JPH06103187B2 - 光干渉角速度計 - Google Patents
光干渉角速度計Info
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- JPH06103187B2 JPH06103187B2 JP1119297A JP11929789A JPH06103187B2 JP H06103187 B2 JPH06103187 B2 JP H06103187B2 JP 1119297 A JP1119297 A JP 1119297A JP 11929789 A JP11929789 A JP 11929789A JP H06103187 B2 JPH06103187 B2 JP H06103187B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、零位法セロダイン変調方式の光干渉角速度
計に関する。
計に関する。
「従来の技術」 広ダイナミックレンジおよび低ドリフトの光干渉角速度
計として、光ファイバコイルの一端側および他端側に、
それぞれ光導波路に対して一対の電極が形成されて構成
されたバイアシング位相変調部およびランプ位相変調部
を設け、そのバイアシング位相変調部およびランプ位相
変調部にバイアシング電圧およびランプ電圧を印加し
て、それぞれ光ファイバコイルを伝搬する二つの光の間
に位相差を与えるとともに、光検出器の出力から光ファ
イバコイルを伝搬して干渉する二つの光の間の位相差を
検出し、その検出出力によって、その位相差が所定値に
なるようにランプ電圧の極性と周波数を制御するものが
考えられている。
計として、光ファイバコイルの一端側および他端側に、
それぞれ光導波路に対して一対の電極が形成されて構成
されたバイアシング位相変調部およびランプ位相変調部
を設け、そのバイアシング位相変調部およびランプ位相
変調部にバイアシング電圧およびランプ電圧を印加し
て、それぞれ光ファイバコイルを伝搬する二つの光の間
に位相差を与えるとともに、光検出器の出力から光ファ
イバコイルを伝搬して干渉する二つの光の間の位相差を
検出し、その検出出力によって、その位相差が所定値に
なるようにランプ電圧の極性と周波数を制御するものが
考えられている。
第８図は、従来の、このような零位法セロダイン変調方
式の光干渉角速度計の一例で、リニア位相ランプ方式の
場合である。
式の光干渉角速度計の一例で、リニア位相ランプ方式の
場合である。
光源11からの光１が光結合器13および偏光子14を通じて
光分岐結合器15に供給されて二つの5a,5bに分岐され、
その一つの光5a,5bが、一方の光5aは光ファイバコイル1
7の一端17aから、他方の光5bは光ファイバコイル17の他
端17bから、それぞれ光ファイバコイル17に供給され
て、一方の光5aは左回り光として、他方の光5bは右回り
光として、それぞれ光ファイバコイル17を伝搬し、この
光ファイバコイル17を伝搬した二つの光7a,7bが、一方
の光7aは光ファイバコイル17の他端17bから、他方の光7
bは光ファイバコイル17の一端17aから、それぞれ光分岐
結合器15に供給されて互いに干渉し、その得られた干渉
光９が偏光子14および光結合器13を通じて光検出器19に
供給されて電気信号に変換される点は、一般の光干渉角
速度計と同じである。
光分岐結合器15に供給されて二つの5a,5bに分岐され、
その一つの光5a,5bが、一方の光5aは光ファイバコイル1
7の一端17aから、他方の光5bは光ファイバコイル17の他
端17bから、それぞれ光ファイバコイル17に供給され
て、一方の光5aは左回り光として、他方の光5bは右回り
光として、それぞれ光ファイバコイル17を伝搬し、この
光ファイバコイル17を伝搬した二つの光7a,7bが、一方
の光7aは光ファイバコイル17の他端17bから、他方の光7
bは光ファイバコイル17の一端17aから、それぞれ光分岐
結合器15に供給されて互いに干渉し、その得られた干渉
光９が偏光子14および光結合器13を通じて光検出器19に
供給されて電気信号に変換される点は、一般の光干渉角
速度計と同じである。
そして、並行して形成された光導波路92および96に対し
て、それぞれ一対の電極93,94および97,98が形成されて
２個の位相変調部91および95が構成された位相変調器90
が設けられて、その光導波路92が光分岐結合器15と光フ
ァイバコイル17の一端17aとの間に接続されるととも
に、光導波路96が光分岐結合器15と光ファイバコイル17
の他端17bとの間に接続され、位相変調部91の電極93,94
間にバイアシング電圧発生回路51からバイアシング電圧
Biが印加されて位相変調部91において光ファイバコイル
17の一端17aから光ファイバコイル17に供給される光5a
および光ファイバコイル17の他端17bから光ファイバコ
イル17を伝搬して光ファイバコイル17の一端17aから光
分岐結合器15に供給される光7bの位相が偏移されるとと
もに、位相変調部95の電極97,98間にランプ電圧発生回
路61からランプ電圧Raが印加されてランプ位相変調部95
において光ファイバコイル17の他端17bから光ファイバ
コイル17に供給される光5bおよび光ファイバコイル17の
一端17aから光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバ
コイル17の他端17bから光分岐結合器15に供給される光7
aの位相が偏移され、光検出器19の出力電圧Vaが同期検
波回路71に供給されてバイアシング電圧発生回路51から
のバイアシング電圧Biにより同期検波されて光分岐結合
器15において干渉する二つの光7a,7bの間の位相差Δφ
が検出され、同期検波回路71の出力電圧VcがPIDフィル
ム（比例積分微分フィルタ）72に供給され、PIDフィル
タ72の出力電圧Veがランプ電圧発生回路61に供給され
て、上記の位相差Δφが所定値になるように、すなわ
ち、位相差Δφから位相変調部91にバイアシング電圧Bi
が印加されることによって生じる位相差を除いた、光フ
ァイバコイル17に入力角速度Ωが加えられることによっ
て生じるサニャック位相差Δφｓと位相変調部95にラン
プ電圧Raが印加されることによって生じる位相差Δφｒ
の和の位相差Δφsrがゼロまたは２πラジアンの整数倍
になるように、一般にはゼロになるように、ランプ電圧
Raの極性と周波数が制御される。
て、それぞれ一対の電極93,94および97,98が形成されて
２個の位相変調部91および95が構成された位相変調器90
が設けられて、その光導波路92が光分岐結合器15と光フ
ァイバコイル17の一端17aとの間に接続されるととも
に、光導波路96が光分岐結合器15と光ファイバコイル17
の他端17bとの間に接続され、位相変調部91の電極93,94
間にバイアシング電圧発生回路51からバイアシング電圧
Biが印加されて位相変調部91において光ファイバコイル
17の一端17aから光ファイバコイル17に供給される光5a
および光ファイバコイル17の他端17bから光ファイバコ
イル17を伝搬して光ファイバコイル17の一端17aから光
分岐結合器15に供給される光7bの位相が偏移されるとと
もに、位相変調部95の電極97,98間にランプ電圧発生回
路61からランプ電圧Raが印加されてランプ位相変調部95
において光ファイバコイル17の他端17bから光ファイバ
コイル17に供給される光5bおよび光ファイバコイル17の
一端17aから光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバ
コイル17の他端17bから光分岐結合器15に供給される光7
aの位相が偏移され、光検出器19の出力電圧Vaが同期検
波回路71に供給されてバイアシング電圧発生回路51から
のバイアシング電圧Biにより同期検波されて光分岐結合
器15において干渉する二つの光7a,7bの間の位相差Δφ
が検出され、同期検波回路71の出力電圧VcがPIDフィル
ム（比例積分微分フィルタ）72に供給され、PIDフィル
タ72の出力電圧Veがランプ電圧発生回路61に供給され
て、上記の位相差Δφが所定値になるように、すなわ
ち、位相差Δφから位相変調部91にバイアシング電圧Bi
が印加されることによって生じる位相差を除いた、光フ
ァイバコイル17に入力角速度Ωが加えられることによっ
て生じるサニャック位相差Δφｓと位相変調部95にラン
プ電圧Raが印加されることによって生じる位相差Δφｒ
の和の位相差Δφsrがゼロまたは２πラジアンの整数倍
になるように、一般にはゼロになるように、ランプ電圧
Raの極性と周波数が制御される。
バイアシング電圧Biは、光が光ファイバコイル17を伝搬
するのに要する時間τを半周期とする第２図に示すよう
な正弦波電圧で、これによる位相変調部91における位相
変調は、光ファイバコイル17を伝搬して干渉する二つの
光7a,7bの間にπ/2ラジアンの位相差を与えて光干渉角
速度計の動作点を設定するものである。
するのに要する時間τを半周期とする第２図に示すよう
な正弦波電圧で、これによる位相変調部91における位相
変調は、光ファイバコイル17を伝搬して干渉する二つの
光7a,7bの間にπ/2ラジアンの位相差を与えて光干渉角
速度計の動作点を設定するものである。
ランプ電圧Raは、第２図の実線または破線で示すような
正または負の鋸歯状波電圧で、これによる位相変調部95
における位相変調は、光ファイバコイル17を伝搬して干
渉する二つの光7a,7bの間に最大で２πラジアンの整数
倍になる、一般には２πラジアンになる位相差Δφｒを
与えて上記のようにサニャック位相差Δφｓを打ち消す
ものである。
正または負の鋸歯状波電圧で、これによる位相変調部95
における位相変調は、光ファイバコイル17を伝搬して干
渉する二つの光7a,7bの間に最大で２πラジアンの整数
倍になる、一般には２πラジアンになる位相差Δφｒを
与えて上記のようにサニャック位相差Δφｓを打ち消す
ものである。
すなわち、光分岐結合器15において干渉する二つの光7
a,7bの間の位相差Δφから位相変調部91にバイアシング
電圧Biが印加されることによって生じるものを除いたも
のは、上述したように Δφsr＝Δφｓ＋Δφｒ ……（１） で表されるが、そのサニャック位相差Δφｓは、周知の
ように で表される。ただし、Ｒは光ファイバコイル17の半径、
Ｌは光ファイバコイル17における光ファイバ長、λは光
ファイバコイル17を伝搬する光の波長、Ｃは真空中にお
ける光速である。
a,7bの間の位相差Δφから位相変調部91にバイアシング
電圧Biが印加されることによって生じるものを除いたも
のは、上述したように Δφsr＝Δφｓ＋Δφｒ ……（１） で表されるが、そのサニャック位相差Δφｓは、周知の
ように で表される。ただし、Ｒは光ファイバコイル17の半径、
Ｌは光ファイバコイル17における光ファイバ長、λは光
ファイバコイル17を伝搬する光の波長、Ｃは真空中にお
ける光速である。
そして、位相変調部95においては、光ファイバコイル17
の他端17bから光ファイバコイル17に供給される光5b
が、その時のランプ電圧Raの値に応じた位相偏移を受
け、さらにτの時間を経て、光ファイバコイル17の一端
17aから光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバコイ
ル17の他端17bから光分岐結合器15に供給される光7a
が、その時のランプ電圧Raの値に応じた位相偏移を受け
るが、入角速度Ωが右回り方向に加えられてサニャック
位相差Δφｓが負になるときは、PIDフィルタ72の出力
電圧Veによってランプ電圧Raが正の鋸歯状波電圧にされ
て、位相変調部95にランプ電圧Raが印加されることによ
って生じる上述した位相差Δφｒが第９図の左側に示す
ように正になり、入力角速度Ωが左回り方向に加えられ
てサニャック位相差Δφｓが正になるときには、PIDフ
ィルタ72の出力電圧Veによってランプ電圧Raが負の鋸歯
状波電圧にされて、上述した位相差Δφｒが第９図の右
側に示すように負になる。
の他端17bから光ファイバコイル17に供給される光5b
が、その時のランプ電圧Raの値に応じた位相偏移を受
け、さらにτの時間を経て、光ファイバコイル17の一端
17aから光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバコイ
ル17の他端17bから光分岐結合器15に供給される光7a
が、その時のランプ電圧Raの値に応じた位相偏移を受け
るが、入角速度Ωが右回り方向に加えられてサニャック
位相差Δφｓが負になるときは、PIDフィルタ72の出力
電圧Veによってランプ電圧Raが正の鋸歯状波電圧にされ
て、位相変調部95にランプ電圧Raが印加されることによ
って生じる上述した位相差Δφｒが第９図の左側に示す
ように正になり、入力角速度Ωが左回り方向に加えられ
てサニャック位相差Δφｓが正になるときには、PIDフ
ィルタ72の出力電圧Veによってランプ電圧Raが負の鋸歯
状波電圧にされて、上述した位相差Δφｒが第９図の右
側に示すように負になる。
したがって、ランプ電圧Raの周期をＴ、周波数をｆとす
ると、第９図から明らかなように となり、光ファイバコイル17における光の屈折率をｎと
すると、 の関係があるので、 となる。したがって、（１）式で表される位相差Δφsr
がゼロになるように、すなわち Δφｒ＝−Δφｓ ……（６） となるようにランプ電圧Raの極性と周波数ｆが制御され
ることによって、 となり、 で表される。ただし、入力角速度Ωが負方向である右回
り方向に加えられてランプ電圧Raが正の鋸歯状波電圧に
なるときにはｋが＋１になり、入力角速度Ωが正方向で
ある左回り方向に加えられてランプ電圧Raが負の鋸歯状
波電圧になるときにはｋが−１になる。
ると、第９図から明らかなように となり、光ファイバコイル17における光の屈折率をｎと
すると、 の関係があるので、 となる。したがって、（１）式で表される位相差Δφsr
がゼロになるように、すなわち Δφｒ＝−Δφｓ ……（６） となるようにランプ電圧Raの極性と周波数ｆが制御され
ることによって、 となり、 で表される。ただし、入力角速度Ωが負方向である右回
り方向に加えられてランプ電圧Raが正の鋸歯状波電圧に
なるときにはｋが＋１になり、入力角速度Ωが正方向で
ある左回り方向に加えられてランプ電圧Raが負の鋸歯状
波電圧になるときにはｋが−１になる。
したがって、ランプ電圧Raの極性と周波数ｆから入力角
速度Ωの方向と大きさを計測することができる。
速度Ωの方向と大きさを計測することができる。
ディジタル位相ランプ方式の場合には、系統図を省略す
るが、基準クロックによってバイアシング電圧Biとして
上述した時間τを半周期とする第４図に示すような矩形
波電圧が得られ、このバイアシング電圧Biが上述した位
相変調部91の電極93,94間に印加されるとともに、基準
クロックによって制御される制御発生回路からディジタ
ル信号が得られ、そのディジタル信号がアナログ電圧に
変換されてランプ電圧Raとして上述した時間τごとに電
圧値が階段状に変化する第４図の実線または破線で示す
ような正または負の階段波電圧が得られ、このランプ電
