JPH1038583A - 干渉測定型光ファイバ・ジャイロスコープ・システム - Google Patents
干渉測定型光ファイバ・ジャイロスコープ・システムInfo
- Publication number
- JPH1038583A JPH1038583A JP9100236A JP10023697A JPH1038583A JP H1038583 A JPH1038583 A JP H1038583A JP 9100236 A JP9100236 A JP 9100236A JP 10023697 A JP10023697 A JP 10023697A JP H1038583 A JPH1038583 A JP H1038583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- ifog
- coupled
- optical coupler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 101000860173 Myxococcus xanthus C-factor Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01C19/721—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 最小構成及び低減された最小構成のジャイロ
スコープ設計の双方に対して良好に実施することができ
るＩＦＯＧ信号処理システムを提供する。 【解決手段】 光源１は偏光子２により偏光される光を
放射する。該光は光結合器３により２つの等しい強度の
反対方向伝搬ビームに分割され、該２つのビームは感知
コイル４を横切り、次いで第２光結合器３で組み合わさ
り干渉する。次いで、新しく組み合わせられた光ビーム
は、光源１のキャビティを通り、検出器５により受け取
られる。検出器５の出力は増幅器６を通され、復調器７
に印加される。復調器７は、発振器８からの信号を受け
取って、位相復調する。発振器８及びＰＺＴ位相変調器
９は、位相変調の深さを維持するよう動作する。ＬＤド
ライバ１０は、検出レベルを一定に保つよう光源電流の
強さを調整する。
スコープ設計の双方に対して良好に実施することができ
るＩＦＯＧ信号処理システムを提供する。 【解決手段】 光源１は偏光子２により偏光される光を
放射する。該光は光結合器３により２つの等しい強度の
反対方向伝搬ビームに分割され、該２つのビームは感知
コイル４を横切り、次いで第２光結合器３で組み合わさ
り干渉する。次いで、新しく組み合わせられた光ビーム
は、光源１のキャビティを通り、検出器５により受け取
られる。検出器５の出力は増幅器６を通され、復調器７
に印加される。復調器７は、発振器８からの信号を受け
取って、位相復調する。発振器８及びＰＺＴ位相変調器
９は、位相変調の深さを維持するよう動作する。ＬＤド
ライバ１０は、検出レベルを一定に保つよう光源電流の
強さを調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はジャイロスコープに
関する。特に、本発明はジャイロスコープ及びその信号
処理電子機器に関する。
関する。特に、本発明はジャイロスコープ及びその信号
処理電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】干渉測定型光ファイバジャイロスコープ
（ＩＦＯＧ）は、角度回転を正確に測定するための確立
した技術である。ＩＦＯＧは運動する部品がない光学的
固体設計であるので、ＩＦＯＧは陸上車両のナビゲーシ
ョン（航行案内）のような長寿命高信頼性用途に用いら
れている。
（ＩＦＯＧ）は、角度回転を正確に測定するための確立
した技術である。ＩＦＯＧは運動する部品がない光学的
固体設計であるので、ＩＦＯＧは陸上車両のナビゲーシ
ョン（航行案内）のような長寿命高信頼性用途に用いら
れている。
【０００３】結合された推測航法（ｄｅａｄ−ｒｅｃｋ
ｏｎｉｎｇ）（ＤＲ）及びＧＰＳ（衛星航法）の入力を
有する陸上ナビゲーション・システムに使用を意図され
たジャイロスコープに対する要件は、性能の考慮より一
層コストにより支配されている。ジャイロは、故障が許
されない所のシステムに対するギャップ・フィルタとし
て用いられる。次いで、ＧＰＳデータを用いて、推測航
法センサを周期的に訂正し、各々についての要求を低減
することができる。このタイプの陸上ナビゲーション・
システムのコストは、採用されるジャイロスコープのコ
ストに非常に依存している。ＩＦＯＧの広い性能範囲の
ためＩＦＯＧは陸上ナビゲーションのような用途に良く
適合するにも拘わらず、陸上ナビゲーション・システム
のような多くのシステムに使用するためこの技術を経済
的にすべく、ジャイロスコープの光学的形態及び電子的
信号処理において更にコスト低減が必要とされる。
ｏｎｉｎｇ）（ＤＲ）及びＧＰＳ（衛星航法）の入力を
有する陸上ナビゲーション・システムに使用を意図され
たジャイロスコープに対する要件は、性能の考慮より一
層コストにより支配されている。ジャイロは、故障が許
されない所のシステムに対するギャップ・フィルタとし
て用いられる。次いで、ＧＰＳデータを用いて、推測航
法センサを周期的に訂正し、各々についての要求を低減
することができる。このタイプの陸上ナビゲーション・
システムのコストは、採用されるジャイロスコープのコ
ストに非常に依存している。ＩＦＯＧの広い性能範囲の
ためＩＦＯＧは陸上ナビゲーションのような用途に良く
適合するにも拘わらず、陸上ナビゲーション・システム
のような多くのシステムに使用するためこの技術を経済
的にすべく、ジャイロスコープの光学的形態及び電子的
信号処理において更にコスト低減が必要とされる。
【０００４】ＩＦＯＧの背後にある基本的作動原理はサ
ニャック（Ｓａｇｎａｃ）効果である。この効果におい
ては、ループはその軸の周りに回転されることによりル
ープ干渉計を横切る２つの反対方向伝搬波（ｃｏｕｎｔ
ｅｒ−ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ ｗａｖｅｓ）が位相差
を取得する。ＩＦＯＧは、光ファイバ部品を用いてサニ
ャック干渉計を形成する。回転により誘発されたサニャ
ック位相差の正確な測定は、環境により変わり得る寄生
位相差を抑圧すべきことを必要とする。この理由のた
め、光学的相反（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）の原理を用
いて、共通経路に沿って干渉計を通る双方の反対方向伝
搬波の部分を選択する。環境によるシステムの変化は、
双方の波の位相を等しく変えるが、位相遅れにおける差
は生じない。従って、センサは環境的に安定である。Ｉ
ＦＯＧ技術における光学的相反の使用は、通常「最小構
成（ｍｉｎｉｍｕｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）」
と呼ばれるものをもたらす。
ニャック（Ｓａｇｎａｃ）効果である。この効果におい
ては、ループはその軸の周りに回転されることによりル
ープ干渉計を横切る２つの反対方向伝搬波（ｃｏｕｎｔ
ｅｒ−ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ ｗａｖｅｓ）が位相差
を取得する。ＩＦＯＧは、光ファイバ部品を用いてサニ
ャック干渉計を形成する。回転により誘発されたサニャ
ック位相差の正確な測定は、環境により変わり得る寄生
位相差を抑圧すべきことを必要とする。この理由のた
め、光学的相反（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）の原理を用
いて、共通経路に沿って干渉計を通る双方の反対方向伝
搬波の部分を選択する。環境によるシステムの変化は、
双方の波の位相を等しく変えるが、位相遅れにおける差
は生じない。従って、センサは環境的に安定である。Ｉ
ＦＯＧ技術における光学的相反の使用は、通常「最小構
成（ｍｉｎｉｍｕｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）」
と呼ばれるものをもたらす。
