JPS59200478A - Ｑの低いボデイ震動式レ−ザ・ジヤイロ組立体 - 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】 この出願は、／？ｇ３年を月１ｇ日になさｎた米国特許
出願箱４’　ｆｆ　ｊｔ、７　Ｊ　７号の部分継続出願
（Ｃ工Ｐ）に相当するものである。

この発明はリング式レーザ・ジャイロに関するものであ
シ、特に６０ツク・イン”によるジャイロ出力のエラー
を除去するための装置に関するものである。

技術的背景 レーザ・ジャイロにおいては、２本の単色光ビームか発
生さｎ、その周囲で回転が感知さｆるべき軸に垂直な閉
ループ経路に沿って反対の方向に進行するようにさｎる
。ジャイロの回転につれて、一方のビームのための有効
経路長は増大さｔｌこｎに対して他方のビームのｔめの
有効経路長は減少される。レーザの発振周波数はレーザ
作用の経路長に依存するものであることから、２本のビ
ームの間で周波数差が生成さｎる。この周波数差の大き
さおよび符号は、その感知軸の周囲のジャイロの回転速
度およびその方向を指示するものであり、こｆ”ＬＶｉ
所望のジャイロ出力を生じるようにモニタさｒる。

感知さｎている回転速度が減少するにつｎて、一本のビ
ーム間の周波数差は同様にして減少さｎる。その回転速
度が極めて低いときには、”ロック・イン”効果による
エラーか生じ、このために、ビーム間の周波数差は観測
さｎない。

ロック・インは、２本のビーム間で分割する周波数が小
さいときに生じるものであシ、一方のビームが他方のビ
ームと結合して、２本のビームが同一周波数で発振する
ようにさｎる。このことは、デッド・バンドまたはロッ
ク・イン領域を生じさせ、その中でジャイロの出力はそ
の入力の痕跡を残さないようにさｎる。

低速回転のときのロック・インを除去するための試みと
して、種々の震動技術が採用さｎた〇ひとつのこのよう
な技術は、Ｋ１１ｐａｔｒｉｃｋの特許第３．．３７．
７．６Ｓｏ号に示さｎているように、組立体の自然周波
数によシ、正弦震動をもってジャイロ・ボディを振動さ
せるためにディザ・モータを備えることである。低速回
転のときのロック・イン効果を最小にするために使用さ
ｎている別異の技術はＫ１１ｌｐａｔｒｉｃｋの特許第
３、ダ６７．亭クコ　号に示さｎている。こｎＫよｎば
、Ｋ１１ｌｐａｔｒｉｃｋの特許第Ｊ、、７　？　、？
、ｂＳ　０号に示さ口ているようなジャイロ震動モータ
組立体のための正弦駆動信号に対してランダム・ノイズ
入力を加えるようにさｎる。こｎらのＫ１１ｌｐａｔｒ
ｉｃｋの特許に示さｎているジャイロ震動モータ組立体
の各々は、その自然周波数で駆動さｎるのにはＱか高い
ものである０ 正弦的ナホデイ震動、オヨび、Ｋ１１ｌｐａｔｒｉｃｋ
の特許において示さｎているようなレーザ・ジャイロへ
のランダム・ノイズ入力を有する正弦的なボディ震動に
ついての効果の厳格な分析は、Ｔｈｏｍａｓ　Ｊ、Ｈｕ
ｔｃｈｉｎｇｓおよびＤａｒｙｌ　Ｃ１５ｔｊｅｒｎに
よる”　Ｓｃａ’ｌｅ　”Ｆａｃｔｏｒ　Ｎａｎ１ｉｎ
ｅａｒｉｌｙ　ｏｆ　ａＢｏｄｙ　Ｄｉｔｈｅｒ　Ｌａ
５ｅｒ　Ｇｙｒｏ”（／９りｇ）ｆｘる論文においてな
さｎている。この論文においては、正弦的なボディ震動
について、極めて低レートの入力ばかりではなく、正弦
的な震動周波数の高調波であるようなレートの入力にお
いても、ジャイロ出力には重大なスケール・ファクタ・
エラーまたは非直線性のあることが示さｎている。この
論文には、また、正弦的なボディ震動に対してランダム
・ノイズ入力信号を加えることについて、入力レートが
震動周波数の高調波であるときに生じるスケール・ファ
クタ・エラーまたは非直線性は、ある程度は減少される
けｎども、除去さｎるものではないことが示さｎている
。こｆらの効果を例示するために使用さｎ　ｆｒ、ボデ
ィ震動式のレーザ・ジャイロは、先行技術で知らｎてい
る全てのボディ震動式レーザ・ジャイロと同様に、Ｑの
高い組立体である。

