JP3578214B2

JP3578214B2 - 回帰反射型光電センサ

Info

Publication number: JP3578214B2
Application number: JP2003388499A
Authority: JP
Inventors: 義和真嶋; 幸範車戸; 新中村
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: DE10354824B4; CN2694259Y; US20040113054A1; DE10354824A1; CN1506675A; US7081613B1; US20060175542A1; CN1249423C; JP2004205499A; US7045766B2

Description

この発明は、例えば、検出対象領域を挟んでリフレクタと対向配置する等して使用される回帰反射型光電センサに係り、特に、鏡面物体対応型の回帰反射型光電センサに関する。

回帰反射型光電センサは、一般に、検出対象領域を挟んでリフレクタと対向配置して使用され、センサからの投射光に対するリフレクタからの反射光と検出対象物体からの反射光との性状相違から検出対象物体の有無を判別する。鏡面物体対応型の回帰反射型光電センサの場合、リフレクタとしては、センサからの投光の偏光態様に影響を与える反射体構造を有するものが採用され、検出対象領域から到来する光の中にリフレクタからの反射光特有な偏光成分が含まれているか否かに基づいて、検出対象物体の有無を判別する。このような反射体構造としては、例えば、微細な三角錐状凹部を反射面に多数分散配置し、各三角推の頂点回りの三面で入射光を複数回反射させることにより、入射光の偏光態様である直線偏光を異なる偏光態様（例えば、楕円偏光等）に変換したのち、元来た入射方向へと反射する（光を戻す）ようにした反射体構造が知られている。

本出願人は、先に、リターデーション値１７nm／mm以下である偏光歪みが小さい樹脂射出成形の投光用レンズと受光用レンズを用いて、投光素子と第１の偏光板（例えば、透過軸が垂直）と投光用レンズとを順に配置してなる投光光学系と、受光用レンズと第２の偏光板（例えば、透過軸が水平）と受光素子とを順に配置してなる受光光学系とを有する鏡面物体対応型の回帰反射型光電センサ（所謂投受２軸方式）を提案している。同様にして、本出願人は、投光素子からの光を第１の偏光板（例えば、透過軸が垂直）を透過させて出射する投光光学系と、第２の偏光板（例えば、透過軸が水平）を透過させて検光した光を受光素子で電気信号に変換する受光光学系と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズと、投光光学系と受光光学系と投受兼用レンズとの三者間にあって、投光光学系から到来する往き光を投受兼用レンズへと指向させると共に、投受兼用レンズから到来する還り光を受光光学系へと指向させるビームスプリッタとを有する鏡面物体対応型の回帰反射型光電センサ（所謂投受同軸方式）を提案している（特許文献１参照）。

このような構成の回帰反射型光電センサによれば、従来はレンズの前面側に配置されていた第１及び第２の偏光板を、レンズの後面側に配置変更したことにより、第１及び第２の偏光板のサイズが小さくて済むようになると共に、センサケースとレンズとをプラスチック一体成形することも可能となり、製造コストの低減に大きく貢献した。
特開２００１−２２８２６０

しかしながら、上述のように、第１及び第２の偏光板をレンズの後面側に配置変更した回帰反射型光電センサにあっては、第１の偏光板の透過軸と第２の偏光板の透過軸とを仮にクロスニコルの関係に設定したとしても、漏れ光が発生して、鏡面物体存在時の受光光量を鏡面物体不在時の受光光量に比べて十分に低い値とすることができず、検出誤動作を生じかねないと言う問題点があった。

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、低コストで製作することができると共に、検出信頼性も良好な鏡面物体対応型の回帰反射型光電センサを提供することにある。

