JP2014029301A - 投受光センサ - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂からなる検出対象物の透明部を正確に検知することができる投受光センサを提供する。
【解決手段】対向する投光部２および受光部３によって、搬送路Ｂ上を搬送される検出対象物２０の透明部２０ｂを検出する投受光センサ１において、投光部２と搬送路Ｂとの間に配置されて、光が通過する投光側偏光子４と、受光部３と搬送路Ｂとの間に配置されて、光が通過する受光側偏光子５と、を備え、透明部２０ｂは遅相軸又は旋光性を有し、投光側偏光子４の偏光方向および受光側偏光子５の偏光方向は、互いに直交すると共に、検出対象物２０の搬送方向Ａに対してそれぞれ４５度の角度をなす。
【選択図】図３

Description

本発明は、特に、搬送路上を搬送される検出対象物の透明部を検出する投受光センサに関する。

従来、下記特許文献１に記載されるように、投光素子と受光素子とを備え、投光素子の前面および受光素子の前面に偏光フィルタを設けた検出装置が知られている。この装置では、投光側の偏光フィルタの偏光方向と受光側の偏光フィルタの偏光方向とを互いに直交させている。これらの偏光フィルタの間に旋光性を有する透光性シート体が有る場合に、偏光面の回転を検出することにより、その透光性シート体を検出している。

特開２００２−２９６３６０号公報

ところで近年、諸外国において、偽造の防止や耐用年数の向上を目的としたポリマー紙幣が採用されている。このポリマー紙幣は、樹脂を延伸成形することにより製造される。ポリマー紙幣には、透明部が設けられることがある。しかしながら、上記した従来の技術では、ポリマー紙幣の透明部を正確に検知することは難しかった。そこで、ポリマー紙幣のように樹脂からなる検出対象物の透明部を正確に検知することができる技術が求められている。

本発明は、樹脂からなる検出対象物の透明部を正確に検知することができる投受光センサを提供することを目的とする。

本発明は、対向する投光部および受光部を有し、これらの投光部および受光部によって、搬送路上を搬送される検出対象物の透明部を検出する投受光センサにおいて、投光部と搬送路との間に配置されて、光が通過する投光側偏光子と、受光部と搬送路との間に配置されて、光が通過する受光側偏光子と、を備え、透明部は遅相軸又は旋光性を有し、投光側偏光子の偏光方向および受光側偏光子の偏光方向は、互いに直交すると共に、検出対象物の搬送方向に対してそれぞれ４５度の角度をなすことを特徴とする。

この投受光センサによれば、投光部から出射された光は、投光側偏光子を通過することにより、検出対象物の搬送方向に対して４５度の角度をなす直線偏光となる。ここで、投光部の光軸上に検出対象物が到来していない状態では、投光側偏光子を通過した光は、直線偏光を保ったまま受光側偏光子に到達する。投光側偏光子の偏光方向および受光側偏光子の偏光方向は、互いに直交するため、投光側偏光子からの直線偏光は受光側偏光子によって遮断される。そのため、受光部における出力は０（ゼロ）となる。一方、投光部の光軸上に検出対象物の不透明部が到来した状態では、投光側偏光子を通過して直線偏光となった光は、不透明部を透過して非偏光の拡散光となる。この拡散光が受光側偏光子を通過すると、直線偏光となって受光部に入射する。この場合、光が不透明部を透過することにより、受光部における出力は比較的小さくなる。

また、投光部の光軸上に検出対象物の透明部が到来した状態では、投光側偏光子を通過して直線偏光となった光は、透明部に到達する。ここで、検出対象物が樹脂からなる場合、透明部は、１／２波長板と同様の性質を有する。しかも、樹脂を延伸成形することにより検出対象物が製造されている場合、その透明部は、搬送方向に平行または垂直な方向に沿った遅相軸を有することが多い。そのため、透明部に到達した直線偏光は、透明部を透過することによって約９０度回転させられる。投光側偏光子の偏光方向および受光側偏光子の偏光方向は、互いに直交するため、透明部を透過して約９０度回転した直線偏光は、受光側偏光子を通過し、受光部に入射する。この場合、受光部における出力は比較的大きくなる。このように、上記した３つの状態のうち、不透明部が光軸上にあるときよりも、透明部が光軸上にあるときの方が、出力が大きくなる。よって、樹脂からなる検出対象物の透明部を正確に検知することができる。