既知のボディ震動式レーザ・ジャイロは、特に、７００
以上の比較的高いＱを持つようにされた。その理由は、
七ｎが組立体の自然周波数で駆動さｎているときには、
ジャイロを支持する震動モータを駆動するための電力を
殆ど必要としないためである。しかしながら、このより
なＱの高い組立体の効果は、ランダム・ノイズ入力信号
が震動モータのための正弦的な駆動信号に加えらｎてい
るとき、該組立体は、その自然周波数において、まｆｃ
はそれに極めて近い駆動信号における、それらのノイズ
周波数成分に応答するだけである。その結果として、こ
のような高いＱの組立体によって実際に得らｆｒ、　ｆ
ｖボディ震動は、該組立体の自然周波数の近傍のランダ
ム・ノイズ入力における周波数成分の結果として若干の
周波数変調のなさ′ｎｆｒ、ｉＥ弦的な震動であるよう
に認めらｎる。周波数において著しく相違しているノイ
ズ周波数成分は、得らｎた実際の震動に対する影響とし
ては無視さｎうるものであって、震動の動きについての
周波数変調はない。正弦的な震動についての若干の振幅
変調は、ジャイロへの入力速度が震動周波数の高調波で
あるときに生起する非直触性の幅を減少させるものでは
あるか、該非直線性を完全に除去するものではない。

更に、高いＱのジャイロ震動モータ組立体については、
ジャイロに伝えらｎる振動の」辰幅は外部的な振動入力
のような別異のファクタによって影響を受ける。かくし
て、このような高いＱの組立体においては、所望の振幅
を維持するためには、該組立体を自然周波数でジャイロ
震動モータを駆動するフィードバック回路の使用が必要
とさｎる。レーザ・ジャイロが集合機器において用いら
ｎる場合には、各ジャイロは、関連の震動モータが対応
している専属のフィードバック回路を有していなけｎば
ならない。

３個のジャイロ震動モータ組立体を有し、その各々はＸ
、Ｙおよびｚ軸の相異なるものの上に配さｎている集合
機器において、ジャイロが同一周波数で駆動さｎるとき
には、該ジャイロは一緒にビートを生じるものであるこ
とも見出さｎた。このことによシ、該集合機器はコーン
（Ｃｏｎｅ　）を規定するような動きをさｎるものでお
り、この動きによっていわゆるコーン生起エラーが生じ
る。このコーン生起ニジ−の発生を防止するために、該
集合機器を形成する各ジャイロは相異なる周波数で駆動
さｎねばならない。

該集合機器が３個の高いＱのジャイロ震動モータ組立体
から成るものであるときには、駆動さｆ′Ｌ、たときに
、各組立体が相異なる周波数を有するように、前記各組
立体の構造は相違していなけｎばならない。即ち、Ｘ軸
用の組立体はＹ軸用の組立体と置換するために使用する
ことはできない。このことは、３種の相異なる形式のジ
ャイロ震動モータについて大量の在庫を維持する必要性
を生じるものである０ 発明の開示 この発明によｎば、先行技術によるボディ震動式レーザ
・ジャイロについての前述さｆＬｆｒ−ような欠点は克
服することかできる０この発明によるジャイロ震動モー
タは、広い範囲の周波薔文成分に応答する組立体に形成
さｎる。ジャイロに伝えらｆｉｆｔ、震動の動きは周波
数変調さｎｌ、ジャイロのロック・イン・レイトはラン
タ゛ムに変動さｎ１０ツク・インによるジャイロ出ノＪ
の非直線性または工２−を除去するようにさｎる０該ジ
ヤイロ震動モ一タ組立体は特に低いＱを有するようにさ
ｎて、震動モータ駆動信号の広い範囲の周波数成分に応
答するようにさｎる。

そして、該ジャイロに伝えらｎる震動の動きは該駆動信
号によって周波数変調さｎ、ロング・インによるジャイ
ロ出力の非直線性を除去するようにさｎる。該ジャイロ
震動モータ組立体は、その自然周波数を減衰させること
によって低いＱを有するようにさｎる。前記減衰は、電
気的または機械的に達成さｎるものである。

