JPH0798247A

JPH0798247A - 光学装置

Info

Publication number: JPH0798247A
Application number: JP27926693A
Authority: JP
Inventors: Narutome Yasuda; 成留安田; Hayami Hosokawa; 速美細川; Kohei Tomita; 公平冨田; Hironobu Kiyomoto; 浩伸清本
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 1995-04-11
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP3328666B2

Abstract

(57)【要約】【目的】被検出物体の位置変動、傾き変動による影響
が少なく、また被検出物体の種類判別および有無検知が
可能な光学装置を提供する。【構成】筐体１内には、被検知物体２に対して光を出
射する発光手段としての例えばＬＥＤ３が配置されてお
り、ＬＥＤ３より出射された光は、被検知物体２に対し
て斜め方向から投射される。被検知物体２に対して出射
された投射光は、被検知物体２によって反射され、筐体
１内に配置された受光手段によって受光される。この受
光手段は、偏光ビームスプリッタ４と、第１と第２の受
光素子５、６より構成している。前記偏光ビームスプリ
ッタ４は、斜め方向から入射する反射光のうち、Ｓ偏光
成分を偏光ビームスプリッタ４の表面において反射し、
第１の受光素子５に投射する。また、Ｐ偏光成分は偏光
ビームスプリッタ４を透過し、第２の受光素子６に投射
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に被検知物体の
種類判別および有無を検知する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検知物体の種類判別もしくは有無を検
知する手段として種々の手段が提案が成されているが、
代表的なものとして、被検知物体の表面に対して発光手
段からの投射光を投射させて、その反射光を受光手段に
よって受光することで、被検知物体の性質を検知するよ
うな光学的な物体の種類判別もしくは有無検知装置が提
案されている。

【０００３】図３８は、例として従来の表面状態検知装
置の基本原理を示したものであり、発光手段としての例
えばＬＥＤａからの投射光は、被検知物体ｂの表面に対
して斜め方向に入射される。そして、被検知物体ｂから
の正反射成分を受光する受光手段としての第１の受光素
子ｃと、散乱反射成分を受光する第２の受光素子ｄとが
具備されており、第１および第２の各受光素子ｃ、ｄか
らの電気的出力が比較される。

【０００４】この図１４に示した表面状態検知装置によ
ると、被検知物体ｂの表面が滑らかな場合には、第１の
受光素子ｃに入射する光量が第２の受光素子ｄに入射す
る光量に対して相対的に大きくなる。また、被検知物体
ｂの表面が粗面の場合は、第２の受光素子ｄに入射する
光量が第１の受光素子ｃに入射する光量に対して相対的
に大きくなる。従って、第１と第２の２つの受光素子
ｃ、ｄからの電気的出力の比により、被検知物体ｂの表
面状態を検知することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うな従来の検知装置においては、第１の受光素子ｃに入
射する光量は、被検出物体ｂの位置変動、傾き変動によ
り大きく変動するが、第２の受光素子ｄに入射する光量
は、被検出物体ｂの位置変動、傾き変動に対してそれ程
影響を受けることはない。従って、２つの受光素子ｃ、
ｄ間の出力比が、被検出物体の位置変動、傾き変動によ
って変化し、被検出物体の表面状態を安定に検出するこ
とが困難であるという問題点を有している。

【０００６】さらに、従来の検知装置においては、被検
出物体の表面の面粗さの違いについては判別できるもの
の、被検出物体の種類（例えば滑らかな表面の金属とガ
ラス表面）等の判別は不可能であり、従って表面状態検
知装置としての応用範囲が狭いといった問題点も有して
いる。

【０００７】本発明は、この様な点に着目して成された
ものであり、被検出物体の位置変動、傾き変動による影
響が少なく、また被検出物体の表面状態のみならず被検
出物体の材質の違いをも検知し、物体の種類判別ならび
に物体の有無検知が可能な光学装置を提供することを課
題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に成された請求項１に記載の光学装置は、被検知物体に
対して光を出射する発光手段としての例えばＬＥＤと、
被検知物体を反射、透過もしくは被検知物体により一部
散乱した発光手段からの光いずれかを受光する受光手段
と、を備えた光学装置において、受光手段は、被検知物
体からの光、もしくは被検知物体により一部散乱した光
のうち複数の偏光成分を別個に受光することを特徴とす
る。

【０００９】請求項２に記載の光学装置は、受光手段
は、被検知物体からの反射光、透過光もしくは被検知物
体により一部散乱した光のいずれかの光のうち、主にＰ
偏光成分と主にＳ偏光成分とを、個別に受光することを
特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の光学装置は、受光手段
は、被検知物体からの反射光、透過光もしくは被検知物
体により一部散乱した光のいずれかの光のうち、主にＰ
偏光成分を受光する受光素子と主にＳ偏光成分を受光す
る受光素子を含む、複数の受光素子からなっていること
を特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の光学装置は、受光手段
は、複数の受光素子が１つのパッケージ内に配置されて
いることを特徴とする。

【００１２】請求項５に記載の光学装置は、受光手段
は、１つのチップを分割して複数の受光素子として構成
したことを特徴とする。

【００１３】請求項６に記載の光学装置は、受光素子
は、光ファイバであることを特徴とする。

【００１４】請求項７に記載の光学装置は、発光手段か
らの出射光は、被検出物体の表面に対して斜め方向に入
射されるように構成されたことを特徴とする。

【００１５】請求項８に記載の光学装置は、被検知物体
に対する発光手段からの出射光の入射角は、５０度以上
であることを特徴とする。

【００１６】請求項９に記載の光学装置は、被検知物体
に対する発光手段からの出射光の入射角は、プリュース
タ角近傍であることを特徴とする。

【００１７】請求項１０に記載の光学装置は、発光手段
から出射される光軸付近の光は、被検知物体の表面に対
してほぼ垂直に出射されるように構成されたことを特徴
とする。

【００１８】請求項１１に記載の光学装置は、発光手段
と受光手段はそれぞれ異なる筐体の内に存在し、被検知
物体が存在しないとき、発光手段からの光は直接受光手
段によって受光されることを特徴とする。

【００１９】請求項１２に記載の光学装置は、発光手段
からの光は、被検知物体の表面に対して斜めに入射し、
受光手段は被検知物体を透過した光を受光することを特
徴とする。

【００２０】請求項１３に記載の光学装置は、受光手段
は、被検知物体からの正反射成分を受光する位置に配置
されていることを特徴とする。

【００２１】請求項１４に記載の光学装置は、発光手段
は、被検知物体に対して出射するＰ偏光成分の光の強度
とＳ偏光成分の光の強度がほぼ等しいことを特徴とす
る。

【００２２】請求項１５に記載の光学装置は、発光手段
は、被検知物体に対して出射する光が主にＰ偏光成分ま
たは主にＳ偏光成分に成されたことを特徴とする。

【００２３】請求項１６に記載の光学装置は、発光手段
は、発光素子とこの発光素子から出射される光のうち、
主にＰ偏光成分または主にＳ偏光成分を抽出する偏光子
とから構成されたことを特徴とする。

