JPS6331957B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧電アクチユエータ・スタツク制御
装置およびこれを用いた閉ループ・サーボ装置に
関する。これらの装置は、特にリング・レーザ・
ジヤイロスコープの経路長制御のために利用する
のに適したものである。

今日の軍用機器および宇宙航行機器の複雑な要
求のために、誘導機器等にますます大きな要求が
課されている。ジヤイロスコープは、ほとんどす
べての誘導機器の重要な部分であるから、上記の
ような厳しい要求はジヤイロスコープ自体に対し
ても課される。したがつて、それらの増大する要
求に応えるために、多くの種類のジヤイロスコー
プが長年にわたつて開発されてきた。精巧で複雑
な最近のジヤイロスコープの１つは「リング・レ
ーザ・ジヤイロスコープ」と呼ばれている。その
名称からわかるように、このジヤイロスコープは
閉じた経路に沿つて進むレーザ・ビームを用い
る。その閉じた経路が三角形、正方形、八角形等
のいずれであつてもその閉じた経路は一般にリン
グと呼ばれる。そのようなリング・レーザ・ジヤ
イロスコープは、レーザ・ビームが進む経路の中
心軸を中心とする回転を検出するために用いられ
る。典型的なリング・レーザ・ジヤイロスコープ
が米国特許第3373650号、第3467472号に開示され
ている。また、最近の誘導装置は苛酷な環境で使
用されるから、リング・レーザ・ジヤイロスコー
プは広い温度範囲にわたつて動作せねばならず、
その結果として、ジヤイロスコープを構成してい
る材料が温度の変化によつて膨張・収縮すること
になる。たとえば、温度変化は−55℃から＋70℃
におよぶ。リング・レーザ・ジヤイロスコープの
レーザ・ビームは通常は反射鏡によつて指向さ
れ、その経路に沿つて進む。反射鏡を支持してい
る構造体または反射鏡自体の熱による膨張・収縮
のために、レーザ・ビームの経路長が変化するこ
とになる。リング・レーザ・ジヤイロスコープの
レーザ・ビームがたどる経路は一般に「リング」
と呼ばれているが、先に述べたように実際の経路
の形はリング状ではなく、通常は三角形である。
三角形の経路が採用される理由は、円形の経路以
外で閉じた経路を構成する形で向きの変化の数が
最小のものが三角形だからである。いずれにして
も、レーザ・ビームの経路が三角形、正方形その
他のどのような形であつても、熱による膨張また
は収縮に起因する経路長の変化のためにジヤイロ
スコープがドリフトする結果となる。すなわち、
実際には何事も起らなかつたのにジヤイロスコー
プの出力が回転を指示することになる。典型的な
三角形リング・レーザ・ジヤイロスコープにおい
ては、このドリフトの問題を解決し、温度変化に
よつてジヤイロスコープの構成材料が膨張または
収縮した場合でも経路長を一定に保つようにする
ために、１つの反射面（通常は反射鏡）の位置を
必要に応じて僅かに変えることができるようにそ
の反射面をとりつけることがしばしば行なわれて
いる。これは１つの反射鏡すなわち反射面を可撓
性を有する環状体に作り、それを圧電アクチユエ
ータにとりつけることによつて行なうことができ
る。この圧電アクチユエータは、反射鏡を変形さ
せて反射面の位置を変えることにより、レーザの
経路長を一定に保つ。圧電アクチユエータはリン
グ・レーザの経路長の検出された変化に応じて動
作するから、閉ループ・サーボ系が得られる。

