JPS5939080A - 角速度検出器 - 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】 この発明はレーザ光を利用した角速度検出器の改良に関
し、特にランダム駆動手段の改良に関するものである。

〈発明の背景〉 同一の閉ループ路を互に逆向に二つのレーザビームを回
転させておき、閉ループ面に直交する軸を中心として回
転角速度が与えられたときレーザビームの周波数が変化
する現象を利用して角速度を検出する角速度検出器があ
る。

この角速度検出器は一般にリングレーザジャイロとも呼
ばれ既によく知られている。リングレーザジャイロを実
用化する場合、次のような障害がある。

閉ループ路を廻る二つのレーザビームはロックイン現象
により周波数を引込み合い、小さい角速度に対して応動
しない欠点を持つ。

このロックイン現象を解消するために閉ループ路に交番
擬似角速度（微振動）を与え、二つのレーザビームの周
波数を常にロックイン領域から外れだ領域で発振させる
技術が考えられている。

交番擬似角速度を与えることにより小さい角速度に対し
ても応動するり、ングレーザジャイロが提供できるよう
になった。

ところで交番擬似角速度を与えた場合にも短い時間では
あるが角速度がゼロになる状態が周期的に発生する。従
って交番角速度がゼロになる状態においては依然として
ロックイン現象が発生し、口、フィンの毎に誤差が発生
する。このロックイン現象は交番角速度の周期で決まる
時間間隔で周期的に発生し、このとき発生する誤差が累
積されていく傾向にある。

この累積誤差を除去する方法も既に「特公昭４６−３２
３１０号公報」により提案されている。

〈従来技術の説明〉 上記公報で提案きれた方法を第１図を用いて説明する。

第１図において１は例えば石英のような材料で作られた
リングレーザブロックを示す。このリングレーザブロッ
ク１は一般に三角形状に作られ、三角形の各辺に沿って
細孔２，３．４が形成きれる。細孔２，３．４はブロッ
ク１の各頂角位置で外部に連通され、その外部に連通さ
れた部分にミラー５，６．７が配置きれ、ミラー５’　
、　６　、７によって光学的な閉ループ路が形成される
。同図中６は一部透光ミラーであり、この一部透光ミラ
ー６を通じてレーザビーム８と９が閉ループ路から取出
され、光学読取手段１１に入射きれる。また１２．１３
はレーザ発振器を構成する陽極、１４は陰極を示し、ブ
ロック１内の細孔２，３．４内には例えばヘリウム、ネ
オンガス等が封入きれ、陽極１２．１３と陰極１４との
間に電圧が印加されて互に逆向に廻るレーザビーム８と
９が発振される。１５は入射光に対して反射光を平行な
状態を保って反射きせることができる反射ブロックを示
す。図の例ではコーナキューブと呼ばれる反射ブロック
を使用した例を示す。この反射ブロック１５により一部
透光ミラー６を通じて取出されたレーザビーム８を反射
させて他方のレーザビーム９にわずかな角度で重畳源せ
、読取手段】１の受光面上に干渉縞を投影させる。

ここで従来はリングレーザブロック１は励振装置１６に
よって支持これ、励振装置１６に信号源１７から交番信
号（一般には正弦波信号）が与えられ、この交番信号に
よりリングレーザブロック１を時計方向及び反時計方向
に交互に振動させることによりリングレーザプロ、り１
に擬似角速度を与えると共に、更にランダムノイズ発振
器１８からランダムノイズを励振装置１６に与え、第２
図に示すように信号源１７かも与えられる交番信号Ｓに
この交番信号の周波数と異なる周波数成分を持つランダ
ムノイズＲ８を重畳させるようにし、このランダムノイ
ズＲ８により、リングレーザブロック１にランダムノイ
ズ擬似角速度を与え、この擬似ランダムノイズ角速度を
重畳きせることにより擬似交番角速度がゼロになったと
き発生するロックイン現象の誤差を無作為化し、誤差が
累積しないようにしている。

