JP2001216877A - リフレクタ反射型光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフレクタによる反射光と物体からの反射光
とを区別して、検出物の正確な検出を行うことが可能な
リフレクタ反射型光電センサを提供する。 【解決手段】 リフレクタ２１からの反射光は、偏光フ
ィルタ２２により第１成分の光のみとされ、第２成分の
光は含まないから、検出物がない場合には、第１受光素
子２５は光を受けるが、第２受光素子２６は光を受けな
い。また、検出物の表面で、投光素子２３からの光がセ
ンサ本体２０側に反射した場合は、投光素子２３からの
光は楕円偏光のまま、センサ本体２０に与えられ、この
楕円偏光が、第１成分と第２成分の光に分けられて、両
受光素子２５，２６が同じ強度の光を受光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリフレクタ反射型光
電センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のリフレクタ反射型光電センサは、
センサ本体に投光素子と受光素子とを備え、このセンサ
本体と対向するようにリフレクタを配し、常には、投光
素子からリフレクタに向けて照射した光の反射光を受光
素子で受光している。そしてセンサ本体とリフレクタと
の間を通過する物体によって光が遮光されたときの受光
レベルの低下に基づき、その物体を検出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のリフレクタ反射型光電センサでは、検出物体の表面が
鏡面状となっている場合には、リフレクタによる反射光
と物体からの反射光との区別がつかず誤動作を生じる。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、リフレクタによる反射光と物体からの反射光とを区
別して、検出物の正確な検出を行うことが可能なリフレ
クタ反射型光電センサの提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係るリフレクタ反射型光電センサ
は、センサ本体と、センサ本体に対向して配されたリフ
レクタとを備えてなり、リフレクタの前面には、受けた
光のうち一方向を偏光面とした第１成分の光のみの通過
を許容するリフレクタ側偏光部材が配され、センサ本体
には、リフレクタに光を投光する投光部と、投光部から
リフレクタに出射した光の反射光が入射され、その光を
第１成分の光と、その第１成分と異なる方向を偏光面と
した第２成分の光とに分けるビームスプリッタと、ビー
ムスプリッタからの第１成分の光を受光する第１受光部
と、ビームスプリッタからの第２成分の光を受光する第
２受光部と、第１及び第２の受光部が出力する両方の受
光信号を受けて、センサ本体とリフレクタとの間に、検
出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたところに
特徴を有する。

【０００６】請求項２の発明に係るリフレクタ反射型光
電センサは、センサ本体と、センサ本体に対向して配さ
れたリフレクタとからなり、リフレクタの前面には、受
けた光のうち一方向を偏光面とした第１成分の光のみの
通過を許容するリフレクタ側偏光部材が配され、センサ
本体には、リフレクタに光を投光する投光素子と、投光
部からリフレクタに出射した光の反射光を受光する第１
及び第２の受光部と、第１受光部の前面に配されて、第
１成分の光のみの通過を許容する第１受光側偏光部材
と、第２受光部の前面に配されて、第１成分の光と異な
る方向を偏光面とした第２成分の光のみの通過を許容す
る第２受光側偏光部材と、第１及び第２の受光部が出力
する両方の受光信号を受けて、センサ本体とリフレクタ
との間に、検出物が有るか否かを判別する判別部とを備
えたところに特徴を有する。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２記載のリフレ
クタ反射型光電センサにおいて、センサ本体には、投光
部からリフレクタに出射した光の反射光が入射されるハ
ーフミラーが設けられ、ハーフミラーを通過又ハーフミ
ラーで反射した光のうちいずれか一方の光が入射される
位置に、第１受光側偏光部材及び第１受光部が配される
一方、他方の光を受光する位置に、第２受光側偏光部材
及び第２受光部が配されたところに特徴を有する。

【０００８】請求項４の発明に係るリフレクタ反射型光
電センサは、センサ本体と、センサ本体に対向して配さ
れたリフレクタとからなり、リフレクタは、互いに９０
度の角度を有して配された一対の主反射面を備えて、入
射した光を、一方から他方又は他方から一方の主反射面
へと反射させることで、入射した光をオフセットさせて
返す構成とされ、センサ本体には、リフレクタの一方の
主反射面に向けて光を投光する投光部と、投光部からリ
フレクタに出射した光の反射光を受光する第１及び第２
の受光部とが設けられ、第１受光部の前面と、リフレク
タのうち両受光部への光を出射する部分とには、一方向
を偏光面とした第１成分の光のみの通過を許容する第１
偏光部材が配されると共に、投光部の前面と、第２受光
部の前面とには、第１成分の光と異なる方向を偏光面と
した第２成分の光のみの通過を許容する第２偏光部材が
配され、第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信
号を受けて、センサ本体とリフレクタとの間に、検出物
が有るか否かを判別する判別部とを備えたところに特徴
を有する。

【０００９】請求項５の発明に係るリフレクタ反射型光
電センサは、センサ本体と、センサ本体に対向して配さ
れたリフレクタとからなり、リフレクタは、互いに９０
度の角度を有して配された一対の主反射面を備えて、入
射した光を、一方から他方又は他方から一方の主反射面
へと反射させることで、入射した光をオフセットさせて
返す構成とされ、リフレクタの前面には、一方向を偏光
面とした第１成分の光のみの通過を許容する第１リフレ
クタ側偏光部材が配されると共に、センサ本体には、リ
フレクタの一方の主反射面に向けて、第１成分の光と異
なる方向を偏光面とした第２成分の光としてのレーザ光
を投光する投光部と、投光部からリフレクタに出射した
光の反射光を受光する第１及び第２の受光部と、第１受
光部の前面に配されて、第１成分の光のみの通過を許容
する第１受光側偏光部材と、第２受光部の前面に配され
て、第２成分の光のみの通過を許容する第２のセンサ側
偏光部材と、第１及び第２の受光部が出力する両方の受
光信号を受けて、センサ本体とリフレクタとの間に、検
出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたところに
特徴を有する。

