JPS61277013A - 光フアイバセンサ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光ファイバセンサに関するものであり、更に
詳述するならば、異なる方向、次元または種類の測定を
可能とする光ファイバセンサに関するものである。

従来の技術 現在、光ファイバを利用しての様々な測定装置が開発さ
れ、広い分野での利用が試みられている。

例えばζ回転速度を測定する光フアイバジャイロ、温度
や圧力を測定する光ハイドロホンなど様々な測定装置が
既に開発されている。このように光ファイバをセンサと
して利用すると、光及びその光が伝搬する光ファイバが
磁界や電界の影響を受けにくいため、シールドの問題な
くどのような環境でも使用できる。また、光ファイバを
利用することにより、小型化でき、且つ、可動部分を完
全になくすことかできる。それ故、光ファイバを利用し
ての物理量の測定は更に広く活用されていくと考えられ
る。

そのような光ファイバセンサの代表的な例として、次に
光フアイバジャイロを説明する。

（ａ）　　光フアイバジャイロの［理 現在、航空機、飛翔体、自動車、ロボットなどのナビゲ
ーションや姿勢制御のための角速度センサとしてジャイ
ロが使用されるでいる。このジャイロを使用すれば、角
速度だけでなく、それを積分することにより方位などの
データも得ることができる。

そのようなジャイロの中で、光フアイバジャイロは、可
動部が全くなく且つ小型化が可能であり、更に、最小検
出可能角速度（感度）、ドリフト、画側範囲（ダイナミ
ックレンジ）、スケールフ・アクタの安定性の点におい
て、従来のジャイロに比較して優れているために、近年
注目され開発されている。

そのような光フアイバジャイロの例は、例えば、ギヤ口
しンジテー、ジー１、ブカロ　ジュー。ニー。

他「光ファイバセンサ技術」　アイ　イーイーイージャ
ーナルオブカンタムエレクトロニクス（Ｇｉａｌｌｏｒ
ｅｎｚｉ　Ｔ、ＧｌＢｕｃａｒｏ　Ｊ、Ａ、　ｅｔ　ａ
ｌ　”０ｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒ　　５ｅｎｓｏｒ　　
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”、　　ｔＢＢＢ　　Ｊ、　　ｏ
ｆ　　ＱｕａｎｔｕｍＢｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）　ＱＢ
−１８，Ｎｏ、４．　　ｐｐ６２６−６６２（１９８２
）やタラショウ及びアイ、ピー、ギレス「光フアイバジ
ャイロスコープ」ジャーナルオブフィジクスエレクトロ
ニクスサイエンスインストルメント（Ｃｕｌｓｈａｗａ
ｎｄ　１．Ｐ、　Ｇ１１ｅｓ　”Ｆｉｂｅｒ　０ｐｔｉ
ｃ　Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ”Ｊ、Ｐｈｙｓ、Ｂ：Ｓｃｉ
　Ｉｎｓｔｒｕｍ、　）　１６　ＰＰ５−１５．　　（
１９８３）や、坪用、大塚「光フアイバジャイロスコー
プ」レーザ研究、１１．　Ｎｏ、１２．　ｐｐ８８９−
９０２　（１９８３）などに詳しく示されている。

ここで、光フアイバジャイロの原理を第２図を参照して
説明する。

発光素子１０からの光をビームスプリッタ１２により分
割して、コイル状に多数回シングルモード光ファイバ１
８を巻回した光フアイバループすなわちセンサコイル２
０の両端に人力して、センサコイル２０に右回り（ＣＷ
）と左回り（ＣＣＷ）に光を伝搬させる。そのとき、セ
ンサコイル２ｏが角速度Ωで回転していると、右回り光
、左回り光に位相差Δθが生じ、Δθを測定することに
よって角速度Ωを検出するものである。