【０００５】最小構成（ＭＣ）ＩＦＯＧにおいて、光
が、ソースから放射され、その光の半分が放散される第
１光結合器を通り、また半分は偏光子を通って干渉計に
送られる。第２光結合器は、光を、コイルを横切るほぼ
等しい強度の２つの反対方向伝搬ビームに分割する。次
いで、２つの光ビームは、それが干渉する第２光結合器
で再結合する。次いで、この再結合された光ビームは、
反対方向に偏光子を再度通過し、光の半分は第１光結合
器により検出器へ指向される。第１光結合器は、光学的
な相反のサニャック干渉計の部分ではない。その唯一の
目的は、戻り光の一部を検出器へ指向させ、ソースから
検出器への光エネルギの直接結合を最小にすることであ
る。検出器に入射される光学的パワーを最大にするた
め、この光結合器の最適分割比は３ｄＢである。これ
は、この光結合器が２度通されるので、システム損失の
固有の６ｄＢを導く。それは光結合器の挿入損失とは無
関係である。
が、ソースから放射され、その光の半分が放散される第
１光結合器を通り、また半分は偏光子を通って干渉計に
送られる。第２光結合器は、光を、コイルを横切るほぼ
等しい強度の２つの反対方向伝搬ビームに分割する。次
いで、２つの光ビームは、それが干渉する第２光結合器
で再結合する。次いで、この再結合された光ビームは、
反対方向に偏光子を再度通過し、光の半分は第１光結合
器により検出器へ指向される。第１光結合器は、光学的
な相反のサニャック干渉計の部分ではない。その唯一の
目的は、戻り光の一部を検出器へ指向させ、ソースから
検出器への光エネルギの直接結合を最小にすることであ
る。検出器に入射される光学的パワーを最大にするた
め、この光結合器の最適分割比は３ｄＢである。これ
は、この光結合器が２度通されるので、システム損失の
固有の６ｄＢを導く。それは光結合器の挿入損失とは無
関係である。
【０００６】相反の原理を保ちながら光学的形態の複雑
さ及びコストを低減するため、「低減された最小構成
（ｒｅｄｕｃｅｄ ｍｉｎｉｍｕｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒ
ａｔｉｏｎ）」が用いられる。低減された最小構成（Ｒ
ＭＣ）ＩＦＯＧにおいては、第１光結合器が取り除か
れ、干渉計出力が光源の後ファセットに位置された検出
器を介して読み取られる。光が、検出器により受け取ら
れる前にソース・キャビティを通る。ＲＭＣジャイロス
コープは、光が依然共通の光学的経路を横切るので、光
学的相反の原理を維持する。第１光結合器からの６ｄＢ
の固有のシステム損失が排除される。また、選定された
光源のタイプ及び駆動電流動作範囲に依存して、ソース
が戻り光のための光学的増幅器として作用し得る。従っ
て、ＲＭＣジャイロスコープの信号対雑音比は同様に良
好であり、潜在的に従来のＭＣジャイロスコープ設計よ
り良好であり得る。低コストの多くのレーザ・ダイオー
ド・パッケージは後ファセット光検出器を含む。こうし
て、検出器は、レーザ・ダイオード製造者により提供さ
れ、個別の検出器を購入するコストがこの設計において
排除される。また、第１光結合器の出力ファイバを個別
の検出器に対し整合させるのに必要である設備と労力が
排除される。検出器が、レーザ・ダイオードの製造者に
より後ファセットに整合させられる。入力ファイバ・ピ
グテールが光源に対し整合されるとき、出力が、検出器
に対し同じ作業において自動的に整合される。ＲＭＣは
また、２つのファイバ対ファイバの融解接続を排除し、
更に光学的組立てコストを低減する。
さ及びコストを低減するため、「低減された最小構成
（ｒｅｄｕｃｅｄ ｍｉｎｉｍｕｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒ
ａｔｉｏｎ）」が用いられる。低減された最小構成（Ｒ
ＭＣ）ＩＦＯＧにおいては、第１光結合器が取り除か
れ、干渉計出力が光源の後ファセットに位置された検出
器を介して読み取られる。光が、検出器により受け取ら
れる前にソース・キャビティを通る。ＲＭＣジャイロス
コープは、光が依然共通の光学的経路を横切るので、光
学的相反の原理を維持する。第１光結合器からの６ｄＢ
の固有のシステム損失が排除される。また、選定された
光源のタイプ及び駆動電流動作範囲に依存して、ソース
が戻り光のための光学的増幅器として作用し得る。従っ
て、ＲＭＣジャイロスコープの信号対雑音比は同様に良
好であり、潜在的に従来のＭＣジャイロスコープ設計よ
り良好であり得る。低コストの多くのレーザ・ダイオー
ド・パッケージは後ファセット光検出器を含む。こうし
て、検出器は、レーザ・ダイオード製造者により提供さ
れ、個別の検出器を購入するコストがこの設計において
排除される。また、第１光結合器の出力ファイバを個別
の検出器に対し整合させるのに必要である設備と労力が
排除される。検出器が、レーザ・ダイオードの製造者に
より後ファセットに整合させられる。入力ファイバ・ピ
グテールが光源に対し整合されるとき、出力が、検出器
に対し同じ作業において自動的に整合される。ＲＭＣは
また、２つのファイバ対ファイバの融解接続を排除し、
更に光学的組立てコストを低減する。
【０００７】圧電性トランスデューサ（ＰＺＴ）が、双
方のタイプのＩＦＯＧに用いられ、２つの反対方向伝搬
光ビーム間の位相差を変調する。この位相変調は２つの
目的に対して働く。１つは、干渉計を感度のより高い動
作点に移動即ち変位させることである。他方は、電気的
信号処理の精度を改善するため検出された信号をＤＣか
らＡＣに移動させることである。シヌソイド（正弦曲
線）位相変調により、干渉計出力信号は、振幅がベッセ
ル関数に関連する正弦及び余弦の波形の無限級数であ
る。基本信号は、印加された変調周波数であり、それに
続く奇数及び偶数の高調波信号を有する。多くの信号処
理方法が提案されて来ており、これらは最初の４つの高
調波信号振幅の比を用いて回転速度を検出し、一方同時
に安定な線形出力換算係数を維持する。しかしながら、
アナログ及び／又はディジタルの電子的ハードウエアに
おけるこれらの方法の実行は複雑で高価である。また、
光放射器及び光増幅器の双方として光源を用いることは
問題なしではない。干渉計信号の歪みは、光源を検出前
に横切るため、また後ファセット光検出器の帯域制限の
ため生じる。ＲＭＣジャイロスコープの設計が従来の高
調波比信号処理方法と共に用いられる場合、信号の高調
波振幅が変えられ、測定された出力回転換算係数のエラ
ーを招き得る。これは、多重高調波処理方法において著
しい欠点である。従って、ジャイロスコープの高調波信
号の相対振幅におけるエラーの影響を受けることがな
く、且つ非常に単純な信号処理設計が望まれている。
方のタイプのＩＦＯＧに用いられ、２つの反対方向伝搬
光ビーム間の位相差を変調する。この位相変調は２つの
目的に対して働く。１つは、干渉計を感度のより高い動
作点に移動即ち変位させることである。他方は、電気的
信号処理の精度を改善するため検出された信号をＤＣか
らＡＣに移動させることである。シヌソイド（正弦曲
線）位相変調により、干渉計出力信号は、振幅がベッセ
ル関数に関連する正弦及び余弦の波形の無限級数であ
る。基本信号は、印加された変調周波数であり、それに
続く奇数及び偶数の高調波信号を有する。多くの信号処
理方法が提案されて来ており、これらは最初の４つの高
調波信号振幅の比を用いて回転速度を検出し、一方同時
に安定な線形出力換算係数を維持する。しかしながら、
アナログ及び／又はディジタルの電子的ハードウエアに
おけるこれらの方法の実行は複雑で高価である。また、
光放射器及び光増幅器の双方として光源を用いることは
問題なしではない。干渉計信号の歪みは、光源を検出前
に横切るため、また後ファセット光検出器の帯域制限の
ため生じる。ＲＭＣジャイロスコープの設計が従来の高
調波比信号処理方法と共に用いられる場合、信号の高調
波振幅が変えられ、測定された出力回転換算係数のエラ
ーを招き得る。これは、多重高調波処理方法において著
しい欠点である。従って、ジャイロスコープの高調波信
号の相対振幅におけるエラーの影響を受けることがな
く、且つ非常に単純な信号処理設計が望まれている。
【０００８】換算係数の線形性（即ち、測定された出力
速度（ｒａｔｅ）対印加される入力速度）が、用いられ