【００２４】請求項１７に記載の光学装置は、発光手段
からの出射光は、光学レンズによるコリメート手段を介
して、被検知物体に対して照射することを特徴とする。

【００２５】請求項１８に記載の光学装置は、発光手段
からの出射光は、光学レンズを介して緩やかな発散光も
しくは収束光として被検知物体に対して照射することを
特徴とする。

【００２６】請求項１９に記載の光学装置は、受光手段
は、被検知物体からの反射光、透過光もしくは被検知物
体により一部散乱した光のいずれかの光を別個に受光す
る複数の受光素子と、受光素子と被検知物体との間に配
置され、被検知物体からの光もしくは被検知物体により
一部散乱した光よりそれぞれ異なる偏光方向の光を主に
抽出する検光子とで構成されていることを特徴とする。

【００２７】請求項２０に記載の光学装置は、受光手段
は、被検知物体からの反射光、透過光もしくは被検知物
体により一部散乱した光のいずれかの光を別個に受光す
る複数の受光素子と、受光素子と被検知物体との間に配
置され、被検知物体からの反射光、透過光もしくは被検
知物体により一部散乱した光のいずれかの光を、それぞ
れ主にＰ偏光成分と主にＳ偏光成分とに分離する偏光ビ
ームスプリッタとで構成されたことを特徴とする。

【００２８】請求項２１に記載の光学装置は、受光手段
は、被検知物体からの反射光、透過光もしくは被検知物
体により一部散乱した光のいずれかの光を別個に受光す
る複数の受光素子と、受光素子と被検知物体との間に配
置され、検知物体からの反射光、透過光もしくは被検知
物体により一部散乱した光のいずれかの光を、それぞれ
主にＰ偏光成分と主にＳ偏光成分とに分離する偏光ビー
ムスプリッタと、偏光ビームスプリッタと被検知物体と
の間に配置され、被検知物体からの反射光、透過光もし
くは被検知物体により一部散乱した光を収束させる光学
レンズとで構成されたことを特徴とする。

【００２９】請求項２２に記載の光学装置は、偏光ビー
ムスプリッタは、所望の入射角範囲において反射率の入
射角依存性が小さいことを特徴とする。

【００３０】請求項２３に記載の光学装置は、偏光ビー
ムスプリッタは、平行平板の表面に、誘電体もしくは金
属膜を含む誘電体多層膜が形成されて成ることを特徴と
する。

【００３１】請求項２４に記載の光学装置は、偏光ビー
ムスプリッタへの光の入射角範囲の中心値は、プリュー
スタ角近傍であることを特徴とする。

【００３２】請求項２５に記載の光学装置は、偏光ビー
ムスプリッタはＳ偏光成分を反射し、Ｓ偏光成分を受光
する受光素子はＰ偏光成分を受光する受光素子より被検
知物体側に存在することを特徴とする。

【００３３】請求項２６に記載の光学装置は、受光手段
は、被検知物体の少なくとも表面が、透明または半透明
物質で構成されている場合、透明または半透明物質の表
面ならびに裏面からの反射光をそれぞれ別個に受光する
複数の受光素子を具備してなることを特徴とする。

【００３４】請求項２７に記載の光学装置は、受光手段
には非平行光が入射し、受光手段は開口を備え、開口の
大きさは発光手段に近い部分で小さく、発光手段から遠
い部分で大きいことを特徴とする。

【００３５】請求項２８に記載の光学装置は、被検知物
体が存在しないとき、受光手段は背景物体を反射した発
光素子からの反射光を受光し、背景物体の表面は少なく
とも誘電体を含む材質であることを特徴とする。

【００３６】請求項２９に記載の光学装置は、被検知物
体が存在しないとき、受光手段は背景物体を反射した発
光素子からの反射光を受光し、背景物体は少なくとも発
光手段から出射される光が当たる部分が、均一形状もし
くは均一材質であることを特徴とする。

【００３７】請求項３０に記載の光学装置は、光学装置
は、所定のタイミング、もしくは命令があったとき判別
すべき数種の被検知物体の一部または全部をセンシング
することにより判別の閾値を自動設定もしくは自動補正
することを特徴とする。

【００３８】請求項３１に記載の光学装置は、光学装置
は複数の受光素子が受光した異なる偏光成分の光の受光
量の比、和、差、差／和いずれかで被検知物体の有無、
もしくは種類を判断することを特徴とする。

【００３９】請求項３２に記載の光学装置は、被検知物
体が透明体か否かを判別することを特徴とする。

【００４０】請求項３３に記載の光学装置は、被検知物
体は紙、もしくはフィルムであり、少なくともその種類
を判別することを特徴とする。

【００４１】請求項３４に記載の光学装置は、被検知物
体の表面の光沢の有無を判別することを特徴とする。

【００４２】請求項３５に記載の光学装置は、被検知物
体の表面に異物が付着しているか否かを判別する、もし
くは背景物体に異物が付着しているか否かを判別するこ
とを特徴とする。

【００４３】請求項３６に記載の光学装置は、被検知物
体の表面が曇っているか否かを判別することを特徴とす
る。

【００４４】請求項３７に記載の光学装置は、被検知物
体に水滴が付着しているか否かを判別すること、もしく
は背景物体に霜が付着しているか否かを判別することを
特徴とする。

【００４５】請求項３８に記載の光学装置は、被検知物
体に霜が付着しているか否かを判別する、もしくは背景
物体に水滴が付着しているか否かを判別することを特徴
とする。

【００４６】請求項３９に記載の光学装置は、被検知物
体は空中の浮遊物もしくは粒子であることを特徴とす
る。

【００４７】

【作用】前記構成の光学装置においては、発光手段とし
ての例えばＬＥＤ等の発光素子より被検知物体に対して
光が出射され、被検知物体によって反射、透過もしくは
散乱された光は、主にＰ偏光成分と主にＳ偏光成分とを
個別に受光する受光手段によって受光される。互いに直
交するＰ偏光成分とＳ偏光成分とを個別に受光し、その
受光出力を比較するように構成することで、被検知物体
の位置変動、傾き変動に対する２つの受光素子の出力比
の変動が少なく、表面状態の安定な検出能力が発揮され
る。また、表面粗さが同じ物体でもその材質の違いから
被検出物体の種類（例えば透明体と表面が滑らかな金属
等）の判別も可能となり、その検出能力が増大する。

【００４８】また、発光手段より被検知物体に対して出
射する光を、主にＰ偏光成分またはＳ偏光成分のいずれ
かに成すことにより、被検出物体の表面状態（表面が滑
らかか、粗面）の検出能力を増大させることが可能とな
る。

