JPH08210861A - 位相変調方式光ファイバジャイロ - Google Patents

位相変調方式光ファイバジャイロ

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JPH08210861A
JPH08210861A JP1775095A JP1775095A JPH08210861A JP H08210861 A JPH08210861 A JP H08210861A JP 1775095 A JP1775095 A JP 1775095A JP 1775095 A JP1775095 A JP 1775095A JP H08210861 A JPH08210861 A JP H08210861A
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Japan
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optical fiber
phase modulation
sensing coil
phase
fiber gyro
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JP1775095A
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Masuo Nishimoto
益夫 西本
Kazuo Suzuki
和夫 鈴木
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相変調器とセンシングコイルとを一体化し
て小型化、省スペース化した位相変調方式光ファイバジ
ャイロを提供する。 【構成】 ピエゾ素子20に光ファイバ21を巻回する
と共に電圧を印加してピエゾ素子20を振動させること
により光ファイバ21を伸縮させる位相変調器を具備す
る位相変調方式光ファイバジャイロにおいて、ピエゾ素
子20に光ファイバ21を数回巻回して位相変調コイル
211 を構成し、更に機械的振動を吸収する緩衝部材3
3を介して光ファイバ21を数層巻回してセンシングコ
イル6を構成した位相変調方式光ファイバジャイロ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、位相変調方式光ファ
イバジャイロに関し、特に、位相変調素子としてピエゾ
素子を使用した位相変調方式光ファイバジャイロに関す
る。
【0002】
【従来の技術】先ず、図4を参照して位相変調光ファイ
バジャイロについて説明する。光源1から放射された光
は第1の光方向性結合器2、偏光子3、第2の光方向性
結合器4を介してセンシングコイル6内に右回り光およ
び左回り光として送り込まれる。右回り光は、先ずセン
シングコイル6を右回りに通過し、位相変調器5におい
て位相変調され、この位相変調された右回り光は順次
に、第2の光方向性結合器4、偏光子3、第1の光方向
性結合器2を介して受光器7に到達する。左回り光は、
先ず位相変調器5において位相変調され、この位相変調
された左回り光は順次に、センシングコイル6、第2の
光方向性結合器4、偏光子3、第1の光方向性結合器2
を介して受光器7に到達する。受光器7に到達した位相
変調され光はここにおいて電気信号に光電変換される。
受光器7において光電変換された電気信号は同期検波器
8に入力される。同期検波器8においては、発振器9か
ら供給される信号を参照信号として角速度出力である基
本波成分13を得る。
【0003】以上の従来例において位相変調器5を省略
し、光源1から放射された光を第2の光方向性結合器4
によりセンシングコイル6に対して左右両回りに分岐
し、それぞれ分岐された光をセンシングコイル6通過後
に、第2の光方向性結合器4により再び結合させ、干渉
を起こさせ、この干渉光を第1の光方向性結合器4によ
り受光器7内の光電変換素子へ導き、光の強度を電気信
号に変換する構成を採用することができる。この構成を
採用しても、センシングコイル6の軸回りに角速度が入
力されると、1913年にSagnacにより発見され
たサニャック効果により干渉光の光強度に変化が生じ、
この光強度の変化を光電変換素子により電気信号として
取り出し、これに基づいて入力角速度を検出することが
できる。しかし、先の従来例の如く、センシングコイル
6の左右の何れか一方に位相変調器5を挿入結合し、左
右両回り光に時間遅れの位相変調を与え、干渉した光の
強度の電気信号に同期検波器8において同期検波処理を
施すと、微小入力角速度に対しても角速度検出信号の変
化が大きくなり、微小入力角速度に対する感度を増大す
ることができる。これを位相変調方式の光ファイバジャ
イロと称し、現在、広く採用されている。
【0004】ここで、以上の位相変調方式光ファイバジ
ャイロにおいて、ピエゾ素子を使用する位相変調器5と
して図5に示される如きものが使用される。図5におい
て、20はピエゾ素子より成る円筒であり、これには光
ファイバ21が始端221 から終端222 に到るまで数
回巻回されて位相変調コイル211 とされ、接着剤によ
り円筒20に接合固定されている。ピエゾ素子より成る
円筒20の内側面および外側面に電極を形成し、これら
電極間に交流電圧を印加することによりピエゾ素子より
成る円筒20の外径を交流電圧の周波数に対応して拡大
