JPS6111684A - 光学式表面変位検出回路 - Google Patents

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】 【産業上の利用分野】

本発明は、光学式表面変位検出回路に係り、特に、遠隔
物、一体の厚さや変位等を非接触で測定することができ
る光学式表面変位検出装置に用いるのに好適な、ビーム
走査範囲の基準位置に対応して配設された基準光検出素
子から出力される基準信号と、測定対象面によるビーム
反射光のうち、ビーム照射方向とは異なる設定方向の反
射光のみを受光するようにされた反射光検出素子から出
力される反射信号の発生時間間隔から、測定対象面の設
定方向変位を求めるための光学式表面変位検出回路の改
良に関する。

【従に句技術】

産業界における生産の自動化、ロボット導入等に伴ない
、計測のインプロセス化、高速度化、高精度化が急速に
要請されており、赤熱した鉄板の圧延工程における厚さ
のインプロセス測定のように、遠隔物体の厚さや変位等
を非接触で測定できる表面変位検出装置の必要性も大と
なっている。 このような非接触式の表面変位検出装置としては、被測
定物体に投射した光の反射光や散乱光を変位に関する信
号とする光学的変位方式を利用したもの、磁束変化、渦
電流、容量変化等、−磁気釣場の効果を利用したもの、
放射線の吸収度を利用したもの、超音波を利用したもの
等が提案されているが、被測定物体との設定距離を大き
く取れるという点では、光学的方式を利用したちのく以
下、光学式表面変位検出装置と称する）が有利でである
。 この光学式表面変位検出装置としては、種々の方式が提
案されているが、その１つに、例えば第５図に示す如く
、レーザビーム発生器２０と、該レーザビーム発生器２
０から発生されたスポット状のレニザビーム２１を、等
角速度で回転走査するための回転ミラー２２と、該回転
ミラー２２によって形成された回転走査ビーム２３が、
基準位置を走査したことを検出するための基準光検出素
子２４と、回転走査ビーム２３の測定対象面１０による
反射光のうち、測定対象面１０と垂直な方向（変位測定
方向）の反射光のみを通過させるスリット２６と、該ス
リット２６を通過した反射光の有無を検出するための反
射光検出素子２８とを備え、変位検出回路２つにより測
定される、前記基準光検出素子２４から出力される基準
信号と前記反射光検出素子２８から出力される反射信号
の発生時間間隔、即ち、回転走査ビーム２３の走査角度
θから、測定対象面１０の上下方向変位Ｘを求めるよう
にした、いわゆる、投射ビーム回転走査方式によるもの
がある。 又、前出第５図に示した投射ビーム回転走査方式におけ
る、回転走査ビーム２３の走査角度θと変位量×の関係
が光学的に非線形となり、複雑な補正が必要となるだけ
でなく、回転ミラー２２と測定対象面１０間の距離λ＋
　、　ｆｉ、　２．１．３等を計算する必要があるとい
う問題点を解消するものとして、出願人は既に実願昭５
８−１３９７０８に”おいて、第６図に示す如く、前記
回転ミラー２２と測定対象面１０の間に、前記回転ミラ
ー２２により扇状に回転走査される回転走査ビーム２３
を互いに平行な平行走査ビーム３１とするためのコリメ
ータレンズ３０を挿入することによって、回転走査ビー
ム２３の走査角度θと測定対象面１０の変位量Ｘの間に
光学的な線形関係が成立するようにして、精度の高い測
定を簡単に行うことができるようにした、投射ビーム平
１１走査方式によるものを提案している。 しかしながら、前出第５図あるいは第６図に示した光学
式表面変位検出装置のいずれにおいても、測定精度を高
精度とするためには、変位検出回路２つで基準信号と反
射信号の発生時間間隔を精度よく測定する必要があり、
そのためには、前記基準信号及び反射信号のエツジ位置
あるいは中心位置を精度よく求める必要がある。 一方、光学式測定機器におけるエツジ検出装置としては
、出願人が既に特開昭５８−１７３４０８、特願昭５８
−１０２４７７、実願昭５８−８７４２４等において、
種々の方法を提案しているが、特開昭５８−１７３４０
８で提案したような、測定対象物との相対移動時に生ず
る明暗に基づき、少なくとも２組の位相ずれ信号を発生