る回転速度範囲に対するサニャック効果の本来的な線形
性のため維持され、より大きな速度に対してシヌソイド
である。しかしながら、より困難な問題は、環境の変化
（即ち、温度、振動等）中及びセンサの寿命の間一定換
算係数を維持することである。
速度（ｒａｔｅ）対印加される入力速度）が、用いられ
る回転速度範囲に対するサニャック効果の本来的な線形
性のため維持され、より大きな速度に対してシヌソイド
である。しかしながら、より困難な問題は、環境の変化
（即ち、温度、振動等）中及びセンサの寿命の間一定換
算係数を維持することである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＭＣ
及びＲＭＣのジャイロスコープ設計の双方に対して良好
に実施することができるＩＦＯＧ信号処理システムを提
供することにある。
及びＲＭＣのジャイロスコープ設計の双方に対して良好
に実施することができるＩＦＯＧ信号処理システムを提
供することにある。
【００１０】本発明の別の目的は、生産するのに単純且
つ低コストであるＩＦＯＧ信号処理システムを提供する
ことにある。
つ低コストであるＩＦＯＧ信号処理システムを提供する
ことにある。
【００１１】本発明の更に別の目的は、センサ・コイル
の回転速度を正確に決定するＩＦＯＧシステムを提供す
ることにある。
の回転速度を正確に決定するＩＦＯＧシステムを提供す
ることにある。
【００１２】本発明のまた別の目的は、環境の変化中一
定の換算係数を維持することができるＩＦＯＧシステム
を提供することにある。
定の換算係数を維持することができるＩＦＯＧシステム
を提供することにある。
【００１３】本発明の更に別の目的は、単純化された信
号処理電子機器を備え、非本質的な光学的部品及び接続
具を排除するＩＦＯＧシステムを提供することにある。
号処理電子機器を備え、非本質的な光学的部品及び接続
具を排除するＩＦＯＧシステムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、光ビームを
受け取り、前記光ビームを２つの部分に分割し、且つジ
ャイロ信号を生成するジャイロ手段と、当該ジャイロ信
号を感知する検出手段と、前記ジャイロ手段における前
記の光の２つの部分間の位相差を変調する変調器手段
と、当該変調器手段の位相変調の深さを調整する手段
と、検出手段の一定出力を維持する手段とを備える改良
されたＩＦＯＧシステムにより達成される。
受け取り、前記光ビームを２つの部分に分割し、且つジ
ャイロ信号を生成するジャイロ手段と、当該ジャイロ信
号を感知する検出手段と、前記ジャイロ手段における前
記の光の２つの部分間の位相差を変調する変調器手段
と、当該変調器手段の位相変調の深さを調整する手段
と、検出手段の一定出力を維持する手段とを備える改良
されたＩＦＯＧシステムにより達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は種々の修正及び代替形態
ができるが、本発明の特定の実施形態が例示により図面
に示され、本明細書に詳細に記載されている。しかしな
がら、これは本発明を記載された特定の形態に制限する
意図でなく、反対に、本明細書に記載される本発明の精
神と範囲内に入る全ての変更、均等物、及び代替物を含
むことを意図するものであることを理解すべきである。
ができるが、本発明の特定の実施形態が例示により図面
に示され、本明細書に詳細に記載されている。しかしな
がら、これは本発明を記載された特定の形態に制限する
意図でなく、反対に、本明細書に記載される本発明の精
神と範囲内に入る全ての変更、均等物、及び代替物を含
むことを意図するものであることを理解すべきである。
【００１６】本発明の改良されたＩＦＯＧシステムが以
下に記載され且つ図１に示されている。光源１は、偏光
子２により偏光される光を放射する。該光は第２光結合
器３により２つの等しい強度の反対方向伝搬ビームに分
割し、該２つのビームは感知コイル４を横切り、次いで
第２光結合器３で組み合わさり干渉する。次いで、新し
く組み合わせられた光ビームは、光源１のキャビティを
通り、検出器５により受け取られる。検出器５は、光を
入力とし電圧を出力とする光検出器及びトランスインピ
ーダンス増幅器である。検出器５の出力は増幅器６を通
され、該増幅器６はセンサ出力信号を検出可能なレベル
まで増大する。全体の電気的利得はこの実施形態におい
ては約１００万である。増幅器出力が復調器７に印加さ
れる。復調器７は、発振器８からの信号を受け取る位相
感応検出器である。復調器７に入る２つの信号の位相及
び周波数が同じ場合、その出力は最大であり、それらが
異なる場合、その出力は低減される。以下により詳細に
説明される発振器８及びＰＺＴ位相変調器９は、位相変
調の干渉計深さを維持する。以下により詳細に説明され
るＬＤドライバ１０は、高域通過フィルタ、及び光源電
流の強さを調整する整流器である。
下に記載され且つ図１に示されている。光源１は、偏光
子２により偏光される光を放射する。該光は第２光結合
器３により２つの等しい強度の反対方向伝搬ビームに分
割し、該２つのビームは感知コイル４を横切り、次いで
第２光結合器３で組み合わさり干渉する。次いで、新し
く組み合わせられた光ビームは、光源１のキャビティを
通り、検出器５により受け取られる。検出器５は、光を
入力とし電圧を出力とする光検出器及びトランスインピ
ーダンス増幅器である。検出器５の出力は増幅器６を通
され、該増幅器６はセンサ出力信号を検出可能なレベル
まで増大する。全体の電気的利得はこの実施形態におい
ては約１００万である。増幅器出力が復調器７に印加さ
れる。復調器７は、発振器８からの信号を受け取る位相
感応検出器である。復調器７に入る２つの信号の位相及
び周波数が同じ場合、その出力は最大であり、それらが
異なる場合、その出力は低減される。以下により詳細に
説明される発振器８及びＰＺＴ位相変調器９は、位相変
調の干渉計深さを維持する。以下により詳細に説明され
るＬＤドライバ１０は、高域通過フィルタ、及び光源電
流の強さを調整する整流器である。
【００１７】本発明の改良されたＩＦＯＧシステムの別
の実施形態が図２に示されている。光源２１が光を放射
し、該光は偏光子２２により偏光される。次いで、該光
は、光結合器２３により２つのほぼ等しい強度の反対方
向伝搬ビームに分割され、該２つのビームは、感知コイ
ル２４を横切り、次いで光結合器２３で組み合わさり干
渉する。次いで、新しく組み合わせられた光ビームは、
光源２１のキャビティを通り、検出器２５により受け取
られる。検出器２５は、光を入力として受け取り電流を
出力として生じる光検出器である。
の実施形態が図２に示されている。光源２１が光を放射
し、該光は偏光子２２により偏光される。次いで、該光
は、光結合器２３により２つのほぼ等しい強度の反対方
向伝搬ビームに分割され、該２つのビームは、感知コイ
ル２４を横切り、次いで光結合器２３で組み合わさり干
渉する。次いで、新しく組み合わせられた光ビームは、
光源２１のキャビティを通り、検出器２５により受け取
られる。検出器２５は、光を入力として受け取り電流を
出力として生じる光検出器である。
【００１８】多くの低コスト半導体光源パッケージは、
後ファセット光検出器を含む。こうして、検出器は、光
源製造者により提供される。この方法を用いて、個別の
検出器を購入するコストが排除される。検出器２５が、
光源の製造者により後ファセットと整合させられる。入
力ファイバ・ピグテールが光源に整合されるとき、出力
が同じ作業において検出器に自動的に整合される。この
方法はまた数個のファイバ接続具を排除する。この光結
合器に偏光子をピグテーリングで組み合わされたその光
結合器／偏光子組立体を光源に統合することにより光学
的接続具の数を低減することができる。
後ファセット光検出器を含む。こうして、検出器は、光
源製造者により提供される。この方法を用いて、個別の
検出器を購入するコストが排除される。検出器２５が、
光源の製造者により後ファセットと整合させられる。入
力ファイバ・ピグテールが光源に整合されるとき、出力
が同じ作業において検出器に自動的に整合される。この
方法はまた数個のファイバ接続具を排除する。この光結
