(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の変位を計測する変位計であって、
回転可能な反射面を有し、振れ角０°から振れ角±θｍａｘの範囲を往復運動する可動反射部と、
前記対象物に取り付けられており、前記反射面で反射した光を検出する第１検出部と、
低レベル信号及び高レベル信号の一方である第１信号及び低レベル信号及び高レベル信号の他方である第２信号を出力可能な第１部分を有する回路と、
を備え、
前記回路は、前記第１検出部の検出結果に基づいて信号を出力し、
前記第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第１部分は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、
前記対象物が前記振れ角０°に直交する方向に変位したとき、前記第１部分からの信号のデューティ比が変化することに基づいて、前記振れ角０°に直交する方向の変位を計測する、変位計。
【請求項２】
請求項１に記載の変位計において、
前記回路は、第１入力部及び第１出力部を有する第１フリップフロップを含み、
前記第１フリップフロップの前記第１入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、前記第１部分であり、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させる変位計。
【請求項３】
請求項１に記載の変位計において、
前記可動反射部から見た場合に前記第１検出部とは異なる方向にあり、前記可動反射部からの光を検出する第２検出部を備え、
前記回路の前記第１部分は、前記第１信号を出力している間に前記第２検出部が光を検出した場合、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、かつ前記第２信号を前記第１信号に反転させず、
前記回路の前記第１部分は、前記第２信号を出力している間に前記第２検出部が光を検出した場合、
前記第１検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第２信号を前記第１信号に反転させ、又は
前記第１検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第１信号を前記第２信号に反転させる変位計。
【請求項４】
請求項３に記載の変位計において、
前記第２検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第１部分は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させる変位計。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の変位計において、
前記回路は、低レベル信号及び高レベル信号の一方である第３信号及び低レベル信号及び高レベル信号の他方である第４信号を出力可能な第２部分を有し、
前記第２検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第２部分は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させ、
前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させ、
前記回路の前記第２部分は、前記第３信号を出力している間に前記第１検出部が光を検出した場合、前記第３信号を前記第４信号に反転させず、かつ前記第４信号を前記第３信号に反転させず、
前記回路の前記第２部分は、前記第４信号を出力している間に前記第１検出部が光を検出した場合、
前記第２検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第４信号を前記第３信号に反転させ、又は
前記第２検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第３信号を前記第４信号に反転させる変位計。
【請求項６】
請求項５に記載の変位計において、
前記第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第２部分は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させず、
前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させる変位計。
【請求項７】
請求項３又は４に記載の変位計において、
前記回路は、第１入力部、第２入力部及び第１出力部を有する第１フリップフロップを含み、
前記第１フリップフロップの前記第１入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第２入力部には、前記第２検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、前記第１部分であり、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、
前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、又は
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させず、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されるタイミングと前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されるタイミングが互いに異なっている変位計。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の変位計において、
前記回路は、第１入力部、第２入力部及び第１出力部を有する第１フリップフロップと、第３入力部、第４入力部及び第２出力部を有する第２フリップフロップを含み、
前記第１フリップフロップの前記第１入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第２入力部には、前記第２検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、前記第１部分であり、
前記第２フリップフロップの前記第３入力部には、前記第２検出部からの信号が入力され、
前記第２フリップフロップの前記第４入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第２フリップフロップの前記第２出力部は、前記第２部分であり、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、
前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、又は
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させず、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されるタイミングと前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されるタイミングが互いに異なっており、
前記第２検出部からの信号が前記第３入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第２フリップフロップの前記第２出力部は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させ、
前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させ、
前記第１検出部からの信号が前記第４入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第２フリップフロップの前記第２出力部は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させず、かつ前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させ、又は
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させ、かつ前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させず、
前記第２検出部からの信号が前記第３入力部に入力されるタイミングと前記第１検出部からの信号が前記第４入力部に入力されるタイミングが互いに異なっている変位計。
【請求項９】
対象物の変位を計測する方法であって、
回転可能な反射面を有し、振れ角０°から振れ角±θｍａｘの範囲を往復運動する可動反射部を準備し、
前記反射面で反射した光を検出する第１検出部を前記対象物に取り付け、
低レベル信号及び高レベル信号の一方である第１信号及び低レベル信号及び高レベル信号の他方である第２信号を出力可能な第１部分を有する回路を準備し、前記回路の前記第１部分からの信号に基づいて前記対象物の変位を計測し、
前記回路は、前記第１検出部の検出結果に基づいて信号を出力し、
前記第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第１部分は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、
前記対象物が前記振れ角０°に直交する方向に変位したとき、前記第１部分からの信号のデューティ比が変化することに基づいて、前記振れ角０°に直交する方向の変位を計測する、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記回路は、第１入力部及び第１出力部を有する第１フリップフロップを含み、
