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公開番号2024098520
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-24
出願番号2023002043
出願日2023-01-11
発明の名称光ファイバジャイロ装置
出願人多摩川精機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01C 19/72 20060101AFI20240717BHJP(測定;試験)
要約【課題】3軸の角速度の検出が可能であって、熱の影響による検出精度が悪化の解消及び整備性の向上に配慮された光ファイバジャイロ装置を提供する。
【解決手段】光ファイバジャイロ装置1において、互いに直交する3軸を含むように配置された3個の光ファイバコイル121,122,123を有する光ファイバコイル部120と、異なる3波長を含む光を光源111により発生し、異なる3波長を含む光を波長毎に分岐して、3軸の光ファイバコイル121,122,123に供給し、3軸の光ファイバコイル121,122,123で周回した光をそれぞれ受光し、3軸の受光結果を出力する光学処理部110と、光源111に電力を供給すると共に、3軸の受光結果を処理し、3軸それぞれの角速度を検出する制御ユニット200とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
互いに直交する３軸を少なくとも含むように配置された３個の光ファイバコイル（121,122,123）を有する光ファイバコイル部（120）と、
異なる３波長を含む光を光源（111）により発生し、前記異なる３波長を含む光を波長毎に分岐して、３軸の前記光ファイバコイルに供給し、３軸の前記光ファイバコイルで周回した光をそれぞれ受光し、３軸の受光結果を出力する光学処理部（110）と、
前記光源（111）に電力を供給すると共に、前記３軸の受光結果を処理し、３軸それぞれの角速度を検出する制御ユニット（200）と、
を備える光ファイバジャイロ装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記光学処理部（110）と前記制御ユニット（200）とは、分離した状態で構成され、接続ケーブル（300）により電気的に相互に接続されている、
請求項１に記載の光ファイバジャイロ装置。
【請求項３】
前記光学処理部（110）と前記制御ユニット（200）とは、遮熱部（400）を挟んで配置される、
請求項１に記載の光ファイバジャイロ装置。
【請求項４】
前記光学処理部（110）は、前記異なる３波長を含む光を発生する前記光源（111）と、光カプラ（112）と、光分岐混合器（113）と、光分離フィルタ（114）と、第１の受光器（115）と、第２の受光器（116）と、第３の受光器（117）とを備えて構成され、
前記光カプラ（112）は、前記光源（111）からの前記異なる３波長を含む光を前記光分岐混合器（113）に供給すると共に、前記光分岐混合器（113）からの光を前記光分離フィルタ（114）に供給し、
前記光分岐混合器（113）は、前記光カプラ（112）を介した前記光源（111）からの前記異なる３波長を含む光を波長毎に分岐して３軸の前記光ファイバコイル（121,122,123）に供給すると共に、３軸の前記光ファイバコイル（121,122,123）のそれぞれで周回した光を受け取って混合し前記光カプラ（112）に供給し、
前記光分離フィルタ（114）は、前記光カプラ（112）から供給される光を波長毎に分離して、前記第１の受光器（115）、前記第２の受光器（116）、及び前記第３の受光器（117）に供給し、
前記第１の受光器（115）、前記第２の受光器（116）、及び前記第３の受光器（117）は、前記光分離フィルタ（114）で分離された波長毎の光をそれぞれ受光し、前記３軸の受光結果を出力する、
請求項１に記載の光ファイバジャイロ装置。
【請求項５】
前記光分岐混合器（113）は、前記異なる３波長を含む光を波長毎に分岐して、３軸の前記光ファイバコイル（121,122,123）に、互いに逆向きとなる第１回転方向と第２回転方向とに供給すると共に、３軸の前記光ファイバコイル（121,122,123）のそれぞれで前記第１回転方向に周回した光と前記第２回転方向に周回した光とを受け取って混合し、
前記光分離フィルタ（114）は、それぞれの光の波長毎に前記光ファイバコイル（121,122,123）を前記第１回転方向に周回した光と前記第２回転方向に周回した光とを合成して干渉光を生成し、前記第１の受光器（115）、前記第２の受光器（116）、及び前記第３の受光器（117）に各波長の前記干渉光を供給する、
請求項４に記載の光ファイバジャイロ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバジャイロ装置に関し、特に、熱による影響を受けにくく、整備性に配慮された光ファイバジャイロ装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
光ファイバジャイロセンサは、光ファイバジャイロスコープとも呼ばれ、光の干渉を利用して機械的な回転を検出するジャイロスコープである。光ファイバジャイロセンサでは、コイル状に巻かれた光ファイバコイルがセンシングコイル部として利用される。センシングコイル部には、位相の揃った光が第１回転方向（たとえば時計回り）と第２回転方向（たとえば反時計回り）に供給される。センシングコイル部に角速度が加わると、サニャック効果により両回り光に位相差が発生し、干渉を生じる。この干渉を検出し、演算処理することで、センシングコイル部に加わった角速度を検出することができる。
【０００３】
光ファイバジャイロセンサを互いに直交する３軸分取り付けて構成される光ファイバジャイロ装置の場合、車両や飛翔体等の各種移動体の姿勢や挙動を検出することができる。このような３軸の光ファイバジャイロ装置は、以下の特許文献に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－１２１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示される光ファイバジャイロ装置の場合、３軸分の取り付け穴を有する取り付けブロックに、光ファイバジャイロセンサを３軸分取り付けるようにしていた。
【０００６】
なお、各軸の光ファイバジャイロセンサは、円環状のセンシングコイル部の内側の空間に、光源、各種のフィルタ、受光器、及び信号処理回路などが配置されており、結果として発熱する多くの部品等が狭い空間に密閉されて収められている。このような光ファイバジャイロ装置は、熱の影響により各部の特性が変化し、検出精度が悪化することがあった。
また、いずれかの軸の信号処理回路の故障等により基板を交換するような場合、該当する軸について、基板以外の部位（光源、受光器、センシングコイル部）を含めた光ファイバジャイロセンサ一式を取り外す必要があり、整備性が悪い問題があった。
【０００７】
したがって、３軸の角速度を検出可能な光ファイバジャイロ装置において、熱の影響による検出精度の悪化の解消及び整備性の向上が望まれていた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、３軸の角速度の検出が可能であって、熱の影響による検出精度の悪化の解消及び整備性の向上に配慮された光ファイバジャイロ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る光ファイバジャイロ装置は、互いに直交する３軸を少なくとも含むよう配置された３個の光ファイバコイルを有する光ファイバコイル部と、異なる３波長を含む光を光源により発生し、異なる３波長を含む光を波長毎に分岐して、３軸の光ファイバコイルに供給し、３軸の光ファイバコイルで周回した光をそれぞれ受光し、３軸の受光結果を出力する光学処理部と、光源に電力を供給すると共に、３軸の受光結果を処理し、３軸それぞれの角速度を検出する制御ユニットと、を備える。
【０００９】
この発明に係る光ファイバジャイロ装置において、光学処理部と制御ユニットとは、分離した状態で構成され、接続ケーブルにより電気的に相互に接続されている。
【００１０】
この発明に係る光ファイバジャイロ装置において、光学処理部と制御ユニットとは、遮熱部を挟んで配置される。
（【００１１】以降は省略されています）

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