JPS6235221A - 光干渉角速度計 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は位相の揃った光を光方向性結合器により２分
し、少なくとも一周する光導波路の中を対向する向きに
進行させてから光導波路より取り出し、その二条の光に
生ずる位相差を検出して光導波路の角速度を測定する光
干渉角速度計に関する。

「従来の技術」 第４図は従来の光干渉角速度計の例を示すブロック図で
ある。

光源１１からは位相の揃ったコーヒーレフト光り。

が出射される。このコーヒーレフト光り、はΦ（ｔ）＝
２πνｔ（但し、νは光の周波数）で表され、可干渉性
の光である。その出射された光Ｌ１　は第１光方向性結
合器１２を通り第２光方向性結合器１３の結合端１３Ｃ
に入射する。、この入射した光り、は二条の光Ｌ２，１
−３に分けられ分岐端１３Ａ、１３Ｂから出射され、少
なくとも１周する例えば光ファイバよりなる光導波路１
４へ、各別の入出射路１４Ａ。

１４Ｂから入射する。これら二条の光ＬＩＬ３　はそれ
ぞれ右廻り光及び左廻り光として対向する向きに光導波
路１４を伝播し、光導波路１４へのそれぞれの入出射路
１４Ａ、１４Ｂとは異なる入出射路１４Ｂ。

１４Ａから第２光方向性結合器１３の分岐端１３Ｂ、１
３Ａに入射し、再び１つの光Ｌ４に結合され、その結合
端１３Ｃから出射される。この結合光Ｌ４は第１光方向
性結合器１２の結合端１２Ｃから入射し、その分配端１
２Ｂから分配光り、が出射され、出射された分配光り、
は光検出器１５に入射し、電気信号に変換される。この
電気信号はゲート回路１６を通り、同期検波回路１７に
供給される。

この光導波路１４の成す面に垂直な軸の廻りに角速度Ω
がない場合は光導波路１４は右廻り光Ｌ２及び左廻り光
Ｌ３に対して相反性であり、第２方向性光結合器１３で
二条の光が結合されるときの位相は互いに一致している
。しかし、角速度Ωがある場合は、光導波路１４は互い
に逆の向きに伝播する右廻り光Ｌ２及び左廻り光り、に
対し非相反性となり、このためサニヤック効果による位
相の差が生じる。

光導波路Ｉ４の入力角速度がΩの時、環状の光導波路１
４が囲む面積をＡ、光導波路の屈折率をｎ、光の真空中
の波長をλ、光導波路の全長をＬとすると、右廻り光Ｌ
２と左廻り光Ｌ３との間に生ずるサニヤック効果の位相
差φ１は φ、＝８πＡΩ／λＣ・・・・・・・・・（１）で表さ
れる。

この光導波路１４の一方の入出射ｌ？８１４Ｂの近くに
は位相変調器１８が設けられている。この例では位相変
調器１８にピエゾエレクトリック・シリンダ１８を用い
、そのシリンダ１８に光導波路１４への入出射路１４Ａ
、１４Ｂを形成する光ファイバ１４Ｂ）ｃ巻きっけ、光
フアイバ１４Ｂ中を伝播する二条の光を変調するように
構成しである。即ち、第１発振器１９から出力される交
番信号と第２発振器２１から出力される！ｌｉ！歯状波
信号との合成信号が増幅器２２により増幅され、その合
成増幅された駆動信号が位相変調器１８に供給され、光
Ｒ波路１４を互いに逆の向きに伝播する右廻り光Ｌ２と
左廻り光り、とを変調する。

この光干渉角速度計では、第１発振器１９からの交番信
号は、例えば周波数ｆ１の正弦波信号である。

位相変調器１８はこの信号により二条の光Ｌ！、Ｌ３に
それぞれ位相変調を加えると、二条の光、つまり右廻り
光Ｌ２及び左廻り光り、は φ（Ｌ）＝φ１ｌｌｓｉｎ（２πｆ、、ｔ）　　・・・
−・・・１２１但し、φ、：最大位相偏移 ｆｌ：変調周波数 の位相変調を受ける。この位相変調を受けた右廻り光Ｌ
２は第２光方向性結合器１３の分岐端１３Ｂに入射し、
左廻り光Ｌ３は光導波路１４を周回してがらτの時間遅
れで分岐端１３Ａに入射する。位相変調を受けた右廻り
光Ｌ２と左廻り光り、は互いに可干渉性であり、第２光
方向性結合器１３内で１つに結合干渉し、この干渉光Ｌ
４は第１光方向性結合器１２の結合端１２Ａからその分
配光り、が光検出器１５に入射する。