前記第１フリップフロップの前記第１入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、前記第１部分であり、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させる、方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、
前記可動反射部からの光を検出する第２検出部を、前記可動反射部から見た場合に前記第１検出部とは異なる方向に設け、
前記回路の前記第１部分は、前記第１信号を出力している間に前記第２検出部が光を検出した場合、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、かつ前記第２信号を前記第１信号に反転させず、
前記回路の前記第１部分は、前記第２信号を出力している間に前記第２検出部が光を検出した場合、
前記第１検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第２信号を前記第１信号に反転させ、又は
前記第１検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第１信号を前記第２信号に反転させる、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記第２検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第１部分は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させる、方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の方法において、
前記回路は、低レベル信号及び高レベル信号の一方である第３信号及び低レベル信号及び高レベル信号の他方である第４信号を出力可能な第２部分を有し、
前記第２検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第２部分は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させ、
前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させ、
前記回路の前記第２部分は、前記第３信号を出力している間に前記第１検出部が光を検出した場合、前記第３信号を前記第４信号に反転させず、かつ前記第４信号を前記第３信号に反転させず、
前記回路の前記第２部分は、前記第４信号を出力している間に前記第１検出部が光を検出した場合、
前記第２検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第４信号を前記第３信号に反転させ、又は
前記第２検出部が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで前記第３信号を前記第４信号に反転させる、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、前記回路の前記第２部分は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させず、
前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させる、方法。
【請求項１５】
請求項１１又は１２に記載の方法において、
前記回路は、第１入力部、第２入力部及び第１出力部を有する第１フリップフロップを含み、
前記第１フリップフロップの前記第１入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第２入力部には、前記第２検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、前記第１部分であり、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、
前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、又は
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させず、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されるタイミングと前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されるタイミングが互いに異なっている、方法。
【請求項１６】
請求項１３又は１４に記載の方法において、
前記回路は、第１入力部、第２入力部及び第１出力部を有する第１フリップフロップと、第３入力部、第４入力部及び第２出力部を有する第２フリップフロップを含み、
前記第１フリップフロップの前記第１入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第２入力部には、前記第２検出部からの信号が入力され、
前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、前記第１部分であり、
前記第２フリップフロップの前記第３入力部には、前記第２検出部からの信号が入力され、
前記第２フリップフロップの前記第４入力部には、前記第１検出部からの信号が入力され、
前記第２フリップフロップの前記第２出力部は、前記第２部分であり、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、
前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、
前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第１フリップフロップの前記第１出力部は、
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させず、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させ、又は
前記第１信号を出力しているときは、前記第１信号を前記第２信号に反転させ、かつ前記第２信号を出力しているときは、前記第２信号を前記第１信号に反転させず、
前記第１検出部からの信号が前記第１入力部に入力されるタイミングと前記第２検出部からの信号が前記第２入力部に入力されるタイミングが互いに異なっており、
前記第２検出部からの信号が前記第３入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第２フリップフロップの前記第２出力部は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させ、
前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させ、
前記第１検出部からの信号が前記第４入力部に入力されたタイミングにおいて、前記第２フリップフロップの前記第２出力部は、
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させず、かつ前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させ、又は
前記第３信号を出力しているときは、前記第３信号を前記第４信号に反転させ、かつ前記第４信号を出力しているときは、前記第４信号を前記第３信号に反転させず、
前記第２検出部からの信号が前記第３入力部に入力されるタイミングと前記第１検出部からの信号が前記第４入力部に入力されるタイミングが互いに異なっている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位計及び対象物の変位を計測する方法に関し、とくに、対象物の変位を光により計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物の変位を計測するために光を用いることがある。例えば特許文献１では、三角測量に基づいて、対象物の変位を光により計測している。具体的には、光源から対象物に光を照射する。対象物からの反射光を検出部により検出する。検出部は、２次元的に配列された複数の画素を含んでいる。複数の画素のいずれの画素が光を検出したかに基づいて、対象物の位置を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２７８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、対象物の変位を光により計測するための新規な方法を検討した。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新規な方法に基づいて、対象物の変位を光により計測することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る変位計は、可動反射部、第１検出部及び回路を備える。可動反射部は、回転可能な反射面を有している。第１検出部は、対象物に取り付けられている。第１検出部は、可動反射部の反射面で反射した光を検出する。回路は、第１部分を有する。回路の第１部分は、第１信号及び第２信号を出力可能である。第１信号は、高レベル信号及び低レベル信号の一方である。第２信号は、高レベル信号及び低レベル信号の他方である。第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、回路の第１部分は、第１信号を出力しているときは、第１信号を第２信号に反転させる。第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、回路の第１部分は、第２信号を出力しているときは、第２信号を第１信号に反転させる。
【０００７】