低いＱのジャイロ震動モータ組立体のための震動の動き
の周波数変調は、周波数のみがランダム１ｗ、勤信号ま
たは周波数および振幅の双方がランダムな駆動信号によ
ってなさｎる。固定周波数変調もまた使用することがで
きる。

ジャイロ震動モータ組立体は、その自然周波数で操作さ
ｎる必要はな匹ことから、震動モータの斤めの駆動信号
を発生させる回路は簡略化さｎて、フィードバックは不
必要となる。

更に、複数個の低いＱのジャイロ震動モータ組立体が集
合機器において用いらｎるときには、各組立体が応答す
る共通の駆動が用いらｎる。

コーン生起エラーを防止するために、各組立体は、駆動
周波数をシフトすることにより相異なる周波数で駆動さ
ｎる。ジャイｃｒ　震動モータ組立体の各々は相異なる
周波数で駆動さＦるけむども、該組立体の各々のｑは低
くてその自然周波数で駆動される必要がないことから、
集合Ｃａ器を形成する組立体は同一構造、同一周波数の
ものである。したがって、ある１本の軸に関連さ扛てい
る低いＱのジャイロ震動モータ組立４Ａ＝は、別異の軸
に関連さ１ている組立体と完全に交換可能であｐｌ　１
種類の形式の低いＱの組立体の在厘維持をすることが必
要なだけである。

発明の実施例 第１図に示さｎているものは、この発明の２．、′動（
ｄｉｔｈｅｒ）モータユコが搭載さ１ている典型的なリ
ング状のレーザ・ジャイロ２０の透視図である。レーザ
・ジャイ０．２０のケースまたはボディはその形状はほ
ぼ方形のものであり、そのコーナは面取りさｎていて、
ミラ一部材２ｓが装着さｔている。このミラーは、ジャ
イロのボディ内に配さｎている閉ループ経路に沿って、
単色光の２本の反対側に回転するビームを反射させるも
のである。ボディーダは、中央に配さｎている円筒状開
口部−２６を規定する内径を有している。前記円筒状開
口部２６には震動モータココが搭載さｎている。開口部
シロの軸はレーザ・ジャイロの感知軸に当るも−であり
、その周囲で機器による角移動の計測が情さｎる。

第２図を参照すると、第１図における機器の一部分、特
に震動モーター−〇頂面区が示さｎている。震動モータ
２コには、３本の放射状のスポーク部材を有する中央ハ
プコざが含まｎている。前記スポーク部材は、中央ハブ
、２ｇから伸長さｎて、外端部においてセグメント３Ｑ
および３．２に結合されている。セグメント３ｏおよび
３２は、構造上は同様のものである。たソし、セグメン
ト３．２はレーザ・ジャイロコ。のボディーダに接着さ
ｎてお９、こｎに対してセグメント３０は搭載用のねじ
３ダによってその下に配さｎている搭載プレートに対し
て固定さｎている。この一般的な配列は第９図にも示さ
ｎている。この第７図においては、レーザ・ジャイロは
ほぼ断面状にさｎておシ、駆動モータの側面が示さｎて
いる。そこで認めらｎるように、ねじ３１Ｉは搭載プレ
ートまたは表面３６に結合さｎているが、こｎは殆ど全
てのし〜ザ・ジャイロ装置の典型的なものである（レー
ザ・ジャイロは一般的には吊下げモードで用いらｎるし
たがって、そｎに搭載さｎ、た震動モータは通常は車両
に対してボルト締めさｎている。即ち、車両に関してジ
ンバル状にさｎることはない）。

ねじ３ｇによってセグメント３ｏおよび３２に固着され
ているものは、中央ハブ−ｇから放射状に外方に延びて
いる平板ばね部材ｑｏである。中央ハブλｇは、セグメ
ン）ＪＪおよびばね部材弘θと同様に、搭載表面３６よ
りわずかに上の位置で（第ダ図参照）、好捷しくはレー
ザ・ジャイロの基板よりわずか上で終端さｎる。

更に、第一図において認めらｎるように、セグメント３
０はジャイロ・ボディの内部異面２６に関してわずかに
放射状に内側にあるように釣合いをとって配置さｎてい
る。かくして、このような配設をさせることにょシ、機
器自体は支承軸の周囲で振動したとしても、セグメント
３θは搭載表面３６に関して静止さｎている。