センサコイル２０の中を右回りに伝搬した光及び左回り
に伝搬した光の電界の強さＥ、、Ｅ、は、次のように表
される。

但し、Ｅｌ、Ｅ２＝左回り光及び右回り光の振幅ω：光
の角周波数 ｔ：時間 Δθ：サニャック効果による位相差 そのように位相差へ〇が生じた左回り光と右回り光とを
ビームスプリッタ１２で合成して、受光素子２６に入射
する。その受光素子２６の検出強度から、位相差Δ′θ
を知ることができる。その位相差Δθは、次のように表
すことができる。

但し、Ｌ：センサコイルのファイバ長 ａ：センサコイルの半径 Ｃ：真空中の光速度 λ：光の波長 Ω：回転角速度 これをす÷ヤック効果という。

位相差Δθの検出方法には多様なものがあり、様々なも
のが提案されている。

最も簡単に、左回り光、右回り光の和を、受光素子で二
乗検波すると、出力Ｉは、 Ｉｃｘ：　（４＋ｃｏｓ（Δθ））・・・・（２）とい
う形になる。

これはＣＯＳの中にΔθがあるので、Δθが０に近い時
の感度が悪いという欠点がある。

そこで、左回り、右回りの光のいずれかの位相を９０°
ずらして、二乗検波するという光学機構が提案されてい
る。この場合、出力Ｉは、ｌ　ｃｘ　（１＋５ｉｎ（八
〇＞　）　　−・−−（３）の形になるから、ΔθがＯ
に近い時の感度が良い。

しかし、いずれか一方の光を分離するためには、光路を
分離するための新たなビームスプリッタ５が３つ必要に
なる。また、分離された光路の長さを常に等しくしてお
かなければならない。

ΔθがＯに近い時の感度の改善を、上述したように静的
な光学的な検出機構によって行うには、上記のような難
点がある。

ら）位相変調方式光フアイバジャイロ そこで、動的な機構によって、Δθを検出しようとする
光フアイバジャイロも多く提案されている。例えば、位
相変調方式、周波数変調方式などである。その中で、最
小検出可能角速度などの点で最も優れているものが、位
相変調方式光フアイバジャイロである。

位相変調方式光フアイバジャイロは、光ファイバのセン
サコイルの一方の端に、位相変調素子を設け、変調信号
の大きさを測定することにより位相差Δθを求める方式
である。

その位相変調方式光フアイバジャイロについて第３図を
参照して説明する 発光素子１０からの可干渉光は、ビームスプリッタ１２
により２つに分けられ、結合レンズ１４及び１６を介し
て、光ファイバ１８の両端に結合される。その光ファイ
バ１８は、センサコイル２０を構成するように巻回され
た部分と、角周波数ω、で駆動されるピエゾ素子のよう
な位相変調素子２２に巻き付けられた部分２４とに分け
られている。そして、光ファイバの両端から結合された
光は、それぞれ、光ファイバのセンサコイル２０内を右
回りと左回りに伝搬し、反対側の端部より出射し、ビー
ムスプリッタ１２により合成されて受光素子２６に入射
する。

位相変調素子をセンサコイルに対して非対称な位置に設
けると、同時に発光素子を出た光が、右回り、左回りに
分けられてセンサコイルと位相変調素子巻回部とを通過
するが、変調の時刻が異なるので、受光素子で出力を二
乗検波した時、変調信号が出力に現われる。変調信号の
振幅に△θが含まれるから、変調信号の大きさを知って
Δθを求めることができる。

例えば、位相変調器を左回り光の入射端の近傍に設けた
とする。光ファイバのセンサコイルの長さがＬ１ファイ
バコアの屈折率をｎ１光速をＣとすると、光がセンサコ
イルを通過するに要する時間τは τ＝ｎＬ／Ｃ・参Φ（４） である。

