JPH03225968A - フォトセンサ - Google Patents

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） 本発明はシート等の被検出物を検出するフォトセンサに
関する。

（従来の技術） 複写機などの電子機器ではプリン１〜出力などで用いる
紙などのセラ１へ状態を検出するため各種センサが用い
られている。

これらセンサには、紙などの被検出体に当接して機械的
に検出する接触型のものと、光学的方法などにより非接
触で検出するものがある。この非接触型のセンサは被検
出体を傷つけないという利点があり、接触型のセンサを
用いる場合のように被検出体に機械的強度が要求されな
いという利点がある。

光学的方法による非接触型のセンサには、センサの光路
内に被検出体が進入して光路を遮断することによって検
知するもの（フォ１−インタラプタ）や、被検出体から
の反射光を８１１定して検知するものなどがある。

（発明が解決しようとする課題） 光学的手法を用いた非接触型のセンサには」二記のよう
に、光を遮断したり反射光を測定したりして検出するも
のがあるが、これらのセンサでは、被検出体が透明シー
１〜などの透明体である場合、光が遮断されないために
検知できなかったり、検出ミスが生じたりするという問
題点がある。被検出物からの反射光を測定するセンサの
場合は被検出物の材質や色などによっても検出ミスが生
じたりする。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、透明シー１〜などの
透明体の場合も紙等の遮光性を有する素材と同様に確実
に被検出体を検知することのできるフォトセンサを提供
するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、光源部と該光源部から放射される光を受光す
る受光部とを有し、光源部と受光部の中間の光路内に被
検出体を進入させ、受光部で通遮光を検出することによ
って被検出体の有無を検知するフォトセンサにおいて、
前記光路内に、中間に被検出体を進入させる間隔をあけ
て２枚の偏光板を設けたことを特徴とする。また、レー
ザ光源と、レーザ光源との間に被検出体を進入させる間
隔をあけて配置する偏光板と、偏光板の後方に配置する
受光部とを有することを特徴とする。

（作用） 光源から放射された光は、光源部側の偏光板によって直
線偏光となって被検出体に入射する。偏光板の中間に被
検出体が進入すると、被検出体によって旋光したり遮光
されたりする。光源部側の偏光板と受光部側の偏光方位
を適宜設定することによって受光部で光信号が検出され
、被検出体が光路内に進入したことを検知する。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明に係るフォトセンサの一実施例を示す。

図で１０は光源部、１２は光源部１０から所定間隔をお
いてその後方に設置する第１偏光板、１４は第１偏光板
１２のさらに後方に設置する第２偏光板、１６は第２偏
光板１４の後方に設置する受光部である。光源部１ｏ、
第１偏光板１２、第２偏光板１４、受光部１６は図のよ
うにほぼ一直線」二に配置する。

光源部１０は第１偏光板１２に向けて光を放射するもの
であり、実施例では発光ダイオードを光源として用いて
いる。

第１偏光板１２および第２偏光板１４はその中間に被検
出体がはいる間隙をあけるとともに、その偏光方位がた
がいに直交するように配置する。

図では第１偏光板１２および第２偏光板１４の偏光方位
を矢線で示す。実施例では、第１偏光板１２の偏光方位
を鉛直軸にたいして左４５度傾斜させ、第２偏光板１４
の偏光方位を鉛直軸にたいして右４５度傾斜させて第１
偏光板１２と第２偏光板の偏光方位を互いに直交させて
いる。

受光部１６は第２偏光板１４の通過光を検出するもので
、受光面を第２偏光板１４に向けた受光素子を有してい
る。

続いて、」二部フォトセンサを用いて被検出体を検出す
る方法について説明する。

■　第１偏光板１２と第２偏光板１４との間に被（５） 検出体がない場合。

第１偏光板１２を通過する光は光源部１０から放射され
た光のうち偏光方位、すなわち鉛直軸に対して左４５度
に傾斜した直線偏光である。

第２偏光板１４の偏光方位は第１偏光板１２の偏光方位
と直交しているから、第１偏光板１２を通過した光は第
２偏光板１４を通過できず、したがって受光部１６では
光信号を検出しない。