するよう移動面と略平行な面内に配設された４個の受光
素子からなるセンサと、前記各組の位相ずれ信号の差を
演算する第１及び第２の演算手段と、これら第１及び第
２の演算手段の出力信号の差を演算する第３の演算手段
及び和を演算する第４の演算手段と、この第４の演算手
段の出力信号が所定レベルにある間に生じる、前記第３
の演算手段の出力信号と基準レーベルのクロス信号を出
力する検知手段と、を含むエツジ検出装置は、投影機に
は適しているものの、そのまま光学式表面変位検出装置
に用いるには、構成が非常に複雑である。又、特願昭５
８−１０２４７７で提案したような、受光器を、被測定
物の映像が進む方向に二分割された２つの受光要素から
形成すると共に、これらの受光要素の出力信号を各々微
分する微分回路と、これら微分回路の出力信号の差を演
算する差動回路と、この差動回路からの出力信号を参照
信号と比較して、被測定物のエツジとなる一点を判別す
る判定回路と、を含゛むエツジ検出装置は、２つの出力
信号の波形がほぼ同じである高速度走査型レーザ測長機
には適しているものの、一般に、散乱光の関係で見掛上
の反射光径が異なるため、基準信号と反射信号の波形が
大幅に異なり、特に反射信号が非対称波形になり易い光
学式表面変位検出装置にそのまま用いるのには適してい
ない。更に、実願昭５８−８７４２４で提案したような
、光線ビームの一部を被測定物の直前で検知して、その
光量変動を電気信号に変換して出力する光量検知手段を
設けると共に、この光量検知手段を、その出力装置が判
定装置における基準信号又は受光器出力信号の補正信号
となるように光量検知手段に接続したエツジ検出装置も
、やはり、光学式表面変位検出装置にそのまま用いるの
には適していないという問題点を有していた。 又、基準信号と反射信号の波形の違いを克服するべく、
各出力信号の中間点を直接捉え、それらの間隔から時間
間隔を決定することが考えられるが、各出力信号の中間
点を検出するに際して、例えば２階微分を用いる方法は
、回路が？！雑になるだけでなく、正確な中間点を求め
るのが困難であるという問題点を有していた。 このような問題点を解消するものとして、出願人は既に
特願昭５９−２６８２７で、ビーム走査範囲の基準位置
に対応して配設された基準光検出素子から出力される基
準信号と、測定対象面によるビーム反射光のうち、ど−
ム照射方向とは異なる設定方向の反射光のみを受光する
ようにされた反射光検出素子から出力される反則信号の
発生時間間隔から、測定対象面の設定方向変位を求める
ための光学式表面変位検出回路において、前記基準信号
と２つの位置で交差する第１閾値を発生する第１設定器
と、前記反射信号と２つの位置で交差する第２閾値を発
生する第２設定器と、前記基準信号と第１閾値の２つの
交差位置を検出する第１検出器と、前記反射信号と第２
閾簡の２つの交差位置を検出する第２検出器と、各検出
器で検出される、対応づけられた一対の交差位置間に発
生するクロックパルスを計数する第１カウンタと、各検
出器で検出される、対応づけられた他の一対の交差位置
間に発生するクロックパルスを計数する第２カウンタと
、両カウンタで計数された両パルス数を演算して、前記
基準信号と反射信号の発生時間間隔を求める演紳器と、
を備えたものを提案している。 このような光学式表面変位検出回路によれば、基準信号
と反射信号の中間点を直接水めることなく、該中間点に
対応する時間間隔を、簡単な回路で精度良く求めること
ができる。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、前記のような光学式表面変位検出回路に
おいて、例えば走査ビーム中の所定位置に配設されたミ
ラーによる反射光を基準光検出素子で受光することによ
って形成される基準信号は、走査ビームの光強度分布そ
のままを光電変換したものとなり、その波形の対称性が
保証され、高精度のエツジ検出が容易であるのに対し、
反則光検出素子で受光される測定対象面からの反射光は
、ミラーによる反射光と性質が異なり、測定対象面の表
面状態１面傾き等によって拡散され、更に、反射信号の
増幅系における立上り、立下りの非対称性も加わるので
