(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光ファイバコイルと、光源から出射される光を光ファイバコイルの両端末に分岐入射すると共に光ファイバコイルを周回して回帰した左右両廻り光を入射して結合干渉せしめる光分岐結合器と、光ファイバコイルと光分岐結合器の間に配置されて通過光の位相を変調する位相変調器と、光分岐結合器から入力する干渉光強度を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器から入射する電気信号に基づいて入力角速度に対応した信号を検出する信号検出部と、信号検出部から入力する検出信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号を発生するフィードバック信号発生部と、フィードバック信号を印加されて光ファイバコイルの位相差を常に零に制御するクローズドループ信号印加部を構成する第２の位相変調器と、光電変換器から入力する電気信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号の振幅を光の位相として実質的に２ｍπ（ｍ：整数）に制御するフィードバック信号振幅制御回路とを有する光干渉角速度計において、
入力角速度に対応した実際の検出信号に対して擬似入力信号を加算付加する擬似入力サミング回路を具備し、その角速度計出力を出力しない状態にするか或いは角速度計出力を使用する側で角速度計出力を使用しないこととされる限られた時間に、前記擬似入力信号を加算付与して鋸歯状波信号の繰り返し周波数を増大させることを特徴とする光干渉角速度計。
【請求項２】
請求項１に記載される光干渉角速度計において、
信号検出部は光電変換器により光電変換された電気信号を入力して入力角速度に対応した信号を検出する第１の同期検波回路と第１の同期検波回路の信号を積算する第１の積分器を有し、第１の同期検波回路と第１の積分器の間に前記擬似入力サミング回路を介在させたことを特徴とする光干渉角加速度計。
【請求項３】
請求項２に記載される光干渉角速度計において、
前記擬似入力信号が直流電圧であることを特徴とする光干渉角加速度計。
【請求項４】
請求項１に記載される光干渉角速度計において、
第１の積分器の出力に時間と共に信号レベルが変化する交流信号である擬似入力信号を加算し、加算結果を次段のフィードバック信号発生部に印加することを特徴とする光干渉角速度計。
【請求項５】
請求項１に記載される光干渉角速度計において、
前記光干渉角速度計の起動時に、前記擬似入力信号を加算付加して鋸歯状信号の繰り返し周波数を増大させることを特徴とする光干渉角速度計。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載した光干渉角速度計において、
前記その角速度計出力を出力しない状態にするか或いは角速度計出力を使用する側で角速度計出力を使用しないこととされる限られた時間は、光干渉角速度計の起動直後の時間である光干渉角速度計。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載した光干渉角速度計において、
前記擬似入力信号を加算付与している間、その使用されない角速度計出力をモニタすることにより、当該光干渉角速度計が正常に動作しているか否かの自己診断を行うことを特徴とする光干渉角速度計。
【請求項８】
光源と、光ファイバコイルと、光源から出射される光を光ファイバコイルの両端末に分岐入射すると共に光ファイバコイルを周回して回帰した左右両廻り光を入射して結合干渉せしめる光分岐結合器と、光ファイバコイルと光分岐結合器の間に配置されて通過光の位相を変調する位相変調器と、光分岐結合器から入力する干渉光強度を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器から入射する電気信号に基づいて入力角速度に対応した信号を検出する信号検出部と、信号検出部から入力する検出信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号を発生するフィードバック信号発生部と、フィードバック信号を印加されて光ファイバコイルの位相差を常に零に制御するクローズドループ信号印加部を構成する第２の位相変調器と、光電変換器から入力する電気信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号の振幅を光の位相として実質的に２ｍπ（ｍ：整数）に制御するフィードバック信号振幅制御回路とを有する光干渉角速度計の駆動方法において、