前記２つの米国特許に開示されているリング・
レーザ・ジヤイロスコープは、三角形の３つの頂
点に設けられている反射鏡により三角形のリン
グ・レーザ空胴を形成する三角形のブロツクを含
む。この三角形のブロツクは閉じた経路のうちで
は必要とする反射鏡の数が最も少いから、三角形
のブロツクは好ましい。レーザ空胴の中にはたと
えばヘリウムおよびネオンのようなガスが充填さ
れている。このジヤイロスコープに用いられるレ
ーザは通常は２種類の波長のうちの１つ、即ち赤
外線スペクトル帯の1.15ミクロンまたは可視波長
帯の0.63ミクロンで動作する。混合ガスに含まれ
る２つのネオン同位体Ne²⁰とNe²²の割合を適切
に選択することによつて、２本の単色光レーザ・
ビームが発生される。これら２本のレーザ・ビー
ムは三角形空胴の周囲を、同じ閉じた経路で互い
に逆向きに進む。

リング・レーザ・ジヤイロスコープの入力軸を
中心とする角運動が存在しない時は、これら２本
のレーザ・ビームの長さは等しくて、双方の光の
振動数は同じである。ジヤイロスコープの入力軸
を中心としていずれかの向きに角運動が存在する
時は、その角運動が生じている向きに進むビーム
に対する空胴の長さが見かけ上増大し、逆の向き
に進むビームに対する空胴の長さが同じだけ減少
する。閉じた光の経路は持続振動を行なわせる共
振空胴であるから、各ビームの波長もそれに従つ
て長くなり、あるいは短くなる。したがつて、リ
ング・レーザ・ジヤイロスコープの入力軸を中心
とするいずれかの向きの角運動のために、２本の
ビームの振動数の間に角運動の速度に比例する周
波数差が生ずることになる。

従来からの技術に従つて、２本のビームはレー
ザの出力反射鏡においてレーザからとり出されて
から、ビーム混合器においてヘテロダイン操作さ
れて干渉パターンを生ずる。この干渉パターンは
光検出器によつて検出される。この光検出器は２
本のビームのヘテロダインされた光の振動数のビ
ート振動数を検出する。このビート振動数は角速
度を表す。

しかし、以上説明したリング・レーザ・ジヤイ
ロスコープが用いられる場合（また、他の方法の
いずれが用いられる場合も同様であるが）、リン
グ・レーザ・マイクロスコープは広い温度範囲に
わたつて動作できなければならない。

通常は、レーザの経路長を維持するために用い
られる圧電アクチユエータは、経路長をレーザの
波長の整数倍に制御するために構成される。圧電
アクチユエータは可撓性反射鏡を５つの自由スペ
クトル範囲で変えること、たとえば、リング・レ
ーザ・ジヤイロスコープを１つの共振振動数から
それより５番目の高い共振振動数または低い共振
振動数へ変えること、ができる能力を少くとも有
することが通常必要である。このことは、可視赤
色ヘリウム−ネオン・レーザ波長での動作のため
には、反射鏡が少くとも 動くことができなければならないことを意味す
る。

オウエンス、イリノイズ社（Owens Illinois
Corporation）のシヨツト・ゼロデユールおよび
サービツト101（Schott Zerodur and Cervit101）
のような熱膨張率が極めて低い材料が用いられた
としても、温度が−55℃〜＋70℃の範囲で温度が
変化するとリング・レーザ・ジヤイロスコープの
経路長はかなり長さが変化する。たとえば、膨張
率がα＝−８×10^-8／℃のシヨツト・ゼロデユー
ルを用いた場合には、経路長が0.32ｍの典型的な
リング・レーザ・ジヤイロスコープの経路長は、
上記温度範囲で温度が変化した場合には−3.2×
10.⁶ｍだけ変化する。すなわち、経路長がそれだ
け短くなる。この経路長の変化はヘリウム−ネオ
ン・レーザにより発生される赤色ビームの５波長
（5λ）に相当する。従来の経路長制御器を用いた
リング・レーザがたとえば−55℃の時にターンオ
ンされると、アクチユエータへ与えられる初めの
電圧入力はおそらく0V程度となる。更に、通常
の状況において、そうであるように、−55℃にお
いて全経路長を自由スペクトル範囲の半分だけを
長くすることにより閉ループ系がロツクオンする
という最悪のケースを仮定すると、サーボはその
全範囲のこの部分まで使用したことがわかるあろ
う。このために、全範囲を自由スペクトル範囲の
半分だけ増大させることがもちろん必要となる。

