JPS6318216A - 光フアイバジヤイロ装置 - Google Patents
光フアイバジヤイロ装置Info
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- JPS6318216A JPS6318216A JP16229186A JP16229186A JPS6318216A JP S6318216 A JPS6318216 A JP S6318216A JP 16229186 A JP16229186 A JP 16229186A JP 16229186 A JP16229186 A JP 16229186A JP S6318216 A JPS6318216 A JP S6318216A
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- ring
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は例えば航空機等に搭載されて使用され、角速度
検出に用られる光ファイバジャイロ装置のの改良に関す
るものである。
検出に用られる光ファイバジャイロ装置のの改良に関す
るものである。
角速度検出器の一つに光ファイバジャイロ装置がある。
この光ファイバジャイロ装置とは3agnac効果に基
づくものである。すなわち、第4図(a)に示すように
光源L Mを発した光ビームを分路用の光ビームスプリ
ッタBSで2つに分け、同一のリング状光路mWに左右
逆回りに伝搬させるとする。この時、系全体が慣性空間
に対して角速度ωで回転すると、図中に模式的に表わし
たように、リング状光路を光がひと回りするのに要する
時間が左右両回り光間で見掛は上、異なることになる。
づくものである。すなわち、第4図(a)に示すように
光源L Mを発した光ビームを分路用の光ビームスプリ
ッタBSで2つに分け、同一のリング状光路mWに左右
逆回りに伝搬させるとする。この時、系全体が慣性空間
に対して角速度ωで回転すると、図中に模式的に表わし
たように、リング状光路を光がひと回りするのに要する
時間が左右両回り光間で見掛は上、異なることになる。
これを3agnac効果と呼ぶ。この時間差Δtは
Δ t−<4A/C2”) ω ・・・
(1)(但し、Aはリング状光路LWの取り囲む面積、
Cは真空中の光速) と表わされ、これは ΔQ= (4A/c)ω ・・・(2)なる光路差
、あるいは Δφ−(4kA/c)ω ・・・(3)(但し、k
は真空中の波数である) なる位相差が生じたと解することも出来る。
(1)(但し、Aはリング状光路LWの取り囲む面積、
Cは真空中の光速) と表わされ、これは ΔQ= (4A/c)ω ・・・(2)なる光路差
、あるいは Δφ−(4kA/c)ω ・・・(3)(但し、k
は真空中の波数である) なる位相差が生じたと解することも出来る。
ところで、上記(1)〜(3)式を参照すると、3ag
nac効果はその係数が非常に小さいが面MAに比例し
、従って、面積Aは角速度ωの検出感度に影響を与える
ことがわかる。光ジヤイロは感度検出向上のための手法
により3種類に大別されるが、その一つに光ファイバジ
ャイロがある。
nac効果はその係数が非常に小さいが面MAに比例し
、従って、面積Aは角速度ωの検出感度に影響を与える
ことがわかる。光ジヤイロは感度検出向上のための手法
により3種類に大別されるが、その一つに光ファイバジ
ャイロがある。
この光ファイバジャイロは、第4図(b)に示すように
低損失・長尺の単一モード光ファイバL Wを比較的小
さな半径で多数回巻いてセンシング・ループSLとする
もので、センシング・ループSLの巻回数倍の角速度検
出感度を得ることが出来る。
低損失・長尺の単一モード光ファイバL Wを比較的小
さな半径で多数回巻いてセンシング・ループSLとする
もので、センシング・ループSLの巻回数倍の角速度検
出感度を得ることが出来る。
すなわち、センシング・ループSLに用いるファイバL
Wの長さをし、センシング・ループSLの半径をa、光
源LMの出射光の波長をλ、円周率をπとすると、上記
(3)式から Δφ==(4πLA/cλ)ω ・・・(4)が得
られる。そこで、光源LMからの出射光をハーフミラ−
HMにより分路してセンシング・ループSLに入射させ
、センシング・ループSLを通った互いに逆回りの光を
再びハーフミラ−HMを通して合成して受光部R[で検
出する構成を用い、受光部RL比出力して得られる干渉
光強度から位相差Δφを求め、この位相差Δφから上記
〈4)式に基づき角速度ωを求める。
Wの長さをし、センシング・ループSLの半径をa、光
源LMの出射光の波長をλ、円周率をπとすると、上記
(3)式から Δφ==(4πLA/cλ)ω ・・・(4)が得
られる。そこで、光源LMからの出射光をハーフミラ−
HMにより分路してセンシング・ループSLに入射させ
、センシング・ループSLを通った互いに逆回りの光を
再びハーフミラ−HMを通して合成して受光部R[で検
出する構成を用い、受光部RL比出力して得られる干渉
光強度から位相差Δφを求め、この位相差Δφから上記
〈4)式に基づき角速度ωを求める。
これが光ファイバジャイロ装置の原理である。
ところで、このような原理に基づ〈従来の光ファイバジ
ャイロ装置は第5図に示す如く、センシング・ループで
ある光ファイバ・リング2は第5図に示すように金属等