本発明に係る方法では、回転可能な反射面を有する可動反射部を準備する。第１検出部を対象物に取り付ける。第１検出部は、可動反射部の反射面で反射した光を検出する。第１部分を有する回路を準備する。回路の第１部分は、第１信号及び第２信号を出力可能である。第１信号は、高レベル信号及び低レベル信号の一方である。第２信号は、高レベル信号及び低レベル信号の他方である。第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、回路の第１部分は、第１信号を出力しているときは、第１信号を第２信号に反転させる。第１検出部が光を検出したタイミングにおいて、回路の第１部分は、第２信号を出力しているときは、第２信号を第１信号に反転させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、新規な方法に基づいて、対象物の変位を光により計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る変位計を説明するための図である。
【図２】第１の実施形態に係る変位計を説明するための図である。
【図３】図１及び図２に示した回路の一例を説明するための図である。
【図４】図３に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図５】ＪＫフリップフロップのＱの信号のデューティ比と第１検出部の位置の関係の一例を示す図である。
【図６】図１及び図２に示した可動反射部の詳細の一例を示す図である。
【図７】図１及び図２に示した変位計の計測結果を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る変位計を説明するための図である。
【図９】図８に示した回路の第１例を説明するための図である。
【図１０】図９に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図１１】図８に示した回路の第２例を説明するための図である。
【図１２】図１１に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図１３】図８に示した回路の第３例を説明するための図である。
【図１４】図１３に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図１５】図８に示した回路の第４例を説明するための図である。
【図１６】図１５に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図１７】図８に示した回路の第５例を説明するための図である。
【図１８】図１７に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図１９】図８に示した回路の第６例を説明するための図である。
【図２０】図１９に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図２１】図８に示した回路の第７例を説明するための図である。
【図２２】図２１に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図２３】図８に示した回路の第８例を説明するための図である。
【図２４】図２３に示した回路を備える変位計の動作を説明するための図である。
【図２５】図８の第１の変形例を示す図である。
【図２６】図８の第２の変形例を示す図である。
【図２７】図８の第３の変形例を示す図である。
【図２８】図８の第４の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係る変位計を説明するための図である。図３は、図１及び図２に示した回路４０の一例を説明するための図である。図４は、図３に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図１及び図２に示すように、変位計は、可動反射部２０、第１検出部３２及び回路４０を備えている。可動反射部２０は、回転可能な反射面を有する。第１検出部３２は、対象物Ｔに取り付けられている。第１検出部３２は、可動反射部２０の反射面で反射した光を検出する。回路４０は、低レベル信号及び高レベル信号を出力可能な第１部分（図３に示す例では、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ）を有する。第１検出部３２が光を検出したタイミングにおいて、回路４０の第１部分は、低レベル信号を出力しているときは、低レベル信号を高レベル信号に反転させる。これに対して、第１検出部３２が光を検出したタイミングにおいて、回路４０の第１部分は、高レベル信号を出力しているときは、高レベル信号を低レベル信号に反転させる。以下、詳細に説明する。
【００１２】
なお、本実施形態において、低レベル信号及び高レベル信号は、電圧である。言い換えると、低レベル信号は、第１電位の電圧であり、高レベル信号は、第１電位よりも高い第２電位の電圧である。ただし、低レベル信号及び高レベル信号は、例えば、電流であってもよい。この場合、例えば、低レベル信号は、第１直流電流であり、高レベル信号は、第１直流電流よりも大きい第２直流電流である。以下、低レベル信号及び高レベル信号が電圧として説明を行う。
【００１３】
図１及び図２に示すように、変位計は、光源１０、可動反射部２０、第１検出部３２及び回路４０を備えている。
【００１４】
光源１０は、例えばレーザダイオードである。光源１０から出射される光は、例えば赤外線である。ただし、光源１０は、可視光又は紫外線を照射してもよい。
【００１５】
光源１０からの光は、可動反射部２０の反射面で反射する。可動反射部２０の反射面は回転可能となっている。可動反射部２０は、振れ角０°から振れ角±θｍａｘ（θｍａｘ＞０）の範囲内で回転可能になっている。これにより、可動反射部２０は、０°を中心として±θｍａｘの範囲内でいずれの方向にも光を反射することができる。
【００１６】
第１検出部３２は、可動反射部２０で反射した光を検出する。第１検出部３２は、光電変換素子であり、より具体的には例えばフォトダイオードである。第１検出部３２は、対象物Ｔに取り付けられている。
【００１７】
回路４０は、第１検出部３２の検出結果に基づいて、信号を出力する。回路４０は、対象物Ｔに取り付けられていてもよいし、又は対象物Ｔから離れた領域に位置していてもよい。回路４０が対象物Ｔに取り付けられている場合、例えば、回路４０と第１検出部３２は、共通の基材に搭載されている。この場合、この基材が対象物Ｔに取り付けられる。
【００１８】
図３に示すように、回路４０は、オペアンプ４１０、抵抗４１２、キャパシタ４１４、コンパレータ４３０、ＪＫフリップフロップ４７０（第１フリップフロップ）、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４７２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４７２及びオペアンプ４７６を有している。本図に示す例において、第１検出部３２は、フォトダイオードである。
【００１９】
オペアンプ４１０、抵抗４１２及びキャパシタ４１４は、トランスインピーダンスアンプを構成している。これにより、第１検出部３２を流れる電流が電圧に変換される。詳細には、第１検出部３２のアノードは、オペアンプ４１０の反転入力端子に接続し、第１検出部３２のカソードは、接地している。抵抗４１２とキャパシタ４１４は、オペアンプ４１０の出力端子と反転入力端子の間で並列に接続されている。
【００２０】
オペアンプ４１０の出力端子からの信号は、コンパレータ４３０の非反転入力端子に入力される。コンパレータ４３０の反転入力端子は、直流電源４３２に接続している。直流電源４３２は、コンパレータ４３０の反転入力端子に基準電圧を与えている。これにより、コンパレータ４３０は、オペアンプ４１０の出力電圧が基準電圧（直流電源４３２の電圧）以上である場合は高レベル信号を出力し、オペアンプ４１０の出力電圧が基準電圧（直流電源４３２の電圧）未満である場合は低レベル信号を出力する。この場合、オペアンプ４１０からコンパレータ４３０にノイズが入力されたとしても、このノイズがＪＫフリップフロップ４７０に入力されることを抑制することができる。
【００２１】
コンパレータ４３０からの信号は、ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫ（第１入力部）に入力される。ＪＫフリップフロップ４７０のＪ（不図示）及びＪＫフリップフロップ４７０のＫ（不図示）には、高レベル信号が入力されている（Ｊ＝Ｋ＝１）。ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、高レベル信号及び低レベル信号を出力可能である。ＪＫフリップフロップ４７０の＃Ｑは、高レベル信号及び低レベル信号を出力可能である。Ｑの信号と＃Ｑの信号は、互いに反転している。
【００２２】
ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫに矩形波が入力された場合、ＪＫフリップフロップ４７０は、Ｑの信号を反転させる。ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫに矩形波が入力された場合、ＪＫフリップフロップ４７０は、＃Ｑの信号を反転させる。なお、ＪＫフリップフロップ４７０は、ＣＬＫの信号が低レベル信号から高レベル信号に反転したタイミングでＱの信号を反転させてもよいし、又はＣＬＫの信号が高レベル信号から低レベル信号に反転したタイミングでＱの信号を反転させてもよい。ＪＫフリップフロップ４７０は、ＣＬＫの信号が低レベル信号から高レベル信号に反転したタイミングで＃Ｑ信号を反転させてもよいし、又はＣＬＫの信号が高レベル信号から低レベル信号に反転したタイミングで＃Ｑの信号を反転させてもよい。
【００２３】
