JP2015114201A - 三角測距型距離センサ、距離設定光電センサ及び限定反射光電センサ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で誤動作を防ぐ
【解決手段】光を投光する投光部１ａと、投光部１ａにより投光された光に対して物体５０により反射された光を受光する受光部２ａと、受光部２ａによる受光結果に基づいて、自機から物体５０までの距離を測定する測定部５ａとを備えた三角測距型距離センサにおいて、投光部１ａの投光面に設けられ、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタ３ａと、受光部２ａの受光面に設けられ、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタ４ａとを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、円偏光を用いた三角測距型距離センサ、距離設定光電センサおよび限定反射光電センサに関するものである。

光電センサは、光を投光し、この光に対して物体により反射された光を受光して、その受光結果から上記物体の検出や上記物体までの距離を検出するものである（例えば特許文献１参照）。この光電センサには、三角測距型距離センサ、距離設定光電センサや限定反射光電センサ等がある。

まず、三角測距型距離センサの動作原理及びその課題について説明する。図４（ａ）は従来の三角測距離型距離センサの動作原理を説明する図であり、図４（ｂ）はその課題を説明する図である。
三角測距型距離センサでは、図４（ａ）に示すように、まず、投光部１０１ａの投光素子（光源）１０１１ａから投光された光が、投光レンズ１０１２ａを通り、測定対象である物体５０上に光スポットＡとして投影される。そして、この物体５０に投影された光スポットＡは乱反射（拡散反射）される。その後、この光は、受光部１０２ａの受光レンズ１０２１ａの中心Ｏを通り（正確には乱反射光の一部は受光レンズ１０２１ａ全体を通るが、その主光線が受光レンズ１０２１ａの中心Ｏを通る）、受光素子１０２２ａにより受光される。なお、受光素子１０２２ａとしては、例えばＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やリニアイメージセンサ等が用いられ、受光強度の重心位置Ａ₁を求める。
そして、測定部（不図示）は、既知の距離ＯＢ₁，ＡＢと、重心位置Ａ₁とに基づいて、自機から物体５０までの距離ＯＢを求める。具体的には、図４（ａ）に示すように、三角形ＯＡＢと三角形ＯＡ₁Ｂ₁が相似であることから、Ａ₁Ｂ₁の長さを求めることができ、距離ＯＢをＯＢ＝ＯＢ₁×ＡＢ／Ａ₁Ｂ₁から求めることができる。なお、Ｂは投光部１０１ａから投光された光と平行で、受光レンズ１０２１ａの中心を通る線（図の一点鎖線）と物体５０上の光スポットＡから前記一点鎖線へ垂直に結んだ線との交点である。

一方、測定対象である物体５０の表面には光沢面が含まれている場合がある。この場合、光沢面による反射光成分は正反射光が支配的となり、図４（ｂ）に破線で示すように、正反射光は、物体５０の入射光に対する角度により、受光レンズ１０２１ａの中心を通らずに受光素子１０２２ａ上のＡ₂に到達する。しかしながら、上述したように、三角測距型距離センサでは、正反射光が受光レンズ１０２１ａの中心を通ることを前提としている。そのため、受光素子１０２２ａ上での光強度の重心位置がずれ、計測誤差を引き起こすという課題がある。

次に、距離設定光電センサの動作原理及びその課題について説明する。図５（ａ）は従来の距離設定光電センサの動作原理を説明する図であり、図５（ｂ）はその課題を説明する図である。
距離設定光電センサは、図５（ａ）に示すように、受光部１０２ｂの受光素子１０２２ｂ上での光強度の重心位置にしきい値を設定（つまり自機からの距離範囲を設定）し、その設定距離範囲内に物体５０がある場合には検出信号を出力し、その範囲外に物体５０がある場合には検出信号を出力しないよう動作するものである。なお、距離範囲を設定するための動作原理は、上述した三角測距型距離センサと同様であるためその説明は省略する。

