JPH1114352A - 電流／周波数変換回路及びこの回路を具備する傾斜角センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度に集光位置の微少変化を測定し、傾斜
角を正確に求めることができ、小型で高精度な傾斜角セ
ンサを提供する。 【解決手段】 この傾斜角センサは、自由液面３’を有
する液体を保持する容器３と、液面に光を照射する照射
手段１と、液面からの反射光を受光する受光手段５と、
受光手段からの電流信号が入力され該入力電流に基づい
てパルス波が出力する電流／周波数変換回路７と、電流
／周波数変換回路から出力するパルス波の周波数を測定
するための測定手段８’と、測定された周波数に基づい
て傾斜角を算出する傾斜角計算部８とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電流／周波数変換
回路、及びこの回路を備え、測量機、測定機等に組み込
まれて好適な傾斜角センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来の液面反射式傾斜角センサ
は例えば図７に示すような構成である。即ち、光源１よ
り出た光はレンズ２を通過して平行光となり、透明な液
体容器３を通過して、シリコーンオイル等の透明な液体
の自由液面３’に入射する。

【０００３】図７に示す構成部品１〜８は、測量機、測
定機等の機器（以下、単に「測量機」という）に一体に
取り付けられているので、測量機が傾斜すると同じ量だ
け該構成部品も傾斜する。しかし、自由液面３’のみは
重力方向に垂直な面を保つため、光が自由液面３’に入
射する角度及び反射する角度が変化し、その結果、受光
素子５の受光面上の集光位置４は傾斜角に応じて変化す
る。言い換えれば、集光位置４の情報から傾斜角が算出
できる。受光素子５は、例えば、特開平５−２５６６４
７号公報、実開平６−４７８１３号公報に示されている
ようなラインセンサを用いている。このため、ラインセ
ンサの配列ピッチにより分解能が決まり、低分解能しか
得られない。

【０００４】測量機では、この算出された傾斜角を高度
角や水平角の測量値を補正するために用いていた。

【０００５】また、高分解能を得るための別の集光位置
検出手段の従来例を図８により説明する。受光素子は４
分割センサを用い、各センサからの出力電流の差を電流
／電圧変換回路により電圧差に変換し、この変換電圧を
Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換してから演算回
路において所定の計算をすることにより、傾斜角を測定
可能であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すような従来
の技術では、傾斜角による受光面上の集光位置の変化が
微少のため、自由液面３’から受光面までの距離を長く
することにより角度変化に対する集光位置の変化の割合
を大きくしていた。しかし、自由液面３’から受光面ま
での距離を長くすることで傾斜角センサの構成規模が大
型化し、傾斜角センサの全体構成として小型化が要求さ
れる測量機には適用できないという間題があった。

【０００７】あるいは、図８の従来の技術では、傾斜角
による受光面上の集光位置の変化が微少のため高精度に
角度変化をとらえるために、受光電流信号を高精度に電
圧に変換し、Ａ／Ｄ変換回路で微小電圧の変化を高精度
に読み取ることが必要であるため、高分解能で高精度の
Ａ／Ｄ変換回路が必要であった。かかる高分解能のＡ／
Ｄ変換回路は、高価であり、その回路規模が大きいため
パッケージサイズが大きくなり、消費電力も大となる。
このため、電流／電圧変換回路とＡ／Ｄ変換回路とによ
り傾斜角センサを構成すると、構成が複雑になり、コス
ト高になってしまい、小型、軽量、低消費電力が要求さ
れる測量機を実現できないという間題点もあった。

【０００８】更に、Ａ／Ｄ変換回路への電源電圧が変動
すると、Ａ／Ｄ変換の基準となる基準電圧が変動し、そ
の結果、Ａ／Ｄ変換された出力に誤差を生じるという問
題点もあった。この問題を解決するために、入力電流を
周波数に変換して検出することも行われているが、その
ためには図９に示すように、電流／電圧変換回路と電圧
／周波数変換回路とを組み合わせた大規模の回路が必要
であった。