尚、ここで上記の「ロツク・オン」という用語
について説明する。リング・レーザ・ジヤイロス
コープの経路長を一定に保つためのサーボ装置
は、光空胴の中で整数個の波が振動するようにジ
ヤイロスコープを同調させる。この状態で、レー
ザー光の強度は最大となる。圧電的に作動せしめ
られる鏡を僅かずつ前後に振動させると、経路長
はレーザー光の強度が最大となる点を中心として
変化する。誤差信号は、リング・レーザ・ジヤイ
ロスコープから光の強度を同期的に検出すること
により、得られる。リング・レーザ・ジヤイロス
コープの経路長が、何らかの（外的の）望ましく
ない要因、例えば温度の変化によつて乱されたと
き、上記誤差信号の符号は、サーボ装置を適正な
位置に戻すようなものとなる。このようにサーボ
装置が外乱に対して正しく応動するとき、サーボ
装置の動作状態はロツク・オン状態にあるとい
う。

さて、上記のような理由で、先行技術の圧電ア
クチユエータの必要な範囲は この(2)式と(1)式を比較すると自由スペクトル範
囲の半分だけ増大したことがわかる。最近の圧電
材料は全電圧印加時に次式に従つて厚さを変える
ことができる。

ΔL／Ｌ＝200×10^-6 (3) したがつて、(2)式と(3)式を組合わせると、圧電
円板スタツクの求められている全厚さＬは Ｌ＝2.0×10^-6／200×10^-6＝0.01メートル (4) である。後で説明するように、「複動（double
acting）型」と考えることができ、したがつて(4)
式で得た長さを正常値の半分（すなわち0.005メ
ートル）まで短くできる特別に設計された圧電円
板があるが、いずれの場合でも、従来の全ての圧
電アクチユエータは、それに与えられる最初の電
圧が0Vの時は、利用できる全ストロークの半分
だけを用いるだけで、アクチユエータの閉ループ
系は前記のようにロツクオンする。その理由は、
後で説明するように、圧電アクチユエータ・スタ
ツクのただ１つの極性だけが用いられているから
である。圧電アクチユエータ・スタツクのただ１
つの極性、したがつて利用できるストロークの半
分だけを用いることにより、温度変化に起因する
そのような変化をどのようにして補償するかとい
う重大な問題が生ずる。このことは、温度範囲を
狭くするか、リング・レーザ・ジヤイロスコープ
で現在用いられている熱膨張率が非常に低い材料
よりももつと低い熱膨張率を有する材料を用いな
ければならないことを意味する。あるいは、反射
鏡の極めて薄い可撓性の環状領域すなわち薄膜を
使用すること、およびおそらくはバイモルフ
（bimorph）圧電アクチユエータを使用すること
を必要とするほど、圧電アクチユエータのストロ
ークを大きくせねばならない。バイモルフ・アク
チユエータはバイメタルと同様に動作するが、バ
イメタルとは異なつて半径方向に伸びる圧電材料
で作られることは当業者にはわかるであろう。バ
イモルフ・アクチユエータは１枚の伸びる円板と
１枚の縮む円板とで作られるのが普通である。し
かしそのような構造はスチフネスが極めて低く、
それをリング・レーザ・ジヤイロスコープに用い
た場合には、反射鏡の薄膜すなわち薄い環状リン
グの厚さは0.4mm以上であつてはならない。その
ように薄いとアクチユエータのコストが極めて高
くなつたり、かつ機械的に破損するおそれも大幅
に増大することもわかるであろう。したがつて、
圧電アクチユエータの構造をこのようにすること
も満足できるものではない。たとえば、ストロー
クの大きい（Ｌ＝0.01ｍ）圧電アクチユエータを
用いたとすると、ユニツトを納めるためのより大
きなパツケージが必要となる程度まで、リング・
レーザ・ジヤイロスコープの全体の寸法を大きく
しなければならないことは確実である。更に、圧
電円板は高価であり、しかも長さを増大するとよ
り多くの円板を必要とするから、全体の価格も増
大することになる。一方、バイモルフ・アクチユ
エータに極めて薄い可撓性反射鏡を用いること
は、必要な研磨作業が極めて困難であるなどの事
情で反射鏡の環状領域の製作コストが高く、しか
も気圧に敏感となるから、受け容れることはでき
ない。また、そのような組合わせ構造は機械的に
弱く、震動の影響を受けやすく、希望の直線運動
を与えると同時に望ましくない回転運動を生じが
ちである。この同時回転のために、リング・レー
ザの内部のレーザ・ビームの、反射鏡およびアパ
ーチヤに対する位置がずれて、各ビームの前方散
乱を変化させることになる。そのためにリング・
レーザの出力が回転を示す。しかし、用いられる
圧電アクチユエータや圧電円板の種類の如何を問
わず、現在の経路長制御器の全ては、圧電スタツ
クのただ１つの極性が用いられるから、圧電スタ
ツクの利用可能な全ストロークの約半分を用いて
いるに過ぎない。