上記した従来の技術では、投光側の偏光フィルタの偏光方向と受光側の偏光フィルタの偏光方向とを互いに直交させているものの、それぞれの偏光フィルタの偏光方向が、搬送方向に対して平行および垂直となるように配置されていた。そのため、搬送方向に平行または垂直な方向に沿った遅相軸を有する透明部を透過する場合であっても、偏光フィルタを通過した直線偏光と遅相軸との角度差がほとんど無いか、もしくはほぼ９０度になってしまい、透明部において回転角度を得ることはできなかった。その結果として、透明部に対する受光部の出力が十分に得られなかった。本発明の投受光センサによれば、搬送方向に対して４５度の角度をなす投光側偏光子を備えることにより、透明部において約９０度の回転角度が得られるため、透明部に対する受光部の出力を十分に得ることができる。

また、上記の投受光センサにおいて、受光部は、投光側偏光子および／または受光側偏光子を通過しない光を受光する。この構成によれば、検出対象物の投光部の光軸上に検出対象物が到来していないときであっても、受光部には、次の３パターンのいずれかの光が入射する。すなわち、光が投光側偏光子を通過せずに受光側偏光子のみを通過する場合は、その光は、投光側偏光子を通過せずに非偏光状態のまま受光側偏光子を通過し、直線偏光となって受光部に入射する。光が投光側偏光子のみを通過して受光側偏光子を通過しない場合は、その光は、投光側偏光子を通過して直線偏光を保ったまま、受光部に入射する。光が投光側偏光子および受光側偏光子のいずれも通過しない場合、その光は、非偏光状態のまま受光部に入射する。よって、投光部の光軸上に検出対象物が到来していないときであっても、受光部において一定の出力を得ることができる。これによって、たとえば、不透明部が光軸上にあるときの出力よりも検出対象物が到来していないときの出力を大きくすることができ、これらの各状態を正確に検出することができる。

上記の投受光センサは、投光部とは異なる他の投光部を備え、他の投光部と搬送路との間には、偏光子が配置されていない。この構成によれば、他の投光部から出射される光は、偏光子を通過せずに受光側偏光子のみを通過する。よって、投光部の光軸上に検出対象物が到来していないときであっても、受光部において一定の出力を得ることができる。また、投光部および他の投光部の出力を適宜調整することにより、投光側偏光子および受光側偏光子を通過する光と、投光側偏光子および／または受光側偏光子を通過しない光と、の光量のバランスを調整することができる。

上記の投受光センサにおいて、投光側偏光子または受光側偏光子は、それぞれ、投光部によって出射される光または受光部によって受光される光の一部分にのみ作用する。この構成によれば、投光部によって出射される光または受光部によって受光される光の他の部分には、偏光子が作用しない。よって、光の他の部分は偏光しないこととなる。よって、投光部の光軸上に検出対象物が到来していないときであっても、受光部において一定の出力を得ることができる。

本発明によれば、樹脂からなる検出対象物の透明部を正確に検知することができる。

本発明に係る投受光センサの第１実施形態を示す斜視図である。 図１の投受光センサの光軸に沿う断面図である。 図１の投受光センサにおける偏光子の偏光方向を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の投受光センサにおける光の状態を模式的に示す図である。 図１の投受光センサにおける検出対象物の位置と受光部の出力電圧との関係を示す図である。 本発明に係る投受光センサの第２実施形態を示す斜視図である。 図６の投受光センサの光軸に沿う断面図である。 図６の投受光センサにおける偏光子の偏光方向を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図６の投受光センサにおける光の状態を模式的に示す図である。 図６の投受光センサにおける検出対象物の位置と受光部の出力値との関係を示す図である。 本発明に係る投受光センサの第３実施形態を示す斜視図である。 図１１の投受光センサの光軸に沿う断面図である。 図１１の投受光センサにおける偏光子の偏光方向を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１１の投受光センサにおける光の状態を模式的に示す図である。 図１１の投受光センサにおいて、偏光子がある受光範囲および偏光子のない受光範囲を示す図である。 本発明に係る投受光センサの第４実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１〜図３に示されるように、投受光センサ１は、検出対象物としての紙幣２０を搬送する搬送装置に組み込まれて、紙幣２０の有無を検出するためのセンサである。特に、投受光センサ１は、たとえばポリエチレン等の樹脂を延伸成形することによって製造されるポリマー紙幣２０の検出に適用される。長方形状のポリマー紙幣２０は、金額および模様等が印刷された不透明な印刷部（不透明部）２０ａと、透明または半透明の透明部２０ｂと、を有する。透明部２０ｂの大きさ及び形状は、紙幣の種類によって様々である。