【０００９】本発明の目的は、簡単な回路で電流／周波
数変換が可能である電流／周波数変換回路を提供し、高
精度に集光位置の微小変化を測定でき、小型に構成でき
消費電力も少なく、測量機の傾斜角を正確に求めること
のできる傾斜角センサを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電流／周波数変換回路は、入力電流を増幅す
る増幅手段と、該増幅電流に基づく電圧が入力され、該
入力電圧が第１の入力電圧に達したとき、第１の出力電
圧から第２の出力電圧に変化し、その後に第２の入力電
圧に達したとき、第２の出力電圧から第１の出力電圧に
変化して電圧を出力する出力制御手段と、前記入力電圧
を前記入力電流の大きさに応じた時間で前記入力電圧を
第１の入力電圧と第２の入力電圧との間で変化させる電
圧変化手段とを具備し、前記入力電圧の変化に対応して
前記出力制御手段の出力電圧が第１の出力電圧と第２の
出力電圧とに変化することにより、前記入力電流がこの
入力電流の大きさに対応する周波数のパルス波に変換さ
れて出力されることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、出力制御手段に入力され
る入力電圧は、電圧変化手段により第１の入力電圧と第
２の入力電圧との間で変化するため、出力制御手段から
出力する出力電圧は、入力電圧の変化に対応して第１の
出力電圧と第２の出力電圧とに変化し、入力電流が入力
電流の大きさに対応する周波数のパルス波に変換され
る。この場合、電流／周波数変換回路の最小分解能は回
路の電流周波数変換係数（出力周波数／入力電流）によ
って決定され、変換係数を高く設定することにより、分
解能を高くすることができるとともに、ダイナミックレ
ンジが広く、直線性に優れ、目的の最小分解能を備える
回路を簡単な回路構成によりに実現することができる。

【００１２】なお、この場合、出力電圧が第１の出力電
圧であるときの期間に対して第２の出力電圧のときの期
間が短いように電圧変化手段が入力電圧を変化させるこ
とにより、入力電流に基づく周波数を有するパルス波が
出力する。

【００１３】また、前記電圧変化手段を、前記増幅電流
が流れる放電手段と、前記出力制御手段の出力の一部を
入力側に戻すための帰還手段と、前記入力電圧による電
荷を蓄積する蓄電手段とを備えて構成することができ
る。

【００１４】この場合、前記入力電圧が、前記放電手段
により漸次減少し前記帰還手段と前記蓄電手段とにより
急激に増加するように構成できる。

【００１５】また、本発明による傾斜角センサは、自由
液面を有する液体を保持する容器と、前記液面に光を照
射する照射手段と、前記液面からの反射光を受光する受
光手段と、前記受光手段からの電流信号が入力され該入
力電流に基づいてパルス波が出力される上述の電流／周
波数変換回路と、前記電流／周波数変換回路から出力さ
れるパルス波の周波数を測定するための測定手段と、前
記測定された周波数に基づいて傾斜角を算出する傾斜角
計算部とを具備することを特徴とする。

【００１６】本発明によれば、傾斜角センサの傾きに基
づく液面からの反射光の受光手段の受光面における移動
量が微少であるため、受光手段からの電流信号の変化が
微小であっても、上述のように分解能の高い電流／周波
数変換回路によってその微小な電流に対応した周波数を
有するパルス波を出力できるから、そのパルス波の周波
数を測定手段により測定することにより、受光手段から
の微小電流の変化を検知することができる。これによ
り、受光手段の受光面における集光位置の微小変化を高
精度に測定することができる。また、受光手段の受光面
における移動量を大きくするため容器の自由液面から受
光手段の受光面までの距離を長くすることは必要なくな
り、このため傾斜角センサの構成を小型化することが可
能となる。

【００１７】また、前記受光手段が複数に分割された受
光面を有し、前記分割された各受光面からの電流信号を
時間分割する信号選択回路を更に具備することができ
る。

【００１８】かかる構成によれば、受光手段から複数の
電流信号が出力されても、これらの複数の電流信号を時
間分割して電流／周波数変換回路に入力できるので、１
つの電流／周波数変換回路により周波数変換が可能とな
り、回路固有の変換特性の調整が不要となり、傾斜角セ
ンサにおける回路構成が簡略化できる。

【００１９】また、前記受光手段は、４分割された受光
面を有し、前記信号選択回路は、前記各受光面からの４
つの電流信号の内の２つを組み合わせて加算し、得られ
た４つの和信号を時系列で前記電流／周波数変換回路に
入力するように構成できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態
の電流／周波数変換回路の構成を示す図である。図２
は、図１の回路動作を説明するための図である。図１に
示す電流／周波数変換回路は、回路入力端子２１と抵抗
Ｒ１が非反転入力端子（＋）に接続された演算増幅器Ｕ
１，演算増幅器Ｕ１の出力端子がベースに接続されたト
ランジスタＱ１，演算増幅器Ｕ１の反転入力端子（−）
とトランジスタＱ１のエミッタとに接続された抵抗Ｒ
２，トランジスタＱ１のコレクタに入力端子が接続され
回路出力端子２２に出力端子が接続されたシュミットト
リガインバータＵ２，シュミットトリガインバータＵ２
の入力端子に接続されたコンデンサＣ１，及びシュミッ
トトリガインバータＵ２の入力端子と出力端子との間に
抵抗Ｒ３と直列接続されたダイオードＤ１を備える。