干渉光Ｌ４は干渉のため、光の強度が変化し、その強度
１　（ｔ）は １（ｔ）　〜Ｐ　ｏ　（１＋ｃｏｓ　［Δφ＋φ（１）
−φ（ｔ−τ））〕・・・・・・（３）で表される。但
し、２　Ｐ　ｏは干渉光Ｌ４の最大値、Δφは角速度に
よる２つの光の位相差、τは右迫り光Ｌ２と左廻り光り
、とか、位相変調器１８に到達する迄の時間の差である
。

この（３）式のψ（１）　　は（２）式に示すように周
波数ｆ１の変調信号であり、（３）式は周波数ｆ１の高
調波のスペクトル列となっている。

光干渉角速度計ではこのスペクトル列信号に含まれる１
次高調波成分 ２ＪＩ（２φ、　５ｉｎ（πｆ、τ））ｓｉｎΔφ−ｃ
ｏｓ　　（２πｆ＋ｎ（ｔ−τ／　２　））　　−・・
・−（４）と２次高調波成分 ２Ｊ２（２φ’、５ｉｎ（πｆ７τ））ｃｏｓΔφ−ｃ
ｏｓ　（４ｔｔ　ｆ、（ｔ−τ／　２　”）　）−・・
・＋５１を取り出して、角速度Ωの測定信号にする。（
ここで、Ｊ＋、Ｊｚは１次及び２次のベッセル関数であ
る。） 光導波路１４に角速度がない場合には、光導波路１４は
右廻り光Ｌｚ、左廻り光り、に対して相反性であり、Δ
φ＝０である。従って、（４）式の１次高調波成分はゼ
ロであり、式（５）の２次高調波成分のみが得られる。

この２次高調波信号は同期検波回路１７で第１発振器１
９の発振周波数ｆ、で同期検波されるが、第５図に示す
ように、その検波出力はゼロとなる。つ°まり、干渉光
Ｌ４にはサニヤック効果による位相差成分は含まれてな
く、光導波路１４の角速度Ωはゼロであることが判る（
特願昭５９−１６８９６４号参照）。

光導波路１４に角速度Ωが与えられると、光導波路１４
は右廻り光Ｌ２と左廻り光Ｌ３に対して非相反性となり
、２つの光の間に位相差が生ずる。このサニヤック効果
により生ずる位相差φ、は既に述べたように、φ、＝８
πＡΩ／λｃ　（＝Δφ≠０）で表される。このため、
式（４１，（５１に示す１次、２次高調波成分を周波数
ｒ７で同期検波すると、第６図に示すように、位相差φ
、に応じたｆ１１次の位相差検出信号が得られる。

一方、位相変調器１８は第２発振器２１が出力する鋸歯
状波信号によっても駆動されている（文献、Ａｕｇｕｓ
ｔ　１９８４／　Ｖｏｌ、９．Ｎｏ、８／　０ＰＴＩＣ
３ＬＥＴＴＥＲ５３７５〜３７７）。この鋸歯状波信号
で駆動された位相変調器１８により、右廻り光Ｌ２と左
廻り光り、とは鋸歯状波の傾きに応じた位相偏移を受け
る。その位相偏移ψ（１）は ψ（ｔ）＝ψｓ　ｔ　＋　　（０＜　ｔ　＜　ｔｌ）　
　・・・・・・（６）但し、ψよは鋸歯状波の傾きに対
応した定数で表される。第７図Ａはこの様子を示す図で
、この位相偏移が期間１．ごとに繰り返されるゼロダイ
ン変調となっている。

左廻り光Ｌ３はこの偏移を受けてから光導波路１４を周
回するので第２光方向性結合器１３の結合端１３Ｃでは
右廻り光Ｌ２に対してτの時間遅れを伴っている。従っ
て、第２光方向性結合器１３で結合される時の、右廻り
光Ｌｚ＋左廻り光り、との鋸歯状波信号による位相偏移
の位相差ψ、τはψ（１）　　−ψ（ｔ−τ）＝ψ３　
τ　・・・・・・・・・（７）で表される。第７図Ｂは
この様子を示す図である。