【００１０】請求項６の発明に係るリフレクタ反射型光
電センサは、センサ本体と、センサ本体に対向して配さ
れたリフレクタとからなり、リフレクタは、互いに９０
度の角度を有して配された一対の主反射面を備えて、入
射した光を、一方から他方又は他方から一方の主反射面
へと反射させることで、入射した光をオフセットさせて
返す構成とされ、リフレクタのうち一方の主反射面の前
面には、一方向を偏光面とした第１成分の光のみの通過
を許容する第１リフレクタ側偏光部材が配されると共
に、他方の主反射面の前面には、第１成分の光と異なる
方向を偏光面とした第２成分の光のみの通過を許容する
第２リフレクタ側偏光部材が配され、センサ本体には、
第１及び第２のリフレクタ側偏光部材に向けて光を投光
する投光部と、第２リフレクタ側偏光部材を介してリフ
レクタに入射しかつ第１リフレクタ側偏光部材を介して
センサ本体側に戻る光を受光する第１の受光部と、その
第１受光部の前面に配されて、第１成分の光のみの通過
を許容する第１受光側偏光部材と、第１リフレクタ側偏
光部材を介してリフレクタに入射しかつ第２リフレクタ
側偏光部材を介してセンサ本体側に戻る光を受光する第
２の受光部と、その第２受光部の前面に配されて、第２
成分の光のみの通過を許容する第２のセンサ側偏光部材
と、第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
受けて、センサ本体とリフレクタとの間に、検出物が有
るか否かを判別する判別部とを備えたところに特徴を有
する。

【００１１】請求項７の発明に係るリフレクタ反射型光
電センサは、センサ本体と、センサ本体に対向して配さ
れたリフレクタとからなり、リフレクタは、互いに９０
度の角度を有して配された一対の主反射面を備えて、入
射した光を、一方から他方又は他方から一方の主反射面
へと反射させることで、入射した光をオフセットさせて
返す構成とされ、リフレクタの前面には、一方向を偏光
面とした第１成分の光のみの通過を許容するリフレクタ
側偏光部材が配され、センサ本体には、一方の主反射面
と他方の主反射面とに向けて光を投光する投光部と、そ
の投光部の前面に配されて、第１成分の光のみの通過を
許容する投光側偏光部材と、一方から他方の主反射面へ
と反射してリフレクタから戻る光を受光する第１の受光
部と、他方から一方の主反射面へと反射してリフレクタ
から戻る光を受光する第２の受光部と、第１受光部の前
面に配されて、第１成分の光のみの通過を許容する第１
受光側偏光部材と、第２受光部の前面に配されて、第１
成分の光と異なる方向を偏光面とした第２成分の光のみ
の通過を許容する第２受光側偏光部材と、第１及び第２
の受光部が出力する両方の受光信号を受けて、センサ本
体とリフレクタとの間に、検出物が有るか否かを判別す
る判別部とを備えたところに特徴を有する。

【００１２】請求項８の発明に係るリフレクタ反射型光
電センサは、センサ本体と、センサ本体に対向して配さ
れたリフレクタとからなり、リフレクタは、互いに９０
度の角度を有して配された一対の主反射面を備えて、入
射した光を、一方から他方又は他方から一方の主反射面
へと反射させることで、入射した光をオフセットさせて
返す構成とされ、リフレクタの前面には、一方向を偏光
面とした第１成分の光のみの通過を許容するリフレクタ
側偏光部材が配され、センサ本体には、一方の主反射面
と他方の主反射面とに向けて第１成分の光としてのレー
ザ光を投光する投光部と、その投光部の前面に配され
て、第１成分の光のみの通過を許容する投光側偏光部材
と、一方から他方の主反射面へと反射してリフレクタか
ら戻る光を受光する第１の受光部と、他方から一方の主
反射面へと反射してリフレクタから戻る光を受光する第
２の受光部と、第１受光部の前面に配されて、第１成分
の光が入射される第１受光側偏光部材と、第２受光部の
前面に配されて、第１成分の光と異なる方向を偏光面と
した第２成分の光のみの通過を許容する第２受光側偏光
部材と、第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信
号を受けて、センサ本体とリフレクタとの間に、検出物
が有るか否かを判別する判別部とを備えたところに特徴
を有する。

【００１３】

【発明の作用】＜請求項１〜３の発明＞リフレクタから
の反射光は、リフレクタの前面に配したリフレクタ側偏
光部材により第１成分の光のみとされ、第２成分の光は
含まない。従って、センサ本体とリフレクタとの間に検
出物がない場合は、第１受光部のみが光（第１成分の
光）を受けて、第１受光部からの受光信号は所定レベル
以上に上がる一方、第２受光部からの受光信号は、所定
レベル以下となる。一方、センサ本体とリフレクタとの
間に検出物がある場合は、その検出物によって、第１及
び第２の受光部からの各受光信号のレベルが、検出物が
ない場合と異なる。即ち、検出物が光を吸収するもの又
は拡散反射するものである非鏡面検出物では、両受光部
の受光信号が共にほぼ同レベルになり、検出物がない場
合の第１受光部の受光信号のレベルより低くなる。ま
た、検出物が投光部からの光をセンサ本体側に強く反射
する全反射型又は偏光面保存型のもの又、拡散反射する
ものであってもセンサ本体と検出物が近接している場合
では、投光部からの光は、リフレクタ側偏光部材を通ら
ず、非偏光光のままセンサ本体に与えられるから、第１
及び第２の受光部が、それぞれ第１及び第２の成分の光
を受光し、両受光部からの受光信号が共に所定レベル以
上となる。