、・第７図に示す如く、反射信号の波形の対称性が保証
されず、そのエツジを高精度で検出するのは困難であっ
た。従って、同一閾値でエツジを検出しても、波形の非
対称性から基準信号側エツジに対して反射信号側エツジ
は偏位することになる。この傾向は、特に、装置構成上
、測定対象面に対する入射角と反射角が等しくなるよう
に反射光検出素子が配設されることが少ないので、なお
さらである。 従って、基準信号及び反射信号の所定位置、即ち基準位
置と測定位置とのエツジ間を捉えようとするこの種の検
出回路においては、とりわけ反射信号の所定位置を特定
することが重要であり、高精度化にあって、その影響を
除去することは必須であった。 ｒ発明の目的】 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
のであって、反射信号の波形の非対称性に拘らず、基準
信号と反射信号の発生時間間隔、即ち、表面変位を高精
度で検出することができる光学式表面変位検出回路を提
供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】 本発明は、ビーム走査範囲の基準位置に対応し′て配設
された基準光検出素子から出力される基準信号と、測定
対象面によるビーム反射光のうち、ビーム照射方向とは
異なる設定方向の反射光のみを受光するようにされた反
射光検出素子から出力される反射信号の発生時間間隔か
ら、測定対象面の設定方向変位を求めるための光学式表
面変位検出回路において、前記基準信号と２つの位置で
交差する第１閾値を発生する第１設定器と、前記基準信
号と第１閾値の２つの交差位置を検出する第１検出器と
、前記反射信号と各々２つの位置で交差する複数の第２
閾値を発生する第２設定器と、前記反射信号と各第２閾
値毎の２つの交差位置を検出する第２検出器と、前記基
準信号と第１閾値の２つの交差位置と前記反射信号と各
第２閾値毎の２つの交差位置の発生時間間隔から、前記
基準信号と反射信号の発生時間間隔の第２８値種数によ
る平均値を求める処理回路とを備え、前記平均値から測
定対象面の設定方向変位を検出するようにして、前記目
的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記第２設定器を、前記反射
光検出素子出力の平均的ピーク値を分圧して前記第２閾
値を発生するものとして、散乱光や電源変動等による基
準信号や反射信号の波高値変動の影響を受けることなく
、精度の高い測定が行えるようにしたものであ企。 更に、本発明の他の実施態様は、前記基準信号と反射信
号の発生時間間隔を、前記基準信号及び反射信号内の各
交差位置間では、設定周波数の第１クロックパルスを計
数し、前記基準信号と反射信号の対向内側交差位置間で
は、前記設定周波数の２倍の周波数の第２クロックパル
スを計数し、両クロックパルスを加算することによって
求めるようにして、非常に簡単な回路で測定が行えるよ
うにしたものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記設定周波数を、前記
第２閾値の種数に反比例するように選、択して、前記基
準信号と反射信号の発生時間間隔の第２閾値種数による
平均値が極めて容易に求められるようにしたものである
。

【作用】

本発明においては、基準信号と第１閾値の２つの交差位
置、及び、反射信号と複数の第２閾値の各々２つの交差
位置をそれぞれ検出し、前記基準信号と第１閾値の２つ
の交差位置と前記反射信号と各第２閾値毎の２つの交差
位置の発生時間間隔から、前記基準信号と反射信号の発
生ＦＲ間間隔の第２閾値種数による平均値を求め、該平
均値から測定対象面の設定方向変位を検出するようにし
たので、反射信号の波形の非対称性が補正され、該非対
称性に拘らず、表面変位を高精度で検出することができ
る。

【実施例】

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。 本実施例は、第１図に示す如く、前出第６図に示した従
来例と同様の、レーザビーム発生器２０と、回転ミラー
２２と、例えばフォトダイオードからなる基準光検出素
子２４と、スリット２６と、例えばフォトダイオードか
