JPH1123288A - 光干渉角速度計 - Google Patents
光干渉角速度計Info
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- JPH1123288A JPH1123288A JP17191997A JP17191997A JPH1123288A JP H1123288 A JPH1123288 A JP H1123288A JP 17191997 A JP17191997 A JP 17191997A JP 17191997 A JP17191997 A JP 17191997A JP H1123288 A JPH1123288 A JP H1123288A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小形、軽量化すると共にＳ／Ｎを大にする。
【解決手段】 光源１１からの光Ｉi は入力ポートｍ、
出力ポートｎの光カプラ３１の１つに入射され、ｎ等分
されて、光学素子１３1 〜１３n へ入射され、光学素子
１３1 〜１３n でそれぞれ２分岐されると共にその一方
が光位相変調器１７1 〜１７n で時分割的に位相変調さ
れ、光ファイバコイル１５1 〜１５n の各両端に入射さ
れる。光ファイバコイル１５1 〜１５n をそれぞれ伝搬
した光は光学素子１３1 〜１３n で干渉し、その各干渉
光に光カプラ３１でｍ分配され、そのｍ−１個のポート
から受光器１８に入射され、受光器１８よりの電気信号
は時分割的に信号処理される。
出力ポートｎの光カプラ３１の１つに入射され、ｎ等分
されて、光学素子１３1 〜１３n へ入射され、光学素子
１３1 〜１３n でそれぞれ２分岐されると共にその一方
が光位相変調器１７1 〜１７n で時分割的に位相変調さ
れ、光ファイバコイル１５1 〜１５n の各両端に入射さ
れる。光ファイバコイル１５1 〜１５n をそれぞれ伝搬
した光は光学素子１３1 〜１３n で干渉し、その各干渉
光に光カプラ３１でｍ分配され、そのｍ−１個のポート
から受光器１８に入射され、受光器１８よりの電気信号
は時分割的に信号処理される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は１光源、１受光器
にて、複数の入力軸の角速度を検出する、いわゆる多チ
ャネルの光干渉角速度計に関する。
にて、複数の入力軸の角速度を検出する、いわゆる多チ
ャネルの光干渉角速度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の１光源１チャネル光ファイ
バジャイロ（以下ＦＯＧと記す）を示す。光源１１から
の光Ｉi は光カプラ１２を通り、光学素子１３における
Ｙ分岐部１４で２分されて、光ファイバコイル１５の両
端に右回り光、左回り光として入射される。位相変調駆
動回路１６からの位相変調信号により、光学素子１３に
設けられた光位相変調器１７で、右回り光と左回り光に
±（ｎπ＋π／２）（ｎ＝０，１，２，・・・）の位相
差が与えられる。光ファイバコイル１５を伝搬した右回
り光と左回り光とがＹ分岐部１４で合成され干渉光とし
て光カプラ１２を通り、受光器１８に入射され、電気信
号に変換され、その電気信号は信号処理回路１９に供給
され、光位相変調器１７の変調信号で同期検波され、光
ファイバコイル１５に入力された角速度に応じた情報が
出力される。この信号処理回路１９はディジタル処理さ
れ、位相変調駆動回路１６、信号処理回路１９はクロッ
ク回路２０からのクロックを基準に処理がなされる。
バジャイロ（以下ＦＯＧと記す）を示す。光源１１から
の光Ｉi は光カプラ１２を通り、光学素子１３における
Ｙ分岐部１４で２分されて、光ファイバコイル１５の両
端に右回り光、左回り光として入射される。位相変調駆
動回路１６からの位相変調信号により、光学素子１３に
設けられた光位相変調器１７で、右回り光と左回り光に
±（ｎπ＋π／２）（ｎ＝０，１，２，・・・）の位相
差が与えられる。光ファイバコイル１５を伝搬した右回
り光と左回り光とがＹ分岐部１４で合成され干渉光とし
て光カプラ１２を通り、受光器１８に入射され、電気信