■　第１偏光板１２と第２偏光板１４との中間に被検出
体２０がある場合。

被検出体２０が非等方性材料の透明体である場合は、第
１偏光板１２を通過した直線偏光は被検出体２０を透過
する際に複屈折現象によって旋光し、第２偏光板１４の
偏光方位と平行な光波成分を有するようになる。したが
って、被検出体２０が第１偏光板１２と第２偏光板１４
の中間にはいった場合は、第２偏光板１４を光波が通過
し、受光部１６で光信号が検知されて被検出体２０の存
在が検知される。

被検出体２０の旋光度は被検出体２０の屈折率（６） の性質と被検出体２０の厚さにより個々に変動するが、
被検出体２０が非等方性材料である場合は第２偏光板１
４を通過する光波成分が形成されるからこれによって光
信号が検出できる。

一般に透明シートとして用いられている合成樹脂シート
等は圧延あるいは伸長等によって製造されるから、はと
んどすべて非等方的性質を有しこれによって複屈折現象
を生じさせる。したがって、上記■、■の作用により透
明体である被検出体の有無を検知することができる。

なお、被検出体２０と第１偏光板１４の設置条件として
、被検出体２０の偏光方位に対して第１偏光板１４の偏
光方位を４５度傾斜させるように配置すると旋光角が大
きくなり、複屈折の効果が大きくあられれる。また、第
２偏光板１４の配置として、対象とする被検出体２０に
よる旋光角を求めてこの旋光角に平行に第２偏光板１４
の偏光方位をセラ１〜するようにしてもよい。

第２図は上記フォトセンサを組み込んだ回路の一実施例
を示す。このフォトセンサは上記第１偏光板１２と第２
偏光板１４の中間に被検出体がはいった場合に光信号が
生じ、この光信号を増幅して被検出体を検知する。この
フカ１〜センサによる場合は透明シートの検出が確実に
でき、センサの構成も単純にできるという利点がある。

なお、上記例では被検出体が第１フイルム１２と第２フ
イルム１４の中間にはいったときに光信号ｈ％　ＯＮと
なったが、これとは逆に、被検出体が第１偏光板１２と
第２偏光板１４の中間にはいったときに光信号が０１”
Ｆとなり、被検出体が第１偏光板１２と第２偏光板１４
の中間にない場合に光信号がＯＮとなるように構成する
こともできる。

この場合は、第１偏光板１２と第２偏光板１４の偏光方
位を同方向に配置して被検出体２０がない場合には第２
偏光板１４から光が透過するようにし、被検出体２０が
第１偏光板１２と第２偏光板１４の中間に進入した際に
は被検出体２０の複屈折によって旋光が生じて第２偏光
板１４を透過する光が抑制されるようにすればよい。な
お、第２偏光板１４による遮光が効果的にできるように
するため、被検出体２０を通過した際の旋光角を求め、
被検出体２０を通過した後の偏光方向に直交する方向に
第２偏光板１４の偏光方位を合わせるようにセラｌ−し
てもよい。

このように、被検出体がセンサ内に進入した際に光信号
がＯＦＦとなるように設定する方法は、被検出体として
透明体と紙等の遮光性を有するものを混在して用いる場
合に有効である。すなわち、上記構成によれば、紙等の
遮光性のものと透明体のどちらでも光路上にある場合に
は光信号がＯＦＦとなるから、両方とも区別なく検知す
ることができる。

なお、上記例で被検出体２０の旋光度は光の波長によっ
て変動するから光源部１０で用いる光源は単色光がよい
。

第３図はフカ１〜センサの他の実施例を示すもので、光
源としてレーザ光を用いた例を示す。

この実施例では光源部１０の光源として半導体レーザ素
子等によるレーザ光源を用い、コリメータレンズ１１を
介して偏光板１３方向にレーザ光（９） を放射し、受光部１６で光信号を検出するように構成し
ている。被検出体２０はコリメータレンズ１１と偏光板
１３の中間に進入させる。レーザ光源からは一定向きの
直線偏光が射出されるから、この場合は偏光板を１枚だ
け用いて装置を構成することができる。

