JPH03218441A - 透明体の検出装置及び複屈折測定方法 - Google Patents

透明体の検出装置及び複屈折測定方法

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JPH03218441A
JPH03218441A JP30181890A JP30181890A JPH03218441A JP H03218441 A JPH03218441 A JP H03218441A JP 30181890 A JP30181890 A JP 30181890A JP 30181890 A JP30181890 A JP 30181890A JP H03218441 A JPH03218441 A JP H03218441A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、複屈折を検出することにより透明体の有無
を検出する透明体の検出装置、およびこの装置を用いて
透明体の複屈折を測定する方法に関する. [従来の技術] 従来、透明なプラスチック板等の検出装置は、第8図に
示すように、搬送ベルト1の一方側に設けられた発光ダ
イオード2と、搬送ベルトlの他方側に設けられて発光
ダイオード2がら射出される光を受光する受光素子3と
から構成されている。
搬送ベルトlによってプラスチック板4が搬送され、先
端部すなわちエッジ4aが発光ダイオード2の射出光の
光路2aに到達すると、発光ダイオード2から射出され
る光がそのエツジ4aによって散乱されて受光素子3の
受光量が減少するため、この減少を検出することにより
プラスチック板の存在を検出することできる. また、プラスチック板4を通過する光はプラスチック板
4の表面で一部が反射するので、受光素子が受光する受
光量が減少する.この減少からプラスチック板4の存在
を検出することもできる.[発明が解決しようとする課
題] しかしながら、エッジ4aでの散乱による受光素子3の
受光量の減少は瞬間的であるため、その検出は難しい. また、透明度の高いプラスチック板4を通過した光の減
少は僅かであるため、このようなプラスチック板の有無
を判断するためには受光素子の信号のスレッシュドレベ
ルの設定が微妙であり、プラスチック板に埃やゴミが付
着している場合の受光量の減少と判別することが難しく
、ミスカウントの可能性が高いという問題があった. C発明の目的J この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、そ
の第1の目的は、透明体の有無を確実に横出することの
できる透明体の検出装置を提供することにある.また、
第2の目的は、この検出装置を用いて透明体の複屈折を
測定する方法を提供することにある. [課題を解決するための手段] この発明にかかる透明体の検出装置は、透明体に直線偏
光を入射させる発光手段と、透明体を透過した光束を受
ける位置に透過軸が発光手段から射出される光束の電界
ベクトルの振動面と直交するよう配置された検光子と、
検光子を透過した光束の強度を検出する受光手段とを備
える検出手段を複数組備え、各検出手段が透明体に対し
て互いに異なる方向性を持った直線偏光を入射させるよ
う配置したことを特徴とする. また、この発明にかかる複屈折測定方法は、2つの発光
手段により互いに垂直でない異なる方向性を持つ直線偏
光を発生させ、この光束の強度を検出する第1段階と、
検光子を、透過軸が各発光手段から発した光束の電界ベ
クトルの振動面と直交するよう設定し、検出対象である
透明体を各発光手段と各検光子との間の光路中に挿入し
、透明体、各検光子を透過した光束の強度を検出する第
2段階と、第1段階と第2段階とにおける透過光束の強
度に基づいて透明体の複屈折を解析する第3段階とを有
することを特徴とする. [実施例] 以下、この発明に係る装置、方法の実施例を図面に基づ
いて説明する. 第1図および第2図において、l1はプラスチック板(
透明体)12を矢印方向に搬送する搬送ベルトであり、
この搬送ベルト11を挟んで2組の検出手段が設けられ
ている. 第1、第2の検出手段は、それぞれ透明体12に直線偏
光を入射させる発光手段としてのレーザー琵生器(}I
e−Neレーザー)13.16と、透明体12を透過し
た光束を受ける位置に配置された検光子14. 17と
、検光子を透過した光束の強度を検出する受光素子15
. 18とから構成されている. 第3図に示されるように、各検光子14. 17は、そ
れぞれの透過軸14a, 17aが各レーザー発生器1
3. 16から射出されるレーザー光の電界ベクトルの
振動面13a, 16aと直交するよう配置され、レー
ザー発生器との間に透明体l2が位置しない場合にはレ
ーザー光を遮断する。また、第1のレーザー発生器13
は、レーザー光の電界ベクトルの振動面13aが第1図
の紙面に対して垂直となるよう配置され、第2のレーザ
ー発生器l6は、レーザー光の電界ベクトルの振動面1
6aが第1図の紙面に対して45@をなすよう配置され
ている。
受光素子15. 18から出力される受光信号は、オア
回路l8に入力され、オア回路18は何れか一方の受光
信号が立ち上がったときにカウント信号を出力する.判
断手段としてのカウント回路20は、このカウント信号
を計数することによ昏ハ 搬送されるプラスチック板1
2の個数を判断する.次に、この検出装置の作用を説明
する.なお、以下の説明では、受光素子の暗電流は無視
している. プラスチック板l2が第1図に実線で示す位置にあると
き、レーザー光は各受光素子15. 18に達せず、受
光信号は0レベルのまま立ち上がらない.プラスチック
板l2が第1図に破線で示す位置まで搬送されると、レ
ーザー光はプラスチック板l2を通過して検光子14.
