JPH10132577A - 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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- JPH10132577A JPH10132577A JP29140196A JP29140196A JPH10132577A JP H10132577 A JPH10132577 A JP H10132577A JP 29140196 A JP29140196 A JP 29140196A JP 29140196 A JP29140196 A JP 29140196A JP H10132577 A JPH10132577 A JP H10132577A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スケールファクタｋ∝１／λ（λは光源波
長）を光源温度の変動に応じて正確に温度補正する。 【解決手段】 温度補正手段６では光源波長λの温度変
動に応じてスケールファクタｋ∝１／λを補正し、その
補正したスケールファクタｋをジャイロ信号ωに乗算し
て入力角速度の検出出力を得る。この発明では、光源の
駆動電流計測手段１１と、駆動電流対温度特性記憶部１
２と、温度対波長特性記憶部７を備え、温度補正手段６
がそれらのデータに基づいて、スケールファクタｋを補
正する。電流の代りに電力計測手段１３及び電力対温度
特性記憶部１４を設けることもできる。或いは電流対温
度特性記憶部１２の代りに電流対波長特性記憶部を設け
てもよい。
長）を光源温度の変動に応じて正確に温度補正する。 【解決手段】 温度補正手段６では光源波長λの温度変
動に応じてスケールファクタｋ∝１／λを補正し、その
補正したスケールファクタｋをジャイロ信号ωに乗算し
て入力角速度の検出出力を得る。この発明では、光源の
駆動電流計測手段１１と、駆動電流対温度特性記憶部１
２と、温度対波長特性記憶部７を備え、温度補正手段６
がそれらのデータに基づいて、スケールファクタｋを補
正する。電流の代りに電力計測手段１３及び電力対温度
特性記憶部１４を設けることもできる。或いは電流対温
度特性記憶部１２の代りに電流対波長特性記憶部を設け
てもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光ファイバジャイ
ロに関し、特に光源波長の温度変動の補償技術に係わ
る。
ロに関し、特に光源波長の温度変動の補償技術に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバジャイロは図４に示す
ように、光源１と、光源の光量が一定となるように光源
１を駆動する光源安定化回路２とが設けられる。光源１
内にはレーザダイオード１ａと光量モニタ１ｂ等が収容
され、光源安定化回路２は光量モニタ１ｂのモニタ出力
が一定となるようにレーザダイオード１ａの駆動電流を
制御している。
ように、光源１と、光源の光量が一定となるように光源
１を駆動する光源安定化回路２とが設けられる。光源１
内にはレーザダイオード１ａと光量モニタ１ｂ等が収容
され、光源安定化回路２は光量モニタ１ｂのモニタ出力
が一定となるようにレーザダイオード１ａの駆動電流を
制御している。
【０００３】光源１の光は光ファイバコイルを含む光学
部３に入射し、光学部３の出力光は光電変換部４に入射
して、電気信号に変換される。光学部３の出力光は入力
角速度に比例したサニャック位相差（光ファイバコイル
の左回り光と右回り光との間の位相差）を有するので、
光電変換した電気信号を信号処理部５に入力して、入力
角速度に比例したジャイロ信号ωを得る。このジャイロ
信号ωは温度補正手段６に入力され、スケールファクタ
ｋと乗算されて、角速度Ωが求められる。即ち、 Ω＝ω×ｋ …（１） スケールファクタｋは次式で与えられる。
部３に入射し、光学部３の出力光は光電変換部４に入射
して、電気信号に変換される。光学部３の出力光は入力
角速度に比例したサニャック位相差（光ファイバコイル
の左回り光と右回り光との間の位相差）を有するので、
光電変換した電気信号を信号処理部５に入力して、入力
角速度に比例したジャイロ信号ωを得る。このジャイロ
信号ωは温度補正手段６に入力され、スケールファクタ
ｋと乗算されて、角速度Ωが求められる。即ち、 Ω＝ω×ｋ …（１） スケールファクタｋは次式で与えられる。
【０００４】 ｋ＝４πＲＬ／ｃλ …（２） 上式において、Ｒは光ファイバコイルの半径、Ｌはコイ
ル長、ｃは光速、λは光源波長である。ところで、光源
１の温度Ｔは周囲温度や駆動電流によってＴ′に変化す
る。光源の温度変化に対して（２）式の半径Ｒ、コイル
長Ｌはほぼ一定であるが光源波長λはλ′に変化する。
そのためジャイロ信号ωはω′に変化してしまう。一
方、温度補正手段６の内部または外部に光源１の温度対
