JPS59143386A - レ−ザジヤイロ装置 - 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】 発明の背景 本発明は、一般にレーザジャイロスコープ（単にレーザ
ジャイロとも称される）に係わり、特に、「ロックイン
」に起因するジャイロスコープ出力における誤差を除去
するための装置に関する。レーザ角速度ジャイロにおい
ては、λつの単色光ビームが、ジャイロの回転軸線の囲
りに延在する閉ループ路に沿い反対方向に進行せしめら
れる。光路は、典型的には、多角形状を有しておってそ
のコーナに、ビームを光路に沿って反射するように配置
されたミラーを有している空洞もしくはキャビティによ
り形成されている。ジャイロが回転すると、ドツプラ遷
移に起因して、一方のビームの実効路長は増大し、他方
のビームの実行路長は減少する。結合プリズムを用いる
などして、これら２つのビームをヘテロダインすること
によりビート周波数が発生され、一方このビート周波数
信号は縞パターンを発生し、この縞パターンは典型的に
はホトダイオードによって検出される。該ホトダイオー
ドは、回転速度に線形的に比例する周波数を有する正弦
波出力を発生する。ビート周波数は次式で表わされる。

上式中：Ωは回転速度を表わし、 Ａはレーザジャイロの幾何学的面積を 表わし、 λはレーザの発振波長であり、そして Ｐはレーザ発振路によって描かれる幾 何学的形状の周辺長（−周光路長）を 表わす。

上式から明らかなように、周波数差△ｆの、大きさおよ
び符号が、ジャイロの回転速度および方向を表わす。

回転速度が非常に低い時には、「ロックイン」効果によ
りエラーが生じ、周波数差が観察されない。このロック
インは、レーザ発振キャビティの主としてミラーに不完
全部分があるためのものであって、一方のレーザビーム
から他方のレーザビームへ後方散乱を発生することによ
って生じるものである。λつのビーム間の周波数分割が
小さい低い回転速度においては、一方のビームから他方
のビームへの後方散乱結合で、λつのビームは同じ周波
数で発振せしめられる。

この結果、不感帯、即ちロックイン領域が生じ、ロック
イン閾値速度もしくはロックイン限界速度は、後方散乱
の大きさによって決定される。

この不感帯においてはジャイロスロープの出力は入力に
追従しない。ジャイロスコープの入力回転速度がロック
イン閾値もしくは限界速度を越えた時に、ビームの周波
数は分離し出力パルスを発生し始める。

低回転速度ｌこおける上記のようなロックインを除去す
るためにいろいろなディザ−（震動）技術（ｄｉｔｈｅ
ｒ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　）が用いられて来ている。こ
のような従来法の１つとして、Ｈｕｔｃｈｉｎｇｓの米
国特許第９２１１９３０号明細書に開示されているよう
に、ジャイロのキャビティ路に沿って配設されているミ
ラーをディザ−（震動）する方法がある。このＨｕｔｃ
ｈｉｎｇｓの方法においては、総てのミラーを同じ周波
数で、但し３Ａ００をミラー数で割った商に等しい大き
さの位相外れを（り　　） もってディザ−（震動）することが要求される。

ミラーの各々に印加されるディザ−間の位相差を正確に
制御して、キャビティ路長を一定に維持しなければなら
ない。Ｈｕｔｃｈｉｎｇｓの教示によれば、総てのジャ
イロミラーにディザ−を加えなければならないので、キ
ャビティ路長を一定に維持する上で問題が生じている。