号に変換され、その電気信号は信号処理回路１９に供給
され、光位相変調器１７の変調信号で同期検波され、光
ファイバコイル１５に入力された角速度に応じた情報が
出力される。この信号処理回路１９はディジタル処理さ
れ、位相変調駆動回路１６、信号処理回路１９はクロッ
ク回路２０からのクロックを基準に処理がなされる。
【０００３】従来において、複数の入力軸の各角速度を
検出する、いわゆる多チャネルＦＯＧとするには、図３
に示した１チャネルＦＯＧを複数設けていた。この多チ
ャネルＦＯＧを小形化、軽量化のために、図４に示すよ
うに１つの光源１１を用いる、かつ時分割処理するもの
がある。つまり、図４においては３チャネルの場合で図
３と対応する部分に、同一番号にチャネル対応にＸ，
Ｙ，Ｚの何れかを付けて示す。光源１１よりの光Ｉi は
光カプラ２１により３分岐されてそれぞれ光カプラ１２
Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚへ入射される。各光位相変調器１７
Ｘ，１７Ｙ，１７Ｚは、時分割位相変調駆動回路２２か
らの変調信号により、順次時分割制御される。また各受
光器１８Ｘ，１８Ｙ，１８Ｚよりの電気信号は時分割信
号処理回路２３に供給され、光位相変調器１７Ｘ，１７
Ｙ，１７Ｚに対する時分割制御と同期して、時分割的
に、受光器よりの電気信号が各チャネルごとに処理さ
れ、各チャネルジャイロ出力が出力端子２４Ｘ，２４
Ｙ，２４Ｚに得られる。このような多重ＦＯＧについて
は特開平４−９３７１６号公報、特開平４−２３２４１
７号公報などに示されている。
検出する、いわゆる多チャネルＦＯＧとするには、図３
に示した１チャネルＦＯＧを複数設けていた。この多チ
ャネルＦＯＧを小形化、軽量化のために、図４に示すよ
うに１つの光源１１を用いる、かつ時分割処理するもの
がある。つまり、図４においては３チャネルの場合で図
３と対応する部分に、同一番号にチャネル対応にＸ，
Ｙ，Ｚの何れかを付けて示す。光源１１よりの光Ｉi は
光カプラ２１により３分岐されてそれぞれ光カプラ１２
Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚへ入射される。各光位相変調器１７
Ｘ，１７Ｙ，１７Ｚは、時分割位相変調駆動回路２２か
らの変調信号により、順次時分割制御される。また各受
光器１８Ｘ，１８Ｙ，１８Ｚよりの電気信号は時分割信
号処理回路２３に供給され、光位相変調器１７Ｘ，１７
Ｙ，１７Ｚに対する時分割制御と同期して、時分割的
に、受光器よりの電気信号が各チャネルごとに処理さ
れ、各チャネルジャイロ出力が出力端子２４Ｘ，２４
Ｙ，２４Ｚに得られる。このような多重ＦＯＧについて
は特開平４−９３７１６号公報、特開平４−２３２４１
７号公報などに示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した単独ＦＯ
Ｇをｎチャネル構成とする方法は、光源及び受光器共に
ｎ個必要となる。一方図４に示した一光源多チャネル構
成のＦＯＧの場合は、光源は１個で構成するため小形、
軽量、低価格化及び低消費電力化に貢献する。しかし１
チャネル毎の受光器に到達する干渉光強度の大きさが単
独ＦＯＧのそれと比較して１／ｎとなり、Ｓ／Ｎ比が比
例して劣化する。図４の場合３チャネルであるため、１
／３の干渉光強度となりＳ／Ｎ比もおおよそ１／３に劣
化する。
Ｇをｎチャネル構成とする方法は、光源及び受光器共に
ｎ個必要となる。一方図４に示した一光源多チャネル構
成のＦＯＧの場合は、光源は１個で構成するため小形、
軽量、低価格化及び低消費電力化に貢献する。しかし１
チャネル毎の受光器に到達する干渉光強度の大きさが単
独ＦＯＧのそれと比較して１／ｎとなり、Ｓ／Ｎ比が比
例して劣化する。図４の場合３チャネルであるため、１
／３の干渉光強度となりＳ／Ｎ比もおおよそ１／３に劣
化する。
【０００５】さらに図４の場合、受光器が３個、光カプ
ラが４個それぞれ必要となり、小形化、軽量化が十分と
は云えなかった。この発明の目的は、従来の欠点を除去
し、小形・軽量化・低消費電力化、低価格を図かりかつ
Ｓ／Ｎ比を改善した一光源、多チャネルＦＯＧを提供す
ることにある。
ラが４個それぞれ必要となり、小形化、軽量化が十分と
は云えなかった。この発明の目的は、従来の欠点を除去
し、小形・軽量化・低消費電力化、低価格を図かりかつ
Ｓ／Ｎ比を改善した一光源、多チャネルＦＯＧを提供す
ることにある。
【０００６】多チャネルＦＯＧからの光を重ね合せて１
つの受光器とすることが考えられるが、その場合は同一
光源から出た光は干渉し強度変動を起こす。この発明
は、この欠点を除去し、強度変動が生じることなく安定
な出力を供給する多チャネルＦＯＧを提供することにあ
る。
つの受光器とすることが考えられるが、その場合は同一
光源から出た光は干渉し強度変動を起こす。この発明
は、この欠点を除去し、強度変動が生じることなく安定
な出力を供給する多チャネルＦＯＧを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明によれば一光源
一受光器構成よりｎチャネルＦＯＧとされ、しかもｎチ
ャネルに分岐する光カプラに戻って来る干渉光の各１つ
がｍポートに分岐されるが、その（ｍ−１）ポートの光
を重ね合せ受光器で取り込み、Ｓ／Ｎの劣化を小さく抑
える。
一受光器構成よりｎチャネルＦＯＧとされ、しかもｎチ
ャネルに分岐する光カプラに戻って来る干渉光の各１つ
がｍポートに分岐されるが、その（ｍ−１）ポートの光
を重ね合せ受光器で取り込み、Ｓ／Ｎの劣化を小さく抑
える。
【０００８】光源は、スーパールミネッセントダイオー
ド（ＳＬＤ）が使用されるが駆動電流は、市販のもので
最大１５０〜２００ｍＡ程度である。この光源の駆動回
路としては、低消費電力化のため低電圧動作（ＤＣ５Ｖ
程度）される。この場合一光源当り１Ｗの消費電力とな
るがｎチャネルＦＯＧ構成では、１チャネル当り１／ｎ
Ｗとなり低消費電力化を得ることができる。図４に示し
た単独ＦＯＧをｎチャネル構成する多チャネルＦＯＧと
の比較では、１／ｎ2 となり大幅な低消費電力となる。
ド（ＳＬＤ）が使用されるが駆動電流は、市販のもので
最大１５０〜２００ｍＡ程度である。この光源の駆動回
路としては、低消費電力化のため低電圧動作（ＤＣ５Ｖ
程度）される。この場合一光源当り１Ｗの消費電力とな
るがｎチャネルＦＯＧ構成では、１チャネル当り１／ｎ
Ｗとなり低消費電力化を得ることができる。図４に示し
た単独ＦＯＧをｎチャネル構成する多チャネルＦＯＧと
の比較では、１／ｎ2 となり大幅な低消費電力となる。
【０００９】また光源からの光を光カプラにおいてｎチ
ャネルに分岐してから光ファイバコイルを経て再び光カ
プラに戻って来るまでの各チャネル間の光路差が光源の
光の可干渉距離以上に設定される。このため別光路を通
って来た光間の干渉による光強度変動が小さく抑えられ
る。以上のように光学素子を構成する光カプラ部以外の
光カプラの光結合部及び受光器の受光面において重ね合
せられる総ての光路のそれぞれの光路差が光源の光の可
干渉光距離以上に設定されている。
ャネルに分岐してから光ファイバコイルを経て再び光カ
プラに戻って来るまでの各チャネル間の光路差が光源の
光の可干渉距離以上に設定される。このため別光路を通
って来た光間の干渉による光強度変動が小さく抑えられ
る。以上のように光学素子を構成する光カプラ部以外の
光カプラの光結合部及び受光器の受光面において重ね合
せられる総ての光路のそれぞれの光路差が光源の光の可
干渉光距離以上に設定されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１にこの発明の一実施例を示
し、図３と対応する部分に同一番号にチャネル対応の番
号を添字で付けてある。光源１１からの光Ｉi は、光カ
プラ３１のｍ個の入力ポートの任意の１ポートに入射さ
れる。光カプラ３１は、ｎ個の出力ポートに１つの入力
ポートからの入射光を実質的にｎ等分し光を出力する。
それぞれの出力ポートは、光学素子１３1 〜１３n に接
続される。ここで光学素子１３1〜１３n は、光ファイ
バコイル１５1 〜１５n において、反対方向に伝搬する
光に分岐する光分配機能（Ｙ分岐部）とし、光ファイバ
コイル１５1 〜１５n をそれぞれ伝搬して来た左回り
光、右回り光を結合し干渉させる光結合機能と、光ファ
イバコイル１５1 〜１５n の左回り光と右回り光に対し
位相変調を付与する位相変調器１７1 〜１７n とを有す
る。光ファイバコイル１５1 〜１５n の各左回り光と右
回り光の干渉光は、光学素子１３1 〜１３n の入力ポー
トから出射され、光カプラ３１の出力ポートへ戻り、そ
の各干渉光はそれぞれ光カプラ３１の入力ポートの（ｍ
−１）個の入力ポートに分岐され、その分岐された干渉
光が合成されて受光器１８に到達する。受光器１８に到
達した干渉光Ｉ01〜Ｉ0m-1は、受光器１８において電気
信号に変換され、時分割信号処理回路２３において各チ
ャネルの信号が時分割的に信号処理され、ｎチャネルの
ジャイロ信号が出力される。この時分割信号処理は図４
に示した従来のものと同様に行われる。
し、図３と対応する部分に同一番号にチャネル対応の番
号を添字で付けてある。光源１１からの光Ｉi は、光カ
プラ３１のｍ個の入力ポートの任意の１ポートに入射さ
れる。光カプラ３１は、ｎ個の出力ポートに１つの入力
ポートからの入射光を実質的にｎ等分し光を出力する。
それぞれの出力ポートは、光学素子１３1 〜１３n に接
続される。ここで光学素子１３1〜１３n は、光ファイ
バコイル１５1 〜１５n において、反対方向に伝搬する
光に分岐する光分配機能（Ｙ分岐部）とし、光ファイバ
コイル１５1 〜１５n をそれぞれ伝搬して来た左回り
光、右回り光を結合し干渉させる光結合機能と、光ファ
イバコイル１５1 〜１５n の左回り光と右回り光に対し
位相変調を付与する位相変調器１７1 〜１７n とを有す
る。光ファイバコイル１５1 〜１５n の各左回り光と右
回り光の干渉光は、光学素子１３1 〜１３n の入力ポー
トから出射され、光カプラ３１の出力ポートへ戻り、そ
の各干渉光はそれぞれ光カプラ３１の入力ポートの（ｍ
−１）個の入力ポートに分岐され、その分岐された干渉
光が合成されて受光器１８に到達する。受光器１８に到
達した干渉光Ｉ01〜Ｉ0m-1は、受光器１８において電気
信号に変換され、時分割信号処理回路２３において各チ
ャネルの信号が時分割的に信号処理され、ｎチャネルの
ジャイロ信号が出力される。この時分割信号処理は図４
に示した従来のものと同様に行われる。
【００１１】ここで光カプラ３１の分岐比は、ｎ等分さ
れ１／ｎとなる。また１つの干渉光はｍ等分され、その
うちの光源１１側を除く（ｍ−１）個の入力ポートに現
われ、これが受光器１８で合成される。よって１チャネ
ル当りの受光器１８に到達する総光量Ｉo は、光カプラ
３１のみについて見ると次式のようになる。 Ｉ0 ∝（１／ｎ）×（（ｍ−１）／ｍ）Ｉi ＝（（ｍ−１）／ｍｎ）・Ｉi …（１） 一方図４に示した従来の一光源ｎチャネルＦＯＧの場
合、光カプラ２１で１／ｎとされ、各光カプラ１２Ｘで
出射する時１／２となり、戻った干渉光が更に１／２に
されるため１／４が受光器に戻る。従ってその１チャネ
ルの受光器１８Ｘに到達する光量Ｉo は、光カプラ２１
と光カプラ１２Ｘについてのみ計算すると次式の通りに
なる。
れ１／ｎとなる。また１つの干渉光はｍ等分され、その
うちの光源１１側を除く（ｍ−１）個の入力ポートに現
われ、これが受光器１８で合成される。よって１チャネ
ル当りの受光器１８に到達する総光量Ｉo は、光カプラ
３１のみについて見ると次式のようになる。 Ｉ0 ∝（１／ｎ）×（（ｍ−１）／ｍ）Ｉi ＝（（ｍ−１）／ｍｎ）・Ｉi …（１） 一方図４に示した従来の一光源ｎチャネルＦＯＧの場
合、光カプラ２１で１／ｎとされ、各光カプラ１２Ｘで
出射する時１／２となり、戻った干渉光が更に１／２に
されるため１／４が受光器に戻る。従ってその１チャネ
ルの受光器１８Ｘに到達する光量Ｉo は、光カプラ２１
と光カプラ１２Ｘについてのみ計算すると次式の通りに
なる。
【００１２】 Ｉo ∝（１／ｎ）×（１／４）Ｉi ＝Ｉi ／（４ｎ） …（２） 一方図３に示した単独ＦＯＧをｎ個設けたｎチャネルの
ＦＯＧ構成における受光器１８に到達する光量Ｉo は次
式の通りになる。 Ｉo ∝（１／４）Ｉi …（３） （３）式で示した構成のＦＯＧは、受光器に到達する光
量に関し、チャネル数に関係なく一定でＦＯＧにおける
基準値を示す。
ＦＯＧ構成における受光器１８に到達する光量Ｉo は次
