JPH057876B2

JPH057876B2 -

Info

Publication number: JPH057876B2
Application number: JP1112800A
Authority: JP
Inventors: Eru Rimu Waa; Eichi Zeeman Furanshisu
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1989-05-01
Publication date: 1993-01-29
Also published as: EP0103683A3; JPS5910291A; CA1194969A; JPH02393A; JPH056358B2; US4824252A; EP0103683A2

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はリング形レーザジヤイロ装置、特に改
良されたロツクイン速度の低減システムに関す
る。

〔従来技術〕

リングレーザジヤイロとも呼ばれる簡単なレー
ザ角速度センサーに於いては、単色光線の形の２
つの電磁波が発生させられて、検知対象の回転速
度の回転軸を定める光学的閉ループ路に沿つて相
互に対向する方向へ伝播される。この光学的閉ル
ープ路は複数の直線セグメントで形成され、それ
に沿つて光線が相互に対向する方向へ進行する。
その閉ループ路は事実上、鏡のような複数の反射
面によつて特定される。その閉ループ路に沿つ
て、反射面の所での後方散乱等により電磁波間に
エネルギー結合が生じ、媒体中で消失する。その
電磁波間のエネルギー結合はロツクインとして知
られている現象を引き起す。このロツクイン現象
は、２つの電磁波の周波数が共通の周波数に引込
まれる状態をいう。「ロツクイン速度」は、それ
以下の回転速度では回転を測定するための周波数
の差が認められないようなセンサーの回転速度の
ことをいう。

この種のセンサーは、ロツクイン速度以下の回
転速度を測定できるようにする目的で周波数の偏
倚（バイアス）装置を備える。その周波数の偏倚
は、米国特許3373650号及び3467472号に示すよう
に、周波数の差に周期的な符号変化を生じさせる
ような、種々の方法によつて行われる。その周波
数の偏倚は、相互対向伝播波の周波数に充分な周
波分離を与えることにより行われる。その周波数
の偏倚と導入はセンサーを前後へ回転振動させる
ことによつて、或いはセンサーを一定の高い速度
で回転させ、例えばフアラデーセルのような波の
光路で周波分離装置を振動させることによつて、
或いは光路中の手段によつて一定の周波分離を与
えることにより行われる。

米国特許第4152071号は、ロツクイン速度を低
減させる制御装置を示している。レーザ角速度セ
ンサーの閉ループ路を形成する一対の鏡が、単一
のフイードバツタ制御システムにより、プツシ
ユ・プルされる如く並進的ち移動させられ、それ
によつて空胴内のレーザ通路、即ち閉ループ路の
位置を変え、かくしてセンサーのロツクイン速度
を最小値に制御するようにする。センサーのロツ
クイン速度が最小の時には、デイザーされたジヤ
イロにおいてランダムリフトと呼ばれるロツクイ
ン誤差の蓄積は最低に保持される。更に最低のロ
ツクイン速度は最適なセンサーに相当する。

従来の或る方法では、例えば石英のような、機
械的、熱的に安定したブロツク材料が、角速度セ
ンサーのレーザ媒体を包含する光学的閉ループ路
の空胴構造体を形成するために使用される。その
ような装置に於て、センサーの偏倚の安定性は次
の方法で得られる。即ち、(i)空洞に対して光学的
閉ループ路を整列させ、(ii)光線の強度を一定とす
るように通路長を事実上一定に保持することであ
る。偏倚安定性のための制御は一般に、波の強度
を最大にする制御装置を備えることにより達成さ
れる。

米国特許第411387号は、光学的通路長と制御と
ジヤイロのレーザ光学装置の整列とを別々に行な
うレーザ光学装置の調整装置を示す。米国特許第
4113387号ではデユアルモードの分解型バイモル
フ装置により鏡をジヤイロのレーザ光学装置の光
路に介在させる。その鏡は、通路長制御のため並
進運動させられ、整列制御のために回転運動させ
られる。米国特許第4113387号に示すデユアルモ
ードの装置及びセンサー、偏倚の安定性を保持す
るシステムを提供するが、センサーのロツクイン
速度に直接関係するランダムドリフトに対しては
直接的な改善とはならない。これは、米国特許第
4113387号の制御システムが１方の電磁波の平均
強度のみに応答するだけだからである。

〔発明の概要〕

この本発明は、レーザ角度速度センサーのロツ
クイン速度値を実質的に減らし、同時にランダム
ドリフトによるジヤイロ出力誤差を改善するよう
にレーザ角速度センサーを作動させる改良した装
置を提供する。本発明の装置の一例は、センサー
の光学的閉ループ路の一部を形成する反斜面とな
る少くとも１つの傾斜自在に鏡を有する。ロツク
イン速度の制御は、センサーの相互対向方向伝播
波の１方又は双方の作用から生じるセンサーのロ
ツクイン速度を示す、ロツクイン速度の判別子信
号に応答して少くとも１つの傾斜自在な鏡の角度
を制御することにより行われる。

本発明のもう１つの装置に於ては、ロツクイン
速度判別子信号は２つのフイードバツク制御シス
テムにおいて使用され、電磁波間のエネルギー結
合を、センサーのロツクイン速度が事実上最低と
なる状態に変えるように光学的閉ループ路の自由
度２の制御を行なうようにする。電磁波間のエネ
ルギー結合を変化させるために、複数のレーザ通
路の制御信号に関連して複数の基準信号を使つた
いくつかのフイードバツク制御システムが示され
ている。選択されたロツクイン速度判別子信号
は、同期検出と閉ループ制御のため基準信号に関
係した信号成分を含む。

本発明は、自由度２の傾斜と自由度１の並進と
が可能なトライ・モード型トランスジユーサを含
む。そのような働きのトライ・モード型トランス
ジユーサは、レーザ通路の整列と、レーザ通路長
の調整とロツクインの制御を調整する機構を得る
ために、レーザ角速度センサーに用いることがで
きる。

閉ループ路に沿つて進行する相互対向伝播波相
互間に周波数の差によりその閉ループ路の回転が
示されるような種類のレーザ角速度センサーにお
けるロツクイン現象はよく知られている。このロ
ツクイン現象により、ある速度以下に回転が低下
すると、上記の２つの波が同一の周波数にロツク
インされ（引込まれ）、周波数差から見る限り回
転してないかのような状態を呈する。上記の「あ
る程度」はロツクイン速度といわれる。ロツクイ
ン現象は、波相互間のエネルギーの結合により各
波の周波数が同じ周波数にロツクインされるため
に生じる。電磁波間のエネルギー結合の有力な源
は、伝播波の閉ループ路を形成する反射面での後
方散乱であると考えられている。しかしながら、
エネルギー結合のその他の源として、前方散、複
屈乱折孔効果やレーザ媒体等がある。

特許第4152071号はロツクイン速度を最少にす
る基本的方法を示している。すなわち、第１にロ
ツクイン速度を示す半別子信号を発生させ、次
に、そのロツクイン速度判別子信号に応答して、
レーザ通路を前記判別子信号が最小ロツクイン速
度を示すような状態へ変更させることである。

特許第4152071号に於て、単一の制御信号に組
合せた単一の基準信号は、閉ループ路すなわちレ
ーザ通路を形成する反射面と１つの位置を変える
ようにトランスジユーサーを駆動する。その基準
信号はレーザ通路の位置をデイザーさせるために
使用された。そのレーザ通路のデイザーは同期デ
モジユレーターにより検出された。その同期デモ
ジユレーターは、一方の波の強度変化に対応す
る、基準周波数の成分を有するロツクイン速度判
別子信号を復調する。そのデモジユレーターの出
力は単一のフイードバツク制御信号を与え、被制
御反射面の平均位置を制御し、最少のロツクイン
速度となるデイザーの中心位置となるようにす
る。

特許第4152071号は、レーザ通路を形成する鏡
の少なくとも１個を移動させることによつて、セ
ンサーのロツクイン速度を変化させ、制御できる
ことを示している。更に又、１個又は２個の鏡を
移動させることにより、レーザ通路を変更させる
ことができセンサーのロツクイン速度の値が有限
の最低と最高値をもつて周期をなすことをも示し
ている。本出願では、それらの反復する有限の最
高最低値が、後述するようにレーザ通路システム
の境界点、即ち装置の初期状態から生じ、これら
の初期状態は変化可能であると推定している。