２つの光は期間ｔ１のうち、時間１．−τの期間だけ一
定の位相差を与えられることが繰り返し連続する。

このように、鋸歯状波の傾斜部分では位相偏移により２
つの光には一定の位相差が生ずる。この光干渉角速度計
では角速度Ωを与えられサニヤック効果によって生ずる
位相差φ、と、鋸歯状波で位相変調器１８を駆動し、光
に位相偏移を加えて生じた位相差ψ、τとが加算された
位相差Δφを、位相変調器１８を周波数ｆ、でバイアス
駆動して取り出す。つまり、 Δφ＝φ、＋ψよ　τ　・・・・・・・・・・・・（８
）を検出する。

従って、サニヤック効果φ、を鋸歯状波による位相偏移
で生ずる位相差ψ６　τで相殺することができる。この
相殺さた時の位相偏移ψ６と入力角速度Ωとは （ｌ／２π）ψ、＝（４Ａ／λｎＬ）Ω　・・・・・・
（９）但し、Ａ：光導波路が囲む面積 λ：光の真空中の波長 ｎ：光導波路の屈折率 Ｌ：光導波路の全長 の関係がある。

従来の光干渉角速度計では、このψ、を求めるため、二
条の光の位相差を検出し、その検出出力がゼロとなるよ
うにψ、を調整する。つまり、ψ、τ＝−φ、に制御す
る。このψ、は位相変調器１８の駆動信号Ｖに対して、 ψ、−（４π”　／λ）・ｄ　Ｎ　（Ｖ　／ａ）　・・
・”・α〔の関係がある。但し、ｄは圧電定数、Ｎはフ
ァイバの巻数、■は駆動電圧、ａは電極間隔、λは光の
真空中の波長である。

つまり、ψ、は位相変調器１８に加える駆動電圧■に比
例しており、同期検波回路１７の検波出力がゼロになっ
た時の、この駆動電圧■を測定することによりψ８を求
めることができ１．その値から角速度Ωを知ることが可
能とされている。

「発明が解決しようとする問題点」 以上のように、位相変調器の駆動電圧■を求めてセロダ
イン変調による位相偏移量を求める方法では、位相変調
器の温度特性、周波数特性或いは誘電率の変化などのた
め、正確な位相偏移量を求めることができないという問
題がある。

「問題点を解決するための手段」 ループ状の光４波路へ、異なる入出射端から互いに逆の
向きに二条の光を伝播させ、その二条の光には、一方の
入出射端の近くで位相変調及びセロダイン変調を与える
。ループ状の光導波路の入出射端から取り出されたそれ
ら二条の光の干渉信号を位相変調の周波数で同期検波し
、二条の光の位相差に対応した信号を得る。

この発明では、この得られた位相差に対応した信号は、
周波数偏移あるいはセロダイン変調の帰還信号として帰
還され、周波数偏移器あるいは位相変調器による位相偏
移を制御する。

又、この発明では、光導波路に光方向性分配器を設け、
光導波路内から周波数偏移あるいはセロダイン変調と上
記位相頌調とを受けた一方の光と、周波数偏移あるいは
セロダイン変調及び位相変調を受けない他方の光のの各
一部を取り出す。この取り出した２つの光を干渉させ、
２つの光の周波数の差のビート信号を作る。

このビート信号出力から交番信号周波数成分又はその高
調波成分の１つを取り出し、 この取り出された交番信号周波数成分又はその高調波成
分は、交番信号源からの信号又はその高調波信号に応じ
た信号との差周波数を取り出す。

その取り出された差周波数が測定しようとしている位相
偏移成分に対応している。

「実施例」 第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。前
に説明した４図と対応する部分には同じ符号を付して示
す。

光［１１からのコーヒーレフト光は二条の光Ｌｘ。

Ｌ、に分けられ、異なる入出射端１４Ａ、１４Ｂからル
ープ状の光導波路１４に入射する。互いに逆の向きに光
導波路１４を伝播した二１条の光Ｌｘ、Ｌｓ　は、入射
時とは異なる入出射路１４Ｂ、１４Ａへ出射される。