【００１４】＜請求項４及び５の発明＞投光部からの光
は、第２成分のみの光とされているが、この第２成分の
光がリフレクタで全反射され、かつ、そのリフレクタの
前面に配したリフレクタ側偏光部材により第１成分の光
のみとされて、センサ本体側に戻される。従って、セン
サ本体とリフレクタとの間に検出物がない場合は、第１
受光部のみが光（第１成分の光）を受けて、第１受光部
からの受光信号は所定レベル以上になる一方、第２受光
部からの受光信号は、所定レベル以下となる。一方、セ
ンサ本体とリフレクタとの間に検出物がある場合は、そ
の検出物によって、第１及び第２の受光部からの各受光
信号のレベルが、検出物がない場合と異なる。すなわ
ち、検出物が光を吸収するもの又は拡散反射するもので
ある非鏡面検出物では、両受光部の受光信号は共にほぼ
同レベルとなり、そのレベルは検出物がない場合よりも
低くなる。また、検出物が光をセンサ本体側に強く反射
する全反射型又は偏光面保存型のもの又、拡散反射する
ものであってもセンサ本体と検出物が近接している場合
では、投光部側からの第２成分の光は、検出物の表面で
概ね非偏光光になるか、楕円偏光に変えられるか、偏光
面が保持されるか、又は、第１成分の光に変えられて、
センサ本体に与えられる。しかし、いずれの場合も、検
出物からの反射光は、検出物がないときのリフレクタか
らの反射光とは、強度及び偏光面の向きのいずれかが異
なり、第１及び第２の受光部からの各受光信号のレベル
が、検出物がない場合とは異なる。

【００１５】＜請求項６の発明＞リフレクタで反射しか
つ第１リフレクタ側偏光部材を介してセンサ本体側に戻
る第１成分の光は、第１受光側偏光部材を介して第１受
光部に受光される。また、リフレクタで反射しかつ第２
リフレクタ側偏光部材を介してセンサ本体側に戻る第２
成分の光は、第２受光側偏光部材を介して第２受光部に
受光される。従って、センサ本体とリフレクタとの間に
検出物がない場合は、第１及び第２の受光部からの受光
信号は、共に所定レベル以上になる。一方、センサ本体
とリフレクタとの間に検出物がある場合は、その検出物
によって、第１及び第２の受光部からの各受光信号のレ
ベルが、検出物がない場合と異なる。すなわち、検出物
が光を吸収するもの又は拡散反射するものである非鏡面
検出物では、両受光部の受光信号は共にほぼ同レベルと
なり、そのレベルは検出物がない場合よりも低くなる。
また、検出物が光をセンサ本体側に強く反射する全反射
型又は偏光面保存型のもの又、拡散反射するものであっ
てもセンサ本体と検出物が近接している場合では、投光
部側からの第２成分の光は、検出物の表面で概ね非偏光
光になるか、楕円偏光に変えられるか、偏光面が保持さ
れるか、又は、第１成分の光に変えられて、センサ本体
に与えられる。しかし、いずれの場合も、検出物からの
反射光は、検出物がないときのリフレクタからの反射光
とは、強度及び偏光面の向きのいずれかが異なり、第１
及び第２の受光部からの各受光信号のレベルが、検出物
がない場合とは異なる。

【００１６】＜請求項７及び８の発明＞投光部からの光
は、第１成分のみの光とされているが、この第１成分の
光がリフレクタで全反射され、かつ、そのリフレクタの
前面に配したリフレクタ側偏光部材により第１成分の光
のみとされて、センサ本体側に戻される。従って、セン
サ本体とリフレクタとの間に検出物がない場合は、第１
受光部のみが光（第１成分の光）を受けて、第１受光部
からの受光信号は所定レベル以上になる一方、第２受光
部からの受光信号は、所定レベル以下となる。一方、セ
ンサ本体とリフレクタとの間に検出物がある場合は、そ
の検出物によって、第１及び第２の受光部からの各受光
信号のレベルが、検出物がない場合と異なる。すなわ
ち、検出物が光を吸収するもの又は拡散反射するもので
ある非鏡面検出物では、両受光部の受光信号は共にほぼ
同レベルとなり、そのレベルは検出物がない場合よりも
低くなる。また、検出物が光をセンサ本体側に強く反射
する全反射型又は偏光面保存型のもの又、拡散反射する
ものであってもセンサ本体と検出物が近接している場合
では、投光部側からの第２成分の光は、検出物の表面で
概ね非偏光光になるか、楕円偏光に変えられるか、偏光
面が保持されるか、又は、第１成分の光に変えられて、
センサ本体に与えられる。しかし、いずれの場合も、検
出物からの反射光は、検出物がないときのリフレクタか
らの反射光とは、強度及び偏光面の向きのいずれかが異
なり、第１及び第２の受光部からの各受光信号のレベル
が、検出物がない場合とは異なる。

【００１７】

【発明の効果】このように本発明では、センサ本体が、
リフレクタで反射した反射光を受けた場合と、検出物で
反射した反射光を受けた場合とで、両受光部からの受光
信号の出力状態を相違させたから、この相違に基づき、
判別部が、検出物の有無を正確に判別することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞以下、本発明の
第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実
施形態のリフレクタ反射型光電センサは、センサ本体２
０と、センサ本体２０に対向して配されたリフレクタ２
１とを備えてなる。

【００１９】リフレクタ２１は、例えば、誘電体（例え
ば、樹脂、ガラス）で構成されている。一般に、光が全
反射すると、その前後で第１成分と第２成分の光の位相
がずれる。この位相ずれは、投光部からのリフレクタへ
の入射位置によって位相ずれは異なる。従って、このリ
フレクタ２１で、例えば投光部から一方向を偏光面とし
た光が反射したときには、その反射光は、位相ずれによ
り、全体的に概ね非偏光状態に変わる。

【００２０】リフレクタ２１のうちセンサ本体２０側を
向いた前面には、リフレクタ側偏光フィルタ２２が配さ
れている。このリフレクタ側偏光フィルタ２２は、例え
ば図１の上下方向を偏光面とした第１成分の光のみの通
過を許容する構造をなしている。

【００２１】センサ本体２０は、リフレクタ２１に光を
投光する投光素子２３と、リフレクタ２１から返ってき
た反射光を受けるビームスプリッタ２４と、ビームスプ
リッタ２４を通した光を受光する第１受光素子２５及び
第２受光素子２６とを備える。