〈従来技術の欠点〉 第１図で説明した従来技術によれば、リングレーザブロ
ック１を直接ランダムノイズ信号により励振している。

リングレーザブロック１は比較的質量が大きいため、こ
のり／グレーザブ口、り１をランダムに励振するには大
きな、Ｆワーを必要とする。

換言すれば、交番擬似角速度は一定の周波数で励振する
ものであるため励振装置１６はこの周波数に共振するバ
ネ系により構成すれば小さいパワーで励振することがで
きる。これに対しランダムノイズは交番擬似角速度のよ
うに一定周波数でないためその駆動手段として共振系を
利用することができない。従って従来はランダムノイズ
発生器１８の出力容量を大きく採り、大きなパワーでプ
ロ、り１を駆動している。

従ってランダムノイズ発生器１８のコストが高くなる欠
点がある。

〈発明の目的〉 この発明はランダムノイズ発生器の出力容量を小をくで
きるこの種の角速度検出器を提供しようとするものであ
る。

〈発明の概要〉 この発明ではリングレーザブロック１を直接ランダムノ
イズによって励振するのではなく、その他の質量の小さ
い部材をランダムノイズによって励振するように構成し
たものである。

従ってこの発明によればランダムノイズ発生器は質量の
小烙い部材を駆動すればよいため出力容量を小さくする
ことができる。

〈発明の実施例〉 第３図にこの発明の一実施例を示す。第３図において第
１図と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
は省略するが、この発明においてはリングレーザブロッ
ク１は従来と同様に励振装置１６によって信号源１７の
交番信号により駆動するが、ランダムノイズ駆動はリン
グレーザブロック１の外側に設けられレーザビームの一
方の光路長を変化をせることができる部材を、駆動する
ように構成したものである。

第３図に示す実施例では反射ブロック１５に駆動手段１
９を取付け、この駆動手段１９にランダムノイズ発生器
１８からランダムノイズを供給することにより反射ブロ
ック１５を矢印２１の方向にランダムに撮動烙せるよう
にした場合を示す。

〈発明の作用効果〉 上述したように反射ブロック１５を矢印２１の方向にラ
ンダムに振動させることによりこの反射ブロック１５に
よって反射されるレーザビーム８の光路長がランダムに
変化し、読取手段１１の受光面上に投影される干渉縞の
動きにランダムに変化する成分を付加することができる
。

従って励振手段１６の駆動によって二つのレーザビーム
８と９のロックイン現象が解消きれると共にこの励振手
段１６による交番擬似角速度がゼロになる毎にロックイ
ン現象が発生し、このロックイン現象が発生したとき生
じる誤差はランダム擬似角速度により無作為化されるだ
め誤差が累積されることはない。

ここでこの発明によれば反射ブロック１５を励振手段１
９によってランダムに励振させるものであるだめ、反射
ブロック１５はリングレーザブロック１より重量が大幅
に小さいだめ、ランダムノイズ発生器１８の出力容量を
小さくできる。よってランダムノイズ発生器１８のコス
トを下げることができる。壕だ電力消費量を少なくでき
る利点も得られる。

尚上述において反射プロ、り１５としてコーナキューブ
を用いた例を説明したが、コーナキューブの代りに直角
プリズム或は直角に組合されたミラーを用いることもで
きる。

また反射ブロック１５の励振振幅は極くわず力１な振幅
であるだめ反射ブｏ、り１５の取付台上に読取手段１１
を一体に取付けるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリングレーザジャイロを説明するだめの
平面図、第２図はその動作を説明するための波形図、第
３図はこの発明の一実施例を示す平面図である。 １、リングレーザブロック、３．９：レーザビーム、１
１：読取手段、１５：反射ブロック、１６・；・励振手
段、１９：ランダム励振手段。 特許出願人　日本航空電子工業株式会社代理人草　野　
　卓 ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ａ、互に逆廻りにレーザ光を回転させるリン
   グレーザブロックと、 Ｂ、このリングレーザブロックに該レーザプロ、りの中
   心近傍を軸として交番擬似角速度を与える駆動手段と、 Ｃ８上記リングレーザブロックの外側に設けられ、上記
   リングレーザブロックを廻る一方のレーザ光の光路長を
   ランダムに変化させるランダム駆動手段と（ Ｄ、上記リングレーザブロックを互に逆向に廻るレーザ
   光を取出し、干渉縞を形成し、この干渉縞を読取る読取
   手段と、 より成る角速度検出器。