【事件の表示】
　特許第２８６８５９３号「光ファイバ回転速度センサ」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８６８５９３号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許２８６８５９３号の請求項１に係る発明についての出願は、平成２年８月１６日に特許出願したものであって、平成１０年１２月２５日に設定登録され、特許異議申立人トキメックより請求項１に係る特許について特許異議の申立てがなされた。そして平成１３年４月６日付けで取消理由通知がなされ、平成１３年６月１９日付けで特許異議意見書及び訂正請求書が提出された。
　
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正事項
（１）訂正事項ａ
　請求項１の「干渉光の輝度変化を光ファイバ回転速度センサにおいて、」を、「干渉光の輝度変化を測定する光ファイバ回転速度センサにおいて、」に訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　請求項１の「希土類元素を添加した希土類元素添加光ファイバ」を、「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバ」に訂正する。
（３）訂正事項ｃ
　発明の詳細な説明の５頁１１行の「希土類元素添加光ファイバ」を、「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバ」に訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　発明の詳細な説明の６頁１５行〜７頁１行の「ドープファイバ１２としては、・・・ことが望ましい。」を、「ドープファイバ１２としては、希土類元素としてＥｒ３＋を１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウムを１０００〜１００００ｐｐｍ添加した石英系のファイバが用いられる。アルミニウムを１０００〜１００００ｐｐｍドープすることにより、ファイバのＮＡを高め、ゲインを上げ、スペクトル幅を広げることができる。」に訂正する。
（５）訂正事項ｅ
　発明の詳細な説明の１１頁７行の「希土類元素添加光ファイバ」を、「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバ」に訂正する。
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
（１）上記訂正事項ａは、当該箇所に「測定する」なる文言を挿入することにより、請求項の記載内容を明確にするものであり、該事項は、願書に最初に添付した明細書の特許請求の範囲に記載されている。
　よって、上記訂正は、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡大し又は変更するものでもない。
（２）上記訂正事項ｂは、「希土類元素添加光ファイバ」を「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバ」と具体的に限定を加えるものであって、該事項は、願書に最初に添付した明細書６頁１５行〜７頁１行に記載されている。
　よって、上記訂正は特許請求の範囲を減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、願書に添付した明細書の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（３）上記訂正事項ｃ〜ｅは、上記訂正事項ｂの特許請求の範囲の訂正に伴って発明の詳細な説明を訂正するもので、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡大し又は変更するものでもない。
　
２−３．独立特許要件の判断
２−３−１．訂正後の発明
　平成１３年６月１９日付け訂正請求書による訂正後の請求項１に係る発明は、請求項１に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】光ファイバをコイル状に巻き付けた光ファイバコイルを備え、該光ファイバコイルに右回りと左回りの光を入射し、これらの光を干渉させ、該光ファイバコイルの回転角速度に対応する干渉光の輝度変化を測定する光ファイバ回転速度センサにおいて、