第２図および第３図において認められるように、圧電結
晶ダニおよびｌダは、好ましくは導電セメントを用いて
ばね部材ｌＩｏの対向側面に固着さｎている。かくして
、ばね部材ダ□は圧電部材グλおよび１ｌｌＩの各々の
ための電気接点にさｎている。圧電部材の各々は、ばね
部材ｌＩｏの夫々に対して固着さｎている表面およびそ
の対向表面ダ６およびｌＩｒに対する電気接点のために
適合さｎだ圧電結晶部材である。この圧電部材は、材料
の結晶軸に関して所望の方位をもつ所望の形状にカット
し、仕上げをした圧電材料片であって、その結晶が所望
の強度および偏向をもって印加さｎる電界に応答するよ
うにされている。この発明においては、圧電部材グ２は
、表面弘６とばね部材ダｏＶＣ，接する表面との間に印
加さする電界で、結晶を第３図に示さｎているように偏
向させるような結晶方位を有している。その静的な偏向
および方位は印加電界の振巾および極性に依存している
。糺晶ｌＩＵおよびｌＩｔの表面弘６およびｌＩｇは、
夫々に、導線接続部５０全通して電気的に一緒に結合さ
れているために、結晶ケ弘に印加さ′ｎ介電圧が結晶ｌ
Ｉλに印加さｊＬＪ？電圧と反対（極性）であるときに
は、結晶弘ダの歪みが結晶ｌ／、、２の歪みを補完する
ように、圧電部材りｑは結晶クコとは別異のカットのも
のでなけｔｌｌ′ｆならないことが容易に認めらｎる。

セーして、この特定の一結−晶方位により、導体５０の
共通接続部と震動モータ接地部との間Ｋ１−１単一の７
υ圧を印加することが許容さｎて、圧＠素子Ｏ全てを並
列に補完的な態様で効果的に駆動するようにさｎる。

第二図および第３図から注意さｆることは、圧電部材ｌ
Ｉ２およびダダはばね部拐ｑｏｖＣ沿って中間位置に搭
載さｎているものではなく、その端部が中央ハブコｇと
実質的に同一平面になるようにさ扛ている。このように
して、ばね部材り０は初期的には中央ハブ、２ｇから外
側に向けて放射状に突出するようにさｎておジ、それに
印加さｎる電圧にしたがう圧電部材によるゆるやかな曲
線を通して屈曲さｎている。ばね部材における屈曲点は
、圧電部材の外端部とセグメント３０および３２との間
で生起し、セグメント３０および３コに固定さｎたばね
部材の外端部は再び放射状にさｎる。その結果、静止的
には、圧電部材に対して電圧が印加さｎだとき、この圧
電部材およびセグメント３ｏとハブ、２ｇとの間の関連
ばね部材の偏向は該ハブλεをわずかに回転させ、圧電
部材およびハブ、２ｆとセグメント３コとの間に結合さ
れている関連ばね部材の反対側への偏向は、該ハブの回
転角の約２倍だけレーザ・ジャイロを回転させる。

この好適な実施例においては、ばね部材ａＯおよび圧電
部材１１．２とｐ＋のスプリングレートは、レーザ・ジ
ャイロの極性の慣性モーメントと共に、約３００−３０
０　ｈｚ　　のａｉｍモータに対するレーザ・ジャイロ
の強制さｎ７ｆｌい自然周波数を生じるように選択さｎ
る。例えば１．３００ｈｚ　　を使用して、震動モータ
の接地部ま′ｆｒは搭載表面と導線５Ｑとの間で震動モ
ータに対して、３００ｈｚの交流電圧を印加することに
より、レーザ・ジャイロはその自然周波数で振動するよ
うにさｎる（明らかに震動モータの偏向は感知さ１、そ
ｎをフィードバック信号として使用して、装置は震動モ
ータの自然周波数で自己発振するようになる）。典型的
には、第１図ないし第３図に関して説明さｎたモータか
らは外ｎているような震動モータ、即ち先行技術の震動
モータは殆ど減衰がない。ばね質量装置は、殆ど減衰な
しに、少なくとも１００のまたしばしば３００またはそ
れ以上の高いＱを示して、支持体の自然周波数で極めて
容易に駆動さｎるけｎども、支持体の自然周波数とは異
なるどのような周波数に対しても極めて低い応答性しか
もたないものである。

この発明によるジャイロ震動モータ組立体は、広範囲の
周波数成分に対して応答できるように低いＱを持つよう
に特別に作成さｎておシ、Ｑは２０の程度であシ、よｐ
好ましくはｉｏまたはそｎ以下の程度にさｎている。こ
の組立体は、その自然周波数を減衰させることＫよって
Ｑが低くなるようにさｎている。この減衰は多くのやり
方で達成さｎる。ひとつのやシ方は電気的な減衰をさせ
ることである。圧電素子は、当該素子を横切って印加さ
ｎだ電圧によってその中に歪みを生じさせるような両面
性素子である。