一方、図５（ｂ）に示すように、検出対象である物体５０の後方（距離が離れている側）に検出対象外の鏡面物体（例えば窓ガラス）５１が存在する場合がある。また、投光部１０１ｂの投光素子１０１１ｂから投光された光は、主光線の他に、弱い迷光を含む場合がある。この場合、投光部１０１ｂの投光素子１０１１ｂから投光された光の迷光がこの鏡面物体５１の表面上Ｃで正反射を起こし、図５（ｂ）に破線で示すように、この面の角度によっては受光素子１０２２ｂ上に集光する場合がある（図５（ｂ）の例では、Ｃ₁の位置に集光している）。すると、受光素子１０２２ｂ上の光強度の重心位置が、物体５０からの乱反射光による集光位置Ａ₁と異なる位置になるため、誤検出を引き起こすという課題がある。

次に、限定反射光電センサの動作原理及びその課題について説明する。図６（ａ）は従来の限定反射光電センサの動作原理を説明する図であり、図６（ｂ）はその課題を説明する図である。
限定反射光電センサでは、図６（ａ）に示すように、まず、投光部１０１ｃの投光素子１０１１ｃにより投光された光は、投光レンズ１０１２ｃを通してある領域を持ったビーム光となり検出領域に発せられる。一方、受光部１０２ｃの受光方向は、投光部１０１ｃの投光方向と交差する角度で設けられており、上記検出領域に物体５０が存在する場合にのみ検出信号を出力する。なお、限定反射光電センサで用いられる受光素子１０２２ｃは、前述のようなＰＳＤやリニアアレイではなく、フォトダイオード等の単一の光強度を出力する受光素子である。

一方、距離設定光電センサの課題と同様に、図６（ｂ）に示すように、検出対象である物体５０の後方（距離が離れている側）に検出対象外の鏡面物体（例えば窓ガラス）５１が存在する場合がある。また、投光部１０１ｃの投光素子１０１１ｃから投光された光は、主光線の他に弱い迷光を含む場合がある。この場合、検出領域に物体５０が存在しなかったとしても、投光部１０１ｃの投光素子１０１１ｃから投光された迷光がこの鏡面物体５１の表面上Ｃで正反射を起こし、図６（ｂ）に破線で示すように、この面の角度によっては受光素子１０２２ｃ上に集光、即ち、正しく物体５０からの反射光が受光素子１０２２ｃに入光した場合と同様の受光量を得ることとなる場合がある。そして、これにより、誤検出を引き起こすという課題がある。

特開２００９−３７７８４号公報 特開２００８−１１２６２９号公報 特開２０１１−１１７８３２号公報

上述したように、従来の三角測距型距離センサでは、測定対象である物体５０の表面に光沢面が含まれている場合に、計測誤差を引き起こすという課題がある。また、従来の距離設定光電センサ及び限定反射光電センサでは、検出対象である物体５０の後方に鏡面物体５１が存在する場合に、誤検出を引き起こすという課題がある。

なお、特許文献２には、円偏光を用いることで、透明体検出を安定して行うことができる光電スイッチについて開示されている。しかしながら、この特許文献２についても、上記のような三角測距型距離センサ、距離設定光電センサ及び限定反射光電センサに対する課題は解消できていない。
また、特許文献３には、受光素子を複数設け、それぞれ受光レンズからの距離を変えた位置に設置することにより、反射光の法線ベクトルを求め、誤差成分を消去する手法が開示されている。しかしながら、この特許文献３の手法では、複数の受光素子及びビームスプリッタなどの光学素子が必要で複雑な構成になるという課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で誤動作を防ぐことができる三角測距型距離センサ、距離設定光電センサ及び限定反射光電センサを提供することを目的としている。

この発明に係る三角測距型距離センサは、光を投光する投光部と、投光部により投光された光に対して物体により反射された光を受光する受光部と、受光部による受光結果に基づいて、自機から物体までの距離を測定する測定部とを備えた三角測距型距離センサにおいて、投光部の投光面に設けられ、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタと、受光部の受光面に設けられ、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタとを備えたものである。

また、この発明に係る距離設定光電センサは、光を投光する投光部と、投光部により投光された光に対して物体により反射された光を受光する受光部と、受光部による受光結果に基づいて、自機から設定距離範囲内における物体の有無を検出する検出部とを備えた距離設定光電センサにおいて、投光部の投光面に設けられ、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタと、受光部の受光面に設けられ、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタとを備えたものである。