　上記光ファイバコイルに光を入射する光源として、Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバと、この希土類元素添加光ファイバに励起光を供給する励起用光源と、上記希土類元素添加光ファイバの一端に設けられ、励起用光源からの励起光を希土類元素添加光ファイバに入射し、かつこの光ファイバから出射する光を上記光ファイバコイルに送るダイクロイックミラーを備えた光ファイバ型光源を用いたことを特徴とする光ファイバ回転速度センサ。」（以下、「訂正発明」という。）
　
２−３−２．取消理由通知
　平成１３年４月６日付け取消理由通知の概要は以下のとおりである。
（１）本願発明は、下記刊行物に記載された発明に基づき当業者が容易に発明をすることができたものである。
　　　　　記
刊行物１：欧州特許公開公報第０３７２９０７号（１９９０年（平成２年）６月１３日公開）刊行物２：特開昭６１−１００７０７号公報
刊行物３：「Amplification of Spontaneous Emission in Erbium-Doped Single-Mode Fibers」Vol.7,No.5　Jounal of Lighwave Technology（1989.5）
刊行物４：「応用光エレクトロニクスハンドブック」 昭晃堂、p.197,202　(1989-4-1)
（刊行物１〜４は、特許異議申立人株式会社トキメックの提出した甲第１〜４号証にそれぞれ対応している）
（２）本件出願は、明細書及び図面の記載が下記の点で不備のため、特許法第３６条第５項第２号に規定する要件を満たしていない。
　　　　　記
　訂正前の請求項１には、「上記光ファイバコイルに光を入射する光源として、Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素を添加した希土類元素添加光ファイバと、この希土類元素添加光ファイバに励起光を供給する励起用光源と、上記希土類元素添加光ファイバの一端に設けられ、励起用光源からの励起光を希土類元素添加光ファイバに入射し、かつこの光ファイバから出射する光を上記光ファイバコイルに送るダイクロイックミラーを備えた光ファイバ型光源」と記載され、該記載は、光ファイバレーザと共通する構成を記載しているのみで、２枚の反射鏡を含む光ファイバレーザを除外するものではないから、該請求項１の記載では、発明の構成に欠くことが出来ない事項のみを記載しているとは言えない。
　
２−３−３．刊行物
　上記刊行物１には、おおよそ以下の事項が図面とともに記載されている。
「光ジャイロスコープ、光プロセッサなどの低時間コヒーレンス光信号を用いる光学装置の出現は、比較的高い出力を有しかつ比較的非コヒーレントな光信号を放出する広帯域光源の必要性を作り出した。たとえばジャイロスコープにおいて、典型的には１ｋｍまたはそれ以上の長さである、光ファイバがループに巻かれ、かつ光信号が両方の方向にループ内を循環させられる。ループの動きは、周知の「サニャック」効果に従う逆伝播する光信号の間の位相差を引き起こす。この位相差はそれからジャイロスコープの回転を測定するために用いられる。「サニャック」効果に従って、ループの回転は逆伝播する光信号のうちの１つの実効経路長を増加させる。それゆえ相対的な経路長差は２つの逆伝播する光信号のループを介する循環の後に出る光信号の結果となる。この経路差は位相差として検出器によって測定され、それはこうしてジャイロスコープのシステムが受ける回転の角速度を示す。ループ内に導入される光信号が低時間コヒーレンスを有し、それゆえレイリー後方錯乱からの干渉効果を避けることが望ましい。」（２頁１１行〜２２行）、
「代替の可能性は、十分高いレベルまで光学的にポンピングされて、同様にスーパールミネセンスと呼ばれる増幅された自然放出（Amplified Spontaneous Emission）（ＡＳＥ）を介して著しいスーパー蛍光出力を発生する高利得ファイバの使用である。活性イオンでドープされた単一モードガラスファイバは、それらが提供し得る高い光利得によって論証されるようにスーパー蛍光源のための良い候補である。ファイバ形式内のＮｄ：ＹＡＧなどの高利得材料はドープされたファイバ構成において特定的に有利である。しかしながら、ドープされたガラスファイバはより広いスペクトル範囲で光を放出するという望ましい利点を提供する。」（３頁９行〜１４行）、