こｎと反対に、素子内で機械的に銹導された歪みは、そ
の素子を横切って電圧が現ゎｎるという結果を生じさせ
る。このようにして、実質的な出力インピーダンスを有
する電源部に結合さｆＬｆｒ、震動モータ駆動部を横切
って並列に配さｔている抵抗性負荷は、機械的装置につ
いて比較的低いＱ’を現わす結果をもたらす。第７図に
示さｎているような好適実施例において、レーザ・ジャ
イロ５θヲ特にシリコン・ラバーのような弾性材料片５
．２の上に搭載することにょシ、機械的な減衰装置か用
いられている。この弾性材５２は、ジャイロの本体とそ
の下に延びる搭載プレート３６との間に配設さｎている
。この弾性材５コとジャイロの搭載によるその圧縮の大
きさとは、当該組立体についての所望の低いＱを生じさ
せるのに釣合っている。

低いＱを有するジャイロ震動モータ組立体は、導体５０
によシ震動モータコダに印加さｎる駆動信号の広い範囲
の周波数成分に応答するものである。駆動信号は周波数
のみにおいてランダムであるか、または、周波数および
振幅の双方においてランダムであり（即ち、ランダム・
ノイズ駆動）、ジャイロに伝えらｎる震動を周波○ 数変調させて、ジャイロのロック・イン・レートを駆動
信号の関数としてランダムに変動させるようにする。更
に、震動の動きについての固定周波数変調は、後述さｎ
るように、低いＱのジャイロ震動モータ組立体のために
用いらｎる〇第５、第６および第７図には、この発明に
よる低いＱのジャイロ震動モータ組立体によってもたら
さする周波数変調震動の効果がｔｌＪ示さｎておシ、こ
ｎには、正弦的な駆動信号またはランダム・ノイズ入力
を有する正弦的な駆動信号をもっている先行技術におけ
る高いＱのジャイロ震動モータ組立体によってもたらさ
ｎる震動とは対照的に、ランダム・ノイズ入力を有する
正弦的な駆動信号または単に周波数がランダムである駆
動信号が加えらｎている。

高いＱのジャイロ震動モータ組立体のための正弦的なボ
ディ震動について、入力レートが正弦的な震動周波数９
高調波であるときには、ジャイロ出力に非直線性がある
ことが見出さｎた。

こｎらの非直線性は、第５図のジャイロ入出力曲線にお
いて５ぐとじて例示さｎている。第６図に示さｎている
ように、ジャイロの入力レートが正弦的な震動周波数の
高調波に近接したときには、正のスケール・７アクタ・
エラーが生起する。この正の工２−はピークに達してか
ら反転して負の工２−のピークに達し、入力レートか高
調波を越えるにつｎて減衰する０更に１第７図において
Ｓ６として示さｎているように、ジャイロ出力の集合エ
ラーは時間とともに累積される。

高いＱのジャイロ震動モータ組立体のための正弦的な震
動にランダム・ノイズ入力を加えることで、震動の動き
についての振幅変調のみかもたらさｎる。この組立体は
七ｆ自体の自然周波数に極めて近い駆動信号のノイズ周
波数成分だけに応答するものであるために、周波数変調
はなさｎない。その−例として、３７ｓｈｚ　の自然周
波数で正弦的に震動される高いＱの組立体について、３
７θｈｚ　および３７　’１．ｓ　ｈｚ　のノイズ入力
成分の効果に関する考察ヲする０３７０　ｈｚ　　のノ
イズ成分についてみると、これは組立体の自然周波数か
らはなｎすぎているために、ジャイロ震動についての正
弦的な効果はない。しかしながら、３７９．５　ｈＺ　
　のノイズ成分については、Ｊ７ｊｈＺ　　の正弦波部
ｍ信号に対してビートを生じ、ジャイロはθ、、ｒｈｚ
　　のレートで変動する振幅をもって、３７３ｋＬＺ　
　で振動さｎることとなる。ノイズ入力を有する正弦波
震動をもつ高いＱのジャイロ震動モータ組立体は、基本
的には、ノイズで振幅変調さｎる組立体の自然周波数で
ジャイロを震動させるものである。ノイズ入力による震
動の振幅変調で、非直線性５グの幅がある程度は減少さ
ｎる。しかしながら、震動の動きの周波数変調がないこ
とから、入力レートが正弦的な震動周波数の高調波であ
るときにはロック・インは依然として生起するものであ
り、高調波でのジャイロ出力の非直線性は残留する。こ
ｎらの非直線性は、第７図で５ｇとして例示されている
ように零Ｋまで平均化さｒることは不可能でアシ、累積
エラーが生じることになる。