また、この発明に係る限定反射光電センサは、光を投光する投光部と、受光方向が投光部の投光方向に対して設定角度傾けられ、当該投光部により投光された光に対して物体により反射された光を受光する受光部と、受光部による受光結果に基づいて物体の有無を検出する検出部とを備えた限定反射光電センサにおいて、投光部の投光面に設けられ、入射光のうち第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタと、受光部の受光面に設けられ、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタとを備えたものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、簡素な構成で誤動作を防ぐことができる。

この発明の実施の形態１に係る三角測距型距離センサの構成を示す図であり、（ａ）通常動作示す図であり、（ｂ）測定対象の物体に光沢面がある場合を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る距離設定光電センサの構成を示す図であり、（ａ）通常動作を示す図であり、（ｂ）検出対象の物体の後方に鏡面物体がある場合を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る限定反射光電センサの構成を示す図であり、（ａ）通常動作を示す図であり、（ｂ）検出対象の物体の後方に鏡面物体がある場合を示す図である。 従来の三角測距型距離センサの構成を示す図であり、（ａ）動作原理を説明する図であり、（ｂ）課題を説明する図である。 従来の距離設定光電センサの構成を示す図であり、（ａ）動作原理を説明する図であり、（ｂ）課題を説明する図である。 従来の限定反射光電センサの構成を示す図であり、（ａ）動作原理を説明する図であり、（ｂ）課題を説明する図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降に述べる図面には必要に応じて検出動作に寄与する主要な光路を図示するが、その場合、弱い反射や透過、吸収、拡散などの影響を便宜上省略して記載する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る三角測距型距離センサの構成を示す図である。
三角測距型距離センサは、光を投光し、その光に対する物体５０による反射光を受けることで、自機から物体５０までの距離を測定するものである。この三角測距型距離センサは、図１に示すように、投光部１ａ、受光部２ａ、第１，２の円偏光フィルタ３ａ，４ａ及び測定部５ａから構成されている。

投光部１ａは、光を投光するものである。この投光部１ａは、図１に示すように、投光素子（光源）１１ａ及び投光レンズ１２ａから構成されている。
投光素子１１ａは、光（自然光、すなわち偏光状態が乱れた光）を発光して出力するものである。
投光レンズ１２ａは、投光素子１１ａにより発光された光を集光するものである。

受光部２ａは、投光部１ａと並んで配置され、投光部１ａにより投光された光に対して物体５０により反射された光を受光するものである。この受光部２ａは、図１に示すように、受光レンズ２１ａ及び受光素子２２ａから構成されている。
受光レンズ２１ａは、投光部１ａにより投光された光に対して物体５０により反射された光を集光するものである。
受光素子２２ａは、受光レンズ２１ａにより集光された光を受光するものである。この受光素子２２ａとしては、例えばＰＳＤやリニアイメージセンサ等が用いられ、受光強度の重心位置を求める。

第１の円偏光フィルタ３ａは、投光部１ａの投光面（投光レンズ１２ａの前面）に設けられ、入射光のうち特定回転方向の円偏光成分（第１の円偏光成分）のみを透過するものである。ここで、第１の円偏光フィルタ３ａは、左回転の円偏光成分のみを透過するものでもよいし、右回転の円偏光成分のみを透過するものでもよい。なお、本願発明で述べる“のみ”とは、透過する光のうち特定回転方向の円偏光成分が占める割合が１００％であること、換言すれば、特定の回転方向の円偏光成分以外の光成分が透過光に混ざることを全く許容しないことを示すものではなく、実用上無視できる程度にそれらの光成分が混ざったとしても本願発明の趣旨を損なうものではない。また、第１の円偏光フィルタ３ａは、例えばシート状部材から構成して投光レンズ１２ａの前面に直接貼り付けるなどしてセンサに固定してもよいし、アタッチメント部（第１の装着部）により投光レンズ１２ａの前面に着脱可能とするようにしてもよい。この際、フィルタ３ａは、直線偏光フィルタではなく、円偏光フィルタであるため、厳密な取付け角度の精度を求めなくてもセンサ精度に影響はない。