「理想的には、ドープされたファイバはレーザ材料でドープされた単一モードファイバである。結合器における光の結合は典型的にはエバネセントフィールド結合に起因する。波長の第１のスペクトルは８０６ｎｍでの波長を本質的に含み、ところが波長の第２のスペクトルは１０６０ｎｍでの波長を本質的に含む。レーザ材料は好ましくは希土類イオンを含み、しかしドープされた光ファイバは好ましくは、アルカリ、アルカリ土類ケイ酸塩、ケイ酸塩、ゲルマニウム酸塩、リン酸塩またはホウ酸塩ガラスから本質的になる群から選ばれたガラス母材で作られる。希土類材料は好ましくは、ネオジム、イッテルビウム、エルビウムである。」（４頁４２行〜４８行）、
「その好ましい実施例では、ドープされたファイバ１０８は活性レーザ材料でドープされたガラス母材から製造されたコアおよびそのコアを取囲むクラッディングを含む。代替的に、クラッディングは単一モード光分散が活性材料に重畳するように、コアに隣接した薄い層において実際のレーザ材料を含むことができる。好ましい活性材料はネオジムであるが、イッテルビウムおよびエルビウムを含む他の希土類材料も同様に適切である。ガラス母材のドーパントの濃度は、ポンプ光を吸収するためにまた特定の応用に必要な過度の長さからの光損失を避けるために適宜上長さにおいて決定される下限から、濃度クエンチングによって決定される上限に多様化することができる。一般に、０．１および３０％（重さによる）の間の濃度範囲が適切である。」（１０頁３行〜１０行）、
「第１６図はこの発明の第３実施例の概略図を示す。第１および第２実施例を示す第３図および第１２図に関連して説明したのと同じ光成分がこの第３実施例において用いられる。このシステムはそれゆえポンプ源１００，２つの光ファイバ１０２および１０６、ドープされたファイバ１０８，ミラー１１８および結合器１０４を含む。ミラー１１８はドープされたファイバ１０８の一方の端１２０に置かれるが、ファイバの他方の端１１６は好ましくはスプライス１１０によって光ファイバ１０２に結合されかつさらに結合器１０４に結合される。
　第３実施例における全体システムは以下の態様で機能する。結合器１０４が源波長で信号に結合しないように選択されているので、ポンプ源信号はポンプ源１００によって出された光ファイバ１０２に伝送される。上に述べられた条件において、ドープされたファイバ１０８スーパー蛍光は２つの成分である、第１６図の矢印によって示される順方向信号１１４および逆方向信号１１２を生じる。結合器１０４はレーザ周波数で１００％信号を結合するように選択されているので、順方向信号１１４（図面の左側に向かって方向づけられた）は結合器１０４を横切り、光ファイバ１０６に結合される。出力信号は光ファイバ１０６上で集められる。」（１９頁４７行〜２０頁２行）、
「第１７図に示されたこの第４実施例において結合器３０４の特性は、結合器が完全にポンプ源信号波長を結合しかつ本質的にはレーザ信号波長を結合しないように選択される。ドープされたファイバ１０８およびミラー１１８はそれゆえ結合器３０４のポートＤに結合される。ポンプ信号は結合器３０４を介して、ドープされたファイバ１０８にすべて結合される。出されたレーザ信号の順方向および逆方向成分は本質的に結合されずかつ光ファイバ１０６に伝送される。」（２０頁１４行〜１９行）、
　
　同刊行物２には、以下の事項が図面とともに記載されている。
「光ジヤイロスコープは２ポート光フアイバ回路を有していて、１つの共通の光源からの光エネルギがそれぞのポートに送られ、反対向きに進む光ビームがえられる。その後、光フアイバのそれぞれの端部における光エネルギ出力が比較され、そして反対向きに進む２つの光ビームの間の位相差が決定される。この装置が空間内である速さで回転した場合、一方の光路の実効光路長が他方の光路の実効光路長より長くなり、見かけの相対光路長差がえられる。この見かけの光路長差は伝搬する光の位相差を測定することによつて検出することができる。」（３頁右下欄１６行〜４頁左上欄７行）、
「第１図に本発明による光源１０が示されている。光源１０は光導波器とポンプ光装置１４とを有する。この光導波器は、例えば、選定された長さ「Ｌ」（例えば、２ｃｍないし２０ｃｍ）の光フアイバ１２であることができ、またポンプ光装置１４は光フアイバ１２の中にポンプ光を導入するためのものである。