この出射光Ｌ！、Ｌ３は第２光方向性結合器１３で干渉
しあった１つの光りとなり、第１光方向性結合器１２の
分配端１２Ｂから光検出器１５に入射する。

この入射光Ｌｓは電気信号に変換され、ゲート回、路１
６を弄して同期検波回路１７に供給される。

ゲート回路１６は第２発振器２１からの信号がゲー′ト
制御信号として与えられ、第２発振器２１の発信する鋸
歯状波信号の同一周期で変調された光信号のみを通すよ
うにゲート開状態に制御される（第７図参照）。このゲ
ート回路１６の出力は同期検波回路１７に供給され、第
１発振器１９の発振周波数ｆ。

で同期検波される。

この発明では、このようにして同期検波回路１７から得
られる二条の光りつとし、との位相差出力は積分器２３
に供給され、積分器２３からの積分出力が第２発振器２
１に、帰還信号として与えられる。

また、この例では、比較器２４が設けられている。

この比較器２４は第７図Ｂに示す信号の負の期間（ゲー
ト回路１６を閉にする期間）に、第２発振器２１による
鋸歯状波が適性な制御がされているかをチヱソクし、そ
のチェック信号が第２発振器２１に与えられる。つまり
、鋸歯状波はその周期が、ｋを整数として２π・ｋに保
持されるように制御する。

このように制御することにより角速度の測定誤差を少な
くすることができる。

この発明では、例えばループ状の光導波路１４に光方向
性結合器２９を設けることにより、ループ状の光導波路
１４内を互いに逆の向きに伝播する二条の光Ｌｘ、Ｌｘ
の各一部Ｌｚ　Ａ、Ｌ３　Ａを取り出す。

この例では光方向性結合器に光ファイバを用い、ループ
状の光導波路１４の光ファイバ・コアに他の光ファイバ
・コア２９を近接させて取り出している。

この光ファイバ２９の一端２９Ａから光Ｌ２の一部の光
ｔ、ＺＡが、他端２９Ｂからは光Ｌ３の一部の光り、Ａ
が取り出される。取り出された各分配光ＬｚＡ。

Ｌ３Ａは°可干渉性をもち、互いに干渉して１つの光Ｌ
６になって受光器２６に入射する。

一方の光ＬｚＡは光源１１から出射され、光導波路１４
を伝播して取り出されるまでに何も変調を受けてないが
、他方の光Ｌ□Ａは位相変調器１８により、鋸歯状波信
号によるセロダイン変調及び正弦波１３号による位相変
調を受けており、干渉した光の光強度は式（４）及び（
５）から理解されるように、周波数ｆ７の正弦波信号成
分及びその高調波成分を含む。

この光電変換された信号は増幅器３１を介してバントパ
スフィルタ３２に与えられ、電気信号の中から角速度Ω
を測定するのに必要な成分、例えば１次高調波成分が取
り出される。この１次高調波成分はミキサー３３に供給
される。

一方、第１発振器１９からの周波数ｆ、の正弦波発振信
号は必要に応じて移相器３５を通してミキサー３３に供
給され、このミキサー３３は供給された１次高調波成分
と混合して出力する。この例では第１発振器１９からの
正弦波信号が移相器３５を介してミキサー３３に供給さ
れている例である。出力された混合信号はローパスフィ
ルタ３６に与えられ、低周波成分が取り出される。この
低周波成分はセロダイン変調による位相偏移に応じた周
波数信号であり、その周波数信号は周波数カウンタ３７
でカウントされる。

「作用」 二条の光ＬＺ、Ｌ３　はセロダイン変調によりそれぞれ ψ（ｔ）＝ψ、ｔ　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・　０υ但し、　ψ１は定数 の変調を受け、正弦波変調により φ（ｔ）＝φ１１ｓｉｎ（２πｆ、　）　・−・−・・
（Ｌｉ２但し、φ、二最大位相偏移 ｒ、：変調周波数 の変調をそれぞれ受ける。

ループ状の光導波路１４から光方向性結合器２９により
取り出された２つの光Ｌｔ　Ａ、Ｌｓ　Ａのうち、一方
の光り、Ａは、光源から出射され、光導波路１４を伝播
して光方向性結合器２９により取り出されるまでに何も
変調を受けてないので、光源１１から出射された時の周
波数をνとすると、受光器２６の受光面での光Ｌｘ　Ａ
の位相変化は Φ（ｔ）＝２πνｔ　　・・・・・・・・・α蕩で表す
ことができる。

