JPS6085312A

JPS6085312A - 固体化干渉計

Info

Publication number: JPS6085312A
Application number: JP58192494A
Authority: JP
Inventors: Takao Sasayama; 隆生笹山; Shigeru Obo; 茂於保; Atsushi Sugaya; 厚菅家; Takanori Shibata; 柴田　孝則; Akira Endo; 晃遠藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1985-05-14
Also published as: EP0141331A3; KR850003223A; JPH0477844B2; KR900008266B1; DE3484642D1; EP0141331B1; EP0141331A2; US4708480A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、光ファイバを光路とした干渉計に係り、特に
光フアイバ以外による光路部分を固体イヒし、角速度な
ど各種の物理量の検出に役立つようにした固体化干渉計
に関する。

〔発明の背景〕

干渉計は、光の干渉を観測する装部で、そのうち１つの
光源から出た光を２つに分け、それぞれ異なった条件の
光路を経て再び１つの光にし、そのときの光の干渉によ
り光路中での物理豹変イヒを目測するようにした、いわ
ゆる二光線干渉言ｔｖ−，ｔ、種々の物理量の精密な測
定に古くから第１１用さｉｔでいるが、近年に到り、光
ファイノくな光路として月４いること罠より干渉計全体
の小形化がｉｉ、ｌ能になり、目測分野でさらに広く利
用されろようになってきた。

第１図ないしｇｌ！３図はこのような光ファイノ々を用
いた干渉計のいくつかの方式につ（・て示しカニもので
ある。

まず、第１図はいわゆるリング干渉計で、・尤ファイバ
（以下、ＯＦという）をループｉ大に巻（１て作られた
ＯＦリングＩｔを用（・、レーヅＬカ・らσＪ　ＬＨ射
）′Ｃ：をハーフミラ−などからなるビームスブリック
Ｔ３Ｓｔで２つに分割し、それぞれの光をリングＩｔ　
ｏ）ＯＦの両端から入射させ、リングＲのＯＦを通過し
た光を再びビームスプリッタＢ８１で合波させ、これを
ビームスプリッタＢＳ２で分路して検出器りで検出する
ように構成しである。なお。

検出器りとしては例えばフォトダイオードなど−が用い
られる。

イマ、ＯＦリング几ン含む全体が停止していたとすれば
、このリング凡のＯＦの両端から入射した２つの光は、
それぞれ全く同じＯＦからなる光路な通過してから合波
され検出器ＤＫ導入されることになり、これらの光の間
には位相差を生じないから干渉を生じない。

一力、ＯＦリングＩｔが角速度Ωで回転していたとすれ
ば、ＯＦの両端から入射した光のうち、角速度Ωの方向
と一致する方向でリングＲを通過した光は、見掛と、リ
ング凡のＯＦによる光路が伸びたことになり、反対の方
向で通過した光は光路プト縮んだことになるため、ビー
ムスプリッタＢ８１で合波された２つ・の光の間に位相
差が現われ、干渉を生じる。

従って、この干渉圧よる光量変化を検出器りで検出する
ことにより角速度Ωを検出することかで次に、第２図は
、マツハの干渉計（マツハツエンダ干渉計とも呼ばれろ
）で、同じ長さのＯＦからなる２つのＯＦリング几１．
Ｒ２を用い、これらのＯＦクリング１．　几２にレーザ
Ｌの出射光をビームスプリッタＢＳＩで分割してそれぞ
れ入射させ、これらのＯＦリング几１．几２を通ｊ昂し
た光をビームスプリッタＢＳ２で合波して検出器りに入
射するようＫしたものである。

この結果、ＯＦクリング１とＲ２に対する物理的条件が
全く同じに保たれている間は、光がそれぞれのリング几
１．Ｒ２＆通過する時間がいずれも全く同じになるため
、ビームスプリッタＢＳ２で合波された２つの光の間で
の位相差は発生せず、従って干渉も生じない。

しかして、これらのＯＦ　ＩＪング几１と１（、２０間
で物理的条件に差を生じると、これらのリング間で尤の
通過時間に差が生じ、位相差が発生して干１東が川、わ
れ、検出器りでイ食出されるようになる。

そこで、一方のＱ　］？　ＩＪソング例えばリング■丸
２も・り黒用とし、これを一定の物理的条件に保つよう
例し、他方のＯＦ　ＩＪソング１を検出用としてこれに
測定しようとする物理量を与えるようにずれを１”、干
渉により物理量の検出を行なうことができろ。

このときの測定しようとする物理量が、例えば電流や磁
界ならファラデー効果によりＯＦリングロ、】の屈折率
が変化して干渉を生じ、水中音響などの据す１や温度な
ら応力−屈折率変化により干渉５ノ１′：じ、そ」１．
ぞ」を検出が可能になる。

さらに、第３図はマイケルソンの干渉計で、２つのＯＦ
　＋７ング几１．Ｉｔ、２の終端からの反射光をビーム
スプリッタＢＳで合波し、干渉を生じさせシ）ようにし
たもので、この場合は、一方のＯＦリング１１　ｔを検
出バ１のプローブとし、その終端での反射対象物を流体
にすればドツプラー効果によりその流体の流速の測定が
行なえ、他の振動物体とすればその振幅変位や振動のモ
ードの枦出が可能になる。なお、ＯＦりングＲ１もミラ
ー・で終節、１してやれば、マツハの干渉計と同様に使
用することができ、温度の計測なども可゛能になる、従
って、これらの干渉計によれば各種の物理ｍの言１測が
可能になり、各種のセンサとして利用できろことになる
。

しかしながら、従来の干渉計は、第１図ないし箪３図か
ら明らかなように、ハーフミラ−などからなるビームス
プリッタを用いてＯＦ以外の光路の形成が行なわれてお
り、このため光学実験用のオプチカルベンチの概念をそ
のまま適用したよう！、「構成になってしまい、小型化
が困難で紹立調整罠熟練を要し、しかも、組立調整後に
おいても僅かな振動や温度変化などにより光学系に狂い
が発生し易く、精度を保つのが困難であるという問題点
があり、各種のセンサとしてモジュール化されたものを
提供することが栢めて困難であるという欠点があった。

また、上ｎ己のリング干渉計は例えば、特開昭！’１６
　９４６８７号公報、特開昭５７−３１３２９７丹公報
などに開示されているように、弁速度の検出が可能で、
このためジャイロとしての利用が考えられ、特に近年、
自動車用ナビゲーション・システムに対する関心が高ま
るにつれ、これに対する適用が大きな課題となってきて
いるが、このリング干渉計による角速度の検出は、ＯＦ
リング内におしするサグナック（８ａｇｎａｃ　）効果
をその県礎原理としたものでＪ）す、このため、リング
干渉計による検出器での出力は角速度に対して自乗余弦
（ｒａｉｓｅｄ　ｃｏｓｉｎ　）　型の特性となり、こ
れはダイナミック１／ンジを広くしたい場合、極めて好
ましくない特性となる。