この発明の回帰反射型光電センサは、投光素子と第１の偏光板と投光用レンズとを順に配置してなる投光光学系と、受光用レンズと第２の偏光板と受光素子とを順に配置してなる受光光学系とを有する（所謂投受２軸方式）。尚、ここでいう「偏光板」には同等の作用を及ぼす偏光シート等も含まれる。すなわち、第１及び第２の偏光板はレンズ（投光用レンズ及び受光用レンズ）の後面側（ケース前面から見た場合）に配置される。そのため、投光素子からの光は一定の拡がり角をもってその光束断面を拡大しつつ第１の偏光板を通過して投光用レンズに入射され、往き光として検出対象領域へと放出される。同様に、受光用レンズから出射される還り光は、一定の絞り角をもってその光束断面を縮小しつつ第２の偏光板を通過して受光素子へ入射され、受光光量に応じた電気信号が生成される。ここで、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とは互いに直交する関係とされる。好ましい実施形態では、第１の偏光板と第２の偏光板とはクロスニコルの関係とすることができる。さらに、本発明の重要な点であるが、投光光学系を構成する第１の偏光板と投光用レンズとの間には位相差板が配置される。ここで、「位相差板」には同等の作用を及ぼす位相差シート等が含まれる。そして、好ましい実施の形態においては、１／２位相差板を使用することができる。

このような構成によれば、投光素子から発せられたのち、第１の偏光板通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転、並びに、投光用レンズ通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転が相まっての相加的な偏光面の回転は、第１の偏光板と投光用レンズとの間に配置された第１の位相差板による相補的な偏光面反転作用により相殺されるから、検出対象領域に鏡面物体が存在しないときの受光光量と鏡面物体が存在するときの受光光量との間には明確な光量差を持たせることが可能となり、検出信頼性が向上する。

以上から明らかなように、別の一面から見た本発明の回帰反射型光電センサは、投光素子と第１の偏光板と投光用レンズとを順に配置してなる投光光学系と、受光用レンズと第２の偏光板と受光素子とを順に配置してなる受光光学系とを有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、投光光学系を構成する第１の偏光板と投光用レンズとの間には、偏光板通過起因の偏光面回転と、レンズ通過起因の偏光面回転とが累積された偏光面総回転を打ち消すための偏光面角度反転手段が介在されているものである、として定義することもできる。

なお、上述した本発明においては、受光光学系を構成する受光用レンズと第２の偏光板との間にも位相差板を配置してもよい。このような構成によれば、受光用レンズ通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転、並びに、受光用レンズから出射されたのち、第２の偏光板通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転が相まっての相加的な偏光面の回転も、受光用レンズと第２の偏光板との間に配置された第２の位相差板による相補的な偏光面反転作用により相殺されるから、検出対象領域に物体が存在しないときの受光光量と鏡面物体が存在するときの受光光量との間には一層明確な光量差を持たせることが可能となり、検出信頼性が一層向上する。また、上述した本発明においては、投光用レンズと受光用レンズとが一体成形されたプラスチックレンズとすれば、第１及び第２の偏光板サイズの縮小と相まって、製作コストを低減することができる。

別の一面から見たこの発明の回帰反射型光電センサは、投光素子からの光を第１の偏光板を透過させて出射する投光光学系と、第２の偏光板を透過させて検光した光を受光素子で電気信号に変換する受光光学系と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズと、投光光学系と受光光学系と投受兼用レンズとの三者間にあって、投光光学系から到来する往き光を投受兼用レンズへと指向させると共に、投受兼用レンズから到来する還り光を受光光学系へと指向させるビームスプリッタと、を有する（所謂投受同軸方式）。すなわち、第１及び第２の偏光板は投受兼用レンズの後面側（ケース前面から見た場合）に配置される。そのため、投光素子からの光は一定の拡がり角をもって光束断面を拡大しつつ第１の偏光板を通過して投受光兼用レンズに入射され、往き光として検出対象領域へと放出される。同様に、投受兼用レンズから出射される還り光は、一定の絞り角をもって光束断面を縮小しつつ第２の偏光板を通過して受光素子へ入射され、受光光量に応じた電気信号が生成される。ここで、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とは互いに直交する関係とされる。好ましい実施形態では、第１の偏光板と第２の偏光板とはクロスニコルの関係とすることができる。さらに、本発明の重要な点であるが、投光光学系を構成する第１の偏光板と投光用レンズとの間には位相差板が配置される。ここで、位相差板としては、好ましい実施の形態においては、１／２位相差板を使用することができる。

