JPS59610A - 光フアイバジヤイロスコ−プ - Google Patents
光フアイバジヤイロスコ−プInfo
- Publication number
- JPS59610A JPS59610A JP57109918A JP10991882A JPS59610A JP S59610 A JPS59610 A JP S59610A JP 57109918 A JP57109918 A JP 57109918A JP 10991882 A JP10991882 A JP 10991882A JP S59610 A JPS59610 A JP S59610A
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- JP
- Japan
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- light
- optical fiber
- optical
- output
- output end
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Lasers (AREA)
- 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】
ｆｉｌ 発明の技術分野
本発明は角速度センサとして作用する光ファイバを用い
た光フアイバジャイロスコープに関する。
た光フアイバジャイロスコープに関する。
（２）技術の背景
ジャイロスコープは周囲の状況と無関係に最初に設定し
た一定の方向を指示する１件質を利用したものであシ、
りとえば、ジャイロスコープを搭載した動体の角速度を
検出し、運動方向、速度等を決定できる。従って、ジャ
イロスコープは飛行機、船舶等の長距離を運行する乗物
の方向指示、姿勢制御等に必須のものである。
た一定の方向を指示する１件質を利用したものであシ、
りとえば、ジャイロスコープを搭載した動体の角速度を
検出し、運動方向、速度等を決定できる。従って、ジャ
イロスコープは飛行機、船舶等の長距離を運行する乗物
の方向指示、姿勢制御等に必須のものである。
一般に、ジャイロスコープは回転体の慣性モーメントを
利用した機械的なものが主流であったが、最近、小型、
低電力、低価格等の利点を有する光フアイバジャイロス
コープが提案されている。
利用した機械的なものが主流であったが、最近、小型、
低電力、低価格等の利点を有する光フアイバジャイロス
コープが提案されている。
（３）従来技術と問題点
従来の光フアイバジャイロスコープにおいては、１本の
光ファイバをコイル状に多数回巻回している。この光フ
ァイバの両端から左回り光および右回り光を入射させる
と、ジャイロスコープの角速度Ｑに応じて左右両回り光
間に位相差Δθが発生する。これはザブナック効果と呼
ばれ、位相差△θは次式で表わされる。
光ファイバをコイル状に多数回巻回している。この光フ
ァイバの両端から左回り光および右回り光を入射させる
と、ジャイロスコープの角速度Ｑに応じて左右両回り光
間に位相差Δθが発生する。これはザブナック効果と呼
ばれ、位相差△θは次式で表わされる。
８πＬＲ
Δθン□Ω
λＣ
ただし、Ｌは７アイパ長
Ｒはファイバコイルの曲線半径
λは光波長
Ｃは真空中の光速度
左回）光および右回り光は単一モードファイバで行って
いるので、光ファイバの入力端は出力端でもあり、この
結果、光ファイバの出力端（入力端）で光分岐が必要で
ある。
いるので、光ファイバの入力端は出力端でもあり、この
結果、光ファイバの出力端（入力端）で光分岐が必要で
ある。
しかしながら、光ファイバの中では、微細な鴨折率のゆ
らぎがあり、主としてレイリー散乱と呼ばれる散乱損失
が多かれ少なかれ発生する。従って、たとえば、左回り
光の出力光と右回り光の入射光とを光ファイバの出力端
（入力端）で分岐すると、左回り光の出力光には必ず右
回り光の入射光の散乱による戻り光が雑音として混入す
る。この結果、Ｓ／Ｎ（信月／雑音）比が低いという問
題点がある。
らぎがあり、主としてレイリー散乱と呼ばれる散乱損失
が多かれ少なかれ発生する。従って、たとえば、左回り
光の出力光と右回り光の入射光とを光ファイバの出力端
（入力端）で分岐すると、左回り光の出力光には必ず右
回り光の入射光の散乱による戻り光が雑音として混入す
る。この結果、Ｓ／Ｎ（信月／雑音）比が低いという問
題点がある。
（４）発明の目的
本発明の目的は、コイル状に巻回された光ファイバを左
右回り光に対［２て別個に設けるという構想にもとづき
、光ファイバの入力端および出力端を識別するようにし
、これにより、光ファイバの出力端においてたとえば左
回り光の出力光に右回り光の戻り光を混入しないように
して、８７Ｎ比を向上せしめ、上述の従来形における問
題点を解決することにある。
右回り光に対［２て別個に設けるという構想にもとづき
、光ファイバの入力端および出力端を識別するようにし
、これにより、光ファイバの出力端においてたとえば左
回り光の出力光に右回り光の戻り光を混入しないように
して、８７Ｎ比を向上せしめ、上述の従来形における問
題点を解決することにある。
（５）発明の構成
本発明によれば、コイル状に且つ互いに平行に多数回巻
回された一対の光ファイバと、各光ファイバの入力端に
左回シ光および右回多光を同時に入射させるレーザ発生
手段と、前記各光ファイバの出力端における出力光を電
気信号に変換する第１、第２の変換手段と、該第１、第
２の変換手段の電気信号の差分を増幅する差動増幅手段
とを具備することを特徴とする光フアイバジャイロスコ
ープが提供される。
回された一対の光ファイバと、各光ファイバの入力端に
左回シ光および右回多光を同時に入射させるレーザ発生
手段と、前記各光ファイバの出力端における出力光を電
気信号に変換する第１、第２の変換手段と、該第１、第
２の変換手段の電気信号の差分を増幅する差動増幅手段
とを具備することを特徴とする光フアイバジャイロスコ
ープが提供される。
また、本発明によれば、コイル状に且つ互いに平行に多
数回巻回された一対の光ファイバと、該光ファイバの一
方の出力端に設けられた光反射−と、レーザ発生手段と
、該レーザ発生手段のレーザ光を前記各党ファイバの入
力端に左回り光および右回り光として入射させ且つ前記
各党ファイバの入力端における戻り光を受光するための
光方向性結合器と、該光方向結合器の戻如光成分を電気
信号に変換する第１の変換手段と、前記光ファイバの他
方の出力端における出力光を電気信号に変換する第２の
変換手段と、該第１、第２の変換手段の電気信号の差分
を増幅する差動増幅手段とを具備することを特徴とする
光フアイバジャイロスコープが提供される。
数回巻回された一対の光ファイバと、該光ファイバの一
方の出力端に設けられた光反射−と、レーザ発生手段と
、該レーザ発生手段のレーザ光を前記各党ファイバの入
力端に左回り光および右回り光として入射させ且つ前記
各党ファイバの入力端における戻り光を受光するための
光方向性結合器と、該光方向結合器の戻如光成分を電気
信号に変換する第１の変換手段と、前記光ファイバの他
方の出力端における出力光を電気信号に変換する第２の
変換手段と、該第１、第２の変換手段の電気信号の差分
を増幅する差動増幅手段とを具備することを特徴とする
光フアイバジャイロスコープが提供される。
（６）発明の実施例
以下、図面によシ本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明に係る光フアイバジャイロスコープの第
１の実施例を示す図である。第１図において、１は両巻
きの光７アイパコイルであって、一対の光ファイバ２−
１．２−２が互いに平行に多数回巻回されている。この
場合、光ファイバ２−１は左回り光用であり、光ファイ
バ２−２は右回り光用である。光ファイバ２−１の入力
端Ｔ１および光ファイバ２−２の入力端Ｔ２には、レー
ザ発生手段たとえばレーザダイオード２がら光方向性結
合器（３端子）３およびレンズ（図示せず）を介してレ
ーザ光が同時に入射される。また、光ファイバ２−１の
出力端Ｔ５および光ファイバ２−２の出力端Ｔ４ から
の出力光はレンズ（図示せず）を介して光／′＃を気変
換器４−１゜４−またとえばＰＩＮ７オトダイオード、
アヴアランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）に供給され
て電気信号に変換される。しかる後に、各変換器４−１
．４−２の出力信号の差分が差動増幅器５によって増幅
される。
１の実施例を示す図である。第１図において、１は両巻
きの光７アイパコイルであって、一対の光ファイバ２−
１．２−２が互いに平行に多数回巻回されている。この
場合、光ファイバ２−１は左回り光用であり、光ファイ
バ２−２は右回り光用である。光ファイバ２−１の入力
端Ｔ１および光ファイバ２−２の入力端Ｔ２には、レー
ザ発生手段たとえばレーザダイオード２がら光方向性結
合器（３端子）３およびレンズ（図示せず）を介してレ
ーザ光が同時に入射される。また、光ファイバ２−１の
出力端Ｔ５および光ファイバ２−２の出力端Ｔ４ から
の出力光はレンズ（図示せず）を介して光／′＃を気変
換器４−１゜４−またとえばＰＩＮ７オトダイオード、
アヴアランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）に供給され
て電気信号に変換される。しかる後に、各変換器４−１
．４−２の出力信号の差分が差動増幅器５によって増幅
される。
たとえば、角速度Ωに対して左回り光の位相偏移が２Δ
θで光／ｉｔ気変気密換器１に与えられると、右回り光
の位相偏移は一２Δθで光／′シ気変換器４−２に与え
られる。すなわち、差動増幅器５の出力には位相偏移４
Δθが現われることになる。
θで光／ｉｔ気変気密換器１に与えられると、右回り光
の位相偏移は一２Δθで光／′シ気変換器４−２に与え
られる。すなわち、差動増幅器５の出力には位相偏移４
Δθが現われることになる。
第１図においては、左回り光および右回り光はそれぞれ
異なる光ファイバ２−１．２−２を伝達するので、ｋ二
とえレイリ散乱等により入力端ＴＩ。
異なる光ファイバ２−１．２−２を伝達するので、ｋ二
とえレイリ散乱等により入力端ＴＩ。
Ｔ２ に戻り光があっても、その戻〃光は出力端Ｔ５゜
Ｔ４ における出力光に影響を及はさない。従って、
差動増幅器５の出力信号における８７Ｎ比は向上する。
Ｔ４ における出力光に影響を及はさない。従って、
差動増幅器５の出力信号における８７Ｎ比は向上する。
第２図は本発明に係る元ファイバジャイロスコープの第
２の実施例を示す図である。第２図においては、第１図
の場合と異なシ、光ファイバ２−２の出力端Ｔ４にはほ
ぼ１００％の光反射端６が設けられており、また、光／
電気変換器４−２は光方向性結合器（４端子）３′を介
して光ファイバ２−１の入力端Ｔ１ および光ファイ
バ２−２の入力端Ｔ２１ｃおける戻り光を受光する。た
だし、この場合、特に、光ファイバ２−２の出力端Ｔ４
には光反射端６艇設けられているので光ファイバ２−２
の入力端Ｔ２における戻り光を受光することになる。こ
の戻り光の位相偏移は一２Δθ（右回如）＋２Δθ（左
回り）＝０であって、主にレイリ散乱光に相当する。従
って、光／￥ＩＬ気変換器４−２の出力を適切な減衰器
（図示せず）を介して差動増幅器５に供給すれば、差動
増幅器５の出力にはレイリ散乱光等の影響を低減できる
。なお、この場合、差動増幅器５の出力における位相偏
移は２Δθである。
２の実施例を示す図である。第２図においては、第１図
の場合と異なシ、光ファイバ２−２の出力端Ｔ４にはほ
ぼ１００％の光反射端６が設けられており、また、光／
電気変換器４−２は光方向性結合器（４端子）３′を介
して光ファイバ２−１の入力端Ｔ１ および光ファイ
バ２−２の入力端Ｔ２１ｃおける戻り光を受光する。た
だし、この場合、特に、光ファイバ２−２の出力端Ｔ４
には光反射端６艇設けられているので光ファイバ２−２
の入力端Ｔ２における戻り光を受光することになる。こ
の戻り光の位相偏移は一２Δθ（右回如）＋２Δθ（左
回り）＝０であって、主にレイリ散乱光に相当する。従
って、光／￥ＩＬ気変換器４−２の出力を適切な減衰器
（図示せず）を介して差動増幅器５に供給すれば、差動
増幅器５の出力にはレイリ散乱光等の影響を低減できる
。なお、この場合、差動増幅器５の出力における位相偏
移は２Δθである。
第３図は本発明に係る光フアイバジャイロスコープの第
３の実施例を示す図である。第３図においては、第２図
の要素に対して半透明の光反射端７が光ファイバ２−１
の出力端Ｔ３ に付加されている。従って、この場合、
光／電気変換器４−２は光ファイバ２−１の入力端Ｔ１
における戻り光も多く受光することになる。しかし、
差動増幅器５の出力は第２図の場合とほぼ同様である。
３の実施例を示す図である。第３図においては、第２図
の要素に対して半透明の光反射端７が光ファイバ２−１
の出力端Ｔ３ に付加されている。従って、この場合、
光／電気変換器４−２は光ファイバ２−１の入力端Ｔ１
における戻り光も多く受光することになる。しかし、
差動増幅器５の出力は第２図の場合とほぼ同様である。
（７）発明の詳細
な説明したように本発明によれば、左右回り光に対して
光ファイバを別個に設けたので、たとえば左回り光の出
力には右回り光の戻り光が混入しなくなり、従って、Ｓ
／Ｎ比を向上させることができる。
光ファイバを別個に設けたので、たとえば左回り光の出
力には右回り光の戻り光が混入しなくなり、従って、Ｓ
／Ｎ比を向上させることができる。
第１図、第２図、第３図は、それぞれ、本発明に係る光
フアイバジャイロスコープの第１、第２、第３の実施例
を示す図である。 １：光フアイバコイル、 ２−１＝左回り光用光ファイバ、 ２−２：右回受光用光ファイバ、 ３．５７ａ光方向性結合器、 ４−１．４−２：光／電気変換器、 ５：差動増幅器、 ６：光反射端、 ７：半透明の光反射端。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士 山 口 昭 之
フアイバジャイロスコープの第１、第２、第３の実施例
を示す図である。 １：光フアイバコイル、 ２−１＝左回り光用光ファイバ、 ２−２：右回受光用光ファイバ、 ３．５７ａ光方向性結合器、 ４−１．４−２：光／電気変換器、 ５：差動増幅器、 ６：光反射端、 ７：半透明の光反射端。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士 山 口 昭 之
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 コイル状に且つ互いに平行に巻回された一対の光
ファイバと、各光ファイバの入力端に左回り光および右
回り光を同時に入射させるレーザ発生手段と、前記各党
７アイパの出力端における出力光を電気信号に変換する
第１．第２の変換手段と、該第１．第２の変換手段の電
気信号の差分を増幅する差動増幅手段とを具備するとと
を特徴とする光フアイバジャイロスコープ。 λ コイル状に且つ互いに平行に巻回された一対の光フ
ァイバと、該光ファイバの一方の出力端に設けられた光
反射端と、レーザ発生手段と、該レーザ発生手段のレー
ザ光を前記各光ファイバの入力端に左回り光および右回
り光として入射させ且つ前記各党ファイバの入力端にお
ける戻り光を受光するための光方向性結合器と、該光方
向結合器の戻り光成分を電気信号に変換する第１の変換
手段と、前記光ファイバの他方の出方端における出力光
を電気信号に変換する第２の変換手段と、該第１．第２
の変換手段の蝋気層号の差分を増幅する差動増幅手段と
を具備することを％漱とする光フアイバジャイロスコー
プ。 五 前記光ファイバの他方の出力端に半透明の光反射端
を付加した特許請求の範囲第２項に記載の光フアイバジ
ャイロスコープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57109918A JPS59610A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 光フアイバジヤイロスコ−プ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57109918A JPS59610A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 光フアイバジヤイロスコ−プ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59610A true JPS59610A (ja) | 1984-01-05 |
Family
ID=14522430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57109918A Pending JPS59610A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 光フアイバジヤイロスコ−プ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59610A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59170718A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-27 | Kyohei Sakuta | 光フアイバジヤイロスコ−プ |
| WO1986002721A1 (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-09 | Martin Marietta Corporation | Fiber-optic rotation rate sensor having dual interferometer loops |
| FR2611897A1 (fr) * | 1987-03-05 | 1988-09-09 | Smiths Industries Plc | Appareil pour mesurer une modulation de phase dans une fibre optique |
| JPS6442418U (ja) * | 1987-09-07 | 1989-03-14 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214809A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フアイバジヤイロ |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP57109918A patent/JPS59610A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214809A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フアイバジヤイロ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59170718A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-27 | Kyohei Sakuta | 光フアイバジヤイロスコ−プ |
| WO1986002721A1 (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-09 | Martin Marietta Corporation | Fiber-optic rotation rate sensor having dual interferometer loops |
| US4639138A (en) * | 1984-10-29 | 1987-01-27 | Martin Marietta Corporation | Fiber-optic rotation rate sensor having dual interferometer loops |
| FR2611897A1 (fr) * | 1987-03-05 | 1988-09-09 | Smiths Industries Plc | Appareil pour mesurer une modulation de phase dans une fibre optique |
| JPS6442418U (ja) * | 1987-09-07 | 1989-03-14 |
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