米国特許出願第353711号では特許第4152071号
と本発明に示す装置に使用できるロツクイン速
度、又はランダムドリフトを示す判別子信号を発
生させる、独特で、新規な判別子装置が示されて
いる。その出願に於て判別子信号は、そのセンサ
ーのロツクイン速度を示す信号を得る手段とし
て、センサーの相互対向伝播波の各波の強度の強
度変化から誘導される。勿論、その他のロツクイ
ン速度判別子信号も可能であつて、本発明の範囲
は特定の判別子信号に制限されるものではない。

固定光学通路を有するレーザ角速度センサーそ
れぞれには、波即ちビーム間のエネルギー結合状
態が存在する。そのエネルギーの結合状態は、主
に、反射面での後方散乱から生じる。センサーに
生じる波間のエネルギー結合は、センサーにおけ
る全ての散乱後のペクトル和である「フエーザー
和（phasor sum）」によつて表わすことができ
る。固定のレーザ通路におけるフエーザー和は、
初期の散乱波の全てが初期位相と初期振幅とを有
するようなセンサーの「初期状態」を表わすと考
えられる。

特許第4152071号に示すように、波の一方の強
度変化を表わす信号はロツクイン速度とを対応す
るフエーザー和とを表わす判別子信号として使用
される。この判別子信号はその選ばれた判別子信
号を基礎とする最小ロツクイン速度を生じさせる
ためにレーザビームの光学通路を調整するレーザ
通路制御システムで使用される。

特許第4152071号の光学通路、即ちレーザ通路
制御システムは、最小ロツクイン速度を得るよう
にレーザ角速度センサーの光学通路を形成する鏡
のうち１個の鏡の平均位置を変動させて制御する
単一のフイードバツク制御システムから成る。そ
の鏡の平均位置をデイザーさせ、制御すること
は、平均光学通路をデイザーし、制御し、フエー
ザー和をひいてはロツクイン速度判別子信号をほ
ぼ平均値の前後でデイザーさせることである。か
くして、判別子信号と鏡はフイードバツク制御シ
ステム一部を形成する。

前述の、特許第4152071号に示す装置は、鏡の
１つを制御する単一のフイードバツク制御システ
ムを使つて光学通路の変更により散乱波の位相関
係を変えることによつて固定センサーの「初期状
態」を変化させることになる。その結果、フエー
ザー和とそれに対応するロツクイン速度判別子信
号は位相と振幅が変化する。しかしながら、前述
の単一のフイードバツク制御システムは、前述の
ように有限の周期的最低値を減少させることがで
きず、これは散乱波の位相と振幅を決定するセン
サーの初期パラメーター次第で決まる。従つて、
前述の制御システムは、センサーロツクイン速度
を最小にフエーザー和調整システムと呼ぶことが
できる。

本発明に於て、初期状態調整機構は、単一のフ
イードバツク制御システムにより初期散乱波の初
期位相及び初期振幅を変えるために使用され、特
許第4152071号に図示かつ説明されている鏡の並
進変化の代りに使用することができる。

本発明の１つの実施例においては、この機構は
フエーザー和の初期状態を変えるように、レーザ
通路を形成する鏡の１つを傾斜させる。その鏡傾
斜機構は、本発明の実施例においては、１個の鏡
の傾斜の自由度１の制御によりセンサーのロツク
イン速度を最小にする単一フイードバツク制御シ
ステムの一部となるように示されている。

本発明はもう１つの実施例において、最低のロ
ツクイン速度を得るようにリングレーザ角速度セ
ンサーのレーザ通路を独立して変化させるため
に、２つの独立したフイードバツク制御にシステ
ムが使用される。レーザ通路を形成する１個又は
数個の鏡レーザ通路の自由度２の制御を行うため
に２個の独立したフイードバツク制御システムに
よりデイザーされ、かつ位置づけられる。

フイードバツク制御システムの各々はロツクイ
ン速度を示す同じロツクイン速度判別子信号に応
答する。

前述の「初期状態の調整」と「フエーザー和の
調整」はレーザ通路の自由度２の制御のことを言
い、本発明の説明を簡素化するために有用であ
る。

しかしながら、本発明のいくつかの実施例に於
て、初期状態の調整及びフエーザー和の調整のた
めの機構は同様のものである。他の実施例におい
て初期状態の調整は独特であつて、フエーザー和
の調整によつて達成される制限の変化のことをい
う。

〔実施例〕

第１ａ，１ｄ図は、レーザ角速度センサーに於
て、相互対向伝播波IW1とIW2の通るレーザ通路
を反対面の１つを傾斜させることによつて変化さ
せ得ることを示す。

第１ａ図に於て、実線で示す光学的閉レープ路
１５は、反射面、即ち鏡１１，１２，１３の位置
により定まる。

第１ａ図に於て、鏡１３は角度φだけ傾斜させ
ると符号１３′で示す新しい位置をとり、この位
置１３′は、図面に点線で示す新しいレーザ通路
１５′を設定する。鏡１３が前後へ角度φだけ傾
斜すると、符号１５と１５′で示すこれらの三角
形通路間で光学的レーザ通路が変化する。更に鏡
１３が前後へ傾斜すると、通路１５，１５′それ
ぞれに対応する電磁波の入射点間の軌跡にそつて
反射面１１，１２，１３の各々への波IW1とIW2
の入射角が変化する。従つて、通路１５と１５′
間には、図示していないが平均通路位置が存在す
る。

この平均通路は、波相互間にエネルギーの初期
結合状態を有する初期状態の通路であると考える
ことができる。

この初期状態の通路は、少くとも一部は鏡１
１，１２の位置次第で決まる。フエーザー和
（phas or sum）と、従つて通路１５，１５′間の
通路の軌跡に対応するエネルギー結合を表わす、
フエーザー和に対応の判別子信号は、鏡１３がそ
の平均位置の近くで前後への傾斜する時、振幅と
位相とが変化する。ロツクイン速度が最低となる
ような、電磁波間のエネルギー結合を生じるよう
に、光学的閉ループ路の平均位置を制御するた
め、反斜面１３の平均位置を制御することは、フ
イードバツク制御システムにより可能である。

以上の説明は、本発明及び米国特許第4152071
号の発明の基本的原理である。

第１ｂ図に於て、実線で示す光学的閉ループ路
１５も、反斜面１１，１２，１３の位置により定
められる。第１ｂ図に於て、鏡１２は角度θだけ
回転して、符号１２′で示す新しい位置をとり、
これにより、図に点線で示す新しい光学的レーザ
通路１５″を設定する。鏡１２を角度θだけ前後
へ傾斜させると、符号１５と１５″でそれぞれ示
す三角形通路間で光学的レーザ通路が連続的に変
化する。更に、鏡１２を前後へ傾斜させると、鏡
１１，１２，１３の各々に対する波IW1とIW2の
入射角が、通路１５と１５″にそれぞれ対応する
入射点間の軌跡に沿つて変化する。かくして通路
１５と１５″との間には、第１ａ図の平均通路と
は異なる平均通路位置が存在する。（図示せず）。
フエーザー和と、通路１５と１５″に対応するエ
ネルギー結合を表わす、フエーザー和に対応の判
別子信号は、鏡１２がその平均位置を中心として
前後に傾斜すると、振幅と位相とが変化する。ロ
ツクイン速度が最低となるような、電磁波相互間
にエネルギ結合を生じるように、光学的閉ループ
路の平均位置を変化させるために、反射面１２の
平均位置を変化させることは、フイードバツタ制
御システムにより可能である。

第１ａ図の鏡１３の傾斜角と、第１ｂ図の鏡１
２の傾斜角とは両方とも、レーザ通路を変化させ
ることができる。しかしながら、鏡１３の平均位
置に関連しているのは、鏡１２の平均位置に依存
する、フエーザー和及びそれに対応の判別子信号
であり、鏡１２の平均位置に関連しているのは、
鏡１３の平均位置に依存する、フエーザー和及び
それに対応する判別子信号である。かくして、鏡
１２の位置それぞれに対して鏡１３の傾斜角の調
整によつて最適にフエーザー和が得られ、又、そ
の逆も可能である。かくしてフイードバツク制御
システムを、鏡１２，１３の何れか１方の初期状
態の調整（チユーニング）のために備えることが
でき、今１つの別のフイードバツク制御システム
を、センサーの最小ロツクイン速度を生じさせる
ように電磁波相互間のエネルギーの結合を変化さ
せるために残りの鏡についてフエーザー和調整の
ために備えることができる。