この発明の低いＱのジャイロ震動モータ組立体によｎば
、広い範囲の周波数成分に応答して、ランダム・ノイズ
入力をもつ正弦的な駆動で、ジャイロに伝わるＳ動の動
きを有効に周波数変調をするようにさｎる。周波数変調
された震動の動きで、ジャイロのロック・イン・レート
がランダム・ノイズ入力の関数として変動さｎる。

このロック−イン・レートは、ジャイロ出力の非直線性
が零にまで平均化さ扛るように、周波数空間内で前後に
動かさｎる。こ＼で、第Ｓ図の点線ｂｏによって例示さ
れるように、出力の工２−または非直線性は除去さｊ、
てジャイロ出力は直線状にさｎる。

低いｑ■ジャイロ震震動モー７立立のための震動モータ
駆動信号は、第９−７１図に例示されている種々の回路
のいずれによっても発生される。第３図に示されている
ように、この回路には、その出力が加算点６ダに印加さ
ｎ、る正弦波発振器６コが含まれている。この発振器６
．２の正弦波出力は、低いＱのジャイロ震動モータ組立
体の自然周波数に等しい周波数を有する必要はないけｎ
ども、震動をジャイロに伝えるのに充分な名目的周波数
および振幅をもつように選択さｎる０信号発生器６６は
ランダムな周波数を有する信号を発生させる。この信号
発生器６６は、また、周波数および振幅の双方かランダ
ムな信号を発生させるためのランダム・ノイズ発生器を
も形成している０信号発生器６６の出力はバンドパスン
イルタ６ざを通じて加算点ｂｌｌに印加さｎｌここで発
振器６．２の出力と組合わされて、震動モーターコに印
加さｎる導体５０上の駆動信号が形成さｎる。低いＱの
ジャイロ震動モータ組立体は、導体よθ上で印加さｎる
駆動信号の広い範囲のイ波数成分に応答する。この信号
でジャイロに伝わる震動の動きを周波数変調して、ジャ
イロのロック・イン・レートをランダムに変動させる。

ジャイロ震動モータ組立体は低いＱを有しているため、
その自然周波数で駆動される必要はない。更に、低いＱ
の組立体のジャイロに伝わる震動は、導体５０上に印加
さｎる震動モータ駆動信号によって規定さｎる。前記駆
動信号は別異の振動源からは実質的に独立している。こ
ｎらの利点により、複数個の低いＱのジャイロ震動モー
タ組立体で１個の集合機器を形成して、共通電源により
開ループで駆動されることとなる。このことは、第３図
において、集合体を形成する低いＱの組立体の震動モー
タ、２２．．２ｊａおよび２λｂ　の各々に接続さｎて
いる導体５０上の駆動信号について例示さｎている。

震動モータ２λ、コλａ　および２．２ｂ　Ｋ関連さｎ
ている低いＱの組立体の各々は、Ｘ、ＹおよびＺ軸のよ
うな相異なる直交軸上に配置さｎて、その周囲の回転を
計測するようにさｎる０コーン生起エラーが生じること
を防止するために、導体５０上の信号は震動モータ、２
コａおよび、２コｂに印加さｎるのに先立って周波数シ
フトがなさ扛て、集合機器を形成するジャイロ震動モー
タ組立体の各々が相異なる周波数で駆動さｎるようにな
る。導体５θ上の駆動信号は周波数シフタ６デによって
／　Ｑ　ｈｚ　　だけ周波数が高くなるように７フトさ
ｎる。周波数シフタ６９の出力は震動モータ、２２ａに
印加ざｎｌまた、駆動信号は周波数７７タ７θによって
ノθｈｚだけ周波数が低くなるようにシフトさｎる０周
波数ブック７０の出力１ｄ震動モーターユｂに印加さｎ
る。震動モータ２２，２コａ２よびコニｂとそｎらの関
連するジャイロの各々の構造は、夫々に低いＱの組立体
を形成し、第グ図に例示されているように同一のもので
ある。集合機器を形成するために用いらｎる低いＱのジ
ャイロ震動モータ組立体はそれらの自然周波数で駆動さ
ｎる必要がないために、それらの組立体が相異なる周波
数で駆動さｎるとしても、同一構造をもち、同一自然周
波数の組立体が各々の軸のために使用さｆる。各軸に関
連さｎている低いＱのジャイロ震動モータ組立体は完全
に交換可能なものにされて、１種類の形式の低いＱの組
立体だけの在庫を維持するようにされる。