第２の円偏光フィルタ４ａは、受光部２ａの受光面（受光レンズ２１ａの前面）に設けられ、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である円偏光成分（第２の円偏光成分）のみを透過するものである。なお、第２の円偏光フィルタ４ａは、例えばシート状部材から構成して受光レンズ２１ａの前面に直接貼り付けるなどしてセンサに固定してもよいし、アタッチメント部（第２の装着部）により受光レンズ２１ａの前面に着脱可能とするようにしてもよい。この際、フィルタ４ａは、直線偏光フィルタではなく、円偏光フィルタであるため、厳密な取付け角度の精度を求めなくてもセンサ精度に影響はない。
また、第１，２の円偏光フィルタ３ａ，４ａが取り付けられる投光部１ａ及び受光部２ａは既存のものでもよい。

測定部５ａは、受光部２ａ（受光素子２２ａ）による受光結果に基づいて、自機から物体５０までの距離を測定するものである。この測定部５ａによる測定方法は、従来技術と同様でありその説明を省略する。

次に、上記のように構成された三角測距型距離センサの効果について、図１を参照しながら説明する。なお図１に示す例では、第１，２の円偏光フィルタ３ａ，４ａとして左円偏光成分のみを透過するフィルタを用いた場合を示している。
三角測距型距離センサにて距離検出を行う場合、まず、投光部１ａの投光素子１１ａは光を発光して出力し、投光レンズ１２ａはこの光を集光する。この際の光は自然光であり、偏光状態に乱れが生じている。

次いで、第１の円偏光フィルタ３ａは、投光レンズ１２ａにより集光された光のうち左回転の円偏光成分のみを透過する。これにより、測定対象である物体５０に入射する光は左円偏光となる。
次いで、物体５０は第１の円偏光フィルタ３ａからの光を反射する。ここで、物体５０の表面の非光沢面により反射された光は、偏光状態に乱れが生じている。一方、図１（ｂ）に示すように、物体５０の表面の光沢面が含まれる場合、この光沢面により正反射された光（図１（ｂ）に破線で示す光）は、円偏光の回転方向が逆方向に変換されて右円偏光となるとともに、乱反射（拡散反射）された光は偏光が乱れた状態となる。総じて、反射光は様々な偏光が混ざり、乱れが生じたものとなる。

次いで、第２の円偏光フィルタ４ａは、物体５０により反射された光のうち左回転の円偏光成分のみを透過する。ここで、入射された光のうち、物体５０の非光沢面により反射された光は偏光状態に乱れが生じた状態であり、その中には左回転の円偏光成分が含まれているため、第２の円偏光フィルタ４ａにより左円偏光成分のみ透過されて受光部２ａ側に出力される。一方、図１（ｂ）に示すように、物体５０の光沢面により正反射された光は右円偏光であるため、第２の円偏光フィルタ４ａで遮光されるが、光沢面による乱反射（拡散反射）成分は偏光に乱れが生じた状態であり、左回転の円偏光成分も含むものであるため、当該左回転の円偏光成分が第２の円偏光フィルタ４ａを透過し、受光部２ａ側に出力される。
したがって、受光部２ａには、物体５０の光沢面による正反射光は受光されず、非光沢面による反射光及び光沢面による乱反射（拡散反射）光のみが受光される。その結果、物体５０の光沢面による光量の重心ずれを防ぐことができ、測定部５ａでより精度の高い計測が可能となる。

以上のように、この実施の形態１によれば、三角測距型距離センサにおいて、投光部１ａの投光面に、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタ３ａを設け、受光部２ａの受光面に、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタ４ａを設けたので、簡素な構成で誤検出を防ぐことができる。

なお上記では、第１の円偏光フィルタ３ａ及び第２の円偏光フィルタ４ａを別々に設けた場合について示したが、これに限るものではなく、第１の円偏光フィルタ３ａ及び第２の円偏光フィルタ４ａを、単一の円偏光フィルタとして一体に形成するようにしてもよい。この場合、上記単一の円偏光フィルタは、アタッチメント部（装着部）により投光レンズ１２ａの前面及び受光レンズ２１ａの前面に着脱可能とする。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態１に係る距離設定光電センサの構成を示す図である。
距離設定光電センサは、光を投光し、その光に対する物体５０による反射光を受けることで、自機から設定距離範囲における物体５０の有無を検出するものである。この距離設定光電センサは、図２に示すように、投光部１ｂ、受光部２ｂ、第１，２の円偏光フィルタ３ｂ，４ｂ及び検出部５ｂから構成されている。