圧Raが上述した位相変調部95の電極97,98間に印加さ
れ、また、上述した光検出器19の出力電圧Vaが基準クロ
ックによって同期検波ないしサンプリングホールドさ
れ、その得られた電圧がディジタル信号に変換され、そ
のディジタル信号が上記の制御発生回路に供給されて、
上述した光ファイバコイル17を伝搬して干渉する二つの
光7a,7bの間の位相差Δφが所定値になるように制御発
生回路からのディジタル信号の発生が制御される。
るが、基準クロックによってバイアシング電圧Biとして
上述した時間τを半周期とする第４図に示すような矩形
波電圧が得られ、このバイアシング電圧Biが上述した位
相変調部91の電極93,94間に印加されるとともに、基準
クロックによって制御される制御発生回路からディジタ
ル信号が得られ、そのディジタル信号がアナログ電圧に
変換されてランプ電圧Raとして上述した時間τごとに電
圧値が階段状に変化する第４図の実線または破線で示す
ような正または負の階段波電圧が得られ、このランプ電
圧Raが上述した位相変調部95の電極97,98間に印加さ
れ、また、上述した光検出器19の出力電圧Vaが基準クロ
ックによって同期検波ないしサンプリングホールドさ
れ、その得られた電圧がディジタル信号に変換され、そ
のディジタル信号が上記の制御発生回路に供給されて、
上述した光ファイバコイル17を伝搬して干渉する二つの
光7a,7bの間の位相差Δφが所定値になるように制御発
生回路からのディジタル信号の発生が制御される。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した零位法セロダイン変調方式の光干渉
角速度計においては、例えば第８図に示したリニア位相
ランプ方式の場合において、ランプ電圧Raが正の鋸歯状
波電圧であるときのランプ電圧Raの立ち下がり時間およ
びランプ電圧Raが負の鋸歯状波電圧であるときのランプ
電圧Raの立ち上がり時間がゼロでないときには、第９図
から明らかなように厳密には上述した（３）式が成立せ
ず、入力角速度Ωとランプ電圧Raの周波数ｆとの関係が
（７）式ないし（８）式の関係からずれて、光干渉角速
度計の出力にスケールファクタエラーを生じるように、
鋸歯状波電圧または階段波電圧であるランプ電圧Raの立
ち上がり時間および立ち下がり時間が光干渉角速度計の
性能に大きく影響し、ランプ電圧Raの立ち上がり時間お
よび立ち下がり時間が長いほど光干渉角速度計の性能が
劣化する。
角速度計においては、例えば第８図に示したリニア位相
ランプ方式の場合において、ランプ電圧Raが正の鋸歯状
波電圧であるときのランプ電圧Raの立ち下がり時間およ
びランプ電圧Raが負の鋸歯状波電圧であるときのランプ
電圧Raの立ち上がり時間がゼロでないときには、第９図
から明らかなように厳密には上述した（３）式が成立せ
ず、入力角速度Ωとランプ電圧Raの周波数ｆとの関係が
（７）式ないし（８）式の関係からずれて、光干渉角速
度計の出力にスケールファクタエラーを生じるように、
鋸歯状波電圧または階段波電圧であるランプ電圧Raの立
ち上がり時間および立ち下がり時間が光干渉角速度計の
性能に大きく影響し、ランプ電圧Raの立ち上がり時間お
よび立ち下がり時間が長いほど光干渉角速度計の性能が
劣化する。
しかしながら、リニア位相ランプ方式の場合を第８図に
示した上述した従来の零位法セロダイン変調方式の光干
渉角速度計においては、光ファイバコイル17の片側の位
相変調部95にランプ電圧Raを印加するので、ランプ電圧
Raとして波高値（ピーク・トゥ・ピーク値）の大きなも
のを必要とし、それに伴って鋸歯状波電圧または階段波
電圧であるランプ電圧Raの立ち上がり時間および立ち下
がり時が長くなって、光干渉角速度計の性能が劣化する
不都合がある。
示した上述した従来の零位法セロダイン変調方式の光干
渉角速度計においては、光ファイバコイル17の片側の位
相変調部95にランプ電圧Raを印加するので、ランプ電圧
Raとして波高値（ピーク・トゥ・ピーク値）の大きなも
のを必要とし、それに伴って鋸歯状波電圧または階段波
電圧であるランプ電圧Raの立ち上がり時間および立ち下
がり時が長くなって、光干渉角速度計の性能が劣化する
不都合がある。
すなわち、上述した位相変調器90のような位相変調器
は、一般に、ニオブ酸リチウムなどからなる電気光学結
晶にチタンの拡散などによって光導波路を形成し、その
光導波路に対して一対の電極を形成して構成するが、こ
のような位相変調器における光の位相偏移量φは、一対
の電極の長さｌと、これに印加される電圧の値Vpに比例
し、単位長さ・単位電圧当たりの位相偏移量をＫとすれ
ば、 φ＝Ｋ・ｌ・Vp ……（９） で表される。そして、上述した従来の光干渉角速度計に
おいては、光ファイバコイル17の片側の位相変調部95の
電極97,98間にランプ電圧Raが印加されることによって
光ファイバコイル17を伝搬して干渉する二つの光7a,7b
の間に最大で２πラジアンになる位相差Δφｒが与えら
れるので、位相変調部95の電極97,98の長さをloとする
と、ランプ電圧Raの波高値Vrとしては、（９）式に φ＝２π〔rad〕,l＝lo,Vp＝Vr ……（10） を代入した ２π〔rad〕＝Ｋ・lo・Vr ……（11） から、 Vr＝２π〔rad〕/K・lo ……（12） で表される値を必要とし、例えば、 Ｋ＝50rad/V・ｍ ……（13） lo＝10mm＝10×10-3m ……（14） とすると、波高値Vrは、 Vr＝４π〔Ｖ〕≒12.6〔Ｖ〕 ……（15） という大きな値になり、鋸歯状波電圧または階段波電圧
であるランプ電圧Raの立ち上がり時間および立ち下がり
時間が長くなって、光干渉角速度計の性能が劣化する。
は、一般に、ニオブ酸リチウムなどからなる電気光学結
晶にチタンの拡散などによって光導波路を形成し、その
光導波路に対して一対の電極を形成して構成するが、こ
のような位相変調器における光の位相偏移量φは、一対
の電極の長さｌと、これに印加される電圧の値Vpに比例
し、単位長さ・単位電圧当たりの位相偏移量をＫとすれ
ば、 φ＝Ｋ・ｌ・Vp ……（９） で表される。そして、上述した従来の光干渉角速度計に
おいては、光ファイバコイル17の片側の位相変調部95の
電極97,98間にランプ電圧Raが印加されることによって
光ファイバコイル17を伝搬して干渉する二つの光7a,7b
の間に最大で２πラジアンになる位相差Δφｒが与えら
れるので、位相変調部95の電極97,98の長さをloとする
と、ランプ電圧Raの波高値Vrとしては、（９）式に φ＝２π〔rad〕,l＝lo,Vp＝Vr ……（10） を代入した ２π〔rad〕＝Ｋ・lo・Vr ……（11） から、 Vr＝２π〔rad〕/K・lo ……（12） で表される値を必要とし、例えば、 Ｋ＝50rad/V・ｍ ……（13） lo＝10mm＝10×10-3m ……（14） とすると、波高値Vrは、 Vr＝４π〔Ｖ〕≒12.6〔Ｖ〕 ……（15） という大きな値になり、鋸歯状波電圧または階段波電圧
であるランプ電圧Raの立ち上がり時間および立ち下がり
時間が長くなって、光干渉角速度計の性能が劣化する。
ちなみに、バイアシング電圧Biの波高値Vbについては、
位相変調部91の電極93,94間にバイアシング電圧Biが印
加されることによって光ファイバコイル17を伝搬して干
渉する二つの光7a,7bの間にπ/2ラジアンの位相差が与
えられるので、位相変調部91の電極93,94の長さを位相
変調部95の電極97,98の長さloと等しくすれば、上記の
ランプ電圧Raの波高値Vrの1/4になる。
位相変調部91の電極93,94間にバイアシング電圧Biが印