前記光干渉角速度計は、入力角速度に対応した実際の検出信号に対して擬似入力信号を加算付与する擬似入力サミング回路を具備し、その角速度計出力を出力しない状態にするか或いは角速度計出力を使用する側で角速度計出力を使用しないこととされる限られた時間に、前記擬似入力信号を加算付与して鋸歯状波信号の繰り返し周波数を増大させることを特徴とする光干渉角速度計の駆動方法。
【請求項９】
請求項８に記載される光干渉角速度計の駆動方法において、
信号検出部は光電変換器により光電変換された電気信号を入力して入力角速度に対応した信号を検出する第１の同期検波回路と第１の同期検波回路の信号を積算する第１の積分器を有し、第１の同期検波回路と第１の積分器の間に前記擬似入力サミング回路を介在させたことを特徴とする光干渉角加速度計の駆動方法。
【請求項１０】
請求項９に記載される光干渉角速度計の駆動方法において、
号検出部は光電変換器により光電変換された電気信号を入力して入力角速度に対応した信号を検出する第１の同期検波回路と第１の同期検波回路の信号を積算する第１の積分器を有し、第１の同期検波回路と第１の積分器の間に前記擬似入力サミング回路を介在させ、前記擬似入力信号が直流電圧であることを特徴とする光干渉角加速度計の駆動方法。
【請求項１１】
請求項８に記載される光干渉角速度計の駆動方法において、
第１の積分器の出力に時間と共に信号レベルが変化する交流信号である擬似入力信号を加算し、加算結果を次段のフィードバック信号発生部に印加することを特徴とする光干渉角速度計の駆動方法。
【請求項１２】
請求項８に記載される光干渉角速度計の駆動方法において、
前記擬似入力信号としてサミング用鋸歯状波信号を発生してこれをフィードバック信号発生部の発生出力する鋸歯状波信号に加算することを特徴とする光干渉角速度計の駆動方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２の何れかに記載した光干渉角速度計の駆動方法において、
前記その角速度計出力を出力しない状態にするか或いは角速度計出力を使用する側で角速度計出力を使用しないこととされる限られた時間は、光干渉角速度計の起動直後の時間であることを特徴とする光干渉角速度計の駆動方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１３の何れかに記載した光干渉角速度計の駆動方法において、
前記擬似入力信号を加算付与している間、その使用されない角速度計出力をモニタすることにより、当該光干渉角速度計が正常に動作しているか否かの自己診断を行うことを特徴とする光干渉角速度計の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光干渉角速度計に関し、特に、鋸歯状波のフィードバック信号の振幅を制御するクローズドループを有する光干渉角速度計においてフィードバック信号振幅制御回路にその安定時間を短縮する擬似入力付与回路を接続した光干渉角速度計とその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図２を参照して説明する。