投光部１ｂは、光を投光するものである。この投光部１ｂは、図２に示すように、投光素子（光源）１１ｂ及び投光レンズ１２ｂから構成されている。
投光素子１１ｂは、光（自然光、すなわち偏光状態が乱れた光）を発光して出力するものである。
投光レンズ１２ｂは、投光素子１１ｂにより発光された光を集光するものである。

受光部２ｂは、投光部１ｂと並んで配置され、投光部１ｂにより投光された光に対して物体５０により反射された光を受光するものである。この受光部２ｂは、図２に示すように、受光レンズ２１ｂ及び受光素子２２ｂから構成されている。
受光レンズ２１ｂは、投光部１ｂにより投光された光に対して物体５０により反射された光を集光するものである。
受光素子２２ｂは、受光レンズ２１ｂにより集光された光を受光するものである。この受光素子２２ｂとしては、例えば２分割フォトダイオードやＰＳＤ、リニアイメージセンサ等が用いられ、受光強度の重心位置を求める。

第１の円偏光フィルタ３ｂは、投光部１ｂの投光面（投光レンズ１２ｂの前面）に設けられ、入射光のうち特定回転方向の円偏光成分（第１の円偏光成分）のみを透過するものである。ここで、第１の円偏光フィルタ３ｂは、左回転の円偏光成分のみを透過するものでもよいし、右回転の円偏光成分のみを透過するものでもよい。また、第１の円偏光フィルタ３ｂは、例えばシート状部材から構成して投光レンズ１２ｂの前面に直接貼り付けるなどしてセンサに固定してもよいし、アタッチメント部（第１の装着部）により投光レンズ１２ｂの前面に着脱可能とするようにしてもよい。この際、フィルタ３ｂは、直線偏光フィルタではなく、円偏光フィルタであるため、厳密な取付け角度の精度を求めなくてもセンサ精度に影響はない。

第２の円偏光フィルタ４ｂは、受光部２ｂの受光面（受光レンズ２１ｂの前面）に設けられ、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である円偏光成分（第２の円偏光成分）のみを透過するものである。なお、第２の円偏光フィルタ４ｂは、例えばシート状部材から構成して受光レンズ２１ｂの前面に直接貼り付けるなどしてセンサに固定してもよいし、アタッチメント部（第２の装着部）により受光レンズ２１ｂの前面に着脱可能とするようにしてもよい。この際、フィルタ４ｂは、直線偏光フィルタではなく、円偏光フィルタであるため、厳密な取付け角度の精度を求めなくてもセンサ精度に影響はない。
また、第１，２の円偏光フィルタ３ｂ，４ｂが取り付けられる投光部１ｂ及び受光部２ｂは既存のものでもよい。

検出部５ｂは、受光部２ｂ（受光素子２２ｂ）による受光結果に基づいて、自機から設定距離範囲における物体５０の有無を検出するものである。この検出部５ｂによる検出方法は、従来技術と同様でありその説明を省略する。

次に、上記のように構成された距離設定光電センサの効果について、図２を参照しながら説明する。なお図２に示す例では、第１，２の円偏光フィルタ３ｂ，４ｂとして左円偏光成分のみを透過するフィルタを用いた場合を示している。
距離設定光電センサにて物体検出を行う場合、まず、投光部１ｂの投光素子１１ｂは光を発光して出力し、投光レンズ１２ｂはこの光を集光する。この際の光は自然光であり、偏光状態に乱れが生じている。

次いで、第１の円偏光フィルタ３ｂは、投光レンズ１２ｂにより集光された光のうち左回転の円偏光成分のみを透過する。これにより、測定対象である物体５０に入射する光は左円偏光となる。
次いで、物体５０は第１の円偏光フィルタ３ｂからの光を反射する。この物体５０により反射された光は、偏光状態に乱れが生じている。一方、図２（ｂ）に示すように、この物体５０の後方（距離が離れている側）に検出対象外の鏡面物体５１が存在する場合がある。また、投光部１ｂの投光素子１１ｂから投光された光は、主光線の他に、弱い迷光を含む場合がある。この場合、投光部１ｂの投光素子１１ｂから投光された光の迷光がこの鏡面物体５１により反射される場合がある。しかし、この鏡面物体５１により反射された正反射光（図２（ｂ）に破線で示す光）は、円偏光の回転方向が逆方向に変換されて右円偏光となる。