式の通りになる。 Ｉo ∝（１／４）Ｉi …（３） （３）式で示した構成のＦＯＧは、受光器に到達する光
量に関し、チャネル数に関係なく一定でＦＯＧにおける
基準値を示す。
【００１３】図５に、（３）式を「１」とした時の
（１）式と（２）式のチャネル数に対する干渉光の比率
を示す。ｍ＝ｎとした場合である。単独ＦＯＧを多チャ
ネル使用する場合においては、チャネル数に関係なく
「１」であるが一光源多チャネルＦＯＧの場合、チャネ
ル数とともに干渉光強度の比率が減少していく。このグ
ラフによれば、従来の一光源多チャネル（図４の場合）
に比べこの発明の一光源多チャネルＦＯＧの方が２〜４
倍干渉光比率が高く、Ｓ／Ｎ比が良好であることを示し
ている。
（１）式と（２）式のチャネル数に対する干渉光の比率
を示す。ｍ＝ｎとした場合である。単独ＦＯＧを多チャ
ネル使用する場合においては、チャネル数に関係なく
「１」であるが一光源多チャネルＦＯＧの場合、チャネ
ル数とともに干渉光強度の比率が減少していく。このグ
ラフによれば、従来の一光源多チャネル（図４の場合）
に比べこの発明の一光源多チャネルＦＯＧの方が２〜４
倍干渉光比率が高く、Ｓ／Ｎ比が良好であることを示し
ている。
【００１４】次に図２にこの発明の他の実施例を示し、
図１と対応する部分に同一符号を付けてある。この実施
例は光カプラ３１がｎ＝ｍ＝３とされた場合である。光
源１１からの光は第１光カプラ３５で２分岐され、その
一方は光学素子１３3 へ入射し、他方は第２光カプラ３
６で２分岐され、それぞれ光学素子１３1 ，１３2 に入
射される。光学素子１３1 ，１３2 からの各干渉光は第
２光カプラ３６で２分岐され、それぞれ第１光カプラ３
５と、受光器１８とへ入射される。光学素子１３3 から
の干渉光は第１光カプラ３５で２分岐され、その一方の
みが受光器１８へ入射される。第１光カプラ３５、第２
光カプラ３６はそれぞれ例えば光ファイバで構成され、
これらと光学素子１３1 ，１３2 ，１３3 、受光器１８
とはそれぞれ光ファイバで接続されている。第１光カプ
ラ３５は、Ｎ1 ：Ｎ2 （Ｎ1 ＋Ｎ 2 ＝１）の分岐比を持
つ光カプラで第２光カプラ３６は、実質的に０．５：
０．５の分岐比を持っている。ここで各チャネルの受光
器１８に到達する光量の合計値Ｉo は、それぞれ次の通
りとなる。 第２光カプラ３６の出力ポートに接続されたチャネ
ルのＦＯＧ（光ファイバコイル１５1 ，１５2 ） Ｉ0 ∝（Ｎ1 ×（１／４）＋Ｎ2 ×（１／４））Ｉi ＝（Ｎ1 ／４）（１＋Ｎ2 ）Ｉi （４） この上の式の右辺括弧内の第１項は第２光カプラ３６か
ら直接受光器１８に到達するものであり、第２項は第２
光カプラ３６から第１光カプラ３５を介して受光器１８
に到達するものである。 第１光カプラ３５の出力ポートに接続されたチャネ
ルのＦＯＧ（光ファイバコイル１５3 ） Ｉ0 ∝Ｎ2 ・Ｎ1 ・Ｉi （５） 図６に、上記の場合において第１光カプラ３５の分
岐比を変えていった時の受光器１８に到達する干渉光強
度の変化を示す。曲線４１はの場合、曲線４２はの
場合である。この図より図２に示した一光源３チャネル
ＦＯＧにおいて受光器１８に到達する干渉光強度が全て
同一となる分岐比Ｎ1 ≒０．６７，Ｎ2≒０．３３が３
チャネルＦＯＧ構成において最良な所である。
図１と対応する部分に同一符号を付けてある。この実施
例は光カプラ３１がｎ＝ｍ＝３とされた場合である。光
源１１からの光は第１光カプラ３５で２分岐され、その
一方は光学素子１３3 へ入射し、他方は第２光カプラ３
６で２分岐され、それぞれ光学素子１３1 ，１３2 に入
射される。光学素子１３1 ，１３2 からの各干渉光は第
２光カプラ３６で２分岐され、それぞれ第１光カプラ３
５と、受光器１８とへ入射される。光学素子１３3 から
の干渉光は第１光カプラ３５で２分岐され、その一方の
みが受光器１８へ入射される。第１光カプラ３５、第２
光カプラ３６はそれぞれ例えば光ファイバで構成され、
これらと光学素子１３1 ，１３2 ，１３3 、受光器１８
とはそれぞれ光ファイバで接続されている。第１光カプ
ラ３５は、Ｎ1 ：Ｎ2 （Ｎ1 ＋Ｎ 2 ＝１）の分岐比を持