光源１から出射した光は、光カプラ２を経て光分岐結合器３に入射し、ここで分岐して光ファイバコイル４の両端末に入射する。光ファイバコイル４の両端末に入射した左右両廻り光ＣＣＷ、ＣＷは、光ファイバコイル４を周回前、或いは周回後に光ファイバコイル４の一方の端末に配置した位相変調器３１により矩形波状の位相変調が付与され、再び光分岐結合器３に回帰し、回帰した両光はここで結合干渉する。この干渉光は、光カプラ２において分岐し一部は光電変換器５に入射し、ここで光電変換される。光電変換されて生成したアナログの電気信号は、信号検出部６のＡＤ変換器６１に入力してディジタルワードに変換される。このディジタルワードは、第１の同期検波回路６２において入力角速度に対応した信号に検波される。位相変調器３１に印加される位相変調信号を発生する位相変調信号発生回路９と第１の同期検波回路６２はクロック回路６５のクロック信号により同期して動作せしめられる。検波された信号は光ファイバコイル４の左右両廻り光間の位相差に対応した出力信号であり、次段の第１の電気フイルタである第１の積分器６３に入力される。電気フイルタとしては、比例、微分、積分要素の何れの要素が含まれていても良いが、この実施例は通常使用されている積分要素のみを採用する。第１の積分器６３の出力は、フィードバック信号である階段状鋸歯状波信号を発生するフィードバック信号発生部７のランプジェネレータ７１に入力される。ランプジェネレータ７１から出力された階段状鋸歯状波信号はディジタルワードであり、ＤＡコンバータ７２に入力してアナログの階段状鋸歯状波信号に変換されてから、クローズドループ信号印加部を構成する第２の位相変調器３２に印加される。以上の光分岐結合器３、位相変調器３１、第２の位相変調器３２は光ＩＣ３０として一体に構成されている。
【０００３】
ここで、信号検出部６の第１の同期検波回路６２には、次式により示される出力Ｖｄが現われる。
Ｖｄ＝Ｋ・ｓｉｎΔφ・・・・・・・・・（１）
Δφ＝Δφｓ−Δφｆ・・・・・・・・（２）
但し、Ｋ：利得
Δφ：左右両廻り光間の位相差
Δφｆ：フィードバック位相差
である。
【０００４】
ここで、光干渉角速度計に入力角速度が印加されると、光ファイバコイル４を周回している左右両廻り光間にサニャック位相差Δφｓが発生する。その結果、第１の同期検波回路６２にはその位相差に対応した出力が現れ、この出力は第１の積分器６３に供給される。第１の同期検波回路６２の出力は、第１の積分器６３で累積加算され、次段のランプジェネレータ７１に供給され、ここで実質的に累積加算値に比例した繰り返し周期を有する階段状鋸歯状波のフィードバック信号が形成される。このフィードバック信号は、第１の積分器６３の入力、即ち、第１の同期検波回路６２の出力を零にする負帰還とされているので、式（１）および式（２）より、フィードバックによる位相差Δφｆと角速度印加により生じたサニャック位相差Δφｓは、極性が反対で絶対値は等しい値として現われる。従って、フィードバック位相差Δφｆと比例関係にある階段状鋸歯状波の繰り返し周波数ｆを測定すれば、サニャック位相差Δφｓと比例関係にある入力角速度を知ることができる。７３は階段状鋸歯状波の繰り返し周波数カウンタであり、角速度計出力が得られる。
【０００５】
階段状鋸歯状波の繰り返し周波数ｆと入力角速度Ωの関係は次式で示される。
ｆ＝１／Ｔ＝２Ｒ／（ｎｍλ）・Ω・・・・・・・・（３）
但し、Ｔ：階段状鋸歯状波の繰り返し周期
Ｒ：光ファイバコイルの半径
ｎ：光ファイバの屈折率
λ：光の波長
である。
【０００６】
図３をも参照するに、これは階段状鋸歯状波のフィードバック信号を説明する図である。図３（ａ）はフィードバック信号を示す。縦軸は位相変調、横軸は時間を示す。１段の階段の幅は、光ファイバコイル４における周回光の伝播時間τに実質的に等しく調整されている。図３（ａ）において実線で描かれている位相変調をＣＷ光とすると、ＣＣＷ光は図２においてτ時間前に位相変調を受けたことになるので、点線で描かれた通りになる。従って、このフィードバック信号による左右両廻り光間の位相差は、図３（ｂ）に示される通りになる。即ち、階段状鋸歯状波がフライバックするポイント以外は、階段状鋸歯状波の１段の階段の高さがフィードバック位相差Δφｆと等しい値を示す。一方、階段状鋸歯状波がフライバックするポイントは、階段状鋸歯状波が光の位相で丁度２ｍπ（ｍ：整数）を超えたところで、超えた値から光の位相で丁度２ｍπ（ｍ：整数）だけフライバックされるので、光干渉角速度計の両光間の位相差と干渉強度間の周期性によって干渉光強度は、フライバックポイント以外の値と同一となり継続的なフィードバック制御をすることができる。なお、階段状鋸歯状波の切り替わり時にスパイク状位相差ノイズが発生するが、この部分はＡＤ変換しないので出力エラーとなることはない。