収縮させることができる。円筒20の外径の拡大収縮に
対応して位相変調コイル211 を構成する光ファイバ2
1は伸縮し、これにより位相変調コイル211 を通過す
る光の位相は変化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】位相変調方式光ファイ
バジャイロの従来例は、センシングコイル6の左右何れ
か一方に位相変調器5を設け、そのピエゾ素子より成る
円筒20を振動させて位相変調を与えることにより微小
入力角速度に対する感度を増大するものである。ここ
で、ピエゾ素子の振動がセンシングコイル6に伝達する
と、センシングコイル6を構成する光ファイバの特性に
悪影響を与え、微小入力角速度に対する感度を低下さ
せ、ノイズを発生する原因となる。
【0006】以上のことから、位相変調方式光ファイバ
ジャイロにおいては、位相変調器5とセンシングコイル
6とは別体とし、位相変調器5のピエゾ素子より成る円
筒20に光ファイバ21を数回巻回して位相変調コイル
211 を構成すること、およびセンシングコイル6を構
成することの双方を別々に実施し、組立てている。これ
に起因して、 ピエゾ素子より成る円筒20とセンシングコイル6
を構成するボビンとを、各別の材料により各別に構成し
なければならない。
【0007】 位相変調器5とセンシングコイル6と
を各別に構成、組み立てしなければならないところか
ら、組み立て工数はその分だけ増大する。 位相変調器5とセンシングコイル6とが各別である
と、光ファイバジャイロの小型化も困難になる。 という問題が生ずる。
【0008】この発明は、上述の通りの問題を解消した
位相変調方式光ファイバジャイロを提供するものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】ピエゾ素子20に光ファ
イバ21を巻回すると共に電圧を印加してピエゾ素子2
0を振動させることにより光ファイバ21を伸縮させる
位相変調器を具備する位相変調方式光ファイバジャイロ
において、ピエゾ素子20に光ファイバ21を数回巻回
して位相変調コイル211 を構成し、更に機械的振動を
吸収する緩衝部材33を介して光ファイバ21を数層巻
回してセンシングコイル6を構成した位相変調方式光フ
ァイバジャイロを構成した。
【0010】そして、緩衝部材はスポンジより成る円筒
状緩衝部材33である位相変調方式光ファイバジャイロ
を構成した。また、緩衝部材外表面に数本のテープ62
を軸方向に設け、光ファイバを数層巻回して結束する位
相変調方式光ファイバジャイロを構成した。
【0011】
【実施例】この発明の実施例を図1ないし図3を参照し
て説明する。この発明の位相変調方式光ファイバジャイ
ロを構成するには、図1(a)に示されるピエゾ素子よ
り成る円筒20を準備する。なお、図示されてはいない
が、円筒20の内側面および外側面には電極が形成さ
れ、これら電極間には交流電圧が印加される。
【0012】この円筒20の外側面には、図1(b)に
示される如く、光ファイバ21が数回巻回され、その始
端221 および終端222 は接着剤により円筒20に接
合固定される。この数回巻回された光ファイバ21は位
相変調器5の位相変調コイル211 を構成する。図1
(c)は、図1(b)に示される如く構成された位相変
調器5と、これに嵌合被覆される円筒状緩衝部材33を
示す。この円筒状緩衝部材33は機械的振動を吸収する
材料を円筒状に構成したものである。円筒状緩衝部材3
3を構成する材料としてはスポンジが好適である。
【0013】円筒状緩衝部材33は、図1(d)に示さ
れる如く、ピエゾ素子より成る円筒20に嵌合被覆され
る。ここで、図2を参照するに、図2(a)は位相変調
器5を構成する円筒20に嵌合被覆された円筒状緩衝部
材33に光ファイバ21を数層巻回してこれをセンシン
グコイル6としたところを示す斜視図である。円筒状緩
衝部材33は軸方向にスリットか形成されているが、こ
の上に光ファイバ21を巻回する場合、スリットは互に
突き合わされた状態において光ファイバ21を巻回す
る。センシングコイル6を巻回するに際して、センシン
グコイル6は位相変調コイル211 に対して直列に巻回
しなければならないので、図2(a)においては位相変
調コイル211 の終端222 をセンシングコイル6の始
端として巻き始め、数層巻回して61においてセンシン
グコイル6の終端としている。センシングコイル6の終
端61も接着剤により円筒状緩衝部材33に接合固定さ
れる。図2(b)は図2(a)の断面を示す図である。
【0014】センシングコイル6を構成する光ファイバ
21を数層巻回して層がくずれる恐れがある場合、図2
(c)に示される如く、センシングコイル6を構成する
光ファイバ21を円筒状緩衝部材33に巻付ける際に、
円筒状緩衝部材33外表面に数本のテフロンテープ62
を軸方向に設けておき、この状態において光ファイバ2
1を数層巻回し、結束する。図3は、図2(c)に示さ
れる如く構成された位相変調器5とセンシングコイル6
とを一体化したものの斜視図である。
【0015】以上の通りに位相変調器5とセンシングコ
イル6とを一体化したものを使用して位相変調方式光フ
ァイバジャイロを構成することができる。即ち、図4に
示される位相変調方式光ファイバジャイロにおいて、位
相変調器5とセンシングコイル6の代りに、この発明に
