JPS599514A - ジヤイロスコ−プ - Google Patents
ジヤイロスコ−プInfo
- Publication number
- JPS599514A JPS599514A JP11670882A JP11670882A JPS599514A JP S599514 A JPS599514 A JP S599514A JP 11670882 A JP11670882 A JP 11670882A JP 11670882 A JP11670882 A JP 11670882A JP S599514 A JPS599514 A JP S599514A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positions
- interference fringes
- converter
- brightest
- sine wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の対象)
本発明は運動体の角速度や運動方向を測定するためのジ
ャイロスコープに係り、特に光のドツプラー効果を利用
して前記角速度や運動方向を測定するジャイロスコープ
に関するものである。
ャイロスコープに係り、特に光のドツプラー効果を利用
して前記角速度や運動方向を測定するジャイロスコープ
に関するものである。
(従来技術)
一般に光のドツプラー効果を利用した例えば光フアイバ
ー型レーザ・ジャイロスコープUil l 図に示すよ
うに構成されている。即ち、ビーム光を発生するレーザ
発生装置1のレーザ光進行方向にビーム分割器2を設置
し、分割された分割光の進行方向に夫々集光レンズ3A
、3Bi設置し、かつ各集光レンズ3A、3Bの焦点に
、光ファイバー’に複数回巻回して形成したファイバー
ループ4の両端を位置させ、また前記ファイバーループ
4を通った光が前記ビーム分割器2を透過あるいは反射
される方向で前記レーザ発生装置1とは異なる位置に集
光レンズ5を設置し、さらに集光レンズ7を出た光を投
影する投影面6を設置してなる光学装置を備えている。
ー型レーザ・ジャイロスコープUil l 図に示すよ
うに構成されている。即ち、ビーム光を発生するレーザ
発生装置1のレーザ光進行方向にビーム分割器2を設置
し、分割された分割光の進行方向に夫々集光レンズ3A
、3Bi設置し、かつ各集光レンズ3A、3Bの焦点に
、光ファイバー’に複数回巻回して形成したファイバー
ループ4の両端を位置させ、また前記ファイバーループ
4を通った光が前記ビーム分割器2を透過あるいは反射
される方向で前記レーザ発生装置1とは異なる位置に集
光レンズ5を設置し、さらに集光レンズ7を出た光を投
影する投影面6を設置してなる光学装置を備えている。
尚、7A、7Bは光の位相偏移装置で、投影面6に光の
干渉縞を作るためのものであり、少なくとも一方側に設
置すればよい。
干渉縞を作るためのものであり、少なくとも一方側に設
置すればよい。
上記構成においてレーザ発生装WItlから出たし−ザ
光は矢印のように進光して分割され、これがファイバー
ループ4の両端から同時に逆方向に進行する。ファイバ
ーループ4から出た光は合成され集光レンズ5を介して
投影面6に同心円状の干渉縞を投影する。ここで、前記
ファイバーループ4が静止していれば合成光に位相差が
なく前記干渉縞は静止しているが、例えば前記ファイバ
ーループ4か羽矢印9で示すように反時針方向に回転を
受けるとファイバーループ4内全互いに逆方向に進む光
8A、8Bに光路差が生じ、光8Aの光路が長くなる。
光は矢印のように進光して分割され、これがファイバー
ループ4の両端から同時に逆方向に進行する。ファイバ
ーループ4から出た光は合成され集光レンズ5を介して
投影面6に同心円状の干渉縞を投影する。ここで、前記
ファイバーループ4が静止していれば合成光に位相差が
なく前記干渉縞は静止しているが、例えば前記ファイバ
ーループ4か羽矢印9で示すように反時針方向に回転を
受けるとファイバーループ4内全互いに逆方向に進む光
8A、8Bに光路差が生じ、光8Aの光路が長くなる。
その結果、投影面6上に到達した合成光間に位相差が生
じて前記干渉縞の径が変化する。この干渉縞の変化を第
2図に示すように、前記投影面6に干渉縞を横切るよう
に光センサを複数配置してなるラインセンサ10で絖取
り、運動体の角速度1回転方向を測定している。具体的
には、ラインセンサ10の各光センサで受光した時の出
力を第3図に示すように、干渉縞中心からの距離と光量