【００２２】ビームスプリッタ２４は、受けた光を、第
１成分の光と、その第１成分と異なる方向を偏光面とし
た第２成分の光とに分ける。そして、ビームスプリッタ
２４からの第１成分の光を第１受光素子２５が受光し、
ビームスプリッタ２４からの第２成分の光を第２受光素
子２６が受光する。

【００２３】第１受光素子２５が出力する第１受光信号
Ｓ１、及び、第２受光素子２６が出力する第２受光信号
Ｓ２は、それぞれ図２に示した判別回路４０において、
増幅回路４１，４１で増幅され、かつ、Ａ／Ｄ変換器４
２，４２でデジタル信号化されて、ＣＰＵ４３に取り込
まれる。そして、ＣＰＵ４３は、以下の説明のように動
作し、センサ本体２０とリフレクタ２１との間に、検出
物が有るか否かを判別する。

【００２４】本実施形態のリフレクタ反射型光電センサ
の動作は以下の通りである。投光素子２３から投光され
た光Ｒ１（図１参照）は、非偏光光として、センサ本体
２０とリフレクタ２１との間の検出エリアを通過し、リ
フレクタ２１で反射してセンサ本体２０に戻される。

【００２５】ここで、リフレクタ２１からの反射光は、
リフレクタ２１の前面に配したリフレクタ側偏光フィル
タ２２により第１成分の光のみとされ、第２成分の光は
含まない。従って、センサ本体２０とリフレクタ２１と
の間に検出物がない場合には、第１受光素子２５のみが
光（第１成分の光）を受け、第２受光素子２６は光（第
２成分の光）を受けない。これにより、第１受光素子２
５からの第１受光信号Ｓ１は、所定レベルＶrf１以上に
上がる一方、第２受光素子２６からの第２受光信号Ｓ２
は、ほぼ０［Ｖ］となる。

【００２６】一方、センサ本体２０とリフレクタ２１と
の間に検出物がある場合は、その検出物によって、第１
及び第２の受光信号Ｓ１，Ｓ２のレベルが、検出物がな
い場合と異なる

【００２７】即ち、検出物が光を吸収するもの又は拡散
反射するものである非鏡面検出物では、投光素子２３か
らの光は、検出物によって遮られ、ほとんどが吸収さ
れ、又は、反射光が拡散され、検出物からの反射光はほ
ぼなにもないに等しいので、第１及び第２の受光素子２
５，２６からの受光信号Ｓ１，Ｓ２が、共にほぼ０
［Ｖ］となる。

【００２８】また、検出物が投光素子２３からの光をセ
ンサ本体２０側に強く反射するものでは、投光素子２３
からの光は、リフレクタ側偏光部材２２を通らないから
非偏光光のまま、センサ本体２０に与えられる。する
と、この非偏光光は、ビームスプリッタ２４に入光し
て、第１成分と第２成分の光に分けられ、両受光素子２
５，２６が同じように光を受け、共に、所定レベルＶrf
１以上の受光信号Ｓ１，Ｓ２を出力する。

【００２９】ここで、上記した受光信号Ｓ１，Ｓ２がほ
ぼ０［Ｖ］の状態を「Ｌ」と呼び、所定レベルＶrf１以
上の状態を「Ｈ１」と呼んで、上記説明をまとめると以
下のようになる。

【００３０】 検出物がない場合 ：Ｓ１＝「Ｈ１」，Ｓ２＝「Ｌ」 検出物が有る場合 ：Ｓ１＝「Ｌ」 ，Ｓ２＝「Ｌ」 検出物で光が強く反射した場合：Ｓ１＝「Ｈ１」，Ｓ２＝「Ｈ１」 尚、この実施形態では、Ｓ１とＳ２それぞれ「Ｈ１」
「Ｌ」のレベルを見るものであったが、単に、Ｓ１とＳ
２の大小関係を見るものであってもよい。

【００３１】そして、これら受光信号Ｓ１，Ｓ２は、増
幅器４１及びＡ／Ｄ変換器４２を通してＣＰＵ４３に取
り込まれる。ＣＰＵ４３では、上記で示した（Ｓ１＝
「Ｈ１」，Ｓ２＝「Ｌ」）以外の状態になったときに、
検出物が存在していると判別し、図示しない表示部に、
検出物を検出したという信号を出力する。

【００３２】このように、本実施形態のリフレクタ反射
型光電センサによれば、センサ本体２０が、リフレクタ
２１で反射した反射光を受けた場合と、検出物で反射し
た反射光を受けた場合とで、両受光信号Ｓ１，Ｓ２の状
態を相違させたから、この相違に基づいて、判別回路４
０が、検出物の有無を正確に判別することができる。

【００３３】ところで、本実施形態のリフレクタ２１
は、誘電体で構成され、光が全反射されるときに、その
反射の前後で位相ずれが生じる「全反射型」のリフレク
タであったが、このリフレクタ２１に代えて、「偏光面
保存型」のリフレクタを備えた構成としてもよい。「偏
光面保存型リフレクタ」は、例えば、反射面を金属で構
成したリフレクタなどを用いることができる。ここで、
「全反射型」のリフレクタを用いた場合は、前記リフレ
クタ側偏光フィルタ２２を通してリフレクタ２１に与え
られた第１成分の光は、概ね非偏光の反射光となり、こ
れが再びリフレクタ側偏光フィルタ２２を通過して、再
び第１成分の光に絞られる。これに対し、「偏光面保存
型」のリフレクタを備えた構成とした場合には、リフレ
クタに与えられた第１成分の光は、第１成分の光のまま
反射光となり、これがそのままリフレクタ側偏光フィル
タ２２を通過するから、「全反射型」のリフレクタを用
いた場合に比べて、光がフィルタの濾される回数が１回
減る。これにより、センサ本体２０に返される反射光の
強度が上がり、Ｓ／Ｎ比を高くでき、検出精度を向上さ
せることができる。