加されることによって光ファイバコイル17を伝搬して干
渉する二つの光7a,7bの間にπ/2ラジアンの位相差が与
えられるので、位相変調部91の電極93,94の長さを位相
変調部95の電極97,98の長さloと等しくすれば、上記の
ランプ電圧Raの波高値Vrの1/4になる。
もっとも、（11）式ないし（12）式から明らかなよう
に、電極97,98の長さloを大きくすれば、ランプ電圧Ra
の波高値Vrを小さくすることができ、鋸歯状波電圧また
は階段波電圧であるランプ電圧Raの立ち上がり時間およ
び立ち下がり時間を短くすることができる。しかしなが
ら、このように電極97,98の長さloを大きくすると、位
相変調器90の寸法が大きくなり、位相変調器90を光ファ
イバコイル17の内側に配する場合には光ファイバコイル
17のループ径を大きくしなければならないというよう
に、光干渉角速度計が大型になる不都合がある。
に、電極97,98の長さloを大きくすれば、ランプ電圧Ra
の波高値Vrを小さくすることができ、鋸歯状波電圧また
は階段波電圧であるランプ電圧Raの立ち上がり時間およ
び立ち下がり時間を短くすることができる。しかしなが
ら、このように電極97,98の長さloを大きくすると、位
相変調器90の寸法が大きくなり、位相変調器90を光ファ
イバコイル17の内側に配する場合には光ファイバコイル
17のループ径を大きくしなければならないというよう
に、光干渉角速度計が大型になる不都合がある。
そこで、この発明は、零位法セロダイン変調方式の光干
渉角速度計において、位相変調器の寸法を大きくしなく
ても、したがって光干渉角速度計の大型化をきたすこと
なく、ランプ電圧の波高値を小さくすることができ、鋸
歯状波電圧または階段波電圧であるランプ電圧の立ち上
がり時間および立ち下がり時間を短くすることができ、
光干渉角速度計の性能を高めることができるようにした
ものである。
渉角速度計において、位相変調器の寸法を大きくしなく
ても、したがって光干渉角速度計の大型化をきたすこと
なく、ランプ電圧の波高値を小さくすることができ、鋸
歯状波電圧または階段波電圧であるランプ電圧の立ち上
がり時間および立ち下がり時間を短くすることができ、
光干渉角速度計の性能を高めることができるようにした
ものである。
「課題を解決するための手段」 この発明においては、位相変調器として、一端側光導波
路および他端側光導波路と定義する二つの光導波路が並
行して形成され、その一端側光導波路に対して、それぞ
れ一対の電極が形成されて一端側バイアシング位相変調
部および一端側ランプ位相変調部が構成され、その他端
側光導波路に対して一対の電極が形成されて他端側ラン
プ位相変調部が構成されたものを設けて、その一端側光
導波路を光ファイバコイルの一端と光分岐結合器との間
に接続するとともに、その他端側光導波路を光ファイバ
コイルの他端と光分岐結合器との間に接続し、バイアシ
ング電圧を一端側バイアシング位相変調部に印加すると
ともに、ランプ電圧を一端側ランプ位相変調部および他
端側ランプ位相変調部に、同一時点において一端側ラン
プ位相変調部を通過する光と他端側ランプ位相変調部を
通過する光が互いに逆方向の位相偏移を受けるように印
加する。
路および他端側光導波路と定義する二つの光導波路が並
行して形成され、その一端側光導波路に対して、それぞ
れ一対の電極が形成されて一端側バイアシング位相変調
部および一端側ランプ位相変調部が構成され、その他端
側光導波路に対して一対の電極が形成されて他端側ラン
プ位相変調部が構成されたものを設けて、その一端側光
導波路を光ファイバコイルの一端と光分岐結合器との間
に接続するとともに、その他端側光導波路を光ファイバ
コイルの他端と光分岐結合器との間に接続し、バイアシ
ング電圧を一端側バイアシング位相変調部に印加すると
ともに、ランプ電圧を一端側ランプ位相変調部および他
端側ランプ位相変調部に、同一時点において一端側ラン
プ位相変調部を通過する光と他端側ランプ位相変調部を
通過する光が互いに逆方向の位相偏移を受けるように印
加する。
「作用」 上記のように構成された、この発明の光干渉角速度計に
おいては、光分岐結合器において分岐されて光ファイバ
コイルの一端および他端から光ファイバコイルに供給さ
れる光が、それぞれ一端側ランプ位相変調部および他端
側ランプ位相変調部において互いに逆方向の位相偏移を
受け、さらに光ファイバコイルの一端および他端から光
ファイバコイルを伝搬して光ファイバコイルの他端およ
一端から光分岐結合器に供給される光が、それぞれ他端
側ランプ位相変調部および一端側ランプ位相変調部にお
いて互いに逆方向の位相偏移を受けて、一端側ランプ位
相変調部と他端側ランプ位相変調部が、ランプ電圧によ
る位相変調によって光ファイバコイルを伝搬して干渉す
る二つの光の間に与えられる最大で２πラジアンになる
位相差Δφｒを分担する。
おいては、光分岐結合器において分岐されて光ファイバ
コイルの一端および他端から光ファイバコイルに供給さ
れる光が、それぞれ一端側ランプ位相変調部および他端
側ランプ位相変調部において互いに逆方向の位相偏移を
受け、さらに光ファイバコイルの一端および他端から光
ファイバコイルを伝搬して光ファイバコイルの他端およ
一端から光分岐結合器に供給される光が、それぞれ他端
側ランプ位相変調部および一端側ランプ位相変調部にお
いて互いに逆方向の位相偏移を受けて、一端側ランプ位
相変調部と他端側ランプ位相変調部が、ランプ電圧によ
る位相変調によって光ファイバコイルを伝搬して干渉す
る二つの光の間に与えられる最大で２πラジアンになる
位相差Δφｒを分担する。
したがって、それぞれの位相変調部における単位長さ・
単位電圧当たりの位相偏移量をＫとし、一端側ランプ位
相変調部の長さla−α、一端側バイアシング位相変調部
の長さをlo−（la−α）、他端側ランプ位相変調部の長
さをla＋α、したがって一端側ランプ位相変調部の長さ
と一端側バイアシング位相変調部の長さの和をl0、一端
側ランプ位相変調部の長さと他端側ランプ位相変調部の
長さの和を2laとすると、ランプ電圧の波高値Vrは、上
述した（９）式に φ＝２π〔rad〕,l＝2la,Vp＝Vr ……（16） を代入した ２π〔rad〕＝Ｋ・2la・Vr ……（17） すなわち π〔rad〕＝Ｋ・la・Vr ……（18） から、 Vr＝π〔rad〕/K・la ……（19） で表され、この（19）式を上述した（12）式で割ると、 となるので、 la＞lo/2 ……（21） とすることによって、（20）式で表される割合Ｇは１よ
り小さくなり、位相変調器の寸法を大きくしなくても、
したがって光干渉角速度計の大型化をきたすことなく、
ランプ電圧の波高値Vrを小さくすることができ、鋸歯状
波電圧または階段波電圧であるランプ電圧の立ち上がり
時間および立ち下がり時間を短くすることができ、光干
渉角速度計の性能を高めることができる。
単位電圧当たりの位相偏移量をＫとし、一端側ランプ位
相変調部の長さla−α、一端側バイアシング位相変調部
の長さをlo−（la−α）、他端側ランプ位相変調部の長
さをla＋α、したがって一端側ランプ位相変調部の長さ
と一端側バイアシング位相変調部の長さの和をl0、一端
側ランプ位相変調部の長さと他端側ランプ位相変調部の
長さの和を2laとすると、ランプ電圧の波高値Vrは、上
述した（９）式に φ＝２π〔rad〕,l＝2la,Vp＝Vr ……（16） を代入した ２π〔rad〕＝Ｋ・2la・Vr ……（17） すなわち π〔rad〕＝Ｋ・la・Vr ……（18） から、 Vr＝π〔rad〕/K・la ……（19） で表され、この（19）式を上述した（12）式で割ると、 となるので、 la＞lo/2 ……（21） とすることによって、（20）式で表される割合Ｇは１よ