したがつて、本発明の目的は現在の方法の欠点
を解消し、熱膨張・収縮を補償するために圧電ア
クチユエータから利用できる全直線運動を用いる
装置および方法を提供することである。

本発明の別の目的は、簡単で安価な圧電アクチ
ユエータを提供することである。

本発明の更に別の目的は、圧電アクチユエータ
が必要とする圧電素子の数をできるだけ少くする
ことである。

これらの目的を達成するために、本発明は、構
造体の熱膨張・収縮により変化するパラメータを
正確に制御するために、圧電アクチユエータのス
トローク位置をプリセツトすることによつて、そ
のアクチユエータのほぼ全ストロークを利用でき
るようにした回路を提供するものである。本発明
の回路は特に、リング・レーザ・ジヤイロスコー
プのレーザ・ビームの経路長を、始動時温度の関
数として、正確に維持するために用いられる。こ
の回路は、前記構造体の温度を測定して、その温
度を表す出力を生ずる温度検出器を有する。その
出力は回路網へ与えられる。この回路網は、受け
た信号と、その構造体を構成している材料の熱膨
張・収縮率特性の数学モデルとに従つて変化する
制御信号を生ずる。この制御信号は、その制御信
号の値に従つて圧電アクチユエータを位置決めさ
せるために必要な駆動電圧を発生する駆動器へ与
えられる。アクチユエータが希望の位置にプリセ
ツトされると、スイツチング装置が制御回路をプ
リセツト回路から正常に動作する閉ループ・サー
ボ回路へ切り換える。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