　１つの実施例では、光フアイバ１２はコア１６とクラッディング１８とを有する。このコア１６は母体のガラス材料に活性レーザ材料をドープして製造され、クラッディング１８のコアを取り囲んでいる。または、クラッディングのコアの近接部に薄い層状に、活性レーザ材料を含むようにしてもよい。この場合には、単一モードの光分布は活性材料と重なることになる。好ましい活性材料はネオジムである。しかし、イツテルビウムやエルビウムのような他の希土類材料もまた適切である。母体ガラス材料の中にドープされる材料の濃度は、下限と上限の間で任意の値をとることができる。この下限はポンプ光を吸収する長さと、および特定の応用に対して要求される過大な長さのために生ずる光損失を避けるような長さとから都合のよい値が定められ、一方、上限は濃度クエンチングによつて定められる。一般的には、適切な濃度範囲は０．１％（重量パーセント）と３０％（重量パーセント）との間の範囲内である。」（４頁右下欄１９行〜５頁右上欄４行）
　
　同刊行物３には、おおよそ以下の事項が図面とともに記載されている。
「図５に示した装置を用いて増幅された自然発光スペクトルを実験的に測定した。
３．３０ｍ及び１０ｍの長さを持つ２つのファイバを実験に使用した。（長さはＬ＝１０ｍが最大可能なポンプ強度に対して最適であることがわかった。）ポンプは、λｐ＝５１４．５ｎｍで動作するアルゴンイオンレーザとし、そのビームは、λｐで９９％の反射率、λｓ＝１．５３μｍで９０％の透過率を有するダイクロイックミラーで反射された後、２０倍の顕微鏡対物レンズを介して、Ｅｒドープされたファイバに入射される。ファイバ端は、ファイバ長手軸に対して１０°の角度で磨き、フレネル反射がファイバ内の光フィードバックを起こすのを防ぐようにした。そうしないと、このフィードバックは、（誘導放出を増加させるけれども）ＡＳＥスペクトルの形状を歪ませ、高いポンプ強度においてファイバ内でレーザ発振を発生させる。λ＝１．５３μｍの前方及び後方ＡＳＥ出力は、１０倍の顕微鏡対物レンズを介して単一モードファイバピグテールに出射する。これらのファイバは光学スペクトル分析器に連結され、与えられたポンプ強度の入力に対して２つのＡＳＥスペクトルを連続的に記録した。ＡＳＥ強度のこれらのファイバピグテールとの弱い結合を確保することに注意する必要があり、そうしないと、それらの端面からの反射がＥｒ−ファイバへの光フィードバックを生じる可能性がある。ポンプ光を排除するために用いられるローパスフイルタを光が通過した後、図示した点における前方ＡＳＥ・・・と後方ＡＳＥ・・・の全強度の測定が行われ、ファイバ端から設置された種々の光学要素の透過を補償するために校正された。
　図６及び図７は、２つの光ファイバＬ＝３．３０ｍ及びＬ＝１０ｍに対するそれぞれの前方ＡＳＥ・・・と後方ＡＳＥ・・・の全強度が示されており、入力ポンプ強度・・・の関数としてプロットされている。ポンプ強度・・・が１５０ｍＷまで変化している。この値を超えると、対物レンズ反射の結合の結果により、スプリアスレーザ発振が、ＡＳＥスペクトル上に鋭いファブリーペローモードとして重畳されて観測される。２つの図には、ポンプ強度が増加すると、ＡＳＥ強度が閾値効果なしに、蛍光レーザ源の特徴である低い割合で増加することが示されている。短いファイバ長に対しては（図６）、前方ＡＳＥ及び後方ＡＳＥの全強度は同じ大きさであり、ポンプ強度が増加すると両者の間の僅かな差異が減少する。ポンプ強度が１００ｍＷのオーダになると、より大きい反転度により吸収効果が消え、２つのＡＳＥ強度は等価となる。その後、ポンプ吸収の漂白化により高いポンプ強度に対して全出力は、飽和していく傾向となる。長いファイバ長で同じ入力ポンプ強度に対しては（図７）、ＡＳＥ強度は、前方及び後方の場合で著しい相違を示す。長いファイバ長さの為、前方ＡＳＥ強度の再吸収を防止するために、より大きいポンプ強度が必要となる。」（８３９頁左欄下から６行〜８４０頁左欄８行）
　
　同刊行物４の「３．５光合分波器」の１９７頁図３．３８（III）（ａ）に分布結合型方向性結合器が、２０２頁図３．４１（ＦＶＩ）に干渉フィルタ型合分波器がみてとれる。
　
２−３−４．判断
（１）特許法第３６条について
　請求項１の後段の「上記希土類元素添加光ファイバの一端に設けられ、励起用光源からの励起光を希土類元素添加光ファイバに入射し、かつこの光ファイバから出射する光を上記光ファイバコイルに送るダイクロイックミラーを備えた」との記載は、本件発明が、具体的に希土類元素添加光ファイバとダイクロイックミラーとの結合状況を特定しており、励起用光源からの励起光を該ミラーを介して希土類元素添加光ファイバに入射し、該ファイバから出射する光を該ミラーを介して光ファイバコイルへ送ることを特定している。