との関係で表わし、光の最明点B、D及び最暗点C間の
距離T、 、 T、の変化及び各点B−Dの中心0から
の距離の変化を検出することにより角速度及び回転方向
を測定している。
じて前記干渉縞の径が変化する。この干渉縞の変化を第
2図に示すように、前記投影面6に干渉縞を横切るよう
に光センサを複数配置してなるラインセンサ10で絖取
り、運動体の角速度1回転方向を測定している。具体的
には、ラインセンサ10の各光センサで受光した時の出
力を第3図に示すように、干渉縞中心からの距離と光量
との関係で表わし、光の最明点B、D及び最暗点C間の
距離T、 、 T、の変化及び各点B−Dの中心0から
の距離の変化を検出することにより角速度及び回転方向
を測定している。
このため前記各点B〜Dの真の位置を検出しなければ正
確な角速度9回転方向の検出はできガい。
確な角速度9回転方向の検出はできガい。
特に光量と距離との関係が正弦波であるのに対し、各光
センサの出力は段階的となるために、前記各点B−D付
近の変化率は各光センサの出力に差が出す、その結果真
の最明点B、D及び最暗点Cf求めることは困難であっ
た。
センサの出力は段階的となるために、前記各点B−D付
近の変化率は各光センサの出力に差が出す、その結果真
の最明点B、D及び最暗点Cf求めることは困難であっ
た。
(発明の目的)
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、干渉縞の最明点と最暗点を正確に検出して
測定精度を向上し得るジャイロスコープ會提供すること
にある。
るところは、干渉縞の最明点と最暗点を正確に検出して
測定精度を向上し得るジャイロスコープ會提供すること
にある。
(発明の要点)
本発明は上記目的を達成するために、明暗検出器の複数
の光センサによる各出力の差を細分して前記干渉縞の明
暗を正弦波に変換するA/D変換器と、前記正弦波の正
負両方向の変化の中で夫々同じ条件となる位置を算出し
、算出された両位置の1/2を前記干渉縞の最明点及び
最暗点として算出する演算装置とを備えたのである。
の光センサによる各出力の差を細分して前記干渉縞の明
暗を正弦波に変換するA/D変換器と、前記正弦波の正
負両方向の変化の中で夫々同じ条件となる位置を算出し
、算出された両位置の1/2を前記干渉縞の最明点及び
最暗点として算出する演算装置とを備えたのである。
以下本発明による一実施例を第4図乃至第6図について
説明する。まず、レーザ発生装置1、ビーム分割器2、
集光レンズ3A、3B、5、ファイバーループ4、位相
偏移装置7A、7B、複数の光センサを備えたラインセ
ンサlOの配置構成や光の進行方向または運動体の運動
など#″ii従来第1図)と同じである。異なるのは明
暗検出器であるラインセン1゛10の各光センサ10A
。
説明する。まず、レーザ発生装置1、ビーム分割器2、
集光レンズ3A、3B、5、ファイバーループ4、位相
偏移装置7A、7B、複数の光センサを備えたラインセ
ンサlOの配置構成や光の進行方向または運動体の運動
など#″ii従来第1図)と同じである。異なるのは明
暗検出器であるラインセン1゛10の各光センサ10A
。
10B、IOC!・・・・・・の各出力音増幅する増幅
器13tl−設け、この増幅器13に増幅された明暗の
出力の各錘を電気的に細分して正弦波に変換するA/D
変換器14を接続し、かつこのA/D変換器14に前記
正弦波の変化率が正負両方向で夫々最大となる位置を算
出すると共に、算出された両位置の1/2を算出する演
算装置15を接続した点である。
器13tl−設け、この増幅器13に増幅された明暗の
出力の各錘を電気的に細分して正弦波に変換するA/D
変換器14を接続し、かつこのA/D変換器14に前記
正弦波の変化率が正負両方向で夫々最大となる位置を算
出すると共に、算出された両位置の1/2を算出する演
算装置15を接続した点である。
以上のような機器を備えるととrよp1第5図のように
ラインセンサ10上に投影され九九の干渉縞11は、各
光センサIOA、IOB、IOC・・・・・・によって
光の明暗として検出され、この検出出力を増幅した後A
/D変換器14によp各党センサl0A−10B間、l
0B−10C間、10C−IOD間・・・・・・の出力
の差を電気的VC細分化する。
ラインセンサ10上に投影され九九の干渉縞11は、各
光センサIOA、IOB、IOC・・・・・・によって
光の明暗として検出され、この検出出力を増幅した後A
/D変換器14によp各党センサl0A−10B間、l