り小さくなり、位相変調器の寸法を大きくしなくても、
したがって光干渉角速度計の大型化をきたすことなく、
ランプ電圧の波高値Vrを小さくすることができ、鋸歯状
波電圧または階段波電圧であるランプ電圧の立ち上がり
時間および立ち下がり時間を短くすることができ、光干
渉角速度計の性能を高めることができる。
「実施例」 第１図は、この発明の光干渉角速度計の一例で、ランプ
電圧が鋸歯状波電圧であるリニア位相ランプ方式の場合
である。
電圧が鋸歯状波電圧であるリニア位相ランプ方式の場合
である。
光源11、光結合器13、偏光子14、光分岐結合器15、光フ
ァイバコイル17、光検出器19、バイアシング電圧発生印
加部50を構成するバイアシング電圧発生回路51、ランプ
電圧発生印加部60を構成するランプ電圧発生回路61、お
よび同期検波回路71とPIDフィルタ72を有する位相差検
出制御部70からなる系が設けられることは、第８図に示
した従来の光干渉角速度計と同じである。
ァイバコイル17、光検出器19、バイアシング電圧発生印
加部50を構成するバイアシング電圧発生回路51、ランプ
電圧発生印加部60を構成するランプ電圧発生回路61、お
よび同期検波回路71とPIDフィルタ72を有する位相差検
出制御部70からなる系が設けられることは、第８図に示
した従来の光干渉角速度計と同じである。
そして、この発明の、この例においては、位相変調器20
として、一端側光導波路21および他端側光導波路25が並
行して形成され、その一端側光導波路21に対して、それ
ぞれ一対の電極32,33および42,43が形成されて一端側バ
イアシング位相変調部31および一端側ランプ位相変調部
41が構成され、その他端側光導波路25に対して、それぞ
れ一対の電極36,37および46,47が形成されて他端側バイ
アシング位相変調部35および他端側ランプ位相変調部45
が構成されたものが設けられて、その一端側光導波路21
が光ファイバコイル17の一端17aと光分岐結合器15との
間に接続されるとともに、その他端側光導波路25が光フ
ァイバコイル17の他端17bと光分岐結合器15との間に接
続され、バイアシング電圧発生回路51から得られる、光
が光ファイバコイル17を伝搬するのに要する時間τを半
周期とする第２図に示すような正弦波電圧であるバイア
シング電圧Biが一端側バイアシング位相変調部31および
他端側バイアシング位相変調部35に、同一時点において
一端側バイアシング位相変調部31を通過する光と他端側
バイアシング位相変調部35を通過する光が互いに逆方向
の位相偏移を受けるように印加されるとともに、ランプ
電圧発生回路61から得られる、第２図の実線または破線
で示すような正または負の鋸歯状波電圧であるランプ電
圧Raが一端側ランプ位相変調部41および他端部ランプ位
相変調部45に、同一時点において一端側ランプ位相変調
部41を通過する光と他端側ランプ位相変調部45を通過す
る光が互いに逆方向の位相偏移を受けるように印加され
る。
として、一端側光導波路21および他端側光導波路25が並
行して形成され、その一端側光導波路21に対して、それ
ぞれ一対の電極32,33および42,43が形成されて一端側バ
イアシング位相変調部31および一端側ランプ位相変調部
41が構成され、その他端側光導波路25に対して、それぞ
れ一対の電極36,37および46,47が形成されて他端側バイ
アシング位相変調部35および他端側ランプ位相変調部45
が構成されたものが設けられて、その一端側光導波路21
が光ファイバコイル17の一端17aと光分岐結合器15との
間に接続されるとともに、その他端側光導波路25が光フ
ァイバコイル17の他端17bと光分岐結合器15との間に接
続され、バイアシング電圧発生回路51から得られる、光
が光ファイバコイル17を伝搬するのに要する時間τを半
周期とする第２図に示すような正弦波電圧であるバイア
シング電圧Biが一端側バイアシング位相変調部31および
他端側バイアシング位相変調部35に、同一時点において
一端側バイアシング位相変調部31を通過する光と他端側
バイアシング位相変調部35を通過する光が互いに逆方向
の位相偏移を受けるように印加されるとともに、ランプ
電圧発生回路61から得られる、第２図の実線または破線
で示すような正または負の鋸歯状波電圧であるランプ電
圧Raが一端側ランプ位相変調部41および他端部ランプ位
相変調部45に、同一時点において一端側ランプ位相変調
部41を通過する光と他端側ランプ位相変調部45を通過す
る光が互いに逆方向の位相偏移を受けるように印加され
る。
ただし、この例は、上述したαがゼロにされる場合で、
すなわち、この例においては、第５図にも示すように、
一端側ランプ位相変調部41および他端側ランプ位相変調
部45の長さが、すなわち電極42,43および46,47の長さ
が、それぞれlaにされ、一端側バイアシング位相変調部
31および他端側バイアシング位相変調部35の長さが、す
なわち電極32,33および36,37の長さが、それぞれlo−la
にされる。もちろん、一端側ランプ位相変調部41の長さ
と他端側ランプ位相変調部45の長さの和は2laであり、
また、一端側バイアシング位相変調部31の長さと他端側
バイアシング位相変調部35の長さの和は２（lo−la）で
ある。
すなわち、この例においては、第５図にも示すように、
一端側ランプ位相変調部41および他端側ランプ位相変調
部45の長さが、すなわち電極42,43および46,47の長さ
が、それぞれlaにされ、一端側バイアシング位相変調部
31および他端側バイアシング位相変調部35の長さが、す
なわち電極32,33および36,37の長さが、それぞれlo−la
にされる。もちろん、一端側ランプ位相変調部41の長さ
と他端側ランプ位相変調部45の長さの和は2laであり、
また、一端側バイアシング位相変調部31の長さと他端側
バイアシング位相変調部35の長さの和は２（lo−la）で
ある。
したがって、この例においては、ランプ電圧Raによる一
端側ランプ位相変調部41および他端側ランプ位相変調部
45における位相変調については、光分岐結合器15におい
て分岐されて光ファイバコイル17の一端17aから光ファ
イバコイル17に供給される光5aおよび光ファイバコイル
17の他端17bから光ファイバコイル17に供給される光5b
が、それぞれ一端側ランプ位相変調部41および他端側ラ
ンプ位相変調部45において、その時のランプ電圧Raの値
に応じた互いに等量の、かつ互いに逆方向の位相偏移を
受け、さらにτの時間を経て、光ファイバコイル17の一
端17aから光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバコ
イル17の他端17bから光分岐結合器15に供給される光7a
および光ファイバコイル17の他端17bから光ファイバコ
イル17を伝搬して光ファイバコイル17の一端17aから光
分岐結合器15に供給される光7bが、それぞれ他端側ラン
プ位相変調部45および一端側ランプ位相変調部41におい
て、その時のランプ電圧Raの値に応じた互いに等量の、
かつ互いに逆方向の位相偏移を受けて、一端側ランプ位
相変調部41と他端側ランプ位相変調部45が、ランプ電圧
Raによる位相変調によって光ファイバコイル17を伝搬し
て干渉する二つの光7a,7bの間に与えられる最大で２π
ラジアンになる位相差Δφｒを均等に分担する。
端側ランプ位相変調部41および他端側ランプ位相変調部