　取消理由において引用した特許異議申立人の主張は、上記事項ではレーザと区別出来ないことを理由に、「本件発明の特許請求の範囲の記載では、発明の詳細な説明に記載した欠くことの出来ない事項のみを記載しているとはいえない」というものである。
　しかしながら本件発明が、上記技術的事項により自然放出（Amplified Spontaneous Emission、ＡＳＥ）光を得るものであることは、発明の詳細な説明の記載事項からも明らかであり、その際レーザと区別できないことが、「発明の詳細な説明に記載した欠くことの出来ない事項のみを記載しているとはいえない」との理由にはならないから、本件発明は、発明の詳細な説明に記載した欠くことの出来ない事項のみを記載していない、とはいえない。
（２）特許法第２９条第２項について
　訂正発明と甲第１号証とを対比すると、刊行物１に、本件発明の技術的事項である「光ファイバをコイル状に巻き付けた光ファイバコイルを備え、該光ファイバコイルに右回りと左回りの光を入射し、これらの光を干渉させ、該光ファイバコイルの回転角速度に対応する干渉光の輝度変化を測定する光ファイバ回転速度センサにおいて、上記光ファイバコイルに光を入射する光源として、希土類元素添加光ファイバ用いた光ファイバ回転速度センサ」が記載され、刊行物３に、本件発明の技術的事項である「希土類元素添加光ファイバに励起光を供給する励起用光源と、上記希土類元素添加光ファイバの一端に設けられ、励起用光源からの励起光を希土類元素添加光ファイバに入射し、かつこの光ファイバから出射する光を通過するダイクロイックミラーを備えた」ものが記載され、刊行物４に、分布結合型方向性結合器及び干渉フィルタ型合分波器が記載されているとしても、刊行物１〜４には、希土類元素添加光ファイバとして、「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍ」を添加した希土類元素添加光ファイバを用いることは記載されていない。
　なお、刊行物１及び２には、希土類元素添加光ファイバの添加量を「濃度範囲は０．１％（重量パーセント）と３０％（重量パーセント）との間の範囲内」すなわち「１０００〜３０万ｐｐｍ」とすることが記載されているが、該記載事項は、Ｅｒの添加量において本件発明のものとは相違するばかりでなく、アルミニウムを添加することについてはなんらの記載もない。
　そして、上記技術的事項により、本件発明は、「希土類元素としてＥｒ３＋を１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウムを１０００〜１００００ｐｐｍ添加・・・することにより、ファイバのＮＡを高め、ゲインを上げ、スペクトル幅を広げることができる。」との明細書記載の作用効果を奏するものである。
　
２−３−５．まとめ
　したがって、訂正発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　
２−４．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第３項で準用する特許法第１２６条第４項の規定で規定する訂正の要件については、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定により「なお従前の例による」とされる、改正前の特許法第１２６条第１項ただし書きないし第３項の規定を満たしているので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立についての判断
３−１．本件発明
　その請求項に係る発明は、訂正された特許明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１により特定されるとおりのものである。（以下、「本件発明」という。）
　
３−２．申立ての理由の概要
　特許異議申立人トキメックは、証拠として上記２−３−２に示した甲第１〜４号証（該甲第１〜４号証は、刊行物１〜４にそれぞれ対応している。）を提出し、本件発明は、甲第１〜４号証に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、また本件出願は、請求項の記載事項ではレーザと区別出来ないので、明細書及び図面の記載が不備であって、特許法第３６条第５項第２号に規定する要件を満たしていないから、請求項１に係る特許は取り消すべきであると主張している。