他方の光１，３Ａは位相変調器１８によりセロダイン変
調ψ１　を及び位相変調φ、５ｉｎ（２πｆ、ｔ）を受
けているので、受光器２６への入射するときの位相は Φ’（ｔ）＝２πν（＋＋ｔｏ）−トψ、ｔ＋φｍ　５
ｉｎ（２πｆ、　ｔ）＋φｏ　−−Ｑａで表される。但
し、ｔｏは二条の光が受光面に入射するときの時間差、
φ。は光方向性結合器及び光ファイバ等から受ける二条
の光の間の位相差である。

従って、受光面での２つの光の位相差！は式（１３１。

％式％ 弐〇りの位相の差をもつ２つの光が受光器２６の受光面
に入射するときには、互いに干渉しあい、干渉した光の
光強度！　（ｔ）　　は １（ｔ）　　”’Ｐａ　　（１＋ｃｏｓ　　（ψ５ｔ＋
φｍ　５ｉｎ（２πｆＩＩｔ） ＋２πνｔ０　＋φ。）〕　・・・・・・αＱ但し、２
Ｐ、は受光面の光の最大光度 この光の強度１　（ｔ）を周波数成分で示すと１（ｔ）
　　＝　Ｐ　ｏ　　（１＋ｃｏｓ（ψ、ｔ＋φ＋ｏ）−
（Ｊｌｌ（φｍ）＋２Ｊ！（φＴｌ）ＣＯ１１４πｆ、
　ｔ　＋　−−）−ｓｉｎ（ψ１１　＋φ゛。） −１２，＋＋（φ、）・５ｉｎ２πｆ、　＋＋２．ｒｓ
（φ、）ｓｉｎ　６πｒ’、　ｔ　＋　・・・−・・）
　）＝Ｐｏ　　（１＋、Ｊｏ（φｍ　）ｃｏｓ（ψ、ｔ
＋φ゛。）＋Ｊ、（φ５）ｃｏｓ（２ｒｔ　ｆｓ　ｔ　
＋ψ、を十φ′。）−Ｊ、（φ＋＊）ｃｏｓ（２ｔｔ　
ｒｅ　ｔ　−ψ１　を−φ＋ｏ）＋Ｊｔ（φ１Ｉ）ｃｏ
ｓ　（４ｒｔ　ｒ、、　ｔ　＋ψ、ｔ＋φ’、）−Ｊ２
（φ１Ｉ）ｃｏｓ（４πｆ、　ｔ−ψ、ｔ−φゝ。）＋
　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
〕　　　・・・・・・・・・ａηとなる。第３図はこの
周波数スペクトルを示す図である。但し、Ｊ　ｏ、　Ｊ
　１．　Ｊ　ｚ、・・・・・・はそれぞれ０次。

１次、２次、・・・・・・のへ、セル関数、またφ・。

＝２πν１．　　＋φ。とおいた。

この干渉した入射光は、受光器２６で入射光強度に応じ
た電気信号に変換され、変換された電気信号は増幅器３
１を通しバンドパスフィルタ３２に供給され、バンドパ
スフィルタ３２からは弐〇ηに示す周波数ｆ１の多くの
高調波成分の中から必要な高調波成分のみを取り出す。

このバンドパスフィルタ３２の通過帯域を、例えばｆ１
±（φ５ｎａｘ／２π）に設定すると、バンドパスフィ
ルタからの出力はＩ（ｔ）の１次高調波成分 Ｉ（ｔ）＋＝Ｐｏ　　、Ｊｌ（φ７　）・　（ｃｏｓ、
（２ｆｆｆ＋ｓ　　ｔ　　＋　ψ、　【　＋　φ１゜）
−ｃｏｓ（２πｆ、　　ｔ　　−ψ、　ｔ　−φ′０）
）・・・・・・・・・・・・Ｑｌ だけが出力される。

この１次高調波成分＋（１）＋はミキサー３３に供給さ
れる。ミキサー３３には第１発振器１９から出力される
周波数ｆ、の正弦波信号が供給されており、１次高調波
成分１（ｔ）＋は正弦波信号と混合される。