【００４９】

【実施例】以下に本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００５０】図１は本発明の光学装置の基本概念を示し
た第１の実施例であり、筐体１内には、被検知物体２に
対して光を出射する発光手段としての例えばＬＥＤ３が
配置されており、ＬＥＤ３より出射された光は、被検知
物体２に対して斜め方向から投射される。被検知物体２
に対して出射された投射光は、被検知物体２によって反
射され、筐体１内に配置された受光手段によって受光さ
れる。この受光手段は、偏光子の１つである偏光ビーム
スプリッタ４と、第１と第２の受光素子５、６より構成
している。前記偏光ビームスプリッタ４は、透過ガラス
材より成る平行平板を基体とし、被検知物体２からの反
射光の入射側表面に、誘電体もしくは金属膜を含む誘電
体多層膜が形成されており、これによって斜め方向から
入射する反射光を、互いに直交する２つの偏光成分の光
に分割する。すなわち、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプ
リッタ４の表面において反射され、第１の受光素子５に
投射される。またＰ偏光成分は、透過ガラス材より成る
平行平板の基体を透過し、第２の受光素子６に投射され
る。

【００５１】以上の構成において、被検出物体２が透明
体の場合には、被検出物体２におけるＳ偏光成分の反射
率がＰ偏光成分の反射率よりも大きくなる。また被検出
物体２の表面が粗面の場合には、前記両偏光成分の反射
率がほぼ等しくなる。従って、前記２つの受光素子５、
６からの出力の比をとることで、被検出物体２が透明体
であるか否かの判別が可能であり、また透明体（ガラ
ス）の表面が曇った場合や、水滴が付着した時も同様の
原理により、その表面状態を検出することができる。

【００５２】この時、被検出物体２の位置が多少変動し
たり、多少の傾き変動が生じても、前記２つの受光素子
５および６に入射するＳ偏光成分およびＰ偏光成分の光
量は同様に変化し、２つの受光素子５および６の出力の
比の変動は少なく、よって安定な検出が保障される。

【００５３】図２（ａ）は、本発明の第２の実施例の構
成を示したものであり、投光部と受光部が分離した透過
形の検知装置の例である。ＬＥＤ３より出射された光
は、被検知物体２に対して斜めに入射して透過し、そし
て、第１の実施例と同様に、透過した光を互いに直交す
る２つの偏光成分の光に分割する。

【００５４】以上の構成において、被検知物体２が透明
体の場合、被検知物体２におけるＰ偏光成分の透過率が
Ｓ偏光成分の透過率より大きくなる。従って、２つの受
光素子５、６からの出力の比をとることにより、被検知
物体２が透明体であるか否かの判別が可能で、又、異な
る屈折率をもつ透明体であれば、Ｐ偏光成分の透過率と
Ｓ偏光成分の透過率がそれぞれ変化するので、透明体ど
うしの判別も可能となる。

【００５５】加えて、第１の実施例と同様に、透明体の
表面に異物が付着した場合もその表面状態を検出するこ
とができる。

【００５６】図２（ｂ）は被検知物体２がペットボトル
である場合の断面図である。

【００５７】図３は、第２の実施例を応用した第３の実
施例であり、発光部からは、主にＰ偏光もしくはＳ偏光
を出射するように、半導体レーザＬＤ３ａを使用する。
そして、この光を受光部において２つの受光素子５、６
で受光するのであるが、被検知物体２が存在しない時、
ＰもしくはＳ偏光を受光する片方の受光素子からの出力
はほとんどない状態となるが、この光路中に光を散乱さ
せる物体２０１（雨、雪、霧もしくはビーム径に比べて
小さな異物、表面の粗い透明体）が存在すると、２つの
受光素子５、６の出力が変化し、その存在を検知でき
る。

【００５８】図４に示す第４の実施例は、受光手段の一
例として、受光素子チップが１つのパッケージ内に収納
された状態を示したものである。これは第１と第２の受
光素子５および６を構成する、それぞれ独立した受光素
子チップが透明体のプラスチック材料によりモールドさ
れ、パッケージ７を形成している。プラスチック材料に
よりそれぞれの受光素子チップをモールドする際、その
両端に各受光素子チップの出力電極８が導出される。

【００５９】また図５に示す第５の実施例は、受光手段
の他の例として、１つの受光素子チップを２つに分割
し、それぞれ第１と第２の受光素子５および６を構成さ
せたものであり、図４の例と同様に、透明体のプラスチ
ック材料によりモールドされ、パッケージ７を形成して
いる。またプラスチック材料により受光素子チップをモ
ールドする際、分割された受光素子５および６の出力電
極８も同時にモールドされ、パッケージ７の両端部に導
出される。

【００６０】図６、７に示す第６の実施例は受光素子を
光ファイバ６１、６２とした例である。受光素子からの
出力を増幅もしくは演算する部分を別のユニットで構成
することにより、受光部の大きさをできるだけ小さく
し、この装置を取りつける場所的な制約を少なくする。
なお、図中符号６３はＬＥＤ３から発する光を偏光する
偏光子である。

【００６１】なお、図１の構成において、被検出物体２
が透明体であるか否かを判別する場合においては、上述
したように、Ｐ偏光成分の光量およびＳ偏光成分の光量
の比から判別することになり、この場合に使用される発
光手段としては、両偏光成分の発光量がほぼ等しいＬＥ
Ｄを用いることが好ましい。しかしながら、被検出物体
２の表面の光沢の有無等の面粗さを判別する時のよう
に、偏光成分が被検出物体での反射の際に保存されるか
否かで判別する場合は、発光手段としての発光素子は直
線偏光の光、特にＰまたはＳ偏光の光を主に出射する、
例えば半導体レーザを用いることが望ましい。また半導
体レーザに代えて、図８に示す第７の実施例のように、
ＰおよびＳ偏光の光を出射するＬＥＤ３に対して一方向
の偏光方向の光を透過する偏光子１０を設ける構成にし
てもよい。

【００６２】そして、特に被検知物体としてガラス等の
透明体物質を判別する場合においては、被検知物体に対
する発光手段からの入射角ａ１を、次のように定めるこ
とが好ましい。すなわち、図９は、ガラスの反射率の角
度依存性について示したものである。図９における縦軸
は反射率を示しており、また横軸は被検知物体、すなわ
ち、ガラス面に対する発光手段からの光の入射角ａ１を
示している。そしてＲｓは、ガラスよるＳ偏光成分の反
射率を示し、Ｒｐは、同じくＰ偏光成分の反射率を示し
ている。

【００６３】図９に示すように、入射角ａ１が５０乃至
６０度で、Ｓ偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率の
比、すなわちＲｓ／Ｒｐが最も大きくなる。図に示すよ
うに、特にガラス面に対する発光手段からの光の入射角
ａ１が５6.３度（＝ａＢ）でＲｐ＝０となる。このａＢ
を、一般にプリュースタ角と呼称している。従って、ガ
ラス面に対する発光手段からの光の入射角ａ１を、４０
乃至６５度程度になるように発光手段としての発光素子
とガラス面との位置関係を設定すれば、感度よく、透明
体（ガラス体）の判別が可能となる。