と言うのは、ミラー数が大きくなればなるほど、ミラー
間の位相差の正確な制御を維持するのが一層困難になる
からである。

低回転速度でのロックインを除去する別の公知の方法と
して、５ｔａａｔｓの米国特許第、？　Ａ　／　２６９
０号に開示されているような電流ディザ−技術がある。

この米国特許に開示されている電流ディザ−技術におい
ては、雑音源が設けられ、その出力は増幅されてから制
限されて、周波数およびパルス幅はランダムに可変であ
るが振幅は一定であるような矩形波が発生される。この
矩形波ならびにその移相された波は、プッシュプル増幅
器に印加される。該プッシュプル増幅器の＜ｇ　　） 出力端はレーザ゛ジャイロスコープのアノードに接続さ
れており、それにより各アノードからの電流は周波数変
調される。上記米国特許第３．１．　／　２．ｔ　９０
号の電流ディザ−技術においては、一方のアノードが動
作している時に他方のアノードは遮断されるように用い
られるとすると、レーザ発振に充分な利得が得られない
と言う問題が起り得る。λつのアノードが同時に動作し
得る場合でも、電流に与えられるディザ−は、成る回転
速度におけるロックインを除去するのには不充分である
。

ミラーディザ−または電流ディザ−のようないろいろな
ディザ−技術は単独で、零に近い回転速度におけるロッ
クインを阻止することはできるが、入力速度がディザ−
周波数の高調波である場合には、レーザジャイロの出力
に非線形性が生じ、ジャイロの精度を損なうことが判明
している。

発明の梗概 本発明によれば、従来のレーザ角速度ジャイロスコープ
について上述されたような欠点は克服される。本発明の
レーザジャイロにおいては、低回転速度におけるロック
インを阻止するための一次デイザ一手段および入力速度
が一次デイザー周波数の高調波である場合のジャイロ出
力の非線形性を除去するための二次ディザ一手段が用い
られる。

レーザジャイロスコープは、２つの反対方向に回転する
レーザビームのための閉ループ路を形成するようにコー
ナの各々に配置されたミラーを有する矩形のレーザ空洞
もしくはキャビティを具備した石英本体を有する。−次
デイザ一手段により、コつの隣接するミラーは、キャビ
ティ路長を一定に維持するためにｉｇｏｏの位相外れで
震動され、残りの２つのミラーは固定される。

この手段によれば、後方散乱での動作による低回転速度
でのロックインが除去され、後方散乱波の周波数にドツ
プラ・シフト（遷移）が生ずるが、該後方散乱波は一次
波からバイアスにより除去されるので、結合作用は最小
限度に抑制されて、周波数のロッキングもしくは固定（
ロックとも称する）は生じない。

二次ディザ一手段では、入力速度がミラーのディザ−周
波数の高調波である時にジャイロ出力における非線形性
を除去するためにジャイロの各脚における電流を差動的
に変調するための電流ディザ−（震動）が用いられる。

この電流ディザ−は、非線形成分の積分を零に高揚する
ために、周波数および振幅がランダムである。

本発明の目的および実施例に関する詳細は添付図面を参
照しての以下の説明から充分に理解されるであろう。

実施例の詳細な説明 第１図および第一図に示すように、レーザジャイロ装置
は、石英から形成することができる本体１０を備えてお
り、この本体１０にはダつのビーム路ｌ／ないし／Ｆが
設けられておって、空洞もしくはキャビティを形成して
いる。図示のキャビティは矩形であるが、リングを形成
す（／ｌ） るような三角形にすることもできるしあるいはまた他の
いろいろな多角形形態を有することも可能である。ビー
ム路内には１．？　Ｔｏｒｒの圧力で、レーザ動作に適
当なガス例えばｑｏ％のヘリウムと７０％のネオンから
なるガスが含まれている。ビーム路／／ないし／Ｆがそ
れぞれ連通しているアノード／Ａおよび／７とカソード
／ｊとの間にガス放電を発生するための適当な手段を設
けることができる。カソード１５ならびにアノード１６
および１７は、脚部もしくは辺／／ＥＬ、／２ｅＬ、／
、？ＰＬおよび／ｐａによって画定されたキャビティ路
に治って進行もしくは伝播するλつの反対方向に回転す
るレーザビームを発生する。

ミラー、２／ないし、２ダがキャビティのダつのコーナ
の各々にそれぞれ設けられておって、ビームがリングを
形成するように反射される。ジャイロスコープのビート
周波数出力は、当該技術分野で周知のようにミラーの１
つ２１と関連して設けられている検出器２Ｓによって感
知さく１２） れる。参照数字２３および、２４Ｉで示すような一つの
隣接のミラーは、−次デイザーを与えるように、それぞ
れの面に対して垂直な矢印２ｇで示す方向において周期
的に振動せしめられる。

ミラーコ３および２’ｌの各々は、それに取付けられて
いるそれぞれの駆動部２ルおよびコクによって振動され
る。他方、ミラー２１およびコλは、ジャイロ本体ＩＱ
に固着されている。ミラーコクに加えられる駆動力は、
ミラーλ３に加えられる駆動力に対して／１００の位相
外れにある。したがって、ミラーコ３の変位は、式Ａ　
５ｉｎ（ωｔ）によって表わすことができ、他方ミラー
２４Ｉの変位は式Ａ　ｓｉｎ　（ωを十π）によって表
わすことができる。

ミラーコ３およびλダのための駆動部λ６およびコクの
各々は変形バイモルフ素子から構成されている。第３図
および第３ａ図には、駆動部、２６のための基本的なコ
ウエーハ構造が示されている。ピエゾ電気円板３０およ
び３２が、ミラー、２３をも担持しているフレーム３６
の脚部３グにより担持されている。２つの円板は背中合
せに配置された接地電極３９およびｙｏ合有しており、
これら電極は接地脚部３ダに電気的に接続されている。

円板３０上の電極ダコならびに円板３．２上に設けられ
た外側の環状電極ダ３は、４ｔ４Ｉで示すように電気的
に相互接続されておって導線ａｔを介し駆動増幅器４ｔ
６によって駆動される。ミラー、２３は、参照数字Ｆ？
で示すように円板３θに結合されておって、該円板３０
により振動せしめられる。円板３２に設けられている中
心電極５０は、円板３２が振動する際に発生する電圧を
検出するのに用いられる。この電圧は、ｊλおよびｓｙ
で１ビツクオフ」されて後述のように処理される。この
構造もしくは設計によれば、ビックオフが取付けられて
いる慣用のバイモルフ素子に見られるような熱膨張によ
る不安定性が除去される。

ミラーコ３および２ダは、全キャビティ路長が変わらな
いように、互いに／ｇθ０の位相外れで震動（ディザ−
）される。したがって、リング・レーザはモード中心（
即ち利得曲線の中心にある周波数位置）に維持され、ミ
ラーの震動もしくはディザ−（ｄｉｔｈｅｒ　）で路長
には最小限度の摂動しか生じない。総てのミラーではな
くミラーのうちの２つだけしか震動（ディザ−）されな
いので、λつの震動されるミラー間の位相したがって才
たキャビティ路長は容易に制御される。

−が並進的に震動すると、レーザビームはミラー面を横
切って前後に移動する。この結果、変換定住波フィール
ドモードに関し散乱中心変位が生じ、それにより位相変
調の移相要件が満足される。さらに、ミラーの散乱群間
の変位は時間と共に変化する。ロックインの大きさに関
与するのは、これら散乱群のベクトル和である。

ミラーの振動で、正味の散乱ベクトルは時間的ｌこ変調
されて、それによりロックインがさらに軽減される。

（／！ｒ） 上述のミラーディザ−法は、ジャイロボディ全体をディ
ザ−するような現在用いられている他のバイアス法に対
して幾つかの利点を有する。

ミラーディザ−法は、ミラーがピエゾ電気変換素子をこ
よって駆動されていると言う点で純粋に光学的な方法で
はないが、ミラーの変位は、本体がディザ−されるレー
ザジャイロに与えられる変位と比較して極めて小さく、
ミラーの変位は典型的にはピーク−ピーク値が２０イン
チ台である。さらに、ミラーのディザ−周波数が高い（
９Ｋ　Ｈｚ台である）ので、衝撃とか振動のような環境
条件により生せしめられる運動に対するミラー運動の結
合度は最小限度ｌこ抑えられる。

ミラーのディザ−は、基本的な光学的キャビティに素子
を付加することなく達成されるので、ファラデイ、磁気
ミラーおよび（成る程度まで）多重発振器バイアス法に
影響を及ぼしていた熱的および磁気作用に対して鈍感で
ある。キャビティ内には、付加的な損失をもたらす素子
が存在しないので、ディザ−（震動）されるミラー（１
６） を有するジャイロは、その性能に本質的な損失を伴なう
ことなく非常に小さい寸法に減少することができる。才
た、ミラー駆動部は、密封したレーザキャビティの外部
に取付けられるので、この方法では、特定のパッケージ
および環境上の要件あるいは使用寿命に関する要件を満
すように容易にジャイロフレームの設計を変えることが
許容される。基本的設計が単純であるので、低コストで
信頼性の高い機器が得られる。

λつのディザ−されるミラーを用いることにより、低回
転速度でのロックインは阻止されるが、入力速度が、デ
ィザ−周波数の高調波である時には、体述するようにジ
ャイロ出力に非線形性が生ずることが判明した。

レーザジャイロキャビティ内に後方散乱が存在する場合
には、ビート周波数φの式は次のような形式となる。

９’／、２π−Ｂｏ＋ＢＬｓｉｎ（ψ＋Ｋ）　　　　　
　−’−・−（１）上式中Ｂｏは入力回転速度に比例し
、ＢＬはロックイン周波数であり、そしてＥはロックさ
れた合成定在波の位相である。ミラーディザ−理論から
、上式（１）は、Ｅを時間従属変数Ｋ　（ｔ）とするよ
うに修正される。ミラーはキャビティ内で縦軸方向に振
動されるので、ミラー上の個々の散乱点はビームを横切
って運動する。加えられるミラーディザ−（震動）は正
弦波で表わされるので、各ミラーからの位相外Ｅｍは次
のように表わされる。

Ｅｍ　”’　Ｂｍ　ｓｉｎ　（ωｏｔ）　　　　　　　
　　’°−（２１上式中ω。二コπｆＤであり、ｆＤは
ディザ−周波数、そしてＢｍはミラーディザ−振幅を表
わす。

上式（２）においては、各ミラーからの後方散乱分は、
作用を統計学的に平均化することができる大数の散乱の
和である。ミラー２３およびコクのλつだけが１ｇ００
の位相外れで震動される、即ちディザ−されるのである
から、全後方散乱は、ディザ−される各ミラーからの後
方散乱分の和に等しく、したがって弐ｆｌ）は次のよう
に書き換えることができる。

ψ／“−♀制２雷端：巡“、昏“？、、）１００．（３
）上式中”ｍｉは１番目のミラーのディザ−振幅であり
、そしてＢＬｌは、１番目のミラーの後方散乱からのロ
ックイン速度項である。

式（３）の解は次式で与えられる。

上式中Ｍは変調指数と称され、そしてＪｎはｎ次のベッ
セル関数である。

式（４）から、結合もしくはロックイン環に対する寄与
は、入力速度がミラーディザ−周波数ｆＤの高調波であ
る時、即ち、 Ｂｏ：Ｏ，±ｆＤ±”Ｄ＋　　　　　　　　　・・・・
（５）である時に非常に大きくなる。第９図から明らか
なようｌこ、ジャイロ出力の参照数字６０で示す非線形
性はディザ−周波数の高調波成分に集中している。

結合順Ｂｏは、零に等しい場合に、低回転速度で不感帯
才たはロックイン領域を生せしめる。

（／９） したがって、Ｍを、零時のベッセル関数Ｊ。が零に等し
くなるように選択すれば、零に近い回転速度ではロック
インは生じない。Ｊｏが零に等しくなるＭの値、即ちベ
ッセル関数の根は次の通りである。

Ｍ＝２．４ＩＯ！；　、！ｒ、ｊｔ２　、　ｇ、６！；
４Ｉ’　　　　　−−−−＋６１値Ｍ−２．ｙ　ｏ　ｓ
では、Ｊｏ二〇で、ミラーディザ−振幅Ｂ１１１の最適
値が得られる。したがってミラーのディザ−を最適化す
るためには、ミラーディザ−振幅および周波数の正確な
制御を維持することが重要である。ここでミラーのディ
ザ−振幅Ｂｍは次式で与えられる。

１１ン 上式中φは、ビームとミラーとの間の入射角であり、Ｍ
は変調指数であり、λはレーザの波長である。

変調指数Ｍがベッセル関数の１つの根である場合には、
零に近い回転速度の非線形性もしくはロックインが除去
される。しかしながら、ディザ−周波数のより高い高調
波における非線形性またはロック帯は依然として存在す
る。これらロック帯の幅は、次式で与えられる。

１２ＢＩ、Ｊｎ（Ｍ）１・・・・（８）本発明のレーザ
ジャイロ装置においては、入力が、ディザ−周波数の高
調波である時に生ずるロック帯領域でジャイロを変調し
て連続した出力が得られるようにするプラズマ電流ディ
ザ−が２次ディザ−法として採用される。

ヘリウム−ネオン放電プラズマ内には、ランクミュアの
流れ効果によって生ぜしめられるガスの運動が存在する
。孔壁近傍のほぼ／イオン平均自由走程度の厚さの層内
には、カソードから陽極ｌこ向うガスの流れが存在する
。この流れは、電子およびイオンによる孔壁へのモーメ
ントの伝達の差により生ずるものである。流れ速度は、
放電電流に比例する。その結果アノードに形成される背
圧で、孔の中心に沿いアノードカラカソードへのＰ１０
日θＩＩｓ　のガスの逆流が誘起される。孔中心に沿う
この正味体積ガス運動で、ガス分子の基準フレーム内で
、反対方向に回転するビームの利得曲線の各々は差動的
にドツプラーシフトされる。この結果、各ビームに対し
異なったモードのプッシュプル作用が生ずる。各脚部に
おけるプラズマ電流が等しい二重の脚部放電を有するジ
ャイロ装置ｌこおいては、これらの作用は相殺する。正
弦波形状、好ましくはランダムに変化するプラズマ電流
を、各脚部ｌこｉｇｏｏの位相外れで印加すれば、ビー
ムの周波数分割、即ち電流ディザ−からの寄与によるビ
ート周波数ψ。ｄは次式で与えられる。

９’Ｃ（１＝Ｐ［Ａ−ＩＢ）２１０ｓ１ｎ（ω１ｔ）　
　　　・−−−＋９＋上式中Ｐは、ジャイロのいろいろ
な物理的パラメータ（例えば孔径、ガス圧力およびガス
組成、プラズマ電圧勾配）によって決定され、Ａおよび
Ｂはそれぞれプッシュプルモード係数を表わし、■はレ
ーザの強度であり、ω１＝λπｆ１　であり、また、ｆ
ｌは電流ディザ−周波数で、１゜は電流ディザ−の振幅
である。式（３）で表わされるディザ−されるミラーに
よるビート周波数には次式で表わされる≠ｃ　ａ／２π
が付加される。

ｐ／、２　π＝＝　Ｂ　Ｏ−１−Ｉ３１Ｌ　／　Ｓｉ１
　（ψ十Ｂｍ１ｓ１ｎ（ω。１）十Ｂ　Ｌ　、２ｓｉｎ
　（ψ十Ｂ■５１ｎ（ωｏｔ十π）十ψｃＪ２π　　’
　”　”　”Ｈ入力速度がミラーのディザ−周波数の高
調波である時に生ずるロック帯をランダムに零にするの
は電流ディザ−によって生ぜしめられるこのビームの周
波数分割である。さらに、ジャイロ装置の各脚に印加さ
れるプラズマ電流は、／　ｇ００移相されているので、
残留ロック帯もしくは非線形性を平均化相殺するラング
ミュアの流れにより最大バイアス効果が得られる。

第Ｓ図に示すような電流ディザ−を可能にする回路は、
電流調整器６２を備えており、該調整器６２の定電流出
力はそれぞれの精密抵抗器６ｇおよび７０を介して加算
点６りおよび６６に結合され、そして該加算点６４！お
よび乙６はそれぞれアノード１６および１７に接続され
ている。ランダム雑音発生器７λの出力は、非反転増幅
器７４’によって増幅され、抵抗器７６を介しアノード
／６ζこ関連の加算点６グに結合される。才た、ランダ
ム雑音発生器７．２の出力は、反転増幅器７ｇに印加さ
れ、抵抗器ざθを介してアノード１７に関連の加算点６
６に結合され、その結果加算点６６およびアノード／？
に印加されるランダム電流は、加算点６グおよびアノー
ド１６に印加されるランダム電流に対しｌざｏｏの位相
外れにある。

アノードｌ乙に印加されるランダム雑音信号ならびにア
ノード１７に印加される／１００移相された雑音信号は
、入力速度がミラーディザ−周波数の高調波である時に
生ずる残留ロック帯を無効にするラングミュアの流れ作
用を生せしめる。ジャイロ装置に加えられる電流ディザ
−は、振幅ならびに周波数において共にランダムである
ので、非線形成分を積分して零にする確率は高められる
。

ディザ−される（震動される）ミラー２３および２グの
正確な制御は、第６図に示すような閉ループ帰還回路を
用い、ミラー間に位相関係を維持し、かつ第６Ａ図の制
御回路ならびにディザ−振幅を、レーザジャイロ装置が
モード中（２ｙ） 心に維持されるように制御することにより達成される。

ミラーディザ−バイアス法の実効性は、変調指数Ｍに依
存するのでディザ−振幅の制御は重要である。ミラーの
正確な制御を前提としても、次に述べるような原因から
ディザ−振幅には相当な変化が起り得る。

ｌ）　温度変動によるピエゾ電気材料の特性の変化。

コ）ピエゾ電気材料におけるヒステリシスおよび減極作
用。

３）トランスジューサ／ミラーアッセンブリ（組立体）
における機械的コンプライアンスの変化。

第６図の回路は、ミラーコ３およびコクを正確にｉｇｏ
ｏの位相外れでディザ−（震動）するように、該ミラー
２３および２４Ｉ用のピエゾ電気トランスジューサ駆動
部２６およびλりに印加される電圧を制御する。正弦波
発生器ｇλは、直列に接続されている自動利得制御回路
ｇｔ、ｔおよびブースタ増幅器ｇ６を介してピエゾ電気
トランスジューサ駆動部２６を駆動する。また、正弦波
発生器ｇ２は、ブースタ増幅器ｇ？と直列に接続されて
いる自動利得制御回路ｙｇを介してピエゾ電気トランス
ジューサ駆動部２７に接続されており、さらに該正弦波
発生器は、ピエゾ電気トランスジューサ駆動部λりがピ
エゾ電気トランスジューサ駆動部２６と／１００の位相
外れで駆動されるように、反転増幅器９θを介して利得
制御回路ｔｒｔｒに接続されている。自動利得制御回路
ｇｒｉｔおよびｇｔならびにブースタ増幅器ざ６および
Ａ’ｑは、ミラーディザ−の所望の振幅Ｂｍが得られる
ように、ピエゾ電気トランスジューサ駆動部コロおよび
２７に印加される電圧の振幅を制御する。

ピエゾ電気トランスジューサ駆動部２乙の出力は、加算
点デλの非反転入力端に帰還結合され、他方ピエゾ電気
トランスジューサ駆動部λ７の出力は、加算点９．２の
反転入力端に帰還結合される。加算点りλへの各帰還路
は、ｔｇθ０の移相を維持するために、ピエゾ電気トラ
ンスジューサ駆動部２６および、２７間における位相差
の変化を補償する。なお、このような位相変化は、ピエ
ゾ電気トランスジューサの特性、例えば温度変動によっ
て生ぜしめられるものである。ピエゾ電気トランスジュ
ーサ駆動部２乙の出力はまた、加算点タダの反転入力端
にも印加され、そしてピエゾ電気トランスジューサ駆動
部λりの出力は加算点９乙の反転入力端に印加される。

加算点？＋およびｑ６の各々は、ピエゾ電気トランスジ
ューサに印加される駆動信号の振幅が一定に維持される
ように制御する。

レーザジャイロ装置をモード中心で動作するように維持
する働きをなす制御回路が第６Ａ図に示されており、該
回路の出力は、ブースタ増幅器Ｉｒ９の第２の入力端に
接続されている線路９９に発生される。この路長制御回
路はレーザジャイロ出力の強度を検出するホトダイオー
ド検出器λ！の出力に応答する。ホトダイオードの出力
は、発生器１０１からｊＫＨｚの基準周波数が印加され
ている復調器１００に印加されて、（２７） モード中心からの移相が存在しているかどうかが判定さ
れる。移相が検出されない場合には、レーザジャイロ装
置はピーク利得で動作している。即ち、モード中心で動
作していることになる。しかしながら、移相が復調器１
００によって検出された場合には、該復調器からの誤差
信号出力が積分器１０２によって積分される、この積分
器１０２の出力は加算点ｉｏｙに印加され、該加算点Ｉ
Ｏ’ｌの他方の入力には、ＩＫＨｚの基準信号が印加さ
れる。加算点１Ｏ４ｔの出力は、ブースタ増幅器ざデを
介して参照数字、２７で示すようなピエゾ電気トランス
ジューサ駆動部の７つに印加され、それにより、移相が
零にされ、レーザジャイロはモード中心に維持される。

発生器１０／からの基準信号の周波数は、ミラーディザ
−周波数の低調波とならないようにすべき点に注意され
たい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるレーザジャイロ装置の詳細を一
部断面で示す立面図、第一図は、第（２ｇ） １図のジャイロ装置の構成要素を略示する図、第３図は
、駆動およびピック・オフ接続を備えたピエゾ電気駆動
されるミラーの斜視図、第３Ａ図は、第３図に示したミ
ラー駆動部の横断面図、第７図は、「ロックイン」と言
う問題ならびに本発明による該問題の解決を図解するグ
ラフ図、第３図は電流ディザ−回路の略図、第６図はミ
ラーディザ−制御回路の略図、そして第６Ａ図は、レー
ザキャビティ（空洞）をモード中心に維持するための制
御回路の略図である。 １０伊・ジャイロ本体、／／、／２．／３．ハｈ・ビー
ム路、／Ａ、／７拳・アノード、ｌｊ＠―カソード、　
２／、ココ、２３，２グ・　−ミラー、　、２！　・　
・検出器、コロ、コア・・駆動部、３０．３２・・円板
１．？４Ｉ・・接地脚部、３６・・フレーム、３ヂ、グ
θ、ｙ３，１Ｉ４ｔ、ｓｏ・彎電極、４ｔ６参〇増幅器
、６コー・電流調整器、６り、４４．？ｊ、？グ、りＡ
、１０グ・・加算点、６ｇ、７０・・抵抗器、りλ・・
ランダム雑音発生器、クダ・・非反転増幅器、７４．１
０・・抵抗器、７ｇ・・反転増幅器、ｇ２・・正弦波発
生器、ｔｌＩ、ｇｇ・・自動利得制御回路、＆ｉ、ざ９
・・ブースタ増幅器、９０・・反転増幅器、ｉｏｏ・・
復調器、１０／・・発生器、／θλ・・積分器。 （３／） ＜８′ く

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　２つの反対方向に回転するビームと、該ビームのロ
   ックインにより生ぜしめられるジャイロ出力の誤差を除
   去するための手段とを備えた入力回転速度を検出するた
   めのレーザジャイロ装置において、固定の周波数を有し
   、低回転速度におけるロックインを除去するための一次
   デイザ一手段と、入力回転速度が一次デイザー周波数の
   高調波である時のジャイロ装置の出力の非線形性を除去
   するための二次ディザ一手段とを備えていることを特徴
   とするレーザジャイロ装置。 ユ、前記二次ディザ一手段がジャイロ出力の非線形性を
   ランダムに零にするための手段を備えている特許請求の
   範囲第１項記載のレーザジャイロ装置。 ３　反対方向に回転するビームの各々が伝播する閉ルー
   プ路を形成する多角形状のキャビティと、前記ビームを
   反射するために前記キャビティの各コーナに配置された
   ミラーとを備えた本体を有し、−次デイザ一手段は前記
   ミラーのうち少なくともλつのミラーを振動するための
   手段を備え、振動されるミラーの各々は、振動されるミ
   ラーの他方に対して、３６００を振動されているミラー
   数で割った商に等しい位相差で振動せしめられる特許請
   求の範囲第１項記載のレーザジャイロ装置。 亭　反対方向に回転するビームの各々が伝播する閉ルー
   プ路を形成するキャビティを備えた本体を有し、前記キ
   ャビティは、前記反対方向に回転するビームを発生する
   電流が流れる第１および第２の脚部を有し、第コのディ
   ザ一手段は、非線形性を零にするために前記脚部の各々
   における電流を差動的にランダムに変調するための手段
   を備えている特許請求の範囲第１項記載のレーザジャイ
   ロ装置。 ５２つの反対方向に回転するビームが伝播する閉ループ
   路を形成するキャビティを備え、該キャビティは、前記
   反対方向に回転するビームを発生する電流が流れる第１
   および第一の脚部を有し、前記ビームのロックインによ
   って生ぜしめられるジャイロ装置の出力における非線形
   性を除去するための手段を備えている回転速度検出用の
   レーザジャイロ装置において、前記各脚部における電流
   を差動的に変調するための手段を備え、該電流は、前記
   非線形性を無くするように周波数および振幅をランダム
   に変化せしめられる回転速度検出用のレーザジャイロ装
   置。 ム　第７の脚部においては電流が第１のアノードからカ
   ソードに流れ、第２の脚部においては第一のアノードか
   ら前記カソードに電流が流れ、前記変調手段は、定電流
   出力を発生するための手段と、ランダム雑音信号を発生
   するための手段と、前記ランダム雑音信号および前記定
   電流出力を加算するための第１の手段であって、その出
   力は前記第１の脚部における電流の振幅および周波数を
   ランダムに変化するために前記第１のアノードに結合さ
   れている前記第１の手段と、前記ランダム雑音信号を反
   転するための手段と、前記反転されたランダム雑音信号
   および前記定電流出力を加算するための第一の手段であ
   って、その出力は前記第１の脚部における電流と／ざθ
   ０の位相外れにある前記第一の脚部における電流の振幅
   および周波数をランダムに変化するために前記第２のア
   、／−ドに結合されている前記第λの手段とを備えてい
   る特許請求の範囲第５項記載のレーザジャイロ装置。 ２２つの反対方向に回転するビームが伝播する閉ループ
   路を形成する多角形状のキャビティと、前記閉ループ路
   に沿いビームを反射するために前記キャビティのコーナ
   の各々に配置されたミラーとを備えた本体を有し、前記
   キャビティは前記反対方向に回転するビームを発生する
   ための電流が流れる第１および第２の脚部を有し、さら
   にビームのロックイン（３） によってジャイロ装置の出力に生ずる誤差を除去するた
   めの手段を備えている回転速度検出用のレーザジャイロ
   装置において、前記総てのミラーではなく少なくとも２
   つのミラーを、ミラーの表面に対して垂直な方向で同じ
   周波数で振動するための一次デイザ一手段であって、前
   記振動されるミラーの各々は、低回転速度におけるロッ
   クインを除去するために、振動されるミラーの他方に対
   して３６００を振動されているミラー数で割った商に等
   しい位相差で振動するようにされるための前記−次デイ
   ザ一手段と、前記非線形性を無くするために、前記脚部
   の各々において流れる電流をランダムに差動的に変調す
   るための二次ディザ一手段とを備えている回転数検出用
   のレーザジャイロ装置。