【００３４】＜第２実施形態＞第２実施形態は、図３に
示されており、第１実施形態に対し、センサ本体２０の
受光部分の構成のみが異なる。その他の構成については
上記第１実施形態と同じであるため、同じ構成について
は、同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００３５】本実施形態のセンサ本体２０には、図３に
示すように、センサ本体２０の受光部分にハーフミラー
２７を設け、このハーフミラー２７にて図３の上方に向
けて反射された光を受光する位置に、前記第１受光素子
２５を配してある。また、第１受光素子２５の前面に
は、リフレクタ側偏光フィルタ２２と同じく第１成分の
光のみの通過を許容する第１受光側偏光フィルタ２８が
備えられている。

【００３６】一方、ハーフミラー２７を通過した光を受
光する位置には、前記第２受光素子２６が配され、その
第２受光素子２６の前面には、第１成分の光と異なる方
向を偏光面とした第２成分の光のみの通過を許容する第
２受光側偏光フィルタ２９が備えられている。

【００３７】このような構成としても、第１実施形態と
同様の作用効果を得ることができる。また、本実施形態
のリフレクタ２１を、「偏光面保存型」のリフレクタに
置き換えた構成としてもよい。

【００３８】＜第３実施形態＞第３実施形態は、図４に
示されており、前記第１実施形態で説明した第１及び第
２の受光素子２５，２６を、リフレクタ２１に向けて配
してある。そして、前記第２実施形態で説明した第１受
光側偏光フィルタ２８を、第１受光素子２５の前面に配
し、第２受光側偏光フィルタ２９を、第２受光素子２６
の前面に配した構成としてある。その他の構成について
は上記第１実施形態と同じであるため、同じ構成につい
ては、同一符号を付し、重複する説明は省略する。この
ような構成としても、第１実施形態と同様の作用効果を
得ることができる。また、本実施形態のリフレクタ２１
を、「偏光面保存型」のリフレクタに置き換えた構成と
してもよい。

【００３９】＜第４実施形態＞第４実施形態は、図５〜
図７に示されており、リフレクタの構造が前記第１〜第
３実施形態とは大きく異なる。本実施形態のリフレクタ
１０は、全反射型のプリズム構造をなし、例えば透明な
樹脂で形成されて、図６に示すように、全体的には、概
ね直角三角柱状をなし、光が出入りする入出光面１３
と、互いに９０度の角度を有して配された一対の主反射
面１１，１２とを有する。

【００４０】上記した一方の主反射面１２は、平坦状に
形成されているが、他方の主反射面１１は、両主反射面
１１，１２の交線（図５の符号Ｐ１４で示した位置にお
いて、紙面を垂直に貫通する線）に沿って複数の小斜面
１５を連ねた波形構造をなし、図７に示すように、それ
ら小斜面１５は、隣合ったもの同士が、互いに９０度の
角度を有して配されている。これにより、図６に示すよ
うに、波形構造の主反射面に備えた隣り合う両小斜面１
５，１５（図６（Ａ）の符号１５Ａ，１５Ｂ参照）と、
平坦状の主反射面１２との３面にて、互いに直角に交わ
った、いわゆるコーナーキューブ構造が構成される。

【００４１】このリフレクタ１０では、図６及び図７に
示すように、入出光面１３に入光した光は、波形構造の
主反射面１１のうち隣合った両小斜面１５Ａ，１５Ｂで
反射して、平坦状の主反射面１２に向かい、入出光面１
３からリフレクタ１０の外に出射される。ここで、主反
射面１２及び両小斜面１５Ａ，１５Ｂの３面は、それぞ
れが互いに直角に交わるいわゆるコーナーキューブ構造
となっているから、リフレクタ１０は、どのような角度
から光を受けても、この３面に順次に反射した光は、投
光経路と平行な反射経路で、センサ本体２０側に戻され
る。

【００４２】センサ本体２０には、リフレクタ１０の一
方の主反射面１１に向けて光を投光する投光素子２３
と、リフレクタ１０からの反射光を入射するハーフミラ
ー２７と、ハーフミラー２７によって分けられた一方の
光を受光する第１受光素子２５と、ハーフミラー２７に
よって分けられた他方の光を受光する第２受光素子２６
とが設けられている。

【００４３】また、図５に示すように、投光素子２３の
前面には投光側偏光フィルタ３３が配され、第１受光素
子２５の前面には第１受光側偏光フィルタ２８が配さ
れ、第２受光素子２６の前面には第２受光側偏光フィル
タ２９が配されている。さらに、リフレクタ１０のうち
投光素子２３との対向部分には偏光フィルタ３１が配さ
れると共に、リフレクタ１０のうちハーフミラー２７と
の対向部分には偏光フィルタ３２が配されている。

【００４４】そして、リフレクタ１０のうちハーフミラ
ー２７との対向部分と、第１受光素子２５の前面とに配
された各偏光フィルタ３２，２８は、一方向を偏光面と
した第１成分の光のみの通過を許容する構成をなす一
方、リフレクタ１０のうち投光素子２３との対向部分
と、投光素子２３の前面と、第２受光素子２６の前面と
に配された各偏光フィルタ３１，３３，２９は、第１成
分の光と異なる方向を偏光面とした第２成分の光のみの
通過を許容する構成となっている。

【００４５】本実施形態のリフレクタ反射型光電センサ
は、以下のように動作する。リフレクタ１０からセンサ
本体２０への反射光は、リフレクタ１０の前面に配した
偏光フィルタ３２により第１成分の光のみとされ、第２
成分の光は含まない。従って、センサ本体２０とリフレ
クタ１０との間に検出物がない場合には、第１受光素子
２５のみが光（第１成分の光）を受け、第２受光素子２
６は光（第２成分の光）を受けない。即ち、第１受光素
子２５からの受光信号Ｓ１は所定レベルに上がり、第２
受光素子２６からの受光信号Ｓ２は、ほぼ０［Ｖ］とな
る。

【００４６】一方、センサ本体２０とリフレクタ１０と
の間に検出物がある場合は、その検出物によって、第１
及び第２の受光信号Ｓ１，Ｓ２のレベルが、検出物がな
い場合と異なる