らなる反射光検出素子２８と、変位検出回路２９と、コ
リメータレンズ３０とを有する光学式表面変位検出装置
において、平行走査ビーム３１中の基準位置にミラー４
０を設け、該ミラー４０により前記基準光検出素子２″
８にレンズ４１及びスリット４２を介してレーザビーム
を入射するように構成すると共に、前記変位検出回路２
９を、前記基準光検出素子２４出力の基準信号Ｓａ及び
前記反射光検出素子２８出力の反射信号ｓｂを各々増幅
するアンプ４６．４８と、前記基準信号Ｓａと２つの位
置で交差する第１閾値Ｖａを発生する第１設定器５０と
、・前記基準信号３ａと第１閾値Ｖａの２つの交差位置
Ｐａ＋　、Ｐ　ａ　２を検出する第１検出器５２と、前
記反射信号ｓｂと各々２つの位置で交差する複数（実施
例では３つ）の第１閾値Ｖａ　＋　、Ｖｌ）　ｚ　、’
Ｖｂ３を発生する第２設定器５４と、前記反射信号Ｓｂ
と各第２閾値Ｖｂ　＋　、Ｖｂ　２、Ｖｂ　３毎の２つ
の交差位置（ＰＩ）＋＋、ｐｂｌｚ）、（ＰＩ）２ｔ、
Ｐｂ２２）、（ＰＩ）　３＋　、　Ｐｂ　ｓ　２　）を
検出する第２検出器５６と、第２閾値の種数（実施例で
は３つ）に反比例するように選択された設定周波数［７
、′２の第１クロックパルスを発生する第１発振器５９
と、前記設定周波数ｆ／２の２倍の周波数、即ち周波数
「の第２クロックパルスを発生する第２発振器６０と、
前記第１検出器５２で検出される２つの交差位＠Ｐａ１
〜Ｐａ　２内で、前記第１クロックパルスを選択するた
めの第１シフトレジスタ６２１．６２２．６２３及び第
１ＡＮＤゲート６４１，６４２．６４３と、前記第２検
出器５６で検出される各第２閾値Ｖｂ　＋　、Ｖｌ）　
２　、Ｖｌ）３毎の２つの交差位置Ｐｂｕ〜Ｐｂ＋２、
Ｐａ２〜Ｐｂ２１、Ｐｂ３．〜Ｐｂ３ｚ内で、やはり前
記第１クロックパルスを選択するための第２シフトレジ
スタ６６＋　、６６２．６６３及び第２ＡＮＤゲート６
８＋　、６８２．６８３と、雨検出器５２．５６の対向
内側交差位置Ｐａ２〜Ｐｂ１１、Ｐａ２〜Ｐｂ２１、Ｐ
ａ２〜Ｐｂ３１間で前記第２クロックパルスを選択する
ための第３シフトレジスタ７０＋　、７０２．７０ｓ及
び第３ＡＮＤゲート７２＋、７２２．７２３と、ＯＲゲ
ート７４１．７４２．７４３を介して前記ＡＮＤゲート
６４１．６４２．６４３．６８１．６８２．６８３．７
２１．７２２．７２３から入力されるクロックパルスを
各々計数するカウンタ７６＋、７６２．７６３と、該カ
ウンタ７６１．７６２．７６３のカウント数を合算する
加算器７８と、該加算器７８出力により、測定対象面１
０の設定方向変位量Ｘを表示する変位表示器８０とから
構成したものである。 第１図において、４４は、反射光検出素子２８に入射さ
れる反射光を集光するためのレンズである。 前記第１設定器５０は、前記アンプ４６を介して入力さ
れる基準光検出素子２４出力の平均的ピーク値を保持す
るためのピークホールド回路５０Ａと、該ピークホール
ド回路５０Ａによる保持電圧を、例えば１７′２に分圧
して前記第１閾値Ｖａを発生す“る分圧抵抗５０Ｂとか
ら構成されている。 又、前記第２設定器５４は、前記アンプ４８を介して入
力される反射光検出素子２８出力の平均的ピーク値を保
持するためのピークホールド回路５４Ａと、該ピークホ
ールド回路５４Ａによる保持電圧を分圧して複数（実施
例では３っ）の前記第２閾値Ｖｂ　＋　、　Ｖｂ　２　
、、Ｖｔ）　３を発生する分圧抵抗５４Ｂとから構成さ
れている。 前記第１検出器５２及び第２検゛出器５６は、゛一部部
用用化れており、主として前記第１検出器５２を構成す
る、前記アンプ４６を介して入力される基準光検出素子
２４出力と前記第１閾値Ｖａを比較する第１比較器５２
Ａと、主として前記第２検出器５６を構成する、前記ア
ンプ４８を介して入力される反射光検出素子２８出力と
前記第２閾値ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３をそれぞれ比較す
る第２社較器５６Ａ＋　、５６Ａ２．５６Ａ３と、該第
２比較器５６△＋　、５６Ａ２．５６Ａ３出力と前記第
１比較器５２Ａ出力を加えるためのＯＲゲート５７＋　
、５７２．５７３と、該ＯＲゲート５７＋、５７２．５
７３を介して入力される前記第１比較器５２Ａ及び第２
比較器５６Ａ＋　、５６Ａ２．５６Ａ３出力の矩形波信
号を、第２図に示す如く微分し、一方を反転して論理和
を取ることによって、又は第３図に示す如く、矩形波信
号を微小時間だけ遅延し、元の信号との排他的論理和を
取ることによって、基準信号Ｓａ又は反射信号ｓｂの立
上り及び立下り、即ち、２つの交差位置に対応するパル
ス信号（Ｐａ　ｌ、ｐａ　２）及び（ＰＩｌ＋１、ｐｂ
＋ｚ＞、（Ｐｂ　２１、ｐｂ　２２）、（Ｐｂ　３１）
Ｐｂａｚ）を発生するデジタル微分回路５８１．５８２
．５８３とから構成されている。 本実施例における各部信号波形の例を第４図に示す。図
から明らかな如く、基準信号３ａの立上りｐａ　＋とＰ
ａ　２の間の区間Ａでは１周波数ｆ／２の第１クロック
パルスを計数し、基準信号Ｓａの立下りＰａ　２と反射
信号Ｓｂの立上りＰｂ１１、Ｐｂ２＋、Ｐｂ３＋の間の
区間Ｂ＋　、Ｂ２、Ｂ３では、周波数ｆの第２クロック
パルスを計数し、反射信号ｓｂの立上りＰｂｕ、Ｐｂｚ
＋、Ｐｂ３１と立下りＰｂ　１２、ｐｂ　２２．Ｐｂ　
３２の間の区間ＣＩ、Ｃ’２．０３では、再び周波数ｆ
７′２の第１クロックパルスを計数し、これらを加騨器
７８で合算することによって、反射光の波形の非対・称
性に拘らず、基準信号Ｓａの、中間点と反射信号ｓｂの
中間点に対応するパルス数、即ち表面変位を、直ちに精
度良く求めることができる。 本実施例においては、第１閾値Ｖａ及び第２閾値■ｂ１
、Ｖｂ２、Ｖｂ３を、いずれも、基準信号３ａ又は反射
信号ｓｂのピーク値に応じて変動させるようにしている
ので、散乱光や電源変動等による出力信号の波高値変動
に拘らず、精度の良い測定を行うことができる。なお、
第１閾値、■ａ及び第２閾値Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３を
定電圧設定とすることも可能である。 又、本実施例においては、基準信号Ｓａと反射信号ｓｂ
の発生時間間隔を、基準信号Ｓａ及び反射信号ｓｂの各
交差位置内（第４図の区間Ａ、Ｃｊ、Ｃ２、Ｃ３）では
、設定周波数「／２の第１クロックパルスを計数し、前
記基準信号Ｓａと反射信号ｓｂの対向内側交差位置間（
第４図の区間Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）では、前記設定周波数
ｆ７′２の２倍の周波数、即ち「の第２クロックパルス
を計数し、その後クロックパルスを加算することによっ
て求めるようにしたので、除算器を用いることなく小数
のカウンタで、基準信号と反射信号の発生時間間隔を直
接求めることができ、高精度を確保するための多数スキ
ャンを可能とする高速処理を安価な回路で行うことがで
きる。なお、基準信号Ｓａと反射信号ｓｂの発生時間間
隔を求める方法はこれに限定されず、例えば各検出器で
検出される、対応づけられた３対の交差位置間に発生す
るクロックパルスを各々計数する３個のカウンタを各々
設けて、各カウンタ群で計数されたパルス数を演算して
求めることも可能である。 更に、本実施例においては、設定周波数ｆを、第２閾値
の種数に反比例するように選択しているので、第２閾値
種数による平均値を求める際の割算器が不要である。な
お設定周波数ｆと第２閾値の種数の関係はこれに限定さ
れず、割算器を設けることによって、任意の関係とする
ことができる。 又、第２閾値の種数も３に限定されず、２又は４以上と
することができる。 なお前記実施例においては、第１クロックパルスを発生
する第１発振器５９と第２クロックパルスを発生する第
２発振器６０とが独立とされていたが、分周回路を用い
て、両者を共通化することも可能である。 又、前記実施例においては、第１及び第２検出器５２．
５４の出力から必要なりロックパルスを選択するに際し
て、各３個のシフトレジスタ６２＋　、６２２，６２３
．６６＋　、６６２，６６３．７０１．７０２．７０３
が用いられていたが、必要なりロックパルスを選択する
構成はこれに限定されない。 本発明は、実施例で示したような投射ビーム平行走査方
式の光学式表面変位検出装置に用いるのに特に好適なも
のであるが、本考案の適用範囲はこれに限定されず、前