により円柱状に形成したボビン20に光ファイバ・ケー
ブル20aを多数回巻回した構成となっている。そして
、このような光ファイバ・リング2は第6図に示すよう
に、その軸心を角速度測定方向に合せて筺体1内に配置
し、また、筺体1内には光ファイバ・リング2に対し、
光を送、受光するための光源及び受光素子や、受光素子
出力として得られる干渉光強度信号から位相差Δφを求
め、この位相差△φから上記(4)式に基づき角速度ω
を求めるための電子回路等を内蔵させた計測部3を設け
である。
ャイロ装置は第5図に示す如く、センシング・ループで
ある光ファイバ・リング2は第5図に示すように金属等
により円柱状に形成したボビン20に光ファイバ・ケー
ブル20aを多数回巻回した構成となっている。そして
、このような光ファイバ・リング2は第6図に示すよう
に、その軸心を角速度測定方向に合せて筺体1内に配置
し、また、筺体1内には光ファイバ・リング2に対し、
光を送、受光するための光源及び受光素子や、受光素子
出力として得られる干渉光強度信号から位相差Δφを求
め、この位相差△φから上記(4)式に基づき角速度ω
を求めるための電子回路等を内蔵させた計測部3を設け
である。
このように金属ボビンに光ファイバ・ケーブルを巻回し
た光ファイバ・リング2と計測部3とを筺体1内に収納
した構造のため、温度I制御が困難で、且つ、振動や衝
撃に対する対策が困難である。
た光ファイバ・リング2と計測部3とを筺体1内に収納
した構造のため、温度I制御が困難で、且つ、振動や衝
撃に対する対策が困難である。
すなわち、耐振性に問題があり、筐体内部の温度の安定
化も図りにくい。
化も図りにくい。
このように、温度変化があったり、振動、衝撃の影響を
受は易い構造であると、これら温度、振動、衝撃の影響
により光ファイバ・ケーブルに応力が加わり、中を伝搬
する光(例えば、レーザ光)が変調され(振幅変調7泣
相変調され)、角速度により生じる光の位相変化の誤差
要因になる。
受は易い構造であると、これら温度、振動、衝撃の影響
により光ファイバ・ケーブルに応力が加わり、中を伝搬
する光(例えば、レーザ光)が変調され(振幅変調7泣
相変調され)、角速度により生じる光の位相変化の誤差
要因になる。
その結果、角速度検出精度が悪くなる。
また、第6図の構成で1軸の角速度を検出するので、X
、Y、Z軸の3軸を検出するには第7図に示すようにそ
れぞれの軸方向に光ファイバ・リングの軸を向けた3つ
の光ファイバジャイロ装置4X、 4Y、 4Zが
必要である。尚、第7図において、2X、2Y、2Zは
それぞれ光ファイバ・リング、3X、 3Y、 3
Zはそれぞれ計測部である。従って、装置の設置スペー
スが大きくなる。
、Y、Z軸の3軸を検出するには第7図に示すようにそ
れぞれの軸方向に光ファイバ・リングの軸を向けた3つ
の光ファイバジャイロ装置4X、 4Y、 4Zが
必要である。尚、第7図において、2X、2Y、2Zは
それぞれ光ファイバ・リング、3X、 3Y、 3
Zはそれぞれ計測部である。従って、装置の設置スペー
スが大きくなる。
そこでこの発明の目的とするところは、i!jtffi
性、熱制御性にも優れ、しかも小形で設置スペースも小
さくて済む光ファイバジャイロ装置を提供することにあ
る。
性、熱制御性にも優れ、しかも小形で設置スペースも小
さくて済む光ファイバジャイロ装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するため本発明は、光源からの光を同一
のリング状光路に左右逆回りに伝搬させて検出し、受け
た角速度により変化する光の位相情報を得てこれより角
速度の計測を行う光ファイバジャイロ装置において、前
記リング状光路は光ファイバ・ケーブルをループ状に巻
回して金属板体に埋め込み一体化して構成したものを用
いるようにする。
のリング状光路に左右逆回りに伝搬させて検出し、受け
た角速度により変化する光の位相情報を得てこれより角
速度の計測を行う光ファイバジャイロ装置において、前
記リング状光路は光ファイバ・ケーブルをループ状に巻
回して金属板体に埋め込み一体化して構成したものを用
いるようにする。
このように、前記リング状光路は金属板体内に、光ファ
イバ・リングを埋め込んで一体化した構成としたので、
光ファイバ・ケーブルをボビンに巻回して光ファイバ・
リングとし、これをセンシング部として筐体内に収納し
た構成に比べ、耐振性が高くなり、また、筒体の一面を
兼用させることで温度制御も出来るようになる。また、
光ファイバ・リングの径も大きく出来る。そのため、角
速度検出精度が高くなり、しかも、筐体と兼用出来るの
で小形化出来る。
イバ・リングを埋め込んで一体化した構成としたので、
光ファイバ・ケーブルをボビンに巻回して光ファイバ・
リングとし、これをセンシング部として筐体内に収納し
た構成に比べ、耐振性が高くなり、また、筒体の一面を
兼用させることで温度制御も出来るようになる。また、
光ファイバ・リングの径も大きく出来る。そのため、角
速度検出精度が高くなり、しかも、筐体と兼用出来るの
で小形化出来る。
このように本発明によれば、耐振性、温度制御性にも優
れて角速度検出精度の高い光ファイバジャイロ装置が得
られるようになる。
れて角速度検出精度の高い光ファイバジャイロ装置が得