まず第１図を参照する。この図には米国特許第
3581227号に開示されており、かつ本発明に使用
するのに適当な種類の従来の経路長制御器が示さ
れている。第２図には第１図に示されている経路
長制御器で用いられる典型的なアクチユエータが
示されている。このアクチユエータでは、圧電円
板のスタツクを納めるケーシングはカバーを有す
る反射鏡構造体の延長部を構成する。第１，２図
に示されているように、リング・レーザのケーシ
ング１０は前記したシヨツト・ゼロデユール、サ
ービツト101などのような材料で通常作られる。
ケース１０はレーザ・ビーム１４を通す通路１２
を含む。レーザ・ビーム１４が閉じた経路に沿つ
て進むように、レーザ・ビームを反射させる反射
鏡１６，１８，２０が設けられている。曲面反射
鏡１６と平面反射鏡１８とは相対位置がずれるこ
とを避けるためにそれらの反射鏡１６，１８は固
定されている。一方、反射鏡２０には可撓性の環
状領域２１が形成されていて、反射鏡２０をたわ
ませてレーザ・ビームの全経路長を変えることが
できるようになつている。この経路長を制御する
ために、圧電アクチユエータ２２が一般に用いら
れている。図示のように、アクチユエータ２２
は、ケーシング１０の材料の熱膨張率にできるだ
け一致させるために、インバール（Invar）のよ
うな材料で作られたハウジング２３を含む。ハウ
ジング２３の中には、第３図に断面斜視図で示さ
れているような複数の圧電円板２４が配置されて
いる。当業者には周知のように、圧電円板はそれ
に印加された電圧に応じて厚さを変える。したが
つて、前記したように、印加された全電圧で(3)式
に従つて圧電円板の厚さをΔL／Ｌ＝200×10^-6の
割合で変えることができる材料を用いて、(2)式で
計算した希望のストローク2.0×10^-6ｍを得るた
めには、圧電スタツクの長さは(4)式を用いて算出
すれば約0.01ｍ（約0.4インチ）となる。±200Vを
こえない電圧で動作するトランジスタ増幅器を用
いることができるようにするために、それぞれの
厚さが0.5mm程度である複数の円板に分割される。
各円板対の間に配置される薄い金属スペーサ２６
を用いて、圧電円板２４の各面へ電圧が印加され
る。圧電円板は、同じ極性の電圧が印加される面
が背中あわせになるように（すなわち、１枚の円
板の正側が隣りの円板の正側にスペーサ２６を間
にはさんで向い合うように）配置されていて、励
振電圧が印加された時に全ての円板が膨張または
収縮するようになつている。共通の正リード２８
と負リード３０がハウジング２３からフイードス
ルー３２を介して引き出される。ここで説明して
いる実施例では、円板２４とスペーサ２６はナツ
ト３４およびボルト３６により互いに固定されて
いる。ボルト３６の頭は適当な接着剤によつて反
射鏡２０にとりつけられる。

リング・レーザ・ジヤイロスコープのセンサ３
８出力は、増幅器４０および帰還抵抗４１の組合
わせにより増幅されてから、復調器４２へ与えら
れる。復調器４２は、たとえば2kHzというよう
な選択された周波数で動作する信号発生器４４か
ら基準信号を受ける。復調器４２の出力は増幅器
４６とコンデンサ４８との組合わせによつて積分
されてから、高電圧増幅器５０により更に増幅さ
れる。この高電圧増幅器５０の出力は前記圧電円
板２４の駆動に用いられる。信号発生器４４の出
力は、増幅器５０の別の入力としても用いられ、
増幅器５０から圧電アクチユエータ２２に供給さ
れる信号に2kHz周波数を重畳する。圧電アクチ
ユエータ２２へ与えられる増幅器５０の出力に信
号発生器４４の出力を重畳することにより、動作
中は反射鏡２０は僅かに振動する。この振動は出
力センサ３８により検出されてから復調器４２に
よつて復調される。

1978年１月９日付で出願され本願出願人に譲渡
された米国特許出願第868067号には、ハウジング
２３を使用することを必要とせず、かつ複動圧電
円板を用いているために、必要な圧電円板の数が
少い、反射鏡２０にとりつけるための新規な圧電
スタツクが開示されている。

このような圧電スタツク・アクチユエータは、
素子の数が少く、軽く、かつ部品の数が少い点
で、上記の圧電スタツク・アクチユエータより優
れているが、リング・レーザ・ジヤイロスコープ
の反射鏡と、レーザ空胴の残りの部分との動作は
同じであり、したがつて圧電スタツクのストロー
クの半分しか利用できない。