偏光板１３の偏光方位を光源の偏光方向と直交する方向
にセットすれば、被検出体２０が進入した際に光信号が
ＯＮとなる。また、被検出体２０を通過した後の偏光方
向と直交する方向に偏光板」３の偏光方位にセラ１へす
れば、被検出体が進入した際に光信号を０１７Ｆとする
ことができる。

以上説明したフォトセンサは透明シート等の被検出体の
有無のみを検知するセンサであるが、同時に被検出体の
厚みを検出することも可能である。

第４図はこの厚み検出も行えるセンサの一実施例である
。

この厚み検出センサは光源部１．０の後方に偏光板２２
を配置し、偏光板２２の後方にニコルプリズム等のビー
ムスプリッタ２４を配置している。

（１０） ビームスプリッタ２４は直交する２つの偏光成分に入射
光を分離して一方を全反射し、他方を透過させるもので
、反射光および透過光をそれぞれ検出する受光素子２６
ａ、２６ｂを設置している。

被検出体２０が光路上にない場合は、偏光板２２を通過
した偏光はビームスプリッタ２４によって一方側の受光
素子２６ａのみで検出される。

方、被検出体２０が光路内にある場合は、偏光板２２を
通過した偏光は被検出体２０によって旋光し、ビームス
プリッタ２４では反射光と透過光が生じて受光素子２６
ａと２６ｂの両方で光信号出力が生じる。被検出体２０
による旋光の角度は被検出体２０の厚さが変動すること
によって変化するから、受光素子２６ａ、２６ｂの信号
出力値（光の強度）をモニターすることによって、旋光
角度の変化を検知することができる。

すなわち、被検出体２０が光路内にある場合には受光素
子２６ｂの光信号出力から被検出体２０の有無が検知で
き、また、被検出体２０の厚さが所定の厚さからずれた
ような場合は旋光度が変動して受光素子２６ａ、２６ｂ
の出力比が変化するから、受光素子２６ａ、２６ｂの出
力をモニターすることによって被検出体２０の厚さエラ
ーを検出することができる。これにより、不良品等をチ
エツクすることができる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんである。

（発明の効果） 本発明に係るフォ１ヘセンサ［こよれば、合成樹脂シー
１へ等の透明シーｉ〜の検出を確実に行うことができる
とともに装置を簡素に構成できることから安価に提供す
ることができる。また、透明体と同じように紙等の遮光
性を有するものを検出することができる。また、レーザ
光源を用いる場合はさらに装置を簡素化することができ
る笠の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る）第１〜センサの一実施例を示す
説明図、第２図はフォ］〜センサの回路構成を示す説明
図、第３図は他の実施例を示す説明図、第４図はさらに
他の実施例を示す説明図である。 １０・・・光源部、　１２・・・第１偏光板、１３・・
・偏光板、　１４・・・第２偏光板、１６・・・受光部
、　２０・・・被検出体、２２・・・偏光板、　２４・
・・ビームスプリッタ、２６ａ、２６ｂ・・・受光素子
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源部と該光源部から放射される光を受光する受光
   部とを有し、光源部と受光部の中間の光路内に被検出体
   を進入させ、受光部で通遮光を検出することによって被
   検出体の有無を検知するフォトセンサにおいて、 前記光路内に、中間に被検出体を進入させ る間隔をあけて２枚の偏光板を設けたことを特徴とする
   フォトセンサ。 ２、レーザ光源と、レーザ光源との間に被検出体を進入
   させる間隔をあけて配置する偏光板と、偏光板の後方に
   配置する受光部とを有することを特徴とするフォトセン
   サ。