【０００７】
図４は階段状鋸歯状波によるフィードバック位相差と干渉光強度の関係を説明する図である。図４において、▲１▼の期間は階段状鋸歯状波のフライバック時の値が最適な値である両廻り光間の位相差が丁度２πの場合を示す。この場合、干渉光強度は、フライバック時およびその前後で差異はなく出力誤差となることはない。▲２▼の期間はフライバック時のフィードバック位相差が最適な値より小さい場合を示す。この場合、図に示される如くフライバック時の干渉光強度は、フライバックの前後で大きく相違し、この相違は出力誤差となって現われる。一方、▲３▼の期間はフライバック時のフィードバック位相差が最適な値である丁度２πより大きくなった場合を示す。この場合も、フライバック時の干渉光強度はフライバックの前後で大きく相違し、この相違は出力誤差となって現われる。フライバック時の最適値からみたフライバックのずれ或いは誤差に対する出力のスケールファクタリニアリティ誤差の関係を図５に示す。
【０００８】
図２を参照するに、出力誤差を抑制する回路として、フィードバック信号振幅制御回路８が採用されている。フィードバック信号振幅制御回路８は、第２の同期検波回路８１、第２の積分器８２、基準信号源８３、加算器８４、制御信号発生回路８５より成る。フィードバック信号振幅制御回路８は、先ず、図４に示される干渉光の出力誤差を階段状鋸歯状波の繰り返し周波数を参照信号として第２の同期検波回路８１で検出し、この検出出力を第２の積分器８２に供給する。第２の積分器８２の出力は、加算器８４において階段状鋸歯状波の振幅の初期値を決めている基準信号源８３の基準信号に加算される。この場合、フライバック時の位相差を常時最適な値に保持してフライバック時の出力誤差を零にする加算をしている。
【０００９】
ここで、初期値が最適値からずれているものとする。この場合、フィードバック信号振幅制御回路８は、フライバック時の信号によりフライバックの値を最適値に制御される。ところが、入力角速度が微小な状態、例えば光干渉角速度計がその入力軸を鉛直上向きにして静止しているものとすると、日本においてはおよそ９°／ｈの地球レートを感知している状態となるので、階段状鋸歯状波の繰り返し周波数は、光干渉角速度計の構成によっても変化するが、光ファイバコイル半径：Ｒ＝０. ０５ｍ、光の波長λ＝０. ８５μｍとすると、式（３）より約１Ｈｚとなる。これはフィードバック信号振幅制御回路８の制御エラー情報が１秒間に１回の割合で更新されていることを示すものである。ここで、フィードバック信号振幅制御回路８の第２の積分器８２は、この制御回路の周波数応答の兼ね合いでそのサイズが決定される。制御エラーのビット数を８ビット（＝２8 ）、第２の積分器８２のビット数を２０ビット（＝２20）とし、初期値が最適値に対して最大全幅１２ビット（２20／２8 ＝２12）ずれているものとすると、フライバック毎に更新されるこの制御回路においては、第２の積分器８２の累積加算値が最適値になるまでに約１時間８分（２12ビット／１Ｈｚ＝４０９６秒）を要することになる。この現象は、初期値が最適値からずれた状態にあって、入力角速度が微小な条件の場合、起動時に顕著に発生する。起動直後、フライバック時の鋸歯状波の振幅が最適値から外れた状態においては、光干渉角速度計の出力は、最適な値からずれた位置にシフトした状態となっており、その後にフライバック時の鋸歯状波の振幅が最適値に近づくにつれて最適な角速度計出力に収束する。図６はこの起動時のバイアスドリフトを示す。初期値が室温状態で最適値に設定されているとこの現象は生じないが、初期値を設定した周囲温度とは異なる温度条件の下で光干渉角速度計を起動させると、初期値は最適値からずれた状態となっているので、同様に起動時のバイアスシフトを発生する。
【００１０】