 17に達することになる.プラスチック板12は、一
般的に結晶と同様の異方性を有し、複屈折を生じさせる
ため、プラスチック板l2を通過したレーザー光の電界
ベクトルの振動面は所定角度回転する. 第1のレーザー光の電界ベクトルの振動面13aが、例
えば第5図の(A) (B)に符号13’ aで示すよ
うに回転すると、振動面が検光子14の透過軸14aと
直交しなくなるため、レーザー光の一部が第1の検光子
14ヲ通過し、第7図(a)に示す受光素子l5の受光
信号にバルスpiが乗る. 第2のレーザー光の電界ベクトルの振動面16aが例え
ば第6図の(A)(B)に符号l6゜aで示すように回
転すると、振動面が検光子17の透過軸17aと直交し
なくなるため、第2のレーザー光の一部が検光子l7を
通過し、第7図の(b)に示す受光素子18の受光信号
にバルスP2が乗る. 第7図(C)に示すオア回路l9の検出信号には、パル
スQ1が乗りカウント回路20がそのパルスQlをカウ
ントしてプラスチック板l2の個数をカウントアップす
る. ところで、プラスチック等の直線複屈折結晶では、入射
光が固有偏光に一致した場合には、偏光状態が変化を受
けずに透過してしまい、複屈折の情報を検出し得ない.
しかしながら、この装置は、2つのレーザー発生器から
発するレーザー光が互いに垂直でない異なる方向性を持
った直線偏光であるため、一方がプラスチック板12の
固有偏光に一致する場合には、他方は一致せず、少なく
とも何れか一方の受光素子からは受光信号が出力される
こととなる. 例えば、第1レーザー光の電界ベクトルの振動面13a
がプラスチック板12の固有偏光に一致した場合、第7
図(a)に示す受光素子l5の受光信号は変化しないが
、第2のレーザー光はプラスチック板12の固有偏光と
は一致せず、第7図(b)に示す受光素子18の受光信
号にはパルスP3が出力される。このとき、第7図(C
)で示すオア回路l9の検出信号にはパルスQ2が出力
され、この場合にもプラスチック板l2の個数をカウン
トすることができる. 同様に、第2のレーザー光がプラスチック板l2の固有
偏光と一致する場合には、第1のレーザー光が固有偏光
と一致しなくなるため、第1受光素子l5の受光信号に
はバルスP4が出力され、受光素子l8の受光信号は変
化しない。パルスP4により、オア回路l9からはパル
スQ3が出力される.二のように、プラスチック板l2
が通過すれば、少なくとも第1,第2受光素子15. 
18の何れか一方の受光信号が立ち上がるためプラスチ
ック板l2の有無を確実に検出することができる。
また、この装置では、受光量レベルが0の場合と、そう
でない場合とでプラスチック板の有無を判別することが
できるため、スレツシュドレベルの設定が従来より容易
となり、また、埃やゴミの付着により受光量が減少した
場合にもミスカウントする可能性が低い。
なお、上記実施例では、プラスチック板12の有無を検
出するものについて説明したが、これに限らず複屈折を
有する透明体であればそれ以外の物体の検出にも利用で
きる.例えば、ガラスは歪によって複屈折を生じるため
、上記の装置でガラスの歪みを検出することもできる. 次に、上記の装置を用いてプラスチック等の物質の複屈
折を測定する方法を説明する。
第1段階として、各14. 17検光子を回転調整して
各レーザー発生器13. 16から発するレーザー光の
電界ベクトルの振動面と検光子の透過軸の向きとが一致
して受光素子15. 18に達する光量が最大となるよ
う設定し、被検査物体を置かずに受光素子15.18に
達する光の強さIs, Insをそれぞれ測定する。
これにより、検光子の平行位透過率の情報を含むかたち
で光量を測定しておく.なお、検光子の平行位透過率を
100%とみなせる場合には、検光子を配置せずに直接
レーザー光の強度を測定してIiI,IA5を求めても
よい。
第1のレーザー光源から発する直線偏光αと、第2のレ
ーザー光源から発しαに対して45゜異なる方向性を持
つ直線偏光βとは、振幅AXI,AX2、位相pXとす
ると、ジョーンズマトリックスを用いて以下のように表
される。
光の強度IL 145は、マトリックスの2乗和となる
ため、以下の式で表される。
Is  =(Axle”x)2 Ins−2(Ax2e”)2 実際には検光子により多少の光量損失があるが、この損
失による影響は第2段階でも共通であり、演算により差
し引きして相殺することができるため、ここでは受光素
子に達する光の強度をIll, 146と仮定すること
ができる. 次に、第2段階では、検光子を回転させてレーザー光の
電界ベクトルの振動面と検光子の透過軸とが直交して消
光するよう設定する。そして、搬送ベルト11を駆動し
、その先路を横切るようプラスチック板12を移動させ
、各受光素子15. 18が検出した光強度I’s,I
’nsを測定する.この設定では、プラスチック板の複
屈折により入射する光束の電界ベクトルの振動面が回転
させられた場合にのみ光が検出され、その光量は電界ベ
クトルの振動面の回転角度、すなわち透明体の複屈折の
度合に対応している. 透明体をレーザー光が照射される範囲内で均質で理想的
な直線位相板と仮定し、その複屈折の軸方向を示す方位