このような構成によれば、投光素子から発せられたのち、第１の偏光板通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転、並びに、投受兼用レンズ通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転が相まっての相加的な偏光面の回転は、第１の偏光板と投光用レンズとの間に配置された第１の位相板による相補的な偏光面反転作用により相殺されるから、検出対象領域に鏡面物体が存在しないときの受光光量と鏡面物体が存在するときの受光光量との間には明確な光量差を持たせることが可能となり、検出信頼性が向上する。

以上から明らかなように、本発明の回帰反射型光電センサは、投光素子からの光を第１の偏光板を透過させて出射する投光光学系と、第２の偏光板を透過させて検光した光を受光素子で電気信号に変換する受光光学系と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズと、投光光学系と受光光学系と投受兼用レンズとの三者間にあって、投光光学系から到来する往き光を投受兼用レンズへと指向させると共に、投受兼用レンズから到来する還り光を受光光学系へと指向させるビームスプリッタと、を有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、投光光学系を構成する第１の偏光板とビームスプリッタとの間には、偏光板通過起因の偏光面回転と、レンズ通過起因の偏光面回転とが累積された偏光面総回転を打ち消すための偏光面角度反転手段が介在されているものである、として定義することもできる。

なお、上述した本発明においては、受光光学系を構成する受光用レンズと第２の偏光板との間にも位相差板を配置してもよい。このような構成によれば、受光用レンズ通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転、並びに、投受兼用レンズから出射されたのち、第２の偏光板通過により局部的（主に４５度の方位）に生ずる偏光面の回転が相まっての相加的な偏光面の回転も、投受兼用レンズと第２の偏光板との間に配置された第２の位相差板による相補的な偏光面反転作用により相殺されるから、検出対象領域に鏡面物体が存在しないときの受光光量と鏡面物体が存在するときの受光光量との間には一層明確な光量差を持たせることが可能となり、検出信頼性が一層向上する。

更に別の一面から見たこの発明の回帰反射型光電センサは、投光素子からの光を第１の偏光板を透過させて出射する投光光学系と、第２の偏光板を透過させて検光した光を受光素子で電気信号に変換する受光光学系と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズと、投光光学系と受光光学系と投受兼用レンズとの三者間にあって、投光光学系から到来する往き光を投受兼用レンズへと指向させると共に、投受兼用レンズから到来する還り光を受光光学系へと指向させるビームスプリッタと、を有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、ビームスプリッタと投受兼用レンズとの間には位相差板が配置されている。

この発明の回帰反射型光電センサも、前述の回帰反射型光電センサと同様に、投受同軸方式の光学系であるが、位相差板をビームスプリッタと投受兼用レンズとの間に配置した点において異なっている。そして、このような構成によれば、前述の回帰反射型光電センサによる効果に加えて、位相差板の点数削減が可能となるから製作コストを低減させることができるという効果が得られる。

本発明によれば、低コストで製作することができると共に、検出信頼性も良好な鏡面物体対応型の回帰反射型光電センサを提供することができる。

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明に係る回帰反射型光電センサのほんの一例を示すものに過ぎず、本発明の要旨とするところは、特許請求の範囲の記載によってのみ規定されることは言うまでもない。

鏡面物体対応型の回帰反射型光電センサ（２軸方式）の動作原理説明図が図１に示されている。なお、図において符号１００は回帰反射型光電センサ（２軸方式）、２００はリフレクタ、２００ａはリフレクタの反射面、３００は鏡面物体、３００ａは鏡面物体の反射面、Ｌ１はセンサ１００から発せられた投射光、Ｌ２はリフレクタ反射光、Ｌ３は鏡面物体反射光である。

図から明らかなように、回帰反射型のセンサ（２軸方式）は、鏡面物体３００が通過するであろう検出対象領域を挟んで、リフレクタ２００と対向して配置される。リフレクタ２００の反射面２００ａには、先に説明したように、センサ１００からの投射光Ｌ１を単に反射するのみならず、その偏光態様を変更できるような反射体構造が設けられている。例えば、投射光Ｌ１が水平な偏光面を有する直線偏光であれば、リフレクタ反射光Ｌ２は楕円偏光とされ、垂直な偏光面の成分を含むものとなる。