【００２１】図３は、シュミットトリガインバータＵ２
の入力電圧と出力電圧との関係を概略的に示す図であ
る。入力電圧が電圧ｌとｈの間で図の矢印方向に変化す
ると、出力電圧は電圧ＬとＨの間で矢印のように変化
し、図のようなヒステリシスループを描く。

【００２２】図１に示す電流／周波数変換回路の動作に
ついて説明する。回路入力端子２１からの入力電流Ｉ１
は、演算増幅器Ｕ１及びトランジスタＱ１により電流増
幅され、トランジスタＱ１のコレクタに増幅された電流
Ｉ２が流れる。この場合の電流増幅率は、抵抗Ｒ１とＲ
２との比（Ｒ１／Ｒ２）により決定され、電流Ｉ２は、
次の式（１）により表すことができる。

【００２３】 Ｉ２＝（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１ （１） コンデンサＣ１に蓄えられた電荷は、他端が接地された
抵抗Ｒ２を介して電流Ｉ２として放電されるため、コン
デンサＣ１の電圧（シュミットトリガインバータＵ２の
入力電圧）は、図２（ａ）に示すａ〜ｂ間のように時間
と共に漸次低下する。このときのシュミットトリガイン
バータＵ２の出力電圧は、図２（ｂ）に示すように、低
電圧値Ｌであり、抵抗Ｒ３とダイオードＤ１とによる帰
還回路があってもコンデンサＣ１の電圧値に影響を与え
ない。

【００２４】コンデンサＣ１の電圧が低下し続けて、図
２（ａ）のｂ点において低電圧値ｌに達すると、シュミ
ットトリガインバータＵ２の出力電圧は、図２（ｂ）及
び図３に示すように、低電圧値Ｌから高電圧値Ｈに遷移
する。このとき、シュミットトリガインバータＵ２の出
力電圧は、コンデンサＣ１の電圧値よりも高くなって、
ダイオードＤ１が順バイアスの状態となり、シュミット
トリガインバータＵ２の出力電圧がダイオードＤ１及び
抵抗Ｒ３の帰還回路を介してフィードバックすることに
より、コンデンサＣ１に電荷が急速に蓄積される。これ
によって、コンデンサＣ１の電圧値は、図２（ａ）に示
すｂ〜ｃ間のように急激に上昇する。

【００２５】コンデンサＣ１の電圧が急激に上昇し、図
２（ａ）のｃ点において高電圧値ｈに達すると、シュミ
ットトリガインバータＵ２の出力電圧は、図２（ｂ）及
び図３に示すように、ＨからＬに遷移する。このよう
に、ｂ〜ｃ間の時間は、シュミットトリガインバータＵ
２の出力電圧が高電圧値Ｈである期間と対応し、ａ〜ｂ
間の時間に比べ、帰還回路Ｄ１，Ｒ３の働きにより短く
なる。このため、シュミットトリガインバータＵ２の出
力電圧は、パルス波形を示す。また、このとき、シュミ
ットトリガインバータＵ２の出力電圧は、コンデンサＣ
１の電圧値よりも低くなって、ダイオードＤ１が逆バイ
アスの状態となり、コンデンサＣ１の電圧値に影響を与
えず、コンデンサＣ１の電圧は、上述の図２（ａ）のａ
〜ｂ間と同様に、時間と共に低下する。回路入力端子２
１に入力電流Ｉ１が流れている間、上記動作が繰り返さ
れ、回路出力端子２２には、シュミットトリガインバー
タＵ２からのパルス波が出力される。

【００２６】ところで、コンデンサＣ１の電圧が図２
（ａ）のａ点から下降を始めｂ点に達するまでの時間ｔ
は、電流Ｉ２により決定される。即ち、Ｉ２の電流量が
大きければ時間ｔは短くなり、Ｉ２の電流量が少なけれ
ば時間ｔは長くなる。