波長特性記憶部７が設けられ、光源１の近傍に温度モニ
タ８が設けられており、温度補正手段６では、温度モニ
タ８で検出された光源の温度変化データ（Ｔ→Ｔ′）と
温度対波長特性記憶部７の記憶データとによって、光源
温度Ｔ′に対応する波長λ′を求め、このλ′より温度
補正したスケールファクタ ｋ′＝４πＲＬ／ｃλ′ …（３） を求めて、ジャイロ信号ω′と乗算して、温度補正した
角速度測定値Ω′を外部に出力する。
ル長、ｃは光速、λは光源波長である。ところで、光源
１の温度Ｔは周囲温度や駆動電流によってＴ′に変化す
る。光源の温度変化に対して（２）式の半径Ｒ、コイル
長Ｌはほぼ一定であるが光源波長λはλ′に変化する。
そのためジャイロ信号ωはω′に変化してしまう。一
方、温度補正手段６の内部または外部に光源１の温度対
波長特性記憶部７が設けられ、光源１の近傍に温度モニ
タ８が設けられており、温度補正手段６では、温度モニ
タ８で検出された光源の温度変化データ（Ｔ→Ｔ′）と
温度対波長特性記憶部７の記憶データとによって、光源
温度Ｔ′に対応する波長λ′を求め、このλ′より温度
補正したスケールファクタ ｋ′＝４πＲＬ／ｃλ′ …（３） を求めて、ジャイロ信号ω′と乗算して、温度補正した
角速度測定値Ω′を外部に出力する。
【０００５】次に簡単な例をあげて説明しよう。いま、
入力角速度Ωｉｎ＝１０°／ｓ、光源温度をＴ、ジャイ
ロ信号をω＝１、スケールファクタｋ＝１０、検出した
角速度をΩ≒１０°／ｓとする。光源温度がＴ′に変化
したときのジャイロ信号をω′＝１．６、温度補正され
たスケールファクタをｋ′≒６．２５とすると、補正後
の検出出力はΩ′＝ω′×ｋ′≒１．６×６．２５＝１
０°／ｓとなり、光源の温度変動が補正される。
入力角速度Ωｉｎ＝１０°／ｓ、光源温度をＴ、ジャイ
ロ信号をω＝１、スケールファクタｋ＝１０、検出した
角速度をΩ≒１０°／ｓとする。光源温度がＴ′に変化
したときのジャイロ信号をω′＝１．６、温度補正され
たスケールファクタをｋ′≒６．２５とすると、補正後
の検出出力はΩ′＝ω′×ｋ′≒１．６×６．２５＝１
０°／ｓとなり、光源の温度変動が補正される。
【０００６】温度対波長特性記憶部７に予めデータを記
憶させる必要があるので、高精度の温度計測器及び波長
計測器を用いて、予め温度対波長特性ができるだけ正確
に取得される。
憶させる必要があるので、高精度の温度計測器及び波長
計測器を用いて、予め温度対波長特性ができるだけ正確
に取得される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】光源のレーザダイオー
ド１ａのチップサイズは数百ミクロンのオーダであり、
極めて小さいので、直接その温度を検出できないので、
周囲の部材を介して温度を検出しなければならない。し
かしながらレーザダイオードチップと温度測定器との間
における熱勾配が非線形のため、実稼動中のチップ自身
の微小な温度変化を温度モニタ８で精度よく測定するの
は困難であり、測定値には可なりの誤差が存在する。こ
の大きな誤差を持つ温度データを用いて温度対波長特性
記憶部７より求めた波長データには可なりの誤差が含ま
れる。よって、従来の技術では、スケールファクタｋを
精度よく温度補正できない欠点があった。
ド１ａのチップサイズは数百ミクロンのオーダであり、
極めて小さいので、直接その温度を検出できないので、
周囲の部材を介して温度を検出しなければならない。し
かしながらレーザダイオードチップと温度測定器との間
における熱勾配が非線形のため、実稼動中のチップ自身
の微小な温度変化を温度モニタ８で精度よく測定するの
は困難であり、測定値には可なりの誤差が存在する。こ
の大きな誤差を持つ温度データを用いて温度対波長特性
記憶部７より求めた波長データには可なりの誤差が含ま
れる。よって、従来の技術では、スケールファクタｋを
精度よく温度補正できない欠点があった。
【０００８】この発明は、上記従来の問題を解決して、
スケールファクタを従来より高精度で温度補正できるよ
うにすることを目的としている。
スケールファクタを従来より高精度で温度補正できるよ
うにすることを目的としている。
【０００９】
（１）請求項１の発明は、光源と、その光源の光量が一
定となるように光源を駆動する光源安定化回路と、光フ
ァイバコイルを有し、光源の光が入射する光学部と、そ
の光学部より出射される光を電気信号に変換する光電変
換部と、その光電変換部の出力を信号処理して、入力角
速度に対応するジャイロ信号（ω）を出力する信号処理
部と、光源波長（λ）の温度変動に応じてスケールファ
クタｋ∝（１／λ）を補正し、その補正したスケールフ
ァクタｋをジャイロ信号（ω）に乗算して、入力角速度
の検出出力を得る温度補正手段とを具備する光ファイバ
ジャイロに関する。
定となるように光源を駆動する光源安定化回路と、光フ
ァイバコイルを有し、光源の光が入射する光学部と、そ