合器に偏光子をピグテーリングで組み合わされたその光
結合器／偏光子組立体を光源に統合することにより光学
的接続具の数を低減することができる。
【００１９】大部分の陸上ナビゲーション用途に対し
て、車両の入力回転速度範囲は、車両の速度及び回転半
径により制限される。例えば、高性能自動車について、
±１００°／秒の最大回転速度範囲が十分である。この
制限があるので、感知コイル・サニャック換算係数は、
この最大回転速度範囲がジャイロスコープ出力伝達関数
の本質的に線形範囲内に十分にあるように設計され得
る。感知コイルは、小さい直径のボビンに巻かれた短い
ファイバ・コイル長さを用いて構成される。この種の構
成により、回転速度が、基本又は第１高調波信号の振幅
から直接決定されることができる。基本信号の位相及び
周波数は周知であるので、その振幅を決定する最も効率
的な方法は、同期復調による。
て、車両の入力回転速度範囲は、車両の速度及び回転半
径により制限される。例えば、高性能自動車について、
±１００°／秒の最大回転速度範囲が十分である。この
制限があるので、感知コイル・サニャック換算係数は、
この最大回転速度範囲がジャイロスコープ出力伝達関数
の本質的に線形範囲内に十分にあるように設計され得
る。感知コイルは、小さい直径のボビンに巻かれた短い
ファイバ・コイル長さを用いて構成される。この種の構
成により、回転速度が、基本又は第１高調波信号の振幅
から直接決定されることができる。基本信号の位相及び
周波数は周知であるので、その振幅を決定する最も効率
的な方法は、同期復調による。
【００２０】ジャイロの広帯域信号は、電流を電圧に変
換するトランスインピーダンス前置増幅器２６と、電圧
信号を検出可能なレベルまで増幅する増幅器２７とに通
される。次いで、この電圧信号は、同期復調処理の前
に、折点周波数が基本周波数Ｆ１である低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）２８に印加される。低域通過フィルタ２８
は、全ての高調波を電圧信号から除去して、基本周波数
のみを残す。次いで、信号が同期復調器２９に通され
る。同期復調器２９は、その他方の入力として、コルピ
ッツ発振器及び増幅器回路３３から生じた電圧信号を有
する。回路３３の出力が移相器及び低域通過フィルタ３
２に通されるので、信号は、増幅器２７から与えられる
信号と同じ位相シフトを有して基本周波数にロックされ
る。同期復調器２９の出力は、その入力信号同士の位相
及び周波数が等しいとき最大であり、変調周波数でのジ
ャイロ出力信号の振幅に比例する。この出力は、低域通
過フィルタ３０に通され、そこで回転速度に比例するＤ
Ｃ信号が生成される。最後に、ＤＣ増幅器３１がその結
果生じた信号を増幅する。復調は、線形出力を非常に広
い動的入力速度範囲にわたって生成する。回転の測定の
分解能は、用いられるトランスインピーダンス前置増幅
器２６の雑音指数及び測定系の帯域幅により決定され
る。
換するトランスインピーダンス前置増幅器２６と、電圧
信号を検出可能なレベルまで増幅する増幅器２７とに通
される。次いで、この電圧信号は、同期復調処理の前
に、折点周波数が基本周波数Ｆ１である低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）２８に印加される。低域通過フィルタ２８
は、全ての高調波を電圧信号から除去して、基本周波数
のみを残す。次いで、信号が同期復調器２９に通され
る。同期復調器２９は、その他方の入力として、コルピ
ッツ発振器及び増幅器回路３３から生じた電圧信号を有
する。回路３３の出力が移相器及び低域通過フィルタ３
２に通されるので、信号は、増幅器２７から与えられる
信号と同じ位相シフトを有して基本周波数にロックされ
る。同期復調器２９の出力は、その入力信号同士の位相
及び周波数が等しいとき最大であり、変調周波数でのジ
ャイロ出力信号の振幅に比例する。この出力は、低域通
過フィルタ３０に通され、そこで回転速度に比例するＤ
Ｃ信号が生成される。最後に、ＤＣ増幅器３１がその結
果生じた信号を増幅する。復調は、線形出力を非常に広
い動的入力速度範囲にわたって生成する。回転の測定の
分解能は、用いられるトランスインピーダンス前置増幅
器２６の雑音指数及び測定系の帯域幅により決定され
る。
【００２１】一定換算係数を環境の変化中に維持するこ
とは、２つのジャイロ動作点が正確に維持されることを
必要とする。最初に、増幅器２７の出力でのジャイロ信
号の量は、一定に維持されなければならない。これを達
成するため、本発明は、短いコイル長さのセンサについ
て、第１高調波信号Ｆ２の振幅は速度範囲全体にわたり
比較的一定であるということを利用する。こうして、広
帯域ジャイロ信号が、高域通過フィルタ３５により第１
高調波周波数Ｆ２で高域が通過するようフィルタリング
（ＨＰＦ）され、次いで全波整流器３６により整流さ
れ、更に積分器３７により積分され且つ比較され、光源
ドライバ３８により光源２１に印加される。その結果生
じたＤＣ信号が用いられ、光源電流を従って光源の光学
的パワーを増大し又は減少させることにより、光源２１
における検出された光学的パワーを一定にサーボ制御す
る。高域通過フィルタ３５は、基本信号Ｆ１が高い回転
速度でのパワー平均化（ｌｅｖｅｌｉｎｇ）回路に影響
を与えることを低減するため必要とされ得る。
とは、２つのジャイロ動作点が正確に維持されることを
必要とする。最初に、増幅器２７の出力でのジャイロ信
号の量は、一定に維持されなければならない。これを達
成するため、本発明は、短いコイル長さのセンサについ
て、第１高調波信号Ｆ２の振幅は速度範囲全体にわたり
比較的一定であるということを利用する。こうして、広
帯域ジャイロ信号が、高域通過フィルタ３５により第１
高調波周波数Ｆ２で高域が通過するようフィルタリング
（ＨＰＦ）され、次いで全波整流器３６により整流さ
れ、更に積分器３７により積分され且つ比較され、光源
ドライバ３８により光源２１に印加される。その結果生
じたＤＣ信号が用いられ、光源電流を従って光源の光学
的パワーを増大し又は減少させることにより、光源２１
における検出された光学的パワーを一定にサーボ制御す
る。高域通過フィルタ３５は、基本信号Ｆ１が高い回転
速度でのパワー平均化（ｌｅｖｅｌｉｎｇ）回路に影響
を与えることを低減するため必要とされ得る。
【００２２】維持されねばならない重要な第２のジャイ
ロ動作点は、ＰＺＴ位相変調器３４で制御される位相変
調の干渉計深さである。位相変調の深さは、ＰＺＴ位相
変調器３４に印加される正弦波駆動電圧の振幅により設
定される。しかしながら、固定周波数及び振幅正弦波駆
動を維持することだけでは、位相変調の一定の深さを保
証しない。時間及び環境にわたり、ＰＺＴ位相変調器３
４の共振周波数（Ｆｒ）はドリフトする。また、光学的
位相シフト変換換算係数（Ｑｍ）に対する機構は変わ
る。前述したように、本発明は、コルピッツ発振器及び
調整可能な利得制御（ＡＧＣ）増幅器３３の出力を移相
器及び低域通過フィルタ３２（第１の基本周波数に設定
される）に印加することにより、ＰＺＴ位相変調器３４
を発振器回路のアクティブ部分として使用する。ＰＺＴ
位相変調器３４が能動的フィードバック回路の一部であ
るので、ＰＺＴ共振周波数の移動が追跡される。Ｑｍ及
びＦｒの変化はまた、駆動振幅に影響を与えるＰＺＴの
動的インピーダンスを変える。安定な正弦波駆動振幅を
環境を通して維持するため、コルピッツ発振器及びＡＧ
Ｃ増幅器３３が用いられている。しかし、他の自己共振
発振器も用い得る。
ロ動作点は、ＰＺＴ位相変調器３４で制御される位相変
調の干渉計深さである。位相変調の深さは、ＰＺＴ位相
変調器３４に印加される正弦波駆動電圧の振幅により設
定される。しかしながら、固定周波数及び振幅正弦波駆
動を維持することだけでは、位相変調の一定の深さを保
証しない。時間及び環境にわたり、ＰＺＴ位相変調器３
４の共振周波数（Ｆｒ）はドリフトする。また、光学的
位相シフト変換換算係数（Ｑｍ）に対する機構は変わ
る。前述したように、本発明は、コルピッツ発振器及び
調整可能な利得制御（ＡＧＣ）増幅器３３の出力を移相
器及び低域通過フィルタ３２（第１の基本周波数に設定