以上は、階段状鋸歯状波、即ち、ディジタルフェーズランプのフィードバック信号を使用したクローズドループ光干渉角速度計について説明したが、図７に示したリニアフェーズランプを使用したクローズドループ光干渉角速度計についても同様の議論をすることができる。そして、図２の従来例においては、第１の同期検波回路６２、第１の積分器６３、ランプジェネレータ７１をディジタル回路により構成したが、これらの回路はアナログ回路、或いはディジタルアナログ混在の回路によっても構成することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の鋸歯状波信号の振幅を最適値に制御するフィードバック信号振幅制御回路は、鋸歯状波信号の繰り返しのタイミングにより鋸歯状波の振幅を最適値に制御しているので、入力角速度が微少な時はデータの更新レートが遅くなり、鋸歯状波の振幅が最適値に収束するのに長時間を要した。従って、光干渉角速度計の出力が安定するまでに時間を要した。
【００１２】
この発明は、鋸歯状波のフィードバック信号の振幅を制御するクローズドループを有する光干渉角速度計においてフィードバック信号振幅制御回路にその安定時間を短縮する擬似入力付与回路を接続して上述の問題を解消した光干渉角速度計を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１：光源１と、光ファイバコイル４と、光源１から出射される光を光ファイバコイル４の両端末に分岐入射すると共に光ファイバコイル４を周回して回帰した左右両廻り光を入射して結合干渉せしめる光分岐結合器３と、光ファイバコイル４と光分岐結合器３の間に配置されて通過光の位相を変調する位相変調器３１と、光分岐結合器３から入力する干渉光強度を電気信号に変換する光電変換器５と、光電変換器５から入射する電気信号に基づいて入力角速度に対応した信号を検出する信号検出部６と、信号検出部６から入力する検出信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号を発生するフィードバック信号発生部７と、フィードバック信号を印加されて光ファイバコイル４の位相差を常に零に制御するクローズドループ信号印加部を構成する第２の位相変調器３２と、光電変換器５から入力する電気信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号の振幅を光の位相として実質的に２ｍπ（ｍ：整数）に制御するフィードバック信号振幅制御回路８とを有する光干渉角速度計において、入力角速度に対応した実際の検出信号に対して擬似入力信号を加算付加する擬似入力サミング回路を具備し、その角速度計出力を出力しない状態にするか或いは角速度計出力を使用する側で角速度計出力を使用しないこととされる限られた時間に、前記擬似入力信号を加算付与して鋸歯状波信号の繰り返し周波数を増大させることを特徴とする光干渉角速度計を構成した。
【００１４】
そして、請求項２：請求項１に記載される光干渉角速度計において、信号検出部６は光電変換器５により光電変換された電気信号を入力して入力角速度に対応した信号を検出する第１の同期検波回路６２と第１の同期検波回路６２の信号を積算する第１の積分器６３を有し、第１の同期検波回路６２と第１の積分器６３の間に擬似入力サミング回路６４を介在させた光干渉角速度計を構成した。また、請求項３：請求項２に記載される光干渉角速度計において、前記擬似入力信号が直流電圧である光干渉角速度計を構成した。また、請求項４：請求項１に記載される光干渉角速度計において、第１の積分器６３の出力に時間と共に信号レベルが変化する交流信号である擬似入力信号を加算し、加算結果を次段のフィードバック信号発生部７に印加する光干渉角速度計を構成した。
【００１５】
更に、請求項５：請求項１に記載される光干渉角速度計において、擬似入力信号としてサミング用鋸歯状波信号を発生してこれをフィードバック信号発生部７の発生出力する鋸歯状波信号に加算する光干渉角速度計を構成した。また、請求項６：請求項１乃至５の何れかに記載した光干渉角速度計において、前記その角速度計出力を出力しない状態にするか或いは角速度計出力を使用する側で角速度計出力を使用しないこととされる限られた時間は、光干渉角速度計の起動直後の時間である光干渉角速度計を構成した。また、請求項７：請求項１乃至４の何れかに記載した光干渉角速度計において、前記擬似入力信号を加算付与している間、その使用されない角速度計出力をモニタすることにより、当該光干渉角速度計が正常に動作しているか否かの自己診断を行う光干渉角速度計を構成した。また、請求項８乃至１４は、それぞれ請求項１乃至７に対応する光干渉角速度計の駆動方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１の実施例を参照して説明する。実施例において、従来例と共通する部材には共通する参照符号を付与している。