【００４７】即ち、検出物が光を吸収するもの（例え
ば、黒い紙）又は拡散反射するもの（例えば、白い紙）
である非鏡面構造のものでは、投光素子２３からの光
は、検出物によって遮られ、ほとんどが吸収され、又
は、反射光が拡散され、検出物からの反射光は、第１及
び第２の受光素子２５，２６の受光信号Ｓ１，Ｓ２が、
共にほぼ０［Ｖ］となる。

【００４８】また、センサ本体２０とリフレクタ１０と
の間に拡散反射の検出物であっても、その検出物とセン
サとが接近した状態で、投光部からの光がセンサ本体２
０側に反射した場合、つまり、拡散反射物で強く反射し
た場合は、拡散反射によって非偏光光となった反射光
が、僅かにだが、両受光素子２５，２６に受光されて、
受光信号Ｓ１，Ｓ２が、共に０［Ｖ］より若干高いレベ
ルになる。

【００４９】検出物が、受けた光の偏光面をずらして反
射する全反射型の検出物（例えば、模様が入っているガ
ラス）である場合、投光素子２３からの光は投光側偏光
フィルタ３３を介して第２成分の光とされるが、全反射
型の検出物で、第１成分と第２成分の光の位相がずらさ
れることによって、概ね非偏光光に変えられ、ハーフミ
ラー２７に与えられる。そして、ハーフミラー２７で２
つの光に分けられ、そのうちの一方が、第１受光側偏光
フィルタ２８を介して第１受光素子２５に受光されると
共に、他方が、第２受光側偏光フィルタ２９を介して第
２受光素子２６に受光される。これにより、両受光素子
２５，２６は、共に所定レベル以上の受光信号を出力す
る。

【００５０】検出物が、受けた光の偏光面を保存する偏
光面保存型の鏡面検出物（例えば、鏡）である場合、投
光素子２３から投光側偏光フィルタ３３を介して出射さ
れた第２成分の光は、偏光面保存型の検出物の表面で反
射して、その第２成分の光のまま、ハーフミラー２７に
与えられる。従って、この場合、第２受光素子２６のみ
が光（第２成分の光）を受光し、第１受光素子２５は光
を受光しない。

【００５１】検出物が、受けた第２成分の光を第１成分
の光に変える、例えば、鏡面体にフィルムをラミネート
したような、いわゆる１／４波長板型鏡面構造を有する
ものである場合、投光素子２３から投光側偏光フィルタ
３３を介して出射された第２成分の光は、検出物の表面
で反射して、第１成分の光とされ、ハーフミラー２７に
与えられる。従って、この場合、第１受光素子２５のみ
が光（第１成分の光）を受光し、第２受光素子２６は光
を受光しない。

【００５２】検出物が、いわゆる１／４波長板構造を有
する透明体で構成されている場合（透明の封筒、タバコ
の包装フィルム）、投光素子２３から投光側偏光フィル
タ３３を介して出射された第２成分の光は、透明体を通
過して、位相が１／４波長ずらされて、第１及び第２の
成分の光になる。この光は、リフレクタ１０に入射する
ときには、偏光フィルタ３１を通って第２成分の光にな
り、リフレクタ１０から出射するときには、偏光フィル
タ３２を通って第１成分の光になる。そして、この第１
成分の光が、再び、検出物である透明体を通過して位相
が１／４波長ずらされ、第１及び第２の成分の光にな
り、ハーフミラー２７に与えられる。従って、この場
合、第１及び第２の受光素子２５，２６が共に光を受光
する。

【００５３】さて、ここで両受光素子２５，２６が受光
する光の強度について検討する。まず、検出物がない場
合には、第２受光素子２６に受光される光は、これが投
光側偏光フィルタ３３で濾され（１回目）、リフレクタ
１０が出射するときに偏光フィルタ３２で濾され（２回
目）、さらに、ハーフミラー２７で半分にされる。これ
に対し、検出物で反射した場合には、投光素子２３から
出射した光は、投光側偏光フィルタ３３で濾され（１回
目）、検出物の表面構造に拘わらず、その光の強度のま
ま、ハーフミラー２７に与えられて、そこで半分にされ
るから、濾される回数が検出物がない場合に比べて１回
少ない。

【００５４】ここで、第１実施形態と同様に上記した受
光信号Ｓ１，Ｓ２が、ほぼ０［Ｖ］の状態を「Ｌ」、検
出物がない場合に第２受光素子２６が出力する受光信号
Ｓ２のレベル状態を「Ｈ」、その「Ｈ」より大きいレベ
ルを「Ｇ」、小さいレベルを「Ｍ」として、次式の関係
のもとに、上記説明をまとめると以下のようになる。

【００５５】Ｇ＞Ｈ＞Ｍ＞Ｌ≒０

【００５６】 検出物がない場合 ：Ｓ１＝「Ｈ」，Ｓ２＝「Ｌ」 非鏡面状態の検出物がある場合 ：Ｓ１＝「Ｌ」，Ｓ２＝「Ｌ」 拡散反射物で強く反した場合 ：Ｓ１＝「Ｍ」，Ｓ２＝「Ｍ」 全反射型の検出物がある場合 ：Ｓ１＝「Ｇ」，Ｓ２＝「Ｇ」 偏光面保存型の鏡面検出物がある場合 ：Ｓ１＝「Ｌ」，Ｓ２＝「Ｇ」 １／４波長板型の鏡面検出物がある場合：Ｓ１＝「Ｇ」，Ｓ２＝「Ｌ」 １／４波長板型の透明検出物がある場合：Ｓ１＝「Ｍ」，Ｓ２＝「Ｍ」

【００５７】そして、これら受光信号Ｓ１，Ｓ２は、第
１実施形態と同様に図２に示した判別回路４０の回路増
幅器４１及びＡ／Ｄ変換器４２を通してＣＰＵ４３に取
り込まれる。そして、ＣＰＵ４３では、上記で示した
（Ｓ１＝「Ｈ」，Ｓ２＝「Ｌ」）以外の状態になったと
きに、検出物が存在していると判別し、図示しない表示
部に、検出物を検出したという信号を出力する。このと
き、受光信号Ｓ１，Ｓ２の状態の違いに応じて、検出物
の相違も判別することができる。

【００５８】＜第５実施形態＞本実施形態は、図８に示
されており、センサ本体２０の構成のみが、前記第４実
施形態と異なる。本実施形態では、リフレクタ１０に対
向するように、投光素子２３が配されており、両受光素
子２５，２６は、投光素子２３を挟んで、リフレクタ１
０の各主反射面１１，１２に対応させた配置にしてあ
る。また、第１受光素子２５の前面には、第１受光側偏
光フィルタ２８が配され、第２受光素子２６の前面に
は、第２受光側偏光フィルタ２９が配されている。この
ような構成としても、第４実施形態と同様の作用効果を
得ることができる。

【００５９】＜第６実施形態＞本実施形態は、図９に示
されており、前記第５実施形態との相違点は、リフレク
タ１０Ｗが、偏光面保存型の構造をなすと共に、リフレ
クタ１０Ｗの前面全体に亘って、第１成分の光のみの通
過を許容する偏光フィルタ３５が配されている。また、
投光素子２３の前面には、やはり第１成分の光のみの通
過を許容する偏光フィルタ３４が配されている。このよ
うな構成としても、第１実施形態と同様の作用効果を得
ることができると共に、リフレクタに与えられた第１成
分の光は、第１成分の光のまま反射光となり、これがそ
のままリフレクタ側偏光フィルタ２２を通過するから、
「全反射型」のリフレクタを用いた場合に比べて、光が
フィルタの濾される回数が１回減る。これにより、セン
サ本体２０に返される反射光の強度が上がり、Ｓ／Ｎ比
を高くでき、検出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態に係るリフレクタ反射型光電セ
ンサのブロック図