られるようになる。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
本発明にかかる光ファイバジャイロ装置を第1図に、ま
た、本発明にかかるセンシング部を第2図に示す。
た、本発明にかかるセンシング部を第2図に示す。
本発明においては、センシング部を第2図に示すように
構成する。すなわち、光ファイバ・ケーブル11aを矩
形のリング状に複数回巻き、光ファイバ・リング11を
形成する。光ファイバ・ケーブル11aは光ファイバの
素線の外周面に例えば、アルミニウムなどのような材料
による金属被111bをコーティングしたものである。
構成する。すなわち、光ファイバ・ケーブル11aを矩
形のリング状に複数回巻き、光ファイバ・リング11を
形成する。光ファイバ・ケーブル11aは光ファイバの
素線の外周面に例えば、アルミニウムなどのような材料
による金属被111bをコーティングしたものである。
この光ファイバ・リング11を例えばアルミニウム等に
より形成された金属板10の中に埋め込んで一体化した
構成とする。金属板10には金属板10内の光ファイバ
・ケーブル11aに光を導くとともに、光を導出するた
めの入出力用端子12が設けられる。このように金属板
10の中に光ファイバ・リング11を埋め込んで一体化
して構成したものをセンシング部13とする。
より形成された金属板10の中に埋め込んで一体化した
構成とする。金属板10には金属板10内の光ファイバ
・ケーブル11aに光を導くとともに、光を導出するた
めの入出力用端子12が設けられる。このように金属板
10の中に光ファイバ・リング11を埋め込んで一体化
して構成したものをセンシング部13とする。
センシング部13は埋め込まれた光ファイバ・リング1
1のループの軸線を軸とする回転方向の角速度を検出す
ることになる。
1のループの軸線を軸とする回転方向の角速度を検出す
ることになる。
このような構成のセンシング部13はX、Y、Z軸の角
速度を検出する場合には、第3図に示すようにX、Y、
Z三面に配設し、それぞれの軸の角速度を検出出来るよ
うにする。残りの面には覆い用の板を配設し、全体で筐
体とするとともに、第1図に示すように、筐体の内部に
計測部3を取付ける。計測部3は入出力用端子12より
光ファイバ・リング11に光を送り、また、光ファイバ
・リング11内を伝搬してきた光を受光するための光源
及び受光素子や、受光素子出力として得られる干渉光強
度信号から位相差Δφを求め、この位相差Δφから角速
度ωを求めるための電子回路等を内蔵させである。
速度を検出する場合には、第3図に示すようにX、Y、
Z三面に配設し、それぞれの軸の角速度を検出出来るよ
うにする。残りの面には覆い用の板を配設し、全体で筐
体とするとともに、第1図に示すように、筐体の内部に
計測部3を取付ける。計測部3は入出力用端子12より
光ファイバ・リング11に光を送り、また、光ファイバ
・リング11内を伝搬してきた光を受光するための光源
及び受光素子や、受光素子出力として得られる干渉光強
度信号から位相差Δφを求め、この位相差Δφから角速
度ωを求めるための電子回路等を内蔵させである。
このような構成の本装置は、金属板10の中に光ファイ
バ・リング11を埋め込んで一体化して構成したものを
センシング部13とするとともに、各センシング部13
はそれぞれ筐体の一面を構成している。センシング部1
3は金ぶ板10Φ中に光ファイバ・リング11を埋め込
んで一体化してあり、光ファイバ・リング11は熱伝導
を良くするためにファイバ素線に金属コートしであるの
で、光ファイバ・リング11の温度は金属板10の温度
に追従することになる。しかも、金属板10は熱伝導が
良く、かつ、外面にあるので温度制御し易い。従って、
センシング部13は温度11!0が可能になり、また、
一体化しであるので構造的に撮動、衝撃に強くなる。
バ・リング11を埋め込んで一体化して構成したものを
センシング部13とするとともに、各センシング部13
はそれぞれ筐体の一面を構成している。センシング部1
3は金ぶ板10Φ中に光ファイバ・リング11を埋め込
んで一体化してあり、光ファイバ・リング11は熱伝導
を良くするためにファイバ素線に金属コートしであるの
で、光ファイバ・リング11の温度は金属板10の温度
に追従することになる。しかも、金属板10は熱伝導が
良く、かつ、外面にあるので温度制御し易い。従って、
センシング部13は温度11!0が可能になり、また、
一体化しであるので構造的に撮動、衝撃に強くなる。
また、第3図に示すようにセンシング部13をX。
Y、Z三面に配設し、X、Y、Z軸の角速度を検出出来
るようにすることで、従来の方式に比べ、光ファイバ・
リングの実装スペースが大幅に第約出来るようになる。
るようにすることで、従来の方式に比べ、光ファイバ・
リングの実装スペースが大幅に第約出来るようになる。
また、光ファイバ・リング11は金属板10内に一体化
して配設されるので、光ファイバ・ケーブルのループを
金属板10の寸法−杯に広げて配置出来、そのため、光
ファイバ・リング11はその囲む面積を広く出来るので
、角速度検出感度を高くすることができるようになる。
して配設されるので、光ファイバ・ケーブルのループを
金属板10の寸法−杯に広げて配置出来、そのため、光
ファイバ・リング11はその囲む面積を広く出来るので
、角速度検出感度を高くすることができるようになる。