ポリマー紙幣２０は、紙幣搬送装置内において、搬送路Ｂに沿って搬送方向Ａに搬送される。投受光センサ１は、搬送路Ｂ上の検出領域Ｃに対して光を投光し、この検出領域Ｃを経た光を受光することにより、ポリマー紙幣２０の有無を検出する。特に、投受光センサ１は、ポリマー紙幣２０の有無のみならず、ポリマー紙幣２０の印刷部２０ａおよび透明部２０ｂの両方を正確に検出可能である。

投受光センサ１は、光源である１個の発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下、ＬＥＤと称する）２と、ＬＥＤ２に対向して配置された１個のフォトダイオード（Photo Diode；以下、ＰＤと称する）３とを備える。すなわち、投受光センサ１は、ＬＥＤ２を有する投光ユニット８と、ＰＤ３を有する受光ユニット９とを備える。ＬＥＤ２およびＰＤ３は、ＬＥＤ２の発光面とＰＤ３の受光面とが向かい合うように配置される。ＬＥＤ２とＰＤ３との間には、ポリマー紙幣２０が搬送される搬送路Ｂが形成される。搬送路Ｂにおいて、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１周りが検出領域Ｃとなる。ポリマー紙幣２０の透明部２０ｂがこの検出領域Ｃを通過するように、各機器の配置が設定される。

ＬＥＤ２は、検出領域ＣすなわちＰＤ３に向けて光を出射する投光部である。ＬＥＤ２によって出射される光は、たとえば波長６６０ｎｍの可視光である。ＰＤ３は、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上に配置されて、ＬＥＤ２からの光を受光する受光部である。なお、投光部に用いられる光源の種類としては、ＬＥＤに限られず、電球（白熱、ハロゲン、キセノン等）、レーザー、蛍光灯等であってもよい。受光部に用いられる検出器の種類としては、ＰＤに限られず、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、光電管等であってもよい。

投受光センサ１は、ＬＥＤ２の発光面の前面（すなわち搬送路Ｂ側）に配置された投光側偏光子４と、ＰＤ３の受光面の前面（すなわち搬送路Ｂ側）に配置された受光側偏光子５とを備える。言い換えれば、投光側偏光子４は、ＬＥＤ２と搬送路Ｂ上の検出領域Ｃとの間に配置される。受光側偏光子５は、ＰＤ３と搬送路Ｂ上の検出領域Ｃとの間に配置される。投光側偏光子４および受光側偏光子５のそれぞれは、ＬＥＤ２の発光面およびＰＤ３の受光面の全面を覆っている。

投光ユニット８は、ＬＥＤ２を収容する筐体８ａ（図２参照）を有しており、投光側偏光子４は、筐体８ａ内に配置されている。受光ユニット９は、ＰＤ３を収容する筐体９ａを有しており、受光側偏光子５は、筐体９ａ内に配置されている。

投光側偏光子４は、長方形状の直線偏光子である。より具体的には、投光側偏光子４は、搬送方向Ａに対して４５度の角度をなす偏光軸Ｌ１を有する偏光板である（図３参照）。すなわち、投光側偏光子４の偏光方向は、搬送方向Ａに対して４５度の角度をなしている。より詳細には、光軸Ｘ１方向上流側（図３に示す手前のＬＥＤ２側）から見て、投光側偏光子４の偏光軸Ｌ１すなわち偏光方向は、反時計回りに４５度回転している。この投光側偏光子４には、ＬＥＤ２から出射された光が通過する。投光側偏光子４を通過した光は、搬送方向Ａに対して４５度をなす直線偏光となる。