　
３−３．甲号証に記載された発明
　甲第１〜４号証には、上記２−３−３で示した事項が記載されている。
　
３−４．対比・判断
　上記２−３−４．（１），（２）で示したように、本件発明が、発明の詳細な説明に記載した欠くことの出来ない事項のみを記載していないとも、また本件発明は、甲第１〜４号証に記載された発明に基づき当業者が容易に発明をすることができたものであるともいうことはできない。
　
４．むすび
　したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、請求項１に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に請求項１に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年７月２３日（２００１．７．２３）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）訂正事項ａ
　請求項１の「干渉光の輝度変化を光ファイバ回転速度センサにおいて、」を、「干渉光の輝度変化を測定する光ファイバ回転速度センサにおいて、」に訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　請求項１の「希土類元素を添加した希土類元素添加光ファイバ」を、「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバ」に訂正する。
（３）訂正事項ｃ
　発明の詳細な説明の５頁１１行の「希土類元素添加光ファイバ」を、「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバ」に訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　発明の詳細な説明の６頁１５行〜７頁１行の「ドープファイバ１２としては、・・・ことが望ましい。」を、「ドープファイバ１２としては、希土類元素としてＥｒ３＋を１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウムを１０００〜１００００ｐｐｍ添加した石英系のファイバが用いられる。アルミニウムを１０００〜１００００ｐｐｍドープすることにより、ファイバのＮＡを高め、ゲインを上げ、スペクトル幅を広げることができる。」に訂正する。
（５）訂正事項ｅ
　発明の詳細な説明の１１頁７行の「希土類元素添加光ファイバ」を、「Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した希土類元素添加光ファイバ」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
光ファイバ回転速度センサ
（５７）【特許請求の範囲】
　光ファイバをコイル状に巻き付けた光ファイバコイルを備え、該光ファイバコイルに右回りと左回りの光を入射し、これらの光を干渉させ、該光ファイバコイルの回転角速度に対応する干渉光の輝度変化を
測定する
　上記光ファイバコイルに光を入射する光源として、
Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した
【発明の詳細な説明】
　「産業上の利用分野」
　この発明は、移動体の自己の位置を検出する慣性航法システムに使用される光ファイバ回転速度センサに関するものである。
　「従来の技術」
　航空機や船舶等の移動体は、自己の位置を絶えず知ることが重要であり、そのために慣性航法システムを搭載している。
　この慣性航法システム内に使用されている回転速度センサとしては、回転するコマ（ジャイロ）を備え、機械的に回転するコマの回転軸が同一方向を向き続けようとする効果を利用した機械式のものと、光ファイバループ内において左右に進む光の位相差がその光ファイバループの回転によって変化するサグナック効果を利用した光ファイバ式とが知られている。
　後者の光ファイバ回転速度センサは、光ファイバを使用しているためにセンサ装置が軽量・安価であり、機械的回転部分がなく信頼性に優れている。また光源として半導体レーザを使用可能であり、長寿命でかつウォーミングアップ時間も短い等の多くの長所を有している。光ファイバ回転速度センサには、干渉型と共振型とが知られているが、本発明は前者の干渉型の光ファイバ回転速度センサに関する。