駆動回路の第２の実施例が第９図に示されている。この
例では、発振器６コおよび加算点６ダは除去さ扛ている
。先行技術による高いＱのジャイロ震動モータ組立体に
ついては、高いＱの組立体の極めて狭い応答バンド内の
ノイズ周波数成分が有意な振幅に依在さｎることはでき
ないものであることから、正弦波発振器が必要とされる
。そして、比較的大きい正弦波駆動が存在しないときに
は、このような例では、極めて大きいロック・イン・エ
ラーが生じることとなる。しかしながら、この発明によ
る低いＱ−のジャイロ震動モータ組立体については、組
立体の比較゛的広いバンド幅の応答ではこのようなこと
が生起することは余９ない。その理由は組立体の応答バ
ンドを通じての全てのノイズ成分が一時的に極めて低い
振幅をもつことは余りないからである。しかしながら、
この可能性を除去するために、第９図の回路は第１θ図
に示されるように変更さｎる。

第１θ図においては、擬似ノイズ発１器り一は、低いＱ
のジャイロ震動モータ組立体に対して導体５０によって
結合さｎる駆動信号を発生させるために使用される。こ
の擬似ノイズ発生器７コにはコンピュータまたはマイク
ロプロセッサが含まｎている。このマイクロプロセッサ
は、統計的に完全なランダム性をもち、短時間内圧は完
全なランダム性が現わｎる出力をもたらすように既知の
アルゴリズムにしたがってプログラムされるものである
が、時には同じ擬似ランダム・シーケンスをくシ返すこ
ともある。

擬似ランダム・ノイズ発生器クコの完全な時間領域特性
は、真のランダムな現象においては存在の可能性かある
どのような不所望な一時的な無効状態でも除去さ扛るよ
うに選択さｎうるものである。