受光側偏光子５は、長方形状の直線偏光子である。より具体的には、受光側偏光子５は、搬送方向Ａに対して４５度の角度をなす偏光軸Ｌ２を有する偏光板である。すなわち、受光側偏光子５の偏光方向は、搬送方向Ａに対して４５度の角度をなしている。より詳細には、光軸Ｘ１方向上流側（図３に示す手前のＬＥＤ２側）から見て、受光側偏光子５の偏光軸Ｌ２すなわち偏光方向は、時計回りに４５度回転している。この受光側偏光子５には、検出領域Ｃを経た光が通過する。受光側偏光子５を通過した光は、搬送方向Ａに対して４５度をなす直線偏光となる。また、受光側偏光子５に到達する光が投光側偏光子４を通過した直線偏光である場合には、その直線偏光は受光側偏光子５を通過することができず、遮断される。

このように、投光側偏光子４の偏光方向および受光側偏光子５の偏光方向は、互いに直交すると共に、ポリマー紙幣２０の搬送方向Ａに対してそれぞれ４５度の角度をなしている。

投受光センサ１のＬＥＤ２には、ＬＥＤ２に電源を供給するための電源供給部が接続される。ＰＤ３には、受光信号を検出して受光強度を出力するための検出部が接続される。電源供給部および検出部は、投受光センサ１が組み込まれる搬送装置側に設けられる。なお、投受光センサ１が電源供給部および検出部を有してもよい。

以上説明した投受光センサ１によれば、ＬＥＤ２から出射された光は、投光側偏光子４を通過することにより、ポリマー紙幣２０の搬送方向Ａに対して４５度の角度をなす直線偏光ａ１（図４（ａ）参照）となる。ここで、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０が到来していない状態では、投光側偏光子４を通過した光ａ１は、直線偏光を保ったまま受光側偏光子５に到達する。投光側偏光子４の偏光方向および受光側偏光子５の偏光方向は、互いに直交するため、投光側偏光子４からの直線偏光は受光側偏光子５によって遮断される。そのため、ＰＤ３における出力は０（ゼロ）となる。一方、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の印刷部２０ａが到来した状態では、投光側偏光子４を通過して直線偏光ｂ１（図４（ｂ）参照）となった光は、印刷部２０ａを透過して非偏光かつ少量の拡散光ｂ２となる。この拡散光ｂ２が受光側偏光子５を通過すると、少量の直線偏光ｂ３となってＰＤ３に入射する。この場合、光が印刷部２０ａを透過することにより、受光部における出力は比較的小さくなる。

また、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の透明部２０ｂが到来した状態では、投光側偏光子４を通過して直線偏光となった光ｃ１（図４（ｃ）参照）は、透明部２０ｂに到達する。ここで、樹脂を一軸方向に延伸成形してなるポリマー紙幣２０の透明部２０ｂは、光学素子である１／２波長板と同様の性質を有する。しかも、ポリエチレン等の樹脂を延伸成形することによりポリマー紙幣２０が製造されているため、透明部２０ｂは、樹脂の延伸方向すなわちポリマー紙幣２０の長手方向Ｄａまたは短手方向Ｄｂ（いずれも図１参照）に沿う遅相軸を有する。ポリマー紙幣２０の搬送方向Ａは、長手方向Ｄａに一致する。従ってこの場合、透明部２０ｂに到達した直線偏光ｃ１は、透明部２０ｂを透過することによって、９０度回転させられた直線偏光ｃ２となる。投光側偏光子４の偏光方向および受光側偏光子５の偏光方向は、互いに直交するため、透明部２０ｂを透過して９０度回転した直線偏光ｃ２は、その偏光方向を保ったまま受光側偏光子５を通過し、ＰＤ３に入射する。この場合、ＰＤ３における出力は比較的大きくなる。このように、上記した３つの状態のうち、印刷部２０ａが光軸Ｘ１上にあるとき（図４（ｂ）参照）よりも、透明部２０ｂが光軸Ｘ１上にあるとき（図４（ｃ）参照）の方が、出力が大きくなる。よって、樹脂からなるポリマー紙幣２０の透明部２０ｂを正確に検知することができる。

投受光センサ１におけるポリマー紙幣２０の位置とＰＤ３の出力電圧との関係について、図５を参照して説明する。まず、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０が到来していない状態では、ＰＤ３における出力は０（ゼロ）となり、出力電圧は基準電圧であるレベルＲ１となる。また、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の印刷部２０ａが到来した状態では、少量の直線偏光ｂ３がＰＤ３に入射するため、出力電圧は基準電圧よりも多少高いレベルＬ１となる。また、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の透明部２０ｂが到来した状態では、直線偏光ｃ２が偏光方向を保ったまま受光側偏光子５を通過しＰＤ３に入射するため、出力電圧はレベルＬ１からさらに突出したレベルＨ１となる。