次いで、第２の円偏光フィルタ４ｂは、入射された光のうち左回転の円偏光成分のみを透過する。ここで、入射された光のうち、検出対象の物体５０により反射された光は偏光状態に乱れが生じた状態であり、その中には左回転の円偏光成分が含まれているため、第２の円偏光フィルタ４ｂにより左円偏光成分のみ透過されて受光部２側に出力される。一方、図２（ｂ）に示すように、検出対象外の鏡面物体５１により反射された光は右円偏光であるため、第２の円偏光フィルタ４ｂで遮光される。
したがって、受光部２ｂには、鏡面物体５１による反射光は受光されず、検出対象の物体５０による反射光のみが受光される。その結果、検出部５ｂで、鏡面物体５１による誤検出を防ぐことが可能となる。

以上のように、この実施の形態２によれば、距離設定光電センサにおいて、投光部１ｂの投光面に、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタ３ｂを設け、受光部２ｂの受光面に、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタ４ｂを設けたので、簡素な構成で誤検出を防ぐことができる。

なお上記では、第１の円偏光フィルタ３ｂ及び第２の円偏光フィルタ４ｂを別々に設けた場合について示したが、これに限るものではなく、第１の円偏光フィルタ３ｂ及び第２の円偏光フィルタ４ｂを、単一の円偏光フィルタとして一体に形成するようにしてもよい。この場合、上記単一の円偏光フィルタは、アタッチメント部（装着部）により投光レンズ１２ｂの前面及び受光レンズ２１ｂの前面に着脱可能とする。

実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係る限定反射光電センサの構成を示す図である。
限定反射光電センサは、光の投光方向に対して受光方向を設定角度傾けて設定し、投光した光に対する物体５０による反射光を受けることで、検出領域における物体５０の有無を検出するものである。この限定反射光電センサは、図３に示すように、投光部１ｃ、受光部２ｃ、第１，２の円偏光フィルタ３ｃ，４ｃ及び検出部５ｃから構成されている。

投光部１ｃは、光を投光するものである。この投光部１は、図３に示すように、投光素子（光源）１１ｃ及び投光レンズ１２ｃから構成されている。
投光素子１１ｃは、光（自然光、すなわち偏光状態が乱れた光）を発光して出力するものである。
投光レンズ１２ｃは、投光素子１１ｃにより発光された光を集光するものである。

受光部２ｃは、受光方向が投光部１ｃの投光方向に対して設定角度傾けられ、投光部１ｃにより投光された光に対して物体５０により反射された光を受光するものである。この受光部２ｃは、図３に示すように、受光レンズ２１ｃ及び受光素子２２ｃから構成されている。
受光レンズ２１ｃは、投光部１ｃにより投光された光に対して物体５０により反射された光を集光するものである。
受光素子２２ｃは、受光レンズ２１ｃにより集光された光を受光するものである。なお、受光素子２２ｃとしては、フォトダイオード等の単一の光強度を出力する受光素子が用いられる。

第１の円偏光フィルタ３ｃは、投光部１ｃの投光面（投光レンズ１２ｃの前面）に設けられ、入射光のうち特定回転方向の円偏光成分（第１の円偏光成分）のみを透過するものである。ここで、第１の円偏光フィルタ３ｃは、左回転の円偏光成分のみを透過するものでもよいし、右回転の円偏光成分のみを透過するものでもよい。また、第１の円偏光フィルタ３ｃは、例えばシート状部材から構成して投光レンズ１２ｃの前面に直接貼り付けるなどしてセンサに固定してもよいし、アタッチメント部（第１の装着部）により投光レンズ１２ｃの前面に着脱可能とするようにしてもよい。この際、フィルタ３ｃは、直線偏光フィルタではなく、円偏光フィルタであるため、厳密な取付け角度の精度を求めなくてもセンサ精度に影響はない。