【００６４】図１０に示す第８の実施例は、本発明の光
学装置の他の実施例の基本概念を示したものである。こ
の図１０に示したものは、発光素子３と被検知物体２と
の間に光学レンズ１２を配置し、この光学レンズ１２に
よるコリメート手段によって発光素子３からの出射光の
利用効率を上げるようにしたものである。また前記被検
知物体２と受光手段との間には、第２の光学レンズ１３
が配置され、この第２の光学レンズ１３により反射光を
収束させる構成としている。そして、反射光の収束経路
中に配置された偏光ビームスプリッタ４により、主にＳ
偏光成分をその反射光として第１の受光素子５で受光
し、主にＰ偏光成分をその透過光として第２の受光素子
６で受光するように成されている。なお、この図１０に
示す例においては、偏光ビームスプリッタ４は、反射光
の収束経路中に配置されるため、入射角依存症の小さい
ものを使用するのが好ましい。

【００６５】このように構成することにより、反射光の
利用効率も上げることが可能となり、総合的に被検知物
体の検出感度を上げることが可能となる。

【００６６】次に図１１に示す第９の実施例は、図１０
に示した構成において、前記発光素子３からの出射光
を、第１の光学レンズ１２を介して緩やかな発散光とし
て前記被検知物体２に対して照射するようにしたもので
ある。また前記被検知物体２と受光手段との間には、図
１０の例と同様に第２の光学レンズ１３が配置され、こ
の第２の光学レンズ１３により反射光を収束せしめる構
成としている。

【００６７】このように構成することにより、前記被検
知物体２の位置変動、或いは、傾き変動に対する２つの
受光素子５、６の出力比の変動が少なく、安定な検出能
力が発揮される。

【００６８】なお図１１において、前記発光素子３から
の出射光を、第１の光学レンズ１２を介して緩やかな収
束光として前記被検知物体２に対して照射するようにし
てもよい。この場合には、前記図１０に示した場合と同
様に、発光素子３からの出射光の利用効率を上げること
が可能となる。

【００６９】図１２に表面状態を検知することを目的と
した構成の第１０の実施例を示す。ＬＥＤ３からは、Ｌ
ＥＤ光を偏光子１０を介して偏光として出射させる。こ
の場合、ＬＥＤ３を半導体レーザを用いて、偏光子１０
をはぶいても良い。ＬＥＤ３からやや発散して出射した
光の光軸付近の光は、被検知物体２に対してほぼ垂直に
入射させる。そして、被検知物体２を反射した正反射光
を受光できるように受光手段を配置する。

【００７０】この時、被検知物体２の表面が平らであれ
ば、ＬＥＤ３から出射された光の偏光成分は保存され
て、反射し、表面が粗面であれば、表面で拡散反射する
ので、偏光は保存させずに、例えば、表面が全く粗面の
場合は、２つの受光素子５、６の受光量はほぼ同じとな
る。従って、被検知物体２の表面状態の判別が可能とな
る。

【００７１】図１３に示す第１１の実施例は、前記被検
知物体２からの反射光を個別に受光する複数の受光素子
５、６と、前記受光素子５、６と被検知物体２との間に
配置され、被検知物体２からの反射光よりそれぞれ異な
る偏光方向の反射光を主に抽出する検光子２０、２１と
で構成されている。

【００７２】この例におけるそれぞれの前記検光子２
０、２１は、被検知物体２からの反射光を直交する関係
の２つの偏光に分離するものであり、例えば検光子２０
によってＳ偏光成分を主に透過し、検光子２１によって
Ｐ偏光成分を主に透過させる。従って、前記受光素子
５、６に照射される各偏光成分の比に基づいて、前記図
１の場合と同様に、被検知物体２を判別することができ
る。

【００７３】なお、図１３の例においては、Ｓ偏光成分
およびＰ偏光成分を主に透過する検光子２０、２１を、
受光素子５、６と被検知物体２との間に配置させた例を
示しているが、例えば検光子２０、２１に代えて、それ
ぞれＳ偏光成分およびＰ偏光成分を分離抽出する偏光ビ
ームスプリッタ（図示せず）を用いるようにしてもよ
い。また、図１３において、被検知物体２と検光子２０
との間、および被検知物体２と検光子２１との間もしく
は検光子２０、２１を受光素子５、６との間にそれぞ
れ、被検知物体２からの反射光を収束させる光学レンズ
（図示せず）を配置させるようにすることで、被検知物
体の検出感度を上昇させることが可能となる。また、こ
の場合においても、検光子２０、２１に代えて、それぞ
れＳ偏光成分およびＰ偏光成分を分離抽出する偏光ビー
ムスプリッタ（図示せず）を用いるようにしてもよい。
この様に偏光ビームスプリッタを用いた場合において
は、偏光ビームスプリッタは反射光の収束経路中に配置
されるため、入射角依存性の小さいものを使用するのが
好ましい。

【００７４】図１４に示す第１２の実施例は、図２の構
成で第１１の実施例の概念を用いて、かつ、受光素子と
して光ファイバを使った例である。

【００７５】この構成によると、被検知物体２の移動方
向にファイバを並べたので、物体（透明体含む）の有無
検知と合わせ移動方向も検知できる。

【００７６】なお、実施例１１と同様に検光子２０、２
１に代え、偏光ビームスプリッタ４を用いるようにして
も良いし、被検知物体２と検光子２０、２１の間もしく
は、検光子２０、２１と受光素子５、６の間にそれぞれ
光学レンズを配置し、被検知物体２の検出感度を上昇さ
せることも可能である。

【００７７】図１５に示す第１３の実施例は、被検知物
体２の少なくとも表面が、透明または半透明物質で構成
されている場合に好適な表面状態検知装置の例を示した
ものである。この例においては、前記透明または半透明
物質の表面ならびに裏面からの反射光を、それぞれ個別
に受光する複数の受光素子を具備している。すなわち、
被検知物体２としてガラス板を例にした場合、当該ガラ
ス板の表面２ａからの反射光を第１の偏光ビームスプリ
ッタ４ａで受光し、第１の偏光ビームスプリッタ４ａの
反射光であるＳ偏光成分を、第１の分割受光素子３０の
第１の素子３０ａで受光する。また第１の偏光ビームス
プリッタ４ａの透過光であるＰ偏光成分を、第１の分割
受光素子３０の第２の素子３０ｂで受光する。

【００７８】同様に、前記ガラス板の裏面２ｂからの反
射光を、第２の偏光ビームスプリッタ４ｂで受光し、第
２の偏光ビームスプリッタ４ｂの反射光であるＳ偏光成
分を、第２の分割受光素子３１の第１の素子３１ａで受
光する。また第２の偏光ビームスプリッタ４ｂの透過光
であるＰ偏光成分を、第２の分割受光素子３１の第２の
素子３１ｂで受光する。そして第１の分割受光素子３０
の第１の素子３０ａおよび第２の素子３０ｂの出力比を
とることにより、ガラス板の表面の状態を検出すること
が可能である。また、第２の分割受光素子３１の第１の
素子３１ａおよび第２の素子３１ｂの出力比をとること
により、ガラス板の裏面の状態を検出することが可能で
ある。

【００７９】この様に構成することにより、被検知物体
２、すなわちガラス板の表面ならびに裏面の状態を同時
にかつ個別に検出することが可能となる。これはガラス
板の表面すなわち内側の曇り具合を検出できると共に、
ガラス板の裏面すなわち外側の水滴の付着状態を同時に
検出することができることになる。

【００８０】図１６は図１のように、Ｐ偏光成分を受光
する受光素子５とＳ偏光成分を受光する受光素子６から
の出力の比でもって、物体２の有無検知、種類判別を行
う場合の回路部の第１４の実施例によるブロック図であ
る。

【００８１】図１７は、２つの偏光成分の差／和の信号
でもって検知もしくは判別を行う場合の第１４の実施例
によるブロック図である。

【００８２】差の信号でもって判別する場合は、割算器
をはぶいて、Ａ点とＣ点をつなぐ構成とし、和の信号で
もって判別する場合は割算器をはぶいて、Ｂ点とＣ点を
つなぐ構成とする。

【００８３】なお、図１６、１７に示す符号７１、７２
は増幅器、符号７３は割算器、符号７４、７５は減算
器、符号７６は判別器である。

【００８４】図１９は第１５の実施例による偏光ビーム
スプリッタの特性例である。図１０、１１に示すよう
に、偏光ビームスプリッタ４をレンズ１２、１３と受光
素子５、６の間の収束光路中に配置する場合、偏光ビー
ムスプリッタ４の特性としては、偏光ビームスプリッタ
に入射するあらゆる入射角の光において、反射率もしく
は透過率がほぼ一定でなければ、例えばＳ偏光成分を受
光すべき受光素子５でＰ偏光成分を受光し、検出精度が
悪くなる。

【００８５】図１のように光学レンズを用いない場合、
被検知物体２からの反射光が前記偏光ビームスプリッタ
４を透過又は、反射せずに受光素子５、６のいずれかに
入射することのないように、受光手段には図１８に示す
ように開口８１を設ける必要がある。開口８１を設ける
ことで、被検知物体２を反射して、受光手段に入射して
くる光は限定され、偏光ビームスプリッタ４に入射する
光もある程度限定されるが、図１８に示すように矢印で
示す拡散反射光は斜線で示す正反射光に比べ、広い入射
角範囲で偏光ビームスプリッタ４に入射するので、これ
を正しく偏光分離しなければ、Ｓ偏光成分、Ｐ偏光成分
がそれぞれ受光素子５、６にほぼ同量ずつ受光されるべ
き拡散反射光が受光素子５もしくは６にかたよって受光
されることになり、正しく検出もしくは判別できなくな
る。従って、偏光ビームスプリッタ４の反射率もしくは
透過率の入射角依存性は図１９に示すように少ないこと
が必要条件となる。

【００８６】図２０に示す第１６の実施例のように、レ
ンズを使用しない構成の場合、先にも述べたが被検知物
体２を反射した光がＰＢＳ４を透過または反射しないよ
うにするため、もしくはできる限り正反射光のみを受光
するようにするため、開口８１を設けるが、この場合、
Ｓ偏光成分を受光する受光素子５を被検知物体２側（開
口８１に近い方）にすると、装置全体の容積を小さくで
きる。

【００８７】つまり、図２１に示すように、ＰＢＳ’は
中心入射角θ₁で入射する光をＰ偏光とＳ偏光に偏光分
離するとする。このとき、被検出物２を反射した正反射
光、拡散反射光のどの光もＰＢＳ４を透過もしくは反射
し、受光素子５、６に受光させることも考えると、ａ、
ｂ、ｃの位置に開口もしくは筐体の壁をもってこなくて
はいけないが、これを図２２のような構成にした時は、
ａ、ｂ、ｃはそれぞれｄ、ｅ、ｆの位置となり、同じ素
子を使っても装置の容積は大きく異なり、図２２の場合
は被検出物体２からの距離が遠ざかるので光の利用効率
も下がる。

【００８８】図２０に示す構成において、反射光中に含
まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合にわずかな差しか
ない被検知物体２どうし（例えば紙の種類判別など）を
判別する場合、受光素子５、６ではできるかぎり、拡散
反射光を受光しないように開口８１を設けて、受光素子
５、６にも入射してくる光を制限するが、被検知物体２
と装置までの距離を考慮すると、図２３（ａ）,(ｂ）に
示す第１７の実施例のように開口８１の大きさは、被検
知物体２に反射した光が開口部８１を透過する時の正反
射光のビーム径に合わせ、ＬＥＤ３に近い部分で小さ
く、遠い部分で大きくすれば、効率よく正反射光を受光
できる。

【００８９】ここで実線は被検知物体２が遠い位置にあ
るとき、ＬＥＤ３を出射して受光素子５、６で受光され
る正反射成分の範囲、点線は被検知物体２が近づいた時
の正反射成分の範囲であり、開口部８１における点線の
範囲は実線の範囲より小さいので、それに合わせて開口
８１を形成する。

【００９０】図１のような構成であって、被検知物体２
が存在しない時、ＬＥＤ３から出射された光は、図２
４、２５に示す第１８の実施例のように平板または円筒
状の背景物体９１、９２を反射して、受光素子５、６を
有する光学装置９３に受光されるとする。

【００９１】この時、背景物体９１、９２が金属であれ
ば、被検出物体２が存在しない時、受光素子５、６には
ＬＥＤ３からの光の偏光方向が保存されて入ってくるの
で、２つの受光量の比はほぼ同じとなる。（ＬＥＤ３は
ランダムな偏光の光を出射するため）。従って、被検知
物体２としてほとんど拡散反射してしまう紙９４などが
きた時には、同様に２つの受光量の比がほぼ同じとなる
ので、区別がなくなり、別の演算が必要となる。

【００９２】そこで背景となる台座９１、９２に図２７
に示すように誘電体９５（例えばガラス）を選んだり、
図２６に示すように金属９６に塗料９７を塗布するなど
して、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の反射率に差をつけるこ
とで、上で述べた検知が同じ演算で検出可能となる。

【００９３】また、この装置が被検知物体２上を移動
し、そのエッジを検出することにより、被検知物体２の
サイズ、姿勢、位置ずれなどを判別するとき、装置がセ
ンシングしている部分において、背景９１、９２の材質
や表面状態の変化があれば正確なエッジ検出が不可能と
なり、特に被検知物体２が透明体の場合はその検知さえ
判別不可能となる可能性がでてくる。

【００９４】ここで第１９の実施例として閾値の自動設
定手順について説明する。自動チューニング命令をした
時、もしくは定められたタイミング（例えば、電源投入
時、一定時間など）において、以下の手順で閾値の自動
調整もしくは自動補正を行う。

【００９５】第１の手順は判別すべき被検知物体をユー
ザーが定められた順にセンシングさせるか、検知装置も
しくは検知装置を具備した機器がその内部にストックし
てある部分から順にセンシングさせることにより、装置
の出力信号から最適な閾値に設定する。第２の手順は判
別が比較的困難な限られた被検知物体を、第１の手順と
同様にセンシングさせることにより、装置の出力信号か
ら最適な閾値に設定する。

【００９６】図２８に示す第２０の実施例は、検知装置
の応用例を示したものである。図２８に示す例は、プリ
ンタやコピーマシンのような印刷機において（その他ワ
ープロ、プロッタ、ファックス、レコーダ等）、用紙ト
レイに収納された印刷対象物（被検知物体）２が紙であ
るか、ＯＨＰフィルムであるか、すなわち透明体または
不透明物質であるか否かの検出もしくは紙同志の種類
（普通紙、感熱紙、コーティング紙）の検出を行うため
に利用した例を示している。

【００９７】検知装置Ａは用紙トレイの上方に配置さ
れ、印刷対象物の判別を行い、印刷処理に対し搬送経路
の機械的パラメータ、印字方式或いは印刷濃度等のパラ
メータが調整、設定される。

【００９８】また、この検知装置を手差し給紙部分や、
搬送経路中に配置し（図示せず）、印刷対象物の判別を
行い、上に述べたパラメータの調整、設定を行えるよう
にすればよい。

【００９９】図２９は、この用紙判別装置としての本発
明の検知装置Ａを印刷ヘッドＢに取りつけることによ
り、これから印刷を行う紙の種類に合わせて印刷処理の
パラメータを調整するようにした例である。

【０１００】印刷ヘッドＢに取り付ける構成としたの
で、用紙のエッジを検出することにより、紙のサイズ、
姿勢、位置ずれを検出して最適な印字が可能となる。

【０１０１】図３０に示す第２１の実施例は、本発明の
検知装置の他の応用例を示したものである。この図３０
に示す例は、検知装置Ａを自動車のダッシュボード４０
上に配置し、フロントガラス４１の曇り具合を検出しよ
うとするものである。すなわち、フロントガラス４１の
車内側の表面の光沢の有無を検出することにより、曇り
具合を検出することができ、所定以上の曇りが生じた場
合には、自動的にエアーコンディショナを作動させて、
除湿機能を働かせるように制御させることができる。ま
た車以外に家やビルの窓ガラス、又は鏡のくもり検知に
も応用できる。

【０１０２】また図３１に示すように、フロントガラス
４１の表面（車体外側）に水滴が付着しているか否かを
検知装置Ａにより検出し、所定以上の水滴が付着してい
ると判断した場合には、自動的にウィンドワイパを働か
せるように制御させることができる。

【０１０３】また、フロントガラス４１の外から入って
くる光の強度の変化を検出しておき、所定の照度を閾値
として自動的にライトをオン・オフさせるように制御さ
せることもできる。

【０１０４】さらに図３２に示す第２２の実施例は、本
発明の検知装置のその他の応用例を示したものである。
この図３２に示す例は、エアコン室外機５０のラジエタ
５１の表面状態を検出するために検知装置Ａを、ラジエ
タ５１の直近に配置したものである。すなわち、ラジエ
タ５１の表面に霜が付着しているか否かを検出し、エア
コン室外機５０の運転状態を自動的に制御させるもので
ある。

【０１０５】同様に冷蔵庫のラジエタに付着する霜を検
出し、運転状態を制御することにも応用できる。同じ原
理で第２３の実施例として、例えば、喚気扇についたほ
こりを検知することでユーザに知らせる機能をもたせた
り、自動的にほこりを除去する機能をもたせることも可
能であるし、また、掃除機内のフィルタのほこりによる
目づまりを検知し、ユーザーに知らせる機能をもたせる
ことにより効率の良い運転を実現することも可能とな
る。

【０１０６】また第２４の実施例として、製造ラインの
異物検査装置としても同様の原理、つまり図１１または
図１２のような構成でＬＥＤ３からは偏光を出射し、対
象物上に異物が存在しないときは、偏光が保存されて受
光素子５、６によって受光されるが、対象物上に異物が
存在すればそこで拡散反射をするため、偏光がみだれ、
受光素子５、６からの出力が変化し、異物が検出でき
る。このような原理により、例えばマスクアライナのよ
うな半導体製造プロセスで使われる装置にこの検知装置
をとりつけることで機能を向上させることも考えられる

【０１０７】図３３に示す第２５の実施例は、検知装置
Ａにより路面状態を検知することによって、ＡＢＳ（ア
ンチロックブレーキシステム）やサスペンションの最適
制御を行ったり、ブレーキやハンドルもしくはアクセル
の固さや、伝達具合（きき具合）の調整を行う例であ
る。

【０１０８】これは第２４の実施例とは逆の原理で、図
１、１１のような構成で普通の路面では偏光がみだれて
反射するが、路面が雨でぬれると偏光が保存されて反射
する割合が多くなることを検知する。このことによって
より安全な車（の制御）が実現できる。

【０１０９】他の応用としては、この装置を車の端（ド
アの下あたり）に取りつけることによりセンターライン
を検知し、いねむり等によって、車がセンターラインを
はみだして走行していることを運転者に知らせる機能を
もたせ、安全な運転を実現する。

【０１１０】図１１のような構成により透明体を検知可
能なことを利用した第２６の実施例として、図３４、３
５に示すように製造ラインＣにおける透明シートや透明
フィルムＤ又は、製品に包装される透明フィルムを有無
を検知することに応用する。

【０１１１】本発明の検知装置では、例えば図１１のの
ような構成にすることで、屈折率と表面状態の違いから
誘電体の種類判別が可能となるので、色や塗料の有無も
しくは判別が可能である。

【０１１２】従って、第２７の実施例として、カラーマ
ークセンサ、色チェック機能をもたせたカラーコピー機
や塗布装置の検査機としての応用例が考えられる。

【０１１３】本発明の検査装置が紙質とインクの質を判
別することが可能であることを応用した第２８の実施例
として、ＣＤ、ＡＴＭ自販機等での紙幣の判別、特にニ
セ札の判別が考えられる。

【０１１４】図３６はこういった装置Ｅの紙幣挿入口Ｆ
に、本発明の検知装置Ａを配置し紙幣判別を行う例であ
る。

【０１１５】図３７に示す第２９の実施例は、液の膜厚
を測定する装置としての応用例である。図１１のような
構成において、ＬＥＤ３から粗面に対して光を出射し、
受光素子５、６では、正反射光と拡散反射光を受光する
ようにしておくと、液Ｇの膜厚により、正反射光と拡散
反射光を受光する比が変化するので、２つの受光素子で
受光する受光量がそれぞれ変化することにより、膜厚を
検出する。これにより例えばオフセット印刷において、
湿し水の付着膜厚を一定に維持するための装置として使
用し、美しい印刷を実現することができる。

【０１１６】

【発明の効果】以上のように、本発明の光学装置によれ
ば、被検知物体に対して光を出射する発光手段と、被検
知物体によって反射、透過または拡散された発光手段か
らの光を受光する受光手段より成り、受光手段は被検知
物体からの光のうち、主にＰ偏光成分と主にＳ偏光成分
とを個別に受光するように構成したので、被検知物体の
位置変動、傾き変動に対するＰおよびＳ偏光成分の受光
素子の出力比の変動が少なく、表面状態の安定な検出能
力が発揮される。また、ＰおよびＳ偏光成分の比を検出
するため、従来のものに比較して表面粗さが同じ物体で
も、その材質の違いから被検知物体の種類（例えば、透
明体と表面が滑らかな金属等）の判別も可能となり、そ
の検出能力が増大する。