第１図と第４図を比較すると、第４図に示され
ている本発明の一実施例の経路制御回路は第１図
に示されている先行技術の経路制御回路と、下記
の点を除くほか同一であることがわかる。即ち、
本発明では、積分増幅器４６の入力端子と出力端
子の間に接続されている積分コンデンサ４８が、
先行技術におけるのと同様に、積分増幅器の出力
により充電できるとともに、装置の動作に先立つ
てプリセツト回路５２により選択的に予備充電で
きるようになつている。従来の経路制御回路で
は、装置が最初にターンオンされた時にはコンデ
ンサ４８は充電されていない。したがつて、積分
増幅器４６の出力も零である。装置がターンオン
されてレーザが動作を開始すると誤差電圧が発生
される。この誤差電圧は高電圧増幅器５０を駆動
して、リング・レーザの最も近い共振振動数にロ
ツクオンする。しかし、本発明によれば、第４図
に示すように、動作を開始した時の温度（周囲温
度）とリング・レーザ装置の動作範囲の中心温度
との差に比例する出力電圧を出力する温度計５４
が本発明の回路には含まれている。温度計５４の
出力は関数回路網５６に与えられる。関数回路網
５６はリング・レーザ・ジヤイロスコープを構成
している材料の熱による膨張・収縮の特性の数学
モデルを内蔵している。関数回路網５６は固定記
憶装置（ROM）とほぼ同様に動作し、前記数学
モデルを永久に蓄えており、直線抵抗回路網で構
成できる。したがつて、温度計５４からの入力に
応じて関数回路網５６は、周囲温度と＋７℃の中
心温度との差に応じて変化するレベルまで、コン
デンサ４８に充電するために用いられる適切な電
圧を発生する。たとえば、レーザが熱膨張率λ＝
−８×10^-8／℃のゼロデユール（Zerodur）で作
られ、ジヤイロスコープの動作開始温度がその動
作温度範囲の下限である−55℃と仮定すると、関
数回路網５６は＋10Vの出力を発生する。この出
力は積分増幅器４６で積分され高電圧増幅器５０
で増幅されることにより、約−200Vの信号とな
る。これにより圧電スタツクは１つの向きに完全
に駆動されて、圧電スタツクの全範囲すなわち−
200Vから＋200までを−55℃の始動温度から＋70
℃の動作温度までの温度変化として使用できる。
このようにして、温度変化に起因するレーザ・ビ
ームの経路長の変化を補償するために必要な修正
は、リング・レーザ・ジヤイロスコープがその最
高動作温度である＋70℃まで加熱されるにつれて
行なわれる。したがつて、圧電アクチユエータが
＋70℃に近い温度でほぼフルの＋200Vを必要と
し、−55℃に近い温度でフルの−200Vを必要とす
るとするように経路長制御回路が構成されている
ものとすると、アクチユエータのストロークは完
全に使用されることとなる。別の例として、始動
温度が動作温度範囲の中心温度（約＋７℃）であ
つたと仮定すると、関数回路網５６の出力はほぼ
0Vである。この場合には高電圧増幅器５０の出
力も0Vで、圧電スタツクへは駆動電圧は加えら
れず、反射鏡２０が位置をずらされない状態でレ
ーザ空胴がそのレーザ作用を開始する。

本発明においては、関数発生器５６の出力がコ
ンデンサ４８を予め充電して、高電圧増幅器５０
の出力と、圧電円板２４のスタツクのストローク
位置とをプリセツトする。しかし、レーザ作用が
開始されてコンデンサ４８が関数回路網５６の出
力により予め充電された後は、スタート・シーケ
ンサ５８が、コンデンサ４８の入力を、関数回路
網５６の出力から積分増幅器４６の出力へ切り換
える。この切り換えはここではスイツチ６０で行
なうものとする。したがつて、このジヤイロスコ
ープが始動して、コンデンサ４８の入力が、積分
増幅器５０の出力端子へ切り換えられると、この
経路長制御器は第１図を参照して説明した先行技
術と同様に動作する。

以上の説明から、本発明を用いることにより、
圧電アクチユエータの必要なストロークを確保す
るために必要な高価な圧電円板の数が、従来必要
とされていた数の半分となることがわかるであろ
う。さらに、米国特許出願第868067号に開示され
ている複動圧電円板を用いた圧電スタツクに本発
明を適用すれば、従来用いられていた数のわずか
に４分の１の円板で足りることになる。