同図（ａ）に示されるように、検出対象領域に物体が存在しない場合、センサ１００から発せられた投射光Ｌ１はリフレクタ２００の反射面２００ａで反射されるから、センサ１００には十分な光量を有するリフレクタ反射光Ｌ２が到来する。このとき、投射光Ｌ１が垂直な偏光面を有する直線偏光とすれば、リフレクタ反射光Ｌ２は楕円偏光となり、水平な偏光面を含むこととなる。そのため、センサ１００の側では、検出対象領域から到来する光の中に、水平な偏光面の成分が規定量存在するか否かに基づいて、検出対象領域に物体が存在しないことを判定できる。

同図（ｂ）に示されるように、検出対象領域に鏡面物体が存在する場合には、センサ１００から発せられた投射光Ｌ１は鏡面物体３００の反射面３００ａで反射されるので、センサ１００にはかなり大きな光量を有する鏡面物体反射光Ｌ３が到来する。このとき、鏡面物体３００の反射面３００ａには偏光面角度変更機能は存在しないから、投射光Ｌ１が垂直な偏光面を有する直線偏光とすれば、鏡面物体反射光Ｌ３も垂直な偏光面を有する直線偏光となる。そのため、検出対象領域から到来する光の中に、水平な偏光面の成分が存在しないことに基づいて、検出対象領域に鏡面物体３００又は非鏡面物体が存在することを判定することができる。

次に、本発明に係る回帰反射型光電センサ（２軸方式）の光学系構成図が図２に示されている。同図に示されるように、回帰反射型光電センサ（２軸方式）１００は、投光素子１１と第１の偏光板１２と投光用レンズ１４とを順に配置してなる投光光学系１と、受光用レンズ２１と第２の偏光板２３と受光素子２４とを順に配置してなる受光光学系２とを有する。投光光学系１を構成する第１の偏光板１２の透過軸の角度と受光光学系２を構成する第２の偏光板２３の透過軸の角度とは異なるものとされる。この例にあっては、第１の偏光板１２の透過軸の角度は垂直とされ、第２の偏光板２３の透過軸の角度は水平とされている。換言すれば、第１の偏光板１２と第２の偏光板２３とは所謂クロスニコルの関係となっている。

加えて、投光光学系１を構成する第１の偏光板１２と投光用レンズ１４との間には１／２位相差板１３が配置されると共に、受光光学系２を構成する受光用レンズ２１と第２の偏光板２３との間にも１／２位相差板２２が配置されている。この例では、第１の偏光板１２と１／２位相差板１３、並びに、第２の偏光板２３と１／２位相差板２２とはぴったりと重ねて配置されているが、それらは適宜な間隔を隔てて分離されていてもよい。投光用レンズ１４並びに受光用レンズ２１としては、複屈折の小さいものが好ましく、ガラスレンズ又は複屈折の少ないプラスチックレンズ等を使用すればよい。

投光素子１１から発せられた光は、一定の拡がり角をもって光束断面を拡大しつつ、第１の偏光板１２及び１／２位相差板１３を通過して投光用レンズ１４に入射され、投射光Ｌ１として検出対象領域へと放出される。一方、検出対象領域から到来するリフレクタ反射光Ｌ２や鏡面物体反射光Ｌ３は、受光用レンズ２１を通過した後、一定の絞り角をもって光束断面を縮小しつつ、１／２位相差板２２及び第２の偏光板２３を通過して、受光素子２４へ入射され、受光光量に応じた電気信号が生成される。先に述べたように、第１の偏光板１２の透過軸と第２の偏光板２３の透過軸とは所謂クロスニコルの関係にあるため、図１を参照して説明した動作原理に基づいて、検出対象領域に物体の有無を判定することができる。

加えて、このような光学系構成を有する本発明の回帰反射型光電センサ（２軸方式）によれば、第１の偏光板１２と投光用レンズ１４との間、並びに、受光用レンズ２１と第２の偏光板２３との間のそれぞれに１／２位相差板１３，２２を配置したことによって、検出対象領域に鏡面物体が存在する状態における漏れ光を可及的に減少させ、検出対象領域に鏡面物体が存在する状態と存在しない状態とで、受光光量に明確な差を持たせることを可能としている。なお、この点については、後に図５〜図１１を参照して詳細に説明する。

本発明の回帰反射型光電センサは、所謂投受同軸方式によっても実現することができる。回帰反射型光電センサ（同軸方式）の動作原理説明図が図３に示されている。図において、符号２００はリフレクタ、２００ａはリフレクタの反射面、３００は鏡面物体、３００ａは鏡面物体の反射面、４００は回帰反射型光電センサ（同軸方式）、Ｌ１は投射光、Ｌ２はリフレクタ反射光、Ｌ３は鏡面物体反射光である。

動作原理それ自体は図１に示した２軸方式の場合と同様であり、同図（ａ）に示される検出対象領域に物体が存在しない場合、センサ４００に対してはリフレクタ反射光Ｌ２が到来し、同図（ｂ）に示される検出対象領域に鏡面物体が存在する場合には、センサ４００には鏡面物体反射光Ｌ３が到来する。尤も、投射光Ｌ１とリフレクタ反射光Ｌ２又は鏡面物体反射光Ｌ３は同一の光軸を通ってセンサ４００へと到来する。

本発明に係る回帰反射型光電センサ（同軸方式）の光学系構成図が図４に示されている。同図に示されるように、回帰反射型光電センサ（同軸方式）４００は、投光素子３１からの光を第１の偏光板３２を透過させて出射する投光光学系３と、第２の偏光板４２を透過させて偏光した光を受光素子４３で電気信号に変換する受光光学系４と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズ５と、投光光学系３と受光光学系４と投受兼用レンズ５との三者間にあって、投光光学系３から到来する往き光を投受兼用レンズ５へと指向させると共に、投受兼用レンズ５から到来する還り光を受光光学系４へと指向させるビームスプリッタ６とを有している。

投光光学系３を構成する第１の偏光板３２の透過軸の角度と受光光学系４を構成する第２の偏光板４２の透過軸の角度とは異なるものとされている。この例では、第１の偏光板３２の透過軸の角度は投光素子３１と受光素子４３と投受光兼用レンズ５が作る平面に対して垂直とされており、第２の偏光板４２の透過軸の角度は水平とされている。

さらに、投光光学系３を構成する第１の偏光板３２とビームスプリッタ６との間には１／２位相差板３３が配置されており、受光光学系４を構成する第２の偏光板４２とビームスプリッタ６との間にも１／２位相差板４１が配置されている。投受兼用レンズ５としてはガラスレンズ又は複屈折の少ないプラスチックレンズが採用される。

投光素子３１からの光は一定の拡がり角をもって光束断面を拡大しつつ第１の偏光板３２及び１／２位相差板３３を通過して投受光兼用レンズ５に入射され、投射光Ｌ１として検出対象領域へと放出される。一方、検出対象領域から到来するリフレクタ反射光Ｌ２又は鏡面物体反射光Ｌ３は、投受光兼用レンズ５に入射された後、一定の絞り角をもって光束断面を減少しつつ、１／２位相差板４１及び第２の偏光板４２を順に通過して受光素子４３へ入射され、受光光量に応じた電気信号が生成される。先に述べたように、第１の偏光板３２の透過軸と第２の偏光板４２の透過軸との間には所謂クロスニコルの関係が設定されているため、先に図３を参照して説明した動作原理に基づいて、検出対象領域に物体の有無が判定される。

加えて、この光学系においても、第１の偏光板３２とビームスプリッタ６との間、並びに、ビームスプリッタ６と第２の偏光板４２との間のそれぞれに、１／２位相差板３３，４１が配置されているため、検出対象領域に物体が存在する状態と物体が存在しない状態とにおいて、受光素子４３の受光光量に明確な差異をもたせることができ、これにより検出信頼性が向上する。なお、この点についても、後に図５〜図１１を参照して詳細に説明する。

次に、図１〜図４で説明した回帰反射型光電センサにおける漏れ光減少原理について、図５〜図１１を参照して詳細に説明する。

偏光板による局部的な偏光面回転作用の説明図が図５に示されている。本発明者等は、同図（ａ）に示されるように、投光素子ＬＴとスチルカメラＳＣとを対向して配置し、それらを結ぶ光路に第１の偏光板Ｐ１１と第２の偏光板Ｐ１２とをクロスニコルの関係で配置し、カメラＳＣの映像から漏れ光の有無を検査した。すると、カメラＳＣにより撮影された映像には、正方形の４つの頂点に相当する４カ所の明瞭な光漏れ領域の存在が確認された。これは、投光素子ＬＴからの光が、一定の拡がり角をもって進む結果、あおり角θ１が大きくなるにつれて、そのような光線は２枚の偏光板Ｐ１１，Ｐ１２を垂直に通過せず、斜めに通過する結果であると推定される。

第１の偏光板Ｐ１１の透過軸の角度を垂直、第２の偏光板Ｐ１２の透過軸の角度を水平とする。同図（ｂ）は同図（ａ）の投光素子ＬＴから出射される光線の内、偏光板Ｐ１１の中央に進む光をサークル（時計）の中央、投光素子ＬＴから出射される光線の内、上方に進む光を１２時、右方に進む光を３時、下方に進む光を６時、左方に進む光を９時として示している。図から明らかなように、サークル（時計）の中央、１２時、３時、６時、９時の各方位では、偏光板Ｐ１１の通過により、直線偏光の偏光面は垂直のままで何ら変わらない。一方、４５度の方位である１時３０分、４時３０分、７時３０分、１０時３０分の４つの方位のそれぞれにおいて、図示されるように、直線偏光の偏光面に回転が生じ、これが同図（ｃ）に示されるように、あおり角θ１の大きさに応じて増大することによって、先にカメラＳＣにて確認されたような４カ所の光漏れ領域が生ずるのである。

なお、ここで、あおり角θ１とは、同図（ａ）に示されるように、光学系の中心軸と、対象となる光線とのなす角度のことである。また、同図（ｃ）に示されるグラフは、同図（ｂ）にＡ部として示される４５度の方位である１時３０分の方位におけるあおり角度と偏光面角度との関係をグラフで示すものである。同図（ｃ）のグラフから明らかなように、あおり角が０度〜１０度の区間では、偏光面角度はほとんど変化しないのに対し、あおり角１０度を過ぎると偏光面角度の変化は急激に増大していき、あおり角３０度においては偏光面角度において２度程度の増加が見られる。

このように、投光素子ＬＴの前方に２枚の偏光板Ｐ１１，Ｐ１２を配置して、投光素子ＬＴからの光をそれらを通過させた場合、殊に光軸中心から離れた位置を通過する光線については、それらの偏光板Ｐ１１，Ｐ１２を斜めに通過することから、同図（ｂ）に示されるように４５度が方位である。４つの方位において偏光面の回転作用が生じ、カメラＳＣの映像中には４つの光漏れ領域が生ずるのである。

次に、レンズによる局部的な偏光面回転作用の説明図が図６に示されている。同図（ａ）に示されるように、平坦面Ｓ１と凸面Ｓ２とを有するレンズＬＳに対して、凸面Ｓ２の側から直線偏光を入射させる場合を想定する。このとき、同図（ｂ）に示されるように、レンズの凸面Ｓ２の側の光入射点における法線をｌ２、光の入射軸をｌ１とすれば、それらのなす角θ２が入射角となるため、レンズＬＳの周縁部に向かうに従い、入射角θ２の値が増大することがわかる。