第１ａ，１ｂ図に示すように反射面、即ち鏡を
傾斜させる１つの装置が米国特許第4113387号に
示されるている。第２図は上記米国特許第
4113387号の第２図とほぼ同じである。それは取
付けられた鏡を移動し、傾斜させることのできる
デユアルモードのトランスジユーサー装置の一例
を示す。第２図に示すような回転運動、即ち傾斜
運動は第１ａ，１ｂ図の反斜面、即ち鏡１２又は
１３の１つを傾斜させる装置として利用できる。
更に、反斜面の位置を移動させる機能も又、ロツ
クイン速度制御に関連して通路長の調整のために
利用できる。第２図に示す傾斜の機能は、米国特
許第4113387号では、整列制御のために使用され、
電磁波の強度に影響を与えるように制御された。
本発明において、更に後述するようなセンサーの
ロツクイン速度及びランダムドリフトに直接影響
を与えるために電磁波相互間のエネルギー結合の
相殺のためのレーザ通路の変更に傾斜が行われ
る。

第１ａ，１ｂ図に示す光学的レーザ通路１５′，
１５″は大変異なつている。特に、三角の通路１
５の直線部に対する三角の通路１５′，１５″の直
線部の傾斜は大変異なる。又、反射面１１，１
２，１３の各々への入射角は、反射面それぞれの
傾斜が変わると大きく影響される。かくして、鏡
１２，１３の独立した傾斜の制御は光学的閉ルー
プ路を広範囲に変化させ、特に、電磁波相互間の
エネルギー結合量を変化させる散乱波の位相及び
振幅に大きな範囲にわたる変化を生じさせ、従つ
てロツクイン速度を大きな範囲で変化させる。か
くして第２の波反射面の独立した制御は、特定の
光学系に対し最低ロツクイン速度を得るためのフ
エーザー和の調整の基礎となる初期状態に変化を
生じさせるものである、と考えることができる。
第１ａ，１ｂ図から反斜面の何れか１方の傾斜を
変化させることは初期状態の調整であり、今１つ
はフエーザー和の調整であると考えることができ
る。

前述のように、フエーザー和の調整は最低のロ
ツクイン速度を生じさせるようにフエーザー和の
振幅と位相を変化させる。初期状態の調整は、フ
エーザー和の調整により得られたロツクイン速度
の値を最低にするようにフエーザー和の振幅と位
相を変化させる。従つて、本発明は、最低のロツ
クイン速度と最低のランダムリフトとが得られる
ように電磁波相互間のエネルギー結合を最適にす
るような初期状態の調整とフエーザー和の調整と
の原理を利用している。

第１ａ，１ｂ図では反射面１２ないし１３の傾
斜量が大きく誇張して示されている。典型的に
は、φ及びθ値はアーク秒で示される程度であ
る。傾斜のわずかな変化も、反射面１１，１２，
１３への電磁波の入射角を大きく変化させると共
に、対をなす反射面間のレーザ通路の位置を大き
く変化させる。反射面の傾斜を小さく変化させる
ことにより、レーザ通路に必要とされる変更を生
じさせ、フイードバツク制御システムにより反射
面の平均位置を最適にして最小のロツクイン速度
を生じさせるように電磁波相互間のエネルギー結
合を変える。

レーザジヤイロの設計を簡単にする本発明の重
要な一面が第３ａ，３ｂ，３ｃ図に示されてい
る。第３ａ図は、リングレーザの光学システムに
おいてレーザ光線を反射させる反射面を有する３
モードのトランスジユーサー装置の側面図であ
る。第３ｂ図は第３ａ図の平面図である。第３ｃ
図は、３個の独立した制御用電源によつて第３
ａ，３ｂ図の３モードのトランスジユーサー装置
を動作させる電気回路を示す。第３ａ，３ｂ，３
ｃ図に示す３モードのトランスジユーサー装置
は、第１のコントロール信号に応答して、第２図
に示す装置によるような反射面の並進を行わせ、
さらに、第２、第３のコントロール信号に応答し
て波反斜面を２つの自由度で傾斜させることがで
きる。第３図に示す装置は、(i)レーザ通路長の制
御と、(ii)整列制御と、(iii)ロツクイン速度の制御
（フエーザー和又は初期状態の調整）とを同時に
制御するリングレーザの制御装置に利用される。

ここで、第３ａ，３ｂ，３ｃ図を参照すれば、
熱的および機械的に安定したブロツク３１０は、
半径方向部分３１１，３１２，３１３，３１４を
有する。ブロツク３１０は中央突出部３１５を有
し、中央突出部３１５は端面３１６を有する。そ
の端面３１６は、第２の熱的および機械的に安定
したブロツク３２０の中心部分３２３にしつかり
と結合される。ブロツク３２０は円筒形突出部分
３２４を有し、これはベース構造体３３０にしつ
かりと取付けられる。更に、ブロツク３２０は、
レーザ光線を含む電磁波を反射することのできる
反射端面３４０を有する中央突出部分３２５を支
持する弾力性のあるうすい内側横断面部３２２を
備えている。ブロツク３１０及び３２０は例えば
石英のような材料即ちサービツト（Cer Vit）と
して知られている材料等で作られる。その反射端
面はその材料を磨くことにより作成できる。その
反射端面は鏡を取付けたものにする事もできる。

半径方向部分３１１とブロツク３２０との間に
は第１のトランスジユーサーＡが配置され、これ
は機械的伝達手段３４１ａと３４２ａ（どちらも
示していない）との間にはさまれている。半径方
向部分３１２とブロツク３２０との間には、第２
のトランスジユーサーＢが配置され、これも機械
的伝達手段３４１ｂと３４２ｂとの間にはさまれ
ており、半径方向部分３１３とブロツク３２０と
の間には、第３のトランスジユーサーＣが配置さ
れ、これも機械的伝達手段３４１ｃと３４２ｃと
の間にはさまれており、半径方向部分３１４とブ
ロツク３２０との間には、第４のトランスジユー
サーDDが配置され、これは機械的伝達手段３４
１ｄと３４２ｄ（どちらも図示していない）との
間にはさまれて位置する。

トランスジユーサーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各々は、
コントロール信号に応答し、或る方法でその機械
的寸法が変化する機械的トランスジユーサー装置
である。第３ａ，３ｂ図の機械的動作は、機械的
トランスジユーサーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれか１
つの伸張又は収納がベース構造体３３０に対する
ブロツク３１０の動きを生じさせるようなもので
ある。ブロツク３１０の動きは、ブロツク３２０
との中央突出部３１５との間の剛直な接続体３１
６を介して弾性の横断面図３２２を変形させるこ
とにより中央突出部３２５と反射端面３４０に伝
達される。かくして、反射端面と位置はトランス
ジユーサーＡ、Ｂ、ＣやＤの機械的変動作用によ
つて変化する。

一例では、各トランスジユーサーは軸方向で伸
張可能な円盤形圧電素子装置である。第３ａ図に
於て、そのトランスジユーサーは、お互いに90°
離れて対称的に配置された半径方向部分３１１，
３１２，３１３，３１４の端部に対称的に配置さ
れている。圧電素子装置は、その伸縮方向がブロ
ツク３１０の中央突出部分３１５と、中央突出部
分３２５と、ブロツク３２０の反射端面３４０を
通過するＺ軸に平行になるように配置される。各
トランジユーサーはそれぞれ、a₁、b₁、c₁、d₁で
示した上端部と、a₂、b₂、c₂，d₂で示した下端部
とを有する。各圧電素子装置の構成は、下端部
“２”に対して、上端部“１”に同じ電圧をかけ
ると、各トランスジユーサーが同一方向へ伸縮す
るようになつている。各機械的伝達手段により、
圧電素子装置の伸縮がブロツク３１０と３２０と
の間で伝達され、又同時に、ブロツク３１０とベ
ース構造体３３０との間で伝達される。圧電素子
装置がブロツク３１０又はブロツク３２０の少く
とも一方と一体化している場合は、機械的伝達手
段を省略することができる。

トランスジユーサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにかけられる
電圧の特定の大きさ及び極性に応じて、反射端の
面３４０を通る軸（主にＺ軸）に沿つて移動や、
Ｘ軸に平行な軸のまわりでの傾斜や、Ｙ軸に平行
な軸のまわりでの傾斜を選択的に行うことによつ
て反射端面３４０の位置が変えられる。第３ａ図
において、反射端面３４０は紙面をつき抜ける方
向で考えて前後に（第３ｂ図のＹ軸のまわりで）
傾斜することができ、紙面内で左右に（第３ｂ図
のＸ軸のまわりで）傾斜することができる。

第３ｃ図に示すのは、並進、上下傾斜（Ｙ軸中
心の傾斜）及び水平ないし左右傾斜（Ｘ軸のまわ
りの傾斜）を行うために、トランスジユーサＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄをコントロールする３個の独立電源を
示す略線図である。トランスジユーサーそれぞれ
の上端部“１”及び下端部“２”の間に、電源３
８０から共通の電位をかけることによつて並進が
行われる。上下傾斜（Ｙ軸中心傾斜）は、直径方
向で対向するトランスジユーサーＡとＤそれぞれ
の上端部と下端部との間に電源３８５から相互に
逆極性の電位をかけることによつて行われる。水
平ないし左右傾斜は、直径方向で対向するオラン
スジユーサーＢとＣそれぞれの上端部と下端部と
の間に電源３９０から相互に逆極性の電位をかけ
ることによつて行われる。これは、１方のトラン
スジユーサーが伸長し、他方が収縮して傾斜作用
を生じさせるためである。反射面を通る軸に沿つ
た並進は、全てのトランスジユーサーが一致して
伸縮するために生じる。

第３ｃ図には、意図する動きのために、２種の
傾斜と並進を行うトランジスジユーサーのための
制御回路の一例を示すものである。電源３８０
は、直列接続された２個の直流電源３８１ａ，３
８１ｂを有し、その共通接続点は接地されてい
る。残りの電源端子は、摺動端子３８３を有する
ポテンシオメータ３８２の固定端子にそれぞれ接
続され、その摺動端子３８３はトランスジユーサ
ーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの上端部a₁、b₁、c₁、d₁に共通
して電気的に接続される。幾分似たようなやり方
で、電源３８５は直列をなす直流電源３８６ａ，
３８６ｂを有し、その共通接続点は接地される。
直流電源３８６ａ，３８６ｄの残りの端子それぞ
れには第１及び第２のポテンシヨンオメータ３８
７ａ，３８７ｄの固定端子が図示のように接続さ
れる。３８７ａの摺動端子は下端部a₂に、接続さ
れ、３８７ｄの摺動端子は下端部d₂に接続され
る。ポテンシヨンメータ３８７ａ，３８７ｄの摺
動端子は点線３８８で示すように連続するように
される。更に、それらの摺動端子は、連動すると
それぞれの電圧が相互に反対方向へ変化するよう
にされる。例えば、摺動端子の一方が正方向に変
化すれば、他方は負方向に変化する。電源３９０
は電源３８５と同じように構成される。電源３８
５と３９０がそのように構成されると適切なトラ
ンスジユーサーの両端にかかる電圧の変化は、前
述のような傾斜作用を生じる。

第４図は本発明の１つの実施例であつて、米国
特許第4152071号の制御装置の改良を示す。第４
図には、この技術分野でよく知られた三角形のレ
ーザジヤイロ１０が示されている。閉ループ路は
反射面１１，１２，１３により定められる。反射
面１２は、強度検出と電気信号への変換に用いる
ために、相互対向伝播液IW1とIW2の一部を透過
させる。反射面１１は、第１のトランスジユーサ
ー４１５に結合される。トランスジユーサー４１
５はそのコントロール入力４１６に送られる制御
信号△Ｌに応答して反射面に対して垂直に、反射
面１１の位置並進移行を行う。反射面１３はトラ
ンスジユーサー４１０に結合され、トランスジユ
ーサー４１０は、そのコントロール入力４１１に
送られる制御信号に応答して角度φだけ、紙面に
垂直な軸をほヾ中心として反射面１３を傾斜させ
ることができる。前述のように、第４図は米国特
許第4152071号の装置に似たフエーザー和の調整
及び通路長の調整とを行う装置を与えるが、その
上記特許のフエーザー和の調整では反射面の１つ
だけを傾斜させる。トランスジユーサー４１０及
び４１５の意図する働きは、第２図または第３ａ
〜３ｃ図に示すように並進及び傾斜が可能な単一
のトランスジユーサーにより達成され得るが、脱
明の目的から別々にされている。

第４図に於て、電磁波IW1とIW2の一部分はそ
れぞれIW1′とIW2′で示すように反斜面１２を通
つて伝達される。強度検出装置４２０は電磁波
IW1′に応答して、その平均強度を示す出力信号
を与え、それは第１信号処理装置４３０に送られ
る。第１信号処理装置４３０の出力△Ｌは反射面
１１の並進位置の制御のためにトランスジユーサ
ー４１５のコントロール入力４１６に電気的に接
続される。判別子装置４４０は電磁波IW1′と
IW2′に応答してレーザジヤイロ１０のロツクイ
ン速度を示す出力信号を生じる。判別子装置４４
０は、米国特許第4152071号に示すように光波間
のエネルギー結合によつて生じる「強度変化」に
応答するので、その出力信号Ｄはロツクイン速度
に関連した有効な信号である。判別子装置４４０
は光波の１方または両方の強度の強度変化に応答
して光波間のエネルギー結合に関係した出力信号
を生じ、ひいてはロツクイン速度を与える。

判別子装置４４０の出力は、出力信号φを生じ
る第２信号処理装置４５０に送られる。その第２
信号処理装置４５０の出力φは、反射面１３を傾
斜により位置づけるために、トランスジユーサー
４１０のコントロール入力４１１に送られる。反
射面１３の傾斜は光学的閉ループ路、即ちレーザ
通路を変更させ、光液間のエネルギー結合を変化
させ、かくしてセンサーのロツクイン速度を変化
させる。前述のように反射面１３を傾斜させるこ
とは、ビームの強度の最大化および安定化、また
はそれらの一方を行うための整列作用と同じでは
なく、エネルギー結合による強度変化の大きさを
変化させるために意味をもつ。

動作において、強度検出装置４２０は光液
IW1′又はIW2′のいずれかの強度に応答する。第
４図に於て、第１制御ループは強度検出装置４２
０と第１信号処理装置４３０と、トランスジユー
サー４１５とによつて形成される。その強度検出
装置は、光液IW1の一部であるIW1′に応答する。
第１信号処理装置４３０は強度検出装置４２０の
出力により動作して、反射面１１を位置づけ、最
大強度を得、それを保持する。このフイードバツ
ク制御システムはこの技術分野ではよく知られて
おり、普通、通路長制御装置と呼ばれている。そ
の通路長制御装置の主目的はレーザジヤイロがす
ぐれた偏倚安定性を有する出力信号を出すよう
に、一定の光強度を保持することである。

同時に、第２制御ループは判別子装置４４０と
第２信号処理装置４５０と、トランスジユーサー
４１０とにより形成される。第２制御ループは米
国特許第4152071号に示す制御システムに似た方
法でロツクイン速度の制御、即ちロツクイン速度
の最小化のために利用される。米国特許第
4152071号に於て、一対のトランスジユーサーは
ブツシユ・プル方式で駆動され、選ばれたロツク
イン速度判別子信号に応答して最小のロツクイン
速度を得るようにトランスジユーサーそれぞれに
結合の鏡の位置を移行させる。しかしながら、第
４図に示す本発明の実施例においては、１つの反
射面を傾斜させ得る単一のトランスジユーサー４
１０のみで、フエーザー和の調整を与え、最小の
ロツクイン速度を得ることができる。反射面１３
の傾斜という１つの自由度により、レーザ通路、
即ち閉ループ路を変える。判別子装置４４０は米
国特許第4152071号に示すものに同じであるか、
又は前述の出願中のものに開示のものでもよい。
判別子装置４４０はロツクイン速度を示す信号を
出すために相互対向伝播波の応答する。

強度検出装置４２０はこの技術分野でよく知ら
れている。それは通常光波の１方の強度を示す出
力信号を生じる少くとも１個のフオトデテクタを
有する。そのフオトデテクタの出力は通常交流増
幅され、光波のうちの１方の平均強度を示す出力
信号を与えるためにローパスフイルターを通され
る。