本発明の経路長制御器をこの明細書ではリン
グ・レーザ・ジヤイロスコープに応用した例につ
いて説明したが、前記したような温度補償を必要
とする他の用途にも本発明を応用できることがわ
かるであろう。また、圧電スタツクの全ストロー
クを最大限に利用してリング・レーザ・ジヤイロ
スコープの経路長を維持および制御することに関
して本発明を説明したが、これは本発明の技術範
囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はリング・レーザ・ジヤイロスコープに
用いられる従来の経路長制御器の一部をブロツク
図で示す概略図、第２図は第１図に示す従来の経
路長制御器で使用される圧電アクチユエータで制
御される可撓性反射鏡の詳細な略図、第３図は第
２図の圧電アクチユエータ・スタツクで使用され
る典型的な従来の圧電円板の横断面斜視図、第４
図は本発明の経路長制御器の一部をブロツク図で
示す概略図である。 １６，１８，２０……反射鏡、２１……可撓性
環状領域、２２……圧電アクチユエータ、２４…
…圧電円板、３８……出力センサ、４２……復調
器、４４……信号発生器、４６……積分増幅器、
５２……プリセツト回路、５４……温度計、５６
……関数回路網。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閉ループ・サーボにより制御される装置の始
   動時温度の関数として、該被制御装置に用いられ
   る圧電アクチユエータ・スタツクのストローク位
   置を、閉ループ・サーボの動作開始に先立つて、
   プリセツトすることにより前記アクチユエータ・
   スタツクのほぼ全ストロークを利用できるように
   するための圧電アクチユエータ・スタツク制御装
   置であつて、前記被制御装置の温度を検出してそ
   の温度を表す出力信号を発生する温度検出器と、
   前記被制御装置の構成材料の熱による膨張・収縮
   の特性の数学モデルを内蔵し、前記出力信号を受
   けて、前記数学モデルおよび前記出力信号に従つ
   て変化する制御信号を発生する関数回路網と、前
   記制御信号を被制御装置の入力として、選択的に
   与え、または与えないようにするための要素とを
   備えたことを特徴とする圧電アクチユエータ・ス
   タツク制御装置。 ２ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、前記関数回路網に含まれる前記数学モデルは
   外部ソースにより与えられることを特徴とする圧
   電アクチユエータ・スタツク制御装置。 ３ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、前記関数回路網に含まれている前記数学モデ
   ルは前記関数回路網に永久的に蓄えられているこ
   とを特徴とする圧電アクチユエータ・スタツク制
   御装置。 ４ 特許請求の範囲の第３項に記載の装置におい
   て、前記関数回路網は固定記憶装置（ROM）を
   含むことを特徴とする圧電アクチユエータ・スタ
   ツク制御装置。 ５ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、前記出力信号は前記被制御装置の温度と基準
   温度との差を表すことを特徴とする圧電アクチユ
   エータ・スタツク制御装置。 ６ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、前記被制御装置は、前記圧電アクチユエータ
   の位置を制御する駆動要素を含み、前記駆動要素
   は、前記制御信号が前記被制御装置に与えられた
   時に、前記制御信号に応答して前記アクチユエー
   タを位置決めすることを特徴とする圧電アクチユ
   エータ・スタツク制御装置。 ７ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、前記被制御装置は積分増幅器を含み、前記制
   御信号は前記積分増幅器の入力出力端子間のコン
   デンサを予め充電させるために用いられることを
   特徴とする圧電アクチユエータ・スタツク制御装
   置。 ８ 閉ループ・サーボにより制御されるリング・
   レーザ・ジヤイロスコープのレーザ・ビームの経