変調信号が、上記したように、角周波数の、の正弦波で
あるとする。同時に発光素子を出た光が、右回り光、左
回り光に分かれ、それぞれ位相変調を受ける時の、変調
信号の位相差φは、φ＝ωヨτ ＝ｎＬωｍ／ｃ ＝２πｆｏｎＬ／ｃ　　　・・・（５）但し、ω１＝２
πｆ。

となる。

サニヤック効果により、右回り光、左回り光は、±Δθ
／２の位相差を持つが、位相変調素子によって、位相が
さらに変調される。位相変調素子の振幅をｂとすると、
右回り光、左回り光の電界の強さＥ、、Ｅ、は、 となる。

以上のような電界強度を有する右回り光、左回り光は、
ビームスプリッタ１２で合成されて受光素子２６によっ
て二乗検波されるので、受光素子の出力Ｓ（八〇、１）
はＥｒとＥ、の和を二乗したものに比例する。

Ｓ（Δθ、Ｂ＝（Ｅ、＋ＥＬ）”　　　　−−−（ｓ）
これを計算すると、 ＋Ｄ、　Ｃ１＋（２ω以上） ・　・　・（９） 但し、Ｄ、　Ｃ，は直流成分を意味する。

（２ω以上）は、光の角振動数の２倍の振動数の項とい
う意味である。なお、これは検出器にはかからないので
０である。

となる。かくして、位相変調素子によりもたらされる位
相差φがあるので、Δθを、変調信号の振幅に関係づけ
て得ることができる。

そこで、Ｄ、　Ｃ，を省略して、Ｓ（Δθ、１）をベッ
セル函数を使って級数展開する。

・・・αＱ ベッセル函数の母函数展開から、 ｎ＝−■ ｎ＝−閃 と表すことができる。（１２）式の実数部、虚数部の展
開から、６口式のｃｏｓ、　ｓｉｎの部分の級数展開を
得ることができる。Ｓ（Δθ、１）を、これらの部分に
分けて、 Ｓ（Δθ、１） ＝（ＳｃｃｏｓΔθ＋３．ｓｉｎΔθ）Ｅ１Ｅ２　・・
（１３）と書くと、θ−θ十π／２の変換をした後、Ｊ
−、（ｘ）　＝（−）”Ｊ、、（ｘ）　　　　・・・（
１４）但し、ｎは正の整数 という性質を使って、 φ ξ＝　２ｂ　ｓｉｎ　−φ・φ（１５）とおいて、上記
ＳｃとＳｓを書くと、 Ｓｃ”Ｊｏ（ξ） ・　・　・（１６） ・　・　・（１７） となる。そこで、再び、Ｓ（Δθ、１）を表すと次の如
くである。

Ｓ（Δθ、１） ＝　’Ａ　（Ｅ　＋　”　十Ｅ　２’）　＋　（２ωを
以上の成分）＋　Ｅ　Ｉ　Ｅ　２　Ｊ　ｏ（ξ）ｃｏｓ
Δθ・・・αＯ” ＝ＤＣ成分 ＋２ＥＩＥ２Ｊｌ（ξ）ｃｏｓ　０ｍｔ−５ｉｎΔθ２
ＥＩＥ２．Ｌ２（ξ）ｃｏｓ　２ω、ｔ’ｃｏｓΔθ＋
高次成分　　　　　　　　　　　　・・・α１°゛これ
は、変調信号ω、の基本波と、高周波信号の級数和であ
る。

適当なフィルタを使えば、基本波ω、又は任意の次数の
高調波の信号を取り出すことができる。

どの信号を採用しても、ｃｏｓΔθ又はｓｉｎΔθの大
きさを知ることができる。

その場合、その次数のベッセル函数Ｊ、、（ξ）の値が
大きくなるよう、位相変調素子による変調の振幅ｂ１変
調角周波数ω１、センサコイル通過時間τを設定すべき
である。

最も高感度が期待できるのは、（１７）式の１次の項（
ｎ＝ｏ）すなわちαＱ″″式の右辺第２項である。

これは、基本波成分である。この基本波成分をＰ（Δθ
、１）とすると、 Ｐ（Δθ、１） ＝２Ｅ、Ｅ２Ｊ、（ξ）ｃｏｓ　ω＠　ｔ−５ｉｎΔθ
・・・（１８） である。かくして、ｓｉｎΔθに比例した出力かえられ
、基本波成分の振幅を求めて、Δθを知ることができる
。

発明が解決しようとする問題点 以上のような光フアイバジャイロを搭載して運動する移
動体の中には、航空機やロケット更にはミサイルなどの
ように、３次元空間を運動するものが多い。そのような
移動体の角速度を測定するには、３つの光フアイバジャ
イロを従来設備していた。また、角速度と圧力とを測定
する場合には、例えば光フアイバジャイロと光ハイドロ
ホンとをそれぞれ設備しなければならない。

しかし、例えば、３つの光フアイバジャイロからなる角
速度測定装置を搭載することは、まず、装置全体が大損
りとなる問題がある。

また、光源や受光素子が各センサとも同一条件で動作す
るように調整することが必要であるが、その調整は非常
に面倒である。なぜならば、もし同一条件が確保できな
ければ、各測定項目のスケールの同一性を維持できず、
測定に信頼性が保てなくなるからである。例えば、３次
元の各方向のスケールが一致しなければ、その合成によ
り得られる移動方向及びその移動方向の速度が信頼でき
なくなり、正確なナビゲーションや姿勢制御は図り難い
。従って、必要な調整の箇所が増加することは大きな問
題である。

また、個々の光ファイバセンサにとっても、光源及び受
光素子は、測定の信頼性確保上安定動作が必要であり、
そのため、安定な駆動が必要となる。従って、光源及び
受光素子に付属する装置は、高価であり且つその調整が
面倒である。それ故、光ファイバセンサを複数設備する
ことは、非常な費用を要していた。

以上のように、従来は、測定する方向、次元や種類が異
なると、それぞれ独立して光ファイバセンサを設備して
おり、費用が掛り、また、装置全体が大型化する問題が
あった。

そこで、本発明は、上記問題を解決して、方向、次元ま
たは種類が異なる項目を測定できると共に、必要な調整
箇所が少なく比較的簡単且つ小型で、安価な光ファイバ
センサを提供せんとするものである。

問題を解決するための手段 本発明は、上記目的のために種々研究し、多くの光ファ
イバセンサにおいては伝搬光を位相変調または周波数変
調していることに着目した。すなわち、変調周波数が異
なれば、複数のセンサ用光ファイバを伝搬した光を同一
の受光素子で受けても、変調周波数により分離すること
か可能である。

本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明によるならば、センサ用光ファイバを
伝搬する伝搬光を変調して、その伝搬した光の変調成分
を検出することにより物理量を測定する光ファイバセン
サにおいて、複数のセンサ用光ファイバを有し、各セン
サ用光ファイバを伝搬する光を互いに異なる周波数で変
調すると共に、各センサ用光ファイバを伝搬した光を同
一の受光素子で検出し、該受光素子の出力から各変調周
波数成分を分離して各センサ用光ファイバにより検出し
た物理量を測定する。

詐Ｊ 以上のような光ファイバセンサによれば、各センサ用光
ファイバを伝１般した光の成分が、変調周波数により分
離抽出することができる。従って、その分離抽出した成
分により測定を実施すれば、各センサ用光ファイバに割
り当てられた項目の測定を、他のセンサ用光ファイバを
伝搬した光に影響されることな〈実施することができる
。

実施例 以下添付図面を参照して本発明による光ファイバセンサ
の実施例を説明する。

第１図は、本発明を実施した位相変調方式光フアイバジ
ャイロの１実施例の構成を示した図である。この位相変
調方式光フアイバジャイロは、光フアイバジャイロの基
本的条件を備えた最小構成を成している。なお、最小構
成については、イゼキールエス、及びアーディティ　エ
イチ、ジェー。

「光フアイバ回転センサ」スプリンガーーフエアラーク
ベルリン（Ｂｚｅｋｉｌ　Ｓ、　ａｎｄ　Ａｒｄｉｔｔ
ｙ　ＨｏＪ。

”Ｆｉｂｅｒ　０ｐｔｉｃ　Ｒｏｔａｔｉｏｎ　５ｅｎ
ｓｏｒｓ”、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−ＶｅｒｌａｇＢｅｒｌ
ｉ口、）　１９８２に詳しい説明がある。

図示の位相変調方式光フアイバジャイロにおいては、発
光素子３０のような光源が設けられ、電源（不図示）に
より駆動されて、光ビームを発生する。なお、光源とし
ては、Ｈｅ　−Ｎｅレーザ、半導体レーザ、スーパール
ミネッセントダイオードなどが使用できる。その発光素
子３０が発生する光ビームは、直列に並んだハーフミラ
−のようなビームスプリッタ３２．３４．３６に送られ
る。ビームスプリッタ３２は、光を受光素子３８に分岐
するためのものであり、また、ビームスプリッタ３４及
び３６は、光源３０からの光を３つに分岐すると共に３
つの光を１つのまとめるものである。

ビームスプリッタ３４で分岐された光ビームは、ハーフ
ミラ−のようなビームスプリッタ４０に送られ、そのビ
ームスプリッタ４０で２つに分けられた光ビームは、第
１の光ファイバ４２の両端に結合される。

同様に、ビームスプリッタ３６で分岐された２つの光ビ
ームは、それぞれ、ハーフミラ−のようなビームスプリ
ッタ４４及び４６に送られる。そして、それらビームス
プリッタ４０でそれぞれ２つに分けられた光ビームは、
それぞれ、第２及び第３の光ファイバ４８及び５０の両
端に結合される。

これら３つの光ファイバ４２．４８及び５０は、それぞ
れ、光ファイバセンサを構成するように、多数回コイル
状に巻かれてセンサコイル４２Ａ、４８Ａ及び５０Ａと
、圧電振動素子５２．５４及び５６にそれぞれ巻き付け
られた部分４２Ｂ、４８Ｂ及び５０Ｂとからなっている
。そして、センサコイル４２Ａ、４８Ａ及び５０Ａは、
直交３次元座標の各面、ＸＹ面、ＹＺ面、ＺＸ面にそれ
ぞれ配置されている。

また、圧電振動素子５２．５４及び５６は、それぞれ位
相変調用の交流励振電源５８．６０及び６２に接続され
、それぞれ角周波数ω、１、ω、２及びωｐ３の交流で
駆動されるようになされている。

３つの光ファイバ４２．４８及び５０をそれぞれ右回り
と左回りとに伝搬した光ビームは、光ファイバ４２．４
８及び５０のそれぞれの両端から出力されて、ビームス
プリッタ４０．４４及び４６により合成され、更に、ビ
ームスプリッタ３４及び３６によりまとめられ、ビーム
スプリッタ３２を介して、受光素子３８に入射する。

その受光素子の電気出力は、３つの同期検波器６４．６
６及び６８の入力に接続されている。それら同期検波器
６４．６６及び６８は、上述した圧電振動素子５２．５
４及び５６と同様に、位相変調用の交流励振電源５８．
６０及び６２に接続され、それぞれ角周波数ω２８、ω
２□及びωｐ３の交流を受けるようになされている。

そして、それら同期検波器６４．６６及び６８の出力は
、それぞれローパスフィルタ７０．７２及び７４を介し
て出力される。かくして、同期検波器６４．６６及び６
８は、角周波数ω、１、ωＰ２及びωｐ３の成分を抽出
し、ローパスフィルタ７０．７２及び７４は、角周波数
ω□、ω、２及びω１．の成分の中からｓｉｎΔθに対
応する信号成分を抽出して出力する。

以上のように構成される位相変調方式光フアイバジャイ
ロは、次のように動作する。

電源により駆動される発光素子３０からの光ビームは、
ビームスプリッタ３２を通過して、ビームスプリッタ３
４．３６で３つに分岐され、更に、ビームスプリッタ４
０．４４．４６によりぞれぞれ２つに分岐されて光ファ
イバ４２．４８．５０の両端に結合される。

これら光ファイバ４２．４８．５０に入力された光ビー
ムは、回転を受けているセンサコイル４２Ａ、４８Ａ５
０Ａの部分で位相差ができ、また、交流励振電源５８．
６０．６２からの角周波数ω□、ωｐ２及びω、３の交
流で駆動される圧電振動素子５２．５４及び５６にそれ
ぞれ巻き付けられた部分４２Ｂ、４８Ｂ及び５０Ｂにお
いて位相変調される。

そのように光ファイバ４２．４８．５０においてそれぞ
れ位相差ができ且つ位相変調された右回り光ビームと左
回り光ビームは、光ファイバ４２．４８．５０のそれぞ
れの両端から出力されて、ビームスプリッタ４０．４４
．４６により合成され、更に、ビームスプリッタ３４．
３６によりまとめられ、ビームスプリッタ３２を介して
受光素子３８に入射する。

ここで、その受光素子３８の出力を式で表すと以下のよ
うになる。

■　（Δθ１、Δθ２、△θ３） ＝ＤＣ成分 ＋高調波成分 但し、ｂ、、、φ。は、ｎ番目の光ファイバコイルの位
相変調に関する定数 Δθ。は、ｎ番目の光ファイバコイルの受けるサニヤッ
ク効果による位相差 Ｅ　ｎ　ｌ　Ｎ　Ｅ　ｎ　２は、ｎ番目の光ファイバコ
イルの左右両回り光の振幅 そのような受光素子の電気出力は、交流励振電源５８．
６０．６２から、圧電振動素子５２．５４及び５６の駆
動角周波数ωＰｉｓω２゜及びω、３の交流を参照角周
波数として受けている同期検波器６４．６６及び６８に
入力される。

同期検波器６４は、角周波数ωｐ１を参照角周波数とし
て受けているので、その角周波数ω、１の成分の交流信
号を出力し、かくして、ローパスフィルタ７０は、ＸＹ
面にあるセンサコイル４２Δに右いて発生した位相差Δ
θ１を示す電圧信号を出力する。

すなわち、Ｚ軸を中心としての回転の角速度を測定する
ことができる。

また、同期検波器６６は、角周波数ω、２を参照角周波
数として受けているので、その角周波数の２□の成分の
交流信号を出力し、かくして、ローパスフィルタ７２は
、ＹＺ面にあるセンサコイル４８Ａにおいて発生した位
相差Δθ２を示す電圧信号を出力する。すなわち、Ｘ軸
を中心としての回転の角速度を測定することができる。

そして、同期検波器６６は、角周波数の、３を参照角周
波数として受けているので、その角周波数ωｐ３の成分
の交流信号を出力し、かくして、ローパスフィルタ７４
は、センサコイル５０Ａにおいて発生した位相差Δθコ
を示す電圧信号を出力する。すなわち、Ｙ軸を中心とし
ての回転の角速度を測定することができる。

それ故、３つのローパスフィルタの出力からＸ１Ｙ、Ｚ
の３方向の角速度を得ることができ、それらを合成する
ことにより、移動方向及びその移動方向の速度を求める
ことができる。

なお、以上の位相変調方式光フアイバジャイロは、３つ
のセンサコイルを有しているが、測定上必要であれば、
４またはそれ以上のセンサコイルｌけてもよい。いずれ
にしても、センサコイルごとに位相変調周波数が異なる
ようにすると共に、各位相変調周波数で受光素子の電気
出力を同期検波するなどして、該当変調周波数の成分を
分離抽出すればよい。

また、上記実施例では、光源を共通にしているが、各セ
ンサ用光ファイバごとにそれぞれ独立に光源を設けても
よい。

上記実施例は、角速度測定用の光フアイバジャイロに本
発明を適用してものである。しかし、本発明は、複数の
センサ光ファイバを有する光ハイドロホンに適用するな
ど、ほかの光ファイバセンサにも適用できる。更には、
センサコイルの用途を、角速度測定と温度測定と圧力測
定などのように互いに異なる複数種類の測定に使用する
こともできる。

以上の実施例において、光源及び受光素子は、複数のセ
ンサ用光ファイバに共通である。従って、測定の信頼性
確保上安定な駆動が必要である光源及び受光素子は、そ
れぞれ１つであるので、面倒な調整の負担は軽い。また
、そのように安定動作が要求されるために高価にならざ
るを得ない光源及び受光素子がそれぞれ１つであるので
、多項目にわたる測定ができる光ファイバセンサを、従
来に比較して安価に製造することができる。また、装置
全体を大損りにしないで済む。

また、光源と受光素子がセンサ用光ファイバに共通であ
るので、それらを調整するだけで、各センサとも同一条
件で動作させることができる。従って、上記実施例のよ
うに３方向の速度を測定する場合など、３次元の各方向
のスケールが一致し、その合成により得られる移動方向
及びその移動方向の速度の信頼性は極めて高く、正確な
ナビゲーションや姿勢制御を図るこきができる。また、
各センサ光ファイバに付属する光源と受光素子を同一条
件で動作させるための面倒な調整作業から開放され、実
用性が極めて高い。　　　　−３３」ｊ盟 以上の説明から明らかなように、本発明による光ファイ
バセンサは、受光素子が全センサ用光ファイバに共通し
ている。従って、方向、次元または種類が異なる項目を
、比較的簡単且つ小型で、安価な装置で測定することが
できる。

更に、光源も共通にすることにより、光ファイバセンサ
の中で最も測定精度に影響し且つ高価で安定駆動のため
の調整が困難な光源と受光素子との両方を全センサ用光
ファイバに共通にすることができ、装置全体を小型化で
き且つ高い信頼性を持つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した位相変調方式光フアイバジ
ャイロの光学系構成図であり、第２図は、光フアイバジ
ャイロの原理を説明する基本構成図であり、 第３図は、位相変調方式光フアイバジャイロの原理を説
明する基本構成図である。 〔主な参照番号〕 １０・・発光素子　　　１２・・ビームスプリッタ１４
．１６・・結合レンズ　　１８・・光ファイ”バ２０・
・センサコイル　　　２２・・位相変調素子２６・・受
光素子　　　　　３０・・光源３２．３４．３６．４０
．４４．４６・・ビームスプリッタ３８・・受光素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）センサ用光ファイバを伝搬する伝搬光を変調して
   、その伝搬した光の変調成分を検出することにより物理
   量を測定する光ファイバセンサにおいて、複数のセンサ
   用光ファイバを有し、各センサ用光ファイバを伝搬する
   光を互いに異なる周波数で位相変調すると共に、各セン
   サ用光ファイバを伝搬した光を同一の受光素子で検出し
   、該受光素子の出力から各変調周波数成分を分離して各
   センサ用光ファイバにより検出した物理量を測定するこ
   とを特徴とする光ファイバセンサ。
2. （２）各センサ用光ファイバには、同一光源から光が結
   合されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の光ファイバセンサ。
3. （３）前記センサ用光ファイバの各々は、光ファイバコ
   イルであり、該光ファイバコイルが受ける角速度を検出
   することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または
   第（２）項のいずれかに記載の光ファイバセンサ。
4. （４）前記光ファイバコイルは３つあり、直交３次元座
   標の各面に配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第（３）項記載の光ファイバセンサ。