半別子装置４４０は通常米国特許第4152071号
に示されるようなフオトデテクタを少くとも１個
有する。そのフオトデテクタの出力は、光波の少
くとも１方の強度変化に、或いは両光波の組合せ
の強度変化に関連した信号Ｄを得るために判別子
装置４４０によつて処理されねばならない。これ
らの強度変化は前述のように、光波間のエネルギ
ー結合に関係し、ロツクイン速度を関係した信号
を決定するのに有効である。半別子装置４４０の
実施例のあるものでは、フオトデテクタの信号は
整流され、ピークが検出されて強度変化が決定さ
れ、半別子信号Ｄが発生される。

第１信号処理装置４３０の１つの例と、第２信
号処理装置４５０の１つの例とが第７図に示され
ている。強度検出装置４２０の出力I₀は同期検出
器７０５の１の入力へ送られる。基準信号発生装
置７０７の出力は同期検出器７０５の他方の入力
と、差動増幅器７１０の１方の入力とに送られ
る。同期検出器７０５の出力は差動増幅器７１０
へその他方の入力として送られる。差動増幅器７
１０の出力△Ｌはトランスジユーサー４１５のコ
ントロール入力４１６へ信号を送る。

上述の信号処理装置４３０の通常の動作に於
て、基準信号発生装置７０７の出力はトランスジ
ユーサー４１５に結合の反射面１１の位置を変調
ないしデイザーさせるために差動増幅器７１０を
介してトランスジユーサー４１５のコントロール
入力４１６へ送られる。光学的閉ループ路の通路
の長さをそのように変調し、両光波IW1とIW2と
それらに対応する光波IW1′とIW2′との強度を変
化させる。強度検出装置４２０の出力は、選択し
た１方の光波、例えばIW1′の強度を表わす信号
であり、基準信号発生装置７０７の出力に関連し
た信号成分を含む。基準信号発生装置７０７の出
力に応答する同期検出器７０５は、選択した光波
の平均強度を表わす出力信号を生じるために、光
沢の強度のうちの基準信号発生装置７０７の出力
に関連した信号成分を検出する。同期検出器７０
５の出力は基本的には光波IW1′の強度に関係し
た直流信号である。同期検出器７０５と、基準信
号発生装置７０７と、差動増幅器７０６との組合
わせは光波の強度を最大限にするための基本的な
負のフイードバツク閉ループ制御として作用する
が、もつと重要なことは偏倚の安定性を保つため
に最大強度と思われる一定の強度に光波を保持す
ることである。

信号処理装置４３０の実際一例に於て、基準信
号発生装置７０７は第１の周波数で通路長を２つ
の位置間で正確に変化させる方形波発生装置であ
る。同期検出器は、簡単な積分器に組合せた簡単
な同期デモジユレーターである。勿論、信号処理
装置４３０は図示のようなアナログ方式の代りに
デジタル方式とすることもできる。

再度第７図を参照すれば、信号処理装置４５０
は信号処理強装置４３０と同じように構成され
る。判別子装置４４０の出力Ｄは同期検出器７４
０の１方の入力に送られる。基準信号発生装置７
４５の出力は同期検出器７４０の一方の入力に送
られ、そして差動増幅器７５０の１方の入力へ送
られる。同期検出器７４０の出力は差動増幅器７
５０にその他方の入力として送られる。差動増幅
器７５０の出力φは、第１図に関連して説明した
ような方法で反斜面１３を傾斜させるためにトラ
ンスジユーサー４１０のコントロール入力４１１
に送られる。信号処理装置４３０と同様に、信号
処理装置４５０は基本的に負のフイードバツク閉
ループコントロールとして働く。しかしながら、
信号処理装置４５０は、最小ロツクイン速度を生
じさせるレーザ光線のレーザ通路、即ち光学的鎖
ループ路を得るように反射面１３の傾斜を調整す
る働きを有する。このような信号処理装置４５０
の動作に於て、基準信号発生装置７４５の出力
は、トランスジユーサー４１０に接続した反射面
１３の傾斜位置を調整、即ち変動させるために差
異増幅器７５０を通つてトランスジユーサー４１
０のコントロール入力４１１に送られる。そうに
することにより、レーザ通路が調整され、光波間
のエネルギー結合が変化する。その光波間のエネ
ルギー結合に対応する波の強度変化は、反射面１
３の変動に応じて変化する。従つて判別子装置４
４０の出力は基準信号発生装置７４５に関係した
信号要素を含む。基準信号発生装置７４５の出力
に応答する同期検出器７４０は、光波間のエネル
ギー結合によつて生じる強度変化のうちの基準信
号発生装置７４５に起因する成分を検出する。同
期検出装置７４０の出力は、基本的には、判別子
信号Ｄにより指示される、波IW1とIW2の強度変
化に関係した直流信号である。同期検出装置７４
０と、基準信号発生装置７４５と、差動増幅器７
５０との組合せは、センサーのロツクイン速度を
最小限にするための基本的な負のフイードバツク
閉ループ制御として働く。基準信号発生装置７４
５によつて生じる変動（デイザー）によりセンサ
ーの最小ロツクイン速度を生じさせる平均位置の
まわりで反射面１３の位置を変化させる。

信号処理装置４５０の実例において基準信号発
生装置７４５はレーザ通路を正確に変化させるた
めに角度φ（アーク秒以下）を正確に変化させる
ような方軽波発生装置である。基準信号発生装置
の出力の周波数は、信号と信号との間の相互結合
が最小となるように基準信号発生装置７０７の周
波数とは異ならせるべきである。

前述したように、判別子信号Ｄは強度信号I₀の
それとは明確に異なる。信号I₀はビームの平均強
度の大きさであり、信号Ｄは波のうちの１方の強
度変化の振幅の大きさか、波の両方の強度変化の
選択された組合せの大きさの指標である。

第４図のトランスジユーサー４１０には第２図
又は第３図に示す傾斜装置が設けられる。第２図
の反斜面の傾斜は信号処理装置４５０の出力に関
係した電圧を端子CDに電気的に作用させること
によつて達成される。第３図の反射面３４０の傾
斜は、信号処理装置４５０に関係した値だけ、電
源３８６ａ又は３８６ｂを変化させることによつ
て達成される。いずれの場合でも、傾斜の方向は
ロツクイン速度に影響を与えるようにレーザ通路
を変えることができなければならない。勿論、傾
斜装置の傾斜方向も意図する働きを行うように適
切に方向づけられねばならない。

第４図に示す装置は更に、トランスジユーサー
４１０又は４１５の１方を省略するために、第２
図又は第３図に示す単一のトランスジユーサーで
トランスジユーサー４１０及び４１５の動作を併
せて行うように変形することが出来る。第２図に
示すようなトンスジユーサーは１つで、並進も、
傾斜も行うことができる。第２図に示す傾斜装置
の適切な方向づけにより、トランスジユーサー４
１０（例えば）は第２図に示すデユアル・モード
型トランスジユーサーにおきかえることができ、
そのデユアル・モード・トランスジユーサーは、
反射面の並進のために、第１信号処理装置４３０
の出力に接続された１方のコントロール入力AB
を有し、又、反射面を傾斜させるために第２信号
処理装置４５０の出力に接続された他方のコント
ロール入力CDを有する。第３図に示すトランス
ジユーサーが使用される場合、信号処理装置４３
０の出力は並進を行うために電源３８０として機
能できるように、また、信号処理装置４５０の出
力は所望の傾斜を行うため、向きに依存して電源
３８５又は３９０として機能できるようにするこ
とができる。従つて、トランスジユーサー４１５
と反射面１１は簡単な非活性波反射面の組立体に
おきかえることができる。

第５図に示す本発明のもう１つの実施例は、２
個の独立したフイードバツクコントロール装置は
センサーのロツクイン速度を最小限にするために
レーザ通路を独立的に変更するように作用する。
フイードバツク制御システムの各々は、センサー
のロツクイン速度を示す判別子信号に応答する。
各フイードバツク制御システムは最小のロツクイ
ン速度を達成するためにレーザ通路を別々に変更
するように出力信号を出す。２つのロツクイン速
度フイードバツク制御システムは前述の初期状態
調整とフエーザー和の調整の原理を実施する。第
５図の説明を簡素化するために、通路の長さの制
御システムは示されていないが、後述するように
付加する事ができる。