この例では、ミキサー３３への正弦波信号は移相器３５
を介して供給されており、例えば、ミキサー３３に供給
する２つの信号の位相差をαとする場合は、その移相器
３５からの出力１．（ｔ）を＋　、（１）　＝へ５ｉｎ
（２πｆ１ｔ＋α）で表すと、ミキサー３３により周波
数ｆ１と混合された信号出力Ｔ、（Ｌ）　　は１、（ｔ
）　　＝ｌ（ｔ）Ｉ　　Ｘ　Ｉ、（ｔ）＝ＰｏＪ＋（φ
ヨ） −（ｃｏｓ（２πｆ、　ｔ　＋ψ、ｔ＋φ゛。）−Ｃｏ
ｓ＜２πｆ、　ｔ　−ψ、°Ｌ−φ”。））＝Ａｓｉｎ
（２πｆ　ｇ　ｔ　＋α） ＝　（１／２）　Ａ　Ｐ　ｏ　Ｊ　＋（φ１）・（ｓｉ
ｎ（４πｆ、Ｌ　＋α＋ψ、Ｌ＋φ°。）−ｓｉｎ（４
πｆ、ｔ＋ｔｘ−ψ、を一φ＋の）−ｓｉｎ（α−ψ、
ｔ−φ°。） ＋５ｉｎ（α＋ψ、ｔ＋φ’　ｏ）　）　・・・・・・
０９１で表される。この位相検波された出力１．（ｔ）
　はローパスフィルタ３６に供給され、ローパスフィル
タ３６の出力は ｒｔ（ｔ）　　＝（１／２）ＡＰ、　　Ｊｌ（φ、）・
（ｓｉｎ（α＋ψ、ｔ＋φ１ｏ） −ｓｉｎ（α−ψ、１−φ°。）） ＝ＡＰｏＪ＋（φ１Ｉ）ｃｏｓα ・５ｉｎ（ψ１ｔ＋φ１゜）　・・・・・・・・・・・
・四となる。即ち、この信号は周波数Ｆ＝ψ１／２πの
正弦波である。（なお、移相器３５による移相差αはこ
の項が最大になるように選定する。）従って、この得ら
れた正弦波信号は周波数カウンタ３７により計数するこ
とができる。計数は所定の時間を計数し、その期間の計
数値ｆの大きさは七ロダイン変調による位相偏移の大き
さと正確に対応したものである。

これまでは、１次高調波成分を計測用信号としたが、高
次の高調波成分を計測用信号とする場合には、第１発信
器１９と移相器３５との間に逓倍器を設ける。例えば、
バンドパスフィルタ３２で２次高調波成分を取り出して
いる場合は逓倍器３４の倍率は２．３次高調波成分を取
り出している場合の倍率は３に設定する。

第２図はこの発明の他の実施例を示す図で、光源１１及
び光検出器１５とループ状の光４波路１４との結合を光
ファイバではなく、基板３８に形成した一対のＹ分枝光
導波路を用いて行ったた例である。

また、この例では位相変調器１８に、音響光学素子など
の周波数偏移器を用いて光に周波数偏移を与え、サニャ
ンク効果を相殺するように構成することもできる。

また、図には示されてないが、この発明では、必要に応
じて角速度Ωの方向を検出する手段が設けられる。例え
ば、２つの光Ｌｍ　Ａ、Ｌ２　Ａが互いに所定の入射角
で受光器２６に入射するので、受光器２６の受光面には
、明と暗との干渉模様が形成される。その干渉模様は干
渉平面上を、その平面と２つの入射光Ｌｘ、Ｌｚがつく
る面とが交差する交差線上を移動し、光導波路１４に入
力される角速度Ωが右廻りであるか、′Ｌｍりであるか
によりその移動する向きを変える。従って、明と暗の干
渉模様のピッチの４分の１ピッチ分の距離に２つの受光
器を配列し、それら受光器の信号のどちらの信号が進み
位相にあるかを検出すれば、角速度の向きを知ることが
できる。

また、この検出した角速度の方向信号を、第２発振器に
供給して鋸歯状波発振信号の発振振幅を大きくするか或
いは小さくするかを制御する信号とすることもできる。

以上では、ループ状の光導波路１４から１つの光方向性
結合器２９を用いて、２つの光Ｌ２　Ａ、ＬａＡを取り
出す場合を説明したが、各別の光方向性結合器を用い、
ループ状光轟波路１４への入出射路１４Ａ、１４Ｂにお
いて、周波数偏移あるいはセロダイン変調を受けた光と
、受けない光とを取り出すように構成しても良い。また
、２つの変調器を用いて周波数偏移あるいはセロダイン
変調と位相変調とを光に与えるように構成することもで
きる。