の光学部より出射される光を電気信号に変換する光電変
換部と、その光電変換部の出力を信号処理して、入力角
速度に対応するジャイロ信号（ω）を出力する信号処理
部と、光源波長（λ）の温度変動に応じてスケールファ
クタｋ∝（１／λ）を補正し、その補正したスケールフ
ァクタｋをジャイロ信号（ω）に乗算して、入力角速度
の検出出力を得る温度補正手段とを具備する光ファイバ
ジャイロに関する。
【００１０】請求項１の発明では特に、光源の駆動電流
計測手段と、光源に関する駆動電流対温度特性記憶部及
び温度対波長特性記憶部が備えられる。そして、温度補
正手段が、駆動電流計測手段の計測電流値と、駆動電流
対温度特性記憶部及び温度対波長特性記憶部のデータと
に基づいて、スケールファクタｋを補正する。 （２）請求項２の発明では、前記（１）において、温度
補正手段がデータを参照する駆動電流計測手段及び駆動
電流対温度特性記憶部に代えて、光源に関する駆動電力
計測手段及び駆動電力対温度特性記憶部が設けられる。
計測手段と、光源に関する駆動電流対温度特性記憶部及
び温度対波長特性記憶部が備えられる。そして、温度補
正手段が、駆動電流計測手段の計測電流値と、駆動電流
対温度特性記憶部及び温度対波長特性記憶部のデータと
に基づいて、スケールファクタｋを補正する。 （２）請求項２の発明では、前記（１）において、温度
補正手段がデータを参照する駆動電流計測手段及び駆動
電流対温度特性記憶部に代えて、光源に関する駆動電力
計測手段及び駆動電力対温度特性記憶部が設けられる。
【００１１】（３）請求項３の発明では、前記（１）に
おいて、温度補正手段がデータを参照する駆動電流対温
度特性記憶部に代えて、光源に関する駆動電流対波長特
性記憶部が設けられる。
おいて、温度補正手段がデータを参照する駆動電流対温
度特性記憶部に代えて、光源に関する駆動電流対波長特
性記憶部が設けられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１の実施例を参照して、発明の
実施の形態を説明する。図１には図４と対応する部分に
同じ符号を付け、重複説明は省略する。請求項１の発明
では、図１Ａに示すように、光源の駆動電流計測手段１
１が設けられる。また駆動電流対温度特性記憶部１２が
温度補正手段６の内部または外部に設けられる。温度補
正手段６では、駆動電流計測手段１１の計測電流値Ｉよ
り、これに対応する駆動電流対温度特性記憶部１２の温
度データＴを求め、更にこの温度データＴに対応する温
度対波長特性記憶部７の波長データλを求めて、（２）
式より、温度補正したスケールファクタｋを求め、これ
より角速度Ω＝ω×ｋを求める。
実施の形態を説明する。図１には図４と対応する部分に
同じ符号を付け、重複説明は省略する。請求項１の発明
では、図１Ａに示すように、光源の駆動電流計測手段１
１が設けられる。また駆動電流対温度特性記憶部１２が
温度補正手段６の内部または外部に設けられる。温度補
正手段６では、駆動電流計測手段１１の計測電流値Ｉよ
り、これに対応する駆動電流対温度特性記憶部１２の温
度データＴを求め、更にこの温度データＴに対応する温
度対波長特性記憶部７の波長データλを求めて、（２）
式より、温度補正したスケールファクタｋを求め、これ
より角速度Ω＝ω×ｋを求める。
【００１３】この発明では、温度対波長特性記憶部７及
び電流対温度特性記憶部１２に予めデータを記憶させる
必要があるので、光源の温度を変化させたときの温度対
波長特性及び電流対温度特性が予め高精度で測定され
る。光ファイバジャイロ内に設けた電流計測手段１１に
よって、稼動中の光源の温度変動に対応した電流変化を
比較的精度よく検出できるので、温度補正手段６におい
てスケールファクタｋを従来より精度よく温度補正でき
る。
び電流対温度特性記憶部１２に予めデータを記憶させる
必要があるので、光源の温度を変化させたときの温度対
波長特性及び電流対温度特性が予め高精度で測定され
る。光ファイバジャイロ内に設けた電流計測手段１１に
よって、稼動中の光源の温度変動に対応した電流変化を
比較的精度よく検出できるので、温度補正手段６におい
てスケールファクタｋを従来より精度よく温度補正でき
る。
【００１４】なお図１Ａに点線で示すように従来と同様
の温度モニタ８を設け、その温度データを電流対温度特
性記憶部より求めた温度データの補助に使用して、温度
データの信頼性を高めるようにしてもよい。請求項２の
発明では、図１Ｂに示すように、図１Ａにおいて温度補
正手段６がデータを参照する駆動電流計測手段１１及び
駆動電流対温度特性記憶部１２に代えて、光源１に関す
る駆動電力計測手段１３及び駆動電力対温度特性記憶部
１４が設けられる。駆動電力対温度特性記憶部１４には
予め測定した電源温度を変動させた時のデータが記憶さ
れている。
の温度モニタ８を設け、その温度データを電流対温度特
性記憶部より求めた温度データの補助に使用して、温度