このように、投受光センサ１によれば、印刷部２０ａは、レベルＬ１とレベルＲ１との差ΔＶ_Ｌとして検出され、透明部２０ｂは、レベルＨ１とレベルＲ１との差ΔＶ_Ｈとして検出される。よって、レベルＬ１とレベルＲ１との間に閾値Ｔ_Ｌを設けることにより、ポリマー紙幣２０の有無を検知することができる。さらには、レベルＨ１とレベルＬ１との間に閾値Ｔ_Ｈを設けることにより、ポリマー紙幣２０の印刷部２０ａであるか透明部２０ｂであるかを検知することができる。特に、ΔＶ_Ｈは非常に大きい差として検出されるため、透明部２０ｂを正確に検知することができる。

投光側の偏光フィルタの偏光方向と受光側の偏光フィルタの偏光方向とを互いに直交させるようにした従来の技術では、それぞれの偏光フィルタの偏光方向が、搬送方向に対して平行および垂直となるように配置されていた。そのため、搬送方向に平行または垂直な方向に沿った遅相軸を有する透明部２０ｂを透過する場合であっても、偏光フィルタを通過した直線偏光と遅相軸との角度差がほとんど無いか、もしくはほぼ９０度になってしまい、透明部２０ｂにおいて回転角度を得ることはできなかった。その結果として、透明部２０ｂに対する受光部の出力が十分に得られなかった。これに対し、投受光センサ１によれば、搬送方向Ａに対して４５度の角度をなす投光側偏光子４を用いることにより、透明部２０ｂにおいて約９０度の回転角度が得られ、透明部２０ｂに対するＰＤ３の出力を十分に得ることができる。

次に、図６〜図８を参照して、第２実施形態の投受光センサ１Ａについて説明する。投受光センサ１Ａが第１実施形態の投受光センサ１と違う点は、光源として１個のＬＥＤ２を有する投光ユニット８に代えて、２個のＬＥＤ２およびＬＥＤ６を有する投光ユニット８Ａを採用した点である。すなわち、投受光センサ１Ａは、ＬＥＤ２とは異なる他の投光部として、ＬＥＤ６を備える。投光ユニット８Ａは、ＬＥＤ２，６を収容する筐体１８ａ（図７参照）を有している。ＬＥＤ６は、搬送方向ＡにおいてＬＥＤ２に並べて配置される。また、ＬＥＤ６は、ＰＤ３に向かい合うように配置される。なお、ＬＥＤ６は、搬送方向Ａに並べて配置される場合に限られず、適宜、配置を変更することができる。

ＬＥＤ６としては、ＬＥＤ２と同じタイプの光源を用いることができる。ＬＥＤ６によって出射される光は、たとえば波長６６０ｎｍの可視光である。ＬＥＤ６の光量もしくは出力は、ＬＥＤ２よりも小さくされる。なお、ＬＥＤ６とＬＥＤ２との出力のバランスは、適宜変更することができる。

ここで、ＬＥＤ６と搬送路Ｂ上の検出領域Ｃとの間には、偏光子は配置されていない。すなわち、ＬＥＤ６の発光面の前面（すなわち搬送路Ｂ側）には、偏光子は配置されていない。そのため、ＬＥＤ６から出射された光は、非偏光状態を保ったまま検出領域Ｃに到達する。言い換えれば、ＰＤ３は、ＬＥＤ６から出射されて、投光側偏光子４を通過しない光を受光する。

図９および図１０を参照して、投受光センサ１Ａによるポリマー紙幣２０の検出について説明する。ＬＥＤ２から出射された光は、投光側偏光子４を通過することにより、ポリマー紙幣２０の搬送方向Ａに対して４５度の角度をなす直線偏光ａ１０（図９（ａ）参照）となる。ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０が到来していない状態では、投光側偏光子４を通過した光ａ１０は、直線偏光を保ったまま受光側偏光子５に到達するが、受光側偏光子５によって遮断される。一方、ＬＥＤ６から出射された光ａ１１は、偏光子を通過しないため、非偏光状態を保ったまま受光側偏光子５に到達する。光ａ１１は、受光側偏光子５を通過することにより、直線偏光ａ１２となる。そのため、ＰＤ３においては、一定の出力が得られることなる。

ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の印刷部２０ａが到来した状態では、投光側偏光子４を通過して直線偏光ｂ１０（図９（ｂ）参照）となった光は、印刷部２０ａを透過して非偏光かつ少量の拡散光ｂ１１となる。この拡散光ｂ１１が受光側偏光子５を通過すると、少量の直線偏光ｂ１２となってＰＤ３に入射する。一方、ＬＥＤ６から出射された光ｂ１３は、非偏光状態を保ったまま印刷部２０ａに到達し、印刷部２０ａを透過して非偏光かつ少量の拡散光ｂ１４となる。この拡散光ｂ１４が受光側偏光子５を通過すると、少量の直線偏光ｂ１５となってＰＤ３に入射する。この場合、光が印刷部２０ａを透過することにより、受光部における出力は比較的小さくなる。

ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の透明部２０ｂが到来した状態では、投光側偏光子４を通過して直線偏光となった光ｃ１０（図９（ｃ）参照）は、透明部２０ｂに到達する。そして、直線偏光ｃ１０は、透明部２０ｂを透過することによって、９０度回転させられた直線偏光ｃ１１となる。さらに透明部２０ｂを透過して９０度回転した直線偏光ｃ１１は、その偏光方向を保ったまま受光側偏光子５を通過し、ＰＤ３に入射する。一方、ＬＥＤ６から出射された光ｃ１２は、非偏光状態を保ったまま透明部２０ｂに到達し、透明部２０ｂをそのまま透過する。この拡散光ｃ１２が受光側偏光子５を通過すると、直線偏光ｃ１３となってＰＤ３に入射する。この場合、ＰＤ３における出力は比較的大きくなる。このように、印刷部２０ａが光軸Ｘ１上にあるときよりも、透明部２０ｂが光軸Ｘ１上にあるときの方が、出力が大きくなる。よって、樹脂からなるポリマー紙幣２０の透明部２０ｂを正確に検知することができる。

しかも、印刷部２０ａが光軸Ｘ１上にあるとき（図９（ｂ）参照）の出力よりもポリマー紙幣２０が到来していないとき（図９（ａ）参照）の出力を大きくすることができる。図１０に示されるように、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０が到来していない状態では、ＰＤ３において一定の出力が得られ、出力電圧は基準電圧であるレベルＲ２となる。この電圧レベルＲ２は、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の印刷部２０ａが到来した状態のレベルＬ２よりも高くなる。また、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の透明部２０ｂが到来した状態では、出力電圧はレベルＲ２からさらに増大したレベルＨ２となる。

このように、投受光センサ１Ａによれば、印刷部２０ａは、レベルＲ２とレベルＬ２との差ΔＶ_Ｌとして検出され、透明部２０ｂは、レベルＨ２とレベルＲ２との差ΔＶ_Ｈとして検出される。よって、レベルＲ２とレベルＬ２との間に閾値Ｔ_Ｌを設けることにより、ポリマー紙幣２０の有無を検知することができ、レベルＨ２とレベルＬ２との間に閾値Ｔ_Ｈを設けることにより、印刷部２０ａであるか透明部２０ｂであるかを検知することができる。特に、ΔＶ_ＨのみならずΔＶ_Ｌも大きい差として検出されるため、透明部２０ｂのみならずポリマー紙幣２０の有無を正確に検知することができる。特に、印刷部２０ａの色が濃かったり、印刷部２０ａの汚れがひどかったりする場合には、投受光センサ１を適用した場合にはレベルＬ１（図５参照）が低くなりがちであるので、投受光センサ１Ａの構成は効果的である。

ＬＥＤ６によって出射され、投光側偏光子４を通過しない光は、ポリマー紙幣２０が到来していない場合を示す基準電圧のレベルを引き上げる（すなわち増大させる）補助光として機能する。また、ＬＥＤ２およびＬＥＤ６の出力を適宜調整することにより、投光側偏光子４および受光側偏光子５を通過する光と、投光側偏光子４を通過せず受光側偏光子５のみを通過する光と、の光量のバランスを調整することができる。