「効果」 以上のように、この発明によれば角速度によって生ずる
サニヤック効果の出力を位相変調器に供給して位相変調
器を制？：ｔｌする閉ループ制御系を用いて、サニヤッ
ク効果を相殺する構成とした。また光導波路内から、位
相変調器により変調された光を取り出す手段を設け、取
り出された光の被変調の程度を直接測定する構成とした
。即ら、従来のように、位相変調器の駆動信号電圧Ｖを
測定する間接測定による場合に比べて、この発明の光干
渉角速度系によれば、位相変調器の温度特性、周波数特
性、或いはまた誘電率の変化等による影響を受けない正
確な角速度の測定が可能となる。また二条の光の干渉に
よるビート信号を計数するのでディジタル出力が得られ
る。従って、取り出された角速度データを電子計算機な
どにより処理するにも容易である。

また、この発明によれば、位相変調器と、第１図、第２
図に示した実施例のようにループ状の光導波路から光を
取り出せば、分配して取り出すための光方向性結合器と
をそれぞれ１個設けるだけで良く、簡単に構成すること
ができる。取り出された二条の光を干渉させ、電気信号
に変換してから信号処理をするので、電気回路により比
較的容易に信号処理を行うことができる。

このように、製造面、価格面１．正確な角速度の検出及
び検出信号のデータ処理が容易である等、この発明の効
果は頗る大きい。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の光干渉角速度計の一実施例を示すブ
ロック図、第２図はこの発明の他の実施例を示すブロッ
ク図、第３図はこの発明のループ状の光導波路から直接
取り出した右廻り光と左廻り光との干渉光を光電変換し
て得られた信号の周波数スペクトルを示す図、第４図は
従来の光干渉角速度計の例を示すブロック図、第５図は
角速度がゼロのときの同期検波回路による同期検波出力
波形を示す図、第６図は入力角速度があるときの同期検
波回路の検波出力の波形図、第７図Ａは鋸歯状波信号で
制御された第２位相変調器により二条の光がセロダイン
変調される説明図、第７図Ｂは二条の光の位相の差を示
す図である。 １１：光源、１２：第１光方向性結合器、１３：第２光
方向性結合器、１４：光導波路、１５：光検出器、１６
：ゲート回路、１７：同期検波回路、１８．１８Ａ　：
位相変調器、１８８　：第２位相変調器（周波数偏移器
）、１９：第１発振器、２１：第２発振器、２２：増幅
器、２３：積分器、２４：比較器−２３＝第３光方向性
結合器、２６：受光器、２７：第４光方向性結合器、２
８：計数器２９：光方向性結合器、３１：増幅器、３２
：ハンドパスフィルタ、３３：ミギサー、３４：逓倍器
、３５：移相器、３６：ローバスフィルタ、３７：周波
数カウンタ、３８：Ｙ分岐導波路。 特許出願人　　　日本航空電子工業株式会社代　　理　
　人　　　　　草　　　　野　　　　　　　卓第５　囮 ゛　　　　　Ｉ干シ歩縞のり制度 オ６　図 時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ループ状の光導波路に互いに反対向きに伝播する
   ように二条の光を入射し、これら二条の光に周波数偏移
   あるいはセロダイン変調を与え、かつ位相差検出用交番
   信号源からの交番信号により上記二条の光を位相変調す
   ると共に上記二条の光を干渉させ、その干渉出力を上記
   交番信号で同期検波して、上記両光の位相差と対応した
   出力を検出して上記光導波路に垂直な軸のまわりの角速
   度を測定する光干渉角速度計において、 上記位相差に対応した出力の検出出力により、その検出
   出力がゼロになるように上記周波数偏移あるいはセロダ
   イン変調を制御する帰還制御手段と、 上記周波数偏移あるいはセロダイン変調と上記位相変調
   とを受けた光と、上記周波数偏移あるいはセロダイン変
   調及び位相変調を受けていない光とを検出して干渉させ
   ビート信号をつくり出す手段と、 そのビート信号出力から交番信号周波数成分又は高調波
   成分の１つを取り出す手段、その取り出された信号を、
   交番信号源から得た信号により、位相検波して上記二条
   の光の位相差と極性とを測定する位相検波器とを特徴と
   する光干渉角速度計。