される）に印加することにより、ＰＺＴ位相変調器３４
を発振器回路のアクティブ部分として使用する。ＰＺＴ
位相変調器３４が能動的フィードバック回路の一部であ
るので、ＰＺＴ共振周波数の移動が追跡される。Ｑｍ及
びＦｒの変化はまた、駆動振幅に影響を与えるＰＺＴの
動的インピーダンスを変える。安定な正弦波駆動振幅を
環境を通して維持するため、コルピッツ発振器及びＡＧ
Ｃ増幅器３３が用いられている。しかし、他の自己共振
発振器も用い得る。
【００２３】こうして、単純化される信号処理電子機器
を有するジャイロ・システムが提供され、該システムに
おいて、基本ジャイロ信号振幅がセンサの回転速度を決
定するため同期復調される。第１高調波ジャイロ信号
が、光源の強度を制御するため用いられる。これらの信
号の比を取ることは必要とされない。位相変調の深さ
は、ＰＺＴを能動電気回路の一部として有する自己共振
発振器の技術を用いることにより維持される。この形態
は、システムから非本質的な光学的部品及び接続具を排
除し、より低コストのジャイロスコープの構成を可能に
する。この単純化された信号処理電子機器技術を含む低
減された最小構成ジャイロスコープを用いることは、Ｇ
ＰＳシステムに結合される推測航法センサの使用を必要
とする用途のような多くの陸上車両ナビゲーション用途
に使用のための非常に魅力的なコスト対性能比の回転速
度センサを生じる。ＩＦＯＧ信号処理システムは、生産
するのに単純で低コストであり、センサ・コイルの回転
速度を正確に決定し、環境の変化中に一定の換算係数を
維持する。
を有するジャイロ・システムが提供され、該システムに
おいて、基本ジャイロ信号振幅がセンサの回転速度を決
定するため同期復調される。第１高調波ジャイロ信号
が、光源の強度を制御するため用いられる。これらの信
号の比を取ることは必要とされない。位相変調の深さ
は、ＰＺＴを能動電気回路の一部として有する自己共振
発振器の技術を用いることにより維持される。この形態
は、システムから非本質的な光学的部品及び接続具を排
除し、より低コストのジャイロスコープの構成を可能に
する。この単純化された信号処理電子機器技術を含む低
減された最小構成ジャイロスコープを用いることは、Ｇ
ＰＳシステムに結合される推測航法センサの使用を必要
とする用途のような多くの陸上車両ナビゲーション用途
に使用のための非常に魅力的なコスト対性能比の回転速
度センサを生じる。ＩＦＯＧ信号処理システムは、生産
するのに単純で低コストであり、センサ・コイルの回転
速度を正確に決定し、環境の変化中に一定の換算係数を
維持する。
【００２４】代替実施形態においては、低減された最小
構成ＩＦＯＧよりむしろ最小構成ＩＦＯＧが、図２を参
照して前述した信号処理電子機器と用いられることがで
きる。この実施形態においては、光源／検出器構成がレ
ーザ及び検出器により置換され、第１光結合器がレーザ
と偏光子との間に挿入される。回路の残りの部分の動作
は前述した通りである。この単純化された信号処理電子
機器アプローチを有する最小構成ジャイロスコープを用
いることは、ＧＰＳシステムに結合される推測航法セン
サの使用を必要とする用途のような多くの陸上車両ナビ
ゲーション用途に使用のための非常に魅力的なコスト対
性能比の回転速度センサを生じる。ＩＦＯＧ信号処理シ
ステムは、生産するのに単純で低コストであり、センサ
・コイルの回転速度を正確に決定し、環境の変化中に一
定の換算係数を維持する。
構成ＩＦＯＧよりむしろ最小構成ＩＦＯＧが、図２を参
照して前述した信号処理電子機器と用いられることがで
きる。この実施形態においては、光源／検出器構成がレ
ーザ及び検出器により置換され、第１光結合器がレーザ
と偏光子との間に挿入される。回路の残りの部分の動作
は前述した通りである。この単純化された信号処理電子
機器アプローチを有する最小構成ジャイロスコープを用
いることは、ＧＰＳシステムに結合される推測航法セン
サの使用を必要とする用途のような多くの陸上車両ナビ
ゲーション用途に使用のための非常に魅力的なコスト対
性能比の回転速度センサを生じる。ＩＦＯＧ信号処理シ
ステムは、生産するのに単純で低コストであり、センサ
・コイルの回転速度を正確に決定し、環境の変化中に一
定の換算係数を維持する。
【００２５】実際の実験において、２つのジャイロ・シ
ステムが構成されテストされた。第１のユニットは、先
のパラグラフで記載された標準の開ループ、全ファイバ
且つ最小構成のものであった。第２のユニットは、図２
と関連して前述したように第１光結合器を除去し、ジャ
イロ信号をレーザの後ファセット・ダイオードから検出
するよう修正する以外同一であった。全ての光学的部品
は、Ａｎｄｒｅｗ Ｅｃｏｒｅ（登録商標）偏光維持
（ＰＭ）ファイバを用いて製造された。用いられたサニ
ャック・コイルの長さは７５メートルであり、公称直径
は６５ｍｍであった。変調器は、圧電性トランスデュー
サ（ＰＺＴ）の周りにファイバを巻きつけることにより
構成された。標準のコンパクト・ディスク・レーザ・ダ
イオード光源が用いられた。光学的回路は、重さが約２
５０グラム（０．５５ポンド）であり矩形（約１０．８
×約８．２６×約３．８１ｃｍ（４．２５×３．２５×
１．５インチ）の組立体におけるアナログ復調器電子機
器ボードにより集積化された。ユニットは、自動車に見
られるような、＋１２ＶＤＣの条件付きでないパワーで
動作し、その出力は差動アナログ電圧であった。２ワッ
トの全電力消費が、電子機器を有する完成したジャイロ
スコープにとって典型的であった。
ステムが構成されテストされた。第１のユニットは、先
のパラグラフで記載された標準の開ループ、全ファイバ
且つ最小構成のものであった。第２のユニットは、図２
と関連して前述したように第１光結合器を除去し、ジャ
イロ信号をレーザの後ファセット・ダイオードから検出
するよう修正する以外同一であった。全ての光学的部品
は、Ａｎｄｒｅｗ Ｅｃｏｒｅ（登録商標）偏光維持
（ＰＭ）ファイバを用いて製造された。用いられたサニ
ャック・コイルの長さは７５メートルであり、公称直径
は６５ｍｍであった。変調器は、圧電性トランスデュー
サ（ＰＺＴ）の周りにファイバを巻きつけることにより
構成された。標準のコンパクト・ディスク・レーザ・ダ
イオード光源が用いられた。光学的回路は、重さが約２
５０グラム（０．５５ポンド）であり矩形（約１０．８
×約８．２６×約３．８１ｃｍ（４．２５×３．２５×
１．５インチ）の組立体におけるアナログ復調器電子機
器ボードにより集積化された。ユニットは、自動車に見
られるような、＋１２ＶＤＣの条件付きでないパワーで
動作し、その出力は差動アナログ電圧であった。２ワッ
トの全電力消費が、電子機器を有する完成したジャイロ
スコープにとって典型的であった。
【００２６】両方のジャイロ形態は、テストのバッテリ
を介して運転され、鍵となる性能パラメータを測定し
た。商業的に入手可能な部品、Ａｎｄｒｅｗ ＡＵＴＯ
ＧＹＲＯ（登録商標）ナビゲータと比較した結果の概要
が表１に示されている。本発明の最小構成及び低減され
た最小構成のＩＦＯＧシステムの性能の表である。
を介して運転され、鍵となる性能パラメータを測定し
た。商業的に入手可能な部品、Ａｎｄｒｅｗ ＡＵＴＯ
ＧＹＲＯ（登録商標）ナビゲータと比較した結果の概要
が表１に示されている。本発明の最小構成及び低減され
た最小構成のＩＦＯＧシステムの性能の表である。
【００２７】
【表１】
【００２８】図３及び図５は、最小構成ジャイロと低減
された最小構成ジャイロとの、アラン（Ａｌｌａｎ）分
散分析により決定された角度酔歩（ａｎｇｌｅ ｒａｎ
ｄｏｍ ｗａｌｋ）（ＡＲＷ）及びバイアス安定性を比
較する。両方のジャイロは、ほぼ２０°／ｈｒ／√Ｈｚ
のＡＲＷ指数と、１２分の経過時間後１°／ｈｒのバイ
アス安定性限界値とを有した。図４及び図６は温度感度
のバイアスを比較する。−４０から＋７０℃の温度範囲
がこのテストのため用いられた。通常の最小構成ジャイ
ロ出力は、低減された最小構成ジャイロより２対１の係
数だけ良い性能であった。しかしながら、これは、アナ
ログ復調電子機器の温度感度の差に主に起因するもので
ある。最小構成にとってのバイアス温度感度は、１標準
偏差に対して０．０３°／ｓ即ち１０８°／ｈｒと測定
