JP4376422B2 - 二色性光学セル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射式と呼ばれるモードでは光線束の入射を考慮することなく反射鏡によって生じた反射の遮断により、また近接式と呼ばれるモードでは光線束の入射変化を利用し（三角測量の原理を用いて）、被検出体からの反射によって被検出体を検出する二色性光学セルに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
被検出体までの距離、被検出体の光沢や色、さらに検出環境によっては、反射式光学セルの使用が好ましい場合と、逆に近接式光学セルの使用が好ましい場合とがある。反射式用に設計された従来の光学セルでは近接式による検出を行うことは不可能であり、その逆もまた不可能である。
【０００３】
しかし、欧州特許出願ＥＰ−３２９０８３号明細書では、幅広い検出性能のある二色性光学セルが提案された。場合により赤光と赤外光とを放出するこの光学セルは、それぞれ赤光用、赤外光用の二つのホトダイオードで形成された特殊な受光器を有し、赤外線を吸収する特殊な反射鏡と組み合わされている。また、反射式のみで光沢のある被検出体が検出できる二色性光学セルも考案された（フランス国特許ＦＲ−２４４２４５７号明細書）。この光学セルは、近接式による検出を行うことができないという欠点の他に、どちらか一方の波長を取り除くための特殊な反射鏡も必要とする。このような特殊な反射鏡は高価である。
【０００４】
本発明の目的は、効率的な手段で安価に、特に特殊な反射鏡を必要としない、反射式、近接式による検出が可能な二色性光学セルを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれ波長の異なる第１の光線束、第２の光線束を発光する二つの発光器、及びどちらか一方の発光器から放出された被検出体の存在に左右される光線束を、一定入射、又は可変入射で受光できるように配置された受光器から成る二色性光学セルに関する。
【０００６】
本発明による光学セルは、第１の光線束の偏光手段を有し、受光器と光学セルは、特に偏光反射式の第１検出モード、又は、特に近接式の第２検出モードのどちらか一方を選択し、選択したモードによって発光器のどちらか一方を稼働させる検出モード選択手段を備えている。
【０００７】
望ましくは、受光器が、相互関係が被検出体までの距離に応じて単調関数で変化するそれぞれの信号を出力できる、少なくとも二つの処理回路に接続した出力端子を有し、検出モード選択手段が受光器の出力端子のどちらか一方のブロック、及ぴ、受光器の使用受光表面の調整の少なくとも一方が可能である。光学セルのモード選択は自動的、又は強制的に行っても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明するが本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
図１は本発明による二色性光学セルの一実施形態の概略構成図である。
二色性光学セル１０は、反射式Ｍ１、又は近接式Ｍ２で検出を行うことができる、光学セルの検出モードＭ１，Ｍ２は検出モード選択手段Ｓによって選択される。
【０００９】
二色性光学セル１０は、それぞれ波長λ１の光線束Ｅ１，λ１とは異なる波長λ２の光線束Ｅ２を放出できる二つの発光器１１，１２から成る。例えばＥ１は赤光で、Ｅ２は赤外光であっても良い、発光器１１，１２として、別個の部品を用いても、あるいは同一の部品内に収められた二つの光源を用いて形成されても良い。別個の部品の場合は、これらは半透明の薄膜、又は別個の光源から単一光源の像を形成できる他の光学系を用いて、同一の発光軸ＸＥに合わせても良い。
【００１０】
光線束Ｅ１は反射式によって通常の反射鏡１３により反射され、被検出体Ａが存在する場合には遮断されるが、光線束Ｅ２は近接式によって被検出体Ａが存在する場合に反射される。受光器１４は反射光線束Ｒ１，Ｒ２に対する感光性を持っている。放出光線束Ｅ１，Ｅ２は、波長λ２の光ではない、波長λ１の光のみ偏光に変換させるフィルタ１５を通り、反射光線束Ｒ１，Ｒ２は、波長λ２の光ではない、波長λ１の光のみ偏光に変換させるフィルタ１６を通る。本光学セルの注目すべき点は、特殊な反射鏡を使用していないことである。
【００１１】
受光器１４は、反射鏡１３からの存在信号、又は被検出体Ａとの距離信号を反射光線束が軸ＸＲ１を通る偏光反射式Ｍ１においても、反射光線束が可変傾斜軸ＸＲ２を通る近接式（三角測量）Ｍ２においても、提供できるように構成されている。受光器１４は、その使用表面部は反射光線束Ｒ１（λ１）も、入射角、つまり表面における位置が被検出体Ａとの距離によって変化する光線束Ｒ２（λ２）をも受光できるように調整可能な感光性表面を有する。本実施形態では受光器１４は相変化が被検出体との距離に対応する二つの電気信号ｓａ，ｓｂを出力する、例えばＰＳＤ形式の二つの出力端子１４ａ，１４ｂを備えた部品、あるいはその使用感光表面部が選択モードに応じて調整され、及ぴ／叉はその一方の出力が選択モード（例えば反射式モード）に応じてブロックされる部品（又は数個の部品の集合）である。
【００１２】
処理回路１７は発光器１１，１２へのエネルギーの供給、放射電気信号の発信、受光器１４の二つの出力端子１４ａ，１４ｂから出力された受信電気信号ｓａ，ｓｂの分析、及びその結果として発光器１１，１２のいずれか一方を稼働させ、受光器１４を調整するために設置される。ここでの分析は例えば近接式において被検出体までの距離に応じて単調に変化する出力端子１４ａと１４ｂの信号比としきい値の比較により行なっても良い。
【００１３】
検出モード選択手段Ｓは、光学セルが反射式あるいは近接式に対応するように発光器、受光器に対して作用する選択手段１８を含む。選択手段１８はこのように反射式においては発光器１１を稼動させ発光器１２を停止、近接式においてはその逆を行い、選択されたモードにおいて不要な発光器を停止させる。この装置は例えばその出力端子１４ａ，１４ｂの一方をブロックしあるいはその受光性表面１４ｃを全体あるいは部分的に稼働させるよう調整するように受光器１４に対しても選択されたモードに対応させるよう作用する。
検出モード選択手段Ｓは手動あるいは遠隔式の強制的な選択手段１８を含んでも良い。この選択手段は機械式又は電気式であっても良い。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、効率的な手段で安価に、特に特殊な反射鏡を必要としない、反射式、近接式による検出が可能な二色性光学セルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二色性光学セルの一実施形態の概略構成図。
【符号の説明】
１０ 二色性光学セル
１１，１２ 発光器
１３ 反射鏡
１４ 受光器
１４ａ，１４ｂ 出力端子
１４ｃ 受光性表面
１５，１６ フィルタ
１７ 処理回路
１８ 選択手段
Ａ 被検出体
Ｅ１，Ｅ２ 光線束
ＸＥ 発光軸
Ｒ１，Ｒ２ 反射光線束
ＸＲ１ 軸
ＸＲ２ 可変傾斜軸
Ｓ 検出モード選択手段