このように本発明装置は、光ファイバ・リングを筐体を
形成する板体内に埋め込み一体化した構成とし、該筐体
内に計測部を収納した構造としたので、光ファイバ・ケ
ーブルをボビンに巻回して光ファイバ・リングとし、こ
れをセンシング部として筐体内に収納した構成に比べ、
耐振性が高くなり、温度制御も出来るようになる。また
、光ファイバ・リングの径も大きく出来る。そのため、
角速度検出精度が高くなり、しかも、小形化出来る。
形成する板体内に埋め込み一体化した構成とし、該筐体
内に計測部を収納した構造としたので、光ファイバ・ケ
ーブルをボビンに巻回して光ファイバ・リングとし、こ
れをセンシング部として筐体内に収納した構成に比べ、
耐振性が高くなり、温度制御も出来るようになる。また
、光ファイバ・リングの径も大きく出来る。そのため、
角速度検出精度が高くなり、しかも、小形化出来る。
このように本発明によれば、耐成性、温度制御性にも優
れて角速度検出精度の高い光ファイバジャイロ装置を提
供することが出来るようになる。
れて角速度検出精度の高い光ファイバジャイロ装置を提
供することが出来るようになる。
第1図は本発明の一実施例を示す概略的な構成図、第2
図は本発明の一実施例を示すセンシング部の斜視図、第
3図は第2図構成のセンシング部を用いて構成した筐体
の斜視図、第4図は光ファイバジャイロの原理を説明す
るための図、第5図乃至第7図は従来例を説明するため
の概略的な構成図である。 3・・・計測部、10・・・金属板、11・・・光ファ
イバ・リング、11a・・・光ファイバ・ケーブル、i
+b・・・金属被膜、12・・・入出力用端子、13・
・・センシング部。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 (a) (b) 第4図
図は本発明の一実施例を示すセンシング部の斜視図、第
3図は第2図構成のセンシング部を用いて構成した筐体
の斜視図、第4図は光ファイバジャイロの原理を説明す
るための図、第5図乃至第7図は従来例を説明するため
の概略的な構成図である。 3・・・計測部、10・・・金属板、11・・・光ファ
イバ・リング、11a・・・光ファイバ・ケーブル、i
+b・・・金属被膜、12・・・入出力用端子、13・
・・センシング部。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 (a) (b) 第4図
Claims (1)
- 光源からの光を同一のリング状光路に左右逆回りに伝
搬させて検出し、受けた角速度により変化する光の位相
情報を得てこれより角速度の計測を行う光ファイバジャ
イロ装置において、前記リング状光路は光ファイバ・ケ
ーブルをループ状に巻回して金属板体に埋め込み一体化
して構成したものを用いることを特徴とする光ファイバ
ジャイロ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16229186A JPS6318216A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 光フアイバジヤイロ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16229186A JPS6318216A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 光フアイバジヤイロ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6318216A true JPS6318216A (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15751694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16229186A Pending JPS6318216A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 光フアイバジヤイロ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6318216A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0221213A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-24 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光干渉角速度計及び慣性装置 |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16229186A patent/JPS6318216A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0221213A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-24 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光干渉角速度計及び慣性装置 |
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