第２の円偏光フィルタ４ｃは、受光部２ｃの受光面（受光レンズ２１ｃの前面）に設けられ、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である円偏光成分（第２の円偏光成分）のみを透過するものである。なお、第２の円偏光フィルタ４ｃは、例えばシート状部材から構成して受光レンズ２１ｃの前面に直接貼り付けるなどしてセンサに固定してもよいし、アタッチメント部（第２の装着部）により受光レンズ２１ｃの前面に着脱可能とするようにしてもよい。この際、フィルタ４ｃは、直線偏光フィルタではなく、円偏光フィルタであるため、厳密な取付け角度の精度を求めなくてもセンサ精度に影響はない。
また、第１，２の円偏光フィルタ３ｃ，４ｃが取り付けられる投光部１ｃ及び受光部２ｃは既存のものでもよい。

検出部５ｃは、受光部２ｃ（受光素子２２ｃ）による受光結果に基づいて、検出領域における物体５０の有無を検出するものである。この検出部５ｃによる検出方法は、従来技術と同様でありその説明を省略する。

次に、上記のように構成された限定反射光電センサの効果について、図３を参照しながら説明する。なお図３に示す例では、第１，２の円偏光フィルタ３ｃ，４ｃとして左円偏光成分のみを透過するフィルタを用いた場合を示している。
限定反射光電センサにて物体検出を行う場合、まず、投光部１ｃの投光素子１１ｃは光を発光して出力し、投光レンズ１２ｃはこの光を集光する。この際の光は自然光であり、偏光状態に乱れが生じている。

次いで、第１の円偏光フィルタ３ｃは、投光レンズ１２ｃにより集光された光のうち左回転の円偏光成分のみを透過する。これにより、検出領域に存在する物体５０に入射する光は左円偏光となる。
次いで、物体５０は第１の円偏光フィルタ３ｃからの光を反射する。この物体５０により反射された光は、偏光状態に乱れが生じている。一方、図３（ｂ）に示すように、この物体５０の後方（距離が離れている側）に鏡面物体５１が存在する場合がある。また、投光部１ｃの投光素子１１ｃから投光された光は、主光線の他に弱い迷光を含む場合がある。この場合、投光部１ｃの投光素子１１ｃから投光された迷光がこの鏡面物体５１により反射される場合がある。しかし、この鏡面物体５１により反射された正反射光（図３（ｂ）に破線で示す光）は、円偏光の回転方向が逆方向に変換されて右円偏光となる。

次いで、第２の円偏光フィルタ４ｃは、入射された光のうち左回転の円偏光成分のみを透過する。ここで、入射された光のうち、検出領域に存在する物体５０により反射された光は偏光状態に乱れが生じた状態であり、その中には左回転の円偏光成分が含まれているため、第２の円偏光フィルタ４ｃにより左円偏光成分のみ透過されて受光部２ｃ側に出力される。一方、後方の鏡面物体５１により反射された光は右円偏光であるため、第２の円偏光フィルタ４ｃで遮光される。
したがって、受光部２ｃには、鏡面物体５１による反射光は受光されず、検出領域に存在する物体５０による反射光のみが受光される。その結果、仮に物体５０が検出領域に存在しない場合において、鏡面物体５１による正反射光が受光部２ｃ方向に対して生じたとしても、受光素子２２ｃはこれを受光しないので、検出部５ｃで、鏡面物体５１による誤検出を防ぐことが可能となる。

以上のように、この実施の形態３によれば、限定反射光電センサにおいて、投光部１ｃの投光面に、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタ３ｃを設け、受光部２ｃの受光面に、入射光のうち、第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタ４ｃを設けたので、簡素な構成で誤検出を防ぐことができる。

なお上記では、第１の円偏光フィルタ３ｃ及び第２の円偏光フィルタ４ｃを別々に設けた場合について示したが、これに限るものではなく、第１の円偏光フィルタ３ｃ及び第２の円偏光フィルタ４ｃを、単一の円偏光フィルタとして一体に形成するようにしてもよい。この場合、上記単一の円偏光フィルタは、アタッチメント部（装着部）により投光レンズ１２ｃの前面及び受光レンズ２１ｃの前面に着脱可能とする。

