JPS58188181A - 一体型３軸リングレ−ザジヤイロスコ−プ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はリングレープジャイロスコープに係り、より詳
しくは一体型３１ｅリングレーザジャイロスコープＶこ
関する〇 〔従来技術〕 従来、機体固足座標系における慣性回転・清報を得るの
にそれぞれ別個の仮数のリングレーザジャイロスコープ
（ＲＬＧ）が用いられている。直交配置された３つの別
個のり／グレーザジャイロスコープを用いる方法は１復
線である点および大きな体積？必要とする点で大きな欠
点を有している。

米国特許第３，５０３，６８８号明細層には、ひとつの
石英ブロックの中に３つの単軸リングレー７ジヤイロス
コープを配して形成された一体型す／ダレーザジャイロ
スコープが開示されている。これは、３角形をなすリン
グレー７ジヤイロスコープの配［’に利用したもので、
合計９枚のミラーが用いられている。それぞれのリング
レーザジャイロスコープは３枚のミラーを用いており、
プラズマ（ｐｌ　ａｓｍａ　）とガス（ｇａｓｆｉｌｌ
）を共用している。このような一体型リングレーザジャ
イロスコープは体積は少なくて済むが、多数のミラーが
必要であるので依然として構成が復線である。

〔彼　較〕

本発明は一体型の３軸リングレー７ジヤイロスコーフヲ
開示するものである。本発明の主目的は、３軸の相互直
交座標についての慣性回転を検知するのに簡牛で信頼性
があり価格の安い装置を提供することにある。本発明は
従来の装置が必要とした９枚のミラーの代りにたった６
枚のミラーを用いるだけでよい。

さらに、本発明は、通常心壁とされる３つの本体の代り
にたったひとつの一体型本体を用いる。

本発明では、分離型リングレーザジャイロスコープにお
ける３つの機構ｔ／ｃ比べ、たったひとつのディザ−（
ｄｉｔｈｅｒ）機構しか必要としない。本発明の構造が
必要とする大きさは、３分ｍ型のリングレー７ジヤイロ
スコープが必要とする大きさよりも小さい。特に本発明
によれば個々のり／グレープジャイロスコープを用いる
よりも偵偽的により安定した榛ｉｔ　’ｌ提供できる。

本発明による利点は、光学的キャビティ（ｏｐｔ　−１
ｃａｌ　ｃａｖｉｔｙ）　’１７（形成する穴（ｂｏｒ
ｅ　）により連絡されている６枚のミラーを利用するこ
とにより実現される。それぞれのキャビティは４枚のミ
ラーと同じ平向にあるミラーを連絡する穴とｖ＋１−す
る。３つの相ｂＬに直交した面は、それぞれのミラーが
上記３つの直交面の２つの百円にあるようにミラーと又
Ｍする。それぞれの面は正方形のビーム径路の直交ｊる
佳路乞含むことになる。従って、３つの直交配置された
ビーム径略すなわち正方形の形状のそｆ＋ぞれは、３軸
のジャイロ回転を検出する。

〔実施例〕

第１図に本発明によるリングレーザジャイロスコープの
構造を示す。ミラー１〜６は立方体の面の中心にそれぞ
れ配置される。この立方体には、図示するように隣りの
ミラーと連絡する小さな直径の穴があけられる。閉じら
れた光学的キャビティは穴により連結された同一平面に
ある４つのミラーの間に画定される。合計３つの光学的
キャビティは、ミラー２，５，４，６とミラー１，５，
３゜６とミラー１，２，３．４の間で形成される。これ
らの穴により画定されたキャピテイにはヘリウム−ネオ
ン混合気体がつめられる。このヘリウムネオン混合気体
の存在により後述する電気的励起に応じてレーザとして
発振することができる。

第１図に示す配置においては、３つの相互に直交するビ
ーム径路があり、それぞれは個々の軸のまわりの回転角
度を検出するのに用いられる。これらのビーム径路は、
ミラー２，５，４，６；１゜５．３，６；１，２，３．
４の間に形成された前述の光学的キャビティによって画
定される。第１図は、それぞれのミラーが２つの直交半
面？なすビーム径路に組み込まれていることを示してい
る。換１丁れば、２つのｆ固々の軸に関する２つの直交
したリングレーザジャイロスコープにそれぞれのミラー
が＋１」用されることになる。

ｈ１算によれば、３つのミラーが半面で残り３つのミラ
ーが球菌であることが望ましい。また、６つのミラーす
べてが球面でもよい。本発明の一実施例においては、す
べてのミラーが１〜１０メータの艮い曲率半径な有して
いる。