角をρ、リターデーション量をdとすると、そのジョー
ンズマトリックスMxは以下の通りとなる. lull  =COS2p  + e−”sin2pI
I122−Sln2ρ+e1dCOS2ρ+1112−
11121  =(1− e−”)sinρcosρ第
1、第2のレーザー光の光路に上記の直線移相子が挿入
されると、移相子を透過した光束は以下のマトリックス
[a@, be]、[a45,b4s]で表される。
光量Is’ , I46’は、マトリックスの2乗和と
なるため、以下の式で表される. Is’:a@2+be2 IJs’−ans2+ b4s2 これらの強度から前述の第1段階での測定強度Is, 
Lsを差し引くと、透明体の複屈折は以下の式で表され
る。
Is’/Is :(1/2)(1 − cosd)si
n22ρIa5’/I4s=(1/2)(1 − co
sd)cos22ρこれら2つの式から、以下に示すよ
うに方位角ρ、リターデーション量dを求めることがで
きる。
Il@4545}=tan22ρ ρ=(l/2)tan−I[lIII■45■45}]
d =cos−’[1−2{(Is’/Is)”(Ia
5’/I4s))][効果コ 以上説明したように、この発明の装置によれば、複屈折
を検出することにより埃やゴミ等が付着していても透明
体の有無を確実に検出することができる。
また、この装置を利用し、透明体がない場合とある場合
との光量を検出することにより、複屈折の値を求めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る透明体の複屈折検出装I1tの
一実施例の概略構成を示した平面図、第2図はt11図
の■−■線に沿う断面図、第3図は第1レーザー光の電
界ベクトルの振動面と第1検光子の電界べ・ノトルの振
動面との関係を示した説明図、第4図は哨2レーザー光
の電界ベクトルの振動面と第2検光子の電界ベクトルの
振動面との関係を示した説明図、第5因の(^)(B)
は第1レーザー光の電界ベクトルの振動面の回転を示し
た説明図、第6図の(A)(B)は1,12レーザー光
の電界ベクトルの振動面の回転を示した説明図、第7図
は第1,第2受光素子およびオア回路の出力信号を示し
た説明図、第8図はブラスチ・・lクを検出する従来の
検出装置の構成を示した説明図である. 12・・・プラスチック板(透明体) 13. 16・・・レーザー発生器(発光手段)14.
 17・・・検光子 15. 18・・・受光素子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明体に直線偏光を入射させる発光手段と、前記
    透明体を透過した光束を受ける位置に透過軸が発光手段
    から射出される光束の電界ベクトルの振動面と直交する
    よう配置された検光子と、検光子を透過した光束の強度
    を検出する受光手段とを備える検出手段を複数組備え、
    各検出部が透明体に対して互いに垂直でない異なる方向
    性を持った直線偏光を入射させるよう配置されているこ
    とを特徴とする透明体の検出装置。
  2. (2)各検出手段の受光手段の出力に基づいて透明体の
    有無を判断する判断手段を備えていることを特徴とする
    請求項1に記載の透明体の検出装置。
  3. (3)前記検出手段が2組設けられていることを特徴と
    する請求項1に記載の透明体の検出装置。
  4. (4)2つの発光手段により互いに異なる方向性を持っ
    た直線偏光を発生し、光束の強度を検出する第1段階と
    、 透過軸が各発光手段から発した光束の電界ベクトルの振
    動面と直交するよう検光子を設定し、検出対象である透
    明体を各発光手段と各検光子との間の光路中に挿入し、
    前記透明体、前記各検光子を透過した光束の強度を検出
    する第2段階と、第1段階と第2段階とにおける透過光
    束の強度に基づいて、前記透明体の複屈折を解析する第
    3段階とを有することを特徴とする複屈折測定方法。
  5. (5)前記第1段階は、直線偏光を透過軸が各光束の電
    界ベクトルの振動面と平行になるよう配置された第1、
    第2の検光子に入射させ、各検光子を透過した光束の強
    度を検出することを特徴とする請求項4に記載の複屈折
    測定方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033104A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Keyence Corp 透明フィルム検出装置
JP2008025996A (ja) * 2006-07-18 2008-02-07 Niigata Univ 透光体の内部歪の測定方法及び測定装置
JP2014029301A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Nidec Copal Corp 投受光センサ

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