出第５図にホーだような投射ビーム回転走査方式の光学
式表面変位検出装置や、他の方式の光学式表面変位検出
装置、更には、一般の光学式測定機器にも同様に適用で
きることは明らかである。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、反射光の波形の非
対称性に拘らず、基準信号と反射信号の発生時間間隔、
即ち表面変位を精度良く求めることができるという優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光学式表面変位検出回路の実施
例が採用された、光学式表面変位検出装置の構成を示す
ブロック線図、第２図は、前記実施例で用いられている
デジタル微分回路の作用の一例を示す線図、第３図は、
同じくデジタル微分回路の作用の他の例を示す線図、第
４図は、前記実施例の各部動作波形を示す縮図、第５図
は、従来の投射ビーム回転走査方式による光学式表面変
位検出装置の一例の構成を示すブロック線図、第６図は
、出願人が既に提案した、投射ビーム平行走査方式によ
る光学式表面変位検出装置の構成を示すブロック線図、
第７図は、反射光の信号波形の一例を示す線図である。 １０・・・測定対象面、 ２０・・・レーザビーム発生器、 ２２・・・回転ミラー、 ２４・・・基準光検出素子、 ２８・・・反射光検出素子、 ５０．５４・・・設定器、 ５２．５６・・・検出器、 ５９．６０・・・発振器、 ６２＋　、６２２，６２３．６６＋　、６６２．６６３
．７０＋、７０２．７０３ ・・・シフトレジスタ、 ６４＋　　、６４２，６４３．６８＋　　、６８２　．
６８３　、７２＋　　、　７２ｚ　、　７２３・・・Ａ
ＮＤゲート、 ７６１．７６２．７６ｓ・・・カウンタ、７８・・・加
算器、 ３、ａ・・・基準信号、 ｓｂ・・・反射信号、 Ｖａ・・・第１閾値、 ■ｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３・・・第２閾値、ｐａ　＋　、
Ｐａ　２．ＰＩ）＋＋、ｐＨｔｚ、Ｐｂ　２　＋・Ｐｔ
）２２．Ｐｂ　３１．Ｐｂ　３２・・・交差位置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビーム走査範囲の基準位置に対応して配設された
   基準光検出素子から出力される基準信号と、測定対象面
   によるビーム反射光のうち、ビーム照射方向とは異なる
   設定方向の反射光のみを受光するようにされた反射光検
   出素子から出力される反射信号の発生時間間隔から、測
   定対象面の設定方向変位を求めるための光学式表面変位
   検出回路において、 前記基準信号と２つの位置で交差する第１閾値を発生す
   る第１設定器と、 前記基準信号と第１閾値の２つの交差位置を検出する第
   １検出器と、 前記反射信号と各々２つの位置で交差する複数の第２閾
   値を発生する第２設定器と、 前記反射信号と各第２閾値毎の２つの交差位置を検出す
   る第２検出器と、 前記基準信号と第１閾値の２つの交差位置と前記反射信
   号と各第２閾値毎の２つの交差位置の発生時間間隔から
   、前記基準信号と反射信号の発生時間間隔の第２閾値種
   数による平均値を求める処理回路とを備え、 前記平均値から測定対象面の設定方向変位を検出するよ
   うにしたことを特徴とする光学式表面変位検出回路。
2. （２）前記第２設定器が、前記反射光検出素子出力の平
   均的ピーク値を分圧して前記第２閾値を発生するものと
   されている特許請求の範囲第１項記載の光学式表面変位
   検出回路。
3. （３）前記基準信号と反射信号の発生時間間隔が、前記
   基準信号及び反射信号内の各交差位置間では、設定周波
   数の第１クロックパルスを計数し、前記基準信号と反射
   信号の対向内側交差位置間では、前記設定周波数の２倍
   の周波数の第２クロックパルスを計数し、両クロックパ
   ルスを加算することによつて求められている特許請求の
   範囲第１項記載の光学式表面変位検出回路。
4. （４）前記設定周波数が、前記第２閾値の種数に反比例
   するように選択されたものである特許請求の範囲第３項
   記載の光学式表面変位検出回路。