　第４図は、従来の干渉型光ファイバ回転速度センサを示すものであって、図中符号１はファイバコイル、２，３は光ファイバカプラ、４は光ファイバ偏光子、５は光源、６は光検出器、７はロックインアンプ、８は位相変調器である。
　光源５からの光は、カプラ３で分岐され、一方の光はファイバコイル内を右回りに伝送する光となり、もう一方の光はファイバコイル１を左回りに伝送する光となる。これらの逆方向に伝送する光はファイバコイル１を出射してカプラ３に到達し、この際に干渉が生じる。第５図は、この光ファイバ回転速度センサの動作を説明するためのものであって、ファイバコイル１内には右回りの光９と左回りの光１０が入射され、かつファイバコイル１が回転角速度Ωで右回転に移動している。この時の２つの光９，１０の間の時間差△Ｔｓは、下式（ｉ）に示す如く回転角速度Ωに比例する。
　△Ｔｓ＝４Ａ・Ｎ・Ω／Ｃ２　……（ｉ）
（ただし、Ａはコイルの面積、Ｎはファイバの巻き数、Ｃは光速、Ωは回転角速度、）
結果として２光波間の位相差△Φｓは、
　△Φｓ＝（２π・Ｌ・Ｄ／λ・Ｃ）・Ω　　……（ｉｉ）
（Ｌはファイバコイル長、Ｄはコイル直径、λは先の波長）
のように変化する。したがって干渉による強度変化からファイバコイルの回転角速度を計測することができる。
　「発明が解決しようとする課題」
　しかしながら、上述した従来の干渉型光ファイバ回転速度センサには、次のような問題があった。
▲１▼従来の回転速度センサにあっては、光源として半導体レーザダイオードを使用しているが、半導体レーザダイオードの光は干渉性が高く、また光ファイバの伝搬光はコア内を通過する際に後方散乱光を発生させるために、光ファイバループ内において、後方散乱光と右回り光、左回り光とが複雑に干渉し合い、この干渉によりノイズが発生してしまう問題があった。
▲２▼上記ノイズ発生を抑制するために、干渉性の低いスーパー・ルミネセント・ダイオード（ＳＬＤ）を光源として使用する手段も考えられるが、このＳＬＤは特殊な光源で高価であり、また寿命も短い問題があった。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安価で長寿命の光源を用い、かつノイズを低減して高精度の測定が可能な高性能の光ファイバ回転速度センサの提供を目的としている。
　「課題を解決するための手段」
　本発明は、光ファイバ回転速度センサの光源として、
Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した
　「作用」
　このような光ファイバ型光源を用いたので、この光ファイバ型光源をセンサ本体の入射側ファイバ端末に容易に接続して光源とすることができる。この光ファイバ型光源のスペクトル幅は比較的広く、干渉性が低いために、後方散乱光と信号光との干渉が発生し難い。またこの光源は希土類元素添加光ファイバを用いたものなので、光源寿命が長い。
　「実施例」
　第１図は、本発明の光ファイバ回転速度センサの一実施例を示す図であって、符号１１は光ファイバ回転速度センサ（以下、センサという）である。
　このセンサ１１と第４図のセンサとの相異点は、ファイバコイル１に右回り光および左回り光を入射させる光源として、希土類元素添加光ファイバ１２（以下、ドープファイバという）と、その励起用光源である半導体レーザダイオード１３（以下、ＬＤという）と、ダイクロイックミラー１５を有する光ファイバ型光源１４を用いた点である。
　ドープファイバ１２としては、
希土類元素としてＥｒ３＋を１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウムを１０００〜１００００ｐｐｍ添加した石英系のファイバが用いられる。アルミニウムを１０００〜１００００ｐｐｍドープすることにより、ファイバのＮＡを高め、ゲインを上げ、スペクトル幅を広げることができる。
　このドープファイバ１２の一端には、ダイクロイックミラー１５が設けられ、ＬＤ１３からの励起光がダイクロイックミラー１５を経てドープファイバ１２内に入射されるようになっている。ドープファイバ１２からの光はダイクロイックミラー１５を透過し、アイソレータ１６を経てセンサ本体の第１のカプラ２の入射側ポートに入射される。
　センサ１１本体は、ファイバコイル１と第１、第２のカプラ２，３とを主な構成要素として構成されている。第１、第２のカプラ２，３間には光ファイバ偏光子４が設けられ、第１のカプラ２には光検出器６が接続されている。またファイバコイル１には位相変調器８が接続され、この位相変調器８と光検出器６はロックインアンプ７に接続されている。なお、センサ本体を構成する光ファイバとしては偏波保持光ファイバを用いることが望ましい。