第５図には、反射面１１，１２，１３を有する
レーザジヤイロ１０が示されている。第５図は第
４図の類似図であつて、同様の働きをもつブロツ
クは同一符号で示されている。しかしながら第５
図では、トランスジユーサー４１５は反射面１１
を取付けたトランスジユーサー５１５におきかえ
られている。トランスジユーサー５１５は基本的
には、第４図のトランスジユーサー４１０と同じ
であり、トランスジユーサー５１５のコンオロー
ル入力５１６へ送られる制御信号に応答して反射
面１１の位置を傾斜させる装置を備える。この傾
斜方向はこの紙面に対して垂直な軸のまわりでの
回転である。

反射面１２は判別子装置４４０へ送られる出力
波IW1′とI1W2′を与える。判別子装置４４０の出
力はトランスジユーサー４１０及び５１５を独立
して制御する第１及び第２信号を生じる信号処理
装置５４０へ送られる。その信号処理装置５４０
は少くとも一部、２個の独立したフイードバツク
制御システムを備える。

信号処理装置５４０の１列が第１０図に示され
ている。第１の同期検出器１０６０は判別子装置
４４０の出力と、基準信号発生装置１０８０の第
１出力すなわち基準信号１０８１に応答する。基
準信号１０８１は差動増幅器１０７５へその一方
の入力として送られ、同期検出器１０６０の出力
が差動増幅器１０７５の他方の入力として送られ
る。差動増幅器１０７５はトランスジユーサー４
１０の入力４１１へ送られる出力信号φを発生す
る。第２と同期検出器１０７０は判別子装置４４
０の出力と、基準信号発生装置１０８０の第２出
力すなわち基準信号１０８２とに応答する。基準
信号１０８２は差動増幅器１０８５へその一方の
入力として送られ、同期検出器１０７０の出力が
差動増幅器１０８５へその他方の入力へ送られ
る。差動増幅器１０８５の出力はトランスジユー
サー５１５の入力５１６へ送られる出力信号φで
ある。

第１及び第２の基準信号１０８１，１０８２は
例えば周波数の相異のように、相互に異なる１つ
の区別できる特徴を有する必要がある。これらの
状況において、同期検出器１０６０，１０７０は
簡単な周波数デモジユレーターである。他方、第
１及び第２の基準信号は、調時されたパルスか或
いは、制御システムの技術分野で既知の対応する
同期検出器を必要とする位相である。次の説明で
は、各基準信号は説明と理解を簡単にするために
特定の周波特徴をもつものとして考える。

第５，１０図を参照して、基準信号発生装置１
０８０は第１及び第２の基準信号１０８１及び１
０８２を与える。第１の基準信号１０８１は差動
増幅器１０７５を通つて、反射面１３の位置を傾
斜させることによつてデイザーを行い、その結
果、基準信号１０８１に応答してレーザ通路をデ
イザーさせる。従つて、判別子装置の出力信号Ｄ
は基準信号１０８１に関係した信号成分を含む。
同様に、基準信号１０８２は、差動増幅器１０８
５を介して反射面１１の位置を傾斜させることに
よりデイザーを行い、その結果、基準信号１０８
２に応答してレーザ通路をデイザーさせる。従つ
て、判別子出力信号Ｄは基準信号１０８２に関係
した信号成分を含む。同期検出器１０６０の出力
信号は反射面１３の平均位置を制御し、同期検出
器１０７０は同期検出器１０６０から独立して、
反射面１１の平均位置を制御する。

第５，１０図に示す装置の動作について説明す
る。差動増幅器１０７５の出力は、反射面１３の
調整によりレーザ通路を調整してレーザ通路のフ
エーザー和の調整を行い、もつて、光波間のエネ
ルギー結合の初期状態に対応する反射面１１の平
均位置に依存した最小ロツクイン状態を得るよう
にする。差動増幅器１０７５を通る基準信号１０
８１により生じるレーザ通路のデイザーは光波間
のエネルギー結合を変化させ、その様子は、判別
子装置の出力信号に含まれる、基準信号１０８１
に関係した信号成分により観察できる。判別子出
力信号Ｄは同期検出器１０６０により同期検出さ
れて、トランスジユーサー４１０の駆動するため
の直流制御信号を、第４図に関連して前述したよ
うに反射面１３の最適の平均位置が得られるよう
に、生じる。しかしながら同時に、差動増幅器１
０８５の出力は、基準信号１０８２に応答してレ
ーザ通路の初期状態のデイザーを与える。その初
期状態のデイザーは判別子装置の出力信号中に含
まれる基準信号１０８２に関連した信号成分によ
り観察できる。判別子出力信号Ｄは同期検出器１
０７０により同期検出されてトランスジユーサー
５１５を駆動するための直流制御信号を、トラン
スジユーサー４１０の調整によるフイーザー和の
調整とあいまつてロツクイン速度を最小にするよ
うな反射面１１の平均位置を得るように、生じ
る。

かくして、第５図に示す装置はレーザ角速度セ
ンサー最小のロツクイン速度を得るために、「初
期状態」の調整と、「フエーザー和」の調整とを
行う。光波間のエネルギー結合は第１及び第２の
トランスジユーサーにより変化させられる。それ
らのトランスジユーサーはレーザ通路を、ひいて
は、ロツクイン速度は決定する光波間のエネルギ
ー結合を独立的に変化させるようにそれぞれの反
射面に入射する波の入射角の方向づける。エネル
ギー結合による波の強度変化に応答する判別子装
置４４０は、反射面１１，１３の第１及び第２の
デイザーに応答して変化し、トランスジユーサー
４１５，４１０の第１及び第２の独立したデイザ
ーに関係する信号成分を含む出力信号を出す。判
別子出力信号Ｄのこれらの信号成分は、第１及び
第２のトランスジユーサーを調整した最小のロツ
クイン速度を生じさせるために２個の独立した負
のフイードバツク制御システムへ送るように別々
に検出される。何れの制御ループを「フエーザー
和」の調整用と呼び、「初期状態」の調整用と呼
ぶかは重要なことではないことに注意すべきであ
る。これは、何れのサーボループも相互対向方向
に伝達する波間のエネルギー結合に影響を与える
ようにレーザ通路を変化させるからである。

前述のように、通路の長さ調整ループは普通、
偏倚安定性を与えるためにレーザ角速度センサー
に設けられる。強度検出装置４２０と第１の信号
処理装置４３０とを有する第４図の通路の長さ調
整ループを、第５図の装置に設けることができ、
それについては第８図を参照して後述する。

前述のフエーザー調整及び初期状態の調整は特
許第4152071号に示されたジヤイロシステムに応
用できる。本発明のもう１つの実施例を示す第６
図において、反射面の１つを傾斜させることによ
つて初期状態の調整をし、フエーザー和の調整に
は一対の反射面それぞれをピツシユ・ブルの関係
で並進させる一対のトランスジユーサーを利用す
るものが示されている。

第６図には第２，３図に示すもののような、デ
ユアル・モード型トランスジユーサー装置６１０
を有するレーザジヤイロ１０が示され、トランス
ジユーサー装置６１０に結合した反射面１３を角
度φだけ傾斜させることができ、更に反射面の垂
直方向へ反射面１３の位置を確実に並進すること
ができる。

トランスジユーサー６１０は、第１の入力６１
１を有し、反射面１３を並進値を指示する制御信
号△Ｘに応答する。また、トランスジユーサー６
１０は、第２の入力６１２を有し、反射面１３の
傾斜度を指示するもう１つの制御信号に応答す
る。

第６図に更に示すのは、反射面１１を有するト
ランスジユーサー６０５であつて、これは反射面
１１をその反射面に対して垂直な方向へ移行する
ことができる。トランスジユーサー６０５は入力
６０６を有し、反射面１１の並進量を指示する制
御信号に応答する。