つ光カプラで第２光カプラ３６は、実質的に０．５：
０．５の分岐比を持っている。ここで各チャネルの受光
器１８に到達する光量の合計値Ｉo は、それぞれ次の通
りとなる。 第２光カプラ３６の出力ポートに接続されたチャネ
ルのＦＯＧ（光ファイバコイル１５1 ，１５2 ） Ｉ0 ∝（Ｎ1 ×（１／４）＋Ｎ2 ×（１／４））Ｉi ＝（Ｎ1 ／４）（１＋Ｎ2 ）Ｉi （４） この上の式の右辺括弧内の第１項は第２光カプラ３６か
ら直接受光器１８に到達するものであり、第２項は第２
光カプラ３６から第１光カプラ３５を介して受光器１８
に到達するものである。 第１光カプラ３５の出力ポートに接続されたチャネ
ルのＦＯＧ（光ファイバコイル１５3 ） Ｉ0 ∝Ｎ2 ・Ｎ1 ・Ｉi （５） 図６に、上記の場合において第１光カプラ３５の分
岐比を変えていった時の受光器１８に到達する干渉光強
度の変化を示す。曲線４１はの場合、曲線４２はの
場合である。この図より図２に示した一光源３チャネル
ＦＯＧにおいて受光器１８に到達する干渉光強度が全て
同一となる分岐比Ｎ1 ≒０．６７，Ｎ2≒０．３３が３
チャネルＦＯＧ構成において最良な所である。
【００１５】図２には示していないが、図１と同様に時
分割位相変調駆動回路２２、時分割信号処理回路２３が
設けられている。次に図１において光カプラ３１の光分
岐結合部から光ファイバコイル１５1 〜１５n を経て再
び光カプラ３１の光分岐結合部へ戻って来る各チャネル
の光路の相互の差が、光源１１の光の可干渉距離より、
十分大きくなるように設定されている。光源１１の波長
スペクトルは、例えば図７に示すようになっており、こ
れらの光源の可干渉距離は例えば図８に示すようにな
る。狭帯域の波長スペクトルを持つ光源の光は、広帯域
の波長スペクトルを持つ光源の光に比べ可干渉距離が長
くなっている。このように光源によって可干渉距離は異
なるが、いずれにせよ各チャネル間の光路差が一つでも
可干渉距離以内にあると受光器１８に到達する光強度が
減少したり、周囲温度、振動、衝撃などの外部要因で光
強度が変動したりしてジャイロ性能を劣化させる。
分割位相変調駆動回路２２、時分割信号処理回路２３が
設けられている。次に図１において光カプラ３１の光分
岐結合部から光ファイバコイル１５1 〜１５n を経て再
び光カプラ３１の光分岐結合部へ戻って来る各チャネル
の光路の相互の差が、光源１１の光の可干渉距離より、
十分大きくなるように設定されている。光源１１の波長
スペクトルは、例えば図７に示すようになっており、こ
れらの光源の可干渉距離は例えば図８に示すようにな
る。狭帯域の波長スペクトルを持つ光源の光は、広帯域
の波長スペクトルを持つ光源の光に比べ可干渉距離が長
くなっている。このように光源によって可干渉距離は異
なるが、いずれにせよ各チャネル間の光路差が一つでも
可干渉距離以内にあると受光器１８に到達する光強度が
減少したり、周囲温度、振動、衝撃などの外部要因で光
強度が変動したりしてジャイロ性能を劣化させる。
【００１６】更に光カプラ３１の分岐結合部から受光器
１８の受光面までの距離の各ポート間での光路差が光源
１１の光の可干渉距離以上とされる。以上の光路差を光
源１１の光の可干渉距離以上にすることは図２の実施例
にも同様に適用される。第１光カプラ３５から分岐さ
れ、光学素子１３1 〜１３3 へ入射され、再び戻って来
た３チャネル間の光路差が、前記可干渉距離以上とされ
る。同様に第１光カプラ３５からの光を第２光カプラ３
６で分岐し、光ファイバコイル１５1 ，１５2 を経て第
２光カプラ３６に戻って来た光の光路差が前記可干渉距
離以上とされる。更に第２光カプラ１７の分配結合部か
ら受光器１８の受光面に到達する全ての光路間の光路差
が光源１１の光の可干渉距離以上とされる。また第１光
カプラ３５の分配結合部からそれぞれチャネルの光ファ
イバコイル１５1 ，１５2 ，１５3 を経て、受光器１８
の受光面に到達する全ての光路間の光路差が光源の光の
可干渉距離以上とされる。
１８の受光面までの距離の各ポート間での光路差が光源
１１の光の可干渉距離以上とされる。以上の光路差を光
源１１の光の可干渉距離以上にすることは図２の実施例
にも同様に適用される。第１光カプラ３５から分岐さ
れ、光学素子１３1 〜１３3 へ入射され、再び戻って来
た３チャネル間の光路差が、前記可干渉距離以上とされ
る。同様に第１光カプラ３５からの光を第２光カプラ３
６で分岐し、光ファイバコイル１５1 ，１５2 を経て第
２光カプラ３６に戻って来た光の光路差が前記可干渉距
離以上とされる。更に第２光カプラ１７の分配結合部か
ら受光器１８の受光面に到達する全ての光路間の光路差
が光源１１の光の可干渉距離以上とされる。また第１光
カプラ３５の分配結合部からそれぞれチャネルの光ファ
イバコイル１５1 ，１５2 ，１５3 を経て、受光器１８
の受光面に到達する全ての光路間の光路差が光源の光の
可干渉距離以上とされる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、１光
源１受光器で多チャネルＦＯＧを構成したことにより部
品点数が少なくなり、小形、軽量化、低消費電力化が画
かれるとともに低価格化出来る。又光カプラに戻って来
た１つの干渉光が光カプラで分配されたものを重ね合せ
て受光することにより信号光の強度を増やすことができ
Ｓ／Ｎ比が改善できる。
源１受光器で多チャネルＦＯＧを構成したことにより部
品点数が少なくなり、小形、軽量化、低消費電力化が画
かれるとともに低価格化出来る。又光カプラに戻って来
た１つの干渉光が光カプラで分配されたものを重ね合せ
て受光することにより信号光の強度を増やすことができ
Ｓ／Ｎ比が改善できる。
【００１８】図２の場合、第１光カプラの分岐比を実質
的に約０．６７：０．３３とすることにより３チャネル
ＦＯＧ構成における干渉光強度を同一とすることがで
き、ＦＯＧ性能の均一化を図ることができる。又同一光
源からの光が他チャネルからの干渉光又は同一チャネル
の干渉光であるが光カプラの他ポートを通ってきた干渉
光と光カプラで重ね合せられ干渉したり受光面で干渉し
たりしてもそれぞれの光路を通って来た光が、光源出射
光の可干渉距離より十分隔れたところにあることから重
ね合せによる光の強度変動が現われない。
的に約０．６７：０．３３とすることにより３チャネル
ＦＯＧ構成における干渉光強度を同一とすることがで
き、ＦＯＧ性能の均一化を図ることができる。又同一光
源からの光が他チャネルからの干渉光又は同一チャネル
の干渉光であるが光カプラの他ポートを通ってきた干渉
光と光カプラで重ね合せられ干渉したり受光面で干渉し
たりしてもそれぞれの光路を通って来た光が、光源出射
光の可干渉距離より十分隔れたところにあることから重
ね合せによる光の強度変動が現われない。
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】この発明の他の実施例を示すブロック図。
【図３】従来の１チャネルＦＯＧを示すブロック図。
【図４】従来例の多チャネルＦＯＧを示すブロック図。
【図５】この発明によるＦＯＧと従来の１光源多チャネ
ルＦＯＧとのチャネル数に対する干渉光強度比率を示す
図。
ルＦＯＧとのチャネル数に対する干渉光強度比率を示す
図。
【図６】図２の実施例における第１カプラの分岐比
Ｎ1 ：Ｎ2 を変化させた時の、各チャネルの干渉光強度
の変化を示す図。
Ｎ1 ：Ｎ2 を変化させた時の、各チャネルの干渉光強度
の変化を示す図。
【図７】光源１１の波長スペクトラムの例を示す図。
【図８】光源の光の可干渉距離特性を示す図。
Claims (5)
- 【請求項１】 光ファイバコイルと、光源からの光を光
ファイバコイルに対し左回り光と右回り光として通し、
かつ光ファイバコイルを伝搬後再び結合する光分配結合
器とからなるｎ個（ｎは２以上の整数）のリング干渉部
と、 光源と、 ｍ×ｎ（ｍは２以上の整数）の入出力ポートを持つ光カ
プラと、 受光器とを有し、 前記光源が前記光カプラのｍ個の入力ポートの１つに結
合され、 前記光カプラのｎ個の出力ポートが前記ｎ個のリング干
渉計にそれぞれ接続され、 前記光カプラの入力ポートの内前記光源と結合された以
外の（ｍ−１）の入力ポートが１個の前記受光器に結合
されている光干渉角速度計。 - 【請求項２】 前記光カプラは、ｍ＝ｎ＝３であって、
２×２の入出力ポートを持つ第１光カプラと第２光カプ
ラから成り、 前記第１光カプラの出力ポートの一方は、前記第２光カ
プラの入力ポートの一方に接続され、 前記第１光カプラの入力ポートの一方と第２光カプラの
入力ポートの他方は、前記受光器に接続され、 前記第１カプラの入力ポートの他方は前記光源と接続さ
れ、 前記第１カプラの出力ポートの他方、前記第２光カプラ
の２つの出力ポートは、それぞれ前記リング干渉計の３
つに接続され、 前記第１光カプラの分岐比が実質的に６７：３３とされ
ていることを特徴とする請求項１記載の光干渉角速度
計。 - 【請求項３】 前記光カプラにおいて光がｎチャネルに
分岐され、再び前記光カプラに戻ってきた多チャネル間
の光路差が前記光源の光の可干渉距離以上であることを
特徴とする請求項１又は２記載の光干渉角速度計。 - 【請求項４】 前記光カプラにおいて光をｍチャネルに
分岐し、前記受光器に到達した全ての光路の光路差が前
記光源の光の可干渉距離以上であることを特徴とする請
求項１又は２記載の光干渉角速度計。 - 【請求項５】 前記ｎ個の光学素子からの光を結合し分
岐する光カプラの分岐結合部から受光器の受光面までの
距離が各ポート間で光路差が前記光源の光の可干渉距離
以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の光干
渉角速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17191997A JPH1123288A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 光干渉角速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17191997A JPH1123288A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 光干渉角速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123288A true JPH1123288A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15932286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17191997A Pending JPH1123288A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 光干渉角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1123288A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110006418A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 清华大学深圳研究生院 | 角速度测量方法、装置及应用系统 |
| CN115326047A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-11-11 | 浙江航天润博测控技术有限公司 | 一种光路复用的多轴开环光纤陀螺仪 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP17191997A patent/JPH1123288A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110006418A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 清华大学深圳研究生院 | 角速度测量方法、装置及应用系统 |
| CN115326047A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-11-11 | 浙江航天润博测控技术有限公司 | 一种光路复用的多轴开环光纤陀螺仪 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030930 |