第１図１ｃ　７Ｊ＜−ｆように、ミラーの同にある人は
、レーデ光線が、伍む前述したビーム径路の一部分をＬ
［ｉ１１冗している。通常のリングレーザジャイロスコ
ープのように、それぞれのリングレーザノヤイロスコー
プには反対方向に伝わるレーザ元がある。

これし２つの九敵における周波トのずれが慣性回転を示
すことになる。よく知られたロックイン効果（１ｏｃｋ
−ｉｎ　ｅｆｆｅｃｔ　）の問題をさけるために、この
一体型レーザは３つのリングレーザジャイロスコープに
よって共有する軸のまわり？振動ｊる。ディザ−（ｄｉ
　ｔｈｅｒ　）というのはリングレーザジャイロスコー
プの胴体における角度振動であるが、それはロックイン
効果をさけるためよくとられる方法である。第１図に示
す構造のディザ−軸は参照番号７−８間に示されている
。

第２図はどのようにしてディザ−スプリング緩ｖｆＪ機
構（ｄｉｔｈｅｒ　ｓｐｒｉｎｇ　５ｕｓｐｅｎｓｉｏ
ｎ）が設けられているかン示している。２つのディデー
スプリング１０゜１１が軸７−８上の一体型すングレー
デジャイロスコープケ支持している。これらのディザ−
スプリングは従来技術としてよく知られており、！Ｅ１
ｔセンサとザーＩ増幅器に接続されたモータを有し℃い
て軸７−８に関して立方体の本体を振動させる。

ディザ−スプリング緩衝機構は従来からよく知られてい
るので、ここでは詳述しない。本発明のリングレーザジ
ャイロスコープ部のそれぞれは、３つのビーム径路のう
ちのひとつに関して、軸７−８についてのディザ−角度
回転の大部分を十分検知シてロックイン効果を防ぐ。

入（ｂｏｒｅ）　ｉ２は軸７−８と中心軸が共通である
。

１４＊１３　、１４は立方体の本体の相対する面の穴１
２の開口部に合致するように固定される。または、ひと
つの陰陽ヲ穴１２内に設けてもよい。ディザ−スプリン
グ１０　、１１は輪状の中心間Ｄ　部１０ａ　、　ｌｌ
ａ　ｋ有しており、立方体の本体への取りつけ馨谷易に
している。ディザ−スプリング１０　、１１の外輪は、
一体型リングレーザジャイロスコープがディザ−動作を
している間も固定される。

短い穴１５　、１６　、１７は、３つのリングレーザノ
ヤイロスコープのビーム往路による穴１２と陰極１３゜
１４との間の伝達なＥＪ能にする。第２図における２血
線は陰極用穴１５　、１６　、１７に関して対称的な関
係にあるプラズマ径路ケ示している。

−１本型リングレーザジャイロスコープにおける１ｍ極
は参照番号１８〜おで示されている。−惨が位置してい
る経略部分は、！雲極モードとレーザモードの両方に対
称的であることが望ましい。さもなければラングミュア
（Ｌａｎｇｍｕｉ　ｒ　）フローＭ４バイアスの平衡馨
保つことはできない。同じ半径馨有する６枚のミラーＹ
用いることにより、この安ホゲ達成することが容易とな
る。

一体型リングレーザジャイロスコープにおける３つのビ
ーム径路は、従来のリングレーデジャイロスコープの場
合のような正確な動作な保証するために、長さが一定値
に保持されなければならない。このためには２つの方法
がある。第１の方法は、リングレーザジャイロスコープ
の本体を、例えばＣｅｒｖｉｔ　（Ｑ品名）またはｚｅ
ｒｏｄｎｒ　（商品名）のような低膨張率の物質で製造
する方法である。

第２の方法は、３つのミラー２　、３　、５Ｖ動かせる
ようにして、周知の従来技術による原理によりそれぞれ
のビーム径路の長さを調節するようにｊる方法である。

これを、第２図１用いて説明する。

列えば、ミラー２，５，４．６間のビーム径路を短くす
ることが望ましい。ミラー３が外ｇＵＫ動けば増加分８
だけミラー２，５が内側に押される。同様に他のビーム
径路は個々に調整され、温度や加速度が変化しても一定
長さに保持される。

一体型リングレーザジャイロスコープが動作すると、３
つのビーム径！！２，５，４＊６；ｌｓ５＊３−６；１
，２，３．４が２つの逆回転ビームを包囲するであろう
。これらの間の５なり周波数は、第２図に示すようにミ
ラー４，６．１にそれぞれ設けた周知のビームコンバイ
ナ（ｂｅａｍ　ｃ　ｏｍｂｉｎｅｒ　）で測定される。

谷リングレーザでのプラズマ電流は、従来の単一ユニッ
トのリングレーザジャイロスコープでなされたように、
陽極１８−２３０′Ｉｔ王レベルを変えることによりそ
れぞれ調整される。

本発明により技術的玉良がなされた。部品数が減り、そ
のに果機構が簡単になり、価格が低減し、信頼性が向上
した。３つのビーム径路が占Ｗｊる体檀により、本発明
は非常にコ／・ξクトなリングレーザジャイロスコープ
が実現できた。別々の軸ｒ有する３つの分薩型リングレ
ーザジャイロスコープよりも、本発明のリングレーザジ
ャイロスコープの立方体ブロックは機械的に安定である
。

先に述べたすでに特許された一体型リングレーグジャイ
ロスコープに比較しても、本発明は、三角形のキャビテ
ィに対して四角形のキャビティヶ用いることにより空間
をより有効に利用することができる。また本発明の構成
によれば、最小限のミラーしか必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一体型３軸リングレーザジャイロ
スコープの概略図、 第２図は同ジャイロスコープの分Ｎ斜視図である。 １．２，３，４，５，６・・・ミラー、１０　、１１・
・・ディザ−スプリング、１２・・・穴、１３　、１４
・・・陰極、１５，１６゜１７・・・穴、１８．１９，
２０，２１．２２．Ｚ３・・・陽優。 出願人代理人　　　猪　　股　　　　　清ＦＩＧ　／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．３次元形状の本体と、 前記本体の各面に設けられ、互いに対称的な位置にある
   ミラーと、 それぞれのミラーを予め定められた他のミラーと結合し
   て光学的キャビティを形成する径路であって、結合され
   た一定間隔の２ラーを有するそれぞれのキャビティは前
   記ミラーと交差する３つの相互に直交する直交面を何し
   、それぞれの直交面は他の光学的キャビティに直交する
   光学的キャピテイを有するように形成され、レ−ｆ）ｆ
   スを封入した径路と、 前記本体を宙に浮かせる手段と、 前記光学的キャピテイの前記直交面に垂直な軸のまわり
   の曲配本体の慣性回転に一致し、前配光学的キャピテイ
   における逆回転レーザビームの周波数ずれを検出する検
   出装置とｉＳ１′備え、３つの軸についての慣性（ロ）
   転を検出する一体型３輔リングレーザジャイロスコープ
   。 ２、特許請求の範囲第１蝿記載のジャイロスコープにお
   いて、前記本体に般けられた少なくともひとつの陰極お
   よび値数の陽極と、前記陰極から前記陽極へ電気的エネ
   ルギを伝達するため前記本体に形成された径路とを備え
   たことを％債とする一体型３軸リングレーザジャイロス
   コープ。 ３％訂請求の範囲第１項又は第２項記載のジャイロスコ
   ープにおいて、萌配本体は立方体形状であり、前記宙に
   浮かせる手段は、前記本体の対角線をなす牝のまわりに
   前記本体をディザ−させるため前記本体に結合されたス
   プリングを有することを特徴とする一体型３軸リングレ
   ーザジャイロスコープ。 ４、立方体形状の本体と、 前記本体のそれぞれの面の中心に位ｉ１するミラーと、 ＠Ｉ己ミラーとその隣り（ある４つのミラーとの間の前
   記本体の内部に、レーザガスを封入した光学的キャビテ
   ィを形成する穴と、 ＠記ミラーを通り、他のビーム径＠に直交する閉ざされ
   たビーム径路な包囲する光学的キャビティを含む３つの
   相互に直交した面と、前記本体の対角線と同軸であって
   、帥配本体内のレーザガスを刺入した対角線径路と、前
   記本体に設けられ、前記対角線径路の痛点から外側に伸
   びる少なくともひとつの陰極と、＠号己本体に取り付け
   られ、岐配本体なディザ−するために前記陰極を同心に
   受けるスプリングと、 それぞれのビーム径路内に位置する複数の陽極と、 前記対角線径路と前記ビーム径路のそれぞれとを結合し
   、前記陰極から前記陽極へ電気的エネル／を伝達する、
   レーザガスを封入した短い径路と、 前記ビーム径路と光学的に連結され、それぞれの径路に
   おける逆回転ビーム間の喰適周Ｖ数？測定するビームコ
   ンバイナとを備え、３つの帖についての慣性回転？検出
   する一体型３軸リングレーザジャイロスコープ。