第６図の装置において、第５図の装置と同様に
用いられる、波IW1′とIW2′とに応答する判別子
装置４４０は、信号処理装置５４０′ヘロツクイ
ン速度を示す出力信号Ｄを出す。信号処理装置５
４０′は第１の火力信号△Ｘを有し、この出力信
号は反射面１３の並進のコントロールのために、
デユアル・モード型トランンスジユース装置６１
０の入力６１１へ送られる。出力△Ｘは位相反転
増幅器６４０を通つてトランスジユーサー６０５
の入力６０６へ送られ、反射面１１の並進を制御
することができる。θで示す信号処理装置５４０
’の出力は、反射面１３を傾斜させるためにデユ
アル・モード型トランスジユース装置６１０の第
２の入力６１２へ送られる。信号処理装置５４
０′は、信号処理装置５４０の出力φが△Ｘで示
されていることを除けば、事実上、信号処理装置
５４０の同じである。信号処理装置５４０′は第
１０図の信号処理装置５４０と同じ詳細構造を有
する。

第６図の動作について説明する。信号処理装置
５４０′の出力θは第５図と同じ働きを有し、第
１０図の差動増幅器１０８５の出力により与えら
れる。それは、基準信号１０８２に関係した信号
成分に応答して最小ロツクイン速度を得るよう
に、レーザ通路を変更することによつて初期状態
の調整を行う。△Ｘで示す信号処理装置５４０′
の第２出力は基本的には、第５図にφで示すのと
同じ出力であり、これは第１０図の差動増幅器１
０７５の出力により与えられる。しかしながら、
出力信号△Ｘは、レーザ通路の全長を変えるよう
な方向ではあるが、位相インバーター６４０によ
り相互に逆方向へ各反射面１１，１３の並進を指
示する。反射面１１，１３は第６図に示すように
プツシユ・プルの関係で駆動され、光学的閉ルー
プ路の長さは基本的には一定に維持される。それ
にも拘らず、トランスジユーサー６１０，６０５
のプツシユ・プル関係の駆動によるレーザ通路の
平均位置のデイザーないし制御は第５図で得られ
るフエーザー和の調整と同じフエーザー和の調整
を生じさせる。プツシユ・ブル駆動は、基本的に
は、通路の長さは事実上変えることなしに、変動
させられない反射面１２の頂点を中心として光学
的閉ループ路を回転させる。にも拘らず、前述の
ようなレーザ通路の回転は、判別子装置４４０の
出力信号の変化により観察できる光波間のエネル
ギー結合を変えるようにレーザ通路を変更させ
る。順次、波反射面１１，１３の並進位置が得ら
れ、それによりセンサーの最小のロツクイン速度
状態を得るために、初期状態の最適の調整状態に
対して最適のフエーザー和の調整を生じさせる。

偏倚安定性のため一定の強度を保持するための
通路長と制御装置、即ち強度検出装置を第６図の
システムに付加することもできる。特許第
4152071号はトランスジユーサー６０５，６１０
のプツシユ・プル駆動でのロツクイン制御に組合
わせて通路長の制御装置を組入れる方法を示して
いるので、ここでは図示しない。

第８図に示されている本発明のもう１つの実施
例は、一定の強度を保持してレーザジヤイロのす
ぐれた偏倚安定性を得るように第４図に示すよう
な通路長の制御装置、即ち一定強度を得るための
制御装置を第５図に加えたものである。第８図に
示されているレーザジヤイロ１０では、反射面１
３は第５図のトランスジユーサー４１０の代わり
にデユアル・モード型トランスジユーサー８６０
に結合されている。トランスジユーサー８６０は
第２，３図に示すものと同じであつて反射面１３
の位置を並進することができ、又レーザ通路を変
えるために前述したのと同じ方法で反射面１３の
位置を傾斜することができる。更に第８図には、
第４，７図に示すような閉ループ路の長さ制御装
置が示され、それは強度を示す出力信号を出すた
め波IW1′に応答する強度検出装置４２０と信号
処理装置４３０とを付加的に含む。信号処理装置
４３０の出力は反射面１３の並進を制御するため
トランスジユーサー８６０の第１モードの制御部
８６１へ送られる。信号処理装置５４０の出力φ
は反射面１３を傾斜させるためにトランジユーサ
ー８６０の第２モードの制御部８２２へ送られ
る。

第８図に示す装置の動作は第４，５図の装置の
動作と同じである。信号処理装置５４０は、(i)ト
ランスジユーサー５１５の駆動により反射面１３
を傾斜させることによつてフエーザー和の調整を
行い、(ii)波反射装置を傾斜させ得るトランスジユ
ーサー８６０の１つのモードでの駆動によつて反
射面１１の位置を変え、それによつて初期状態の
調整を行う。信号処理装置４３０の出力は、閉ル
ープ路の有効な通路の長さを変えるように反射面
１３の位置を並進させるためトランスジユーサー
８６０の第２モードでの駆動により反斜面１３の
位置を指示するように出力信号△Ｌを出す。信号
処理装置４３０は、反射面１３の位置の並進をデ
イザーさせるために第１基準信号を有する。又、
信号処理装置５４０は、反射面１３，１１の傾斜
位置をデイザーさせるために２つの区別できる基
準信号を必要とする。従つて、信号処理装置４３
０と信号処理装置５４０の基準信号は例えば
各々、周波数が異なるように、全てが相違なるも
のでなければならず、かくしてトランスジユーサ
ー８６０，５１５の意図する制御を行つて、フエ
ーザー和の調整や、初期状態の調整や、強度を最
大限（通路長の制御により）にする。

第９図は、本発明の原理を利用したレーザジヤ
イロ１０を差動させる本発明のもう１つの実施例
である。第９図の装置は、たつた２個のトランス
ジユーサーを使つて、「初期状態」の調整と、「フ
エーザー和」の調整と、「整列の制御」を行う。
第９図では、反射面１３は第８図に示すものと同
じトランスジユーサー８６０に結合される。この
レーザジヤイロ１０では、反射面１１は、２つの
ちがう方向へ傾斜させることのできるデユアル・
モード型トランスデユーザー９６０に結合され
る。トランスジユーサー９６０は、第１傾斜方向
が電源３８５により制御され、第２傾斜方向が電
源３９０により制御されるような、第３図に示す
ようなものである。電源３８５及び３９０には、
各々その制御のために入力制御信号を与えられ
る。トランスジユーサー９６は、第９図に示す波
の面に事実上垂直な軸のまわりで、傾斜角θを制
御するための第１入力９６２を有する。トランス
ジユーサー９６０は、波の面に垂直な軸に直交す
る、反射面１１の面内軸のまわりで、傾斜角αを
制御するための第２入力９６１を有する。第２の
傾斜αの方向はレーザ空胴９００に対してのレー
ザ通路を変えることができる。レーザ通路のその
ような変更は時々、レーザ光線を含む空胴に対し
ての“整列”（alignment）と呼ばれる。その整
列制御は、センサーにすぐれた偏倚安定性を保つ
ように、波の最大強度、即ち一定強度を得るため
に利用される。

この技術分野でよく知られているレーザ空洞９
００は普通、機械的、熱的に安定したブロツク材
料で作られる。そのブロツクにトンネルをあけ、
そのトンネルの端部に位置する反射面間の障害を
除く。整列は普通、波の強度に影響する空洞の損
失に影響を与える、波IW1とIW2の光学的閉ルー
プ路のトンネルの壁に対する向きについていう
が、それに限つた訳ではない。

第９図のレーザジヤイロ用制御装置は、第８図
の装置の信号処理装置４３０が第１出力△Ｌ及び
第２出力αを有する信号処理装置９２０におきか
えられているが、両者は類似する。信号処理装置
９２０は、よく知られている方法で、通路の長さ
を制御するためにトランスジユーサー８６０の並
進モードの制御（△ｌ）のための入力８２３へ送
られる第１出力信号△Ｌを出力する。トランスジ
ユーサー９６０の入力９６１へ送られる信号処理
装置９２０の第２出力は、整列制御のため角度α
で示す方向へ反斜面１１の傾斜を制御するためト
ランスジユーサー９６０の第１の動作モードを指
示することができる。信号処理装置５４０の第１
出力θは、その角度θで示す方向へ反斜面１１を
傾斜させるためにトランスジヤーサー８６０の第
２モードの入力９６２へ送らる。信号処理装置５
４０の第２出力φは、角度φで示す方向へ反射面
１３を傾斜させるためにトランスジユーサー８６
０の第２の入力８２２に接続される。