【００２７】時間ｔが短いことは出力パルス間隔が短く
なるから、周波数が高くなることを意味し、時間ｔが長
いことは出力パルス間隔が長くなるから、周波数が低く
なることを意味する。従って、入力電流量の大小に対応
して出力パルス波の周波数が変化することになる。この
場合、回路出力端子２２からの出力パルス波の発信周波
数ｆは次の式（２）により表すことができる。

【００２８】 ｆ＝｛Ｉ２／（Ｕ２のヒステリシス幅×Ｃ１）｝＋（２×Ｒ３×Ｃ１）（２） 以上のように、回路入力端子に入力された電流Ｉ１を増
幅した電流Ｉ２は、コンデンサＣ１と、シュミットトリ
ガインバータＵ２，抵抗Ｒ３，ダイオードＤ１との作用
により、一定の周波数を有するパルス波に変換され、電
流／周波数変換を実現できる。

【００２９】この電流／周波数変換回路の最小分解能
は、式２のパルス波の発信周波数ｆから表される回路の
電流／周波数変換係数によって決定されるので、回路定
数Ｃ１，Ｒ３等を適当に選んで係数設定をすることによ
り、分解能を高くすることができる。これにより、図１
に示す電流／周波数変換回路は、ダイナミックレンジが
広く、直線性に優れ、目的の最小分解能を備えることが
できる。従って、後述するように後処理として周波数測
定のためのカウンタを構成するのみで、傾斜角センサに
おいて目的の最小分解能を簡単に実現することができ
る。

【００３０】次に、本発明による実施の形態の傾斜角セ
ンサについて説明する。図４は、本実施の形態の傾斜角
センサの構成を示すブロック図であり、図１に示した電
流／周波数変換回路を備えている。図４に示す傾斜角セ
ンサは、センサ部、及び測定処理部であるブロックＡを
備えて構成され、Ｘ−Ｙ平面の任意方向における傾斜角
を測定できる二軸傾斜角センサに構成されている。

【００３１】センサ部は、図４に示すように、図７に示
した光学系と同様に構成され、発光素子１，レンズ２，
シリコンオイル等の透光性液体を納め自由液面３’を有
し底部が透光性部材から構成された液体容器３，及び受
光素子５を備える。受光素子５は、図５に示すようにそ
の受光面が等しく４分割された光電変換器から構成さ
れ、受光面ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４を備える。

【００３２】測定処理部のブロックＡは、信号選択回路
６，電流／周波数変換回路７、この回路７からのパルス
数を計数するカウンタ８’、及び信号選択回路６を制御
し傾斜角を算出するための傾斜角計算部８から構成され
る。

【００３３】信号選択回路６は、４分割受光素子５の各
受光面ＰＤ１〜ＰＤ４の光電変換器からの入力電流を、
傾斜角計算部８からの制御により任意に選択できる。選
択された複数の入力電流を時間分割して電流／周波数変
換回路７の入力端子２１に入力する。

【００３４】電流／周波数変換回路７は図１に示したも
のを用いることができ、そこから入力電流に応じて出力
するパルス波は、出力端子２２からカウンタ８’に入力
される。カウンタ８’においてパルス波の数を計数する
ことにより周波数を測定し、この測定された周波数情報
に基づいて傾斜角計算部８において傾斜角を算出する。
このように、図４に示す測定処理部Ａでは、受光素子５
の各受光面ＰＤ１〜ＰＤ４から出力する電流量の変化を
読み取ることによりその集光位置４を認識し、傾斜角セ
ンサの傾斜角を求めることができる。

【００３５】上述の如く構成された傾斜角センサの動作
について説明する。発光素子１より出た光はレンズ２を
通過して平行光となり、底部が透光性である液体容器３
を通過して、透光性液体の自由液面３’に入射する。図
４に示す構成部品１〜８は測量機に一体に取り付けられ
ているので、測量機が傾斜すると同じ量だけ該構成部品
も傾斜する。しかし、自由液面３’のみは重力方向に垂
直な面を保つため、発光素子１からの光が自由液面３’
に入射する角度及ぴ反射する角度が変化し、その結果、
受光素子５の受光面ＰＤ１〜ＰＤ４上の集光位置４は傾
斜角に応じて変化する。