　このセンサ１１により回転速度の検出を行うには、光ファイバ型光源１４のＬＤ１３からドープファイバ１２に励起用光を入射し、ドープファイバ１２から光を出射させる。光源１４からの光は第１のカプラ２、光ファイバ偏光子４を経て第２のカプラ３に達して２つに分岐され、それぞれ右回り光と左回り光としてファイバコイル１に入射される。ファイバコイル１内を通ったそれぞれの光は第２のカプラ３に到達し、この際に干渉が生じる。この時の２つの光の間の時間差△Ｔｓは、下式（ｉ）に示す如く回転角速度Ωに比例する。
　△Ｔｓ＝４Ａ・Ｎ・Ω／Ｃ２　……（ｉ）
（Ａはコイルの面積、Ｎはファイバの巻き数、Ｃは光速、Ωは回転角速度、）
　結果として２光波間の位相差△Φｓは、
　△Φｓ＝（２π・Ｌ・Ｄ／λ・Ｃ・Ω　　……（ｉｉ）
（Ｌはファイバコイル長、Ｄはコイル直径、λは光の波長）
のように変化する。したがって干渉による強度変化からファイバコイルの回転角速度を計測することができる。
　このセンサ１１は、このような構成の光ファイバ型光源１４を用いたので、ドープファイバ１２をセンサ本体の入射側ファイバ端末に容易に接続することができる。この光ファイバ型光源１４のスペクトル幅は比較的広く、干渉性が低いために、後方散乱光と信号光との干渉が発生し難く、センサの低ノイズ化を実現でき、高精度の測定が可能となる。またこの光源１４はドープファイバを用いたものなので、安価であり、また光源寿命が長く安定しているために、センサの信頼性が向上する。
（実験例）
　第１図に示すものと同様構成の光ファイバ回転速度センサを作製した。センサ本体に使用される光ファイバとしては、ファイバ径１２５μｍの応力付与型偏波保持光ファイバ（ＰＡＮＤＡファイバ）を使用した。ファイバコイルは直径６０ｍｍのリールにファイバ径１２５μｍ、被覆径２５０μｍのファイバ（ＰＡＮＤＡファイバ）を約４００ｍ巻き付けたもので、消光比−３１．８ｄＢであった。カプラは双方とも消光比−２５ｄＢ以下、分岐比５０±１０％以内、過剰損失０．５ｄＢ以下である．位相変調器は円筒型圧電振動子にファイバコイルの一端を巻き付け２１．１ＫＨｚで駆動した。
　光ファイバ型光源は、励起用光源として波長１．４８μｍのＬＤを用い、ダイクロイックミラーを用いてＬＤ光を反射させてドープファイバ内に入射させ、ドープファイバからの光は透過させるようにした。ドープファイバは、Ｅｒ３＋ドープ濃度が１００ｐｐｍ、長さ４００ｍである。又、ＮＡを高めてアルミニウムを５０００ｐｐｍドープすることによりゲインを上げ、スペクトル幅を広げている。
　光出力１５ｍＷの時の光源からの出射光のスペクトルを第２図に示した。この光源からの光の中心波長は１．５５５μｍで、スペクトル幅は、約１５ｎｍであった。
　作製したセンサを用い、ロックインアンプの時定数を０．３秒にして回転速度の検出を行った。
　第３図（ａ）は回転角速度に対するセンサの出力変化を示すグラフである。短期分解能が第３図（ｂ）に示したように２°／ｈであった。
　これは光源を通常のＬＤ（λ＝１．５５２μｍ、△λ＝１．５ｎｍ）に代えた場合と比べ約１／４小さい値であった。
　「発明の効果」
　以上説明したように、この発明の光ファイバ回転速度センサは、
Ｅｒ３＋１０〜５００ｐｐｍおよびアルミニウム１０００〜１００００ｐｐｍを添加した
　この光ファイバ型光源のスペクトル幅は比較的広く、干渉性が低いために、後方散乱光と信号光との干渉が生じ難く、センサの低ノイズ化を実現でき、高精度の測定が可能となる。
　またこの光ファイバ型光源は、希土類元素添加ファイバを用いたものなので、安価であり、また光源寿命が長く安定しているために、センサの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
　第１図は、本発明の光ファイバ回転速度センサの一例を示す概略構成図、第２図および第３図は本発明の実験例の結果を説明するためのグラフ、第４図は従来の回転速度センサを示す概略構成図、第５図は回転速度センサの測定原理を説明するための概略構成図である。
　１…ファイバコイル
　９…右回り光
　１０…左回り光
　１１…センサ（光ファイバ回転速度センサ）
　１２…ドープワァイバ
　１３…ＬＤ（励起用光源）
　１４…光ファイバ型光源
　１５…ダイクロイックミラー