データの信頼性を高めるようにしてもよい。請求項２の
発明では、図１Ｂに示すように、図１Ａにおいて温度補
正手段６がデータを参照する駆動電流計測手段１１及び
駆動電流対温度特性記憶部１２に代えて、光源１に関す
る駆動電力計測手段１３及び駆動電力対温度特性記憶部
１４が設けられる。駆動電力対温度特性記憶部１４には
予め測定した電源温度を変動させた時のデータが記憶さ
れている。
【００１５】駆動電力計測手段１３はこの例では、図１
Ａで用いたと同じ電流計測手段１１と、レーザダイオー
ド１ａの端子電圧を測定する電圧計測手段１５とそれら
より検出された電流値Ｉ及び電圧値Ｖを乗算して駆動電
力Ｐを演算する乗算手段１６とにより構成される。駆動
電力計測手段１３によっても、電源温度の変動に対応し
た駆動電力を比較的精度よく測定することができるの
で、温度変動に対応した波長を従来より高精度に求める
ことができる。図１Ｂの場合も、従来例と同様の温度モ
ニタ６を設け、その温度データを電力対温度特性記憶部
１４より得られた温度データの補助に使用して、温度デ
ータの信頼性を高めることもできる。
Ａで用いたと同じ電流計測手段１１と、レーザダイオー
ド１ａの端子電圧を測定する電圧計測手段１５とそれら
より検出された電流値Ｉ及び電圧値Ｖを乗算して駆動電
力Ｐを演算する乗算手段１６とにより構成される。駆動
電力計測手段１３によっても、電源温度の変動に対応し
た駆動電力を比較的精度よく測定することができるの
で、温度変動に対応した波長を従来より高精度に求める
ことができる。図１Ｂの場合も、従来例と同様の温度モ
ニタ６を設け、その温度データを電力対温度特性記憶部
１４より得られた温度データの補助に使用して、温度デ
ータの信頼性を高めることもできる。
【００１６】請求項３の発明では、図１Ａにおいて、温
度補正手段６がデータを参照する駆動電流対温度特性記
憶部１２に代えて、光源に関する駆動電流対波長特性記
憶部２１が温度補正手段６の内部または外部に設けられ
る。駆動電流対波長特性記憶部２１に予め記憶させるデ
ータを取得する必要がある。そこで図３に示すように、
電流計測手段１１及び波長計測手段２２を用いて、電流
対波長特性取得手段２３により関連データを高精度で取
得している。
度補正手段６がデータを参照する駆動電流対温度特性記
憶部１２に代えて、光源に関する駆動電流対波長特性記
憶部２１が温度補正手段６の内部または外部に設けられ
る。駆動電流対波長特性記憶部２１に予め記憶させるデ
ータを取得する必要がある。そこで図３に示すように、
電流計測手段１１及び波長計測手段２２を用いて、電流
対波長特性取得手段２３により関連データを高精度で取
得している。
【００１７】既に述べたように光ファイバジャイロに組
込む電流計測手段１１によって電源の温度変動時におけ
る駆動電流を比較的精度よく測定できるので、電流対波
長特性記憶部２１より、対応する波長データを従来より
正確に得ることができる。この場合も、従来と同様の温
度モニタ８と温度対波長特性記憶部７を設け、それらを
用いて求めた波長データを、電流対波長特性記憶部２１
より求めた波長データの補助に用い、波長データの信頼
性を高めることができる。
込む電流計測手段１１によって電源の温度変動時におけ
る駆動電流を比較的精度よく測定できるので、電流対波
長特性記憶部２１より、対応する波長データを従来より
正確に得ることができる。この場合も、従来と同様の温
度モニタ８と温度対波長特性記憶部７を設け、それらを
用いて求めた波長データを、電流対波長特性記憶部２１
より求めた波長データの補助に用い、波長データの信頼
性を高めることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１（２）の発
明では、駆動電流（電力）計測手段１１（１３）、光源
１の温度変動に対応した電流（電力）対温度特性記憶部
１２（１４）及び温度対波長特性記憶部７を設けること
によって、光源の温度変動に対応した光源波長を従来よ
り高精度に求めることができるので、従来より正確にス
ケールファクタｋの温度補正を行える。
明では、駆動電流（電力）計測手段１１（１３）、光源
１の温度変動に対応した電流（電力）対温度特性記憶部
１２（１４）及び温度対波長特性記憶部７を設けること
によって、光源の温度変動に対応した光源波長を従来よ
り高精度に求めることができるので、従来より正確にス
ケールファクタｋの温度補正を行える。
【００１９】請求項３の発明では、電流計測手段１１と
電流対波長特性記憶部２１を設けることによって、上記
と同様の効果が得られる。また、従来の温度モニタ８を
併用したり従来の温度対波長特性記憶部７を持たない場
合は、これも併用することによって、求めた温度データ
や波長データの信頼性を高めることもできる。
電流対波長特性記憶部２１を設けることによって、上記
と同様の効果が得られる。また、従来の温度モニタ８を