された。低減された最小構成では０．０７°／ｓ即ち２
５２°／ｈｒの性能であった。両方の構成にとって換算
係数の非線形性は、表１に示されるように同様であっ
た。０．２％ｒｍｓのレベルが、±５０°／ｓの典型的
な自動車回転速度範囲に対して達成された。
された最小構成ジャイロとの、アラン（Ａｌｌａｎ）分
散分析により決定された角度酔歩（ａｎｇｌｅ ｒａｎ
ｄｏｍ ｗａｌｋ）（ＡＲＷ）及びバイアス安定性を比
較する。両方のジャイロは、ほぼ２０°／ｈｒ／√Ｈｚ
のＡＲＷ指数と、１２分の経過時間後１°／ｈｒのバイ
アス安定性限界値とを有した。図４及び図６は温度感度
のバイアスを比較する。−４０から＋７０℃の温度範囲
がこのテストのため用いられた。通常の最小構成ジャイ
ロ出力は、低減された最小構成ジャイロより２対１の係
数だけ良い性能であった。しかしながら、これは、アナ
ログ復調電子機器の温度感度の差に主に起因するもので
ある。最小構成にとってのバイアス温度感度は、１標準
偏差に対して０．０３°／ｓ即ち１０８°／ｈｒと測定
された。低減された最小構成では０．０７°／ｓ即ち２
５２°／ｈｒの性能であった。両方の構成にとって換算
係数の非線形性は、表１に示されるように同様であっ
た。０．２％ｒｍｓのレベルが、±５０°／ｓの典型的
な自動車回転速度範囲に対して達成された。
【図１】本発明の原理に従ったＩＦＯＧシステムを示
す。
す。
【図２】本発明の原理に従ったＩＦＯＧシステムを示
す。
す。
【図３】本発明の最小構成ＩＦＯＧシステムのためのア
ラン分散分析の形態における性能データのグラフであ
る。
ラン分散分析の形態における性能データのグラフであ
る。
【図４】本発明の最小構成ＩＦＯＧのためのバイアス温
度感度の形態における性能データのグラフである。
度感度の形態における性能データのグラフである。
【図５】本発明の低減された最小構成ＩＦＯＧシステム
のためのアラン分散分析の形態における性能データのグ
ラフである。
のためのアラン分散分析の形態における性能データのグ
ラフである。
【図６】本発明の低減された最小構成ＩＦＯＧシステム
のためのバイアス温度感度の形態における性能データの
グラフである。
のためのバイアス温度感度の形態における性能データの
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シドニー・エム・ベネット アメリカ合衆国イリノイ州60614，シカゴ, ノース・セッジウィック・ストリート 1718
Claims (7)
- 【請求項１】 ファイバ感知コイルと、 光源強度を有する光を放射し、且つ前ファセット出力と
後ファセット出力とを有する半導体光源と、 前記前ファセット出力に取り付けられ、前記光源からの
前記光を受け取る光結合器であって、２つの実質的に等
しい強度の光ビームを生成し、前記感知コイル及び当該
コイルに取り付けられた前記光結合器に同時に伝送する
光結合器とを備え、 前記ファイバ感知コイルは、戻り光を前記光結合器へ前
記等しい強度の光ビームから供給し、前記光結合器は、
前記戻り光を組み合わせ干渉させて、組み合わせられた
光ビームに生成し、 位相変調振幅を有し、前記コイルに結合された光位相変
調器と、 前記変調器に結合され、前記位相変調器の振幅を制御す
る周期的電圧を生成する発振器と、 前記組み合わせられた光ビームを検出して電流に変換す
る光検出手段とを更に備え、 前記の組み合わせられた光信号は、前記光源を介して伝
送され、前記光源に前記後ファセットで結合されている
前記検出手段により受け取られ、 前記検出手段に結合され、前記電流を電圧に変換する電
気増幅器と、 前記増幅器に結合され、前記の関連した光源強度を制御
する交流電圧振幅制御器手段と、 前記増幅器に結合され、前記電圧を処理し、前記感知コ
イルの角度回転速度入力に比例する出力信号を与える電
気信号処理手段とを更に設けた干渉測定型光ファイバ・
ジャイロスコープ（ＩＦＯＧ）システム。 - 【請求項２】 前記前ファセット出力と前記光結合器と
の間に結合された偏光子を更に備え、当該偏光子は、前
記戻り光と前記光源からの前記光とを偏光する請求項１
記載のＩＦＯＧシステム。 - 【請求項３】 前記交流電圧制御器手段は、高域通過フ
ィルタ、整流器、積分比較器、及び前記強度を調整する
光源駆動手段を備える請求項１記載のＩＦＯＧシステ
ム。 - 【請求項４】 前記直流ブロックが帯域通過フィルタを
備える請求項１記載のＩＦＯＧシステム。 - 【請求項５】 前記整流器が全波整流器である請求項１
記載のＩＦＯＧシステム。 - 【請求項６】 前記発振器は、調整可能な利得制御の自
己共振周波数波形を供給する圧電性トランスデューサ位
相変調器ドライブである請求項１記載のＩＦＯＧシステ
ム。 - 【請求項７】 前記直流ブロックは高域通過フィルタを
備え、前記整流器は全波整流器であり、前記発振器は調
整可能な利得制御の自己共振周波数波形を供給する圧電
性トランスデューサ位相変調器ドライブである請求項２
記載のＩＦＯＧシステム。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1588496P | 1996-04-19 | 1996-04-19 | |
| US83530797A | 1997-04-07 | 1997-04-07 | |
| US60/015884 | 1997-04-07 | ||
| US835307 | 1997-04-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038583A true JPH1038583A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=26687920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9100236A Withdrawn JPH1038583A (ja) | 1996-04-19 | 1997-04-17 | 干渉測定型光ファイバ・ジャイロスコープ・システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6351310B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1038583A (ja) |
| KR (1) | KR19980077130A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104634459A (zh) * | 2013-11-07 | 2015-05-20 | 南京理工大学 | 相移及相倾可切换双模式干涉测量装置及其测量方法 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6563589B1 (en) * | 1996-04-19 | 2003-05-13 | Kvh Industries, Inc. | Reduced minimum configuration fiber optic current sensor |
| SE9704398L (sv) * | 1997-11-28 | 1998-12-14 | Spectra Precision Ab | Anordning och förfarande för att bestämma läget för bearbetande del |
| US6891622B2 (en) | 1999-02-11 | 2005-05-10 | Kvh Industries, Inc. | Current sensor |
| US6539134B1 (en) | 1999-02-11 | 2003-03-25 | Kvh Industries, Inc. | Polarization transformer |
| US6370289B1 (en) | 2000-01-12 | 2002-04-09 | Kvh Industries, Inc. | Apparatus and method for electronic RIN reduction in fiber-optic sensors |