ＪＫフリップフロップ４７０のＱからの信号は、ＬＰＦ４７２を介してオペアンプ４７６の非反転入力端子に入力される。ＪＫフリップフロップ４７０の＃Ｑからの信号は、ＬＰＦ４７４を介してオペアンプ４７６の反転入力端子に入力される。ＬＰＦ４７２は、積分回路として機能している。詳細には、ＬＰＦ４７２からの出力は、ＪＫフリップフロップ４７０のＱからの矩形波のデューティ比に相当する。ＬＰＦ４７４は、積分回路として機能している。詳細には、ＬＰＦ４７４からの信号は、ＪＫフリップフロップ４７０の＃Ｑからの矩形波のデューティ比に相当する。オペアンプ４７６は、ＪＫフリップフロップ４７０のＱからの矩形波のデューティ比とＪＫフリップフロップ４７０の＃Ｑからの矩形波のデューティ比の差を出力している。
【００２４】
図４を用いて、本実施形態に係る変位計の動作について説明する。図１に示す例において対象物Ｔが位置する位置と図２に示す例において対象物Ｔが位置する位置は、互いに異なっている。言い換えると、図１に示す例と図２に示す例の間で、対象物Ｔは変位している。具体的には、対象物Ｔは、振れ角０°の方向に対して直交する方向に変位している。これにより、第１検出部３２も変位している。
【００２５】
図４に示す例において、θ１は、図１に示す例において第１検出部３２が位置する方向を示す。θ２は、図２に示す例において第１検出部３２が位置する方向を示す。Ｉ１（θ１）は、第１検出部３２がθ１の方向にある場合に第１検出部３２を流れる電流Ｉ（図３）を示す。Ｉ１（θ２）は、第１検出部３２がθ２の方向にある場合に第１検出部３２を流れる電流Ｉ（図３）を示す。Ｖ１（θ１）は、第１検出部３２がθ１の方向にある場合にＪＫフリップフロップ４７０のＱから出力される電圧Ｖ１（図３）を示す。Ｖ１（θ２）は、第１検出部３２がθ２の方向にある場合にＪＫフリップフロップ４７０のＱから出力される電圧Ｖ１（図３）を示す。
【００２６】
図４に示すように、第１検出部３２が図１の位置（θ１）にある場合、ＪＫフリップフロップ４７０のＱからの信号（Ｖ１（θ１））は、第１検出部３２が光を検出したタイミング（すなわち、Ｉ１（θ１）が高レベル信号になるタイミング）で反転する。第１検出部３２が図２の位置（θ２）にある場合、ＪＫフリップフロップ４７０のＱからの信号（Ｖ１（θ２））は、第１検出部３２が光を検出したタイミング（すなわち、Ｉ１（θ２）が高レベル信号になるタイミング）で反転する。
【００２７】
図４に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＱからの信号（Ｖ１（θ１）及びＶ１（θ２））のデューティ比は、第１検出部３２が位置する方向（例えばθ１及びθ２）によって変化する。このため、ＪＫフリップフロップ４７０のＱからの信号のデューティ比に基づいて、対象物Ｔの変位を計測することができる。
【００２８】
図５は、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号のデューティ比と第１検出部３２の位置の関係の一例を示す図である。本図に示す例において、位置＋１は、図１、図２及び図４に示した＋θｍａｘに相当する。これに対して位置−１は、図１、図２及び図４に示した−θｍａｘに相当する。本図に示すように、第１検出部３２の位置が−１（−θｍａｘ）から＋１（＋θｍａｘ）に向かうにつれてデューティ比は、単調に増加している。このため、デューティ比から第１検出部３２の位置（すなわち、対象物Ｔの位置）が一義的に決定される。
【００２９】
図６は、図１及び図２に示した可動反射部２０の詳細の一例を示す図である。本図に示す例において、可動反射部２０は、回転型アクチュエータ２００の可動電極２２０である。回転型アクチュエータ２００は、可動電極２２０、枠体２１０、保持部材２３０及び固定電極２４０を有している。保持部材２３０は、可動電極２２０を枠体２１０に取り付けており、かつ可動電極２２０の回転軸となる。固定電極２４０は、可動電極２２０に対向している。
【００３０】
可動電極２２０は、可動部２２２、櫛歯電極２２４ａ及び櫛歯電極２２４ｂを有している。可動部２２２は、第１辺、第１辺とは反対側の第２辺、第１辺と第２辺の間の第３辺及び第３辺とは反対側の第４辺を有している。可動部２２２の第１辺には、保持部材２３０（保持部材２３０ａ）が取り付けられている。可動部２２２の第２辺には、保持部材２３０（保持部材２３０ｂ）が取り付けられている。保持部材２３０ａ及び保持部材２３０ｂは、可動電極２２０の回転軸となる。櫛歯電極２２４ａは、可動部２２２の第３辺に取り付けられている。櫛歯電極２２４ｂは、可動部２２２の第４辺に取り付けられている。なお、本図に示す例において、枠体２１０、可動電極２２０及び保持部材２３０は一体となっている。
【００３１】
可動電極２２０は、２つの固定電極２４０（固定電極２４０ａ及び固定電極２４０ｂ）の間にある。各固定電極２４０は、固定部２４２及び櫛歯電極２４４を有している。固定電極２４０ａの櫛歯電極２４４は、櫛歯電極２２４ａに対向している。固定電極２４０ｂの櫛歯電極２４４は、櫛歯電極２２４ｂに対向している。可動電極２２０と固定電極２４０の間の電圧によって、可動電極２２０は回転する。
【００３２】
可動電極２２０の上面は、反射膜、具体的には金属膜（例えば、Ａｌ膜）を有している。可動反射部２０の反射面は、可動電極２２０のこの反射膜である。
【００３３】
図７は、図１及び図２に示した変位計の計測結果を示す図である。本図に示す例では、可動反射部２０から２．５ｍ離れた位置に対象物Ｔを位置させた。本図の変位は、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号のデューティ比に相当する。本図に示すように、０秒から約１５秒まで約６５０μｍの変位が計測され、約１５秒から約２５秒まで約４００μｍの変位が計測され、約２５秒〜約４０秒まで約１５０μｍの変位が計測された。これらの３つの時間帯のいずれにおいても、変位の最大値と変位の最小値の差は、約６０μｍとなった。このため、本図に示す変位計の分解能は約３０μｍ（６０μｍの半分）であるといえる。
【００３４】
以上、本実施形態によれば、第１検出部３２が光を検出したタイミングにおいて、ＪＫフリップフロップ４７０のＱは、低レベル信号を出力しているときは、低レベル信号を高レベル信号に反転させる。これに対して、第１検出部３２が光を検出したタイミングにおいて、ＪＫフリップフロップ４７０のＱは、高レベル信号を出力しているときは、高レベル信号を低レベル信号に反転させる。これにより、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号のデューティ比に基づいて、対象物Ｔの変位を計測することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係る変位計を説明するための図である。図９は、図８に示した回路４０の第１例を説明するための図である。図１０は、図９に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。本実施形態に係る変位計は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る変位計と同様である。
【００３６】
図８に示すように、変位計は、第２検出部３４を備えている。第２検出部３４は、可動反射部２０から見た場合に第１検出部３２とは異なる方向にある。第２検出部３４は、可動反射部２０からの光を検出する。第２検出部３４は、光電変換素子であり、より具体的には例えばフォトダイオードである。第２検出部３４は、対象物Ｔに取り付けられている。本図に示す例では、第１検出部３２及び第２検出部３４は、振れ角０°の方向に対して垂直な平面に沿って並んでいる。なお、第１検出部３２と第２検出部３４は、例えば、共通の基材に搭載されていてもよい。この場合、この基材が対象物Ｔに取り付けられる。
【００３７】
図９に示すように、回路４０は、オペアンプ４１０、抵抗４１２、キャパシタ４１４、オペアンプ４２０、抵抗４２２、キャパシタ４２４、コンパレータ４３０、直流電源４３２、コンパレータ４４０、直流電源４４２、保持回路４５２、ＡＮＤゲート４５４、ディレイライン４５６、保持回路４６２、ＡＮＤゲート４６４、ディレイライン４６６、ＪＫフリップフロップ４７０（第１フリップフロップ）、ＬＰＦ４７２、ＬＰＦ４７４、オペアンプ４７６、ＪＫフリップフロップ４８０（第２フリップフロップ）、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４８２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４８４及びオペアンプ４８６を有している。本図に示す例において、第１検出部３２及び第２検出部３４は、フォトダイオードである。本図に示す回路４０は、以下の点を除いて、図３に示した回路４０と同様である。
【００３８】
オペアンプ４２０、抵抗４２２及びキャパシタ４２４は、トランスインピーダンスアンプを構成している。これにより、第２検出部３４を流れる電流が電圧に変換される。詳細には、第２検出部３４のアノードは、オペアンプ４２０の反転入力端子に接続し、第２検出部３４のカソードは、接地している。抵抗４２２とキャパシタ４２４は、オペアンプ４２０の出力端子と反転入力端子の間で並列に接続されている。
【００３９】
オペアンプ４２０の出力端子からの信号は、コンパレータ４４０の非反転入力端子に入力される。コンパレータ４４０の反転入力端子は、直流電源４４２に接続している。直流電源４４２は、コンパレータ４４０の反転入力端子に基準電圧を与えている。これにより、コンパレータ４４０は、オペアンプ４２０の出力電圧が基準電圧（直流電源４４２の電圧）以上である場合は高レベル信号を出力し、オペアンプ４２０の出力電圧が基準電圧（直流電源４４２の電圧）未満である場合は低レベル信号を出力する。この場合、オペアンプ４２０からコンパレータ４４０にノイズが入力されたとしても、このノイズがＪＫフリップフロップ４８０に入力されることを抑制することができる。
【００４０】
コンパレータ４４０からの信号は、ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫ（第３入力部）に入力される。ＪＫフリップフロップ４８０のＪ（不図示）及びＪＫフリップフロップ４８０のＫ（不図示）には、高レベル信号が入力されている（Ｊ＝Ｋ＝１）。ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、高レベル信号及び低レベル信号を出力可能である。ＪＫフリップフロップ４８０の＃Ｑは、高レベル信号及び低レベル信号を出力可能である。Ｑの信号と＃Ｑの信号は、互いに反転している。
【００４１】
ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫに矩形波が入力された場合、ＪＫフリップフロップ４８０は、Ｑの信号を反転させる。ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫに矩形波が入力された場合、ＪＫフリップフロップ４８０は、＃Ｑの信号を反転させる。なお、ＪＫフリップフロップ４８０は、ＣＬＫの信号が低レベル信号から高レベル信号に反転したタイミングでＱの信号を反転させてもよいし、又はＣＬＫの信号が高レベル信号から低レベル信号に反転したタイミングでＱの信号を反転させてもよい。ＪＫフリップフロップ４８０は、ＣＬＫの信号が低レベル信号から高レベル信号に反転したタイミングで＃Ｑ信号を反転させてもよいし、又はＣＬＫの信号が高レベル信号から低レベル信号に反転したタイミングで＃Ｑの信号を反転させてもよい。
【００４２】
ＪＫフリップフロップ４８０のＱからの信号は、ＬＰＦ４８２を介してオペアンプ４８６の反転入力端子に入力される。ＪＫフリップフロップ４８０の＃Ｑからの信号は、ＬＰＦ４８４を介してオペアンプ４８６の非反転入力端子に入力される。ＬＰＦ４８２は、積分回路として機能している。詳細には、ＬＰＦ４８２からの出力は、ＪＫフリップフロップ４８０のＱからの矩形波のデューティ比に相当する。ＬＰＦ４８４は、積分回路として機能している。詳細には、ＬＰＦ４８４からの信号は、ＪＫフリップフロップ４８０の＃Ｑからの矩形波のデューティ比に相当する。オペアンプ４８６は、ＪＫフリップフロップ４８０のＱからの矩形波のデューティ比とＪＫフリップフロップ４８０の＃Ｑからの矩形波のデューティ比の差を出力している。
【００４３】
ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲ（第２入力部）に高レベル信号が入力されたタイミングにおいて、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、低レベル信号を出力している場合は低レベル信号を高レベル信号に反転させず、高レベル信号を出力している場合は高レベル信号を低レベル信号に反転させる。ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲ（第４入力部）に高レベル信号が入力されたタイミングにおいて、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、低レベル信号を出力している場合は低レベル信号を高レベル信号に反転させず、高レベル信号を出力している場合は高レベル信号を低レベル信号に反転させる。
【００４４】
ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲには、ＡＮＤゲート４５４からの信号がディレイライン４５６を介して入力される。ディレイライン４５６は、ＡＮＤゲート４５４からの高レベル信号を一定時間遅延させる。ＡＮＤゲート４５４には、コンパレータ４３０（第１検出部３２）からの信号が保持回路４５２を介して入力される。保持回路４５２は、コンパレータ４３０からの高レベル信号を一定時間保持する。さらに、ＡＮＤゲート４５４には、コンパレータ４４０（第２検出部３４）からの信号が入力される。
【００４５】
ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲには、ＡＮＤゲート４６４からの信号がディレイライン４６６を介して入力される。ディレイライン４６６は、ＡＮＤゲート４６４からの高レベル信号を一定時間遅延させる。ＡＮＤゲート４６４には、コンパレータ４４０（第２検出部３４）からの信号が保持回路４６２を介して入力される。保持回路４６２は、コンパレータ４４０からの高レベル信号を一定時間保持する。さらに、ＡＮＤゲート４６４には、コンパレータ４３０（第１検出部３２）からの信号が入力される。
【００４６】
図１０を用いて、本実施形態に係る変位計の動作について説明する。本図に示す例において、θ１は、第１検出部３２が位置する方向を示す。θ２は、第２検出部３４が位置する方向を示す。Ｉ１は、第１検出部３２を流れる電流Ｉ（図９）を示す。Ｉ２は、第２検出部３４を流れる電流Ｉ（図９）を示す。ＶＨ１は、保持回路４５２から出力される電圧（図９）を示す。ＶＨ２は、保持回路４６２から出力される電圧（図９）を示す。ＶＤ１は、ディレイライン４５６から出力される電圧（図９）を示す。ＶＤ２は、ディレイライン４６６から出力される電圧（図９）を示す。Ｖ１は、ＪＫフリップフロップ４７０のＱから出力される電圧（図９）を示す。Ｖ２は、ＪＫフリップフロップ４８０のＱから出力される電圧（図９）を示す。
【００４７】
図１０に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）は、当初は、θ＞θ１において高レベル信号となり、θ＜θ１において低レベル信号となっている。その後、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）が高レベル信号であるタイミングにおいてディレイライン４５６の信号（ＶＤ１）がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲに入力されると、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）は、高レベル信号から低レベル信号に反転する。その後、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）は、θ＞θ１において低レベル信号となり、θ＜θ１において高レベル信号となる。
【００４８】
詳細には、保持回路４５２は、コンパレータ４３０（第１検出部３２）からの高レベル信号（Ｉ１）をｔＨ１の間保持している（ＶＨ１）。保持回路４５２がこの信号を保持している間にコンパレータ４４０（第２検出部３４）からの高レベル信号（Ｉ２）がＡＮＤゲート４５４に入力されると、ＡＮＤゲート４５４は、高レベル信号を出力する。ディレイライン４５６は、ＡＮＤゲート４５４からの高レベル信号をΔ１だけ遅延させる。このようにして、ディレイライン４５６からの信号（ＶＤ１）がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲに入力される。
【００４９】
ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）は、当初は、θ＞θ２において低レベル信号となり、θ＜θ２において高レベル信号となっている。その後、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）が高レベル信号であるタイミングにおいてディレイライン４６６の信号（ＶＤ２）がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲに入力されると、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）は、高レベル信号から低レベル信号に反転する。その後、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）は、θ＞θ２において高レベル信号となり、θ＜θ２において低レベル信号となる。
【００５０】
詳細には、保持回路４６２は、コンパレータ４４０（第２検出部３４）からの高レベル信号（Ｉ２）をｔＨ２の間保持している（ＶＨ２）。保持回路４６２がこの信号を保持している間にコンパレータ４３０（第１検出部３２）からの高レベル信号（Ｉ１）がＡＮＤゲート４６４に入力されると、ＡＮＤゲート４６４は、高レベル信号を出力する。ディレイライン４６６は、ＡＮＤゲート４６４からの高レベル信号をΔ２だけ遅延させる。このようにして、ディレイライン４６６からの信号（ＶＤ２）がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲに入力される。
【００５１】
図１０に示す例では、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、低レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ１）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、高レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、第１検出部３２が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ１）。詳細には、回路４０は、第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫ（第１入力部）に入力されるタイミングと第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲ（第２入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００５２】
ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、低レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ２）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、高レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、第２検出部３４が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ２）。詳細には、回路４０は、第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫ（第３入力部）に入力されるタイミングと第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲ（第４入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００５３】
以上、図９及び図１０に示す例によれば、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第１検出部３２の−θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。さらに、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第２検出部３４の＋θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。
【００５４】
なお、図９及び図１０に示す例において、回路４０は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれてオペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧が増加するように設計されている。具体的には、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４７６の非反転入力端子及び反転入力端子に入力される。ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４８６の反転入力端子及び非反転入力端子に入力される。これにより、オペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれて増加する。
【００５５】
図１１は、図８に示した回路４０の第２例を説明するための図である。図１２は、図１１に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図１１に示す例では、回路４０は、保持回路４５２、ＡＮＤゲート４５４、ディレイライン４５６、保持回路４６２、ＡＮＤゲート４６４及びディレイライン４６６（図９）を有しない。
【００５６】
図１１に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲ（第２入力部）には、コンパレータ４４０（第２検出部３４）からの信号が入力される。これにより、図１２に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、第２検出部３４が光を検出したタイミングにおいて、高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ１）。図１１に示すように、ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲ（第４入力部）には、コンパレータ４３０（第１検出部３２）からの信号が入力される。これにより、図１２に示すように、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、第１検出部３２が光を検出したタイミングにおいて、高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ２）。
【００５７】
図１３は、図８に示した回路４０の第３例を説明するための図である。図１４は、図１３に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図１３に示す例において、ディレイライン４５６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４７０のＰＲＥに入力されている。ディレイライン４６６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４８０のＰＲＥに入力されている。
【００５８】
ＪＫフリップフロップ４７０のＰＲＥ（第２入力部）に高レベル信号が入力されたタイミングにおいて、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、高レベル信号を出力している場合は高レベル信号を低レベル信号に反転させず、低レベル信号を出力している場合は低レベル信号を高レベル信号に反転させる。ＪＫフリップフロップ４８０のＰＲＥ（第４入力部）に高レベル信号が入力されたタイミングにおいて、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、高レベル信号を出力している場合は高レベル信号を低レベル信号に反転させず、低レベル信号を出力している場合は低レベル信号を高レベル信号に反転させる。
【００５９】
図１４に示す例では、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、高レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ１）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、低レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、第１検出部３２が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ１）。詳細には、回路４０は、第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫ（第１入力部）に入力されるタイミングと第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲ（第２入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００６０】
ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、高レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ２）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、低レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、第２検出部３４が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ２）。詳細には、回路４０は、第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫ（第３入力部）に入力されるタイミングと第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲ（第４入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００６１】
以上、図１３及び図１４に示す例によれば、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第１検出部３２の＋θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。さらに、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第２検出部３４の−θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。
【００６２】
なお、図１３及び図１４に示す例において、回路４０は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれてオペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧が増加するように設計されている。具体的には、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４７６の反転入力端子及び非反転入力端子に入力される。ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４８６の非反転入力端子及び反転入力端子に入力される。これにより、オペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれて増加する。
【００６３】
図１５は、図８に示した回路４０の第４例を説明するための図である。図１６は、図１５に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図１５に示す例では、回路４０は、保持回路４５２、ＡＮＤゲート４５４、ディレイライン４５６、保持回路４６２、ＡＮＤゲート４６４及びディレイライン４６６（図１３）を有しない。
【００６４】
図１５に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＰＲＥ（第２入力部）には、コンパレータ４４０（第２検出部３４）からの信号が入力される。これにより、図１６に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、第２検出部３４が光を検出したタイミングにおいて、低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ１）。図１５に示すように、ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲ（第４入力部）には、コンパレータ４３０（第１検出部３２）からの信号が入力される。これにより、図１６に示すように、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、第１検出部３２が光を検出したタイミングにおいて、低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ２）。
【００６５】
図１７は、図８に示した回路４０の第５例を説明するための図である。図１８は、図１７に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図１７に示す例では、ディレイライン４５６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲに入力されている。これに対して、ディレイライン４６６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４８０のＰＲＥに入力されている。
【００６６】
図１８に示す例では、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、低レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ１）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、高レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、第１検出部３２が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ１）。詳細には、回路４０は、第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫ（第１入力部）に入力されるタイミングと第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲ（第２入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００６７】
ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、高レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ２）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、低レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、第２検出部３４が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ２）。詳細には、回路４０は、第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫ（第３入力部）に入力されるタイミングと第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲ（第４入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００６８】
以上、図１７及び図１８に示す例によれば、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第１検出部３２の−θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。さらに、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第２検出部３４の−θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。
【００６９】
なお、図１７及び図１８に示す例において、回路４０は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれてオペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧が増加するように設計されている。具体的には、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４７６の非反転入力端子及び反転入力端子に入力される。ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４８６の非反転入力端子及び反転入力端子に入力される。これにより、オペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれて増加する。
【００７０】
図１９は、図８に示した回路４０の第６例を説明するための図である。図２０は、図１９に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図１９に示す例では、回路４０は、保持回路４５２、ＡＮＤゲート４５４、ディレイライン４５６、保持回路４６２、ＡＮＤゲート４６４及びディレイライン４６６（図１７）を有しない。
【００７１】
図１９に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲ（第２入力部）には、コンパレータ４４０（第２検出部３４）からの信号が入力される。これにより、図２０に示すように、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、第２検出部３４が光を検出したタイミングにおいて、高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ１）。図１９に示すように、ＪＫフリップフロップ４８０のＰＲＥ（第４入力部）には、コンパレータ４３０（第１検出部３２）からの信号が入力される。これにより、図２０に示すように、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、第１検出部３２が光を検出したタイミングにおいて、低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ２）。
【００７２】
図２１は、図８に示した回路４０の第７例を説明するための図である。図２２は、図２１に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図２１に示した回路４０は、以下の点を除いて、図９に示した回路４０と同様である。
【００７３】
図２１に示す例において、ディレイライン４５６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４７０のＰＲＥに入力されている。ディレイライン４６６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４８０のＰＲＥに入力されている。図２２の遅延時間Δ１は、図１０の遅延時間Δ１よりも長い。図２２の遅延時間Δ２は、図１０の遅延時間Δ２よりも長い。
【００７４】
図２２に示す例では、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、低レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ１）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、高レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、第１検出部３２が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ１）。詳細には、回路４０は、第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫ（第１入力部）に入力されるタイミングと第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＰＲＥ（第２入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００７５】
ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、低レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ２）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、高レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、第２検出部３４が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで低レベル信号を高レベル信号に反転させる（Ｖ２）。詳細には、回路４０は、第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫ（第３入力部）に入力されるタイミングと第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＰＲＥ（第４入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００７６】
以上、図２１及び図２２に示す例によれば、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第１検出部３２の−θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。さらに、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第２検出部３４の＋θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。
【００７７】
なお、図２１及び図２２に示す例において、回路４０は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれてオペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧が増加するように設計されている。具体的には、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４７６の非反転入力端子及び反転入力端子に入力される。ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４８６の反転入力端子及び非反転入力端子に入力される。これにより、オペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれて増加する。
【００７８】
図２３は、図８に示した回路４０の第８例を説明するための図である。図２４は、図２３に示した回路４０を備える変位計の動作を説明するための図である。図２３に示した回路４０は、以下の点を除いて、図１３に示した回路４０と同様である。
【００７９】
図２３に示す例において、ディレイライン４５６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲに入力されている。ディレイライン４６６からの信号は、ＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲに入力されている。図２４の遅延時間Δ１は、図１４の遅延時間Δ１よりも長い。図２４の遅延時間Δ２は、図１４の遅延時間Δ２よりも長い。
【００８０】
図２４に示す例では、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、高レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ１）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４７０のＱ（第１出力部）は、低レベル信号を出力している間に第２検出部３４が光を検出した場合、第１検出部３２が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ１）。詳細には、回路４０は、第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＫ（第１入力部）に入力されるタイミングと第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４７０のＣＬＲ（第２入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００８１】
ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、高レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、信号レベルを反転させない（Ｖ２）。これに対して、ＪＫフリップフロップ４８０のＱ（第２出力部）は、低レベル信号を出力している間に第１検出部３２が光を検出した場合、第２検出部３４が光を検出したタイミングとは異なるタイミングで高レベル信号を低レベル信号に反転させる（Ｖ２）。詳細には、回路４０は、第２検出部３４からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＫ（第３入力部）に入力されるタイミングと第１検出部３２からの信号がＪＫフリップフロップ４８０のＣＬＲ（第４入力部）に入力されるタイミングが互いに異なるように設計されている。
【００８２】
以上、図２３及び図２４に示す例によれば、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号（Ｖ１）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第１検出部３２の＋θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。さらに、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号（Ｖ２）が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第２検出部３４の−θｍａｘ側を照射しているタイミングに合わせることができる。
【００８３】
なお、図２３及び図２４に示す例において、回路４０は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれてオペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧が増加するように設計されている。具体的には、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４７６の反転入力端子及び非反転入力端子に入力される。ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号及び＃Ｑの信号は、それぞれ、オペアンプ４８６の非反転入力端子及び反転入力端子に入力される。これにより、オペアンプ４７６の出力電圧及びオペアンプ４８６の出力電圧は、角度θが−θｍａｘから＋θｍａｘに向かうにつれて増加する。
【００８４】
図２５は、図８の第１の変形例を示す図である。本図に示すように、第２検出部３４は、可動反射部２０によって光が照射される範囲の中心に対して、第１検出部３２よりも外側に位置していてもよい。
【００８５】
図２６は、図８の第２の変形例を示す図である。本図に示すように、第２検出部３４は、可動反射部２０によって光が照射される範囲の中心に位置していてもよい。
【００８６】
図２７は、図８の第３の変形例を示す図である。本図に示すように、第１検出部３２と第２検出部３４は、可動反射部２０によって光が照射される範囲の中心を挟んで互いに反対側に位置していてもよい。
【００８７】
図２８は、図８の第４の変形例を示す図である。本図に示すように、第２検出部３４は、対象物Ｔに取り付けられていなくてもよい。本図に示す例では、対象物Ｔが移動すると、第１検出部３２も移動する。これに対して、第２検出部３４は、対象物Ｔが移動しても、移動しない。
【００８８】
以上、本実施形態によれば、ＪＫフリップフロップ４７０のＱの信号が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第１検出部３２の一方の側を照射しているタイミング及び可動反射部２０からの光が第１検出部３２の他方の側を照射しているタイミングの一方に合わせることができる。さらに、ＪＫフリップフロップ４８０のＱの信号が高レベル信号となるタイミングを、可動反射部２０からの光が第２検出部３４の一方の側を照射しているタイミング及び可動反射部２０からの光が第２検出部３４の他方の側を照射しているタイミングの一方に合わせることができる。
【００８９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  光源
２０  可動反射部
３２  第１検出部
３４  第２検出部
４０  回路
２００  回転型アクチュエータ
２１０  枠体
２２０  可動電極
２２２  可動部
２２４ａ  櫛歯電極
２２４ｂ  櫛歯電極
２３０  保持部材
２３０ａ  保持部材
２３０ｂ  保持部材
２４０  固定電極
２４０ａ  固定電極
２４０ｂ  固定電極
２４２  固定部
２４４  櫛歯電極
４１０  オペアンプ
４１２  抵抗
４１４  キャパシタ
４２０  オペアンプ
４２２  抵抗
４２４  キャパシタ
４３０  コンパレータ
４３２  直流電源
４４０  コンパレータ
４４２  直流電源
４５２  保持回路
４５４  ＡＮＤゲート
４５６  ディレイライン
４６２  保持回路
４６４  ＡＮＤゲート
４６６  ディレイライン
４７０  ＪＫフリップフロップ
４７２  ＬＰＦ
４７４  ＬＰＦ
４７６  オペアンプ
４８０  ＪＫフリップフロップ
４８２  ＬＰＦ
４８４  ＬＰＦ
４８６  オペアンプ
【図１】
0006746985.tif 000002
【図２】
0006746985.tif 000003
【図３】
0006746985.tif 000004
【図４】
0006746985.tif 000005
【図５】
0006746985.tif 000006
【図６】
0006746985.tif 000007
【図７】
0006746985.tif 000008
【図８】
0006746985.tif 000009
【図９】
0006746985.tif 000010
【図１０】
0006746985.tif 000011
【図１１】
0006746985.tif 000012
【図１２】
0006746985.tif 000013
【図１３】
0006746985.tif 000014
【図１４】
0006746985.tif 000015
【図１５】
0006746985.tif 000016
【図１６】
0006746985.tif 000017
【図１７】
0006746985.tif 000018
【図１８】
0006746985.tif 000019
【図１９】
0006746985.tif 000020
【図２０】
0006746985.tif 000021
【図２１】
0006746985.tif 000022
【図２２】
0006746985.tif 000023
【図２３】
0006746985.tif 000024
【図２４】
0006746985.tif 000025
【図２５】
0006746985.tif 000026
【図２６】
0006746985.tif 000027
【図２７】
0006746985.tif 000028
【図２８】
0006746985.tif 000029