併用したり従来の温度対波長特性記憶部７を持たない場
合は、これも併用することによって、求めた温度データ
や波長データの信頼性を高めることもできる。
【図１】Ａ及びＢはそれぞれ請求項１及び２の発明の実
施例を示すブロック図。
施例を示すブロック図。
【図２】請求項３の発明の実施例を示すブロック図。
【図３】図２の電流対波長特性記憶部２１に格納するデ
ータを得るための測定系を示すブロック図。
ータを得るための測定系を示すブロック図。
【図４】従来の光ファイバジャイロのブロック図。
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、その光源の光量が一定となるよ
うに光源を駆動する光源安定化回路と、 光ファイバコイルを有し、前記光源の光が入射する光学
部と、 その光学部より出射される光を電気信号に変換する光電
変換部と、 その光電変換部の出力を信号処理して、入力角速度に対
応するジャイロ信号（ω）を出力する信号処理部と、 光源波長（λ）の温度変動に応じてスケールファクタｋ
∝（１／λ）を補正し、その補正したスケールファクタ
ｋを前記ジャイロ信号（ω）に乗算して、入力角速度の
検出出力を得る温度補正手段とを具備する光ファイバジ
ャイロにおいて、 前記光源の駆動電流計測手段と、 前記光源に関する駆動電流対温度特性記憶部及び温度対
波長特性記憶部とを備え、 前記温度補正手段が、前記駆動電流計測手段の計測電流
値と、前記駆動電流対温度特性記憶部及び温度対波長特
性記憶部のデータとに基づいて、前記スケールファクタ
ｋを補正する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において、前記温度補正手段が
データを参照する前記駆動電流計測手段及び駆動電流対
温度特性記憶部に代えて、光源に関する駆動電力計測手
段及び駆動電力対温度特性記憶部を設けたことを特徴と
する光ファイバジャイロ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記温度補正手段が
データを参照する前記駆動電流対温度特性記憶部に代え
て、光源に関する駆動電流対波長特性記憶部を設けたこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP29140196A JPH10132577A (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29140196A JPH10132577A (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132577A true JPH10132577A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17768426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29140196A Pending JPH10132577A (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10132577A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102519489A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 东南大学 | 一种基于温度及输入角速率的光纤陀螺标度因数建模方法 |
| US8353214B2 (en) | 2006-09-15 | 2013-01-15 | Robert Bosch Gmbh | Pressure sensor for side-impact sensing and method for forming a surface of a protective material for a pressure sensor |
| CN103776465A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-07 | 浙江大学 | 一种光纤陀螺标度因数快速稳定方法 |
| CN116007662A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-04-25 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 一种光纤陀螺及光纤陀螺的角速度校正方法 |
-
1996
- 1996-11-01 JP JP29140196A patent/JPH10132577A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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