   路長を維持するために、前記リング・レーザ・ジ
   ヤイロスコープで用いられる圧電アクチユエー
   タ・スタツクのストローク位置を、閉ループ・サ
   ーボの動作に先立つて、前記リング・レーザ・ジ
   ヤイロスコープの始動温度の関数としてプリセツ
   トすることにより、前記圧電アクチユエータ・ス
   タツクのほぼ全ストロークを利用できるようにす
   るための圧電アクチユエータ・スタツク制御装置
   であつて、前記リング・レーザ・ジヤイロスコー
   プの温度を検出してその温度を表す出力信号を発
   生する温度検出器と、前記リング・レーザ・ジヤ
   イロスコープの構成材料の熱膨張・収縮の特性の
   数学的モデルを有し、前記出力信号を受けて、そ
   の出力信号と前記数学モデルとに従つて変化する
   制御信号を発生する関数回路網と、前記リング・
   レーザ・ジヤイロスコープの入力として前記制御
   信号を選択的に与え、または与えないようにする
   ための要素とを備えたことを特徴とする圧電アク
   チユエータ・スタツク制御装置。 ９ 特許請求の範囲の第８項に記載の装置におい
   て、前記関数回路網に含まれている前記数学モデ
   ルは外部ソースにより与えられていることを特徴
   とする圧電アクチユエータ・スタツク制御装置。 １０ 特許請求の範囲の第８項に記載の装置にお
   いて、前記関数回路網に含まれる前記数学モデル
   はその関数回路網に永久的に蓄えられていること
   を特徴とする圧電アクチユエータ・スタツク制御
   装置。 １１ 特許請求の範囲の第１０項に記載の装置に
   おいて、前記関数回路網は固定記憶装置
   （ROM）を含むことを特徴とする圧電アクチユ
   エータ・スタツク制御装置。 １２ 特許請求の範囲の第８項に記載の装置にお
   いて、前記出力信号は基準温度と前記リング・レ
   ーザ・ジヤイロスコープの温度との差を表すこと
   を特徴とする圧電アクチユエータ・スタツク制御
   装置。 １３ 特許請求の範囲の第８項に記載の装置にお
   いて、前記閉ループ・サーボ装置は前記圧電アク
   チユエータの位置を制御する駆動要素を含み、こ
   の駆動要素は、前記制御信号がリング・レーザに
   与えられた時に、その制御信号に応答して前記ア
   クチユエータを位置決めすることを特徴とする圧
   電アクチユエータ・スタツク制御装置。 １４ 特許請求の範囲の第８項に記載の装置にお
   いて、前記リング・レーザ・ジヤイロスコープは
   積分増幅器を含み、前記制御信号はその積分増幅
   器の入力出力端子間のコンデンサを予め充電する
   ために用いられることを特徴とする圧電アクチユ
   エータ・スタツク装置。 １５ リング・レーザ・ジヤイロスコープのレー
   ザ・ビームの経路長の変化を検出して、それらの
   変化を表す第１の信号を発生するための要素と、
   積分増幅器を含み、前記第１の信号を双極性高電
   圧駆動増幅器の入力として適当な第２の信号に変
   換するための要素と、前記第２の入力に応答し、
   双極性出力を有する高電圧駆動増幅器と、この高
   電圧駆動増幅器の前記双極性出力に応答して前記
   リング・レーザ・ジヤイロスコープの経路中に設
   けられている反射鏡の位置を変え、前記レーザ・
   ビームの経路長を一定の値に維持する圧電アクチ
   ユエータとを備え、前記レーザ・ビームの経路長
   の維持に使用される閉ループ・サーボ装置におい
   て、前記リング・レーザ・ジヤイロスコープの温
   度を検出してその温度を表す出力信号を発生する
   ための温度検出器と、リング・レーザ・ジヤイロ
   スコープを構成している材料の熱膨張・収縮の特
   性の数学モデルを有し、前記出力信号を受けてそ
   の出力信号と前記数学モデルとに従つて変化する
   制御信号を発生する関数回路網と、前記閉ルー
   プ・サーボにより制御されるリング・レーザ・ジ
   ヤイロスコープの入力端子に前記制御信号を選択
   的に与え、または与えないようにするための要素
   とを備え、前記制御信号は前記積分増幅器の入力
   出力端子間のコンデンサを予め充電するために用
   いられることを特徴とする閉ループ・サーボ装
   置。