低いＱのジャイロ震動モータ組立体においては、また、
第１／図に示さｎているように震動の動きについての固
定周波数変調も使用さｎる。

駆動回路には発振器７≠が含まｎておシ、その出力は周
期的信号発生器７１の出方と加算点り６において組合わ
さｎて、導線５θによって震動モータに結合さ扛る駆動
信号を生成するようにさｎる。信号発生器７ｇからの周
期的信号出力の周波数は、正弦波発振器出方の周波数と
は異なるように選択され、結果として生じる駆動信号で
、低いＱのジャイロ震動モータ組立体のジャイロに伝わ
る震動の動きを周波数変調さｎることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による震動モータ上に搭載さｎてい
る代表的なレーザ・ジャイロの透視図；第２図は、第１
図の震動モータの拡太さ扛ている頂面図：第３図は、そ
の震動の態様を例示するため、第２図の震動モータの一
部分を更に拡大さ扛ている頂面図；第夕図は、第１図の
レーザ・ジャイロおよび震動モータの仰１面図であって
、レーザ・ジャイロは概略的に断面が示さｎておシ、こ
の発明の好適実施例である低いＱのものが搭載さ扛てい
るもの；第５図は、ロック・インの問題およびこの発明
による解決策を例示するグラフ図；第６図は、高いＱｉ
もつ正弦的ボディ震動式し〜ザ・ジャイロに関連してい
るロック・バンドを例示するグラフ図；第７図は、正弦
的な駆動およびランダム・ノイズ入力をもつ正弦的な駆
動を有する高いＱのジャイロ震動モータ組立体のための
時間の関数としてのジャイロ出力の集合エラーを例示す
るグラフ図；第を図は、複数個の震動モータのための正
弦波発振器およびランダム周波数信号発生器を含んでい
る駆動回路を例示するブロック図；第９図は、ランダム
周波数信号発生器を含んでいる別異のＷ、動回路を例示
するブロック図；第１Ｏ図は、擬似ノイズ発生器を含ん
でいる更に別異の駆動回路を例示するブロック図；第１
／図は、固定周波数変調のための駆動回路を例示するブ
ロック図である。 ２０・・Ｌ／−ｆ・ジャイロ；２．Ｚ、・震動モータ；
、２り・・ケース（ボディ）；、２５・・ミノ−装置；
、２６・・円筒状開口部：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　閉ループの経路に沿って移動する単色光の２本の反
   対側に回転するビームを有するジャイロであって、その
   出力は前記ビームと前記ジャイロの回転量との間の周波
   数差を表わすようにさｎている前記ジャイロ； 前記ジャイロに結合さｎ、震動の動きをそｔに伝えるよ
   うにさｎる手段であって、該ジャイロおよび震動手段は
   広い範囲の周波数成分に対して応答する組立体を形成す
   るようにさｎている前記手段；および 該ビームのロック・インによって生じるジャイロの出力
   におけるエラーを除去するため、前記ジャイロに伝えら
   れた震動の動きを周波数変調するための手段； が含まｎている組合せからなるレーザ・ジャイロ組立体
   。 ユ　該ジャイロおよび震動手段でＱの低い組立体が形成
   さｎる、特許請求の範囲第１項記載のレーザ・ジャイロ
   組立体。 ３　該組立体のＱは２０前後の程度である、特許請求の
   範囲第２項記載のレーザ・ジャイロ組立体。 ｌＡ　　該組立体のＱはＩＯ＠後の程度である、軸杵請
   求の範囲第２項記載のレーザ・ジャイロ組立体。 ５　該ジャイロおよび震動手段によって組立体が形成さ
   ｎ、その自然周波数が前記広い範囲の周波数成分に応答
   するように載設さ才する、特許請求の範囲第１項記載の
   レーザ・ジャイロ組立体。 ム　前記変調手段にはランダムに変動する周波数を有す
   る駆動信号を発生させるための手段が含まｎ１該震動手
   段は震動の動きを前記ジャイロに伝えるために前記駆動
   信号に応答するようにさｎている、特許請求の範囲第１
   項記載のレーザ・ジャイロ組立体。 ２　該発生さｎた駆動信号はランダムに変動する振幅を
   有している、特許請求の範囲第６項記載のレーザ・ジャ
   イロ組立体。 ｇ　前記変調手段には： 正弦波発生手段： 前記正弦波の周波数とは異なる周波数を有する周期信号
   発生手段；および 前記正弦波および周期信号を組合せて駆動信号を発生さ
   せるための手段であって、前記震動手段は震動の動きｔ
   −該ジャイロに伝えるために前記駆動信号に応答するよ
   うにさｎているもの； が含まｎている、特許請求の範囲第１項記載のレーザ・
   ジャイロ組立体。 デ　閉ループの経路に沿って移動する単色光の２本の反
   対側に回転するビームを有するジャイロであって、前記
   ビームの間の周波数差はその回転量である前記ジャイロ
   ； ランダムに変動する周波数を有する駆動信号を発生させ
   るための手段；および　　　−前記駆動信号に応答する
   手段であって、震動の動きをそｎに伝えるために前記ジ
   ャイロに結合さｎ１該ジヤイロおよび震動手段は該２本
   のビームが前記ランダムな駆動の関数としてロック・イ
   ンするような前記駆動信号の広い範囲の周波数成分に応
   答するＱの低い組立体を形成するようにさｎている前記
   応答手段； が含まｎている組合せからなるレーザ・ジャイロ組立体
   。 １０、　　閉ループの経路に沿って移動する単色光の一
   本の反対側に回転するビームを有するジャイロであって
   、その出力は前記ビームと前記ジャイロの回転量との間
   の周波数差を表わすようにさｎている前記ジャイロ； ランダムに変動する周波数ヲ有する駆動信号を発生させ
   るための手段； 前記駆動信号に応答し、前記ジャイロに結合さｎて、こ
   ｆに対して震動の動きを伝えるための手段；および 該駆動信号の広い範囲の周波数成分に応答ｆ、６、Ｑの
   低い組立体を形成するためにジャイロ−震動手段の自然
   周波数を減衰させるための手段であって、該震動の動き
   ・は前記駆動信号によって周波数変調さｆて、該ビーム
   のロック・インによって生じるジャイロ出力のエラーを
   除去するための前記減涙手段；が含まｎている組合せか
   らなるレーザ・ジャイロ組立体。 ｌｌ　　前記震動手段は該ジャイロの下部で延びている
   搭載部側に固定さｎ１前記減衰手段には前記ジャイロと
   前記搭載部材との間に配設さｎた弾性材料片が含まｎて
   いる特許請求の範囲第１θ項記載のレーザ・ジャイロ組
   立体。