45における位相変調については、光分岐結合器15におい
て分岐されて光ファイバコイル17の一端17aから光ファ
イバコイル17に供給される光5aおよび光ファイバコイル
17の他端17bから光ファイバコイル17に供給される光5b
が、それぞれ一端側ランプ位相変調部41および他端側ラ
ンプ位相変調部45において、その時のランプ電圧Raの値
に応じた互いに等量の、かつ互いに逆方向の位相偏移を
受け、さらにτの時間を経て、光ファイバコイル17の一
端17aから光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバコ
イル17の他端17bから光分岐結合器15に供給される光7a
および光ファイバコイル17の他端17bから光ファイバコ
イル17を伝搬して光ファイバコイル17の一端17aから光
分岐結合器15に供給される光7bが、それぞれ他端側ラン
プ位相変調部45および一端側ランプ位相変調部41におい
て、その時のランプ電圧Raの値に応じた互いに等量の、
かつ互いに逆方向の位相偏移を受けて、一端側ランプ位
相変調部41と他端側ランプ位相変調部45が、ランプ電圧
Raによる位相変調によって光ファイバコイル17を伝搬し
て干渉する二つの光7a,7bの間に与えられる最大で２π
ラジアンになる位相差Δφｒを均等に分担する。
また、バイアシング電圧Biによる一端側バイアシング位
相変調部31および他端側バイアシング位相変調部35にお
ける位相変調については、光分岐結合器15において分岐
されて光ファイバコイル17の一端17aから光ファイバコ
イル17に供給される光5aおよび光ファイバコイル７の他
端17bから光ファイバコイル17に供給される光5bが、そ
れぞれ一端側バイアシング位相変調部31および他端側バ
イアシング位相変調部35において、その時のバイアシン
グ電圧Biの値に応じた互いに等量の、かつ互いに逆方向
の位相偏移を受け、さらにτの時間を経て、光ファイバ
コイル17の一端17aから光ファイバコイル17を伝搬して
光ファイバコイル17の他端17bから光分岐結合器15に供
給される光7aおよび光ファイバコイル17の他端17bから
光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバコイル17の一
端17aから光分岐結合器15に供給される光7bが、それぞ
れ他端側バイアシング位相変調部35および一端側バイア
シング位相変調部31において、その時のバイアシング電
圧Biの値に応じた互いに等量の、かつ互いに逆方向の位
相偏移を受けて、一端側バイアシング位相変調部31と他
端側バイアシング位相変調部35が、バイアシング電圧Bi
による位相変調によって光ファイバコイル17を伝搬して
干渉する二つの光7a,7bの間に与えられるπ/2ラジアン
の位相差を均等に分担する。
相変調部31および他端側バイアシング位相変調部35にお
ける位相変調については、光分岐結合器15において分岐
されて光ファイバコイル17の一端17aから光ファイバコ
イル17に供給される光5aおよび光ファイバコイル７の他
端17bから光ファイバコイル17に供給される光5bが、そ
れぞれ一端側バイアシング位相変調部31および他端側バ
イアシング位相変調部35において、その時のバイアシン
グ電圧Biの値に応じた互いに等量の、かつ互いに逆方向
の位相偏移を受け、さらにτの時間を経て、光ファイバ
コイル17の一端17aから光ファイバコイル17を伝搬して
光ファイバコイル17の他端17bから光分岐結合器15に供
給される光7aおよび光ファイバコイル17の他端17bから
光ファイバコイル17を伝搬して光ファイバコイル17の一
端17aから光分岐結合器15に供給される光7bが、それぞ
れ他端側バイアシング位相変調部35および一端側バイア
シング位相変調部31において、その時のバイアシング電
圧Biの値に応じた互いに等量の、かつ互いに逆方向の位
相偏移を受けて、一端側バイアシング位相変調部31と他
端側バイアシング位相変調部35が、バイアシング電圧Bi
による位相変調によって光ファイバコイル17を伝搬して
干渉する二つの光7a,7bの間に与えられるπ/2ラジアン
の位相差を均等に分担する。
したがって、位相変調器20のそれぞれの位相変調部31,3
5,41,45における単位長さ・単位電圧当たりの位相偏移
量をＫとすると、上述したようにランプ電圧Raの波高値
Vrは（19）式で表され、（21）式の条件が満たされるこ
とによって（20）式で表される割合Ｇが１より小さくな
り、位相変調器20の寸法を大きくしなくても、したがっ
て光干渉角速度計の大型化をきたすことなく、ランプ電
圧Raの波高値Vrを小さくすることができ、ランプ電圧Ra
が正の鋸歯状波電圧であるときのランプ電圧Raの立ち下
がり時間およびランプ電圧Raが負の鋸歯状波電圧である
ときのランプ電圧Raの立ち上がり時間を短くすることが
でき、光干渉角速度計の性能を高めることができる。な
お、バイアシング電圧Biの波高値Vbは、（９）式に φ＝π/2〔rad〕,l＝２（lo−la）,Vp＝Vb ……（22） を代入した π/2〔rad〕＝Ｋ・２（lo−la）・Vb ……（23） から、 で表される。
5,41,45における単位長さ・単位電圧当たりの位相偏移
量をＫとすると、上述したようにランプ電圧Raの波高値
Vrは（19）式で表され、（21）式の条件が満たされるこ
とによって（20）式で表される割合Ｇが１より小さくな
り、位相変調器20の寸法を大きくしなくても、したがっ
て光干渉角速度計の大型化をきたすことなく、ランプ電
圧Raの波高値Vrを小さくすることができ、ランプ電圧Ra
が正の鋸歯状波電圧であるときのランプ電圧Raの立ち下
がり時間およびランプ電圧Raが負の鋸歯状波電圧である
ときのランプ電圧Raの立ち上がり時間を短くすることが
でき、光干渉角速度計の性能を高めることができる。な
お、バイアシング電圧Biの波高値Vbは、（９）式に φ＝π/2〔rad〕,l＝２（lo−la）,Vp＝Vb ……（22） を代入した π/2〔rad〕＝Ｋ・２（lo−la）・Vb ……（23） から、 で表される。
具体例として、Ｋおよびloが上述した（13）式および
（14）式で示される値として、 la＝8mm＝８×10-3m ……（25） lo−la＝2mm＝２×10-3m ……（26） にされる。したがって、このとき、ランプ電圧Raの波高
値Vrは、（19）式から、 Vr＝2.5π〔Ｖ〕≒7.9〔Ｖ〕 ……（27） となり、（20）式で表される割合Ｇが0.625になること
からも明らかなように、第８図に示した電極93,94およ
び97,98の長さが（14）式で示され、かつＫが（13）式
で示される従来の光干渉角速度計のそれの約63％になる
とともに、バイアシング電圧Biの波高値Vbは、（24）式
から、 Vb＝2.5π〔Ｖ〕≒7.9〔Ｖ〕 ……（28） となって、ランプ電圧Raの波高値Vrと等しくなる。
（14）式で示される値として、 la＝8mm＝８×10-3m ……（25） lo−la＝2mm＝２×10-3m ……（26） にされる。したがって、このとき、ランプ電圧Raの波高
値Vrは、（19）式から、 Vr＝2.5π〔Ｖ〕≒7.9〔Ｖ〕 ……（27） となり、（20）式で表される割合Ｇが0.625になること
からも明らかなように、第８図に示した電極93,94およ
び97,98の長さが（14）式で示され、かつＫが（13）式
で示される従来の光干渉角速度計のそれの約63％になる
とともに、バイアシング電圧Biの波高値Vbは、（24）式
から、 Vb＝2.5π〔Ｖ〕≒7.9〔Ｖ〕 ……（28） となって、ランプ電圧Raの波高値Vrと等しくなる。