【００３６】図５は、受光素子５の各受光面ＰＤ１〜Ｐ
Ｄ４の平面図であり、受光素子５の各受光面ＰＤ１〜Ｐ
Ｄ４の配置をＸ−Ｙ方向の関係で示す。図５のように、
受光面に集光された光が円ａの位置であると、傾斜角セ
ンサがＸ方向及びＹ方向において水平である。ここで、
例えば、傾斜角センサが矢印Ｘ方向に傾斜すると、受光
素子５の受光面における集光位置が円ａの位置から破線
で示す円ｂの位置に移動し、矢印Ｙ方向に傾斜すると、
集光位置が円ａの位置から円ｃの位置に移動する。この
Ｘ方向の傾斜情報は、所定の電流差と電流和との比で表
すことができ、Ｙ方向の傾斜情報は、別の所定の電流差
と電流和との比で表すことができる。

【００３７】即ち、受光素子５の各受光面ＰＤ１〜ＰＤ
４のそれぞれの光電変換器の出力は、信号選択回路６に
入力され、信号選択回路６は傾斜角計算部８からの制御
により、任意の受光面からの受光信号を選択して、４つ
の入力電流を２つづつ組み合わせて得られた４つの和信
号（以下、これらの入力電流を「ＰＤ１＋ＰＤ２」，
「ＰＤ３＋ＰＤ４」，「ＰＤ１＋ＰＤ４」，「ＰＤ２＋
ＰＤ３」とする。）を、ＰＤ１＋ＰＤ２、ＰＤ３＋ＰＤ
４、ＰＤ１＋ＰＤ４、ＰＤ２＋ＰＤ３の順序で電流／周
波数変換回路７に入力する。

【００３８】続いて、電流／周波数変換回路７におい
て、４つの入力電流ＰＤ１＋ＰＤ２，ＰＤ３＋ＰＤ４，
ＰＤ１＋ＰＤ４，ＰＤ２＋ＰＤ３は、これらの入力電流
にそれぞれ対応して周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４をそ
れぞれ有するパルス波に変換されて、時系列でパルスカ
ウンタ８’に出力される。この関係を模式的に図６に示
す。

【００３９】パルスカウンタ８’が一定時間中のパルス
数を計数し、この計数値から各入力電流に対応した周波
数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を測定する。傾斜角計算部８
は、このカウンタ８’で得られた周波数情報により図６
に示す式３、式４から集光位置（ｘ，ｙ）を求め、傾斜
角を計算する。

【００４０】上記構成において、受光素子の受光面から
の信号は、信号選択回路６により時間分割で電流／周波
数変換回路７に入力されるので、４分割受光素子５を用
いても電流／周波数変換回路は、最低個数、例えば１回
路あればよい。複数個の電流／周波数変換回路を用いた
場合と比較すると、おのおのの変換特性の差は誤差とな
り得るため複数の回路ではそれらの調整を図ることが困
難であるのに対し、１回路の場合、固有の変換特性は傾
斜角演算部での演算により相殺される（式（３）、
（４）参照）ことに加えて、最低個数の回路にすること
により回路構成の簡略化が図られる。また、このことか
ら、小型で、高精度で、安定した傾斜角センサを提供で
きる。

【００４１】以上のように、電流／周波数変換回路７
は、入力信号である電流信号の微小な電流変化に対して
出力周波数を大きく変化させることが回路定数Ｃ１，Ｒ
３等の選択により可能となる。従って、傾斜角計算部８
は、微少な集光位置の変化であってもその変化をパルス
数の差、即ちデジタル値として認知することができる。

【００４２】また、電流／周波数変換回路７の出力はパ
ルス列であるので、パルス計数の分解能はカウンタ８’
の動作速度まで高めることが可能である。この分解能に
関し、通常の論理素子や傾斜角計算を行う演算素子のカ
ウンタの動作速度で十分な性能を得ることが可能であ
り、本実施の形態における電流／周波数変換回路７は、
Ａ／Ｄ変換器によるものと比較して分解能の点で一般性
能を上回る。

【００４３】また、電流／周波数変換回路を使用するこ
とにより出力における傾斜角情報は、図８に示す従来の
回路構成のように電源電圧に依存しないので、高分解能
を保ちつつ低電圧動作による低消費電力化を可能とし、
電源電圧に合わせて傾斜角計算部８とインターフェイス
することも容易である。

【００４４】なお、本実施の形態の傾斜角センサでは、
４分割された受光素子を用いたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、２分割センサを用いることもで
き、この場合、一方向の傾斜角を測定可能な一軸傾斜角
センサを構成できる。また、３分割センサを用いること
もでき、適当な演算を傾斜角計算部８において行わせる
ようにすれば二軸傾斜角センサを構成できる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な回路構成により
電流／周波数変換が可能であり、しかも高分解能を備え
る電流／周波数変換回路を提供できる。

【００４６】また、上記電流／周波数変換回路を備えた
本発明の傾斜角センサによれば、高精度に集光位置の微
少変化を測定し、傾斜角を正確に求めることができ、小
型で高精度な傾斜角センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による電流／周波数変換回
路を示す回路図である。

【図２】図１に示す電流／周波数変換回路の動作を説明
するための図であり、コンデンサＣ１の電圧（シュミッ
トトリガインバータＵ２の入力電圧）の時間変化を示す
図（ａ）、シュミットトリガインバータＵ２の出力電圧
の時間変化を示す図（ｂ）である。

【図３】図１に示すシュミットトリガインバータＵ２の
入力電圧と出力電圧との関係を概略的に示す図である。

【図４】本発明の実施の形態による傾斜角センサの構成
を示す回路ブロック図である。

【図５】図４に示す受光素子の受光面上の集光位置の変
化を説明するための平面図である。

【図６】図４に示す傾斜角センサにおける傾斜角計算部
が信号選択回路を制御する順序例と出力周波数の変化例
を説明するための図である。

【図７】従来の傾斜角センサの構成を示す図である。

【図８】従来の傾斜角センサの回路構成を示す図であ
る。

【図９】従来の別の傾斜角センサの回路構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

Ｕ１ 演算増幅器 Ｑ１ トランジスタ Ｃ１ コンデンサ Ｕ２ シュミットトリガインバータ Ｄ１ ダイオード Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗 １ 発光素子 ２ レンズ ３ 液体容器（オイルケース） ３’ 自由液面 ４ 集光位置 ５ ４分割受光素子 ＰＤ１〜ＰＤ４ 受光素子５の分割受光面 ６ 信号選択回路 ７ 電流／周波数変換回路 ８ 傾斜角計算部 ８’ カウンタ ２１ 入力端子 ２２ 出力端子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電流を増幅する増幅手段と、 該増幅電流に基づく電圧が入力され、該入力電圧が第１
   の入力電圧に達したとき、第１の出力電圧から第２の出
   力電圧に変化し、その後に第２の入力電圧に達したと
   き、第２の出力電圧から第１の出力電圧に変化して電圧
   を出力する出力制御手段と、 前記入力電圧を前記入力電流の大きさに応じた時間で第
   １の入力電圧と第２の入力電圧との間で変化させる電圧
   変化手段と、を具備し、 前記入力電圧の変化に対応して前記出力制御手段の出力
   電圧が第１の出力電圧と第２の出力電圧とに変化するこ
   とにより、前記入力電流がこの入力電流の大きさに対応
   する周波数のパルス波に変換されて出力されることを特
   徴とする電流／周波数変換回路。
2. 【請求項２】 前記電圧変化手段が、前記増幅電流が流
   れる放電手段と、前記出力制御手段の出力の一部を入力
   側に戻すための帰還手段と、前記入力電圧による電荷を
   蓄積する蓄電手段とを備えることを特徴とする請求項１
   記載の電流／周波数変換回路。
3. 【請求項３】 前記入力電圧が、前記放電手段により減
   少し前記帰還手段と前記蓄電手段とにより増加すること
   によって変化することを特徴とする請求項２記載の電流
   ／周波数変換回路。
4. 【請求項４】 自由液面を有する液体を保持する容器
   と、 前記液面に光を照射する照射手段と、 前記液面からの反射光を受光する受光手段と、 前記受光手段からの電流信号が入力され該入力電流に基
   づいてパルス波が出力される請求項１，２または３記載
   の電流／周波数変換回路と、 前記電流／周波数変換回路から出力されるパルス波の周
   波数を測定するための測定手段と、 前記測定された周波数に基づいて傾斜角を算出する傾斜
   角計算部と、を具備することを特徴とする傾斜角セン
   サ。
5. 【請求項５】 前記受光手段が複数に分割された受光面
   を有し、前記分割された各受光面からの電流信号を時間
   分割する信号選択回路を更に具備することを特徴とする
   請求項４記載の傾斜角センサ。
6. 【請求項６】 前記受光手段は、４分割された受光面を
   有し、前記信号選択回路は、前記各受光面からの４つの
   電流信号の内の２つを組み合わせて加算し、得られた４
   つの和信号を時系列で前記電流／周波数変換回路に入力
   することを特徴とする請求項５記載の傾斜角センサ。