図１の実施例は、図２の従来例において第１の同期検波回路６２と第１の積分器６３の間に擬似入力サミング回路６４を介在させたものに相当する。擬似入力サミング回路６４は、擬似入力信号Ｖａを発生する擬似入力信号源６４１と擬似入力信号加算器６４２より成る。擬似入力信号加算器６４２は２個の入力端と１個の出力端を有し、入力端には第１の同期検波回路６２と擬似入力信号源６４１が接続すると共に、出力端は第１の積分器６３に接続している。
【００１７】
擬似入力サミング回路６４は、擬似入力信号加算器６４２において擬似入力信号源６４１の発生出力する擬似入力信号Ｖａを第１の同期検波回路６２から入力する出力Ｖｄに加算し、加算出力Ｖｅを第１の積分器６３に供給する。この関係を次式に示す。
Ｖｅ＝Ｖｄ＋Ｖａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
クローズドループ制御においては、第１の積分器６３の入力、即ち、加算出力Ｖｅは、これを零とする制御を実施しているので、
Ｖｄ＝−Ｖａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
となる。従って、この擬似入力サミングにより生ずる光ファイバコイル４の左右両廻り光の間の位相差Δφａは、式（１）および式（５）より、
Δφａ＝ｓｉｎ-1（Ｖａ／Ｋ）・・・・・・・・・・・・（６）
となる。この位相差Δφａは、鋸歯状波信号により発生するものであり、次式で表現される。
【００１８】
Δφａ＝Δφf ＝２ｍπτ・ｆ＝Ｋτ・ｆ・・・・（７）
但し、Ｋτ：定数
τ（＝ｎＬ／Ｃ）：光ファイバコイルにおける光の伝播時間
ｎ：光ファイバの屈折率
Ｃ：光速
である。
【００１９】
式（６）、式（７）より、
ｆ＝（１／Ｋτ）ｓｉｎ-1（Ｖａ／Ｋ）
となる。
即ち、第１の同期検波回路６２の出力Ｖｄに擬似入力信号Ｖａを加算付与することは、鋸歯状波信号の繰り返し周波数ｆを増加することを意味する。ここで、鋸歯状波の繰り返し周波数ｆを例えば１０００Ｈｚにする設定を擬似入力サミング信号Ｖａに施すことにより、第１の積分器６３の累積加算値が最適値になるまでの時間は、ｆ＝１Ｈｚであった先の従来例の場合の１／１０００、即ち、約４秒に短縮することができる。これにより、鋸歯状波信号の振幅が最適値が光の位相差で２ｍπ（ｍ：整数）からずれることにより生ずるバイアスシフトを、図６に示される如く短時間に最適値に収束させることができる。
【００２０】
図１の実施例は、擬似入力信号Ｖａを第１の同期検波回路６２の出力Ｖｄに加算し、加算出力Ｖｅを第１の積分器６３に入力するものであるが、この他に第１の積分器６３の出力に擬似入力信号Ｖａを加算し、加算結果を次段のランプジェネレータ７１に印加する構成を採用することができる。この場合、擬似入力信号Ｖａが一定レベルの信号であっては鋸歯状波信号に対して加算付与ができないので、これを時間と共に信号レベルが変化する交流信号にする必要がある。また、更なる他の擬似入力信号の加算付与の仕方として、サミング用鋸歯状波信号を擬似入力信号Ｖａとして発生してこれをランプジェネレータ７１から発生出力される鋸歯状波信号に加算し、或いは、別の位相変調器を光分岐結合器３に具備せしめてこれにサミング用鋸歯状波信号を供給することに依っても、同様に鋸歯状波信号の繰り返し周波数ｆを増加することができる。即ち、この発明は、外部的に発生させた擬似入力信号Ｖａにより鋸歯状波信号を制御するものであるので、要は鋸歯状波信号を制御することができるところでありさえすれば、擬似入力信号Ｖａを付与するところは何処であっても差し支えない。
【００２１】
この発明は、光干渉角速度計の起動時のバイアスシフトを少なくするものであるので、擬似入力信号は光干渉角速度計の起動直後の僅かの時間だけ加算付与される。例えば、電源をＯＮにして、１０秒経過後に擬似入力サミング回路６４を作動させ、７０秒の間動作させてＯＦＦとする。擬似入力サミング回路６４が動作している間、光干渉角速度計の出力は真の入力角速度を示さないので、その間は角速度計出力を出力しない状態にするか、或いは角速度計出力を使用する側で角速度計出力を使用しないこととする。ここで、擬似入力信号を印加している間、角速度計出力をモニタすることにより、当該角速度計が正常に動作しているか否かの自己診断を併せて行うことができる。擬似信号を利用した光干渉角速度計の自己診断技術は、特公平７−５２１０６号公報に開示されている。
【００２２】
以上の通り、光源１と、光ファイバコイル４と、光源１から出射される光を光ファイバコイル４の両端末に分岐入射すると共に光ファイバコイル４を周回して回帰した左右両廻り光を入射して結合干渉せしめる光分配結合器３と、光ファイバコイル４と光分配結合器３の間に配置されて通過光の位相を変調する位相変調器３１と、光分配結合器３から入力する干渉光強度を電気信号に変換する光電変換器５と、光電変換器５から入射する電気信号に基づいて入力角速度に対応した信号を検出する信号検出部６と、信号検出部６から入力する検出信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号を発生するフィードバック信号発生部７と、フィードバック信号を印加されて光ファイバコイル４の位相差を常に零に制御するクローズドループ信号印加部を構成する第２の位相変調器３２と、光電変換器５から入力する電気信号に基づいて鋸歯状波のフィードバック信号の振幅を光の位相として実質的に２ｍπ（ｍ：整数）に制御するフィードバック信号振幅制御回路８とを有する光干渉角速度計において、光干渉角速度計の起動時或いは動作中において入力角速度に対応した実際の検出信号に対して擬似入力信号を印加し、鋸歯状波の繰り返し周波数を増大させることにより、フィードバック信号振幅制御回路８の安定時間を短縮する光干渉角速度計を提供することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明によれば、入力角速度に対応した実際の検出信号に対して擬似入力信号を付与する擬似入力サミング回路を具備して、光干渉角速度計の起動時或いは動作中の一時期或いは間欠的に鋸歯状波の繰り返し周波数を増大させたのでフィードバック信号振幅制御回路の安定時間を短縮することができ、その結果としてジャイロ出力の安定時間を短かくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を説明する図。
【図２】従来例を説明する図。
【図３】フィードバック信号を説明する図。
【図４】フィードバック位相差と干渉光強度の関係を説明する図。
【図５】フライバック時の最適値からみたフライバック誤差に対する出力のスケールファクタリニアリティ誤差の関係を示す図。
【図６】起動時のバイアスドリフトを示す図。
【図７】他のフィードバック信号を説明する図。
【符号の説明】
１  光源
２  光カプラ
３  光分岐結合器
３０  光ＩＣ
３１  位相変調器
３２  第２の位相変調器
４  光ファイバコイル
５  光電変換器
６  信号検出部
６１  ＡＤ変換器
６２  第１の同期検波回路
６３  第１の積分器
６４  擬似入力サミング回路
６５  クロック回路
６４１  擬似入力信号源
６４２  擬似入力信号加算器
７  フィードバック信号発生部
７１  ランプジェネレータ
７２  ＤＡコンバータ
７３  繰り返し周波数カウンタ
８  フィードバック信号振幅制御回路
８１  第２の同期検波回路
８２  第２の積分器
８３  基準信号源
８４  加算器
８５  制御信号発生回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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