| WO2001063302A2 (en) | 2000-02-28 | 2001-08-30 | Kvh Industries, Inc. | Faraday-effect current sensor with improved vibration response |
| US6594020B2 (en) | 2000-07-13 | 2003-07-15 | Kvh Industries, Inc | Method for controlling fiber optic sensor scale factor using amplitude modulation |
| AU2002217751A1 (en) | 2000-08-02 | 2002-03-26 | Kvh Industries, Inc. | Decreasing the effects of linear birefringence in a fiber-optic sensor by use of berry's topological phase |
| US7120323B2 (en) * | 2000-08-02 | 2006-10-10 | Kvh Industries, Inc. | Reduction of linear birefringence in circular-cored single-mode fiber |
| US7020775B2 (en) * | 2001-04-24 | 2006-03-28 | Microsoft Corporation | Derivation and quantization of robust non-local characteristics for blind watermarking |
| DE10138154C2 (de) * | 2001-08-03 | 2003-06-05 | Litef Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Erhöhung der Langzeit-Betriebszuverlässigkeit eines faseroptischen Interferometers |
| US6836334B2 (en) * | 2001-10-31 | 2004-12-28 | Kvh Industries, Inc. | Angle random walk (ARW) noise reduction in fiber optic sensors using an optical amplifier |
| US6763153B2 (en) * | 2002-04-17 | 2004-07-13 | Kvh Industries, Inc. | Apparatus and method for electronic RIN reduction in fiber-optic sensors utilizing filter with group delay |
| US7168174B2 (en) * | 2005-03-14 | 2007-01-30 | Trimble Navigation Limited | Method and apparatus for machine element control |
| US7505496B2 (en) * | 2006-04-05 | 2009-03-17 | Ciena Corporation | Systems and methods for real-time compensation for non-linearity in optical sources for analog signal transmission |
| US7872758B2 (en) * | 2007-01-22 | 2011-01-18 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Determining and compensating for modulator dynamics in interferometric fiber-optic gyroscopes |
| US7817284B2 (en) * | 2007-08-08 | 2010-10-19 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Interferometric fiber optic gyroscope with off-frequency modulation signals |
| US8773665B1 (en) | 2011-04-01 | 2014-07-08 | Emcore Corporation | Compact fiber optic gyroscope |
| US8798405B2 (en) * | 2011-08-04 | 2014-08-05 | Emcore Corporation | Method of making a fiber optic gyroscope |
| US8717575B2 (en) | 2011-08-17 | 2014-05-06 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for environmentally insensitive high-performance fiber-optic gyroscopes |
| RU2522147C1 (ru) * | 2012-11-13 | 2014-07-10 | Валерий Николаевич Логозинский | Волоконно-оптический гироскоп |
| EP3011270B1 (en) | 2013-06-20 | 2021-05-12 | Tubitak (Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu) | Dynamically monitoring the instantaneous zero rotation rate voltage of interferometric fiber optic gyroscope (ifog) |
| US9354063B2 (en) * | 2014-04-30 | 2016-05-31 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for providing intensity stabilization for a resonator fiber optic gyroscope |
| CN113959425B (zh) * | 2021-08-30 | 2024-04-02 | 北京航空航天大学 | 一种抑制原子自旋陀螺仪残余旋转光角方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5945646A (ja) | 1982-09-07 | 1984-03-14 | Hitachi Ltd | 光学的情報再生装置 |
| FR2582800B1 (fr) | 1985-05-30 | 1987-07-17 | Thomson Csf | Dispositif interferometrique en anneau a fibre optique monomode |
| FR2616538B1 (fr) | 1987-06-11 | 1989-09-01 | Alsthom | Systeme interferometrique a fibre optique de type sagnac |
| US4776700A (en) | 1987-09-30 | 1988-10-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Switched state fiber optic gyroscope |
| DE3742201C2 (de) | 1987-12-12 | 1998-01-29 | Teldix Gmbh | Faserkreisel |
| US5108183A (en) * | 1989-08-31 | 1992-04-28 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Interferometer utilizing superfluorescent optical source |
