振動の固有振動数がほぼ同じである方法にお
いて、前記本体と前記構造の間に前記軸線まわりのトル
クを付与し、このトルクが前記ばね支持リングレーザー
本体の振動の前記共通の固有振動数を横切って振動数変
調されることを特徴とする方法。
【請求項８３】それぞればね支持されていて弾性支持構
造に相対的に異なった所定の軸線まわりに振動回転する
ようになっている複数のリングレーザー本体をディザリ
ングする方法であって、前記ばね支持されたレーザー本
体の機械的振動の固有振動数がほぼ同じである方法にお
いて、前記本体と前記構造の間に前記軸線まわりのトル
クを付与し、このトルクが前記ばね支持リングレーザー
本体の振動の前記共通の固有振動数を横切って位相変調
されることを特徴とする方法。
【請求項８４】リングレーザー回転センサのレーザービ
ームのロックインを防ぐ装置であって、前記センサと所
定軸線まわりの前記センサの拘束を弾力的に行なう支持
体とを相互連結するばね手段と、前記センサに前記支持
体に相対的な機械的な振動性バイアスを与える選択作動
手段とを包含する装置において、前記支持体に相対的な
センサの動きを検出し、それに相当する信号を発生する
手段と、相対運動信号の種々の選定値にそれぞれ応答し
て前記バイアス手段を作動させたり不作動にしたりする
手段とを包含し、前記作動・不作動手段が、前記相対運
動信号を受け、この信号を周期的にサンプリングするよ
うに接続したサンプリング手段と、これらサンプリング
した信号を受け、その合計信号を発生するように接続し
た合計手段と、前記バイアス手段を付勢する手段と、前
記合計信号に応答して、前記合計信号が所定値よりも小
さいときには前記付勢手段を前記バイアス手段に接続
し、前記合計信号が前記所定値を越えているときには前
記付勢手段を前記バイアス手段から分離する論理回路手
段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項８５】リングレーザー回転センサのレーザービ
ームのロックインを防ぐ装置であって、前記センサと所
定軸線まわりの前記センサの拘束を弾力的に行なう支持
体とを相互連結するばね手段と、前記センサに前記支持
体に相対的な機械的な振動性バイアスを与える選択作動
手段とを包含する装置において、前記支持体に相対的な
センサの動きを検出し、それに相当する信号を発生する
手段と、相対運動信号の種々の選定値にそれぞれ応答し
て前記バイアス手段を作動させたり不作動にしたりする
手段とを包含し、前記作動・不作動手段が、前記相対運
動信号を受けてエンベロープが前記相対運動の値に比例
する単一極信号を発生する復調器兼フィルタ手段と、前
記バイアス手段を付勢する手段と、前記復調器兼フィル
タ手段の出力に応答して、前記単一極信号が第１の所定
値よりも小さいときには前記付勢手段を前記バイアス手
段に接続し、前記単一極信号が第２の所定値よりも大き
いときには前記付勢手段を前記バイアス手段から分離す
る比較器手段とを包含することを特徴とする装置。
【請求項８６】リングレーザー回転センサのレーザービ
ームのロックインを除去する装置であって、レーザービ
ーム経路に設置したファラデー・セルと、このファラデ
ー・セルに磁場を接続してそれを制御し、前記レーザー
ビームをディザリングさせる選択作動手段とを包含する
装置において、前記センサのファラデー・ディザリング
に相当する信号を発生する手段と、所定範囲で前記ディ
ザリングに応答して前記磁場接続手段を作動させたり、
不作動にしたりする手段とを包含することを特徴とする
装置。
【請求項８７】特許請求の範囲第86項記載の装置におい
て、前記磁場接続手段がファラデー・セルのまわりに巻
き付けた誘導コイルを包含し、前記作動・不作動手段
が、この誘導コイルと相互接続したキャパシタンスと、
このキャパシタンスおよびコイルに電流を送るバイアス
・ドライバ手段と、センサ運動信号が所定範囲内にある
ときには前記バイアス・ドライバ手段を接続し、センサ
運動信号が所定範囲内にないときには前記バイアス・ド
ライバ手段を分離する手段とを包含することを特徴とす
る装置。
【請求項８８】特許請求の範囲第87項記載の装置におい
て、前記コイルおよびキャパシタンスが共振回路を構成
していることを特徴とする装置。
【請求項８９】特許請求の範囲第86項記載の装置におい
て、さらに、センサ・ディザ信号をサンプリングする手
段と、サンプリングした信号を合計してセンサ運動信号
に相当する合計信号を発生し、前記バイアス・ドライバ
接続・分離手段を制御する手段とを包含することを特徴
とする装置。
【請求項９０】特許請求の範囲第87項記載の装置におい
て、センサ・ディザ信号を送られる復調器兼整流器が比
較器の１つの入力端子に接続してあり、この比較器の別
の入力端子が所定の比較信号を受け、また、この比較器
の出力部がスイッチ作動手段と接続してあり、このスイ
ッチ作動手段が前記バイアス・ドライバ手段を前記キャ
パシタンスおよびコイルに接続していることを特徴とす
る装置。