なお、バイアシング電圧Biとしては正弦波電圧の代わり
に矩形波電圧が用いられてもよい。また、PIDフィルタ7
2の代わりに同様の機能を有する電気フィルタが用いら
れてもよい。
に矩形波電圧が用いられてもよい。また、PIDフィルタ7
2の代わりに同様の機能を有する電気フィルタが用いら
れてもよい。
第３図は、この発明の光干渉角速度計の他の例で、ラン
プ電圧が階段波電圧であるディジタル位相ランプ方式の
場合である。
プ電圧が階段波電圧であるディジタル位相ランプ方式の
場合である。
ディジタル位相ランプ方式の場合には、クロック発生回
路81から得られる上述した時間τを一周期とする第４図
に示すような基準クロックCoによってバイアシング電圧
発生回路51からバイアシング電圧Biとして時間τを半周
期とする第４図に示すような矩形波電圧が得られ、この
バイアシング電圧Biが一端側バイアシング位相変調部31
および他端側バイアシング位相変調部35に第１図に示し
た例と同様の態様で印加されるとともに、基準クロック
Coによって制御される制御発生回路82からディジタル信
号Drが得られ、そのディジタル信号DrがD/Aコンバータ6
5によってアナログ電圧に変換されてD/Aコンバータ65か
らランプ電圧Raとして時間τごとに電圧値が階段状に変
化する第４図の実線または破線で示すような正または負
の階段波電圧が得られ、このランプ電圧Raが一端側ラン
プ位相変調部41および他端側ランプ位相変調部45に第１
図に示した例と同様の態様で印加され、また、光検出器
19の出力電圧Vaが同期検波回路を兼ねたサンプリングホ
ールド回路74に供給されて基準クロックCoによってサン
プリングホールドされ、その得られた電圧VsがA/Dコン
バータ75によってディジタル信号Dcに変換され、そのデ
ィジタル信号Dcが制御発生回路82に供給されて、光ファ
イバコイル17を伝搬して干渉する二つの光7a,7bの間の
位相差Δφが所定値になるように制御発生回路82からの
ディジタル信号Drの発生が制御される。
路81から得られる上述した時間τを一周期とする第４図
に示すような基準クロックCoによってバイアシング電圧
発生回路51からバイアシング電圧Biとして時間τを半周
期とする第４図に示すような矩形波電圧が得られ、この
バイアシング電圧Biが一端側バイアシング位相変調部31
および他端側バイアシング位相変調部35に第１図に示し
た例と同様の態様で印加されるとともに、基準クロック
Coによって制御される制御発生回路82からディジタル信
号Drが得られ、そのディジタル信号DrがD/Aコンバータ6
5によってアナログ電圧に変換されてD/Aコンバータ65か
らランプ電圧Raとして時間τごとに電圧値が階段状に変
化する第４図の実線または破線で示すような正または負
の階段波電圧が得られ、このランプ電圧Raが一端側ラン
プ位相変調部41および他端側ランプ位相変調部45に第１
図に示した例と同様の態様で印加され、また、光検出器
19の出力電圧Vaが同期検波回路を兼ねたサンプリングホ
ールド回路74に供給されて基準クロックCoによってサン
プリングホールドされ、その得られた電圧VsがA/Dコン
バータ75によってディジタル信号Dcに変換され、そのデ
ィジタル信号Dcが制御発生回路82に供給されて、光ファ
イバコイル17を伝搬して干渉する二つの光7a,7bの間の
位相差Δφが所定値になるように制御発生回路82からの
ディジタル信号Drの発生が制御される。
したがって、この例においても、第１図に示した例と同
様の作用によって、位相変調器20の寸法を大きくしなく
ても、したがって光干渉角速度計の大型化をきたすこと
なく、ランプ電圧Raの波高値Vrを小さくすることがで
き、階段波電圧であるランプ電圧Raの立ち上がり時間お
よび立ち下がり時間を短くすることができ、光干渉角速
度計の性能を高めることができる。
様の作用によって、位相変調器20の寸法を大きくしなく
ても、したがって光干渉角速度計の大型化をきたすこと
なく、ランプ電圧Raの波高値Vrを小さくすることがで
き、階段波電圧であるランプ電圧Raの立ち上がり時間お
よび立ち下がり時間を短くすることができ、光干渉角速
度計の性能を高めることができる。
なお、バイアシング電圧Biとして矩形波電圧が用いられ
る場合には、そのバイアシング電圧Biの立ち上がり時間
および立ち下がり時間が光干渉角速度計の性能に影響
し、バイアシング電圧Biの立ち上がり時間および立ち下
がり時間が長いと光干渉角速度計の性能が劣化するが、
一端側バイアシング位相変調部31の長さと他端側バイア
シング位相変調部35の長さの和を上述した具体例の程度
に大きくすれば、バイアシング電圧Biの波高値Vbも（2
8）式で示される程度に小さくすることができ、矩形波
電圧であるバイアシング電圧Biの立ち上がり時間および
立ち下がり時間を光干渉角速度計の性能を損ねない程度
に短くすることができる。
る場合には、そのバイアシング電圧Biの立ち上がり時間
および立ち下がり時間が光干渉角速度計の性能に影響
し、バイアシング電圧Biの立ち上がり時間および立ち下
がり時間が長いと光干渉角速度計の性能が劣化するが、
一端側バイアシング位相変調部31の長さと他端側バイア
シング位相変調部35の長さの和を上述した具体例の程度
に大きくすれば、バイアシング電圧Biの波高値Vbも（2
8）式で示される程度に小さくすることができ、矩形波
電圧であるバイアシング電圧Biの立ち上がり時間および
立ち下がり時間を光干渉角速度計の性能を損ねない程度
に短くすることができる。
第６図に示す例のように、上述したαがゼロにされず
に、一端側バイアシング位相変調部31および他端側バイ
アシング位相変調部35の長さが互いに変えられ、かつ一
端側ランプ位相変調部41および他端側ランプ位相変調部
45の長さが互いに変えられてもよく、この場合も、一端
側ランプ位相変調部41の長さと他端側ランプ位相変調部
45の長さの和が2laになり、一端側バイアシング位相変
調部31の長さと他端側バイアシング位相変調部35の長さ
の和が２（lo−la）になるので、ランプ電圧Raの波高値
Vrは（19）式で表され、バイアシング電圧Biの波高値Vb
は（24）式で表される。
に、一端側バイアシング位相変調部31および他端側バイ
アシング位相変調部35の長さが互いに変えられ、かつ一
端側ランプ位相変調部41および他端側ランプ位相変調部
45の長さが互いに変えられてもよく、この場合も、一端
側ランプ位相変調部41の長さと他端側ランプ位相変調部
45の長さの和が2laになり、一端側バイアシング位相変
調部31の長さと他端側バイアシング位相変調部35の長さ
の和が２（lo−la）になるので、ランプ電圧Raの波高値
Vrは（19）式で表され、バイアシング電圧Biの波高値Vb
は（24）式で表される。
さらに、第７図に示すように、上述した他端側バイアシ
ング位相変調部35の長さがゼロにされても、すなわち他
端側光導波路25に対してはバイアシング位相変調部が設
けられなくてもよい。
ング位相変調部35の長さがゼロにされても、すなわち他
端側光導波路25に対してはバイアシング位相変調部が設
けられなくてもよい。
なお、光分岐結合器15が第１図および第３図に示す例の
ように光導波路によって構成される場合には光分岐結合
器15を位相変調器20と一体に形成することができるが、
光分岐結合器15としては光ファイバカプラが用いられて
もよい。
ように光導波路によって構成される場合には光分岐結合
器15を位相変調器20と一体に形成することができるが、
光分岐結合器15としては光ファイバカプラが用いられて
もよい。