例えば、自動車用ナビゲーション・システムで必要なジ
ャイロの特性は、６桁にも及ぶ広いダイナミックレンジ
となり、このため、リング干渉ｎ１によるジャイロ（以
下、これを光ファイバジーＶイロ、つまりＯＦジャイロ
という）においては、干渉計に光変調器を用い、その出
力を零位法によって制御し、これによるダイナミックレ
ンジの拡大を適用ずろ必要がある。なおこのような零位
法については、例えば特開昭５５−９３　（］　Ｉ　０
号公報に開示がある。

しかして、この結果、ＯＦジャイロ１［１の干渉計では
、ＯＦによる光路以外の光路部分に光変調器ケ必要とし
、このことはリング干渉側Ｊ″）外の干渉計でも同じで
あり、このため、ＯＦ以外の光路部分の（ｊ・７成がさ
らに複雑に１よって上記した欠点がますます顕著に現わ
れてしまうことになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、干渉
光学系の組立調整が容易で、かつ、組立Ｉｌｌ整後の光
学系にほとんど狂いを発生せず、全体のモジュール化が
極めて容易な干渉計２提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、ＯＦ火先光路一部
に用いた干渉計において、ＯＦによる光路を除く光学系
の少くとも一部に固体光導波路を用い、この固体光導波
路と基板を共通にして光変調器を集積化した点を特徴と
する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による固体化干渉計を図示の実施［１１に
よって説明する。

第４図は本発明の一実施例で、氾１図に示したリング干
渉計に本発明を適用したものであり、図において、１は
レーザ、２はアイソレータ、３は固体光導波路基板、４
はループ状ＯＦ　ＩＪソング５（よ表面音響波素子、６
は光検出器、７はバッファ増幅器、８は位相ｆ副制御回
路、９は組立用基板、１０は結合部である。なお、３０
は基板３に形成ｇｆＴでいろ固体光３４１１路、３０　
ａ、３０　ｂ、３０Ｃ目、固体光導波路３０に形成され
た光分割部、３０ｄは同じく光合波部であり、さらに４
３，４１）を１ＯＦ　ＩＪソングのＯＦ’のｆｒ端部で
固体光２斗波路３０との結合部分を表わす。

Ｉ／−デ１は半導体レーザが用いられ、単色光で集宋件
の良い光を供給する働きをする、アイソレータ２はファ
ラデー効果を利用したものなどが用いられ、ＯＦリング
４から戻った光がレーザｌに入射しないようにする働き
をする。

固体光導波路基板３はリチウムナイプレート（Ｌｉ・Ｎ
ｂ−０，）などの強誘電体からなり、その表面に固体光
導波路３０と表面音響波素子５父形成するためのもので
、詳細については後述する。

ＯＦリング４は箪１図の従来例におけるＯ　Ｆ　ＩＩソ
ングと同じ働きをするものである。

表面音響波素子５は表面弾性波素子とも呼ばれ、固体光
導波路基板３の固体光導波路３０が形成されている血圧
表面音響波を伝ばんさせ、ブラッグ回折による光変調器
を構成する働きをする。なお、これＫついても詳細は後
述する。

光検出器６はフォトダイオードなどのう°Ｃ４電変換素
子で、固体光導波路基板３に設けらねた凹部又は孔６ａ
に取付けられ、固体光導波路３０かも射出される光を検
出する働きをする、バッファ増幅器７は光検出器６による雷、流信号を電圧
信号に変換する働きをする。

位相変調制御回路８は光検出器６からの信号に応じて表
面音響波素子５に供給している駆動信号の位相を制御し
、零位法によるセンサ出力を発生する働きをするもので
、これも詳細は後述する。

ｉ・日立用の基板９はアルミナ磁器などのセラミックで
作られ、０ＦＩＪング４を除く光学系をユニット化する
働きをし、結合部】０と共に詳細は後述する。

第５図は固体光導波路基板３と、その表面に形成されて
いる固体光導波路３０、それに光分割部３０ａの一実施
例を詳細に示したものである。

この第５図の実施例は、Ｔ！拡散ＬｉＮｂ０３）Ｙ、導
波路と呼ばれるもので、基板３はＺカットに切り出され
たＬｉＮｂＯ３結晶が用いられ、その表面にＴＩ（チタ
ン）を拡散して光導波路３０を形成し７たもので、まず
スパッタリングなどの手段で基板３の表面に、作成すべ
き光導波路と同じ表面形状のチタン膜を形成し、これを
熱拡散処理してチタンを基板の中に拡散させ、チタン膜
が設けである部分から所定の深さまでの基板の一部を。

それ自身の屈折率より僅かに異なった屈折率のものに変
え、これを光導波路３０とするものである。

なお、このとき、光分割部３０ａも、チタン膜をそれに
合わせて形成するだけで作ることができる。

また、光合波部３０ｂ〜３０ｄも光分割部３０ａと全く
同様に作られる。

こうして形成された固体光導波路３０は、その幅Ｗが例
えば５μｍ、深さＤは数百へで、この固体光導波路３０
とＯＦのコア４０との関係は第６図に示すようになる。

この簗６図は第４図におけるＯＦリング偏の端部４ａ及
び４ｂにおけるＯＦと固体光導波路３０との結合状態を
表わしたもので、ＯＦはクラッド径１２５μｍ、コア径
５μｍのものが用いられているものとしてあり、同図（
ａ’ｌは側面図、同図（Ｉ））は上面図、そして同図（
Ｃ）は正面図であり、ＯＦのコア４０の端面と固体光導
波路３０の端部とを突き合わせて接触させることＫより
、連続して光を伝ばんさせることができることが判る。

第７図は固体光導波路３０の他の一実施例で、リッジ型
、或いはウェッジ型などと呼ばれ、基板３０表面の光導
波路となるべき部分を残して所定のＪ７さだけその周囲
火イオンミリングなどの手段で除去し、この除去した部
谷に適当な屈折率の材（′１、例えばポリイミド樹脂な
どからなる充填層：３１を設けて光導波路３０な形成し
たものである。

ＩＺお、この第７図の固体光導波路では、第６図ｔａ＋
に示すような厚み方向での反射による光の伝ばんを−Ｉ
、得られない。

ＯＦリング４は例夕、ば上述のようなりラッド径１２５
μｍ、コア径５７ｚｍのＯＦを直径３０　ｃｍｆ・′度
のリングに約ｆｉ００ｍ程の長さだけ巻いたもので、そ
の中欠双方向から伝ばんする光に対して刃ブナツク効果
を与える働きケする。

第８図は表面音響波素子（以下、ＳＡＷ素子という）５
の一実施例を詳細に示したもので、第４図の基板３の一
部を抜き出して描いてあり、この１−４において、５０
は回折部、５１Ａ、５１Ｂは（し型１ト極である。

回折部５０Ｇ、ｔ、固体光導波路３０と同様に、基板３
０表面にチタン拡散或いはりツタとして形成されている
。

くし型！、Ｎ５］Ａ、５１Ｂは互に入り和んだ形で形成
されたくし歯状の電極で、蒸着やスノくツタなどにより
基板３０表面に形成されており、位相変調制御回路８に
含まれている基準発振器８０から高周波の駆動信号が与
えられ、表面音響波（ＳＡＷという）を発生させ、それ
を回折部５０が含まれている領域に伝ばんさせる働きを
１−る。

次に、このＳＡＷ素子５の即１作な第９図によりさらに
詳しく説明する。

基準発振器８０かも高周波信号が電極５１Ａ。

５１Ｂに供給されると、これらのくし型部分の電極相互
間に高周波電界が発生し、これによるピエゾ効￥により
基板３の表面が局部的に伸縮してＳＡＷが発生され、回
折部５０火通って伝ばんされろようになる。

この状態で光ビームＬＢ１を第９図のように回折部５０
内に入射させると、この光ビームＬ１」】の一部はＳＡ
Ｗによって基板３の表面近傍に発生する応力によりブラ
ッグ回折を受け、回折を受けないでそのまま直進する光
ビームＬ　Ｂ　１’に対して所定の角度２θ□の方向に
向うブラッグ回折光ＬＢ１“が現われる。

このときの角度２０Ｂは次のようにして決まる。

ここで、Ｋ：８ＡＷの波数に：ｓＡＷの波長Ａ：光の波数 λ：光の波長また、回折光１ｉ　Ｈ１＃の周波数をω２とすれば、こ
のω２は元の光ビームＬＢｔの周波数ω１に対してＳＡ
Ｗの周＃数ΩＥだけずれる。すなわち、ω２＝ω１±Ω
Ｅ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・　（２）そして、ＳＡＷの周波数ΩＥは基準発振器８
０から′四極５１Ａ、５１Ｂに供給される駆動信号の周
波数と同じであるから、結局、このＳＡＷ素子５によれ
ば、光ビームＬＢＩを基準発振器８０の信号によって周
波数変調することができ、光変調器としての機能を得る
ことができる。なお、（２）式における士の符号は、Ｓ
ＡＷの伝ばん方向とＬＢｌの入射方向で決まり、上記の
ｆｌｌでは十となる。

これと並行して、この回折部５ｏ内には他の光ビームＬ
Ｂ２が光ビームＬＢ１に対し℃所定の角度で入射されて
いる。そこで、この光ビームＴ、　Ｂ２の光ビームＬＢ
１に対する入射方向を２０６となるようにしておけば１
回折光ＬＢＩ“と光ビーム１、　Ｂ　２とを合波させて
回折部５ｏの外に取り出すことができ、これにより光合
波部３０ｄとしての機能が得られることになる。なお、
この実施例では光ビーＡＬＢＩ’及び、図示してないが
光ビームＬＢ２による回折光はそのまま棄て去られ、特
に利用していない。

第１０図は位相変調制御回路８の一実施例で、８０は既
に説明したとおり、ＳＡＷ素子５の雷、極５０Ａと５１
ＢＫ駆動信号Ｆ７与える高周波の基準発振器である。

８１は位相比較回路で、光検出器６かもバッファ増幅器
７を介して入力される検出信号Ｓと、基準発振器８００
出力Ｆとを位相比較し、これらの位相差を表わす信号Ｐ
ン発生する働きをする。

８２は電圧制御発振器（ＶＣＯという）で、位相比較信
号Ｐに対応した周波数の出力信号Ｑ％−発牛する働きを
する。

８３はシフトレジスタで、信号ＦｔＸ：シフト入力、４
３号Ｆ′をシフト出力とし、さらに信号Ｑをシフトクロ
ック信号として１１１１作する。従って、このシフトシ
・ジスタ８３は信号Ｆに対して所定の遅れ時間、つまり
遅れ位相をもった信号Ｐを出力する働きをし、このとき
の位相遅れ量は信号Ｑの周波数によって任意に制御され
ろことになり、結局、可変路（１１？に（バリアプルシ
フタ）として動作することにｌ（る。

ここで、第４図の実施例による角速度検出動作について
説明する。

レーザ１からの光ビーノ・（以下、単にＬＢと記す）（
、よ了イソレータ２を通って固体光導波路基板３に形成
された固体光導波路（以下、ＳＬＧと記す）３０に入射
し、この５ＬＧ３０に形成されている光分割部３０ａで
２分割されてＬＢＩ、ＬＬＩ２となる。このうち、ＬＢ
Ｉは光分割部３０ｂをそのまま通過し、結合部１０でＯ
Ｆリング４のＯＦの一方の端部４ａからこのリング４を
構成するＯＦの中に入射し、ＯＦリング４を右回り（第
４図において）に通過してから他力の端部４　ｂで再び
ＳＬＧ基板３に入り、光分割部３０ｃを通ってＳＡＷ素
子素子５析入射し、ＳＡＷによりブラッグ回折光となった１ノＢｌ
“が光検出器６に達する。他方、ＬＢ２は光分割部３０
ｃを通過して端部４ｂから０ＦＩＪング４に入射し、左
回り方向でこのリング４のＯ　Ｆを通過した上で端部４
ａから５ＬＧ３０に戻り、光分割部３０ｂで分割されて
８ＡＷ素子５０回折部５０に入射し、そのままＬ　Ｂ　
２’となってＬ　Ｈ　１“と金波され、光検出器６に達
する。なお、光分割部３０ｂ，３０ｃで分割され、光分
割部３　０　ａ　ＩＣ向ったＬＢＩ，ＬＢ２の一部は、
アイソレータ２によって阻止され、レーザｌには戻らな
いようになっていることは既に説明したとおりて゛ある
。

さて、このようにして光検出器６に入射するＬＢ１＃と
Ｌ　Ｂ　２’のうち、ＬＢ１′はＳＡＷ素子５によって
前述のように周波数変調を受け、その周波数０２は（２
）式に示すように、元のＬＢ　１．　ＬＢ　２０周波数
０）１に対してΩＥだけずれている。この結果、Ｌ　Ｂ
　ｌ’とＬ　Ｂ　２’との間に＆キΩＥだけ周波数差欠
生じ、これらの間で周波数がΩＥのビート信号ケ発生し
、これにより光検出器６から得られろ信号Ｓ（第１０図
）は周波数ΩＥの信号となり、この信号Ｓと基準発振器
８０の出力信号Ｆとが位相比較されるようになる。

そこで、いま、０１゛リング４が静止状態にあり、この
リング４に対する回転角速度Ωがゼロであったとすれば
、この中を相互に反対の方向に通過するＬＢＩとＬＢ２
０間にはサグナック効果による位相の差は発生しないか
ら、８ＡＷ素子５に入射したときのＬ）３１とＬＢ２と
の間の位相差は、こ（ｉ）システムにおける定数で定ま
り、実用上はこれをゼロとみ１よすことができる状態に
ある。

次に、ＯＦリング４に運動が与えられ、角速度Ω、（ｒ
ａｄ／Ｓ　）を生じたとすると、サグナック効果によっ
てＯＦ＋４ング４な相互に反対方向に伝ばんするＬＢｌ
とＬＢ２との間に次式で示す値の位相差Δθを生じる。

４ＡＮ２ＬＩも Δθ”　λＣΩ’＝ｕＣΩ、　（ｒ　ａ　ｄ　）　−”
［３）ここでＡ：ＯＦリング４が囲む面積〔ｍ３〕Ｎ：ＯＦリング４０巻数Ｌ：ＯＦリング４　（Ｄ　ＯＦ　（７）長さ〔ｍ〕Ｒ：
ＯＦリング４０半径〔ｎ１〕 λ：レーザ光の波長（ｍ）Ｃ：光速度（＝３Ｘ］０”（ｍ／Ｓ））例えば、−例と
して、Ｌ＝１０３ｍ、几＝　Ｑ、　３　ｍ。

λ＝０．８３Ｘ１０−’ｍを与えた場合、Δθ二１２Ω
１　・旧・・・旧・・・・団・・・・・・・・・・　＋
４）となる。

一方、このようなＬＢＩとＬＢ２０位相の状態（Ｊ−１
ＳＡＷ素子５を辿過したあとのＬ　Ｂ　１”とＬＢ２′
の間にもそのまま保存され、ざらに、この結果、これら
の間に生じる周波数ΩＥのビート信号中にもそのまま保
存されている。

そこで、まず、８ＡＷ素子５に入射したＬＢｌとＬ　Ｂ
　２の間の位相差がゼロであったとすれば、ン’（：検
出器６で検出したビート信号Ｓの位相（ま、５ＡＷＱ’
％子５で与えられた周波敬ΩＥの信号Ｐ（第１０図）Ｋ
よる周波数変化の位相に一致し、結局、（し型電極５］
Ａ、５１Ｂに供給される信号ドの位相に対し℃、このシ
ステムで決まる定数となり、ｆ伯って、このときのビー
ト信号Ｓと基準発振器８０の出力信号Ｆどの位相差も成
る定数となり。

こ、ｔｔはゼロとみなることができる。

次に、ＯＦリング４に回転角速度Ω１が−りえら；ｉｔ
、ＬＢｔとＬＢ２との間にΔθの位相差を生じたとする
。そうすると、光検出器６によるビート信号Ｓと基準発
振器８０の出力信号Ｆとの間の位４［Ｉ　ＷもこのΔθ
だけ膏化し、この結果、位相比較回路８１の比較信号Ｐ
がΔ０に対応し″′Ｃ変化する。

そこで、ＶＣＯ８２の出力信号Ｑの周波数が度化し、こ
れによりシフトレジスタ８３のシフト時間が制御され、
信号ＦとＦ′との間の位相を変化させてＳＡＷ素子５に
よるＳＡＷの位相を変え、ビート信号Ｓの位相変化Δθ
を打消す方向の制御が行なわれるように動作する。

この結果、Ｌ１３１とＬＴ３２との間に発生する位相差
Δ０に応じて信号Ｆ′の位相が変化され、位相比較回路
８１における信号ＳとＰとの間の位４ｆｔ差がゼロに収
斂する方向の制御が遂行され、−・わゆる零位法による
位相検出動作が得られ、■Ｃ０８２の出力信号Ｑの周波
数によりＬＩ３］とＬ　Ｂ　２の間の位相差、つまり回
転角速度Ω１が所定の精度を保って充分に広いダイナミ
ックレンジのもとで測定することができる。

そして、この実施例によれば、０ＦＩＪング４以外の光
学系のほとんどが固体光導波路基板３で構成されている
ため、リング干渉計の構成に必要ＩＬ光学系の組立が、
この基板３の製造工程でほとんど完了し、組立調整が極
めて簡単に済む」二、使用開始後の光軸の狂いなどをほ
とんど発生しないようにすることができる。

ここで、組立用の基板９（第４図）と結合部ＩＯについ
て謁見明する。

第１１図は本発明の−Ｐｙ！、７１ｉ例の斜視図で、１
１はＯＦ保持部材、Ｊ２け、押え部利、そして１３は（
ＴＬ積回路である。なお、これらの部材１１と１２によ
って結合部１０が形成されている。

既に謂５明したように、組立用の基板９はアルミナ嗜セ
ラミックなどで作られ、その一方の面にバッファ増幅器
７や位相変副制御回路８ン集蓼化したイ（・積回路１３
を形成してちる。そして、その面に、所輩の形状の光導
波路３ｏとＳＡＷ素子５、それに光電検出器６などリン
グ干渉割に必要な光学系泰・備えた固体′）Ｙ；　４波
路基板３とレーザ１、アイソレタ２などが取利けもれて
ユニット化される。

一方、固体光導波路基板３には、基板９に取付ｋ）−も
れろ前に（後でもよい）、結合部１０によってＯＦクリ
ングの端部４ａと４ｂが結合されているが、この部分の
詳細ケ第１２図に示す。

ＯＦ保持部材１１はシリコン板で作られ、その一部に、
固体光導波路基板３に形成されている光導波路３００Å
射端に合わせて７字形の溝１１Ａ。

１１Ｂを形成し、この部分にジャケット層を除去したＯ
Ｆの端部４ａ、４ｂを収容し、ノ１ンダガラスなどによ
り接着保持させるようになっている。

このとき、これらの溝１１ＡとＩＩＢの作成には高い寸
法精度が与えられるようにし、□Ｆ火それぞれの溝１１
Ａ、ＩＩＢに収容したとき、これら２本のＯＦのコア中
心間の距離が所定の精度で固体光導波路基板３に形成さ
れている光導波路３０間の距離と一致するようにし、か
つ、このとき、ＯＦのコア中心が所定の精度で部材１１
の固体光導波路基板３に貼り付けられる面と一致するよ
うにする。なお、このための部材１１の加工力法として
は、例えばシリコンの異方性エツチングなどが用いられ
、これらの■溝１１Ａ、１１．Ｂに対する高精度な加工
が行ない得るようにしている。

押え部材１２は適当なガラスで作られ、第１２図ＦＣ＋
に示すようにコの字形に形成されており、その両端部を
保持部月１１に接着させたとき、この保持部利１ｌ−０
）Ｖ溝１１Ａ。ｌＩＢに収容保持されている２本のＯＦ
の苅１ｆｆｌ（４ａ　、４　ｂを■溝ｌＩＡ、ＩＩＢの
方に押え付け、これらのＯＦが部材１１の■溝１］Ａ、
、ＩＩＢと部材１２に：よって挟みこまれるようにし１
、これによりさらに安定確実な保持が得られるようにし
ている。なお、このときの部材１１と１２どの接着には
、例えば静電接着法（アノード・ボンディング）などが
用いられ、安定、かつ高精度で低熱歪みの接着を行ブｆ
うことができる。

従って、この実力ｒＩｉ例によれば、保持部月１１に（
−）　Ｆｏ）端部４ａ、４１）を取り付け、さらに押え
部イ（１２を接着したあと、この保持部材１］をＳＧＬ
基４トク３の端部に押え部月１２の端面が向い合うよう
にして、このノ１１−板３の５ＧＬ３０が形成されてい
る面の上に１７１き、ＳＱＬ基板３の端面と押え訃＋」
】２の端面と尤密着させ（この密着部分を第１１図及び
第１２図（１））ではＰで表わす）、かつ保持部月１】
の下面と８ＧＬ基板３の上面とを密着させた状態（この
密着部分を同じくＱで表わす）に保ったまま、保持部材
１１をＳＧＬ基板３に対して摺動させるだけでＳＱＬ基
板３に形成されている２木の５ＧＬ３０と、保持部材１
１に取っ付し１られているＯＦの端部４ａ、４ｂとの間
の光軸位置合ドせな行なうことができ、簡単な作業で容
易に高精度の光軸調整が可能になる。なお、このように
保持部材１１と押え部材１２とをガイドとして光軸合わ
せを完了したら、適当な手段により密着部分Ｐ、Ｑで接
着を行ない、これらの部月１１．１２を８ＧＬ基板３に
固着させ、組立調整な終了させればよい。

ところで５以上の実施１３’１．ｌは、ＯＦジャイロな
どに好適なリング干渉計に本発明を適用した場合のもの
であるが、本発明は他の干渉計にも適用可能なことはい
うまでもない。

例えば、２１３図は本発明を第２図に示したマツハの干
渉計に適用した実施例で、同じ＜実１４図は築３図に示
したマイケルソンの干渉ｎ１に適用した実施例である。

これら第１３図及び第１４図の実施例で、４Ａ。

４ＢはそれぞれＯＦ　＋７ングで、それぞれ氾２図及び
氾３図におけるＯ　ＦリングＲｔ、Ｒ２に対応したもの
であり、さらにその他の部分は氾４図の実施ｆ１１と同
じである。

そして、これらの動作については、干渉計としてのもの
はそれぞれが２図及び第３図で説明したとおりであり、
零位法による測定については第４図の９施例で説明した
場合と同じであるから、これ以上の説明は省略す′る。

１なお、以上の実施例では、ＳＱＬ基板３に形成されて
いる光分割部３０ａや光合波部３０ｃなどシ、単なる分
岐路形のものについてだけ説明したが、２本の５Ｌ（１
を互に接近させ、所定の間隔で所定の長さだけ平行させ
ることによって形成される光方向性結合器によって光分
割部や光合波ｉを形成し、本発明の実施例を得るように
してもよい。

ところで、以上の説明から明らかなように、リング干渉
計によるＯＦジャイロにおいては、それに使用する光と
して充分な単色性と集束性が要求されるため、主として
レーザが光源に使用されろ。

一方、レーザによる光はコヒーレンシーが極めて良いた
め、レーザからの光学系内に少しでも反射があると、こ
の反射が存在する部分とレーザとの間に反射光と入射光
の干渉による定住波が現われ、レーザの発振モード、に
影響を与え、レーザの動作が不安定になってジャイロの
出力ｈｑ差の原因となる。

そこで、第４図に示した本発明の実施例や、第１図に示
したリング干渉計によるＯＦジャイロにおいては、この
ような定在波の発生による問題点に対して伺らかの方策
を講じろ必要があり、そのため、倒えばレーザ内の共振
系に損失を与え、レーザビームそのもののコヒーレンシ
ーを低下させる方法などが従来から提案されている。

しかしながら、この従来の方法では、レーザそのものに
変更先割える必要があり、コスト了ツブをもたらしやす
い。

そこで、このような場合に適用し、定でＦ波によるジャ
イロ検出の誤差発生を防止する方法の一例について以下
に説明する。

車１５図は定在波の発生を説明する図で、レーザダイオ
ードＬ　Ｔ）から送出された波長λのレーザ光Ｐｔはレ
ンズＩ’ｌｔ”２＋　ビームスプリッタＢＳなどを有す
る干渉計の光学系内に入射され、測定に利用される。な
お、第４図の実施例では、この光学系が８ＬＧやＯＦで
構成されている。

しかして、このとき、光学系内のいずれかの部分に屈折
率の不連続面があると反射光Ｐｒを生じ、上記した定在
波を生じる。

一方、このとき、レーザダイオードＬＤｌｉ、そのｑｇ
　ｆ＋電圧■、を変化させると第１６図に示すように、
レーザ光ｐｔの波長λを変化させることができる。

そこで、この方法では１軍１６図に示すようなレーザダ
イオード１．、　ｌ）のｔ１′￥性を利用し、このダイ
オードＬＤによろ１／−ザ光Ｐｔの波長λを僅かだけ常
に変化させ、定在波を発生し１（いようにしたものであ
り、その一実施例を第１７図に示す。

トランジスタＴｒｌ　はレーザダイオードＬＤに供給す
る電圧ｖＦを、そのベース電圧に応じて変化させる働き
をする。なお、コンデンサＣ１はノイズ防止用である。

オペアンプＯＰはコンデンサＣ２と抵抗Ｒ丁により積分
回路な構成し、その出力によりトランジスタＴｒ１　を
制御する働きをする。

インバータＩＶ、、ＩＶ、はコンデンサＣ６と抵抗Ｒ８
によって無安定バイブレータを構成し、コンデンサＣ４
，％−介してオペアンプＯＰＫ矩形波を供給する働きを
する。

そこで、この回路が動作状態にされると、インバータＩ
Ｖ、、ＩＶ、で発生された矩形波がオペアンプＯＰで精
分されて三角波にな０、この三角波でトランジスタＴｒ
１　が制御されることになるため、レーザダイオードＬ
Ｄに供給される電圧ｖＦが三角波状に変化し、レーザ光
ｐｔの波長λは常圧所定の範囲にわたって変化するため
、反射波Ｐｒ’１７生じても定在波は発生せず、レーザ
ダイオードＬＤに何らの細工を施こすことなくジャイロ
検出誤差の発生を防止することがでとる−また、この第
１７図の実施例では、レーザダイオードＬＤに設けろわ
ているモニタダイオードＭＤの出力を抵抗Ｒ２，Ｊ　と
コンデンサＣ３で平滑化し、オペアンプＯＰの十入力に
供給するようになっており、これによりレーザダイオー
ドＬＤの出力レーザ光ｐｔの強度に応じて罵動電圧■２
を制御し、出力レーザ光り強味を一定に保つように橙成
してあり、レーザ光出力の安定化を図るようになってい
る。

なお、モニタダイオードＭＤはフォトダイオードの一種
であり、抵抗Ｒ１はその負荷抵抗である。

また、市ＵＥＩｉ１２はレーザダイオードＬＤに対する
直流バイアス設定用であり、抵抗Ｒ４，Ｊ。

ｌ（，６はレベル設定用に設けたものである。

次に、このようなリング干渉用によるＯＦジャイロでは
、検出すべき回転角速度が零であってもその出力は完全
に零にはならず、常に零レベル近ｆＪでイＷかにドリフ
トしているという性質がある。

そこで、このようなＯＦジ・ヤイロを自１１７ｂ車のナ
ビゲーションΦシステムに適用した場合には、第１８図
（ａｌに示すように、自動車が停車してジャイロに力え
もれる回転角速度Ωが零になっている期間ＳＴにおいて
も、ジャイロの出力ΩＧ１は零にならず、同図（ｂｌに
拡大して示すよ５１Ｃ１その平均値は零以外の値となっ
ている、そして、この平均値の零からのずれは停車期間
ＳＴが永くなるにつれて大きくなる可能性がある。

しかして、このナビゲーション自システムでは、自動車
が停止後、再び走行を開始したときの出発時での方向設
定もジャイロの出力に依存しているから％停車時で上記
のよ−な平均値のずれが生じていると出発時の方向設定
が狂って大きな位ｆｆ’？誤差を生じてしまう。

そこで、本発明に適用して好ましい結果が期待できる回
路の一例を第１９図に示す。

この紺１９図において、１５は車速センサ。

１６はコンパレータ、１７は再トリガ可ａｔ２な単安定
マルチバイブレータ（ＲＭＭとい５）、１８はディジタ
ルアンドゲート、１９はハンドブレーキランプ、２０は
ハンドブレーキスイッチ、２】はＯＦジャイロ、２２に
？ジャイロやレファレンス信号発生器（Ｇ　Ｙ　ＩＬと
いう）、２３．２４はアンドゲート、２５けインバータ
、２６はオアゲートでＬも）ろ。

車速センサ１５は自動車の車速χ測定し、自動−東が停
車したことを検出する働きケするもので、６１１えば、
自動車の推進軸圧取付けた複数個のマグネットと磁束検
出コイルからなる周知のものでよ（Ｓ。

コンパレータ］６は車速センサ１５の出力をパルスに変
換する働きをする。従って、自動車が走行中はそり車速
ＩＣ応じた周期でこのコンパレータ」６の出力にパルス
が覗１われていることに１よる。

ＩＬＭＭ１７はコンデンサＣと抵抗）Ｌによって定まる
所定の時定数で動作し、このｎｌを定数で定まる所定の
周期以内でコンパレータ１６からパルスが入力されてい
る限りは、その出力Ｑをｌ＋１７に保つよ）ＶＩ−動作
する。

ハンドブレーキランプ１９はその一方の端子が−Ｉ）１
．　ｒ）　Ａ　中　Ｉｓ−Ｍｔ　ｔｉｌｌ　ＪＴ　↓＋
　＋、−７Ｌ中　１０１／　Ｊ−る、Ｃ？　ｌ　Ｊ％　
４Ｑると閉じられるスイッチ２０に他方の端子ｈ′−接
続されている。

Ｇ　Ｙ　Ｒ２２は角速度Ωが零であることｆＸ−表わす
基準信号を発生する働きをする。

次に動作について説明する。

自動車カー走行中は、車速センサ】５が出力を発生して
おり、このためランプくレータ１６Ｑ）出カッくルスに
よってＲＭＭ１７はトリガされ続けて（・るため、その
出力ＱはＩＩｍに保たれて（・る。

一方、自動車が走行中は、〕・ンドブＩ／−キも緩めら
れているため、ノ・ンドブレーキスイッチ２０も開かれ
たままになっており、従って、このスイッチ２０の上側
の端子は霜、源電圧に保たれ１、ｌ＋１１の状態になっ
ている。

このため、アンドゲート１８の出力け１ｗになり、これ
によりアンドゲート２３は能動化され、他方、アンドゲ
ート２４はインノ（−夕２５力′−あるため閉じられた
ままになっている。

従って、自動車が走行中は、ＯＦジャイロ２１による回
転角速度信号がアンドゲート２３とオーＴゲート２６を
介してそのままジャイロ出力ＧＹＯどなり、これによっ
てナビゲーション・システムが作動するようになってい
る。

次に、自動車が停止すると、車速センサ１５の出力は消
滅し、コンパレータ１６を介して供給さＪ＋、ていたパ
ルスも消滅するため、ＣＲ時定数で決まる所定の時間経
過後、几ＭＭ１７のＱ出力は“（）臀になり、これＫよ
りアンドゲート１８の出力も１０″になる。

また、ハンドブレーキが引かれるとノＡンドブレーキス
イッチ２０が閉じ、これによりハンドブレーキランプ１
９が点灯すると共に、このスイッチ２０からアンドゲー
ト１８に力えられている入力もアースされてそれまでの
１１１１１から１０″に変り、これによってもアンドゲ
ート１８の出力％上１０”Ｋなる。

従って、このときには、アンドゲート２３が閉じられ、
他方、アンドゲート２４はインバータ２５の出力により
能動化されるため、ＧＹＲ２２（゛こよる角速度零信号
わす基準信号がジャイロ出力ＧＹＯとなり、ナビゲーシ
ョン・システムがこれにより作動される状態となる。

従って、この回路によれば、自動車が走行中はＯＦジャ
イロ２１の検出信号がそのままナビゲーション・システ
ムに送られ、位置の検出などが行・なわれると共に、自
動車が停止して回転角速度Ωが零になったときには、そ
れを表わす基準信号がナビゲーション・システムに送ら
れるようになり、ＯＦジャイロ２１の出力のドリフトに
よる自動車出発時での方向設定の狂いの発生な確実に防
止し。

常に正しい位置測定化可能にすることができる。

次に、第２０図は、ＷＬ１９図と同じ目的を達成するこ
とができる別の一例の回路で、自動車が停止したとき、
第１９図の回路では、その停止期間中はジャイロの出力
な基準値に切換えろよ５１ＣＬで目的を達成しているの
に対して、この第２０図の回路では自動車が停止するご
とに、この停止中のＯＦジャイロの出力を次に自動車が
走行開始したときの新たな回転角速度の零レベルとなる
ようにし、ナビゲーション・システムの誤差の発生な防
Ｉトするようにしたもので、車速センサ１５、コンパレ
ータ１６．１１ＭＭ１７、ハンドブレーキランプ１９、
ハンドツ１／−キスイツチ２０、それにＯＦジャイロ２
１は第１９図の回路の場合と同じであり、従って、ナン
ドゲ−１・３１の出力は、自ｉ１１屯が走行中だけ”Ｏ
１′になり、自へ１１車が停止して車速センサ１５の出
力カー消滅するか、ハンドツ１）−キが引かれてスイッ
チ２０が閉じられろかり１１２くとも一方の条件が成立
したときには”］”１Ｃ１（す、これ火角連ドｒ検出信
号として利用すること／＋−できる。

さて、この氾２０図において％　３２．３３はオペアン
プ、３４　％？、了十ログスイッチ、３５と３６１’、
Ｌ　１？を分用の抵抗とコンデンサ、３７はデータ保持
ＩＩＩのコンデンサでシ）る。

オペアンプ３２はバッフ了１曽幅器としてＮ＋１３作し
、ｒナログスイッチ３４がオンしたとき、コンデン−！
ｌ−１６に現われている電圧をコンデンサ３７に移千働
き欠する。

オペアンプ３３はその負入力に供給されているコンデン
サ３７の電圧を中心にしてＯＦジャイロ２１の出力を増
幅し、ＯＦジャイｏ２１の出力の零レベルをコンデンサ
３７の電圧に設定する働きをする。

アナログスイッチ３４はナントゲート３１の出力が１１
″のときにオンし、０″のときにオフするように動作す
る。

一方、こ庇に組合わされたナビゲーション・システムは
、ナントゲート３１の出力を角速度零信号として取り込
み、これが１”になったときのジャイロ出力ＧＹＯを回
転角速度Ωが零のときの信号と１−て動作するようにな
っている。

次に、この第２０図の回路の動作について説、明する・抵抗３５とコンデンサ３６からなる積分回路（ローパス
フィルタと考えてもよい）は、常にＯＦジャイロ２】の
出力を平滑化し、それをノ（ソファ増幅器として動作す
るオペアンプ３２に入力している。従って、自動車が停
止し、回転角速度Ωが零のときには、このオペアンプ３
２の出力には第１８図（ｂｌ　Ｋ示すＯＦジャイロ２１
０ドリフトによる変化の平均値が常に現われていること
になる。

この結果、自動車が停止し、ナンドゲー）３１の出力が
″】″になってアナログスイッチ３４がナンするごとに
、コンデンサ３７の端子軍田は次々とＯＦジャイロ２１
の新たなドリフトによる平均値によって更新されてゆく
ことになり、これがオペアンプ３３によってジャイロ出
力ＧＹＯの雰レベルとなってゆく− 祈°つて、この回路によれば、自動車が停止してＯＦジ
ャイロの出力の平均レベルがドリフトによって変化して
も、この変化した平均レベルによってジャイロ出力の零
レベルが常に自動的に補正されてゆくため、ナビゲーシ
ョン嗜システムによるｔ・ヤ出動作に誤差を生じるが防
止できる。なお、この筺２０図の回路では、ＯＦジャイ
ロ２】の出力がアナログ信号の場合に適用したものであ
り、こσ）ため、箪４図の実施例１に適用するためには
、そ−）囚波数出力を周波数弁別回路などによりアナロ
グ４１号ＶＣ９ｉ換してやる必要があるのはいうまでも
ない。

ところで、このようなＯＦジャイロを用いたナビゲーシ
ョン・システムでは、その信＠処理にマイクロコンピュ
ータを用いるのが一般的であり。

一方、第４図に示した実施例では、ジャイロ出力が周波
数で角速度を表わしたものとなっている。

そこで、このような場合でのＥ１８図（ｂｌにおけるド
リフトの平均値の算出方法の一例を次に説明する。

第２１図はマイクロコンピュータによる信号処理部分の
概略ブロック図で、４１は周波数カウンタ、４２は入出
力装置（Ｉｌｏ）、４３はマイクロコンピュータのＭＰ
Ｕ、４４はメモリである。

なお、ＯＦジャイロ２１は例えば氾４図に示す本発明の
一実施例によるもので、回転角速バ［検出出力Ｑが周波
数信号となっているもの、ナンドゲー）３１は肌２（）
図の回路におけるものである。

周波数カラン・り４１は常時、ＯＦジャイロ２１０出力
Ｑをカウントし、その周波数データケ出力している。

一方、ＭＰＵ４３はｌ１０４２を介してナントゲート３
１の出力を監視し、それがＴＩ（１＠から鱒１１＋に変
るごとに、つまり自−ハ惠の停止が検出されろごとに第
２２図のフローチャートに示す一連（Ｉ）処理の実行を
開始する。

こうして第２２図の処理がスタートすると、まず■でメ
モリ４４の１１．　Ａ、　Ｍ内に予め用意しである所定
のメモリ領域Ａとタイマ用カウンタ（７）をクリアする
。なお、このタイマ用カウンタ■もＲＡＭの所定のメモ
リ領域を用いたソフトカウンタである。

■では周波数カラン４Ｉ４１の出力データを取り込み、
それを■で王制したメモリ領域Ａに加算し。

■でタイマ用カウンタ（′ｌ）をインクリメントする。

■では自動車が走行開始したか否かを判断し、結果がＮ
Ｏのときには■に戻って再び■〜■の処理１（を秤り返
す。一方、■での結果がＹＥＳになったら■に進み、メ
モリへのデータをタイマ用カウンタのカウント値Ｔで除
算して平均値を算出し、それケ■で零基準データとして
ＲＡＭＩＣ格納してこの箪２２図に示した処理を終了す
る。なお、このときの■での判断は、ナントゲート３１
の出力を調べ、それが”ＯＩになっていたら自動車が走
行を開始したものとすればよい。

そこで、ここでの■〜■までの処理が一定時間で繰り返
えされるようにしておけば、自動車が停止している期間
で平均化したドリフト値が得られ、零基準データをめる
ことができる。

ここで、このようなマイクロコンピュータを用いたナビ
ゲーション・システムなどにおけるＯＦジャイロからの
Ｐ転角速度データの一般的な工■り込み方法について説
明する。

まず、ＯＦジャイロが回転角速度信号をアナログデータ
として出力するものであった場合には、駆２３図に示す
ように単にアナログ−ディジタル変換器（Ａ／１））４
５を介してデータＧＹＯをＭＰＵ４３に取り込むように
すればよい。

次に、ＯＦジャイロが第４図に示す本発明の実施例のよ
うに、回転角速度信号を周波数データＱとして出力する
ものであったときには、第２４図に示すように、周波数
カウンタ４６を用い、この周波数データＱをディジタル
データＤＤＫ変換してからＭＰＵ４３に取り込むように
する必要がある。なお、このとき、周波数データＱをそ
のままＭＰＵ４３が取り込み、ソフトカウントして処理
する方法も考えられるが、このようにするとＭＰＵ　４
３による処理時間の大きな部分がこのソフトカウント処
理に取られてしまうことになるため、涌２４図に示すよ
うに周波数カウンタ４６を外付けする方法の方が望まし
いといえる。

ところで、これら笛２３図、第２４図では、Ａｌ１）４
５や周波数カウンタ４６が１２ビツトのもθ）となって
おり、ディジタルデータＩ）　Ｄとして１２ビット用い
ろようになっているが、この理由η（以下に説明す７．
、）。

自ｉ！ＩＩ車がｉｌ−行中、スキッドせずに安全に旋回
しく’）ろ郁太速度は、次式が成立する場合となる。

２ｍ　−＝ｒｔ＋　ｇ　Ｃ、・・・・・・・旧・・・・・
・・・・・・　（５）ここで　ｍ：自動車の質量Ｖ：自動車の速度ｒ：自動車の旋回半径ｇ：重力加速度Ｃｆ：自動車のタイヤと路面との間の摩擦係数そこで、摩擦係数Ｃｆを０．８とし、（４）式が成立す
る速度において可能な自動車の最大回転角速度Ω□、Ｘ
　と旋回半径ｒとの関係をグラフにすると第２５図のよ
うになり、これからナビゲーション・システムなどにお
けるＯＦＦジヤイロよって検出しなければならない回転
角速度Ωのポ太値は、自動車の最小旋回可能半径ｒ＋ｙ
＋Ｉｎ　を５〔ｍ〕とずれば、約７０〔ｄｅｇ／Ｓ〕と
なる。

一方、このようなＯＦＦジヤイロよって検出を必要とす
る回転角速度の最小値は、ナビゲーション・システム側
から見た場合には現在までのところ、まだはつぎりして
いないが、ＯＦＦジヤイロ最小検出精度がだいたい０．
０５　Ｃｄｅｇ／８］程度なので、これを最少値とする
。

そうすると、ナビゲーション・システムに必要な回転角
速度データのダイナミックレンジは１４０　（ｌと１ｊ
す、これをバイナリ−データで表わ）ｔば１】桁を要し
、これに回転方向な判別するためのデータとして１ビツ
トが必要になり、結局、０、Ｆジャイロのデータとして
は１２ビツトのデータとなり、これが第２３図、第２４
図で１２ビツトのデジタルデータ■）１）が用いられて
いる理由である。

次に、このよう１工ＯＦジャイロの実装方法について説
明する。

本発明による固体化干渉計はＯＦＦジヤイロして好適で
あり、従って自動車用ナビゲーション・システムに適用
される場合が多いと考えられろ。

そこで、このようなＪＪ％合には、当然、ＯＦＦジヤイ
ロ自動車に搭載しなければならない。

しかして、ＯＦＦジヤイロ温度変化や応力変化に毎々感
なため、自重り車のエンジンのルーム内への号で装はか
なり困椰で、実用上は第２６図に示すような実装方法が
考えられる。

この箪２６図において、６０は自動車全体な表わし、６
１はシートの一つを表わしている。

Ａはｆｆ１ｌの取付位置で、自動車６ｏのルーフに取付
けたものであり、ここに取付けたＯＦＦジヤイロＧＹｌ
で表わしである。この場合にはＯＦ　＋７７グな大きく
することができるため、ＯＦＦジヤイロ感度を上げると
いう点では有利になるが、夏期にオケるルーフの温度上
昇を考えるとかなりの問題が予想される。

Ｂは第２の取付位置で、シート６１の下に収めたもので
あり、ここに取付けたＯＦＦジヤイロＧＹ２で表わしで
ある。

Ｃは第３の取付位置で、自動車６ｏのトランクルーム内
に格納したもので、このときのＯＦジャイロはＧＹ３で
表わ（、である、これらＢとＣの場合は特に甲乙つけ難いが、いずれを採
用したらより効果的であるがは、今後の押開となるであ
ろうｅなお、以上の説明では、本発明による固体化干渉計をＯ
ＦＦジヤイロして用い、これを自軸車用ナビゲーション
−システムに適用した場合につぃて主として説明したが
、このＯＦジャイロは運動物体の位置検出、姿勢検出に
有効であるから、自動車用ナビゲーション・シス、テム
に限らず、例えば産業用ロボットや各種のマニプレータ
などの制御に適用して大きな効果を得ることも可能なこ
とはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、０ＦＩＪング以
外の光学系を光変調器も含めて１枚の基板による固体化
が可能なため、従来技術の欠点を除き、小型化、モジュ
ール化が容易な上、組立調整も極めて簡単で、かつ使用
中での特性変化の虞れがほとんどなく、ＯＦジャイロな
どＶＣ適用して高精度で常にＷ実ブよ動作を期待するこ
とができろ固体化干渉計をローコストで提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光ファイバヶ用いたリング干渉計の従来例を示
す原理構成図、氾２図は同じくマツハ干渉言１の従来例
な示す原理構成図、第３図は同じくマイケルソン干渉計
σノ従来例を示す原理構成図。第４図は本発明をリング干渉計に適用した一実施例の構
成図、駆５図は光導波路の一実施を示す説明図、第６図
は光ファイバと光導波路の結合部の状態を示す説明図、
第７図は光導波路の他の実施例を示す説明図、第８図は
光変調器の一実施例を示す説明図、第９図は光変調器の
動作説明図、第１０図は位相変調制御回路の一実施例を
示すブロック図、Ｆ、１１図は本発明による固体化干渉
計の一実施例を示す斜視図、第１２Ｆｌは結合部の一実
１イ’ｉ　ｆ’ｌｌを示す説明図、第１３図は本発明を
マツハ干渉引に適用した一実施例な示す構成図、第１４
図は同じくマイケルシン干渉計に適用した一実施例のｍ
成因、第１５図はレーザのコヒーレンシーによる定在波
の説明図、第１６図は半導体レーザの動作特性図、ｖ、
１７図は定在波を生じないようにしたレーザの動作回路
の一例χ示す回路図、第１８図は光フアイバジャイロに
おけるドリフトの説明図、算１９図はドリフトの影響を
除（方法の一例を示す回路図、第２０図はドリフトの影
響な除く方法の他の例を示す回路図、第２１図はドリフ
トの平均値をマイクロコンピコ−一夕で検出する場合の
一例を示すブロック図、第２２図は同じくフローチャー
）、ｆ’１Ｔ２３図はジャイロの出力がアナログデータ
の場合の読み取り方法の一例な示すブロック図、第２４
図は同じくディジタルデータの場合の一例を示すブロッ
ク図、箪２５図は自動屯の旋回半径と回転角速度の関係
を示す曲線図、氾２６図は光７丁イバジャイロの実施位
置の説明図でちる。１・・・・・レーザ、２・・・・・・了イソレータ、３
・・・・・・光導波路基板、４・・・・・・光フ丁イバ
リング、５・・・・・・表１ｍ音響波素子、６・・・・
・・光重、検出器、７・・・・・・バッフ丁ｊＬ；′Ｊ
幅器、９・・・・・・組立用基板、】０・・・・・・結
合部、！Ｉｌｉ！ＩＩｆ１２　図１１１３図１１４　図第５ｖＡ第６ｖ！Ｊ第７図餡８図第９図第１０＠第１２図第１３図第１４図第１５図第１６図第１７図Ｒ＋第１８図（ａ）　（ｂ）第１９図第２０図第２１図第２２ｉＡ第２３図第２４社、。へ第２５図１１１２６図ゝむ／′

Claims

【特許請求の範囲】１、　光路を光ファイバと固体光導波路で形成した干渉
計において、光変調器を上記固体光導波路が形成−され
た基板に年債化して設けたことを特徴とする固体化干渉
計Ｉ。２、特許請求の範囲第１項において、上記光変調１：）
ヶ、王制固体光導波路の基板を表面音′Ｆ波の発／１ミ
媒体及び伝達媒体とした表面音響波光変調器で（４成し
たことを特徴とする固体化干渉計。３　特許請求の範囲第２項において、上記光変調器を固
体光合波器としても１７１１作するように構成したこと
を％徴とする固体化干渉計。４、特許請求の範囲第１項において、上記光変趣器ケ、
干渉光出力によって制御するように構成したことを特徴
とする固体化干渉計。