【図２】 判別回路を示すブロック図

【図３】 第２実施形態に係るリフレクタ反射型光電セ
ンサのブロック図

【図４】 第３実施形態に係るリフレクタ反射型光電セ
ンサのブロック図

【図５】 第４実施形態に係るリフレクタ反射型光電セ
ンサのブロック図

【図６】 光の反射状態を示すリフレクタの斜視図

【図７】 光の反射状態を示すリフレクタの平面図

【図８】 第５実施形態に係るリフレクタ反射型光電セ
ンサのブロック図

【図９】 第６実施形態に係るリフレクタ反射型光電セ
ンサのブロック図

【符号の説明】

１０，１０Ｗ…リフレクタ １１，１２…主反射面 ２０…センサ本体 ２１…リフレクタ ２２…リフレクタ側偏光フィルタ ２３…投光素子（投光部） ２４…ビームスプリッタ ２５…第１受光素子（第１受光部） ２６…第２受光素子（第２受光部） ２７…ハーフミラー ２８…第１受光側偏光フィルタ ２９…第２受光側偏光フィルタ ３１，３２，３４，３５…偏光フィルタ ３３…投光側偏光フィルタ ４０…判別回路（判別部） Ｓ１，Ｓ２…受光信号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ本体と、前記センサ本体に対向し
   て配されたリフレクタとを備えてなり、 前記リフレクタの前面には、受けた光のうち一方向を偏
   光面とした第１成分の光のみの通過を許容するリフレク
   タ側偏光部材が配され、 前記センサ本体には、 前記リフレクタに光を投光する投光部と、 前記投光部から前記リフレクタに出射した光の反射光が
   入射され、その光を前記第１成分の光と、その第１成分
   と異なる方向を偏光面とした第２成分の光とに分けるビ
   ームスプリッタと、 前記ビームスプリッタからの前記第１成分の光を受光す
   る第１受光部と、 前記ビームスプリッタからの前記第２成分の光を受光す
   る第２受光部と、 前記第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
   受けて、前記センサ本体と前記リフレクタとの間に、検
   出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたことを特
   徴とするリフレクタ反射型光電センサ。
2. 【請求項２】 センサ本体と、前記センサ本体に対向し
   て配されたリフレクタとからなり、 前記リフレクタの前面には、受けた光のうち一方向を偏
   光面とした第１成分の光のみの通過を許容するリフレク
   タ側偏光部材が配され、 前記センサ本体には、 前記リフレクタに光を投光する投光素子と、 前記投光部から前記リフレクタに出射した光の反射光を
   受光する第１及び第２の受光部と、 前記第１受光部の前面に配されて、前記第１成分の光の
   みの通過を許容する第１受光側偏光部材と、 前記第２受光部の前面に配されて、前記第１成分の光と
   異なる方向を偏光面とした第２成分の光のみの通過を許
   容する第２受光側偏光部材と、 前記第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
   受けて、前記センサ本体と前記リフレクタとの間に、検
   出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたことを特
   徴とするリフレクタ反射型光電センサ。
3. 【請求項３】 前記センサ本体には、前記投光部から前
   記リフレクタに出射した光の反射光が入射されるハーフ
   ミラーが設けられ、 前記ハーフミラーを通過又前記ハーフミラーで反射した
   光のうちいずれか一方の光が入射される位置に、前記第
   １受光側偏光部材及び前記第１受光部が配される一方、
   他方の光を受光する位置に、前記第２受光側偏光部材及
   び前記第２受光部が配されたことを特徴とする請求項２
   記載のリフレクタ反射型光電センサ。
4. 【請求項４】 センサ本体と、前記センサ本体に対向し
   て配されたリフレクタとからなり、前記リフレクタは、
   互いに９０度の角度を有して配された一対の主反射面を
   備えて、入射した光を、一方から他方又は他方から一方
   の前記主反射面へと反射させることで、入射した光をオ
   フセットさせて返す構成とされ、 前記センサ本体には、 前記リフレクタの一方の前記主反射面に向けて光を投光
   する投光部と、 前記投光部から前記リフレクタに出射した光の反射光を
   受光する第１及び第２の受光部とが設けられ、 前記第１受光部の前面と、前記リフレクタのうち前記両
   受光部への光を出射する部分とには、一方向を偏光面と
   した第１成分の光のみの通過を許容する第１偏光部材が
   配されると共に、 前記投光部の前面と、前記第２受光部の前面とには、前
   記第１成分の光と異なる方向を偏光面とした第２成分の
   光のみの通過を許容する第２偏光部材が配され、 前記第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
   受けて、前記センサ本体と前記リフレクタとの間に、検
   出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたことを特
   徴とするリフレクタ反射型光電センサ。
5. 【請求項５】 センサ本体と、前記センサ本体に対向し
   て配されたリフレクタとからなり、前記リフレクタは、
   互いに９０度の角度を有して配された一対の主反射面を
   備えて、入射した光を、一方から他方又は他方から一方
   の前記主反射面へと反射させることで、入射した光をオ
   フセットさせて返す構成とされ、 前記リフレクタの前面には、一方向を偏光面とした第１
   成分の光のみの通過を許容する第１リフレクタ側偏光部
   材が配されると共に、 前記センサ本体には、 前記リフレクタの一方の前記主反射面に向けて、前記第
   １成分の光と異なる方向を偏光面とした第２成分の光と
   してのレーザ光を投光する投光部と、 前記投光部から前記リフレクタに出射した光の反射光を
   受光する第１及び第２の受光部と、 前記第１受光部の前面に配されて、前記第１成分の光の
   みの通過を許容する第１受光側偏光部材と、 前記第２受光部の前面に配されて、前記第２成分の光の
   みの通過を許容する第２のセンサ側偏光部材と、 前記第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
   受けて、前記センサ本体と前記リフレクタとの間に、検
   出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたことを特
   徴とするリフレクタ反射型光電センサ。
6. 【請求項６】 センサ本体と、前記センサ本体に対向し
   て配されたリフレクタとからなり、前記リフレクタは、
   互いに９０度の角度を有して配された一対の主反射面を
   備えて、入射した光を、一方から他方又は他方から一方
   の前記主反射面へと反射させることで、入射した光をオ
   フセットさせて返す構成とされ、 前記リフレクタのうち一方の前記主反射面の前面には、
   一方向を偏光面とした第１成分の光のみの通過を許容す
   る第１リフレクタ側偏光部材が配されると共に、他方の
   前記主反射面の前面には、前記第１成分の光と異なる方
   向を偏光面とした第２成分の光のみの通過を許容する第
   ２リフレクタ側偏光部材が配され、 前記センサ本体には、 前記第１及び第２のリフレクタ側偏光部材に向けて光を
   投光する投光部と、 前記第２リフレクタ側偏光部材を介して前記リフレクタ
   に入射しかつ第１リフレクタ側偏光部材を介してセンサ
   本体側に戻る光を受光する第１の受光部と、 その第１受光部の前面に配されて、前記第１成分の光の
   みの通過を許容する第１受光側偏光部材と、 前記第１リフレクタ側偏光部材を介して前記リフレクタ
   に入射しかつ前記第２リフレクタ側偏光部材を介して前
   記センサ本体側に戻る光を受光する第２の受光部と、 その第２受光部の前面に配されて、前記第２成分の光の
   みの通過を許容する第２のセンサ側偏光部材と、 前記第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
   受けて、前記センサ本体と前記リフレクタとの間に、検
   出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたことを特
   徴とするリフレクタ反射型光電センサ。
7. 【請求項７】 センサ本体と、前記センサ本体に対向し
   て配されたリフレクタとからなり、前記リフレクタは、
   互いに９０度の角度を有して配された一対の主反射面を
   備えて、入射した光を、一方から他方又は他方から一方
   の前記主反射面へと反射させることで、入射した光をオ
   フセットさせて返す構成とされ、 前記リフレクタの前面には、一方向を偏光面とした第１
   成分の光のみの通過を許容するリフレクタ側偏光部材が
   配され、 前記センサ本体には、 一方の前記主反射面と他方の前記主反射面とに向けて光
   を投光する投光部と、 その投光部の前面に配されて、前記第１成分の光のみの
   通過を許容する投光側偏光部材と、 一方から他方の前記主反射面へと反射して前記リフレク
   タから戻る光を受光する第１の受光部と、 他方から一方の前記主反射面へと反射して前記リフレク
   タから戻る光を受光する第２の受光部と、 前記第１受光部の前面に配されて、前記第１成分の光の
   みの通過を許容する第１受光側偏光部材と、 前記第２受光部の前面に配されて、前記第１成分の光と
   異なる方向を偏光面とした第２成分の光のみの通過を許
   容する第２受光側偏光部材と、 前記第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
   受けて、前記センサ本体と前記リフレクタとの間に、検
   出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたことを特
   徴とするリフレクタ反射型光電センサ。
8. 【請求項８】 センサ本体と、前記センサ本体に対向し
   て配されたリフレクタとからなり、前記リフレクタは、
   互いに９０度の角度を有して配された一対の主反射面を
   備えて、入射した光を、一方から他方又は他方から一方
   の前記主反射面へと反射させることで、入射した光をオ
   フセットさせて返す構成とされ、 前記リフレクタの前面には、一方向を偏光面とした第１
   成分の光のみの通過を許容するリフレクタ側偏光部材が
   配され、 前記センサ本体には、 一方の前記主反射面と他方の前記主反射面とに向けて前
   記第１成分の光としてのレーザ光を投光する投光部と、 その投光部の前面に配されて、前記第１成分の光のみの
   通過を許容する投光側偏光部材と、 一方から他方の前記主反射面へと反射して前記リフレク
   タから戻る光を受光する第１の受光部と、 他方から一方の前記主反射面へと反射して前記リフレク
   タから戻る光を受光する第２の受光部と、 前記第１受光部の前面に配されて、前記第１成分の光が
   入射される第１受光側偏光部材と、 前記第２受光部の前面に配されて、前記第１成分の光と
   異なる方向を偏光面とした第２成分の光のみの通過を許
   容する第２受光側偏光部材と、 前記第１及び第２の受光部が出力する両方の受光信号を
   受けて、前記センサ本体と前記リフレクタとの間に、検
   出物が有るか否かを判別する判別部とを備えたことを特
   徴とするリフレクタ反射型光電センサ。