【０１１７】また、本発明の光学装置によれば、発光手
段として、主にＰ偏光成分またはＳ偏光成分のいずれか
を選択して被検知物体に投射させるよう構成したので、
被検出物体の表面状態（表面が滑らかか、粗面）の検出
能力をより増大させることが可能となる。さらには、図
２、３に示すような透過形の構成も可能となり、検出物
体の性質、装置を取り付ける環境に合わせた様々な検出
方法が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学装置の第１の実施例による基本構
成を示した側面図である。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示した側面図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施例の構成を示した側面図で
ある。

【図４】図１乃至図３に示す光学装置に使用される受光
素子の具体例を示した第４の実施例の斜視図である。

【図５】図１乃至図３に示す光学装置に使用される受光
素子の他の具体例を示した第５の実施例の斜視図であ
る。

【図６】本発明の第６の実施例の構成を示した側面図で
ある。

【図７】本発明の第６の実施例の他の構成を示した側面
図である。

【図８】図１乃至図３に示す光学装置に使用される発光
部の他の構成を示した第７の実施例の側面図である。

【図９】透明物質の反射特性を示した特性図である。

【図１０】本発明の第８の実施例の基本構成を示した側
面図である。

【図１１】本発明の第９の実施例の基本構成を示した側
面図である。

【図１２】本発明の第１０の実施例の基本構成を示した
側面図である。

【図１３】本発明の第１１の実施例の基本構成を示した
側面図である。

【図１４】本発明の第１２の実施例の基本構成を示した
側面図である。

【図１５】本発明の第１３の実施例の基本構成を示した
側面図である。

【図１６】本発明の第１４の実施例による回路部の構成
を示したブロック図である。

【図１７】図１６に示す回路部の変形例の構成を示した
ブロック図である。

【図１８】本発明の第１５の実施例の基本構成を示した
側面図である。

【図１９】図８に示す偏光ビームスプリッタの特性図で
ある。

【図２０】本発明の第１６の実施例の具体的構成を示し
た縦断面図である。

【図２１】図２０に示す構成における光路の一例を示し
た第１７の実施例の光路図である。

【図２２】図２０に示す構成における光路の他の一例を
示した光路図である。

【図２３】図２０に示す開口の形状を示す説明図であ
る。

【図２４】本発明の光学装置に設けられた背景物体の一
例の、第１８の実施例による配置を示した斜視図であ
る。

【図２５】本発明の光学装置に設けられた背景物体の他
の一例の配置を示した斜視図である。

【図２６】図２４に示す背景物体の改良された構成の一
例を示した側面図である。

【図２７】図２４に示す背景物体の改良された構成の他
の一例を示した斜視図である。

【図２８】本発明の光学装置の第２０の実施例による応
用例を示した斜視図である。

【図２９】本発明の光学装置の第２０の実施例による他
の応用例を示した斜視図である。

【図３０】本発明の光学装置の第２１の実施例による応
用例を示した斜視図である。

【図３１】本発明の光学装置の第２１の実施例による他
の応用例を示した側面図である。

【図３２】本発明の光学装置の第２２の実施例による応
用例を示した斜視図である。

【図３３】本発明の光学装置の第２５の実施例による応
用例を示した斜視図である。

【図３４】本発明の光学装置の第２６の実施例による応
用例を示した斜視図である。

【図３５】本発明の光学装置の第２６の実施例による他
の応用例を示した斜視図である。

【図３６】本発明の光学装置の第２８の実施例による応
用例を示した斜視図である。

【図３７】本発明の光学装置の第２９の実施例による応
用例を示した側面図である。

【図３８】従来の光学装置の一例の構成を示す基本概念
図である。

【符号の説明】

１筐体２被検知物体３発光素子（発光手段）４偏光ビームスプリッタ５受光素子（受光手段）６受光素子（受光手段）７パッケージ８出力電極１０偏光子１２光学レンズ１３光学レンズ２０検光子２１検光子６１、６２光ファイバ８１開口９１、９２背景物体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清本浩伸京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検知物体に対して光を出射する発光手
段と、前記被検知物体を反射、透過もしくは被検知物体により
一部散乱した前記発光手段からの光のいずれかを受光す
る受光手段と、を備えた物体の種類判別もしくは有無を検知する光学装
置において、前記受光手段は、前記被検知物体からの光、もしくは前
記被検知物体により一部散乱した光のうち複数の偏光成
分を別個に受光することを特徴とする光学装置。
【請求項２】前記受光手段は、前記被検知物体からの
反射光、透過光もしくは前記被検知物体により一部散乱
した光のいずれかの光のうち、主にＰ偏光成分と主にＳ
偏光成分とを、個別に受光することを特徴とする請求項
１に記載の光学装置。
【請求項３】前記受光手段は、前記被検知物体からの
反射光、透過光もしくは前記被検知物体により一部散乱
した光のいずれかの光のうち、主にＰ偏光成分を受光す
る受光素子と主にＳ偏光成分を受光する受光素子を含
む、複数の受光素子からなっていることを特徴とする請
求項１、２いずれかに記載の光学装置。
【請求項４】前記受光手段は、複数の受光素子が１つ
のパッケージ内に配置されていることを特徴とする請求
項１から３いずれかに記載の光学装置。
【請求項５】前記受光手段は、１つのチップを分割し
て複数の受光素子として構成したことを特徴とする請求
項１から４いずれかに記載の光学装置。
【請求項６】前記受光素子は、光ファイバであること
を特徴とする請求項１から５いずれかに記載の光学装
置。
【請求項７】前記発光手段からの出射光は、前記被検
出物体の表面に対して斜め方向に入射されるように構成
されたことを特徴とする請求項１から６いずれかに記載
の光学装置。
【請求項８】前記被検知物体に対する前記発光手段か
らの出射光の入射角は、５０度以上であることを特徴と
する請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】前記被検知物体に対する前記発光手段か
らの出射光の入射角は、プリュースタ角近傍であること
を特徴とする請求項７、８いずれかに記載の光学装置。
【請求項１０】前記発光手段から出射される光軸付近
の光は、前記被検知物体の表面に対してほぼ垂直に出射
されるように構成されたことを特徴とする請求項１から
６いずれかに記載の光学装置。
【請求項１１】前記発光手段と前記受光手段はそれぞ
れ異なる筐体の内に存在し、前記被検知物体が存在しな
いとき、前記発光手段からの光は直接前記受光手段によ
って受光されることを特徴とする請求項１から６、もし
くは１０いずれかに記載の光学装置。
【請求項１２】前記発光手段からの光は、前記被検知