より構成された位相変調器5とセンシングコイル6とを
一体化したものを使用して、部材費を削減し、組み立て
工数を削減し、小型化された位相変調方式光ファイバジ
ャイロを構成することができる。
【0016】この発明は、位相変調器5を構成するピエ
ゾ素子より成る円筒20をセンシングコイル6を構成す
るボビンとして共通に使用し、位相変調器5とセンシン
グコイル6とを一体化した。そして、ピエゾ素子より成
る円筒20と数層巻回された光ファイバより成るセンシ
ングコイル6との間には円筒状緩衝部材33が介在して
いる。
【0017】この様に、円筒状緩衝部材33が介在する
ことによりピエゾ素子より成る円筒20の径の拡大収縮
振動は吸収され、円筒20の径の拡大収縮振動がセンシ
ングコイル6の光ファイバ21に与える影響を緩和する
ことができる。そして、位相変調器5を構成するピエゾ
素子より成る円筒20をセンシングコイル6を構成する
ボビンとして共通に使用して別個にセンシングコイルの
ボビンを準備する必要をなくし、光ファイバジャイロを
構成する部材費を全体として削減することができる。
【0018】また、位相変調器5とセンシングコイル6
とを各別に作成し、これらを組立てるという従来の光フ
ァイバジャイロの組み立て方とは異なり、円筒状緩衝部
材33を介在させるという極く簡単な構成を付加するこ
とにより、位相変調方式光ファイバジャイロを容易に一
体化、組み立てることができるに到り、組み立ての工程
数を大きく削減することができる。
【0019】更に、位相変調器5とセンシングコイル6
とが一体化されるところから、位相変調方式光ファイバ
ジャイロを小型化、省スペース化することができる。
【0020】
【発明の効果】以上の通りであって、ピエゾ素子に光フ
ァイバを数回巻回して位相変調コイルを構成し、更に機
械的振動を吸収する緩衝部材を介して光ファイバを数層
巻回してセンシングコイルを構成することにより、セン
シングコイルの動作特性に悪影響を与えることなくして
位相変調器とセンシングコイルとを一体化することがで
き、位相変調方式光ファイバジャイロの部材費の削減、
組み立て工数の削減、および小型化を達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を説明する図であり、(a)はピエゾ素
子より成る円筒20を示す図、(b)は位相変調器を示
す図、(c)は位相変調器およびこれに嵌合被覆される
円筒状緩衝材を示す図、(d)は位相変調器に円筒状緩
衝材を嵌合被覆したところを示す図である。
【図2】位相変調器およびセンシングコイルの実施例を
説明する図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図、
(c)は断面図である
【図3】位相変調器とセンシングコイルとを一体化した
ものの斜視図である。
【図4】従来例を説明する図である。
【図5】従来例の位相変調器を示す図である。
【符号の説明】
6 センシングコイル 20 ピエゾ素子 21 光ファイバ 211 位相変調コイル 33 緩衝部材 62 テープ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピエゾ素子に光ファイバを巻回すると共
    に電圧を印加してピエゾ素子を振動させることにより光
    ファイバを伸縮させる位相変調器を具備する位相変調方
    式光ファイバジャイロにおいて、 ピエゾ素子に光ファイバを数回巻回して位相変調コイル
    を構成し、更に機械的振動を吸収する緩衝部材を介して
    光ファイバを数層巻回してセンシングコイルを構成した
    ことを特徴とする位相変調方式光ファイバジャイロ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される位相変調方式光フ
    ァイバジャイロにおいて、緩衝部材はスポンジより成る
    円筒状緩衝部材であることを特徴とする位相変調方式光
    ファイバジャイロ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載される位相変調方式光フ
    ァイバジャイロにおいて、緩衝部材外表面に数本のテー
    プを軸方向に設け、光ファイバを数層巻回して結束する
    ことを特徴とする位相変調方式光ファイバジャイロ。
JP1775095A 1995-02-06 1995-02-06 位相変調方式光ファイバジャイロ Expired - Lifetime JP2838122B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7400812B2 (en) 2003-09-25 2008-07-15 Nufern Apparatus and methods for accommodating loops of optical fiber

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7400812B2 (en) 2003-09-25 2008-07-15 Nufern Apparatus and methods for accommodating loops of optical fiber

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