「発明の効果」 上述したように、この発明によれば、位相変調器の寸法
を大きくしなくても、したがって光干渉角速度計の大型
化をきたすことなく、ランプ電圧の波高値を小さくする
ことができ、鋸歯状波電圧または階段波電圧であるラン
プ電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間を短くす
ることができ、光干渉角速度計の性能を高めることがで
きる。
を大きくしなくても、したがって光干渉角速度計の大型
化をきたすことなく、ランプ電圧の波高値を小さくする
ことができ、鋸歯状波電圧または階段波電圧であるラン
プ電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間を短くす
ることができ、光干渉角速度計の性能を高めることがで
きる。
第１図は、この発明の光干渉角速度計の一例を示す系統
図、第２図は、そのバイアシング電圧およびランプ電圧
の例を示す波形図、第３図は、この発明の光干渉角速度
計の他の例を示す系統図、第４図は、その基準クロッ
ク、バイアシング電圧およびランプ電圧の例を示す波形
図、第５図、第６図および第７図は、それぞれ、この発
明の光干渉角速度計における位相変調器の例を示す図、
第８図は、従来の光干渉角速度計の一例を示す系統図、
第９図は、そのランプ電圧による位相変調の態様を示す
図である。
図、第２図は、そのバイアシング電圧およびランプ電圧
の例を示す波形図、第３図は、この発明の光干渉角速度
計の他の例を示す系統図、第４図は、その基準クロッ
ク、バイアシング電圧およびランプ電圧の例を示す波形
図、第５図、第６図および第７図は、それぞれ、この発
明の光干渉角速度計における位相変調器の例を示す図、
第８図は、従来の光干渉角速度計の一例を示す系統図、
第９図は、そのランプ電圧による位相変調の態様を示す
図である。
Claims (1)
- 【請求項１】光源と、 光ファイバコイルと、 上記光源からの光を二つに分岐して上記光ファイバコイ
ルの一端および他端から上記光ファイバコイルに供給す
るとともに、上記光ファイバコイルを伝搬した二つの光
を干渉させる光分岐結合器と、 この光分岐結合器から得られる干渉光を検出する光検出
器と、 上記光ファイバコイルの一端と上記光分岐結合器との間
に接続された一端側光導波路に対して一対の電極が形成
されて構成された一端側バイアシング位相変調部、上記
一端側光導波路に対して一対の電極が形成されて構成さ
れた一端側ランプ位相変調部および上記光ファイバコイ
ルの他端と上記光分岐結合器との間に接続された他端側
光導波路に対して一対の電極が形成されて構成された他
端側ランプ位相変調部を有する位相変調器と、 バイアシング電圧を発生し、そのバイアシング電圧を上
記一端側バイアシング位相変調部に印加するバイアシン
グ電圧発生印加部と、 ランプ電圧を発生し、そのランプ電圧を上記一端側ラン
プ位相変調部および上記他端側ランプ位相変調部に、同
一時点において上記一端側ランプ位相変調部を通過する
光と上記他端側ランプ位相変調部を通過する光が互いに
逆方向の位相偏移を受けるように印加するランプ電圧発
生印加部と、 上記光検出器の出力から上記光分岐結合器において干渉
する二つの光の間の位相差を検出し、その検出出力によ
って、その位相差が所定値になるように上記ランプ電圧
発生印加部を制御する位相差検出制御部と、 を備える光干渉角速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1119297A JPH06103187B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 光干渉角速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1119297A JPH06103187B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 光干渉角速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02297013A JPH02297013A (ja) | 1990-12-07 |
| JPH06103187B2 true JPH06103187B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=14757928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1119297A Expired - Fee Related JPH06103187B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 光干渉角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103187B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2670885B1 (fr) * | 1990-12-21 | 1993-04-09 | Applic Gles Elec Meca | Gyrometre en anneau a modulateur electro-optique. |
| DE19629260C1 (de) * | 1996-07-19 | 1998-02-26 | Litef Gmbh | Elektrooptischer Phasenmodulator mit richtungsunabhängiger Impulsantwort, Anordnung von elektrooptischen Phasenmodulatoren und Verwendung eines elektrooptischen Phasenmodulators |
| DE10307525B4 (de) * | 2003-02-21 | 2006-03-16 | Litef Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Erhöhung der Auflösung eines digitalen Phasenmodulators für eine faseroptische Signalübertragungs- oder Messeinrichtung |
| CN113708206B (zh) * | 2021-08-18 | 2023-03-21 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于干涉条纹的激光阵列活塞相位控制方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622121A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Nec Corp | 光フアイバジヤイロスコ−プ |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP1119297A patent/JPH06103187B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02297013A (ja) | 1990-12-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071214 Year of fee payment: 13 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |