JPH08313269A - いくつかの軸の周りの回転速度の測定方法、及びこの測定方法を用いた干渉計型ジャイロスコープ - Google Patents
いくつかの軸の周りの回転速度の測定方法、及びこの測定方法を用いた干渉計型ジャイロスコープInfo
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単一の光源を用い、共通の光検出器と共通の
電子処理装置を用いた信号の時間的多重化を、スイッチ
を必要とせずに可能にする。 【解決手段】 光源と光検出器は共通で、制御された位
相差δФc,i は、共通変調周期Ｔm と共通振幅を持った
バイアス成分δФm,i （４２、４５、４６）を有する。
各半周期Ｔm/２はＮ個の時間間隔δｔi に分割されてい
るので、各干渉計Ｉi と関連したバイアス成分δФm,i
の符号の変化は、一つ及び唯一の時間間隔δｔi の始め
に生成される。サニヤック位相シフトδФs,i は、Ｎ個
の時間間隔δｔi に係る信号をサンプリングすることに
より得られる。
電子処理装置を用いた信号の時間的多重化を、スイッチ
を必要とせずに可能にする。 【解決手段】 光源と光検出器は共通で、制御された位
相差δФc,i は、共通変調周期Ｔm と共通振幅を持った
バイアス成分δФm,i （４２、４５、４６）を有する。
各半周期Ｔm/２はＮ個の時間間隔δｔi に分割されてい
るので、各干渉計Ｉi と関連したバイアス成分δФm,i
の符号の変化は、一つ及び唯一の時間間隔δｔi の始め
に生成される。サニヤック位相シフトδФs,i は、Ｎ個
の時間間隔δｔi に係る信号をサンプリングすることに
より得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いくつかの軸の周
りの回転速度を測定するための方法、及びこの方法を具
体化する光ファイバー干渉計型ジャイロスコープに関す
る。
りの回転速度を測定するための方法、及びこの方法を具
体化する光ファイバー干渉計型ジャイロスコープに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ナビゲーション、ガイダンス、及び安定
システムは通常いくつかの回転測定軸を用いる。視界の
ラインを安定させるための２つの直交する軸、ナビゲー
ションとガイダンスのための３つの直交する軸、余分に
必要なときは４つまたはそれ以上である。可動体の角張
った位置を測定するためには、３つの軸が必要である。
このタイプのシステムは電源とレシーバを有する独立し
た光ジャイロスコープを使うことができる。これらの装
置はよく知られており、必要な測定はこれらのいくつか
を置くことによりできる。
システムは通常いくつかの回転測定軸を用いる。視界の
ラインを安定させるための２つの直交する軸、ナビゲー
ションとガイダンスのための３つの直交する軸、余分に
必要なときは４つまたはそれ以上である。可動体の角張
った位置を測定するためには、３つの軸が必要である。
このタイプのシステムは電源とレシーバを有する独立し
た光ジャイロスコープを使うことができる。これらの装
置はよく知られており、必要な測定はこれらのいくつか
を置くことによりできる。
【０００３】しかし、価格、小型化、そして信頼性の理
由から、構成要素の数を減らすことが好ましい。これ
は、種々の軸に関して、測定する手段にいくつかの共通
の要素を使うことによりできる。”多軸ジャイロスコー
プ”と呼ばれる、いくつかの軸の周りの回転速度を測定
するために用いられるいくつかのジャイロスコープが、
最近提案されている。これらのジャイロスコープは各測
定法のためにサニヤック（Sagnac）リング干渉計を有す
るが、しかし、単一光源、単一光検出器、または単一電
子処理装置を使うことができる。
由から、構成要素の数を減らすことが好ましい。これ
は、種々の軸に関して、測定する手段にいくつかの共通
の要素を使うことによりできる。”多軸ジャイロスコー
プ”と呼ばれる、いくつかの軸の周りの回転速度を測定
するために用いられるいくつかのジャイロスコープが、
最近提案されている。これらのジャイロスコープは各測
定法のためにサニヤック（Sagnac）リング干渉計を有す
るが、しかし、単一光源、単一光検出器、または単一電
子処理装置を使うことができる。
【０００４】それが使うサニヤック干渉計と物理的現象
はよく知られている。別のタイプの干渉計において、分
割刃または他の分割装置は入射波を分割する。このよう
に作られた２つの反対方向の波は、接近した光路に沿っ
て反対方向に伝播し、再結合し、再結合したとき波の間
の位相の相違による干渉を生ずる。もとは、サニヤック
干渉計の閉光路は、ミラーにより定められていた。それ
はシングルモード光ファイバーで多重巻きコイルを使っ
てつくることができることが知られている。
はよく知られている。別のタイプの干渉計において、分
割刃または他の分割装置は入射波を分割する。このよう
に作られた２つの反対方向の波は、接近した光路に沿っ
て反対方向に伝播し、再結合し、再結合したとき波の間
の位相の相違による干渉を生ずる。もとは、サニヤック
干渉計の閉光路は、ミラーにより定められていた。それ
はシングルモード光ファイバーで多重巻きコイルを使っ
てつくることができることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】いくつかの物理的現象
は障害、特にそれらの再結合の間干渉条件を修正するこ
れらの波の間で相対的位相差を発生する反対方向の伝播
波の非相互位相シフトを引き起こすかも知れないことが
知られている。相対的位相差の測定は、それを発生する
現象を量で計ることができる。これら非相互障害を作り
だす主たる物理的現象は、その閉光路の平面に対して垂
直な軸についての干渉計を回転することにより生ずるサ
ニヤック効果（Sagnac effect)である。ファラデー効
果、または共直線性磁気−光効果は、このタイプの非相
互効果を作ることが知られている。特定の条件の下で
は、他の効果もまた非相互位相差を作ることができる。
他方、しばしば測定障害を引き起こす環境を現す多くの
パラメータの変化は、サニヤック干渉計上で相互効果の
みをもっており、反対方向に伝わる波の間の相対的位相
差を乱すことはしない。そして、それゆえ研究されてい
るパラメータの測定に影響を持たない。これは温度、イ
ンデックス、その他の変化が遅い場合であり、波の進む
光路を修正し、しかしそれを相互に修正する。
は障害、特にそれらの再結合の間干渉条件を修正するこ
れらの波の間で相対的位相差を発生する反対方向の伝播
波の非相互位相シフトを引き起こすかも知れないことが
知られている。相対的位相差の測定は、それを発生する
現象を量で計ることができる。これら非相互障害を作り
だす主たる物理的現象は、その閉光路の平面に対して垂
直な軸についての干渉計を回転することにより生ずるサ
ニヤック効果（Sagnac effect)である。ファラデー効
果、または共直線性磁気−光効果は、このタイプの非相
互効果を作ることが知られている。特定の条件の下で
は、他の効果もまた非相互位相差を作ることができる。
他方、しばしば測定障害を引き起こす環境を現す多くの
パラメータの変化は、サニヤック干渉計上で相互効果の
みをもっており、反対方向に伝わる波の間の相対的位相
差を乱すことはしない。そして、それゆえ研究されてい
るパラメータの測定に影響を持たない。これは温度、イ
ンデックス、その他の変化が遅い場合であり、波の進む
光路を修正し、しかしそれを相互に修正する。
【０００６】このタイプの測定器具でされる測定の感度
と正確さを改善する多くの試みがなされた。例えば、こ
の主題に係る良い参考書は,1993 年にArtech House, He
rveC. LEFEVREにより発行された”The Fiber Optic Gyr
oscope"である。信号処理の異なった方法が、単一サニ
ヤック干渉計の存在下に提案されてきた。この干渉計に
より供給される応答は、位相差δФの関数としての干渉
パワーとシェイプＰ＝Ｐo （１＋cos δФ）により与え
られる。Ｐo は、位相シフトの不存在の下で反対方向に
伝わる波の付加的効果により得られる最大干渉パワーで
ある。位相差δФ＝０に近いこの信号の感度は低い。こ
れを訂正するため、位相差δФm の方形変調は、作用点
をシフトするために導入され、そして周期的信号を作
り、その振幅は測定されたパラメータの正弦曲線を描く
関数であり、より大きな感度と安定で使うことができる
ことを示唆している。
と正確さを改善する多くの試みがなされた。例えば、こ
の主題に係る良い参考書は,1993 年にArtech House, He
rveC. LEFEVREにより発行された”The Fiber Optic Gyr
oscope"である。信号処理の異なった方法が、単一サニ
ヤック干渉計の存在下に提案されてきた。この干渉計に
より供給される応答は、位相差δФの関数としての干渉
パワーとシェイプＰ＝Ｐo （１＋cos δФ）により与え
られる。Ｐo は、位相シフトの不存在の下で反対方向に
伝わる波の付加的効果により得られる最大干渉パワーで
ある。位相差δФ＝０に近いこの信号の感度は低い。こ
れを訂正するため、位相差δФm の方形変調は、作用点
をシフトするために導入され、そして周期的信号を作
り、その振幅は測定されたパラメータの正弦曲線を描く
関数であり、より大きな感度と安定で使うことができる
ことを示唆している。
【０００７】このバイアス位相差と呼ばれている位相差
δФm の振幅は、典型的にはπ/ ２である。それは通
常、干渉計上の多重巻きコイルの一端に位相変調器を置
くことにより作られ、それはＶm 信号によりコントロー
ルされる。このＶm 信号は、反対方向の伝播波の間に位
相差をつくる各波上で、位相シフトδФm を発生する。 δФm （ｔ）＝Фm （ｔ）−Фm （ｔ−τ） ここで、ｔは時間、τはコイルにおける波の一つのため
の遷移遅れ（transitdelay ）である。
δФm の振幅は、典型的にはπ/ ２である。それは通
常、干渉計上の多重巻きコイルの一端に位相変調器を置
くことにより作られ、それはＶm 信号によりコントロー
ルされる。このＶm 信号は、反対方向の伝播波の間に位
相差をつくる各波上で、位相シフトδФm を発生する。 δФm （ｔ）＝Фm （ｔ）−Фm （ｔ−τ） ここで、ｔは時間、τはコイルにおける波の一つのため
の遷移遅れ（transitdelay ）である。
【０００８】ゼロ方法、”閉ループ操作”とも呼ばれて
いる、を用いることにより測定の正確さが改善されたこ
とが示されている。この方法によると、追加の”逆反作
用（counter reaction）”位相差と呼ばれているδФcr
が加えられ、測定されたパラメータ及びサニヤック効果
により作られる差δФs を補償するために用いられる。
干渉計が最大の感度で操作されるように、これら二つの
位相差δФcrとδФsの合計はゼロに等しくされる。測
定は、逆反作用位相差δФcrを作るために必要な信号を
用いてなされる。この測定自体は安定しており、線形で
ある。
いる、を用いることにより測定の正確さが改善されたこ
とが示されている。この方法によると、追加の”逆反作
用（counter reaction）”位相差と呼ばれているδФcr
が加えられ、測定されたパラメータ及びサニヤック効果
により作られる差δФs を補償するために用いられる。
干渉計が最大の感度で操作されるように、これら二つの
位相差δФcrとδФsの合計はゼロに等しくされる。測
定は、逆反作用位相差δФcrを作るために必要な信号を
用いてなされる。この測定自体は安定しており、線形で
ある。
【０００９】コントロールされた位相差δФc は、信号
Ｖc でコントロールされる位相変調器でつくられる。こ
の信号Ｖc は、反対方向の伝播波の間に位相差δФc を
作る位相シフトФc を各波の上に発生する。 δФc （ｔ）＝Фc （ｔ）−Фc （ｔ−τ） 変調位相シフトФc は、逆反作用成分δФcrを含んでい
る。そのため、それは変調周期と等しい周期を持ったバ
イアス成分Фm を持っている。このバイアス成分Фm
は、通常それ自体発振項Фo とコンスタント・オフセッ
ト項Фd の合計であり、時間ｔにおける発振項Фo の値
は時間ｔ＋Ｔm/２におけるその値は正反対である。
Ｖc でコントロールされる位相変調器でつくられる。こ
の信号Ｖc は、反対方向の伝播波の間に位相差δФc を
作る位相シフトФc を各波の上に発生する。 δФc （ｔ）＝Фc （ｔ）−Фc （ｔ−τ） 変調位相シフトФc は、逆反作用成分δФcrを含んでい
る。そのため、それは変調周期と等しい周期を持ったバ
イアス成分Фm を持っている。このバイアス成分Фm
は、通常それ自体発振項Фo とコンスタント・オフセッ
ト項Фd の合計であり、時間ｔにおける発振項Фo の値
は時間ｔ＋Ｔm/２におけるその値は正反対である。
【００１０】いくつかの測定軸の存在下において、単一
光源は多重軸ジャイロスコープをつくる一つの方法に従
って用いられる。それは最も高価な要素の一つであり、
最もエネルギーを消費する要素である。この光源より出
射される光は、例えば、スプリッターまたはカプラーと
永久に共有できる。それでは、「光源の共有」について
述べる。各干渉計は通常検出器及び電子信号処理装置と
関連している。
光源は多重軸ジャイロスコープをつくる一つの方法に従
って用いられる。それは最も高価な要素の一つであり、
最もエネルギーを消費する要素である。この光源より出
射される光は、例えば、スプリッターまたはカプラーと
永久に共有できる。それでは、「光源の共有」について
述べる。各干渉計は通常検出器及び電子信号処理装置と
関連している。
【００１１】例えば、光源共有は、３つの出力アームの
１つが共通光源に結合された３×３ファイバーカプラー
を用いてすることができる。３×３カプラーの各出力ア
ームは、２×２ファイバーカプラーを通して３つの干渉
計の１つに結合されており、２×２カプラーの第２の入
力アームは検出器に結合されている。干渉計でつくられ
る多重化信号に対し光スイッチを用いることが提案され
ている。これらのスイッチは、いつでも三つの干渉計の
一つ及び一つのみを光源に、そして他の一つを光検出器
に接続することを可能にするように置かれている。三つ
の干渉計のどれかにおける波の通過期間はτに等しく、
それゆえ、ジャイロスコープの操作は、３τに等しい期
間の時間周期に依っている。この期間はまた、各々τに
等しい期間の三つの段階に配分される。
１つが共通光源に結合された３×３ファイバーカプラー
を用いてすることができる。３×３カプラーの各出力ア
ームは、２×２ファイバーカプラーを通して３つの干渉
計の１つに結合されており、２×２カプラーの第２の入
力アームは検出器に結合されている。干渉計でつくられ
る多重化信号に対し光スイッチを用いることが提案され
ている。これらのスイッチは、いつでも三つの干渉計の
一つ及び一つのみを光源に、そして他の一つを光検出器
に接続することを可能にするように置かれている。三つ
の干渉計のどれかにおける波の通過期間はτに等しく、
それゆえ、ジャイロスコープの操作は、３τに等しい期
間の時間周期に依っている。この期間はまた、各々τに
等しい期間の三つの段階に配分される。
【００１２】第１段階では、光源が光を送る第２の干渉
計に接続されている間、光検出器は信号を受ける第１の
干渉計に接続される。第２段階では、光源が第３の干渉
計に光を送る間、光検出器が第２の干渉計への光源によ
り前に送られた信号を受けるように、光源が第３の干渉
計に接続されている間、スイッチは第２干渉計に対する
光検出器に接続される 同様に、第３段階では、光源が第１の干渉計に結合され
ている間、光検出器は第３の干渉計に接続される。その
ため、光検出器により受ける信号はτに等しい時間三つ
の干渉計の各々に順番に応答する。この順番は、三つの
干渉計上の周期６τを持ったバイアス変調と結合してい
る。
計に接続されている間、光検出器は信号を受ける第１の
干渉計に接続される。第２段階では、光源が第３の干渉
計に光を送る間、光検出器が第２の干渉計への光源によ
り前に送られた信号を受けるように、光源が第３の干渉
計に接続されている間、スイッチは第２干渉計に対する
光検出器に接続される 同様に、第３段階では、光源が第１の干渉計に結合され
ている間、光検出器は第３の干渉計に接続される。その
ため、光検出器により受ける信号はτに等しい時間三つ
の干渉計の各々に順番に応答する。この順番は、三つの
干渉計上の周期６τを持ったバイアス変調と結合してい
る。
【００１３】３つの信号の多重化時間は、このようにス
イッチングによってなされる。単一の光源と単一の光検
出器を共通に利用できるが、このタイプの３軸ジャイロ
スコープは、光スイッチの存在による技術的複雑さによ
りペナルテイを課される。さらに、光Ｙ接合（optical
Y junction）が干渉計への入力に置かれていることは、
スイッチの存在の下で反対称モードを再導入（reinjec
t）する問題を生ずる。
イッチングによってなされる。単一の光源と単一の光検
出器を共通に利用できるが、このタイプの３軸ジャイロ
スコープは、光スイッチの存在による技術的複雑さによ
りペナルテイを課される。さらに、光Ｙ接合（optical
Y junction）が干渉計への入力に置かれていることは、
スイッチの存在の下で反対称モードを再導入（reinjec
t）する問題を生ずる。
【００１４】特許FR-2.605.101は、光源共有、多重化を
利用する別の３軸ジャイロスコープを記載している。こ
の特許では、３つのファイバーコイルが直列に結合さ
れ、その中間で互いに接続されている。干渉計のどれか
１つにおける波の遷移期間（transit duration）をτと
すると、時間ｔにおいて第１のコイルに送られる信号
は、時間ｔ＋τまで第２のコイルには到達せず、時間ｔ
＋２τまで第３のコイルに到達しない。それゆえ、光検
出器は、各々ｔ＋τ、ｔ＋２τ、ｔ＋３τのときに、３
つの干渉計から情報を受ける。そのため、出力信号がミ
ックスされないようするために光源は少なくとも３τの
割合で信号を送らなければならない。先の具体例にある
ように、この多重化は三つの干渉計に対する変調器に適
用される６τ周期をもったバイアス変調と結びついてい
る。
利用する別の３軸ジャイロスコープを記載している。こ
の特許では、３つのファイバーコイルが直列に結合さ
れ、その中間で互いに接続されている。干渉計のどれか
１つにおける波の遷移期間（transit duration）をτと
すると、時間ｔにおいて第１のコイルに送られる信号
は、時間ｔ＋τまで第２のコイルには到達せず、時間ｔ
＋２τまで第３のコイルに到達しない。それゆえ、光検
出器は、各々ｔ＋τ、ｔ＋２τ、ｔ＋３τのときに、３
つの干渉計から情報を受ける。そのため、出力信号がミ
ックスされないようするために光源は少なくとも３τの
割合で信号を送らなければならない。先の具体例にある
ように、この多重化は三つの干渉計に対する変調器に適
用される６τ周期をもったバイアス変調と結びついてい
る。
【００１５】この装置は、干渉計に接続されたカプラー
での損失による相対的に低いパワーを与えるという不利
益を持っている。さらに、同じハウジングにあるカプラ
ーによって相互に接続された３つのコイルを直交して置
くことは技術的に困難である。コイルにファイバーを接
続することは、装置を温度勾配に対し感度を良くする。
での損失による相対的に低いパワーを与えるという不利
益を持っている。さらに、同じハウジングにあるカプラ
ーによって相互に接続された３つのコイルを直交して置
くことは技術的に困難である。コイルにファイバーを接
続することは、装置を温度勾配に対し感度を良くする。
【００１６】ヨーロッパ特許EP-0.460.675は、いくつか
の干渉計に共通に１つの光源と光検出器を置いた多重軸
ジャイロスコープのための別の解決を提案している。光
源は、いくつかの枝を含んでいる光分配要素に接続され
ており、これら各枝はビームスプリッターを通して干渉
計の一つの二つの端部に導いている。ビームスプリッタ
ーに置かれた位相変調器は、干渉計を通る反対方向の伝
播波に対する位相差を与える。
の干渉計に共通に１つの光源と光検出器を置いた多重軸
ジャイロスコープのための別の解決を提案している。光
源は、いくつかの枝を含んでいる光分配要素に接続され
ており、これら各枝はビームスプリッターを通して干渉
計の一つの二つの端部に導いている。ビームスプリッタ
ーに置かれた位相変調器は、干渉計を通る反対方向の伝
播波に対する位相差を与える。
【００１７】この装置と共に用いられる多重化手順は、
他の干渉計のためにゼロ信号を保ち、各干渉計ために二
者択一的に立ち上げる変調信号よりなる。この方法の主
たる不利な点は、連続的な寄生信号を導入したことであ
る。干渉計の出力での伝播波からの干渉は、ゼロ位相差
の時に最大のパワーを創り出す。この問題を避ける解決
方法は、米国特許US-5,184,195に記載されている。この
文献は、単一の光源と単一の光検出器を持った３軸ジャ
イロスコープを紹介している。光源、光検出器、及び三
つの干渉計は光ファイバーとカプラーのネットワークを
通して接続されている。位相変調器は三つの干渉計の入
力に置かれている。
他の干渉計のためにゼロ信号を保ち、各干渉計ために二
者択一的に立ち上げる変調信号よりなる。この方法の主
たる不利な点は、連続的な寄生信号を導入したことであ
る。干渉計の出力での伝播波からの干渉は、ゼロ位相差
の時に最大のパワーを創り出す。この問題を避ける解決
方法は、米国特許US-5,184,195に記載されている。この
文献は、単一の光源と単一の光検出器を持った３軸ジャ
イロスコープを紹介している。光源、光検出器、及び三
つの干渉計は光ファイバーとカプラーのネットワークを
通して接続されている。位相変調器は三つの干渉計の入
力に置かれている。
【００１８】この装置は、消滅変調（extinguishing mo
dulation）を有し、測定変調（measurement modulatio
n）を交互にする多重化プロセスに用いられる。消滅変
調は、ゼロパワーを発生する干渉計からの出力において
反対方向の伝播波と正確に一致していることに等しいた
め、振幅πを持った位相変調を適用することにより得ら
れる。測定変調は、同時に干渉計の一つに適用されるの
みである。
dulation）を有し、測定変調（measurement modulatio
n）を交互にする多重化プロセスに用いられる。消滅変
調は、ゼロパワーを発生する干渉計からの出力において
反対方向の伝播波と正確に一致していることに等しいた
め、振幅πを持った位相変調を適用することにより得ら
れる。測定変調は、同時に干渉計の一つに適用されるの
みである。
【００１９】このプロセスは、高精度の問題をつくりだ
す。光検出器で受ける帰還パワーは、干渉計から出力さ
れるパワーがジャイロスコープを取り付けることにより
バランスしたとしても、時間で変化する。これは、種々
の軸の間に１０％から２０％の差が常にあり、これらの
差は受けた信号の復調の間増幅されるという事実による
ものである。さらに、光検出器は、ピーク減少器（peak
reducer）と増幅器を伴っているため、発生したパワー
スキップは増幅器を飽和させることができる。
す。光検出器で受ける帰還パワーは、干渉計から出力さ
れるパワーがジャイロスコープを取り付けることにより
バランスしたとしても、時間で変化する。これは、種々
の軸の間に１０％から２０％の差が常にあり、これらの
差は受けた信号の復調の間増幅されるという事実による
ものである。さらに、光検出器は、ピーク減少器（peak
reducer）と増幅器を伴っているため、発生したパワー
スキップは増幅器を飽和させることができる。
【００２０】このプロセスの別の問題は、干渉計が自然
の（natural ）周波数で変調されなければならない時に
起こる。もし、自然の周波数が高ければ、変調は非常に
速くなければならず、このことは実行を困難にする。先
の特許に記載されたこの装置の別の不利な点は、光検出
器で受けたパワーが高源から発したパワーに比べ大変低
いので、使われたカプラーが大きなエネルギー損失をも
たらすという事実である。
の（natural ）周波数で変調されなければならない時に
起こる。もし、自然の周波数が高ければ、変調は非常に
速くなければならず、このことは実行を困難にする。先
の特許に記載されたこの装置の別の不利な点は、光検出
器で受けたパワーが高源から発したパワーに比べ大変低
いので、使われたカプラーが大きなエネルギー損失をも
たらすという事実である。
【００２１】本発明の目的は、いくつかの軸について回
転速度を測定するための、信頼できる、正確な、そして
使いやすい方法である。それはまた、入力エネルギーを
最高に活用している間、寄生信号の存在を最小にするこ
とである。本発明の目的は、単一の光源を用い、共通の
光検出器と共通の電子処理装置を用いた信号の時間的多
重化を、スイッチを必要とせずに可能にした、多重干渉
計のジャイロスコープである。
転速度を測定するための、信頼できる、正確な、そして
使いやすい方法である。それはまた、入力エネルギーを
最高に活用している間、寄生信号の存在を最小にするこ
とである。本発明の目的は、単一の光源を用い、共通の
光検出器と共通の電子処理装置を用いた信号の時間的多
重化を、スイッチを必要とせずに可能にした、多重干渉
計のジャイロスコープである。
【００２２】本発明の他の目的は、多軸で、高価でな
く、コンパクトで、信頼性のある低エネルギー消費の多
軸ジャイロスコープをつくることである。本発明の他の
目的は、光源共有のために類似した技術的に複雑なジャ
イロスコープをつくることである。さらに、本発明の目
的は、完全な安定性を維持している間、閉ループ処理を
行うことである。
く、コンパクトで、信頼性のある低エネルギー消費の多
軸ジャイロスコープをつくることである。本発明の他の
目的は、光源共有のために類似した技術的に複雑なジャ
イロスコープをつくることである。さらに、本発明の目
的は、完全な安定性を維持している間、閉ループ処理を
行うことである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、干渉
計型光ファイバージャイロスコープを用いて、Ｎ軸（Ｎ
は２より少なくない）について回転速度を測定するため
の方法に関する。ジャイロスコープは、Ｎ個のサニヤッ
クリング干渉計Ｉi 、各干渉計Ｉi の中を伝播する二つ
の反対方向の伝播波（counter-propagating waves)、分
離（separation）と再結合の間の波の伝播時間がτi 、
共通の遷移時間τにほぼ等しい干渉計Ｉi と関連した期
間τi 、よりなる。方法は、次のようである。
計型光ファイバージャイロスコープを用いて、Ｎ軸（Ｎ
は２より少なくない）について回転速度を測定するため
の方法に関する。ジャイロスコープは、Ｎ個のサニヤッ
クリング干渉計Ｉi 、各干渉計Ｉi の中を伝播する二つ
の反対方向の伝播波（counter-propagating waves)、分
離（separation）と再結合の間の波の伝播時間がτi 、
共通の遷移時間τにほぼ等しい干渉計Ｉi と関連した期
間τi 、よりなる。方法は、次のようである。
【００２４】- 共通の光源によってすべての干渉計Ｉi
に信号を出射し、 - 干渉計Ｉi を通過した後共通の光検出器内で信号を検
出し、 - 位相変調器が、各干渉計Ｉi に伝播する反対方向の伝
播波の間の制御された変調位相差δФc,i を発生し、 - 変調器を制御し、光検出器からの信号を分離して復調
し、干渉計Ｉi の回転速度を処理装置によって取り出
す。
に信号を出射し、 - 干渉計Ｉi を通過した後共通の光検出器内で信号を検
出し、 - 位相変調器が、各干渉計Ｉi に伝播する反対方向の伝
播波の間の制御された変調位相差δФc,i を発生し、 - 変調器を制御し、光検出器からの信号を分離して復調
し、干渉計Ｉi の回転速度を処理装置によって取り出
す。
【００２５】光源によって出射された信号をすべての干
渉計Ｉi と光検出器にほぼ同時に到達させるようにす
る。本発明によると、変調器によって発生した制御され
た変調位相差δФc,i は、共通の変調周期Ｔm 、これは
共通の遷移期間τの二倍の２τにほぼ等しい、とπの倍
数でない位相バイアスに等しい共通の振幅を持ったバイ
アス成分δФm,i を含み、時間ｔにおける各バイアス成
分δФm,i の値は時間ｔ＋Ｔm/２におけるバイアス成分
の値と逆であり、各半周期Ｔm/２は少なくともＮ個の時
間間隔に分割されている。さらに、干渉計Ｉi と関連し
たバイアス成分δФm,i をのための符号変化がこの符号
変化の始めで時間間隔の一つのみで生じる。
渉計Ｉi と光検出器にほぼ同時に到達させるようにす
る。本発明によると、変調器によって発生した制御され
た変調位相差δФc,i は、共通の変調周期Ｔm 、これは
共通の遷移期間τの二倍の２τにほぼ等しい、とπの倍
数でない位相バイアスに等しい共通の振幅を持ったバイ
アス成分δФm,i を含み、時間ｔにおける各バイアス成
分δФm,i の値は時間ｔ＋Ｔm/２におけるバイアス成分
の値と逆であり、各半周期Ｔm/２は少なくともＮ個の時
間間隔に分割されている。さらに、干渉計Ｉi と関連し
たバイアス成分δФm,i をのための符号変化がこの符号
変化の始めで時間間隔の一つのみで生じる。
【００２６】このように、処理装置に到達する信号は、
すべての干渉計Ｉi の回転速度を表すサニヤック位相シ
フトδФs,i に同時に影響され、変調位相差δФc,i に
加えられ、サニヤック位相シフトδФs,i はＮ個の時間
間隔δｔi 毎にサンプリングされ、処理装置によって取
り出される。各干渉計に加えられる変調は、単一の測定
軸を持ったジャイロスコープに加えられるものと類似し
ている。バイアス変調は本発明によるとすべてのジャイ
ロスコープ干渉計に同じであり、しかし、時間シフトが
加えられている。
すべての干渉計Ｉi の回転速度を表すサニヤック位相シ
フトδФs,i に同時に影響され、変調位相差δФc,i に
加えられ、サニヤック位相シフトδФs,i はＮ個の時間
間隔δｔi 毎にサンプリングされ、処理装置によって取
り出される。各干渉計に加えられる変調は、単一の測定
軸を持ったジャイロスコープに加えられるものと類似し
ている。バイアス変調は本発明によるとすべてのジャイ
ロスコープ干渉計に同じであり、しかし、時間シフトが
加えられている。
【００２７】光検出器からの出力に置かれた電子的分離
変調回路（electronic demultiplexing and demodulati
on circuit）は、各干渉計Ｉi から信号を取り出す。こ
の多重化モードの利点は、光検出器が干渉計から受けた
パワーが一定であるということである。光検出器からの
信号を分離し変調するとき、処理装置の電子的分離回路
を使って、分離変調信号Ｄi を共通変調周期Ｔm に等し
い期間で加えることは有益である。これによって、各干
渉計Ｉi と関連した分離変調信号Ｄi は、対応する符号
が変化する間、時間間隔δｔi で１に等しく、次の時間
間隔δｔi+1 から後続の（Ｎ−２）番目の時間間隔δ
N+I-2 まで０とし、後続の（Ｎ−１）番目の時間間隔δ
ｔN+I-1 まで１とし、後続のＮ番目の時間間隔δｔN+1
まで−１とし、（Ｎ＋１）番目の時間間隔δｔN+I+1 か
ら後続の（２Ｎ−２）番目の時間間隔δｔ2N +i-2まで０
とし、後続の（２Ｎ−１）番目の時間間隔δｔ2N+i-1ま
で−１とする。
変調回路（electronic demultiplexing and demodulati
on circuit）は、各干渉計Ｉi から信号を取り出す。こ
の多重化モードの利点は、光検出器が干渉計から受けた
パワーが一定であるということである。光検出器からの
信号を分離し変調するとき、処理装置の電子的分離回路
を使って、分離変調信号Ｄi を共通変調周期Ｔm に等し
い期間で加えることは有益である。これによって、各干
渉計Ｉi と関連した分離変調信号Ｄi は、対応する符号
が変化する間、時間間隔δｔi で１に等しく、次の時間
間隔δｔi+1 から後続の（Ｎ−２）番目の時間間隔δ
N+I-2 まで０とし、後続の（Ｎ−１）番目の時間間隔δ
ｔN+I-1 まで１とし、後続のＮ番目の時間間隔δｔN+1
まで−１とし、（Ｎ＋１）番目の時間間隔δｔN+I+1 か
ら後続の（２Ｎ−２）番目の時間間隔δｔ2N +i-2まで０
とし、後続の（２Ｎ−１）番目の時間間隔δｔ2N+i-1ま
で−１とする。
【００２８】提案された実施の形態によると、各干渉計
Ｉi から発生する制御された変調位相差δФc,i は、制
御された変調位相シフトФc,i を干渉計Ｉi の中を伝播
する二つの反対方向の伝播波に同時に加えることによっ
て変調器により生成される。これら反対方向に伝播する
波は、遷移期間τに等しい時間シフトの後に再結合さ
れ、位相シフトФc,i は位相差δФc,i を決める。変調
位相シフトФc,i は、変調周期Ｔm に等しい周期を有す
るバイアス成分Фm,i を含み、バイアス成分Фm,i は発
振項（term）Фo,i と一定のオフセット項（term）Фd,
i の総計である。時間ｔにおける発振項Фo,i の値は、
時間ｔ＋Ｔm/２における値と逆であり、発振項Фo,i は
位相バイアスの半分に等しい振幅を有すると共に、干渉
計Ｉi に対応する時間間隔δｔi の始めにおいて符号を
変化する。
Ｉi から発生する制御された変調位相差δФc,i は、制
御された変調位相シフトФc,i を干渉計Ｉi の中を伝播
する二つの反対方向の伝播波に同時に加えることによっ
て変調器により生成される。これら反対方向に伝播する
波は、遷移期間τに等しい時間シフトの後に再結合さ
れ、位相シフトФc,i は位相差δФc,i を決める。変調
位相シフトФc,i は、変調周期Ｔm に等しい周期を有す
るバイアス成分Фm,i を含み、バイアス成分Фm,i は発
振項（term）Фo,i と一定のオフセット項（term）Фd,
i の総計である。時間ｔにおける発振項Фo,i の値は、
時間ｔ＋Ｔm/２における値と逆であり、発振項Фo,i は
位相バイアスの半分に等しい振幅を有すると共に、干渉
計Ｉi に対応する時間間隔δｔi の始めにおいて符号を
変化する。
【００２９】位相バイアスは好ましくはπ/ ２に等し
い。この値は、干渉計の回転により生成された位相シフ
トの存在下で測定された信号の最大感度を与える。本発
明による測定方法で定められたすべての時間間隔δｔi
は、便利なことに同じであり、変調周期Ｔm/２の１/ Ｎ
に等しい。
い。この値は、干渉計の回転により生成された位相シフ
トの存在下で測定された信号の最大感度を与える。本発
明による測定方法で定められたすべての時間間隔δｔi
は、便利なことに同じであり、変調周期Ｔm/２の１/ Ｎ
に等しい。
【００３０】特に、この時間配分は連続時間間隔δｔi
の間の遷移の間に重複する応答による寄生効果の減衰を
促進する。この型の望ましくない効果は、本質的に異な
った干渉計で生ずる遷移時間の間の差による。時間間隔
δｔi の規則性は、期間Ｔm/（２Ｎ）を訂正するために
方法を調整することを可能にする。
の間の遷移の間に重複する応答による寄生効果の減衰を
促進する。この型の望ましくない効果は、本質的に異な
った干渉計で生ずる遷移時間の間の差による。時間間隔
δｔi の規則性は、期間Ｔm/（２Ｎ）を訂正するために
方法を調整することを可能にする。
【００３１】より良い訂正方法によると、周期的信号処
理ゲートは、処理装置に到達した出力信号に加えられ
る。ゲートは、変調周期Ｔm の１/ （２Ｎ）に等しいゲ
ート周期を持った振幅変調よりなり、時間間隔δｔi の
一つの上の中央に位置する各ゲート周期の部分の間信号
を変化させないままとし、この周期の他の部分の間それ
をキャンセルする。半変調周期Ｔm/２と干渉計Ｉi の自
然の周期τi の間の変化による寄生効果はこのように減
衰される。
理ゲートは、処理装置に到達した出力信号に加えられ
る。ゲートは、変調周期Ｔm の１/ （２Ｎ）に等しいゲ
ート周期を持った振幅変調よりなり、時間間隔δｔi の
一つの上の中央に位置する各ゲート周期の部分の間信号
を変化させないままとし、この周期の他の部分の間それ
をキャンセルする。半変調周期Ｔm/２と干渉計Ｉi の自
然の周期τi の間の変化による寄生効果はこのように減
衰される。
【００３２】別の訂正方法によると、光源から発射され
た信号は光源に接続された電子的変調回路によって影響
される。この回路は変調周期Ｔm の１/ （２Ｎ）に等し
い消光周期（extinction period ）に順次の消光を与え
る。変調半周期Ｔm/２と干渉計Ｉi の自然の周期τi の
間の変化による寄生効果はこのように減衰される。第２
の方法は、第１のものと共に有益に用いられる。信号は
無限のスロープで落ちないので、それらは異なった時間
で起こる指数関数と光源から発する合計パワーに依存す
る高さと比較することができる。このように創り出され
る寄生効果は、指数関数の高さを相当減らすために、各
信号のピーク上で光源をスイッチオフすることにより、
最小化される。
た信号は光源に接続された電子的変調回路によって影響
される。この回路は変調周期Ｔm の１/ （２Ｎ）に等し
い消光周期（extinction period ）に順次の消光を与え
る。変調半周期Ｔm/２と干渉計Ｉi の自然の周期τi の
間の変化による寄生効果はこのように減衰される。第２
の方法は、第１のものと共に有益に用いられる。信号は
無限のスロープで落ちないので、それらは異なった時間
で起こる指数関数と光源から発する合計パワーに依存す
る高さと比較することができる。このように創り出され
る寄生効果は、指数関数の高さを相当減らすために、各
信号のピーク上で光源をスイッチオフすることにより、
最小化される。
【００３３】順次の消光は、低雑音レベルを保つ電子変
調回路を用いることにより、有効になされる。好ましい
測定方法によると、干渉計Ｉi の回転による、そして成
分δФm,i をバイアスする関連する制御された変調位相
差δФs,i を加えた、可能なサニヤック位相シフトδФ
s,i は、各干渉計Ｉi のために変調位相差δФc,i の逆
反作用成分（counter reaction）δФcr,iにより補償さ
れる。サニヤック位相シフトδФs,i と逆反作用成分δ
Фcr,iは、干渉計Ｉi の回転が逆反作用成分δФcr,iか
ら推測されるように、連続的にサーボ制御されて０にな
る。
調回路を用いることにより、有効になされる。好ましい
測定方法によると、干渉計Ｉi の回転による、そして成
分δФm,i をバイアスする関連する制御された変調位相
差δФs,i を加えた、可能なサニヤック位相シフトδФ
s,i は、各干渉計Ｉi のために変調位相差δФc,i の逆
反作用成分（counter reaction）δФcr,iにより補償さ
れる。サニヤック位相シフトδФs,i と逆反作用成分δ
Фcr,iは、干渉計Ｉi の回転が逆反作用成分δФcr,iか
ら推測されるように、連続的にサーボ制御されて０にな
る。
【００３４】これは、単一の測定軸を持ったジャイロス
コープのために先に記載された閉ループ操作である。本
発明によるジャイロスコープに適用可能な多重化技術
は、位相傾斜を用いた知られている逆反作用技術と両立
できる。これらの技術は、光パワーとは独立に測定され
た回転により線形の応答を与えることができる。本発明
は、Ｎが２より小さくないＮ個の軸についての回転速度
を測定するために用いられる光ファイバー干渉計型ジャ
イロスコープに関する。このジャイロスコープは、 - サニヤックリング内のＮ個の干渉計Ｉi であって、二
つの反対方向の伝播波が各干渉計内を伝播しており、各
伝播波についての分離と再結合との間の伝播時間は遷移
期間τi を有しており、干渉計Ｉi と関連したτi の値
が共通の遷移期間τとほぼ等しくされているものと、 - 共通の光源と、 - 共通の光検出器と、 - 各干渉計内を伝播する反対方向の伝播波の間の制御さ
れた変調位相差を発生する位相変調器と、 - 変調器を制御し、光検出器からの信号を受け、これら
信号を分離復調し、干渉計Ｉi の回転速度を出力する制
御装置を備えている。
コープのために先に記載された閉ループ操作である。本
発明によるジャイロスコープに適用可能な多重化技術
は、位相傾斜を用いた知られている逆反作用技術と両立
できる。これらの技術は、光パワーとは独立に測定され
た回転により線形の応答を与えることができる。本発明
は、Ｎが２より小さくないＮ個の軸についての回転速度
を測定するために用いられる光ファイバー干渉計型ジャ
イロスコープに関する。このジャイロスコープは、 - サニヤックリング内のＮ個の干渉計Ｉi であって、二
つの反対方向の伝播波が各干渉計内を伝播しており、各
伝播波についての分離と再結合との間の伝播時間は遷移
期間τi を有しており、干渉計Ｉi と関連したτi の値
が共通の遷移期間τとほぼ等しくされているものと、 - 共通の光源と、 - 共通の光検出器と、 - 各干渉計内を伝播する反対方向の伝播波の間の制御さ
れた変調位相差を発生する位相変調器と、 - 変調器を制御し、光検出器からの信号を受け、これら
信号を分離復調し、干渉計Ｉi の回転速度を出力する制
御装置を備えている。
【００３５】本発明によると、変調器で発生する制御さ
れた変調位相差成分δФc,i は、共通遷移時間τの二倍
の２τにほぼ等しい共通変調周期Ｔm と、πの倍数でな
い位相バイアスに等しい共通の振幅を持った、バイアス
成分δФm,i を有しており、時間ｔにおける各バイアス
成分δФm,i の値は、時間ｔ＋Ｔm/２におけるバイアス
成分と逆である。各半周期Ｔm/２は、少なくともＮ個の
時間間隔δｔ1 に分割され、各干渉計Ｉi の変調器は、
一つのそして唯一の時間間隔δｔ1 において、関連する
バイアス成分δФm,i の符号の変化を生成する。
れた変調位相差成分δФc,i は、共通遷移時間τの二倍
の２τにほぼ等しい共通変調周期Ｔm と、πの倍数でな
い位相バイアスに等しい共通の振幅を持った、バイアス
成分δФm,i を有しており、時間ｔにおける各バイアス
成分δФm,i の値は、時間ｔ＋Ｔm/２におけるバイアス
成分と逆である。各半周期Ｔm/２は、少なくともＮ個の
時間間隔δｔ1 に分割され、各干渉計Ｉi の変調器は、
一つのそして唯一の時間間隔δｔ1 において、関連する
バイアス成分δФm,i の符号の変化を生成する。
【００３６】このように、処理装置に到達する信号は、
すべての干渉計Ｉi の回転速度を表す、サニヤック位相
シフトδФs,i に同時に影響され、変調位相差δФc,i
に加える。処理装置は時間間隔Ｎδｔ1 の信号サンプリ
ングによりこれらサニヤック位相シフトδФs,i を取り
出す。本発明によるジャイロスコープの好ましい実施形
態によると、それは光源に接続された一組のカプラー、
光検出器、及び干渉計Ｉi を具備する。すべてのカプラ
ーは、Ｎ個の入力ゲートとＮ個の出力ゲートを持ってお
り、それぞれ、一つの入力ゲートは光源に接続され、Ｎ
ー１個の入力ゲートは光検出器に接続され、Ｎ個の出力
ゲートは干渉計Ｉi に接続される。
すべての干渉計Ｉi の回転速度を表す、サニヤック位相
シフトδФs,i に同時に影響され、変調位相差δФc,i
に加える。処理装置は時間間隔Ｎδｔ1 の信号サンプリ
ングによりこれらサニヤック位相シフトδФs,i を取り
出す。本発明によるジャイロスコープの好ましい実施形
態によると、それは光源に接続された一組のカプラー、
光検出器、及び干渉計Ｉi を具備する。すべてのカプラ
ーは、Ｎ個の入力ゲートとＮ個の出力ゲートを持ってお
り、それぞれ、一つの入力ゲートは光源に接続され、Ｎ
ー１個の入力ゲートは光検出器に接続され、Ｎ個の出力
ゲートは干渉計Ｉi に接続される。
【００３７】この型の装置では、光源から出力する信号
は、実際に同時にすべての干渉計に到達し、遷移時間が
すべての干渉計についてほぼ同じであるため、干渉計を
通った後、ほぼ同時に光検出器に達するＮ個の信号に分
割される。さらに、この装置で、各干渉計は光源から発
する同じ光パワーを受け、光検出器は各干渉計から同じ
光パワー出力を受ける。
は、実際に同時にすべての干渉計に到達し、遷移時間が
すべての干渉計についてほぼ同じであるため、干渉計を
通った後、ほぼ同時に光検出器に達するＮ個の信号に分
割される。さらに、この装置で、各干渉計は光源から発
する同じ光パワーを受け、光検出器は各干渉計から同じ
光パワー出力を受ける。
【００３８】位相変調器の存在は、光スイッチのような
使用の複雑さがない多重化を可能にする。本発明による
ジャイロスコープの好ましい実施形態の第１の構成にお
いて、ジャイロスコープはＮ個の出力とＮ個の入力を持
った単一のカプラーよりなる。第２の構成において、カ
プラーの各々は、二つの入力ゲートと二つの出力ゲート
を持ち、ツリー構成のセットを形成する。
使用の複雑さがない多重化を可能にする。本発明による
ジャイロスコープの好ましい実施形態の第１の構成にお
いて、ジャイロスコープはＮ個の出力とＮ個の入力を持
った単一のカプラーよりなる。第２の構成において、カ
プラーの各々は、二つの入力ゲートと二つの出力ゲート
を持ち、ツリー構成のセットを形成する。
【００３９】スーパー発光ダイオードのような偏向され
た光を発する光源を持った、偏向保持カプラー、例え
ば、側面を光らせたファイバーによりつくられた、を使
うことは有益である。この型の光源は大変経済的であ
る。あるいは、スーパー蛍光ファイバー光源と呼ばれる
ネオダイム（Neodyme ）またはエルビウム（Erbium）よ
うな希土物質をドープされたファイバー光源が、偏光を
保持することなく通常のファイバーカプラーと用いるこ
とができる。
た光を発する光源を持った、偏向保持カプラー、例え
ば、側面を光らせたファイバーによりつくられた、を使
うことは有益である。この型の光源は大変経済的であ
る。あるいは、スーパー蛍光ファイバー光源と呼ばれる
ネオダイム（Neodyme ）またはエルビウム（Erbium）よ
うな希土物質をドープされたファイバー光源が、偏光を
保持することなく通常のファイバーカプラーと用いるこ
とができる。
【００４０】この第２の構成の好ましい設計において、
ジャイロスコープは、二つの干渉計と一つのカプラーを
含み、この１/ ２、１/ ２カプラーは、光源に接続され
た第１の入力ゲートの入射パワーを、二つの干渉計に接
続された二つの出力ゲートに送られる二つのパワーに分
配する。各々は入射パワーの半分に等しい。このよう
に、両方の干渉計は各々同じ光パワーを受け、干渉計か
ら出力される信号と光検出器が受ける信号はバランスし
ている。
ジャイロスコープは、二つの干渉計と一つのカプラーを
含み、この１/ ２、１/ ２カプラーは、光源に接続され
た第１の入力ゲートの入射パワーを、二つの干渉計に接
続された二つの出力ゲートに送られる二つのパワーに分
配する。各々は入射パワーの半分に等しい。このよう
に、両方の干渉計は各々同じ光パワーを受け、干渉計か
ら出力される信号と光検出器が受ける信号はバランスし
ている。
【００４１】この第２の構成の好ましい設計では、ジャ
イロスコープは三つの干渉計と二つのカプラーよりな
る。これらカプラーの第１のものは、二つの入力ゲート
を持っており、一つは光源に、他は光検出器にそれぞれ
接続され、一つの出力ゲートは第１の干渉計に接続さ
れ、他の出力ゲートは第２のカプラーの第１の入力ゲー
トに接続されている。第２の１/ ２、１/ ２カプラー
は、光検出器に接続された第２の入力ゲートと出力ゲー
トを持っており、それらの各々はそれぞれ他の二つの干
渉計に接続されている。第１の１/ ３、２/ ３カプラー
は、光源に接続された入力ゲートの入射パワーの１/ ３
を、第１の干渉計に接続された出力ゲートに送られるパ
ワーの第１の部分に配分し、入射パワーの２/ ３を、第
２のカプラーの第１の入力ゲートに接続された出力ゲー
トに送られるパワーの第２の部分に配分する。
イロスコープは三つの干渉計と二つのカプラーよりな
る。これらカプラーの第１のものは、二つの入力ゲート
を持っており、一つは光源に、他は光検出器にそれぞれ
接続され、一つの出力ゲートは第１の干渉計に接続さ
れ、他の出力ゲートは第２のカプラーの第１の入力ゲー
トに接続されている。第２の１/ ２、１/ ２カプラー
は、光検出器に接続された第２の入力ゲートと出力ゲー
トを持っており、それらの各々はそれぞれ他の二つの干
渉計に接続されている。第１の１/ ３、２/ ３カプラー
は、光源に接続された入力ゲートの入射パワーの１/ ３
を、第１の干渉計に接続された出力ゲートに送られるパ
ワーの第１の部分に配分し、入射パワーの２/ ３を、第
２のカプラーの第１の入力ゲートに接続された出力ゲー
トに送られるパワーの第２の部分に配分する。
【００４２】このように、三つの干渉計は各々同じ光パ
ワーを受け、干渉計から出力される信号と光検出器が受
ける信号はバランスしている。干渉計とカプラーの間の
光路は、光源干渉長さより大きく、異なった干渉計から
の波は、非干渉であり、干渉しない。偏光子は有益にカ
プラーと干渉計Ｉi の間に挿入される。
ワーを受け、干渉計から出力される信号と光検出器が受
ける信号はバランスしている。干渉計とカプラーの間の
光路は、光源干渉長さより大きく、異なった干渉計から
の波は、非干渉であり、干渉しない。偏光子は有益にカ
プラーと干渉計Ｉi の間に挿入される。
【００４３】第２に、本発明によるジャイロスコープ
は、有効に他のジャイロスコープに結合できる。特に、
本発明の第２のジャイロスコープに、二つの入力ゲート
と二つの出力ゲートを具備するカプラーを通して結合す
ることは有用である。二つの入力ゲートは二つのジャイ
ロスコープの光源に接続され、二つの出力ゲートは二つ
のジャイロスコープに接続され、光信号をそれらに送
る。
は、有効に他のジャイロスコープに結合できる。特に、
本発明の第２のジャイロスコープに、二つの入力ゲート
と二つの出力ゲートを具備するカプラーを通して結合す
ることは有用である。二つの入力ゲートは二つのジャイ
ロスコープの光源に接続され、二つの出力ゲートは二つ
のジャイロスコープに接続され、光信号をそれらに送
る。
【００４４】二重光源と二重光検出器は、四つの測定軸
を持った構成において余分に使われている。本発明を図
面を参照してより詳細に以下に記載する。
を持った構成において余分に使われている。本発明を図
面を参照してより詳細に以下に記載する。
【００４５】
【発明の実施の形態】図１に示された本発明の１つの実
施形態による３つの測定軸を持った干渉計型ジャイロス
コープは、光源１、光検出器２、三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ
2 、Ｉ3 、そしてファイバーカプラー４、５を具備す
る。光源１は、典型的にはスーパー発光ダイオード（Ｓ
ＬＤ）であるが、希土物質を添加されたファイバー光
源、またはスーパー蛍光性光源としてもよい。光検出器
２は、電子処理装置１１に接続されている。３つの干渉
計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 の各々は単モード光ファイバー多重
巻きコイル１０を含む。３つのコイル１０の長さは、そ
れらを通り抜ける光信号が同じ遷移時間τを持つように
ほぼ等しくされる。結合された３つのコイル１０の回転
は、光ジャイロスコープ９により測定される。干渉計Ｉ
1 、Ｉ2 、Ｉ3 の各々は、二つの枝ガイド１５に分離さ
れている中央ガイド１４を具備する統合された光Ｙ接合
６を具備する。枝ガイド１５は、ファイバーコイル１０
の端部に接続されている。位相変調器７は、光Ｙ接合６
の枝ガイド１５の各々に設けられている。２つのファイ
バーカプラー４と５は、２つの入力ゲート１２０、１２
１、１２４、１２５、及び２つの出力ゲート１２２、１
２３、１２６、１２７を持ったカプラーで、２×２カプ
ラーと呼ばれている。
施形態による３つの測定軸を持った干渉計型ジャイロス
コープは、光源１、光検出器２、三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ
2 、Ｉ3 、そしてファイバーカプラー４、５を具備す
る。光源１は、典型的にはスーパー発光ダイオード（Ｓ
ＬＤ）であるが、希土物質を添加されたファイバー光
源、またはスーパー蛍光性光源としてもよい。光検出器
２は、電子処理装置１１に接続されている。３つの干渉
計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 の各々は単モード光ファイバー多重
巻きコイル１０を含む。３つのコイル１０の長さは、そ
れらを通り抜ける光信号が同じ遷移時間τを持つように
ほぼ等しくされる。結合された３つのコイル１０の回転
は、光ジャイロスコープ９により測定される。干渉計Ｉ
1 、Ｉ2 、Ｉ3 の各々は、二つの枝ガイド１５に分離さ
れている中央ガイド１４を具備する統合された光Ｙ接合
６を具備する。枝ガイド１５は、ファイバーコイル１０
の端部に接続されている。位相変調器７は、光Ｙ接合６
の枝ガイド１５の各々に設けられている。２つのファイ
バーカプラー４と５は、２つの入力ゲート１２０、１２
１、１２４、１２５、及び２つの出力ゲート１２２、１
２３、１２６、１２７を持ったカプラーで、２×２カプ
ラーと呼ばれている。
【００４６】第１のカプラー４は、光源１に接続された
入力ゲート１２０を持っており、第２の入力ゲート１２
１は光検出器２に接続されている。第１の出力ゲート１
２２は、第１の干渉計Ｉ1 のＹ接合６の中央ガイド１４
に接続されている。第２の出力ゲート１２３は、第２の
カプラー５の二つの入力ゲートの一つ１２４に接続され
ている。すべての結合は光ファイバー３でなされてい
る。第２のカプラー５は、第１のカプラー４の出力ゲー
ト１２３に接続された入力ゲート１２４を持っており、
第２の入力ゲート１２５は光検出器２に接続され、その
二つの出力１２６と１２７は、中央ガイド１４とそれら
のＹ接合６に接続されてそれぞれ二つの干渉計Ｉ2 、Ｉ
3 に接続されている。
入力ゲート１２０を持っており、第２の入力ゲート１２
１は光検出器２に接続されている。第１の出力ゲート１
２２は、第１の干渉計Ｉ1 のＹ接合６の中央ガイド１４
に接続されている。第２の出力ゲート１２３は、第２の
カプラー５の二つの入力ゲートの一つ１２４に接続され
ている。すべての結合は光ファイバー３でなされてい
る。第２のカプラー５は、第１のカプラー４の出力ゲー
ト１２３に接続された入力ゲート１２４を持っており、
第２の入力ゲート１２５は光検出器２に接続され、その
二つの出力１２６と１２７は、中央ガイド１４とそれら
のＹ接合６に接続されてそれぞれ二つの干渉計Ｉ2 、Ｉ
3 に接続されている。
【００４７】第１のカプラー４は、１/ ３、２/ ３カプ
ラーで、４. ８ｄＢカプラーとも呼ばれ、光源１から発
する入射パワーを、１/ ３を干渉計Ｉ1 への出力ゲート
１２２に、そして２/ ３を第２カプラー５への出力ゲー
ト１２３に分配する。第２のカプラー５は、１/ ２、１
/ ２カプラーで、３ｄＢカプラーとも呼ばれ、第１のカ
プラー４から発する入射パワーを、出力ゲート１２６と
１２７で２つの等しい部分に分配する。この構成は、光
検出器２が三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 の各々から等
しいパワーを受けるように、三つのコイル１０の各々に
同じパワーを与えることができる。
ラーで、４. ８ｄＢカプラーとも呼ばれ、光源１から発
する入射パワーを、１/ ３を干渉計Ｉ1 への出力ゲート
１２２に、そして２/ ３を第２カプラー５への出力ゲー
ト１２３に分配する。第２のカプラー５は、１/ ２、１
/ ２カプラーで、３ｄＢカプラーとも呼ばれ、第１のカ
プラー４から発する入射パワーを、出力ゲート１２６と
１２７で２つの等しい部分に分配する。この構成は、光
検出器２が三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 の各々から等
しいパワーを受けるように、三つのコイル１０の各々に
同じパワーを与えることができる。
【００４８】もし光源１としてＳＬＤを用いるなら、こ
の光は偏光され、偏光を保つためにカプラー４、５を用
いることが好ましい。操作においてパワー信号Ｐs が光
源１から伝送される。Ｐs/３のパワーが第１の干渉計Ｉ
1 に到達し、第２カプラー５の入力ゲート１２４は２Ｐ
s/３のパワーを受ける。このパワー、２Ｐs/３は二つの
干渉計Ｉ2 、Ｉ3 に配分され、それらの各々はＰs/３の
パワーを受ける。三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 からの
パワー出力をそれぞれＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 と表すと、光検
出器２により検出されるパワーＰD は以下のようにな
る。 ＰD ＝（２/ ３Ｐ1 ＋１/ ６Ｐ2 ＋１/ ６Ｐ3 ）＋（１/ ２Ｐ2 ＋１/ ２Ｐ3 ） ＝２/ ３（Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3 ） そのため、検出されたパワーＰD の合計は、干渉計Ｉ1
、Ｉ2 、Ｉ3 からのパワー出力の総計の２/ ３に等し
い。言い替えれば、光源１から発するパワーＰsの２/
９である。そのため、三つのコイル１０は同じ強さで照
らされ、光検出器２からのバランスした信号を受ける。
の光は偏光され、偏光を保つためにカプラー４、５を用
いることが好ましい。操作においてパワー信号Ｐs が光
源１から伝送される。Ｐs/３のパワーが第１の干渉計Ｉ
1 に到達し、第２カプラー５の入力ゲート１２４は２Ｐ
s/３のパワーを受ける。このパワー、２Ｐs/３は二つの
干渉計Ｉ2 、Ｉ3 に配分され、それらの各々はＰs/３の
パワーを受ける。三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 からの
パワー出力をそれぞれＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 と表すと、光検
出器２により検出されるパワーＰD は以下のようにな
る。 ＰD ＝（２/ ３Ｐ1 ＋１/ ６Ｐ2 ＋１/ ６Ｐ3 ）＋（１/ ２Ｐ2 ＋１/ ２Ｐ3 ） ＝２/ ３（Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3 ） そのため、検出されたパワーＰD の合計は、干渉計Ｉ1
、Ｉ2 、Ｉ3 からのパワー出力の総計の２/ ３に等し
い。言い替えれば、光源１から発するパワーＰsの２/
９である。そのため、三つのコイル１０は同じ強さで照
らされ、光検出器２からのバランスした信号を受ける。
【００４９】電子処理ユニットは、選ばれた変調多重化
に対応して制御される変調位相シフトФc,i を与える変
調器７を制御する 前記構成において、単一のＹ接合６のガイド枝１５に設
けられた二つの変調器は、同時に逆の位相シフトを与え
る。そのため、三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3で与えら
れた三つの制御された変調位相シフトФc,1 、Фc,2 、
Фc,3 は、識別することができる。
に対応して制御される変調位相シフトФc,i を与える変
調器７を制御する 前記構成において、単一のＹ接合６のガイド枝１５に設
けられた二つの変調器は、同時に逆の位相シフトを与え
る。そのため、三つの干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3で与えら
れた三つの制御された変調位相シフトФc,1 、Фc,2 、
Фc,3 は、識別することができる。
【００５０】処理装置１１は、それが分離復調する光検
出器２から発する信号を受ける。干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ
3 のコイル１０は回転しているので、処理装置１１は受
けた信号からコイル１０の回転速度Ｓを取り出すことが
できる。閉ループで操作するとき、受けた信号は変調器
７で与えられた位相シフトФc,i を調整するために処理
することができる。
出器２から発する信号を受ける。干渉計Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ
3 のコイル１０は回転しているので、処理装置１１は受
けた信号からコイル１０の回転速度Ｓを取り出すことが
できる。閉ループで操作するとき、受けた信号は変調器
７で与えられた位相シフトФc,i を調整するために処理
することができる。
【００５１】制御された変調位相シフトФc,i は、周期
的変調、及び可能であれば閉ループでの操作のための逆
反作用（counter-reactin ）成分Фcr,iよりなるバイア
ス成分Фm,i を含む。バイアス成分Фm,i は、発振項Ф
o,i と、位相シフトФm,i により発生する位相差δФm,
i に影響を及ぼさない一定項Фd,i の総計である。それ
ゆえ以下のようになる。
的変調、及び可能であれば閉ループでの操作のための逆
反作用（counter-reactin ）成分Фcr,iよりなるバイア
ス成分Фm,i を含む。バイアス成分Фm,i は、発振項Ф
o,i と、位相シフトФm,i により発生する位相差δФm,
i に影響を及ぼさない一定項Фd,i の総計である。それ
ゆえ以下のようになる。
【００５２】 Фc,i ＝Фm,i ＋Фcr,i＝Фo,i ＋Фd,i ＋Фcr,i 個々のコイルの遷移期間は、ほぼτに等しい。結果は、
干渉計Ｉ1 で発生する周期的バイアス位相差Фm,i と可
能であれば逆反作用位相差δФcr,iの総計である。 δФc,i(ｔ) ＝δФm,i(ｔ) ＋δФcr,i( ｔ) ＝（Фo,i(ｔ) −Фo,i(ｔ−τ) ）＋（Фcr,i（ｔ) −Фcr,i(t- τ) ） 干渉計Ｉi でつくられる信号は、バイアス成分Фm,i の
発振項Фo,i を用いて多重化できる。
干渉計Ｉ1 で発生する周期的バイアス位相差Фm,i と可
能であれば逆反作用位相差δФcr,iの総計である。 δФc,i(ｔ) ＝δФm,i(ｔ) ＋δФcr,i( ｔ) ＝（Фo,i(ｔ) −Фo,i(ｔ−τ) ）＋（Фcr,i（ｔ) −Фcr,i(t- τ) ） 干渉計Ｉi でつくられる信号は、バイアス成分Фm,i の
発振項Фo,i を用いて多重化できる。
【００５３】本発明の方法による多重化において、標準
的変調は三つの干渉計Ｉi の各々のために、丁度良いと
きにオフセットをもって行われる。この多重化は、図２
から図９に示されている。干渉計Ｉ1 の変調器７は、同
じバイアス位相シフトФm,i を干渉計Ｉ1 のコイル１０
を伝播する反対方向の伝播波に与える。図２に示された
時間４０での変化は、周期Ｔm 、振幅π/ ４で、オフセ
ット値Фd,1 付近の変調よりなる。
的変調は三つの干渉計Ｉi の各々のために、丁度良いと
きにオフセットをもって行われる。この多重化は、図２
から図９に示されている。干渉計Ｉ1 の変調器７は、同
じバイアス位相シフトФm,i を干渉計Ｉ1 のコイル１０
を伝播する反対方向の伝播波に与える。図２に示された
時間４０での変化は、周期Ｔm 、振幅π/ ４で、オフセ
ット値Фd,1 付近の変調よりなる。
【００５４】変調周期Ｔm は、共通遷移期間τの２倍で
ある。干渉計Ｉ1 、コイル１０の波を伝播後、波のバイ
アス位相シフトФm,1 は、時間４０での先の変化と比較
した遷移時間τにより置き替えられた時間４１での変化
を有する。周期Ｔm は２τに等しいので、結果は、変調
器７で発生したバイアス位相差δФm,1 は、ゼロ付近で
周期Ｔm と振幅π/ ２での変調よりなる、図２に示され
た時間４２での変化を有する。
ある。干渉計Ｉ1 、コイル１０の波を伝播後、波のバイ
アス位相シフトФm,1 は、時間４０での先の変化と比較
した遷移時間τにより置き替えられた時間４１での変化
を有する。周期Ｔm は２τに等しいので、結果は、変調
器７で発生したバイアス位相差δФm,1 は、ゼロ付近で
周期Ｔm と振幅π/ ２での変調よりなる、図２に示され
た時間４２での変化を有する。
【００５５】干渉計Ｉ1 の干渉パワーＰ1 は、この変化
４２から直接推測される。図３に示された重ねられた波
の位相差δФの関数としての干渉パワーＰの変化２０
は、πの倍数ではなく, 位相差δФm,1 がπ/ ２の奇数
倍であるとき最高感度である位相差δФm,1 のための信
号を得るために用いることができる。時間４２での位相
差δФm,1 の変化と位相差δФの関数としてのパワーＰ
の変化２０は、干渉計Ｉ1 からの干渉パワー出力Ｐ1 の
時間４３での変化を制御できる。
４２から直接推測される。図３に示された重ねられた波
の位相差δФの関数としての干渉パワーＰの変化２０
は、πの倍数ではなく, 位相差δФm,1 がπ/ ２の奇数
倍であるとき最高感度である位相差δФm,1 のための信
号を得るために用いることができる。時間４２での位相
差δФm,1 の変化と位相差δФの関数としてのパワーＰ
の変化２０は、干渉計Ｉ1 からの干渉パワー出力Ｐ1 の
時間４３での変化を制御できる。
【００５６】Ｐo を同位相の二つの波から得られる最大
パワーとすると、図３に示されるように、周期Ｔm/２を
有する変化４３は、各周期の始めに高さＰo でピーク５
４を有し、各半周期Ｔm/２の間Ｐo/２に等しい。干渉計
Ｉ1 のコイル１０は回転している時、回転速度Ｓに比例
したサニヤック（Sagnac）位相シフトδФs,1 はバイア
ス位相差δФm,1 に加えられる。
パワーとすると、図３に示されるように、周期Ｔm/２を
有する変化４３は、各周期の始めに高さＰo でピーク５
４を有し、各半周期Ｔm/２の間Ｐo/２に等しい。干渉計
Ｉ1 のコイル１０は回転している時、回転速度Ｓに比例
したサニヤック（Sagnac）位相シフトδФs,1 はバイア
ス位相差δФm,1 に加えられる。
【００５７】時間４４での図４に示されている干渉計Ｉ
1 のコイル１０が回転している時のバイアス位相差δФ
m,1 の変化は、回転を生じない変化４２に関し、位相シ
フトδФs,1 によりオフセットされる。時間５０での干
渉計Ｉ1 から出力する干渉パワーＰ1 の変化は、回転が
ないときと同じ方法で、位相シフトδФの関数としての
干渉パワーＰの変化２０を用いて推測され、図４に示さ
れている。
1 のコイル１０が回転している時のバイアス位相差δФ
m,1 の変化は、回転を生じない変化４２に関し、位相シ
フトδФs,1 によりオフセットされる。時間５０での干
渉計Ｉ1 から出力する干渉パワーＰ1 の変化は、回転が
ないときと同じ方法で、位相シフトδФの関数としての
干渉パワーＰの変化２０を用いて推測され、図４に示さ
れている。
【００５８】この変化２４はＴm の周期を有しており、
各半期Ｔm/２でＰo に等しい高さ５４でピークとなり、
半周期Ｔm/２の間Ｐo/２に等しい最小及び最大値を交互
に行う。この信号を知って、伝統的方法は、得られたパ
ワー変調を用いて干渉計Ｉ1 のコイル１０の回転速度を
決めるために使うことができる。
各半期Ｔm/２でＰo に等しい高さ５４でピークとなり、
半周期Ｔm/２の間Ｐo/２に等しい最小及び最大値を交互
に行う。この信号を知って、伝統的方法は、得られたパ
ワー変調を用いて干渉計Ｉ1 のコイル１０の回転速度を
決めるために使うことができる。
【００５９】干渉計Ｉ2 とＩ3 でそれぞれ発生されるバ
イアス位相差δФm,2 とδФm,3 は、期間Ｔm/６とＴm/
３での時間置き換えによって干渉計Ｉ1 で発生したバイ
アス位相差δФm,1 から単に決定される図５で示されて
いる時間４５と４６での変化を有している。これら位相
差δФm,2 とδФm,3 は、干渉計Ｉ2 とＩ3 のバイアス
位相シフトФm,2 とФm,3 を加えることにより得られ
る。時間（示されていない）での変化は、期間Ｔm/６と
Ｔm/３の時間置き換えを用いて位相シフトФm,1の変化
４０から推測できる。
イアス位相差δФm,2 とδФm,3 は、期間Ｔm/６とＴm/
３での時間置き換えによって干渉計Ｉ1 で発生したバイ
アス位相差δФm,1 から単に決定される図５で示されて
いる時間４５と４６での変化を有している。これら位相
差δФm,2 とδФm,3 は、干渉計Ｉ2 とＩ3 のバイアス
位相シフトФm,2 とФm,3 を加えることにより得られ
る。時間（示されていない）での変化は、期間Ｔm/６と
Ｔm/３の時間置き換えを用いて位相シフトФm,1の変化
４０から推測できる。
【００６０】このように、この方法によると、Ｔm/６に
等しいクロック期間Ｔh が用いられる。各半周期Ｔm/２
は、三つの連続する時間間隔δｔ1 、δｔ2 、δｔ3 に
配分される。各期間Ｔh の間、バイアス位相差δФm,1
の一つのみが他の二つと反対の符号を持っている。干渉
計Ｉi からの出力で得られる干渉パワーＰ1 、Ｐ2 、Ｐ
3 は、位相差δФm,1 から決めるられる。
等しいクロック期間Ｔh が用いられる。各半周期Ｔm/２
は、三つの連続する時間間隔δｔ1 、δｔ2 、δｔ3 に
配分される。各期間Ｔh の間、バイアス位相差δФm,1
の一つのみが他の二つと反対の符号を持っている。干渉
計Ｉi からの出力で得られる干渉パワーＰ1 、Ｐ2 、Ｐ
3 は、位相差δФm,1 から決めるられる。
【００６１】干渉計Ｉi のコイル１０の回転によるサニ
ヤック位相シフトδФs,i の存在下において、図６に示
された時間５０、５１、５２での変化は、Ｐo/２の付近
の値が中心となる周期Ｔm の変調よりなり、各Ｔm/２の
半周期で高さＰo のピーク５４を有している。三つのパ
ワー変調は各々Ｔm/６で他からオフセットされる。結果
は、三つの干渉計Ｉi から光検出器２が受けたパワーＰ
D 、これは三つのパワーＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 の総計に２/
３を掛けたものであるが、はすべての時間において、各
干渉計Ｉi でサニヤック位相シフトδФs,i に対応する
三つの変調を考慮しているということである。
ヤック位相シフトδФs,i の存在下において、図６に示
された時間５０、５１、５２での変化は、Ｐo/２の付近
の値が中心となる周期Ｔm の変調よりなり、各Ｔm/２の
半周期で高さＰo のピーク５４を有している。三つのパ
ワー変調は各々Ｔm/６で他からオフセットされる。結果
は、三つの干渉計Ｉi から光検出器２が受けたパワーＰ
D 、これは三つのパワーＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 の総計に２/
３を掛けたものであるが、はすべての時間において、各
干渉計Ｉi でサニヤック位相シフトδФs,i に対応する
三つの変調を考慮しているということである。
【００６２】図６で示されているパワーＰD の時間５３
での変化は、Ｔm/６の間一定値を持ち、３Ｐo/２の値の
付近で発振する高さと、各一定値５６の始めに現れるピ
ーク５５を持ち、２Ｐo の値の付近で発振する高さを有
する、周期Ｔm の関数である。光検出器から発し、処理
装置が受けた信号からスタートし、干渉計Ｉi から出力
する信号は、図７に示されるように電子的分離復調回路
（elecrtonic demultiplexing and demodulating circu
it）６５を用いて再現される。この特許の他の部分で
は、分離という言葉は、同時に分離復調を表すために使
われる。
での変化は、Ｔm/６の間一定値を持ち、３Ｐo/２の値の
付近で発振する高さと、各一定値５６の始めに現れるピ
ーク５５を持ち、２Ｐo の値の付近で発振する高さを有
する、周期Ｔm の関数である。光検出器から発し、処理
装置が受けた信号からスタートし、干渉計Ｉi から出力
する信号は、図７に示されるように電子的分離復調回路
（elecrtonic demultiplexing and demodulating circu
it）６５を用いて再現される。この特許の他の部分で
は、分離という言葉は、同時に分離復調を表すために使
われる。
【００６３】この回路６５は、三つの分離装置６１、６
２、６３と積分器５７が設けられている三本の線５９に
分割される入力線５８を具備している。分離装置６１、
６２、６３は線５９で検出された信号に分離信号Ｄ1 、
Ｄ2 、Ｄ3 を各々加える。図８に示されている分離信号
Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 の時間６６、６７、６８での変化は、
干渉計Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 から各々発する信号を再現する
ために使われる。分離は閉ループで動作するので、信号
Ｄi は標準化される。
２、６３と積分器５７が設けられている三本の線５９に
分割される入力線５８を具備している。分離装置６１、
６２、６３は線５９で検出された信号に分離信号Ｄ1 、
Ｄ2 、Ｄ3 を各々加える。図８に示されている分離信号
Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 の時間６６、６７、６８での変化は、
干渉計Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 から各々発する信号を再現する
ために使われる。分離は閉ループで動作するので、信号
Ｄi は標準化される。
【００６４】信号Ｄ1 の変化６６は、半周期Ｔm/２の最
初の１/ ３の間１に等しく、二番目の1/３の間０に等し
く、三番目の1/３の間１に等しい周期Ｔm の奇数関数で
ある。信号Ｄ1 、Ｄ2 の時間６７と６８での変化は、各
々期間Ｔm/６とＴm/３の時間置き換えをすることにより
変化６６から推測できる。図９に示されているように、
分離信号６６、６７、６８に対応するバイアス位相差４
２、４５、４６をつくることは有益である。各信号Ｄi
は、関連する位相差δФm,i から単に推測される。位相
差は単にそれを正常化し、各ステップの中間においてク
ロック期間Ｔh の間それを取り消すことにより修正され
ることを必要とする。
初の１/ ３の間１に等しく、二番目の1/３の間０に等し
く、三番目の1/３の間１に等しい周期Ｔm の奇数関数で
ある。信号Ｄ1 、Ｄ2 の時間６７と６８での変化は、各
々期間Ｔm/６とＴm/３の時間置き換えをすることにより
変化６６から推測できる。図９に示されているように、
分離信号６６、６７、６８に対応するバイアス位相差４
２、４５、４６をつくることは有益である。各信号Ｄi
は、関連する位相差δФm,i から単に推測される。位相
差は単にそれを正常化し、各ステップの中間においてク
ロック期間Ｔh の間それを取り消すことにより修正され
ることを必要とする。
【００６５】同じ多重化と分離の手順は三つの測定軸の
代わりに二つの測定軸に容易に変えることができる。ク
ロック時間Ｔh はＴm/４に等しく、各半周期Ｔm/２に関
し二つの間隔δｔ1 とδｔ2 を定めている。図１０に示
されている、二つの軸に与えられるバイアス位相差δФ
m,1 とδФm,2 は、時間１４０と１４１での変化が先に
述べた４２、４５、４６のそれに類似している変調であ
る。それらは期間Ｔh＝Ｔm/４で他に関してオフセット
される。分離信号はＤ1 、Ｄ2 は、単純なかけ算成分に
より１４０と１４１の位相差の変化から直接決定される
変化１４２と１４３を有している。最初の分離信号Ｄ1
は、０から２Ｔh は１、２Ｔh から４Ｔh は−１、であ
り、第２の信号は、０からＴh は−１、Ｔh から３Ｔh
は１、３Thから４Ｔh は−１である。そのため、それら
は標準変調に対応する。
代わりに二つの測定軸に容易に変えることができる。ク
ロック時間Ｔh はＴm/４に等しく、各半周期Ｔm/２に関
し二つの間隔δｔ1 とδｔ2 を定めている。図１０に示
されている、二つの軸に与えられるバイアス位相差δФ
m,1 とδФm,2 は、時間１４０と１４１での変化が先に
述べた４２、４５、４６のそれに類似している変調であ
る。それらは期間Ｔh＝Ｔm/４で他に関してオフセット
される。分離信号はＤ1 、Ｄ2 は、単純なかけ算成分に
より１４０と１４１の位相差の変化から直接決定される
変化１４２と１４３を有している。最初の分離信号Ｄ1
は、０から２Ｔh は１、２Ｔh から４Ｔh は−１、であ
り、第２の信号は、０からＴh は−１、Ｔh から３Ｔh
は１、３Thから４Ｔh は−１である。そのため、それら
は標準変調に対応する。
【００６６】この方法を測定軸の任意の数Ｎに一般化す
ることは容易である。クロック時間Ｔh はＴm/（２Ｎ）
に等しく、Ｎを各半周期Ｔm/２において間隔δｔ1 、δ
ｔ2、--- δｔN に定める。Ｎ軸にそれぞれ加えられる
Ｎ個のバイアス位相差δФm,i は、Ｔh （図１１）によ
る時間１４４、１４５の連続的なオフセットでの変化を
有している。
ることは容易である。クロック時間Ｔh はＴm/（２Ｎ）
に等しく、Ｎを各半周期Ｔm/２において間隔δｔ1 、δ
ｔ2、--- δｔN に定める。Ｎ軸にそれぞれ加えられる
Ｎ個のバイアス位相差δФm,i は、Ｔh （図１１）によ
る時間１４４、１４５の連続的なオフセットでの変化を
有している。
【００６７】Ｎ個の多重化信号Ｄ1 、Ｄ2 、--- ＤN
は、単純マトリックス反転により位相差δФm,2 から決
められる。それらの時間１４６、１４７での変化（図１
１）は、各ステップの中間において（Ｎ−２）クロック
期間Ｔh のためにそれらをキャンセルすることにより、
時間１４４、１４５での１に正常化された位相差の変化
から得られる。i 番目の分離信号Ｄi は、δｔi の間隔
の間１で、δｔi+1 からδｔN+i-2 は０、δｔN+i-1 の
間は１、δｔN+i の間は−１、δｔN+i+1 からδｔ
2N+i-2は０、δｔ2N+i-1の間は−１である。
は、単純マトリックス反転により位相差δФm,2 から決
められる。それらの時間１４６、１４７での変化（図１
１）は、各ステップの中間において（Ｎ−２）クロック
期間Ｔh のためにそれらをキャンセルすることにより、
時間１４４、１４５での１に正常化された位相差の変化
から得られる。i 番目の分離信号Ｄi は、δｔi の間隔
の間１で、δｔi+1 からδｔN+i-2 は０、δｔN+i-1 の
間は１、δｔN+i の間は−１、δｔN+i+1 からδｔ
2N+i-2は０、δｔ2N+i-1の間は−１である。
【００６８】このように行われる分離は、各間隔δｔi
で光検出器２の信号の変換後、デジタル電子技術で数値
的に実行することは簡単である。回転の測定は、それ自
体はよく知られている閉ループでの操作により改善する
ことが出来る。各干渉計Ｉi の変調器７は、制御された
変調位相シフトФc,i を創り出すためにバイアス位相シ
フトФm,i に加えられる逆反作用位相シフトФcr,iに適
用する。図１２に示された典型的なこのタイプの位相シ
フトФcrの時間３５での変化は、逆反作用周期τcrと高
さ２πを持った位相傾斜３８の連続よりなる。
で光検出器２の信号の変換後、デジタル電子技術で数値
的に実行することは簡単である。回転の測定は、それ自
体はよく知られている閉ループでの操作により改善する
ことが出来る。各干渉計Ｉi の変調器７は、制御された
変調位相シフトФc,i を創り出すためにバイアス位相シ
フトФm,i に加えられる逆反作用位相シフトФcr,iに適
用する。図１２に示された典型的なこのタイプの位相シ
フトФcrの時間３５での変化は、逆反作用周期τcrと高
さ２πを持った位相傾斜３８の連続よりなる。
【００６９】干渉計Ｉi の一つのコイルを通り抜けた
後、逆反作用位相シフトФcrの時間３６での変化は、図
１２に示されているように期間τにより置き換えられ
る。位相傾斜３８のスロープをａに等しくすると、変調
器７で発生される逆反作用位相差δФcrは、位相差δФ
crが連続的にａτに等しく、２πの要素で乗算されるよ
うな時間３７での変化のためのステップ関数を持つ。
後、逆反作用位相シフトФcrの時間３６での変化は、図
１２に示されているように期間τにより置き換えられ
る。位相傾斜３８のスロープをａに等しくすると、変調
器７で発生される逆反作用位相差δФcrは、位相差δФ
crが連続的にａτに等しく、２πの要素で乗算されるよ
うな時間３７での変化のためのステップ関数を持つ。
【００７０】このように達成されるサーボ制御は、対応
するコイル１０の回転速度Ｓを、ａから、より直接的に
は位相傾斜３８が落ちる周波数から推測するのを容易に
する。この閉ループ操作は完全に安定しており、各干渉
計Ｉi からの信号出力の間の相互作用は、特に光源を変
調する光源１への帰還のために、サーボ機構による制御
により補償される。
するコイル１０の回転速度Ｓを、ａから、より直接的に
は位相傾斜３８が落ちる周波数から推測するのを容易に
する。この閉ループ操作は完全に安定しており、各干渉
計Ｉi からの信号出力の間の相互作用は、特に光源を変
調する光源１への帰還のために、サーボ機構による制御
により補償される。
【００７１】π/ ２に等しい位相バイアスを選ぶことは
特に有益であるが、πの倍数でない他の値を選ぶことが
できる。さらに、周期Ｔm を同じ期間の時間間隔δｔi
に区切ることは特に実際的であり、特にクロック時間Ｔ
h との一致のため、明確な期間を持った時間間隔δｔi
を使うことは可能であり、本質的な点は周期Ｔm の区切
りを得ることである。
特に有益であるが、πの倍数でない他の値を選ぶことが
できる。さらに、周期Ｔm を同じ期間の時間間隔δｔi
に区切ることは特に実際的であり、特にクロック時間Ｔ
h との一致のため、明確な期間を持った時間間隔δｔi
を使うことは可能であり、本質的な点は周期Ｔm の区切
りを得ることである。
【００７２】多重化は、例としてあげられたシステムよ
り複雑な変調システムと、シフトにより時間内に結びつ
けることができる。ステップの代わりに、それ自体よく
知られている四つの状態を有する変調でそれを用いるこ
とは有益である。典型的には、この変調は四つの位相バ
イアスπ/ ４、３π/ ４、−３π/ ４、−π/ ４の周期
的連続を持っており、この特別のケースは限定的ではな
い。
り複雑な変調システムと、シフトにより時間内に結びつ
けることができる。ステップの代わりに、それ自体よく
知られている四つの状態を有する変調でそれを用いるこ
とは有益である。典型的には、この変調は四つの位相バ
イアスπ/ ４、３π/ ４、−３π/ ４、−π/ ４の周期
的連続を持っており、この特別のケースは限定的ではな
い。
【００７３】ほとんどの実施形態において、干渉計Ｉi
のコイル１０の遷移期間τi は、同じ遷移期間τを持っ
たものである。変調周期Ｔm は２τに等しく選ばれ、そ
れはこの遷移期間τの二倍である。これら長さ間の差
は、多軸ジャイロスコープ９を用いることを主として困
難にしているバイアスエラーを引き起こす。
のコイル１０の遷移期間τi は、同じ遷移期間τを持っ
たものである。変調周期Ｔm は２τに等しく選ばれ、そ
れはこの遷移期間τの二倍である。これら長さ間の差
は、多軸ジャイロスコープ９を用いることを主として困
難にしているバイアスエラーを引き起こす。
【００７４】遷移期間τとτ及び振幅π/ ４よりわずか
に大きい周期Ｔm を持ったバイアス位相シフトФm を与
える関連する変調器７を有する干渉計Ｉi において、入
射波は図１３に示されている時間７０での位相シフトФ
m の変化に従っており、干渉計Ｉi のコイル１０の出力
においてバイアス位相シフトФm(t-τ) があり、それは
時間７０での加えられた位相シフトФm （ｔ）の時間７
０での変化から期間τで置き換えられた時間７１での変
化を有している。
に大きい周期Ｔm を持ったバイアス位相シフトФm を与
える関連する変調器７を有する干渉計Ｉi において、入
射波は図１３に示されている時間７０での位相シフトФ
m の変化に従っており、干渉計Ｉi のコイル１０の出力
においてバイアス位相シフトФm(t-τ) があり、それは
時間７０での加えられた位相シフトФm （ｔ）の時間７
０での変化から期間τで置き換えられた時間７１での変
化を有している。
【００７５】結果は、干渉計Ｉi からの出力で得られた
バイアス位相差Фm は、周期Ｔm と振幅π/ ２を持った
変調に対応し、ゼロ付近を中心として、あたかもバイア
スエラーがないのと同じやり方で、時間７２での変化を
有しているということである。しかし、変調を構成する
上側レベル１３０と下側レベル１３１の間に、０位相シ
フトと期間（Ｔm/２）−τを持ったレベル１３２があ
る。結果は、バイアス位相差Фm による干渉パワーの時
間７３における変化は、２/ Ｔm の割合で高さＰo のパ
ワーピーク５４により妨げられた、高さＰo/２の変動の
ない変化ではもはやなく、しかし、先のピーク５４と同
じ高さと同じ割合で期間（Ｔm/２）−τでステップ１３
３で変化するということである。
バイアス位相差Фm は、周期Ｔm と振幅π/ ２を持った
変調に対応し、ゼロ付近を中心として、あたかもバイア
スエラーがないのと同じやり方で、時間７２での変化を
有しているということである。しかし、変調を構成する
上側レベル１３０と下側レベル１３１の間に、０位相シ
フトと期間（Ｔm/２）−τを持ったレベル１３２があ
る。結果は、バイアス位相差Фm による干渉パワーの時
間７３における変化は、２/ Ｔm の割合で高さＰo のパ
ワーピーク５４により妨げられた、高さＰo/２の変動の
ない変化ではもはやなく、しかし、先のピーク５４と同
じ高さと同じ割合で期間（Ｔm/２）−τでステップ１３
３で変化するということである。
【００７６】パワー変化７３は、干渉計Ｉi のコイル１
０の回転速度Ｓを表すサニヤック位相シフトδФs を用
いてなされた測定の正確さを明らかに減じることはな
い。事実すべての事項は、差Ｐ（ｔ）−（ｔ＋Ｔm/２）
に対応する半周期の時間シフトで得られる二つの信号間
の差である。この差は変化Ｐ（ｔ）のステップ１３３に
よって影響されない。
０の回転速度Ｓを表すサニヤック位相シフトδФs を用
いてなされた測定の正確さを明らかに減じることはな
い。事実すべての事項は、差Ｐ（ｔ）−（ｔ＋Ｔm/２）
に対応する半周期の時間シフトで得られる二つの信号間
の差である。この差は変化Ｐ（ｔ）のステップ１３３に
よって影響されない。
【００７７】あいにく実際には、この矩形信号は、特に
一般に異なっている立ち上がりと立ち下がり時間のた
め、完全に対称的ではない。このタイプの非対称的変調
の存在下で、時間７５、７６、７７での干渉パワーの変
化は、図１４が表すように２/Ｔm の割合でステップ関
数１３５、１３６、１３７を示す。変調周期Ｔm が遷移
期間τの倍の２τに等しいとき、パワーＰの時間７６で
の変化は同じ期間ｄ１でのステップ１３７を含む。変調
周期Ｔm が遷移期間τの倍の２τより大きいとき、非対
称な変調は時間７５での干渉パワーの変化で、それぞれ
低い期間ｄ１と高い期間ｄ２でステップ１３５と１３６
の交替を創り出す。そのため、応答はもはやＴm/２の周
期を有しておらず、得られる差は、結果を不精確にす
る。
一般に異なっている立ち上がりと立ち下がり時間のた
め、完全に対称的ではない。このタイプの非対称的変調
の存在下で、時間７５、７６、７７での干渉パワーの変
化は、図１４が表すように２/Ｔm の割合でステップ関
数１３５、１３６、１３７を示す。変調周期Ｔm が遷移
期間τの倍の２τに等しいとき、パワーＰの時間７６で
の変化は同じ期間ｄ１でのステップ１３７を含む。変調
周期Ｔm が遷移期間τの倍の２τより大きいとき、非対
称な変調は時間７５での干渉パワーの変化で、それぞれ
低い期間ｄ１と高い期間ｄ２でステップ１３５と１３６
の交替を創り出す。そのため、応答はもはやＴm/２の周
期を有しておらず、得られる差は、結果を不精確にす
る。
【００７８】同じ現象が、変調周期Ｔm が遷移期間τの
倍の２τより小さいときにおこる。それぞれ高い期間ｄ
４と低い期間ｄ５を持ったステップ１３６と１３５の交
替が、干渉パワーの周波数変化７７上で見ることが出来
る。Ｄｆを干渉計Ｉi のコイル１０の自然周波数１/
（２τ）と異なった周波数とする、別の言葉で言うと、
Ｄｆ＝（１/ Ｔm −１/ （２τ））２τとする。このよ
うに創られたラデイアンでの平均バイアスは、２πＤｆ
に等しい。温度の関数としての自然周波数１/ （２τ）
の相対的変化は１０ppm/Kelvinである。
倍の２τより小さいときにおこる。それぞれ高い期間ｄ
４と低い期間ｄ５を持ったステップ１３６と１３５の交
替が、干渉パワーの周波数変化７７上で見ることが出来
る。Ｄｆを干渉計Ｉi のコイル１０の自然周波数１/
（２τ）と異なった周波数とする、別の言葉で言うと、
Ｄｆ＝（１/ Ｔm −１/ （２τ））２τとする。このよ
うに創られたラデイアンでの平均バイアスは、２πＤｆ
に等しい。温度の関数としての自然周波数１/ （２τ）
の相対的変化は１０ppm/Kelvinである。
【００７９】これは１００Ｋの特定の温度帯で１０のマ
イナス３乗ラデイアンのオーダーのエラーを与え、必要
なオーダーである１０-6または１０-7のオーダーをこえ
る。周期Ｔm/２で復調後に得られるバイアスエラーは、
主に短い期間ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５でステップ
１３５、１３６、１３７上に集中している。本発明の好
ましい実施形態によると、電子処理装置１１は期間Ｔm/
２を持った周期的信号処理ゲートを具備する。図１５に
示されたこの方法は、処理ユニット１１で受けた干渉パ
ワーの時間８３での変化において、周期的ゲート８０を
作り上げる期間ｄ６の時間間隔を除くことにある。処理
ユニット１１で使われる時間サンプリング期間は、外部
のこれら時間間隔から選ばれる。
イナス３乗ラデイアンのオーダーのエラーを与え、必要
なオーダーである１０-6または１０-7のオーダーをこえ
る。周期Ｔm/２で復調後に得られるバイアスエラーは、
主に短い期間ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５でステップ
１３５、１３６、１３７上に集中している。本発明の好
ましい実施形態によると、電子処理装置１１は期間Ｔm/
２を持った周期的信号処理ゲートを具備する。図１５に
示されたこの方法は、処理ユニット１１で受けた干渉パ
ワーの時間８３での変化において、周期的ゲート８０を
作り上げる期間ｄ６の時間間隔を除くことにある。処理
ユニット１１で使われる時間サンプリング期間は、外部
のこれら時間間隔から選ばれる。
【００８０】πでの消衰による、または時間内における
オフセットにより多重化するとき、光検出器２で受けた
応答信号３２、５で得たピーク３３、５５は、６/ Ｔm
の割合で現れる。そのため、バイアスエラーを取り除く
ため使われる電子処理ゲート８０は、Ｔm/６の期間を有
している。より一般的に、Ｎ個の干渉計で多重化するこ
とは、期間Ｔm/Ｎで一つのゲートを必要とする。
オフセットにより多重化するとき、光検出器２で受けた
応答信号３２、５で得たピーク３３、５５は、６/ Ｔm
の割合で現れる。そのため、バイアスエラーを取り除く
ため使われる電子処理ゲート８０は、Ｔm/６の期間を有
している。より一般的に、Ｎ個の干渉計で多重化するこ
とは、期間Ｔm/Ｎで一つのゲートを必要とする。
【００８１】このゲートは効率的であるが、いくつかの
間違いを取り除かない。特に、信号は無限のスロープで
落ちないので、異なった時間で生ずる指数関数的減少８
１は、考慮されなければならず、そのため、図１５に見
られるように高さｈ１は光源から発する合計パワーに依
存する。それゆえ、時間８３でのパワーの変化を示すカ
ーブ上で選ばれるサンプリング点８２の値は、指数関数
的減少によりゆがめられる。
間違いを取り除かない。特に、信号は無限のスロープで
落ちないので、異なった時間で生ずる指数関数的減少８
１は、考慮されなければならず、そのため、図１５に見
られるように高さｈ１は光源から発する合計パワーに依
存する。それゆえ、時間８３でのパワーの変化を示すカ
ーブ上で選ばれるサンプリング点８２の値は、指数関数
的減少によりゆがめられる。
【００８２】この効果を最小にするため、指数関数的減
少８１の高さｈ１を最小にするためにピーク３３、５５
の各時間で光源１をスイッチオフすることは有益であ
る。これは、図１６と図１７のブロック・ダイヤグラム
に示されているものに類似した電子変調回路を用いてな
される。この電子回路８４は、カレントミラー９７を通
して低雑音電流発生器８５に結合された論理ゲート９５
よりなる。論理ゲート９５は、光源１として働くスーパ
ー発光ダイオード９６と並列に接続される。この論理ゲ
ート９５は、ＳＬＤ回路９６を短絡することができ、ま
たはしないＵ１０１に変調を与える。電流は、入力８９
を通して電流を受ける低雑音電流発生器８５を通してこ
の回路９５、９６に供給される。
少８１の高さｈ１を最小にするためにピーク３３、５５
の各時間で光源１をスイッチオフすることは有益であ
る。これは、図１６と図１７のブロック・ダイヤグラム
に示されているものに類似した電子変調回路を用いてな
される。この電子回路８４は、カレントミラー９７を通
して低雑音電流発生器８５に結合された論理ゲート９５
よりなる。論理ゲート９５は、光源１として働くスーパ
ー発光ダイオード９６と並列に接続される。この論理ゲ
ート９５は、ＳＬＤ回路９６を短絡することができ、ま
たはしないＵ１０１に変調を与える。電流は、入力８９
を通して電流を受ける低雑音電流発生器８５を通してこ
の回路９５、９６に供給される。
【００８３】ＳＬＤ９６から発する光の強さは、直接そ
れを通過する電流に依存している。これが、なぜ電流発
生器８５の雑音レベルが低く保たれなくてはならないか
という理由である。
れを通過する電流に依存している。これが、なぜ電流発
生器８５の雑音レベルが低く保たれなくてはならないか
という理由である。
【００８４】
【外１】
【００８５】低雑音電流発生器８５は電流供給源８９、
接続１０２、測定抵抗器９１を通ってカレントミラー９
７に通ずる出力９３を持ったＮＰＮトランジスタ８７を
有している。エンドボックス９２は、エンドボックス９
２の出力９４で抵抗器９１の端子に印加される電圧Ｕr
を与えるために、抵抗器９１に並列に接続される。この
出力９４は、設定された電圧が印加される入力８８を有
する比較器９０に接続される。設定された電圧と抵抗器
にかかる電圧Ｕr 間の差は、比較器により積分器８６に
伝えられる。この積分器はトランジスタ８７を接続１０
２に導く。
接続１０２、測定抵抗器９１を通ってカレントミラー９
７に通ずる出力９３を持ったＮＰＮトランジスタ８７を
有している。エンドボックス９２は、エンドボックス９
２の出力９４で抵抗器９１の端子に印加される電圧Ｕr
を与えるために、抵抗器９１に並列に接続される。この
出力９４は、設定された電圧が印加される入力８８を有
する比較器９０に接続される。設定された電圧と抵抗器
にかかる電圧Ｕr 間の差は、比較器により積分器８６に
伝えられる。この積分器はトランジスタ８７を接続１０
２に導く。
【００８６】操作の間、ＳＬＤを通る強さＩを持った電
流は、電圧Ｕr を発生する抵抗器９１を用いて測定され
る。この電圧は比較器９０の設定された電圧と比較さ
れ、二つの電圧の差は、電流の値Ｉをサーボ制御するた
めトランジスタ８７を反応させる積分器８６を制御す
る。このサーボ制御のカットオフ周波数は、雑音を最小
にするため低いが、しかし、他の成分の温度ドリフトを
補償するには十分である。トランジスタ８７は、電流を
抵抗器９１に供給する一方、それを電力供給から分離す
る。この電力供給の雑音はこのように取り除かれる。
流は、電圧Ｕr を発生する抵抗器９１を用いて測定され
る。この電圧は比較器９０の設定された電圧と比較さ
れ、二つの電圧の差は、電流の値Ｉをサーボ制御するた
めトランジスタ８７を反応させる積分器８６を制御す
る。このサーボ制御のカットオフ周波数は、雑音を最小
にするため低いが、しかし、他の成分の温度ドリフトを
補償するには十分である。トランジスタ８７は、電流を
抵抗器９１に供給する一方、それを電力供給から分離す
る。この電力供給の雑音はこのように取り除かれる。
【００８７】
【外２】
【００８８】論理ゲート９５の使用は、電力供給に係る
障害をほとんど生じない１０nsより小さい、非常に短い
立ち上がり時間を与える。もし完全な電流発生器が用い
られたなら、電力供給による電流出力ゲート９５の状態
に係わらず一定である。しかし、変調器１０１により引
き起こされる負荷の変化が電流発生器８４を乱すため、
この回路は低雑音発生器８５と用いることはできない。
障害をほとんど生じない１０nsより小さい、非常に短い
立ち上がり時間を与える。もし完全な電流発生器が用い
られたなら、電力供給による電流出力ゲート９５の状態
に係わらず一定である。しかし、変調器１０１により引
き起こされる負荷の変化が電流発生器８４を乱すため、
この回路は低雑音発生器８５と用いることはできない。
【００８９】カレントミラー９７は、変調１０１の間の
負荷の変化におけるこの困難を克服するために使われ
る。カレントミラーはポイントＡで抵抗器９１に接続さ
れる。この利点は、ポイントＡから見た負荷は変調とは
独立して定められるということである。カレントミラー
９７はＰＮＰトランジスタ９８と９９を有しており、各
々は二つの入力１０３と１０４、二つの出力１４３と１
４４、そして互いに接続された二つの接続１４１と１４
２を有している。ポイントＡから発するカレントミラー
９７の入力リード１４０は分割され、トランジスタ９８
と９９の入力１０３と１０４に接続される。トランジス
タ９８の出力１４３は、アース１４４に接続されている
抵抗器１００に接続される。第２のトランジスタ９９
は、ソース変調回路９５、９６に接続されている。線１
８２はトランジスタ９８と９９の接続１４１、１４２の
接合部を、トランジスタ９８の出力１４３に接続する。
負荷の変化におけるこの困難を克服するために使われ
る。カレントミラーはポイントＡで抵抗器９１に接続さ
れる。この利点は、ポイントＡから見た負荷は変調とは
独立して定められるということである。カレントミラー
９７はＰＮＰトランジスタ９８と９９を有しており、各
々は二つの入力１０３と１０４、二つの出力１４３と１
４４、そして互いに接続された二つの接続１４１と１４
２を有している。ポイントＡから発するカレントミラー
９７の入力リード１４０は分割され、トランジスタ９８
と９９の入力１０３と１０４に接続される。トランジス
タ９８の出力１４３は、アース１４４に接続されている
抵抗器１００に接続される。第２のトランジスタ９９
は、ソース変調回路９５、９６に接続されている。線１
８２はトランジスタ９８と９９の接続１４１、１４２の
接合部を、トランジスタ９８の出力１４３に接続する。
【００９０】操作の間、トランジスタ９８と抵抗器１０
０で構成される枝は、トランジスタ９８がダイオードの
ように設けられており、二つのトランジスタ９８と９９
が等しいので定められた電荷を持っている。二つのトラ
ンジスタ９８と９９のベース電圧は等しいので、トラン
ジスタ９９のソース変調回路９５、９６への出力電流１
４４は、回路９５、９６を含む枝の負荷と独立して、抵
抗器１００に導くトランジスタ９８の出力１４３と一致
している。
０で構成される枝は、トランジスタ９８がダイオードの
ように設けられており、二つのトランジスタ９８と９９
が等しいので定められた電荷を持っている。二つのトラ
ンジスタ９８と９９のベース電圧は等しいので、トラン
ジスタ９９のソース変調回路９５、９６への出力電流１
４４は、回路９５、９６を含む枝の負荷と独立して、抵
抗器１００に導くトランジスタ９８の出力１４３と一致
している。
【００９１】ポイントＡからスタートし、カレントミラ
ー９７に強さＩで到達する入力電流は、各々等しいＩ/
２の二つの電流に分かれ、それぞれ抵抗器１００と回路
９５、９６を通る。ソース変調装置９５、９６と低雑音
電流発生器８５の間のカレントミラー９７の存在は、非
常に低い雑音と速い光源１が得られることを意味してい
る。発生器８５の変調による電力供給に係る寄生音の発
散はこのように訂正される。
ー９７に強さＩで到達する入力電流は、各々等しいＩ/
２の二つの電流に分かれ、それぞれ抵抗器１００と回路
９５、９６を通る。ソース変調装置９５、９６と低雑音
電流発生器８５の間のカレントミラー９７の存在は、非
常に低い雑音と速い光源１が得られることを意味してい
る。発生器８５の変調による電力供給に係る寄生音の発
散はこのように訂正される。
【００９２】電子変調回路８４で、雑音レベルはＳＬＤ
９６に与えられる変調とは独立していることがわかっ
た。ＳＬＤ９６を通る電流は典型的に８０mAの高さのス
テップで２０nsのオーダーの立ち上がり時間を持ってい
ることもわかった。電子ー光現象は電子現象と比べて非
常に速いので、ＳＬＤ９６による光パワー出力は、それ
を通る電流と同じ側面を持っている。
９６に与えられる変調とは独立していることがわかっ
た。ＳＬＤ９６を通る電流は典型的に８０mAの高さのス
テップで２０nsのオーダーの立ち上がり時間を持ってい
ることもわかった。電子ー光現象は電子現象と比べて非
常に速いので、ＳＬＤ９６による光パワー出力は、それ
を通る電流と同じ側面を持っている。
【００９３】識別多重化プロセッサーを用いた多くの他
の種類の多軸光ジャイロスコープは、上記と同じ原理に
基づいて設計する事が出来る。特に、図１８に示された
多軸光ジャイロスコープの別の実施形態によると、Ｎ個
の干渉計Ｉi を使うことができる。この光ジャイロスコ
ープ１０８は、光源１、光検出器２、そして、第１の実
施形態のように光Ｙ接合６、ファイバーコイル１０、変
調器７を備えた干渉計Ｉi を有している。
の種類の多軸光ジャイロスコープは、上記と同じ原理に
基づいて設計する事が出来る。特に、図１８に示された
多軸光ジャイロスコープの別の実施形態によると、Ｎ個
の干渉計Ｉi を使うことができる。この光ジャイロスコ
ープ１０８は、光源１、光検出器２、そして、第１の実
施形態のように光Ｙ接合６、ファイバーコイル１０、変
調器７を備えた干渉計Ｉi を有している。
【００９４】この別の実施形態において、単一のカプラ
ー１０５がＮ個の入力ゲート１０６、１０７とＮ個の出
力ゲート１０９を持って用いられており、一つの入力ゲ
ート１０６は光源に、他のＮ−１個の入力ゲート１０７
は光検出器２に、そしてＮ個の出力ゲート１０９は干渉
計Ｉi にそれぞれ接続されている。干渉計Ｉi の数は、
２×２カプラーをもっぱら用いることにより３より大き
い数にすることもできる。２×２カプラーの独占的使用
は、特に光の偏向が変化せずに保たれることを意味す
る。
ー１０５がＮ個の入力ゲート１０６、１０７とＮ個の出
力ゲート１０９を持って用いられており、一つの入力ゲ
ート１０６は光源に、他のＮ−１個の入力ゲート１０７
は光検出器２に、そしてＮ個の出力ゲート１０９は干渉
計Ｉi にそれぞれ接続されている。干渉計Ｉi の数は、
２×２カプラーをもっぱら用いることにより３より大き
い数にすることもできる。２×２カプラーの独占的使用
は、特に光の偏向が変化せずに保たれることを意味す
る。
【００９５】図１９に示された本発明による光ジャイロ
スコープの別の実施形態は、四つの測定軸を持ったジャ
イロスコープに関する。他の実施形態によるジャイロス
コープ１１４は、光源１、光検出器２、及び先のジャイ
ロスコープと同じ構成要素を有する四つの干渉計Ｉi を
具備する。ジャイロスコープ１１４は、三つの1/２、１
/ ２カプラー１４５、１４６、１４７を具備する。第１
のカプラー１４５は、光源１に接続された入力ゲート１
４８と光検出器２に接続された入力ゲート１４９を持っ
ている。その第１の出力ゲート１５０は、第２のカプラ
ー１４６に接続され、第２の出力ゲート１５１は第３の
カプラー１４７に接続される。第２のカプラー１４６と
１４７は、回路において対称に配置される。
スコープの別の実施形態は、四つの測定軸を持ったジャ
イロスコープに関する。他の実施形態によるジャイロス
コープ１１４は、光源１、光検出器２、及び先のジャイ
ロスコープと同じ構成要素を有する四つの干渉計Ｉi を
具備する。ジャイロスコープ１１４は、三つの1/２、１
/ ２カプラー１４５、１４６、１４７を具備する。第１
のカプラー１４５は、光源１に接続された入力ゲート１
４８と光検出器２に接続された入力ゲート１４９を持っ
ている。その第１の出力ゲート１５０は、第２のカプラ
ー１４６に接続され、第２の出力ゲート１５１は第３の
カプラー１４７に接続される。第２のカプラー１４６と
１４７は、回路において対称に配置される。
【００９６】カプラー１４６の入力ゲート１５２は、第
１のカプラー１４５の出力ゲート１５０に接続され、第
２のカプラー１４６の第２の入力ゲート１５３は、光検
出器２に接続されている。第２のカプラー１４６の二つ
の出力ゲート１５４、１５５は、それぞれ干渉計Ｉ1 と
Ｉ2 に接続されている。第３のカプラー１４７の入力ゲ
ート１５６は、第１のカプラー１４５の出力ゲート１５
１に接続されており、入力ゲート１５７は、光検出器２
に接続され、二つの出力ゲート１５８と１５９は、他の
二つの干渉計Ｉ3 、Ｉ4 にそれぞれ接続されている。
１のカプラー１４５の出力ゲート１５０に接続され、第
２のカプラー１４６の第２の入力ゲート１５３は、光検
出器２に接続されている。第２のカプラー１４６の二つ
の出力ゲート１５４、１５５は、それぞれ干渉計Ｉ1 と
Ｉ2 に接続されている。第３のカプラー１４７の入力ゲ
ート１５６は、第１のカプラー１４５の出力ゲート１５
１に接続されており、入力ゲート１５７は、光検出器２
に接続され、二つの出力ゲート１５８と１５９は、他の
二つの干渉計Ｉ3 、Ｉ4 にそれぞれ接続されている。
【００９７】四つの干渉計Ｉi に到達するパワーは同じ
であり、干渉計Ｉi から光検出器２が受ける信号はバラ
ンスするように回路は設計される。先に記載した二つの
多重化方法は、本発明によるこのジャイロスコープ１１
４に直接適用可能である。本発明の基本原理に従って、
ジャイロスコープをつくることにより利用可能な多くの
可能性に加え、これらジャイロスコープのいくつかは、
共に結合し、あるいは他の異なった型のジャイロスコー
プと結合する事が出来る。
であり、干渉計Ｉi から光検出器２が受ける信号はバラ
ンスするように回路は設計される。先に記載した二つの
多重化方法は、本発明によるこのジャイロスコープ１１
４に直接適用可能である。本発明の基本原理に従って、
ジャイロスコープをつくることにより利用可能な多くの
可能性に加え、これらジャイロスコープのいくつかは、
共に結合し、あるいは他の異なった型のジャイロスコー
プと結合する事が出来る。
【００９８】図２０に示された可能な技術は、先の記載
に従って各々二つの測定軸を持った二つのジャイロスコ
ープを結びつけたジャイロスコープ１１５よりなる。そ
のため、四つの軸を持ったこの構成は、二つの光源１１
０、１１１、二つの光検出器１１２、１１３、そして四
つの干渉計Ｉi を具備する。ジャイロスコープ１１５
は、三つの２×２カプラー１６０、１６１、１６２を具
備しており、カプラー１６０と１６１は対称になってい
る。パワー供給カプラー１６２の二つの入力ゲート１６
３と１６４は、それぞれ光源１１０、１１１に接続され
ている。その出力ゲート１６５と１６６は、それぞれ他
の二つのカプラー１６０と１６１の入力ゲート１６７と
１７１に接続されている。干渉計Ｉi と接続している第
１のカプラー１６０は、カプラー１６２の出力ゲート１
６５に接続された入力ゲート１６７を持っており、その
第２の入力ゲート１６８は第１の光検出器１１２に接続
され、その二つの出力ゲート１６９と１７０はそれぞれ
二つの干渉計Ｉ１とＩ2 に接続されている。干渉計Ｉi
に接続された第２のカプラー１６１は、カプラー１６２
の出力ゲート１６６に接続された入力ゲート１７１を持
っており、その第２の入力ゲート１７２は第２の光検出
器１１３に接続され、その二つの出力ゲート１７３と１
７４はそれぞれ他の二つの干渉計Ｉ3 とＩ4に接続され
ている。
に従って各々二つの測定軸を持った二つのジャイロスコ
ープを結びつけたジャイロスコープ１１５よりなる。そ
のため、四つの軸を持ったこの構成は、二つの光源１１
０、１１１、二つの光検出器１１２、１１３、そして四
つの干渉計Ｉi を具備する。ジャイロスコープ１１５
は、三つの２×２カプラー１６０、１６１、１６２を具
備しており、カプラー１６０と１６１は対称になってい
る。パワー供給カプラー１６２の二つの入力ゲート１６
３と１６４は、それぞれ光源１１０、１１１に接続され
ている。その出力ゲート１６５と１６６は、それぞれ他
の二つのカプラー１６０と１６１の入力ゲート１６７と
１７１に接続されている。干渉計Ｉi と接続している第
１のカプラー１６０は、カプラー１６２の出力ゲート１
６５に接続された入力ゲート１６７を持っており、その
第２の入力ゲート１６８は第１の光検出器１１２に接続
され、その二つの出力ゲート１６９と１７０はそれぞれ
二つの干渉計Ｉ１とＩ2 に接続されている。干渉計Ｉi
に接続された第２のカプラー１６１は、カプラー１６２
の出力ゲート１６６に接続された入力ゲート１７１を持
っており、その第２の入力ゲート１７２は第２の光検出
器１１３に接続され、その二つの出力ゲート１７３と１
７４はそれぞれ他の二つの干渉計Ｉ3 とＩ4に接続され
ている。
【００９９】１/ ２、１/ ２カプラーの使用は、干渉計
Ｉi へ送られ、そして干渉計Ｉi からの光検出器１１
２、１１３で受けるエネルギーをバランスさせる。先の
実施形態と比較すると、これは一つではなく二つの電子
処理装置を必要とする。二つの先に記載した多重化の型
は、干渉アセンブリーＩ1 、Ｉ2 及びＩ3，Ｉ4 に別々
に適用することが好ましい。
Ｉi へ送られ、そして干渉計Ｉi からの光検出器１１
２、１１３で受けるエネルギーをバランスさせる。先の
実施形態と比較すると、これは一つではなく二つの電子
処理装置を必要とする。二つの先に記載した多重化の型
は、干渉アセンブリーＩ1 、Ｉ2 及びＩ3，Ｉ4 に別々
に適用することが好ましい。
【０１００】これはこのように２バイ２多重化スキーム
を豊富に導き出す。
を豊富に導き出す。
【図１】図１は、この発明による２軸ジャイロスコープ
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図２は、図１の第１のジャイロスコープ干渉計
において本発明による方法を用いて加えられたバイアス
位相シフトの、遷移期間により置き換えられた同じ位相
シフトの時間での変化、及び発生したバイアス位相差を
示す図である。
において本発明による方法を用いて加えられたバイアス
位相シフトの、遷移期間により置き換えられた同じ位相
シフトの時間での変化、及び発生したバイアス位相差を
示す図である。
【図３】図３は、図２の位相差の時間での変化、この位
相差の関数としての干渉パワーの変化、及び時間でのこ
のパワーの変化を示す図である。
相差の関数としての干渉パワーの変化、及び時間でのこ
のパワーの変化を示す図である。
【図４】図４は、サニヤック位相シフトにより修正され
た図２と３における位相差の時間での変化、得られた位
相差のあとの干渉パワーの変化、及び時間でのこのパワ
ーの変化を示す図である。
た図２と３における位相差の時間での変化、得られた位
相差のあとの干渉パワーの変化、及び時間でのこのパワ
ーの変化を示す図である。
【図５】第５図は、本発明の方法により、図１の三つの
ジャイロスコープの干渉計の各々に加えられるバイアス
位相シフトの時間での変化を示す図である。
ジャイロスコープの干渉計の各々に加えられるバイアス
位相シフトの時間での変化を示す図である。
【図６】図６は、第１の多重化モードによる、図１の回
転している三つの干渉計の各々で得られた干渉パワーの
時間での変化と、光検出器で受けたパワーを示す図であ
る。
転している三つの干渉計の各々で得られた干渉パワーの
時間での変化と、光検出器で受けたパワーを示す図であ
る。
【図７】図７は、図１の三軸ジャイロスコープ及び図５
の多重化に対応する、分離復調回路を示すブロックダイ
アグラム。
の多重化に対応する、分離復調回路を示すブロックダイ
アグラム。
【図８】図８は、図７の回路で三つの分離復調信号が加
えられた時間での変化を表す図である。
えられた時間での変化を表す図である。
【図９】図９は、図１の三つの干渉計の各々のための加
えられたバイアス位相差と分離及び対応復調信号を示す
図である。
えられたバイアス位相差と分離及び対応復調信号を示す
図である。
【図１０】図１０は、２軸ジャイロスコープのための分
離復調信号に対応する、本発明による方法を用いたバイ
アス位相差を示す図である。
離復調信号に対応する、本発明による方法を用いたバイ
アス位相差を示す図である。
【図１１】図１１は、Ｎ個の測定軸を持ったジャイロス
コープのための、分離復調信号に対応する、本発明によ
る方法を用いたバイアス位相差を示す図である。
コープのための、分離復調信号に対応する、本発明によ
る方法を用いたバイアス位相差を示す図である。
【図１２】図１２は、干渉計で加えられる逆反作用位相
シフト、遷移期間により置き換えられた同じ位相シフト
の時間での変化と、発生した逆反作用の位相差を表す図
である。
シフト、遷移期間により置き換えられた同じ位相シフト
の時間での変化と、発生した逆反作用の位相差を表す図
である。
【図１３】図１３は、干渉計で加えられたバイアス位相
シフトの、遷移期間のためのその置き換えの、対応する
バイアス位相差の時間での変化と、変調周期がわずかに
遷移期間より大きい時の干渉パワーを示す図である。
シフトの、遷移期間のためのその置き換えの、対応する
バイアス位相差の時間での変化と、変調周期がわずかに
遷移期間より大きい時の干渉パワーを示す図である。
【図１４】図１４は、変調周期が遷移期間の二倍より大
きい、等しい、及び小さい時の非対称変調の場合の干渉
パワーの時間での変化を示す図である。
きい、等しい、及び小さい時の非対称変調の場合の干渉
パワーの時間での変化を示す図である。
【図１５】図１５は、同期（synchronous ）ゲートの存
在の下で、遷移期間の二倍より大きい変調周期で非対称
変調の場合の干渉パワーの時間での変化を表す図であ
る。
在の下で、遷移期間の二倍より大きい変調周期で非対称
変調の場合の干渉パワーの時間での変化を表す図であ
る。
【図１６】図１６は、可変低雑音光源を示すブロックダ
イアグラム。
イアグラム。
【図１７】図１７は、図１６で示されたカレントミラー
と変調されたソース回路を示すダイアグラム。
と変調されたソース回路を示すダイアグラム。
【図１８】図１８は、本発明による多重軸ジャイロスコ
ープの第２実施形態を示す図である。
ープの第２実施形態を示す図である。
【図１９】図１９は、四つの測定軸を持った、本発明に
よる多重軸ジャイロスコープの第３実施形態を示す図で
ある。
よる多重軸ジャイロスコープの第３実施形態を示す図で
ある。
【図２０】図２０は、本発明による二つの２軸ジャイロ
スコープを組み合わせて、四つの測定軸を持った、ジャ
イロスコープのブロックダイアグラムを示す図である。
スコープを組み合わせて、四つの測定軸を持った、ジャ
イロスコープのブロックダイアグラムを示す図である。
１…光源 ２…光検出器 ３…光ファイバー ４、５…カプラー ６…光Ｙ接合 ７…変調器 １０…コイル １１…電子処理装置 １４…中央ガイド １５…枝ガイド ５７…積分器 ６１、６２、６３…分離装置 ６５…電子的分離復調装置 ８５…低雑音電流発生器 ８６…積分器 ９２…比較器 ９５…論理ゲート ９６…ＳＬＤ ９７…カレントミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョエル モリッセ フランス国，91400 サクライ，リュ ロ ベルト トマス，３ (72)発明者 パスカル シマンピエトリ フランス国，95350 サン−ブリス−スー ス−フォレ，アレ デ ルナールデュー, ２ (72)発明者 アールベ ルフェブリュ フランス国，75014 パリ，リュ オリビ エ ノイアー，５−15
Claims (17)
- 【請求項１】 光ファイバー干渉計型ジャイロスコープ
（９）を用い、Ｎが２より少なくないＮ個の軸の周りの
回転速度（Ｓ）を測定する方法であって、サニャックリ
ング内にＮ個の干渉計（Ｉi ) をそなえ、各該干渉計
（Ｉi ) 内を伝播する２つの反対方向の伝播波であって
それらの分離と再結合との間の波伝播期間が（τi ）で
あって、各該干渉計（Ｉi ) と関連した該期間（τi ）
が共通の遷移期間（τ）とほぼ等しくされているもので
あり、該方法は、 共通の光源（１）によってすべての干渉計（Ｉi ) に各
信号を出射し、 各該干渉計（Ｉi ) を通過した後、共通の光検出器
（２）内で該各信号を検出し、 各位相変調器（７）で各該干渉計（Ｉi ) 内を伝播する
反対方向の伝播波によって、制御された変調位相差（δ
Φc,i ) を発生し、 各位相変調器（７）を制御して、該光検出器（２）から
発生する各信号を分離して復調し、各該干渉計（Ｉi )
の回転速度（Ｓ）を処理装置（１１）によって抽出し、
該光源（１）によって出射された該各信号をすべての干
渉計（Ｉi ) と光検出器（２）とにほぼ同時に到達させ
るようにし、 該各位相変調器（７）によって発生した、前記の制御さ
れた変調位相差（δΦ c,i ) は各バイアス成分δΦm,i
（４３，４５，４６）を含み、該各バイアス成分（δΦ
m,i ) は共通の遷移期間（τ）の２倍の（２τ）にほぼ
等しい共通の変調周期（Ｔm ) を有するとともにπの倍
数でない位相バイアスに等しい共通の振幅を有し、時間
（ｔ）における該各バイアス成分（δΦm,i ) の値は時
間（ｔ＋Ｔm ／２）における該各バイアス成分の値と逆
であり、各半周期（Ｔm ／２）は少なくともＮ個の時間
間隔（δｔi ) に分割されており、更に符号変化が、該
符号変化の始めでかつ唯一の時間間隔（δｔi ) におい
て各該干渉計（Ｉi ) と関連した該各バイアス成分δΦ
m,i （４２，４５，４６）内で生成され、これにより該
処理装置（１１）に到達する信号が一組の干渉計
（Ｉi ) の各回転速度（Ｓ）を表す各サニャック位相シ
フト（δΦs,i ) によって同時に影響されて該変調位相
差（δΦc,i ) に加えられ、該各サニャック位相シフト
（δΦs,i ) は、（Ｎδｔi ) 個の時間間隔（δｔI )
毎に該信号をサンプリングすることによって、該処理装
置（１１）によって抽出されることを特徴とする、回転
速度の測定方法。 - 【請求項２】 該光検出器（２）からの該各信号を分離
して復調するために、共通の変調周期（Ｔm ) に等しい
各周期で分離復調信号（Ｄi ）が処理装置（１１）内の
電子的分離復調回路（６５）を通して加えられ、これに
よって、各該干渉計（Ｉi ) と関連した分離復調信号
（Ｄi ) を、対応する符号変化に対する時間間隔（δｔ
i ) の間は１に等しくし、次の時間間隔（δｔi+1)から
後続の（Ｎ−２）番目の時間間隔（δｔN+I-2)までゼロ
とし、次の（Ｎ−１）番目の時間間隔（δｔN+I-1)にお
いて１とし、次のＮ番目の時間間隔（δｔN+i ) で−１
とし、（Ｎ＋１）番目の時間間隔（δｔN+I+1)から後続
する（２Ｎ−２）番目の時間間隔（δｔ2N+I-2) まで０
とし、次の（２Ｎ−１）番目の時間間隔（δｔ2N+I -1)
で−１とするようにした、請求項１に記載の測定方法。 - 【請求項３】 各該干渉計（Ｉi ) 内を伝播する２つの
反対方向の伝播波に同一の制御された変調位相シフト
（Φc,i ) を同時に加えることによって、変調器（７）
は各該干渉計（Ｉi ) 内に発生された前記の制御された
変調位相差（δΦc,i ) を生成し、前記の各反対方向の
伝播波は該遷移期間（τ）に等しい時間シフト後に再結
合し、該変調位相シフト（Φc,i ) は該変調位相差（δ
Φc,i )を決定し、該変調位相シフト（Φc,i ) は該変
調周期（Ｔm ) に等しい周期を有するバイアス成分Φ
m,i （４０）をそなえ、該バイアス成分Φm,i （４０）
は発振項（Φo,i ) と一定のオフセット項（Φd,i ) と
の合計であり、時間（ｔ）における該発振項（Φc,i )
の値は時間（ｔ＋Ｔm ／２）における値と逆であり、更
に該発振項（Φo,i ) は該位相バイアスの半分に等しい
振幅を有するとともに、該干渉計（Ｉi ) に対応する該
時間間隔（δｔi ) の始めにおいて符号を変化するよう
にした、請求項２に記載の測定方法。 - 【請求項４】 該位相バイアスをπ／２に等しくする、
請求項３に記載の測定方法。 - 【請求項５】 各該時間間隔（δｔi ) は該変調周期
（Ｔm ／２）に等しいか、その１／Ｎである、請求項１
〜４のいずれか１項に記載の測定方法。 - 【請求項６】 出力信号が該処理装置（１１）に到達す
るように加えられ、周期的信号処理ゲート（８０）は変
調周期（Ｔm ) の（１／（２Ｎ））に等しいゲート周期
を有する振幅変調で構成され、各該時間間隔（δｔi )
上の中央に位置する各ゲート周期の部分に対しては該信
号を変化させないままとし、該周期の他の部分（ｄ６）
の間ではそれをキャンセルし、それによって該半変調周
期（Ｔ m ／２）と各該干渉計（Ｉi ) の本来の周期（τ
i ) との間の差による寄生効果（１３５，１３６，１３
７）を減衰させるようにした、請求項５に記載の測定方
法。 - 【請求項７】 該光源（１）により出射された信号が該
光源（１）に接続された電子的変調回路（８５）によっ
て処理され、該変調回路（８５）は該変調周期（Ｔm )
の（１／（２Ｎ））に等しい消光周期において順次消光
を行い、それによって該半変調周期（Ｔm ／２）と各該
干渉計（Ｉi ) の本来の周期（τi )との差による寄生
効果（８１，８２）を減衰させるようにした、請求項６
に記載の測定方法。 - 【請求項８】 各該干渉計（Ｉi ) に対し、該干渉計
（Ｉi ) の回転によって生じ、前記の関連制御された変
調位相差のバイアス成分（δΦm,i ) に加えられたサニ
ャック位相シフト（δΦs,i ) は、該変調位相差（δΦ
c,i ) に等しい逆反作用成分（δΦcr,i) によって補償
され、該サニャック位相シフト（δΦs, i ) と該逆反作
用成分（δΦcr,i) との和（δΦs,i ＋δΦcr,i) はゼ
ロとなるように連続的にサーボ制御され、それによっ
て、各該干渉計の回転（Ｉi ) が該逆反作用成分（δ
cr,i) から推測されるようにした、請求項１〜７のいず
れか１項に記載の測定方法。 - 【請求項９】 Ｎが２より少なくないＮ個の軸の周りの
回転速度（Ｓ）を測定するために用いられる光ファイバ
ー（３）を有する干渉計型ジャイロスコープ（９）であ
って、 サニャックリング内のＮ個の干渉計（Ｉi ) であって、
２つの反対方向の伝播波が各該干渉計（Ｉi ) 内を伝播
しており、各該伝播波についての分離と再結合との間の
伝播時間は遷移期間（τi ) を有しており、各該干渉計
（Ｉi ) と関連した各該遷移期間（τi ) が共通の遷移
期間（τ）とほぼ等しくされているものと、 共通の光源（１）と、 共通の光検出器（２）と、 各該干渉計（Ｉi ) 内を伝播する各該反伝播波の間に、
制御された変調位相差（δΦc,i ) を発生する位相変調
器（７）と、 各該変調器（７）を制御し、該光検出器（２）からの各
信号を受信し、該各信号を分離復調し、各該干渉計（Ｉ
i ) の回転速度（Ｓ）を出力する制御装置（１１）とを
そなえ、 各該変調器（７）によって発生された、前記の制御され
た変調位相差（δΦc, i ) は各バイアス成分δΦ
m,i （４３，４５，４６）を含み、該各バイアス成分は
共通の遷移期間（τ）の２倍の（２τ）に実質的に等し
い共通の変調周期（Ｔ m ) を有するとともにπの倍数で
ない位相バイアスに等しい共通の振幅を有し、時間
（ｔ）における各バイアス成分（δΦm,i ）の値は時間
（ｔ＋Ｔm ／２）における該各バイアス成分の値と逆で
あり、各半周期（Ｔm ／２）は少なくともＮ個の時間間
隔（δｔi ) に分割されており、更に各該干渉計
（Ｉi ) に対する変調器（７）は、関連したバイアス成
分（δΦm,i ）内で符号変化を、該符号変化の始めでか
つ唯一の時間間隔（δｔi ) において生成し、それによ
って該処理装置（１１）に到達する信号は、すべての干
渉計（Ｉi ) の各回転速度（Ｓ）を表すサニャック位相
シフト（δΦs,i ）によって同時に影響され、変調位相
差（δΦc,i ) に加えられ、該サニャック位相シフト
（δΦs,i ）はＮ個の時間間隔毎に該信号をサンプリン
グすることによって、該処理装置（１１）によって抽出
されることを特徴とする、干渉計型ジャイロスコープ。 - 【請求項１０】 該光源（１）に接続された一組のカプ
ラー（４，５）と、該光検出器（２）と、各該干渉計
（Ｉi ) とをそなえ、該一組のカプラー（４，５）はＮ
個の入力ゲート（１２０，１２１，１２５）とＮ個の出
力ゲート（１２２，１２６，１２７）とを有し、１つの
入力ゲート（１２０）は光源（１）に接続され、（Ｎ−
１）個の入力ゲート（１２１，１２５）は光検出器
（２）に接続され、Ｎ個の出力ゲート（１２２，１２
６，１２７）は各該干渉計（Ｉi ) にそれぞれ接続され
ている、請求項９に記載のジャイロスコープ。 - 【請求項１１】 Ｎ個の入力ゲート（１０６，１０７）
とＮ個の出力ゲート（１０９）とを有する単一のカプラ
ー（１０５）をそなえている、請求項１０に記載のジャ
イロスコープ。 - 【請求項１２】 各該カプラー（４，５，１４５，１４
６，１４７）はそれぞれ２つの入力ゲート（１２０，１
２１，１２４，１２５，１４８，１４９，１５２，１５
３，１５６，１５７）と、２つの出力ゲート（１２２，
１２３，１２６，１２７，１５０，１５１，１５４，１
５５，１５８，１５９）とを有し、ツリー状に構成され
たアセンブリを形成している、請求項１０に記載のジャ
イロスコープ。 - 【請求項１３】 ２つの干渉計（Ｉ1 ，Ｉ2 ）と１つの
カプラー（１０５）とをそなえ、該１／２，１／２カプ
ラー（１０５）は、該光源（１）に接続された第１の入
力ゲート（１０６）に入射したパワーを、該２つの干渉
計（Ｉ1 ，Ｉ 2 ）にそれぞれ接続された２つの出力ゲー
ト（１０９）に伝達される２つの部分に分割し、各該分
割されたパワーは該入射パワーの半分に等しくされ、そ
れによって該２つの干渉計（Ｉ1 ，Ｉ2 ）はそれぞれ同
一の光パワーを受入れ、各該干渉計（Ｉ1 ，Ｉ2 ）から
出力されて該光検出器（２）によって受入れられる各信
号がバランスされるようにした、請求項１２に記載のジ
ャイロスコープ。 - 【請求項１４】 ３つの干渉計（Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 ）と
２つのカプラー（４，５）とをそなえ、第１のカプラー
（４）は該光源（１）と該光検出器（２）とにそれぞれ
接続された２つの入力ゲート（１２０，１２１）と、該
干渉計（Ｉ1）に接続された一方の出力ゲート（１２
２）と、第２のカプラー（５）の第１の入力ゲート（１
２４）に接続された他方の出力ゲート（１２３）とを有
し、第２の１／２，１／２結合器（５）は該光検出器
（２）に接続された第２の入力ゲート（１２５）と他の
２つの干渉計（Ｉ2 ，Ｉ3 ）にそれぞれ接続された出力
ゲート（１２６，１２７）とを有し、該第１の１／３，
２／３結合器（４）は、該光源（１）に接続された入力
ゲート（１２０）に入射した光を、該入射パワーの１／
３に等しい、該第１の干渉計（Ｉ1 ）に接続された該出
力ゲート（１２２）に伝達される第１部分のパワーと、
該入射パワーの２／３に等しい、該第２のカプラー
（５）の第１の入力ゲート（１２４）に接続された該出
力ゲート（１２３）に伝達される第２部分のパワーとに
分割し、それによって該３つの干渉計（Ｉ1，Ｉ2 ，Ｉ
3 ）はそれぞれ同一の光パワーを受入れ、各該干渉計か
ら出力されて該光検出器（２）に受入れられる各信号が
バランスされるようにした、請求項１２に記載のジャイ
ロスコープ。 - 【請求項１５】 各偏光子が各該カプラーと各該干渉計
（Ｉi ) との間に挿入されている、請求項１４に記載の
ジャイロスコープ。 - 【請求項１６】 他のジャイロスコープに結合されてい
る、請求項１５に記載のジャイロスコープ。 - 【請求項１７】 ２つの入力ゲート（１６３，１６４）
と２つの出力ゲート（１６５，１６６）とを含むカプラ
ー（１６２）を通して、請求項１〜１６のいずれか一項
に記載した構成を有する第２のジャイロスコープ（１０
８）に結合されており、該２つの入力ゲート（１６３，
１６４）が該ジャイロスコープ（１０８）での２つの光
源（１１０，１１１）にそれぞれ接続されており、また
該２つの出力ゲート（１６５，１６６）が該２つのジャ
イロスコープ（１０８）にそれぞれ接続されており、各
該ジャイロスコープに光信号を送出するようにした、請
求項１６に記載のジャイロスコープ。
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