物体の表面に対して斜めに入射し、前記受光手段は前記
被検知物体を透過した光を受光することを特徴とする請
求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】前記受光手段は、前記被検知物体から
の正反射成分を受光する位置に配置されていることを特
徴とする請求項１から１０いずれかに記載の光学装置。
【請求項１４】前記発光手段は、前記被検知物体に対
して出射するＰ偏光成分の光の強度とＳ偏光成分の光の
強度がほぼ等しいことを特徴とする請求項１から１３い
ずれかに記載の光学装置。
【請求項１５】前記発光手段は、前記被検知物体に対
して出射する光が主にＰ偏光成分または主にＳ偏光成分
に成されたことを特徴とする請求項１から１３いずれか
に記載の光学装置。
【請求項１６】前記発光手段は、発光素子と、前記発
光素子から出射される光のうち、主にＰ偏光成分または
主にＳ偏光成分を抽出する偏光子とから構成されたこと
を特徴とする請求項１から１５いずれかに記載の光学装
置。
【請求項１７】前記発光手段からの出射光は、光学レ
ンズによるコリメート手段を介して、前記被検知物体に
対して照射することを特徴とする請求項１から１６いず
れかに記載の光学装置。
【請求項１８】前記発光手段からの出射光は、前記光
学レンズを介して緩やかな発散光もしくは収束光として
前記被検知物体に対して照射することを特徴とする請求
項１から１６いずれかに記載の光学装置。
【請求項１９】前記受光手段は、前記被検知物体から
の反射光、透過光もしくは前記被検知物体により一部散
乱した光のいずれかの光を別個に受光する複数の受光素
子と、前記受光素子と前記被検知物体との間に配置され、前記
被検知物体からの光もしくは前記被検知物体により一部
散乱した光よりそれぞれ異なる偏光方向の光を主に抽出
する検光子とで構成されていることを特徴とする請求項
１から１８いずれかに記載の光学装置。
【請求項２０】前記受光手段は、前記被検知物体から
の反射光、透過光もしくは前記被検知物体により一部散
乱した光のいずれかの光を別個に受光する複数の受光素
子と、前記受光素子と前記被検知物体との間に配置され、前記
被検知物体からの反射光、透過光もしくは前記被検知物
体により一部散乱した光のいずれかの光を、それぞれ主
にＰ偏光成分と主にＳ偏光成分とに分離する偏光ビーム
スプリッタとで構成されたことを特徴とする請求項１か
ら１８いずれかに記載の光学装置。
【請求項２１】前記受光手段は、前記被検知物体から
の反射光、透過光もしくは前記被検知物体により一部散
乱した光のいずれかの光を別個に受光する複数の受光素
子と、前記受光素子と前記被検知物体との間に配置され、前記
被検知物体からの反射光、透過光もしくは前記被検知物
体により一部散乱した光のいずれかの光を、それぞれ主
にＰ偏光成分と主にＳ偏光成分とに分離する偏光ビーム
スプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記被検知物体との間に配
置され、前記被検知物体からの反射光、透過光もしくは
前記被検知物体により一部散乱した光を収束させる光学
レンズとで構成されたことを特徴とする請求項１から２
０いずれかに記載の光学装置。
【請求項２２】前記偏光ビームスプリッタは、所望の
入射角範囲において反射率の入射角依存性が小さいこと
を特徴とする請求項２０、２１いずれかに記載の光学装
置。
【請求項２３】前記偏光ビームスプリッタは、平行平
板の表面に、誘電体もしくは金属膜を含む誘電体多層膜
が形成されて成ることを特徴とする請求項２０から２２
いずれかに記載の光学装置。
【請求項２４】前記偏光ビームスプリッタへの光の入
射角範囲の中心値は、プリュースタ角近傍であることを
特徴とする請求項２０から２３いずれかに記載の光学装
置。
【請求項２５】前記偏光ビームスプリッタはＳ偏光成
分を反射し、Ｓ偏光成分を受光する前記受光素子はＰ偏
光成分を受光する前記受光素子より被検知物体側に存在
することを特徴とする請求項２０から２４いずれかに記
載の光学装置。
【請求項２６】前記受光手段は、前記被検知物体の少
なくとも表面が、透明または半透明物質で構成されてい
る場合、前記透明または半透明物質の表面ならびに裏面
からの反射光をそれぞれ別個に受光する複数の受光素子
を具備してなることを特徴とする請求項１から９、もし
くは１３から２５いずれかに記載の光学装置。
【請求項２７】前記受光手段には非平行光が入射し、
前記受光手段は開口を備え、前記開口の大きさは前記発
光手段に近い部分で小さく、前記発光手段から遠い部分
で大きいことを特徴とする請求項１から１０、もしくは
１３から２６いずれかに記載の光学装置。
【請求項２８】前記被検知物体が存在しないとき、前
記受光手段は背景物体を反射した前記発光素子からの反
射光を受光し、前記背景物体の表面は少なくとも誘電体
を含む材質であることを特徴とする請求項１から１０、
もしくは１３から２７いずれかに記載の光学装置。
【請求項２９】前記被検知物体が存在しないとき、前
記受光手段は背景物体を反射した前記発光素子からの反
射光を受光し、前記背景物体は少なくとも前記発光手段
から出射される光が当たる部分が、均一形状もしくは均
一材質であることを特徴とする請求項１から１０、もし
くは１３から２８いずれかに記載の光学装置。
【請求項３０】前記光学装置は、所定のタイミング、
もしくは命令があったとき判別すべき数種の被検知物体
の一部または全部をセンシングすることにより判別の閾
値を自動設定もしくは自動補正することを特徴とする請
求項１から２９いずれかに記載の前記光学装置。
【請求項３１】前記光学装置は前記複数の受光素子が
受光した異なる偏光成分の光の受光量の比、和、差、差
／和いずれかで被検知物体の有無、もしくは種類を判断
することを特徴とする請求項１から３０いずれかに記載
の光学装置。
【請求項３２】前記被検知物体が透明体か否かを判別
することを特徴とする請求項１から３１いずれかに記載
の光学装置。
【請求項３３】前記被検知物体は紙、もしくはフィル
ムであり、少なくともその種類を判別することを特徴と
する請求項１から３１いずれかに記載の光学装置。
【請求項３４】前記被検知物体の表面の光沢の有無を
判別することを特徴とする請求項１から３１いずれかに
記載の光学装置。
【請求項３５】前記被検知物体の表面に異物が付着し
ているか否かを判別する、もしくは前記背景物体に異物
が付着しているか否かを判別することを特徴とする請求
項１から３１いずれかに記載の光学装置。
【請求項３６】前記被検知物体の表面が曇っているか
否かを判別することを特徴とする請求項１から３１いず
れかに記載の光学装置。
【請求項３７】前記被検知物体に水滴が付着している
か否かを判別すること、もしくは前記背景物体に霜が付
着しているか否かを判別することを特徴とする請求項１
から３１いずれかに記載の光学装置。
【請求項３８】前記被検知物体に霜が付着しているか
否かを判別する、もしくは前記背景物体に水滴が付着し
ているか否かを判別することを特徴とする請求項１から
３１いずれかに記載の光学装置。
【請求項３９】前記被検知物体は空中の浮遊物もしく
は粒子であることを特徴とする請求項１から３１いずれ
かに記載の光学装置。