信号処理装置９２０と５４０は更に第１０図に
詳しく示されている。信号処理装置９２０は同期
検出器９１０を有し、それは強度検出装置４２０
の出力と、基準信号発生装置９５０の出力すなわ
ち基準信号９５１とを、一対の入力として有す
る。同期検出器９１０の出力と、基準信号９５１
とは、出力信号△Ｌを有する差動増幅信号９２５
へ送られる。第２の同期検出器９３０は強度検出
装置４２０の出力と、基準信号発生装置９５０の
第２出力すなわち基準信号９５２とを、一対の入
力として有する。同期検出器９３０の出力と基準
信号９５２とは出力信号αを生じる差動増幅器９
４０へ入力として送られる。第１０図には、すで
に説明したような、信号処理装置５４０が示され
ている。

動作において、信号処理装置５４０は前述した
のと同じ方法で応答し、そしてレーザジヤイロ１
０の最小ロツクイン状態を得るために「フエーザ
ー和」調整と、「初期状態」調整を行う。信号処
理装置９２０は、制御信号△Ｌに応答して反射面
１３を並進させ、それによつて光学的閉ループ路
の通路の長さを変え、それによつて波の強度を最
適にするため通路の長さ制御を行う第１フイード
バツク制御システムを与える。更に、信号処理装
置９２０は、制御信号αに応答して反射面１１を
傾斜させ、それによつて光学的閉ループ路の整列
を変え、それによつて波の強度を最適にするため
整列制御を行う第２サーボ制御ループを与える。
基準信号発生装置９５０は、お互いに独立的に通
路の長さの整列との制御により波の強度を変える
ため、明確に異なる第１及び第２基準信号９５
１，９５２を備える。そうすれば、強度検出装置
４２０の強度出力信号は基準信号発生器の出力９
５１，９５２に関連した信号成分を有する。信号
処理装置９２０に従つて、基準信号９５１，９５
２のそれぞれの信号成分を同期検出して、整列及
び通路の長さの制御を行うために２個の独立した
フイードバツク制御システムを備える。

第９図は、固定の反射面１３によりトランスジ
ユーサー８６０をおきかえ、反斜面１２に結合し
たトランスジユーサー９６０に代えて第３図のト
ライモード型トランスジユースを使用することに
より変形することができる。トランスジユーサー
９６０はトランスジユーサーの並進駆動を利用す
ることによつて通路の長さの制御を行い、自由度
２の傾斜駆動を使用することによつて整列及びロ
ツクイン速度の制御を行う。しかしながら、前述
の変形例では、単一のロツクイン速度制御システ
ムのみが、整列及び通路の長さの制御装置に加わ
る。この場合には、信号処理装置５４０の出力は
１つだけしか利用されない。

レーザジヤイロシステムの前述と実施例に於て
閉ループ路のまわりで相互対向方向に伝播する波
と波との間のエネルギー結合を変えるように、単
一の波反射面を回転、即ち傾斜させることのでき
るトランスジユーサーを利用して、「フエーザー
和」の調整を行うために第１の制御ループによつ
て、最小ロツクイン速度を得ることができること
を示した。そうすることにより、この装置の初期
状態に基づいて最適位置が得られる。更に、第２
の独立した制御ループでセンサーの初期状態を変
えること（初期状態の調整）によつて、調整した
光学的初期状態に対して第１の制御ループにより
フエーザー和を調整して得られるロツクイン速度
を、更に最小にすることができることがわかつ
た。これらの技術の各々は、自由度２の操作、即
ち通路の長さと整列と共に、強度を最大限にする
ため、即ち一定の強度を保持するための整列制御
と共に、最大強度、即ち一定強度を得るため通路
の長さの制御に関連して適用できる。最後に閉ル
ープ路の一部を形成する反射面の傾斜と共に、並
進によるエネルギー結合の変化を含む初期状態の
調整と共に、フエーザー和の調整方法も種々ある
ことがわかつた。かくして、本発明の原理を実施
する方法は多くあり、それは本発明の範囲内に包
含される。

本出願の実施例は三角形の閉ループ路を示して
いるけれども、勿論、その他の形も可能であり、
その中には、矩形の閉ループ路をも包含する。本
出願の原理はそのような装置に適用でき、三角形
に制限されるものではなく、それらは全て本発明
の範囲に包含される。更に、本発明の実施例は特
に、レーザ光線を使用しているが、他の形の電磁
波も勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図は、レーザ角速度センサー
の反射面の１つの傾斜によつて変わるレーザ通路
の概略図であり、第２図は、反射面を傾斜・並進
させるデユアル・モード型トランスジユーサーの
概略図であり、第３ａ図、第３ｂ図は、反射面の
自由度２の傾斜と、自由度１の並進を行うための
ソライモード型トランスジユーサーのそれぞれ側
面図と平面図であり、第３ｃ図は第３ａ図、第３
ｂ図のトランスジユーサーを制御する電気接続体
を示す概略回路図であり、第４図は本発明の原理
を１つを示すレーザ角速度センサーのブロツク図
であり、第５図は本発明の原理の１つを示すレー
ザ角速度センサーのブロツク図であり、第６図は
本発明のもう１つの実施例のブロツク図であり、
第７図は第４図に示す信号処理装置の実施ブロツ
ク図であり、第８図は本発明のもう１つの実施例
のブロツク図であり、第９図は本発明のもう１つ
の実施例のブロツク図であり、第１０図は本発明
のある実施例に用いる信号処理装置のブロツク図
である。１１，１２，１３……反射面、１５，１５′…
…三角形光学通路、４１０……トランスジユーサ
ー、４４０……判別子手段、５４０……信号処理
手段、３２０……ブロツク、３２２〜３２５……
弾性のある横断面部分。

Claims

【特許請求の範囲】１自由度２の傾斜と自由度１の並進とのトライ
モードで反射面の位置を調節する装置であつて：反射面を与えるための熱的・機械的に安定な第
１のブロツクにして、ベース構造体への取付のた
めの第１部分と、電磁波に対する反射面を含む第
１の面を有するとともに、第２の面を有する弾性
変形部とを備えている第１のブロツクと；この第１のブロツクの前記弾性変形部に機械的
な連結をもつ熱的・機械的に安定な第２のブロツ
クにして、前記弾性変形部の前記第２の面へ剛に
結合された中央部分と、この中央部分から外方へ
延在する、少なくとも第１、第２および第３の半
径方向部分とを備えている第２のブロツクと；前記第１、第２および第３の半径方向部分にそ
れぞれ結合された第１、第２および第３の機械的
変換手段にして、それぞれに与えられる制御信号
に応動して、個別的に前記第２のブロツクの前記
中央部分に動きを与え、もつて、前記弾性変形部
を変形させて、前記ベース構造体に対する前記反
射面の位置を変化させる、機械的変換手段とを具備するトライモードの反射面位置調整装置。２複数の直線部分の組合せから成り複数の反射
面で画定される閉ループ路を少なくとも２つの波
が対向方向に伝播し、前記２つの波それぞれは、
前記閉ループ路における一方の波と地方の波との
エネルギ結合に起因する強度変化に伴つている付
随の強度を持ち、前記エネルギ結合に関連したロ
ツクイン速度が存在しそのロツクイン速度以下で
は前記２つの波がほぼ同一の周波数にロツクイン
されるような角速度センサーにおいて；前記複数の反斜面の１つが固着されたトライモ
ードの変換器にして、第１の信号に応じて当該反
射面の位置を第１の軸を中心にして傾斜させ、第
２の信号に応じて当該反射面の位置を第２の軸を
中心にして傾斜させ、第３の信号に応じて当該反
射面をそれの貫通軸に沿つて並進させるトライモ
ードの変換器と；前記２つの波の少なくとも一方の強度変化に応
動して得て前記ロツクイン速度に関係した出力信
号を生じる判別子手段と；前記２つの波の少なくとも一方の強度変化に応
動し得て当該強度変化に関係した出力信号を生じ
る強度検出手段と；前記判別子手段の前記出力信号に応じ、前記第
１の軸を中心とする傾斜を、前記ロツクイン速度
がほぼ最小となる状態に至らせる前記第１の信号
を与える第１の信号処理手段と；前記強度検出手段の出力信号に応じ、前記第２
の軸を中心とする傾斜を、前記２つと波の少なく
とも一方の強度がほぼ一定または最大となる状態
に至らせる第２の信号を生じるとともに、前記反
射面の並進を、強度がほぼ一定または最大となる
状態に至らせる第３の信号を生じる第２の信号処
理手段とを具備する角速度センサー。