| DE69124820T2 (de) * | 1990-04-26 | 1997-07-24 | Hitachi Cable | Optischer Faserkreisel |
| US5285257A (en) * | 1991-03-01 | 1994-02-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optic rotation sensing apparatus and related method including providing synchronous detection at a phase at which the AM noise is minimized |
| EP0551874A3 (en) | 1992-01-16 | 1993-09-08 | Japan Aviation Electronics Industry, Limited | Fiber optic gyro |
| US5412472A (en) * | 1992-01-30 | 1995-05-02 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | Optical-interference type angular velocity or rate sensor having an output of improved linearity |
| JPH05223582A (ja) * | 1992-02-17 | 1993-08-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバジャイロ |
| JPH05288557A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバジャイロ |
| JPH06129859A (ja) | 1992-09-02 | 1994-05-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光源から信号を取り出す光ファイバジャイロ |
| DE19703128A1 (de) | 1997-01-29 | 1998-08-06 | Abb Research Ltd | Magnetooptischer Stromsensor |
-
1997
- 1997-04-17 KR KR1019970014114A patent/KR19980077130A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-04-17 JP JP9100236A patent/JPH1038583A/ja not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-10-04 US US09/459,438 patent/US6351310B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104634459A (zh) * | 2013-11-07 | 2015-05-20 | 南京理工大学 | 相移及相倾可切换双模式干涉测量装置及其测量方法 |
| CN104634459B (zh) * | 2013-11-07 | 2017-09-22 | 南京理工大学 | 相移及相倾可切换双模式干涉测量装置及其测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980077130A (ko) | 1998-11-16 |
| US6351310B1 (en) | 2002-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1038583A (ja) | 干渉測定型光ファイバ・ジャイロスコープ・システム | |
| JP2769924B2 (ja) | 光ファイバ回転センサ | |
| JP6404656B2 (ja) | 共振器の自由スペクトルレンジのトラッキング／ロッキングの方法及び装置並びに共振器光ファイバジャイロスコープへの応用 | |
| US5926275A (en) | Vibration error reduction servo for a fiber optic gyroscope | |
| US6563589B1 (en) | Reduced minimum configuration fiber optic current sensor | |
| US7038783B2 (en) | Eigen frequency detector for Sagnac interferometers | |
| JPH0680405B2 (ja) | 光フアイバジヤイロ | |
| US5701177A (en) | Method for detecting fault of optical fiber gyro and apparatus for diagnosing fault of the same | |
| JP2002504234A (ja) | 光ファイバ・ジャイロスコープ振動誤差補償器 | |
| US5237387A (en) | Dual serrodyne resonator fiber optic gyroscope | |
| US4872754A (en) | Constant frequency digital closed-loop optical fiber gyro | |
| US5131750A (en) | Eigenfrequency phase shift control loop | |
| JPH03170016A (ja) | 二重セロダイン共振器光フアイバジヤイロスコープ | |
| Bennett et al. | Fiber optic rate gyros as replacements for mechanical gyros | |
| EP0802397B1 (en) | Fiber optic gyroscope | |
| Bennett et al. | Fiber optic gyroscopes for vehicular use | |
| Kersey et al. | Single-channel phase-tracker for the open-loop fiber optic gyroscope | |
| JP2003505670A (ja) | 最小構成に低減した光ファイバ電流センサ | |
| Bennett et al. | Fibre-optic gyros for robotics | |
| KR20100004318A (ko) | 비편광 광섬유 자이로스코프 | |
| Emge et al. | Reduced minimum configuration fiber optic gyro for land navigation applications | |
| JPH05508222A (ja) | 基準信号位相揺動方式による単段復調器 | |
| US5015095A (en) | Closed-loop fiber-optic angular rate sensor including a mixer arrangement for measuring rotational direction and rate | |
| JPS63138208A (ja) | 位相変調方式光フアイバジヤイロ | |
| JPS62123310A (ja) | 回転角速度検出器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040419 |
|
| A072 | Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073 Effective date: 20050114 |
|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |