光ファイバ・ジャイロスコープ用のセンシング・コイルの巻き付け方法およびセンシング・コイル
光ファイバ・ジャイロスコープにおいて、互いに反対の方向に伝搬する光線を光学的に案内するためのセンシング・コイル（１０）が提供される。センシング・コイルは、或る巻方向を有する光ファイバの複数の層（１２）を備える。複数の層は、内側層（１４）と、中間層（１６）と、外側層（１８）とを備える。中間層は、互いに反対の方向に伝搬する光線を受けるように構成された第１および第２の入力端（３２、３４、５２、５４）を備える。内側層、中間層、および外側層のうちの少なくとも１つが、巻方向を保ちつつ、内側層、中間層、および外側層のうちの異なる１つと結合される。或る巻方向を有する光ファイバ・ジャイロスコープ用センシング・コイルを形成するように、第１および第２の接続端を有する光ファイバを巻き付ける方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府の支援による研究または開発に関する記載
米国政府は、本発明におけるライセンスの支払いを済ませており、かつ、制限された環境において、米海軍から授与された契約第ＡＨＷ−５６１７５号の約定で規定されている道理にかなった条件で他者にライセンス付与することを特許所有者に対して要求する権利を有する。
【０００２】
本発明は一般に光ファイバ・ジャイロスコープ・システムに関し、特に、光ファイバ・ジャイロスコープ・システムのセンシング・コイルの光ファイバ巻線および光ファイバの巻き付け方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
回転速度や軸を中心とする角速度の変化を測定するためにジャイロスコープが用いられてきた。基本的な従来の光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）は光源と、光線発生装置（例えばビーム・スプリッタ）と、光線発生装置に結合され、ある領域を取り囲む光ファイバのコイルと、光検出器とを含む。光線発生装置は、光源から生じる光線を光ファイバのコイルへ伝え、これらの光線は、光ファイバのコアに沿って内部を時計回り（ＣＷ）方向および反時計回り（ＣＣＷ）方向に伝搬する。コイル内を伝搬した後、２つの互いに反対の方向に伝搬する（例えばＣＷおよびＣＣＷ）光線は合成され、光線発生装置により光検出器へ送られる。ＦＯＧが軸を中心に回転させられると、ＣＷ光線およびＣＣＷ光線はコイル内を伝搬しているときに異なる経路長を経ることになり、この２つの経路長間の差により、２つの互いに反対の方向に伝搬する光線間に、回転速度に比例する位相差を生じる。
【０００４】
多くのＦＯＧはガラス系の光ファイバを利用して、低損失および低歪で長距離にわたりファイバの中実コアに沿って光を伝導する。この光ファイバは、プラスチック・ジャケットまたはバッファにより囲まれたガラス／シリカ・コアを有し、コイルなどのような円筒状構造に巻かれ、円筒状ハブなどのようなコイル支持構造に貼着されて、センシング・コイルを形成し得る。ハブおよび光ファイバコイルは両方とも中心軸に対して配向された実質的に円筒状構造であり、ハブは光ファイバ・コイルの半径より比較的小さい半径を有する。ハブの外面と光ファイバ・コイルの内面との間の接着コーティングを用いて、光ファイバ・コイルをハブに貼着することができる。
【０００５】
光ファイバのガラス／シリカコアおよびプラスチック・バッファは、各々、様々な環境要因に対してそれぞれに反応し、それにより２つの互いに反対の方向に伝搬する波の間の経路長差に悪影響を及ぼし得る。光線発生装置に最も近いコイル内のファイバの部分は、通常、環境要因に最も敏感である。これらの環境要因には温度や機械的歪がある。このとき、センシング・コイルの出力は２つの互いに反対の方向に伝搬する波の間に、回転により誘起された位相差（すなわちバイアス誤差）と区別不能な位相差を生じる。
【０００６】
このバイアス誤差を最小限に抑える１つの提案される技術は、センシング・コイル・ファイバを、光ファイバの長さの中間点に対して対称的なパターンで巻き付けることである。光ファイバの長さの中間点に対して対称性を有する多様な巻線パターンが開発されている。一般に、これらの巻線パターンは、光ファイバの長さの中間点を、円筒状センシング・コイルの内径に位置させ、光ファイバの第１の端部および第２の端部を円筒状センシング・コイルの外径に配置させる。ボビンおよび／または接着剤は、このパターンで巻き付けられたファイバを付着させ、光回路内の他の構成要素（例えばビームスプリッタ）へのルーティングのために自由ピグテール（例えば、比較的短い長さの、ファイバの第１の端部および第２の端部）を残す。これらの巻線パターンをセンシング・コイルへ適用しても、ある環境ではこれらのセンシング・コイルに、熱によりもたらされる歪を生じさせ続け、それが温度感度に関する原因となる。
【０００７】
動作中、ＦＯＧが、周囲温度が変動する環境に置かれる場合もある。温度の変動はセンシング・コイルに影響を及ぼすが、それは、センシング・コイルが熱膨張差の結果として機械的に歪むからである。ガラス／シリカ・コアとプラスチック・バッファとの間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の不整合が、光ファイバ・コイルの周方向の膨張よりかなり大きい、光ファイバコイルの軸方向の膨張を生じる場合がある。光ファイバ・コイルは非等方性構造であるため、光ファイバのガラス／シリカ・コアにより制限される光ファイバ・コイルの周方向膨張は、プラスチック・バッファの大きなＣＴＥにより支配される光ファイバ・コイルの軸方向膨張よりかなり小さい。加えてガラス・コアは、概して、プラスチック・バッファの周方向膨張を制限し、プラスチック・バッファを半径方向に膨張するようにさせ、また、プラスチック・バッファの半径方向の膨張は、隣接するコイル層の膨張または収縮に影響を及ぼし得る。更に、光ファイバコイルの外径は、概して、光ファイバ・コイルの中心軸から離れるように半径方向に膨張するが、光ファイバ・コイルの内径は、概して、光ファイバ・コイルの中心軸に向かって半径方向に膨張する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって熱により誘起される歪によるセンシング・コイルの温度感度を最小限に抑える、光ファイバ・ジャイロスコープ内のセンシング・コイル用の巻線パターンを提供することが望ましい。加えて熱により誘起される歪によるセンシング・コイルの温度感度を最小限に抑える、光ファイバ・ジャイロスコープ用のセンシング・コイルの巻き付け方法を提供することが望ましい。さらに、本発明の他の望ましい特徴および特性は、添付の図面および本発明のこの背景技術と合わせて、以下の本発明の詳細な説明および添付の特許請求の範囲から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）システムのためのセンシング・コイルおよびセンシング・コイルの巻き付け方法が提供される。例示的な実施形態において、或る巻方向を有する光ファイバの複数の層を備える、互いに反対の方向に伝搬する光線を案内するＦＯＧセンシング・コイルが提供される。複数の層は内側層と、中間層と、外側層とを備える。中間層は、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成された光ファイバの第１の端部および第２の端部を備える。内側層、中間層、および外側層のうちの少なくとも１つが、巻方向を保ちつつ、内側層、中間層、および外側層のうちの異なる１つと結合される。
【００１０】
他の例示的な実施形態において、或る巻方向を有するＦＯＧセンシング・コイルを形成するように、第１および第２の接続端を有する光ファイバを巻き付ける方法が提供される。本方法は、センシング・コイルの中間層から光ファイバの第１および第２のセグメントを外して、第１および第２の入力ならびに第１および第２の入力にそれぞれに隣接する第３および第４の接続端を作製するステップと、巻方向を保ちつつ、接続端の各々を接続端のうちの異なる１つと結合するステップとを含む。
【００１１】
さらに他の例示的実施形態において、或る巻方向を有する光ファイバの複数の実質的に同心の巻線を備える、互いに反対の方向に伝搬する光線を案内するＦＯＧセンシング・コイルが提供される。複数の同心の巻線は、内側巻線と、中間巻線と、外側巻線とを備える。中間巻線は、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成された第１および第２の入力端を備える。内側巻線、中間巻線、および外側巻線のうちの少なくとも１つが、巻方向を保ちつつ、内側巻線、中間巻線、および外側巻線のうちの異なる１つと結合されている。
【００１２】
以下の図面と関連して本発明を以下に説明するが、同様の番号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の以下の詳細な説明は事実上あくまでも例示であり、本発明または本発明の適用および用途を限定しようとするものではない。さらに、本発明の前述の背景技術または本発明の以下の詳細な説明に示されるいかなる理論によっても制約されるものではない。
【００１４】
光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）のためのセンシング・コイルおよびセンシング・コイルの巻き付け方法が提供される。一般に、センシング・コイルは、単一の巻方向を有し、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成された第１および第２の入力端を有する光ファイバの複数の層を備える。複数の層は、内側層と、中間層と、外側層とを備える。第１および第２の入力端は中間層に配置される。内側層、中間層、および外側層のうちの少なくとも１つが、巻方向を保ちつつ、内側層、中間層、および外側層のうちの異なる１つと結合される。
【００１５】
ここで図を参照すると、図１は、本発明の例示的実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）用のセンシング・コイル１０の斜視図である。センシング・コイル１０は、以下により詳細に説明する第１および第２の入力端と、これらの入力端間に一つの光路を形成する光ファイバ巻線の複数の層１２とを備える。入力端はＦＯＧの光回路（例えば、光ビーム・スプリッタ／コンバイナ）に結合し、それにより、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成されている。例示的実施形態において、センシング・コイル１０は実質的に円筒状であり、光ファイバ巻線の層１２は、一つの巻方向（例えば時計回りまたは反時計回り）のセンシング・コイル１０の長軸２８に対して実質的に同心となるように編成される。
【００１６】
センシング・コイル１０は、通常、光ファイバで構成されている。光ファイバは、光導波路を形成する異なる光学屈折率を有する内側コア領域と外側クラッドとを有するガラスのストランドである。プラスチック・コーティングまたはジャケットは、外側ガラスを被覆して光ファイバを環境要因から保護する。一般に、光ファイバは、具体的にはボビン上に巻き付けられ、接着され、硬化されてセンシング・コイル１０を形成するが、他の方法を用いて光ファイバからセンシング・コイル１０を作製することもできる。
【００１７】
一般に、光ファイバ巻線の層１２は、センシング・コイル１０の長軸２８に対する層の場所に基づいて、内側層１４と、中間層１６と、外側層１８とを含むが、必ずしもこれに限定されない。例えば、内側層１４は長軸２８の近くに配置され、中間層１６は長軸２８から中程度に離れて配置され、外側層１８は長軸２８から遠くに配置される。ＦＯＧにおいて、層１２は、センシング・コイル１０を支持するハブの周囲に位置し、接着剤でハブに貼着され得る。
【００１８】
図２はセンシング・コイルの層上の周方向の歪を図示するグラフである。センシング・コイルの様々な層上の周方向の歪が、４つの異なる温度、すなわち、２３℃、３０℃、４０℃および５０℃に対して示されている。歪は、センシング・コイルの内側層の負の値（例えば、光ファイバの圧縮に関連する）から、センシング・コイルの中径あたりの歪のないコイル層領域に対するゼロ歪を経て、外側コイル層の正の値（例えば、コイル・ファイバの膨張に関連する）へと変化する。一般に、無抑制のコイル層の数は、温度が上昇するにつれて減少する。本発明およびセンシング・コイル巻線パターンの以下の例示的実施形態によれば、従来の巻線パターンを変更して、センシング・コイルの入力端を、応力がかなり低い中間層へ移し、内側層および外側層からの端部を、一つの巻方向を有する一つの光路を保つように、多様な構成で結合することにより、バイアス誤差を低減することができる。
【００１９】
図１に示されたセンシング・コイル１０は、光ファイバ・ピグテール２０、２２、２４および２６を備える非接続構成を有する。内側層１４からの巻線が分割されて第１の対の端部２０が作られ、中間層１６からの巻線が分割されて第２および第３の対の端部２２、２４が作られ、外側層１８からの巻線が分割されて第４の対の端部２６が作られる。例示的実施形態において、内側層１４巻線はセンシング・コイル１０の最も内側の巻線であり、中間層１６はセンシング・コイル１０の中間径の巻線であり、外側層１８はセンシング・コイル１０の最も外側の巻線である。それぞれの層１４、１６、１８からの他の巻線を用いてもよい。センシング・コイル１０のいくつかの構成において、層１４、１６、１８のうちの１つからの１対の端部は非分割状態で残し、かかる対の端部が互いに接続された状態で残るようにしてもよい。センシング・コイル１０の構成のすべてについて、端部２０、２２、２４、２６のうちの様々な接続部を互いに結合し、１対の端部２２、２４をセンシング・コイル１０の入力として残し、センシング・コイル１０の一つの巻方向を保つ。
【００２０】
図３は、本発明の第１の例示的実施形態によるセンシング・コイル３０の巻線パターンの概略図である。センシング・コイル３０は、センシング・コイル３０の中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端３２、３４と、第１および第２の入力端３２、３４にそれぞれ実質的に隣接する、中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端３６、３８と、センシング・コイル３０の内側層（Ｉ）の第３および第４の接続端４０、４２と、外側層（Ｏ）の第５および第６の接続端４４、４６とを備える。入力端３２、３４は、ＦＯＧの光回路と結合するように構成され、接続端３６および４２と、３８および４０と、４４および４６とは、互いに結合するように構成される。この第１の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端３２、３４においてセンシング・コイル３０へ入る光線は、内側層（Ｉ）の接続端４０、４２に、その後中間層（Ｍ）の接続端３８、３６に、その後外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後中間層（Ｍ）の接続端３６、３８に、その後内側層（Ｉ）の接続端４２、４０に、その後入力端３４、３２にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２１】
図４は、本発明の第２の例示的実施形態によるセンシング・コイル５０巻線パターンの概略図である。センシング・コイル５０は、センシング・コイル５０の中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端３２、３４と、第１および第２の入力端３２、３４に実質的に隣接する、中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端３６、３８と、内側層（Ｉ）の第３および第４の接続端４０、４２と、外側層（Ｏ）の第５および第６の接続端４４、４６とを備える。入力端３２、３４は、ＦＯＧの光回路と結合するように構成され、接続端４０および４６と、４２および４４と、３６および３８とは、互いに結合するように構成されている。この第２の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端３２、３４においてセンシング・コイル５０に入る光線は、内側層（Ｉ）の接続端４０、４２に、その後外側層（Ｏ）の接続端４６、４４に、その後中間層（Ｍ）の接続端３６、３８に、その後外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後内側層（Ｉ）の接続端４２、４０に、その後入力端３４、３２にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２２】
図５は、本発明の第３の例示的実施形態によるセンシング・コイル６０巻線パターンの概略図である。センシング・コイル６０は、中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端５２、５４と、第１および第２の入力端５２、５４にそれぞれ実質的に隣接する中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端５６、５８と、外側層（Ｏ）の第３および第４の接続端４４、４６とを備える。第１および第２の入力端５２、５４は、ＦＯＧの光回路と結合するように構成され、第１の接続端５６は第３の接続端４４に結合され、第２の接続端５８は第４の接続端４６に結合される。この第３の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端５４、５２においてセンシング・コイル６０へ入る光線は、外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後中間層（Ｍ）の接続端５６、５８に、その後外側層（Ｏ）の接続端４６、４４に、その後入力端５２、５４にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２３】
図６は、本発明の第４の例示的実施形態によるセンシング・コイル７０巻線パターンの概略図である。センシング・コイル７０は、中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端５２、５４と、第１および第２の入力端５２、５４にそれぞれ実質的に隣接する中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端５６、５８と、内側層（Ｉ）の第３および第４の接続端４０、４２と、外側層（Ｏ）の第５および第６の接続端４４、４６とを備える。第１の接続端５６は第２の接続端５８に結合され、第３の接続端４０は第６の接続端４６に結合され、第４の接続端４２は第５の接続端４４に結合される。この第４の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端５４、５２においてセンシング・コイル７０に入る光線は、外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後内側層（Ｉ）の接続端４２、４０に、その後中間層（Ｍ）の接続端５８、５６に、その後内側層（Ｉ）の接続端４０、４２に、その後外側層（Ｏ）の接続端４６、４４に、その後入力端５２、５４にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２４】
図７は、本発明の例示的実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用のセンシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。この方法は１００から開始する。ステップ１０５で、光ファイバの第１のセグメントがセンシング・コイル１０（図１）から外され、好ましくは、第１のセグメントはファイバの中間点を中心に対称である。ステップ１１０で、内側層１４（図１）が、外された第１のセグメントに隣接するファイバ上の点を起点として巻き付けられる。ステップ１１５で、光ファイバの第２のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第１半部から）外される。ステップ１２０で、光ファイバの第３のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第２半部から）外される。ステップ１２５で、センシング・コイル１０（図１）の外側層１８（図１）が、一つの巻方向を保ちつつ、外された第２および第３のセグメントの端部に隣接するファイバ上の点を起点として巻き付けられる。ステップ１３０で、光ファイバの第４のセグメントが外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第１半部から）外されて、第１の外側接続端が作られる。ステップ１３５で、光ファイバの第５のセグメントが外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第２半部から）外されて、第２の外側接続端が作られる。
【００２５】
ステップ１４０で、内側層１４（図１）におけるファイバの第１のセグメントが分割されて、第１および第２の内側接続端が作られる。ステップ１４５で、外されたファイバの第２のセグメントが分割されて、第１の中間入力端および第１の中間接続端が作られる。ステップ１５０で、外されたファイバの第３のセグメントが分割されて、第２の中間入力端および第２の中間接続端が作られる。
【００２６】
ステップ１５５で、第１の内側接続端と第２の中間接続端とが、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。ステップ１６０で、第２の内側接続端と第１の中間接続端とが、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。ステップ１６５で、第１および第２の外側接続端が結合される。
【００２７】
図８は、本発明の他の例示的実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用センシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。この方法は２００から開始する。ステップ２０５で、センシング・コイル１０（図１）の内側層１４（図１）が、ファイバの中間点を起点として巻き付けられる。ステップ２１０で、ファイバの第１半部からの光ファイバの第１のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から外される。ステップ２１５で、ファイバの第２半部からの光ファイバの第２のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から外される。ステップ２２０で、センシング・コイル１０（図１）の外側層１８（図１）が、一つの巻方向を保ちつつ、外された第１および第２のセグメントに隣接するファイバ上の点を起点として巻き付けられる。ステップ２２５で、光ファイバの第３のセグメントが、外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）のファイバの第１半部から外されて、第１の外側接続端が作られる。ステップ２３０で、光ファイバの第４のセグメントが、外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）のファイバの第２半部から外されて、第２の外側接続端が作られる。
【００２８】
ステップ２３５で、外されたファイバの第１のセグメントが分割されて、第１の中間入力端および第１の接続端が作られる。ステップ２４０で、外されたファイバの第２のセグメントが分割されて、第２の中間入力端および第２の接続端が作られる。
【００２９】
ステップ２４５で、第１の中間入力端および第２の外側接続端が、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。ステップ２５０で、第２の中間入力端および第１の外側接続端が、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。
【００３０】
上記の本発明の詳細な説明において、少なくとも１つの例示的実施形態を提示したが、多数の変形例が存在することは理解されよう。また、例示的実施形態はあくまでも一例であって、本発明の範囲、適用または構成をいかようにも限定しようとするものではないことも理解されよう。むしろ、上記の詳細な説明は、当業者に本発明の例示的実施形態を実施するための有用な指針を提供するものである。添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、例示的実施形態に記載された要素の機能および構成に様々な変更を加え得ることは理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用のセンシング・コイルの斜視図である。
【図２】図２は、センシング・コイルの層上の周方向歪を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の第１の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図４】図４は、本発明の第２の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図５】図５は、本発明の第３の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図６】図６は、本発明の第４の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用センシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。
【図８】図８は、本発明の他の例示的な実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用センシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。
【技術分野】
【０００１】
連邦政府の支援による研究または開発に関する記載
米国政府は、本発明におけるライセンスの支払いを済ませており、かつ、制限された環境において、米海軍から授与された契約第ＡＨＷ−５６１７５号の約定で規定されている道理にかなった条件で他者にライセンス付与することを特許所有者に対して要求する権利を有する。
【０００２】
本発明は一般に光ファイバ・ジャイロスコープ・システムに関し、特に、光ファイバ・ジャイロスコープ・システムのセンシング・コイルの光ファイバ巻線および光ファイバの巻き付け方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
回転速度や軸を中心とする角速度の変化を測定するためにジャイロスコープが用いられてきた。基本的な従来の光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）は光源と、光線発生装置（例えばビーム・スプリッタ）と、光線発生装置に結合され、ある領域を取り囲む光ファイバのコイルと、光検出器とを含む。光線発生装置は、光源から生じる光線を光ファイバのコイルへ伝え、これらの光線は、光ファイバのコアに沿って内部を時計回り（ＣＷ）方向および反時計回り（ＣＣＷ）方向に伝搬する。コイル内を伝搬した後、２つの互いに反対の方向に伝搬する（例えばＣＷおよびＣＣＷ）光線は合成され、光線発生装置により光検出器へ送られる。ＦＯＧが軸を中心に回転させられると、ＣＷ光線およびＣＣＷ光線はコイル内を伝搬しているときに異なる経路長を経ることになり、この２つの経路長間の差により、２つの互いに反対の方向に伝搬する光線間に、回転速度に比例する位相差を生じる。
【０００４】
多くのＦＯＧはガラス系の光ファイバを利用して、低損失および低歪で長距離にわたりファイバの中実コアに沿って光を伝導する。この光ファイバは、プラスチック・ジャケットまたはバッファにより囲まれたガラス／シリカ・コアを有し、コイルなどのような円筒状構造に巻かれ、円筒状ハブなどのようなコイル支持構造に貼着されて、センシング・コイルを形成し得る。ハブおよび光ファイバコイルは両方とも中心軸に対して配向された実質的に円筒状構造であり、ハブは光ファイバ・コイルの半径より比較的小さい半径を有する。ハブの外面と光ファイバ・コイルの内面との間の接着コーティングを用いて、光ファイバ・コイルをハブに貼着することができる。
【０００５】
光ファイバのガラス／シリカコアおよびプラスチック・バッファは、各々、様々な環境要因に対してそれぞれに反応し、それにより２つの互いに反対の方向に伝搬する波の間の経路長差に悪影響を及ぼし得る。光線発生装置に最も近いコイル内のファイバの部分は、通常、環境要因に最も敏感である。これらの環境要因には温度や機械的歪がある。このとき、センシング・コイルの出力は２つの互いに反対の方向に伝搬する波の間に、回転により誘起された位相差（すなわちバイアス誤差）と区別不能な位相差を生じる。
【０００６】
このバイアス誤差を最小限に抑える１つの提案される技術は、センシング・コイル・ファイバを、光ファイバの長さの中間点に対して対称的なパターンで巻き付けることである。光ファイバの長さの中間点に対して対称性を有する多様な巻線パターンが開発されている。一般に、これらの巻線パターンは、光ファイバの長さの中間点を、円筒状センシング・コイルの内径に位置させ、光ファイバの第１の端部および第２の端部を円筒状センシング・コイルの外径に配置させる。ボビンおよび／または接着剤は、このパターンで巻き付けられたファイバを付着させ、光回路内の他の構成要素（例えばビームスプリッタ）へのルーティングのために自由ピグテール（例えば、比較的短い長さの、ファイバの第１の端部および第２の端部）を残す。これらの巻線パターンをセンシング・コイルへ適用しても、ある環境ではこれらのセンシング・コイルに、熱によりもたらされる歪を生じさせ続け、それが温度感度に関する原因となる。
【０００７】
動作中、ＦＯＧが、周囲温度が変動する環境に置かれる場合もある。温度の変動はセンシング・コイルに影響を及ぼすが、それは、センシング・コイルが熱膨張差の結果として機械的に歪むからである。ガラス／シリカ・コアとプラスチック・バッファとの間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の不整合が、光ファイバ・コイルの周方向の膨張よりかなり大きい、光ファイバコイルの軸方向の膨張を生じる場合がある。光ファイバ・コイルは非等方性構造であるため、光ファイバのガラス／シリカ・コアにより制限される光ファイバ・コイルの周方向膨張は、プラスチック・バッファの大きなＣＴＥにより支配される光ファイバ・コイルの軸方向膨張よりかなり小さい。加えてガラス・コアは、概して、プラスチック・バッファの周方向膨張を制限し、プラスチック・バッファを半径方向に膨張するようにさせ、また、プラスチック・バッファの半径方向の膨張は、隣接するコイル層の膨張または収縮に影響を及ぼし得る。更に、光ファイバコイルの外径は、概して、光ファイバ・コイルの中心軸から離れるように半径方向に膨張するが、光ファイバ・コイルの内径は、概して、光ファイバ・コイルの中心軸に向かって半径方向に膨張する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって熱により誘起される歪によるセンシング・コイルの温度感度を最小限に抑える、光ファイバ・ジャイロスコープ内のセンシング・コイル用の巻線パターンを提供することが望ましい。加えて熱により誘起される歪によるセンシング・コイルの温度感度を最小限に抑える、光ファイバ・ジャイロスコープ用のセンシング・コイルの巻き付け方法を提供することが望ましい。さらに、本発明の他の望ましい特徴および特性は、添付の図面および本発明のこの背景技術と合わせて、以下の本発明の詳細な説明および添付の特許請求の範囲から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）システムのためのセンシング・コイルおよびセンシング・コイルの巻き付け方法が提供される。例示的な実施形態において、或る巻方向を有する光ファイバの複数の層を備える、互いに反対の方向に伝搬する光線を案内するＦＯＧセンシング・コイルが提供される。複数の層は内側層と、中間層と、外側層とを備える。中間層は、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成された光ファイバの第１の端部および第２の端部を備える。内側層、中間層、および外側層のうちの少なくとも１つが、巻方向を保ちつつ、内側層、中間層、および外側層のうちの異なる１つと結合される。
【００１０】
他の例示的な実施形態において、或る巻方向を有するＦＯＧセンシング・コイルを形成するように、第１および第２の接続端を有する光ファイバを巻き付ける方法が提供される。本方法は、センシング・コイルの中間層から光ファイバの第１および第２のセグメントを外して、第１および第２の入力ならびに第１および第２の入力にそれぞれに隣接する第３および第４の接続端を作製するステップと、巻方向を保ちつつ、接続端の各々を接続端のうちの異なる１つと結合するステップとを含む。
【００１１】