Claims (6)

1. それぞれ波長の異なる（λ１，λ２）第１の光線束（Ｅ１）、第２の光線束（Ｅ２）を発光する二つの発光器（１１，１２）と、どちらか一方の発光器から放出された光線束を、一定入射又は可変入射で受光できるように配置された受光器（１４）とを備える二色性光学セルにおいて、
   −第１検出モード（Ｍ１）は偏光反射式であって、前記第１検出モード（Ｍ１）においては、前記第１光線束（Ｅ１）は、通常の反射鏡（１３）によって反射され、被検出体（Ａ）が存在する場合には、遮断され、前記セルは、前記第１光線束（Ｅ１）の偏光手段（１５，１６）を備え、
   −第２検出モード（Ｍ２）は近接式であって、前記第２検出モード（Ｍ２）においては、前記第２の光線束（Ｅ２）は、被検出体（Ａ）が存在する場合には、前記被検出体までの距離に応じた可変傾斜軸を有するように、反射されて、相互の比率が前記被検出体までの距離に応じて単調関数で変化する２つの電気信号を出力する前記受光器（１４）によって受光され、
   −前記セルは、当該光学セルを前記第１検出モード（Ｍ１）とするか前記第２検出モード（Ｍ２）とするかを選択する検出モード選択手段（Ｓ）を備え、前記検出モード選択手段は選択したモードに応じて前記発光器（１１，１２）のどちらか一方を稼動させることを特徴とする二色性光学セル。
2. 二つの前記発光器（１１，１２）が同一の部品に収められていることを特徴とする請求項１に記載の二色性光学セル。
3. 二つの前記発光器（１１，１２）が別個の部品であることを特徴とする請求項１に記載の二色性光学セル。
4. 処理回路（１７）を含み、前記受光器（１４）が相互の比率が前記被検出体までの距離に応じて単調関数で変化するそれぞれの信号（ｓａ，ｓｂ）を送信できる、前記処理回路（１７）に接続された少なくとも二つの出力端子（１４ａ，１４ｂ）を有し、前記検出モード選択手段（Ｓ）が前記受光器（１４）の前記出力端子（１４ａ，１４ｂ）のどちらか一方をブロックすること、及び／又は、前記受光器（１４）の使用受光性表面（１４ｃ）を全体あるいは部分的に稼動させることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の二色性光学セル。
5. 処理回路（１７）を含み、前記検出モード選択手段（Ｓ）が選択手段（１８）
   を含み、前記処理回路（１７）が前記受光器（１４）の少なくとも二つの出力端子（１４ａ，１４ｂ）に接続され、前記出力端子から出力された前記信号（ｓａ，ｓｂ）の値を分析して、前記選択手段（１８）に対して作用して、選択されたモードにおいて不要な前記発光器（１１，１２）の動作を停止させ、必要があれば、選択されたモードに前記受光器（１４）を対応させる、ことを特徴とする請求項１に記載の二色性光学セル。
6. 前記検出モード選択手段（Ｓ）が強制選択装置（１９）を含み、手動、あるいは、遠隔式で、制御されることを特徴とする請求項１に記載の二色性光学セル。

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