0B−10C間、10C−IOD間・・・・・・の出力
の差を電気的VC細分化する。
この細分化により光センサIOA、IOB・・・・・・
の数のn倍に解像力を上げることができ、これら前記各
光センサの出力と細分化の信号をもとに形成される正弦
波は実際の干渉縞の明暗の変化に近似するものとなる。
の数のn倍に解像力を上げることができ、これら前記各
光センサの出力と細分化の信号をもとに形成される正弦
波は実際の干渉縞の明暗の変化に近似するものとなる。
そして第6図に示すように、演算装置15により前記形
成された正弦波の変化率が最大となる位置E、P、G’
i算出し、その時の中心からの距1vie、f、g’を
夫々算出する。その後、前記E−F聞及びF−0間の中
心位置を求め、その位置が正から負への曲線変化の中v
cあるときは最明点Lmとなplまた負から正への曲線
変化の中にあるときは最暗点1)mとなる。これら求め
られた最明点Lmと最暗点])mの中心からの距離t。
成された正弦波の変化率が最大となる位置E、P、G’
i算出し、その時の中心からの距1vie、f、g’を
夫々算出する。その後、前記E−F聞及びF−0間の中
心位置を求め、その位置が正から負への曲線変化の中v
cあるときは最明点Lmとなplまた負から正への曲線
変化の中にあるときは最暗点1)mとなる。これら求め
られた最明点Lmと最暗点])mの中心からの距離t。
dを測定することによ勺、真の位置に接近させた最明点
及び最暗点を求めることができ、その結果運動体の運動
によって変化する干渉縞の変化量を精度よく測定するこ
とができる。
及び最暗点を求めることができ、その結果運動体の運動
によって変化する干渉縞の変化量を精度よく測定するこ
とができる。
尚、前記曲線変化率最大位置E−Fl’15. F−0
間の中心を求める場合、(e十f)/2.(f十g)/
2で求めればよい。
間の中心を求める場合、(e十f)/2.(f十g)/
2で求めればよい。
以上の説明は正弦波の正負両方向の変化の中での同じ条
件を、変化率最大位置としたが、第7図に示すように正
方向変化及び負方向変化の中で出力レベルか等しい位置
を算出して最明点と最暗点を求めることもできる。即ち
、第7図に示す正弦波において、出力レベルPとなる位
置I−■、■lJ。
件を、変化率最大位置としたが、第7図に示すように正
方向変化及び負方向変化の中で出力レベルか等しい位置
を算出して最明点と最暗点を求めることもできる。即ち
、第7図に示す正弦波において、出力レベルPとなる位
置I−■、■lJ。
Kの中心からの距離り、i、j、kl検出する。
次に、距離り、i間及びi、1間を前記実施例と同じよ
うに求めることにより、最明点Lrnと最暗点1)mが
得られ、その時の中心からの距@t、 dを算出すれば
正確な位置音知ることができる。また、位1fH−I及
びJ−に間で隣接する二つの最明点を求め、この二つの
最明点間の中心を最暗点として求め′Cもよい。
うに求めることにより、最明点Lrnと最暗点1)mが
得られ、その時の中心からの距@t、 dを算出すれば
正確な位置音知ることができる。また、位1fH−I及
びJ−に間で隣接する二つの最明点を求め、この二つの
最明点間の中心を最暗点として求め′Cもよい。
尚、以上の実施例はファイバーループを用いた光フアイ
バー型レーザ・ジャイロスコープについて説明したが、
同様な干渉縞を投影するようなものであれば本発明を適
用できるのは勿論である。
バー型レーザ・ジャイロスコープについて説明したが、
同様な干渉縞を投影するようなものであれば本発明を適
用できるのは勿論である。
(発明の効果)
以上説明したように本発明はA/D変換器により光セン
サの各出力差を細分化して光の干渉縞の明暗変化に近似
させた正弦波を形成し、この正弦波の正負両方向の変化
の中から同じ条件となる位置を算出し、算出された両位
置の中心を前記干渉縞の最明点及び最暗点としたので、
前記最明点及び最暗点の位置を正確に得ることができ、
その結果測定精度のすぐれたジャイロスコープを得るこ
とができる。
サの各出力差を細分化して光の干渉縞の明暗変化に近似
させた正弦波を形成し、この正弦波の正負両方向の変化
の中から同じ条件となる位置を算出し、算出された両位
置の中心を前記干渉縞の最明点及び最暗点としたので、
前記最明点及び最暗点の位置を正確に得ることができ、
その結果測定精度のすぐれたジャイロスコープを得るこ
とができる。
第1図は光フアイバー型レーザ・ジャイロスコープを示
す基本構成図、第2図は干渉縞とラインセンサとを示す