さらに他の例示的実施形態において、或る巻方向を有する光ファイバの複数の実質的に同心の巻線を備える、互いに反対の方向に伝搬する光線を案内するＦＯＧセンシング・コイルが提供される。複数の同心の巻線は、内側巻線と、中間巻線と、外側巻線とを備える。中間巻線は、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成された第１および第２の入力端を備える。内側巻線、中間巻線、および外側巻線のうちの少なくとも１つが、巻方向を保ちつつ、内側巻線、中間巻線、および外側巻線のうちの異なる１つと結合されている。
【００１２】
以下の図面と関連して本発明を以下に説明するが、同様の番号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の以下の詳細な説明は事実上あくまでも例示であり、本発明または本発明の適用および用途を限定しようとするものではない。さらに、本発明の前述の背景技術または本発明の以下の詳細な説明に示されるいかなる理論によっても制約されるものではない。
【００１４】
光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）のためのセンシング・コイルおよびセンシング・コイルの巻き付け方法が提供される。一般に、センシング・コイルは、単一の巻方向を有し、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成された第１および第２の入力端を有する光ファイバの複数の層を備える。複数の層は、内側層と、中間層と、外側層とを備える。第１および第２の入力端は中間層に配置される。内側層、中間層、および外側層のうちの少なくとも１つが、巻方向を保ちつつ、内側層、中間層、および外側層のうちの異なる１つと結合される。
【００１５】
ここで図を参照すると、図１は、本発明の例示的実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）用のセンシング・コイル１０の斜視図である。センシング・コイル１０は、以下により詳細に説明する第１および第２の入力端と、これらの入力端間に一つの光路を形成する光ファイバ巻線の複数の層１２とを備える。入力端はＦＯＧの光回路（例えば、光ビーム・スプリッタ／コンバイナ）に結合し、それにより、互いに反対の方向に伝搬する光線を受光するように構成されている。例示的実施形態において、センシング・コイル１０は実質的に円筒状であり、光ファイバ巻線の層１２は、一つの巻方向（例えば時計回りまたは反時計回り）のセンシング・コイル１０の長軸２８に対して実質的に同心となるように編成される。
【００１６】
センシング・コイル１０は、通常、光ファイバで構成されている。光ファイバは、光導波路を形成する異なる光学屈折率を有する内側コア領域と外側クラッドとを有するガラスのストランドである。プラスチック・コーティングまたはジャケットは、外側ガラスを被覆して光ファイバを環境要因から保護する。一般に、光ファイバは、具体的にはボビン上に巻き付けられ、接着され、硬化されてセンシング・コイル１０を形成するが、他の方法を用いて光ファイバからセンシング・コイル１０を作製することもできる。
【００１７】
一般に、光ファイバ巻線の層１２は、センシング・コイル１０の長軸２８に対する層の場所に基づいて、内側層１４と、中間層１６と、外側層１８とを含むが、必ずしもこれに限定されない。例えば、内側層１４は長軸２８の近くに配置され、中間層１６は長軸２８から中程度に離れて配置され、外側層１８は長軸２８から遠くに配置される。ＦＯＧにおいて、層１２は、センシング・コイル１０を支持するハブの周囲に位置し、接着剤でハブに貼着され得る。
【００１８】
図２はセンシング・コイルの層上の周方向の歪を図示するグラフである。センシング・コイルの様々な層上の周方向の歪が、４つの異なる温度、すなわち、２３℃、３０℃、４０℃および５０℃に対して示されている。歪は、センシング・コイルの内側層の負の値（例えば、光ファイバの圧縮に関連する）から、センシング・コイルの中径あたりの歪のないコイル層領域に対するゼロ歪を経て、外側コイル層の正の値（例えば、コイル・ファイバの膨張に関連する）へと変化する。一般に、無抑制のコイル層の数は、温度が上昇するにつれて減少する。本発明およびセンシング・コイル巻線パターンの以下の例示的実施形態によれば、従来の巻線パターンを変更して、センシング・コイルの入力端を、応力がかなり低い中間層へ移し、内側層および外側層からの端部を、一つの巻方向を有する一つの光路を保つように、多様な構成で結合することにより、バイアス誤差を低減することができる。
【００１９】
図１に示されたセンシング・コイル１０は、光ファイバ・ピグテール２０、２２、２４および２６を備える非接続構成を有する。内側層１４からの巻線が分割されて第１の対の端部２０が作られ、中間層１６からの巻線が分割されて第２および第３の対の端部２２、２４が作られ、外側層１８からの巻線が分割されて第４の対の端部２６が作られる。例示的実施形態において、内側層１４巻線はセンシング・コイル１０の最も内側の巻線であり、中間層１６はセンシング・コイル１０の中間径の巻線であり、外側層１８はセンシング・コイル１０の最も外側の巻線である。それぞれの層１４、１６、１８からの他の巻線を用いてもよい。センシング・コイル１０のいくつかの構成において、層１４、１６、１８のうちの１つからの１対の端部は非分割状態で残し、かかる対の端部が互いに接続された状態で残るようにしてもよい。センシング・コイル１０の構成のすべてについて、端部２０、２２、２４、２６のうちの様々な接続部を互いに結合し、１対の端部２２、２４をセンシング・コイル１０の入力として残し、センシング・コイル１０の一つの巻方向を保つ。
【００２０】
図３は、本発明の第１の例示的実施形態によるセンシング・コイル３０の巻線パターンの概略図である。センシング・コイル３０は、センシング・コイル３０の中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端３２、３４と、第１および第２の入力端３２、３４にそれぞれ実質的に隣接する、中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端３６、３８と、センシング・コイル３０の内側層（Ｉ）の第３および第４の接続端４０、４２と、外側層（Ｏ）の第５および第６の接続端４４、４６とを備える。入力端３２、３４は、ＦＯＧの光回路と結合するように構成され、接続端３６および４２と、３８および４０と、４４および４６とは、互いに結合するように構成される。この第１の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端３２、３４においてセンシング・コイル３０へ入る光線は、内側層（Ｉ）の接続端４０、４２に、その後中間層（Ｍ）の接続端３８、３６に、その後外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後中間層（Ｍ）の接続端３６、３８に、その後内側層（Ｉ）の接続端４２、４０に、その後入力端３４、３２にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２１】
図４は、本発明の第２の例示的実施形態によるセンシング・コイル５０巻線パターンの概略図である。センシング・コイル５０は、センシング・コイル５０の中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端３２、３４と、第１および第２の入力端３２、３４に実質的に隣接する、中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端３６、３８と、内側層（Ｉ）の第３および第４の接続端４０、４２と、外側層（Ｏ）の第５および第６の接続端４４、４６とを備える。入力端３２、３４は、ＦＯＧの光回路と結合するように構成され、接続端４０および４６と、４２および４４と、３６および３８とは、互いに結合するように構成されている。この第２の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端３２、３４においてセンシング・コイル５０に入る光線は、内側層（Ｉ）の接続端４０、４２に、その後外側層（Ｏ）の接続端４６、４４に、その後中間層（Ｍ）の接続端３６、３８に、その後外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後内側層（Ｉ）の接続端４２、４０に、その後入力端３４、３２にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２２】
図５は、本発明の第３の例示的実施形態によるセンシング・コイル６０巻線パターンの概略図である。センシング・コイル６０は、中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端５２、５４と、第１および第２の入力端５２、５４にそれぞれ実質的に隣接する中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端５６、５８と、外側層（Ｏ）の第３および第４の接続端４４、４６とを備える。第１および第２の入力端５２、５４は、ＦＯＧの光回路と結合するように構成され、第１の接続端５６は第３の接続端４４に結合され、第２の接続端５８は第４の接続端４６に結合される。この第３の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端５４、５２においてセンシング・コイル６０へ入る光線は、外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後中間層（Ｍ）の接続端５６、５８に、その後外側層（Ｏ）の接続端４６、４４に、その後入力端５２、５４にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２３】
図６は、本発明の第４の例示的実施形態によるセンシング・コイル７０巻線パターンの概略図である。センシング・コイル７０は、中間層（Ｍ）の第１および第２の入力端５２、５４と、第１および第２の入力端５２、５４にそれぞれ実質的に隣接する中間層（Ｍ）の第１および第２の接続端５６、５８と、内側層（Ｉ）の第３および第４の接続端４０、４２と、外側層（Ｏ）の第５および第６の接続端４４、４６とを備える。第１の接続端５６は第２の接続端５８に結合され、第３の接続端４０は第６の接続端４６に結合され、第４の接続端４２は第５の接続端４４に結合される。この第４の例示的実施形態では、中間層（Ｍ）の入力端５４、５２においてセンシング・コイル７０に入る光線は、外側層（Ｏ）の接続端４４、４６に、その後内側層（Ｉ）の接続端４２、４０に、その後中間層（Ｍ）の接続端５８、５６に、その後内側層（Ｉ）の接続端４０、４２に、その後外側層（Ｏ）の接続端４６、４４に、その後入力端５２、５４にそれぞれに伝搬し、かかる光線の各々は一つの巻方向を保つ。
【００２４】
図７は、本発明の例示的実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用のセンシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。この方法は１００から開始する。ステップ１０５で、光ファイバの第１のセグメントがセンシング・コイル１０（図１）から外され、好ましくは、第１のセグメントはファイバの中間点を中心に対称である。ステップ１１０で、内側層１４（図１）が、外された第１のセグメントに隣接するファイバ上の点を起点として巻き付けられる。ステップ１１５で、光ファイバの第２のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第１半部から）外される。ステップ１２０で、光ファイバの第３のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第２半部から）外される。ステップ１２５で、センシング・コイル１０（図１）の外側層１８（図１）が、一つの巻方向を保ちつつ、外された第２および第３のセグメントの端部に隣接するファイバ上の点を起点として巻き付けられる。ステップ１３０で、光ファイバの第４のセグメントが外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第１半部から）外されて、第１の外側接続端が作られる。ステップ１３５で、光ファイバの第５のセグメントが外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から（例えば、ファイバの第２半部から）外されて、第２の外側接続端が作られる。
【００２５】
ステップ１４０で、内側層１４（図１）におけるファイバの第１のセグメントが分割されて、第１および第２の内側接続端が作られる。ステップ１４５で、外されたファイバの第２のセグメントが分割されて、第１の中間入力端および第１の中間接続端が作られる。ステップ１５０で、外されたファイバの第３のセグメントが分割されて、第２の中間入力端および第２の中間接続端が作られる。
【００２６】
ステップ１５５で、第１の内側接続端と第２の中間接続端とが、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。ステップ１６０で、第２の内側接続端と第１の中間接続端とが、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。ステップ１６５で、第１および第２の外側接続端が結合される。
【００２７】
図８は、本発明の他の例示的実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用センシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。この方法は２００から開始する。ステップ２０５で、センシング・コイル１０（図１）の内側層１４（図１）が、ファイバの中間点を起点として巻き付けられる。ステップ２１０で、ファイバの第１半部からの光ファイバの第１のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から外される。ステップ２１５で、ファイバの第２半部からの光ファイバの第２のセグメントが、中間層１６（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）から外される。ステップ２２０で、センシング・コイル１０（図１）の外側層１８（図１）が、一つの巻方向を保ちつつ、外された第１および第２のセグメントに隣接するファイバ上の点を起点として巻き付けられる。ステップ２２５で、光ファイバの第３のセグメントが、外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）のファイバの第１半部から外されて、第１の外側接続端が作られる。ステップ２３０で、光ファイバの第４のセグメントが、外側層１８（図１）においてセンシング・コイル１０（図１）のファイバの第２半部から外されて、第２の外側接続端が作られる。
【００２８】
ステップ２３５で、外されたファイバの第１のセグメントが分割されて、第１の中間入力端および第１の接続端が作られる。ステップ２４０で、外されたファイバの第２のセグメントが分割されて、第２の中間入力端および第２の接続端が作られる。
【００２９】
ステップ２４５で、第１の中間入力端および第２の外側接続端が、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。ステップ２５０で、第２の中間入力端および第１の外側接続端が、一つの巻方向を保ちつつ、結合される。
【００３０】
上記の本発明の詳細な説明において、少なくとも１つの例示的実施形態を提示したが、多数の変形例が存在することは理解されよう。また、例示的実施形態はあくまでも一例であって、本発明の範囲、適用または構成をいかようにも限定しようとするものではないことも理解されよう。むしろ、上記の詳細な説明は、当業者に本発明の例示的実施形態を実施するための有用な指針を提供するものである。添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、例示的実施形態に記載された要素の機能および構成に様々な変更を加え得ることは理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用のセンシング・コイルの斜視図である。
【図２】図２は、センシング・コイルの層上の周方向歪を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の第１の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図４】図４は、本発明の第２の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図５】図５は、本発明の第３の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図６】図６は、本発明の第４の例示的な実施形態によるセンシング・コイル巻線パターンの概略図である。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用センシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。
【図８】図８は、本発明の他の例示的な実施形態による光ファイバ・ジャイロスコープ用センシング・コイルの巻き付け方法のフロー図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対の方向に伝搬する光線を案内する光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）・センシング・コイル（１０)であって、
或る巻方向を有する光ファイバの複数の層（１２）を備え、前記複数の層が、内側層（１４）と、中間層（１６）と、外側層（１８）とを備え、前記中間層が、前記互いに反対の方向に伝搬する光線を受けるように構成された第１の入力端および第２の入力端（３２、３４、５２、５４）を備え、
前記内側層、前記中間層、および前記外側層のうちの少なくとも１つが、前記巻方向を保ちつつ、前記内側層、前記中間層、および前記外側層のうちの異なる１つと結合される、
光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）・センシング・コイル。
【請求項２】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接する第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接する第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４２）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４０）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項３】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接する第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接し、前記第１の接続端に結合される第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
第３の接続端（４０）と、
前記第３の接続端に隣接する第４の接続端（４２）と
を備え、さらに
前記外側層が、
前記第４の接続端に結合される第５の接続端（４４）と、
前記第３の接続端に結合される第６の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項４】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（５２）に隣接する第１の接続端（５６）と、
前記第２の入力端（５４）に隣接する第２の接続端（５８）と
をさらに備え、
前記外側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４４）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項５】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（３２）の前にある第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（３４）の後にある第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４２）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の前にあり、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４０）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項６】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（３２）の前にある第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（３４）の後にあり、前記第１の接続端と結合される第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
第３の接続端（４０）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の後にある第４の接続端（４２）と
を備え、さらに
前記外側層が、
前記第４の接続端に結合される第５の接続端（４４）と、
前記第５の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第５の接続端の後にあり、前記第３の接続端に結合される第６の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項７】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（５２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（５２）の後にある第１の接続端（５６）と、
前記第２の入力端（５４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（５４）の前にある第２の接続端（５８）と
をさらに備え、
前記外側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４４）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の後にあり、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項８】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（５２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（５２）の後にある第１の接続端（５６）と、
前記第２の入力端（５４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（５４）の前にあり、前記第１の接続端に結合される第２の接続端（５８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
第３の接続端（４０）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の後にある第４の接続端（４２）と
を備え、さらに
前記外側層が、
前記第４の接続端に結合される第５の接続端（４４）と、
前記第５の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第５の接続端の後にあり、前記第３の接続端に結合される第６の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項９】
或る巻方向を有する光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）・センシング・コイルを形成するように、第１および第２の接続端を有する光ファイバを巻き付ける方法であって、
センシング・コイルの中間層から第１および第２のセグメントを外して（１１５、１２０）、第１および第２の入力と、前記第１および第２の入力にそれぞれ隣接する第３および第４の接続端を作製するステップと、
巻方向を保ちつつ、前記接続端の各々を、前記接続端のうちの異なる１つと結合するステップと
を備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記センシング・コイルの内側層から第３のセグメントを外して（１０５）、第５および第６の接続端を作製するステップをさらに備える方法。
【請求項１】
互いに反対の方向に伝搬する光線を案内する光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）・センシング・コイル（１０)であって、
或る巻方向を有する光ファイバの複数の層（１２）を備え、前記複数の層が、内側層（１４）と、中間層（１６）と、外側層（１８）とを備え、前記中間層が、前記互いに反対の方向に伝搬する光線を受けるように構成された第１の入力端および第２の入力端（３２、３４、５２、５４）を備え、
前記内側層、前記中間層、および前記外側層のうちの少なくとも１つが、前記巻方向を保ちつつ、前記内側層、前記中間層、および前記外側層のうちの異なる１つと結合される、
光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）・センシング・コイル。
【請求項２】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接する第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接する第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４２）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４０）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項３】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接する第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接し、前記第１の接続端に結合される第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
第３の接続端（４０）と、
前記第３の接続端に隣接する第４の接続端（４２）と
を備え、さらに
前記外側層が、
前記第４の接続端に結合される第５の接続端（４４）と、
前記第３の接続端に結合される第６の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項４】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（５２）に隣接する第１の接続端（５６）と、
前記第２の入力端（５４）に隣接する第２の接続端（５８）と
をさらに備え、
前記外側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４４）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項５】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（３２）の前にある第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（３４）の後にある第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４２）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の前にあり、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４０）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項６】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（３２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（３２）の前にある第１の接続端（３６）と、
前記第２の入力端（３４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（３４）の後にあり、前記第１の接続端と結合される第２の接続端（３８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
第３の接続端（４０）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の後にある第４の接続端（４２）と
を備え、さらに
前記外側層が、
前記第４の接続端に結合される第５の接続端（４４）と、
前記第５の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第５の接続端の後にあり、前記第３の接続端に結合される第６の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項７】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（５２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（５２）の後にある第１の接続端（５６）と、
前記第２の入力端（５４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（５４）の前にある第２の接続端（５８）と
をさらに備え、
前記外側層が、
前記第１の接続端に結合される第３の接続端（４４）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の後にあり、前記第２の接続端に結合される第４の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項８】
請求項１に記載のＦＯＧセンシング・コイルであって、
前記中間層が、
前記第１の入力端（５２）に隣接し、前記巻方向において前記第１の入力端（５２）の後にある第１の接続端（５６）と、
前記第２の入力端（５４）に隣接し、前記巻方向において前記第２の入力端（５４）の前にあり、前記第１の接続端に結合される第２の接続端（５８）と
をさらに備え、
前記内側層が、
第３の接続端（４０）と、
前記第３の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第３の接続端の後にある第４の接続端（４２）と
を備え、さらに
前記外側層が、
前記第４の接続端に結合される第５の接続端（４４）と、
前記第５の接続端に隣接し、前記巻方向において前記第５の接続端の後にあり、前記第３の接続端に結合される第６の接続端（４６）と
を備える、
ＦＯＧセンシング・コイル。
【請求項９】
或る巻方向を有する光ファイバ・ジャイロスコープ（ＦＯＧ）・センシング・コイルを形成するように、第１および第２の接続端を有する光ファイバを巻き付ける方法であって、
センシング・コイルの中間層から第１および第２のセグメントを外して（１１５、１２０）、第１および第２の入力と、前記第１および第２の入力にそれぞれ隣接する第３および第４の接続端を作製するステップと、
巻方向を保ちつつ、前記接続端の各々を、前記接続端のうちの異なる１つと結合するステップと
を備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記センシング・コイルの内側層から第３のセグメントを外して（１０５）、第５および第６の接続端を作製するステップをさらに備える方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００８−５４２７１９（Ｐ２００８−５４２７１９Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１３６３９（Ｐ２００８−５１３６３９）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１９９９４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３０３９７
【国際公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１９９９４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３０３９７
【国際公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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