また上述した実施の形態では、例えば安価なプラスチックレンズを透過する際に偏光が乱れるおそれがあることからレンズの前面（レンズよりも検出対象物側）に円偏光フィルタを配置するものとしたが、これに限らず、実用上十分な程度に円偏光を乱さずに透過しうる限りであれば、レンズの後面（レンズよりも投光素子１１ａ〜１１ｃ側）に円偏光フィルタを配置しても良い。

また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ａ〜１ｃ 投光部
２ａ〜２ｃ 受光部
３ａ〜３ｃ 第１の円偏光フィルタ
４ａ〜４ｃ 第２の円偏光フィルタ
５ａ 測定部
５ｂ，５ｃ 検出部
１１ａ〜１１ｃ 投光素子
１２ａ〜１２ｃ 投光レンズ
２１ａ〜２１ｃ 受光レンズ
２２ａ〜２２ｃ 受光素子

Claims (9)

1. 光を投光する投光部と、前記投光部により投光された光に対して物体により反射された光を受光する受光部と、前記受光部による受光結果に基づいて、自機から前記物体までの距離を測定する測定部とを備えた三角測距型距離センサにおいて、
   前記投光部の投光面に設けられ、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタと、
   前記受光部の受光面に設けられ、入射光のうち、前記第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタとを備えた
   ことを特徴とする三角測距型距離センサ。
2. 前記第１の円偏光フィルタを前記投光部の投光面に着脱可能とする第１の装着部及び／又は前記第２の円偏光フィルタを前記受光部の受光面に着脱可能とする第２の装着部を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の三角測距型距離センサ。
3. 前記第１の円偏光フィルタ及び前記第２の円偏光フィルタは、単一の円偏光フィルタとして一体に形成され、
   前記単一の円偏光フィルタを前記投光部の投光面及び前記受光部の受光面に着脱可能とする装着部を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の三角測距型距離センサ。
4. 光を投光する投光部と、前記投光部により投光された光に対して物体により反射された光を受光する受光部と、前記受光部による受光結果に基づいて、自機から設定距離範囲内における前記物体の有無を検出する検出部とを備えた距離設定光電センサにおいて、
   前記投光部の投光面に設けられ、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタと、
   前記受光部の受光面に設けられ、入射光のうち、前記第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタとを備えた
   ことを特徴とする距離設定光電センサ。
5. 前記第１の円偏光フィルタを前記投光部の投光面に着脱可能とする第１の装着部及び／又は前記第２の円偏光フィルタを前記受光部の受光面に着脱可能とする第２の装着部を備えた
   ことを特徴とする請求項４記載の距離設定光電センサ。
6. 前記第１の円偏光フィルタ及び前記第２の円偏光フィルタは、単一の円偏光フィルタとして一体に形成され、
   前記単一の円偏光フィルタを前記投光部の投光面及び前記受光部の受光面に着脱可能とする装着部を備えた
   ことを特徴とする請求項４記載の距離設定光電センサ。
7. 光を投光する投光部と、受光方向が前記投光部の投光方向に対して設定角度傾けられ、当該投光部により投光された光に対して物体により反射された光を受光する受光部と、前記受光部による受光結果に基づいて前記物体の有無を検出する検出部とを備えた限定反射光電センサにおいて、
   前記投光部の投光面に設けられ、入射光のうち特定回転方向の第１の円偏光成分のみを透過する第１の円偏光フィルタと、
   前記受光部の受光面に設けられ、入射光のうち、前記第１の円偏光成分の回転方向と同一方向である第２の円偏光成分のみを透過する第２の円偏光フィルタとを備えた
   ことを特徴とする限定反射光電センサ。
8. 前記第１の円偏光フィルタを前記投光部の投光面に着脱可能とする第１の装着部及び／又は前記第２の円偏光フィルタを前記受光部の受光面に着脱可能とする第２の装着部を備えた
   ことを特徴とする請求項７記載の限定反射光電センサ。
9. 前記第１の円偏光フィルタ及び前記第２の円偏光フィルタは、単一の円偏光フィルタとして一体に形成され、
   前記単一の円偏光フィルタを前記投光部の投光面及び前記受光部の受光面に着脱可能とする装着部を備えた
   ことを特徴とする請求項７記載の限定反射光電センサ。

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