関係図、第3図は干渉縞の明暗の変化を示すグラフ、第
4図は本発明によるジャイロスコープの一実施例を示す
ブロック構成図、第5図は干渉縞と光センサとの関係を
示す概略平面図、第6図及び第7図は夫々本発明による
ジャイロスコープで得られる干渉縞の明暗の変化を示す
グラフである。 10・・・ラインセンサ、14・・・A/D変換器、1
5鳩 1区 篤 2 ロ
す基本構成図、第2図は干渉縞とラインセンサとを示す
関係図、第3図は干渉縞の明暗の変化を示すグラフ、第
4図は本発明によるジャイロスコープの一実施例を示す
ブロック構成図、第5図は干渉縞と光センサとの関係を
示す概略平面図、第6図及び第7図は夫々本発明による
ジャイロスコープで得られる干渉縞の明暗の変化を示す
グラフである。 10・・・ラインセンサ、14・・・A/D変換器、1
5鳩 1区 篤 2 ロ
Claims (1)
- 1、閉ざされた同一光路に逆方向から同時に光を導入し
、かつ前記光路から導出した光を同一平面内に干渉縞と
して投影する光学装置と、前記干渉縞を横切る方向に光
センサを複数配列し前記干渉縞の明暗を検出する明暗検
出器と、この明暗検出器の隣接する光センサの出力差を
細分して前記干渉縞の明暗を正弦波に変換するA/D変
換器と、前記正弦波の正方向及び負方向の変化の中で夫
々同じ条件となる位置を算出すると共に、これら両位置
の1/2を前記干渉縞の最明点及び最暗点として算出す
る演算装置とを備えてなるジャイロスコープ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11670882A JPS599514A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | ジヤイロスコ−プ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11670882A JPS599514A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | ジヤイロスコ−プ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS599514A true JPS599514A (ja) | 1984-01-18 |
JPH0251126B2 JPH0251126B2 (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14693851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11670882A Granted JPS599514A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | ジヤイロスコ−プ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS599514A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6420090A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-24 | Masahiro Yamamoto | Production of fermented product from distillation waste liquor of low-class distilled spirit |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP11670882A patent/JPS599514A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6420090A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-24 | Masahiro Yamamoto | Production of fermented product from distillation waste liquor of low-class distilled spirit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0251126B2 (ja) | 1990-11-06 |
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