次に、図１１〜図１３を参照して、第３実施形態の投受光センサ１Ｂについて説明する。投受光センサ１Ｂが第１実施形態の投受光センサ１と違う点は、投光側偏光子４を有する投光ユニット８に代えて、１本のスリット１５が形成された投光側偏光子４Ｂを有する投光ユニット８Ｂを採用した点である。この投光側偏光子４Ｂには、搬送方向Ａに平行に延在するスリット１５が形成されている。スリット１５は、投光側偏光子４の厚さ方向に貫通する長孔である。スリット１５が形成された投光側偏光子４Ｂは、ＬＥＤ２によって出射される光の一部分にのみ作用する。スリット１５を通る光は、投光側偏光子４Ｂを通過しないため、偏光しない。言い換えれば、ＰＤ３は、投光側偏光子４Ｂを通過しない光を受光する。

図１４を参照して、投受光センサ１Ｂによるポリマー紙幣２０の検出について説明する。ＬＥＤ２から出射された光の一部は、投光側偏光子４Ｂを通過することにより、ポリマー紙幣２０の搬送方向Ａに対して４５度の角度をなす直線偏光ａ２０（図１４（ａ）参照）となる。ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０が到来していない状態では、投光側偏光子４Ｂを通過した光ａ２０は、直線偏光を保ったまま受光側偏光子５に到達するが、受光側偏光子５によって遮断される。一方、ＬＥＤ２から出射された光の他の一部ａ２１は、スリット１５を通るため、非偏光状態を保ったまま受光側偏光子５に到達する。光ａ２１は、受光側偏光子５を通過することにより、直線偏光ａ２２となる。そのため、ＰＤ３においては、一定の出力が得られることなる。

ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の印刷部２０ａが到来した状態では、投光側偏光子４Ｂを通過して直線偏光ｂ２０（図１４（ｂ）参照）となった光は、印刷部２０ａを透過して非偏光かつ少量の拡散光ｂ２１となる。この拡散光ｂ２１が受光側偏光子５を通過すると、少量の直線偏光ｂ２２となってＰＤ３に入射する。一方、ＬＥＤ２から出射された光の他の一部ｂ２３は、非偏光状態を保ったまま印刷部２０ａに到達し、印刷部２０ａを透過して非偏光かつ少量の拡散光ｂ２４となる。この拡散光ｂ２４が受光側偏光子５を通過すると、少量の直線偏光ｂ２５となってＰＤ３に入射する。この場合、光が印刷部２０ａを透過することにより、受光部における出力は比較的小さくなる。

ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０の透明部２０ｂが到来した状態では、投光側偏光子４Ｂを通過して直線偏光となった光ｃ２０（図１４（ｃ）参照）は、透明部２０ｂに到達する。そして、直線偏光ｃ２０は、透明部２０ｂを透過することによって、９０度回転させられた直線偏光ｃ２１となる。さらに透明部２０ｂを透過して９０度回転した直線偏光ｃ２１は、その偏光方向を保ったまま受光側偏光子５を通過し、ＰＤ３に入射する。一方、ＬＥＤ２から出射された光の他の一部ｃ２２は、非偏光状態を保ったまま透明部２０ｂに到達し、透明部２０ｂをそのまま透過する。この拡散光ｃ２２が受光側偏光子５を通過すると、直線偏光ｃ２３となってＰＤ３に入射する。この場合、ＰＤ３における出力は比較的大きくなる。このように、印刷部２０ａが光軸Ｘ１上にあるときよりも、透明部２０ｂが光軸Ｘ１上にあるときの方が、出力が大きくなる。よって、樹脂からなるポリマー紙幣２０の透明部２０ｂを正確に検知することができる。

図１５に示されるように、投光側偏光子４Ｂのうち、略円形のＰＤ３の受光範囲３０を光軸Ｘ１方向から見ると、投光側偏光子４Ｂが覆っている受光範囲３０ａが大部分を占めるが、その一部は投光側偏光子４Ｂを通過せずに、受光側偏光子５のみを通過する。このようにＰＤ３の受光範囲３０（もしくはＬＥＤ２の投光範囲）の一部を覆っていない投光側偏光子４Ｂにより、ポリマー紙幣２０が到来していない場合を示す基準電圧のレベルを引き上げる（すなわち増大させる）ことができる。ＬＥＤ２によって出射され、投光側偏光子４Ｂを通過しない光、すなわちスリット１５を通る光は、補助光として機能する。なお、このような投受光センサ１Ｂによっても、投受光センサ１Ａと同様、図１０に示されるＰＤ３の出力値が得られる。

また、図１６に示されるように、１本のスリット１６が形成された受光側偏光子５Ｃを有する受光ユニット９Ｃを採用してもよい。この投受光センサ１Ｃでは、スリット１６が形成された受光側偏光子５Ｃは、ＰＤ３によって受光される光の一部分にのみ作用する。スリット１６を通る光は、受光側偏光子５Ｃを通過しないため、偏光しない。言い換えれば、ＰＤ３は、受光側偏光子５Ｃを通過しない光を受光する。この投受光センサ１Ｃによれば、ＬＥＤ２の光軸Ｘ１上にポリマー紙幣２０が到来していない状態において、投光側偏光子４を通過した光ａ１（図４（ａ）参照）は、直線偏光を保ったまま受光側偏光子５に到達する。ここで、受光側偏光子５Ｃにスリット１６が形成されることにより、光ａ１は完全に遮断されず、一部がＰＤ３に入射する。よって、ＰＤ３において一定の出力が得られることになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。たとえば、上記実施形態では、ポリマー紙幣２０の透明部２０ｂを検出する場合について説明したが、検出対象物はポリマー紙幣２０に限られない。たとえば、遅相軸を有する透明のシート等であってもよい。投光側偏光子および受光側偏光子の偏光方向は、上記各実施形態とは逆であってもよい。ポリマー紙幣２０の透明部２０ｂにおける遅相軸は、長手方向Ｄａ（すなわち搬送方向Ａ）または短手方向Ｄｂから多少ずれていてもよい。

透明部は、偏光板と同様の性質、すなわち旋光性を有していてもよい。透明部は、光の入射前と出射後とで偏光面が変化するものであればよい。透明部が、遅相軸を有することにより偏光状態を変換する場合でも、旋光性を有することにより偏光面を回転させる場合でも、本発明は適用可能である。

また、ＰＤ３を２分割して、その一方にのみ受光側偏光子を設け、他方には受光側偏光子を設けないようにしてもよい。ＰＤ３と同様の他の受光部を設け、他の受光部には受光側偏光子を設けないようにしてもよい。

また、投光部によって出射される光または前記受光部によって受光される光の一部分にのみ作用する偏光子は、１本のスリットが設けられる場合に限られない。たとえば、ＬＥＤ２またはＰＤ３に偏光板の一部のみを被せるようにしてもよい。また、複数本の平行なスリットを形成した偏光板をＬＥＤ２またはＰＤ３の全体に被せてもよい。また、メッシュ状の孔を形成した偏光板をＬＥＤ２またはＰＤ３の全体に被せてもよい。偏光子を厚さ方向に貫通する孔に限られず、切り欠きであってもよい。

１，１Ａ〜１Ｃ…投受光センサ、２…ＬＥＤ（投光部）、３…ＰＤ（受光部）、４，４Ｂ…投光側偏光子、５，５ｃ…受光側偏光子、６…ＬＥＤ（他の投光部）、２０…ポリマー紙幣（検出対象物）、２０ｂ…透明部、Ａ…搬送方向、Ｂ…搬送路、Ｘ１…光軸。

Claims (4)

1. 対向する投光部および受光部を有し、前記投光部および前記受光部によって、搬送路上を搬送される検出対象物の透明部を検出する投受光センサにおいて、
   前記投光部と前記搬送路との間に配置されて、前記光が通過する投光側偏光子と、
   前記受光部と前記搬送路との間に配置されて、前記光が通過する受光側偏光子と、を備え、
   前記透明部は遅相軸又は旋光性を有し、
   前記投光側偏光子の偏光方向および前記受光側偏光子の偏光方向は、互いに直交すると共に、前記検出対象物の搬送方向に対してそれぞれ４５度の角度をなすことを特徴とする投受光センサ。
2. 前記受光部は、前記投光側偏光子および／または前記受光側偏光子を通過しない光を受光することを特徴とする請求項１に記載の投受光センサ。
3. 前記投光部とは異なる他の投光部を備え、
   前記他の投光部と前記搬送路との間には、偏光子が配置されていないことを特徴とする請求項２に記載の投受光センサ。
4. 前記投光側偏光子または前記受光側偏光子は、それぞれ、前記投光部によって出射される光または前記受光部によって受光される光の一部分にのみ作用することを特徴とする請求項２に記載の投受光センサ。