一方、同図（ａ）中のＢ部のように、斜め４５度方向に入射される直線偏光は同図（ｃ）に示されるように、入射した直線偏光の偏光面は、入射角度θ２の値に応じて回転することが知られている。このことは、例えば『応用物理工学選書２・応用光学II』（著者：鶴田匡夫、発行者：山本格、発行所：（株）培風館、初版発行：１９９０年７月２０日、第５刷発行：１９９８年３月１０日）の第２３７頁〜第２４０頁に詳しく記載されている。特に、その２３７頁第１２行〜第１５行には『入射面に対して４５度の方位で振動する直線偏光を入射させると、ｐ偏光とｓ偏光の透過率ｔｐとｔｓに関して位相の進み遅れはなく、またｔｐ>ｔｓが成り立つため、透過光もまた直線偏光でその振動面は僅かに入射面に近づく（θ<４５°）。』として、このような偏光面の回転作用が記載されている。

次に、１／２位相差板による角度対応・偏光面角度反転作用の説明図が図７に示されている。いま仮に、同図（ａ）に示されるように、第１の偏光板Ｐ１１の出射側に１／２位相差板Ｐ２を重ね、この積層体に対して、投光素子ＬＴからの光を第１の偏光板Ｐ１１の側から１／２位相差板Ｐ２の側へと通過させる場合を想定する。すると、先に、図５を参照して説明したように、同図（ｂ）左に示されるように、偏光板Ｐ１１の出射光においては、１時３０分、４時３０分、７時３０分、１０時３０分の４５度方位では、直線偏光の偏光面の回転が生ずる。一方、１／２位相差板Ｐ２の出射光においては、これとは逆方向への偏光面の回転、すなわち偏光面の反転が生ずる。このとき、同図（ｃ）に示されるように、偏光板Ｐ１１を斜めに通過することにより生ずる偏光面の回転角度と、そのような光線が１／２位相差板Ｐ２を通過することによる偏光面の回転角度との間には、極性を反転させる関係が存在する。例えば、偏光板Ｐ１１による回転角度を＋Δθとすれば、１／２位相差板通過後の偏光面回転角度は−Δθとなる。従って、同図（ａ）において１／２位相差板Ｐ２通過後の直線偏光の偏光面角度は、同図（ｂ）右のようになる。

次に、１／２位相差板による角度対応・偏光面角度反転作用をレンズの影響を除いて検査（実験）した結果を示す説明図（その１）が図８に、同（その２）が図９にそれぞれ示されている。本発明者等は、図８（ａ）に示されるように、投光素子ＬＴとスチルカメラＳＣとを対向して配置させた状態において、それらの間に第１の偏光板Ｐ１１と第２の偏光板Ｐ１２とをクロスニコルの関係に配置し、さらに第１の偏光板Ｐ１１の出射側に１／２位相差板Ｐ２を配置して検査（実験）した。すると、同図（ｂ）に示されるように、偏光板Ｐ１１の出射光においては、４５度方位である１時３０分、４時３０分、７時３０分、１０時３０分の方位のそれぞれにおいて、あおり角に応じた量の直線偏光の偏光面回転が生ずる。このとき、同図（ｃ）に示されるように、偏光板Ｐ１１による回転角度が＋Δθとすれば、１／２位相差板Ｐ２通過後の出射光における偏光面回転角度は−Δθとなる。すると、図９（ａ）に示されるように、第２の偏光板Ｐ１２を通過した後の光はスチルカメラＳＣの映像中には、４つの光漏れ領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４が観察される。なお、Ａ２は遮光領域である。同図（ｂ）は、偏光板による偏光面角度回転作用が、１／２位相差板による極性反転作用によって反転されたことを示すグラフである。つまり、図７（ａ）及び図８（ａ）に示されるように、第１の偏光板Ｐ１１の出射側に１／２位相差板Ｐ２を配置したことによって、偏光板Ｐ１１を斜めに通過したことに起因する偏光面の回転角度を、１／２位相差板Ｐ２の存在によって、極性反転させることが可能であることを意味している。

次に、偏光板、１／２位相差板、レンズによる総合作用の説明図（その１）が図１０に、また同説明図（その２）が図１１に示されている。図１０（ａ）に示されるように、いま、投光素子ＬＴ、第１の偏光板Ｐ１１、１／２位相差板Ｐ２、レンズＬＳ、第２の偏光板Ｐ１２、スチルカメラＳＣを順に配置して、投光素子ＬＴから発せられた光を、第１の偏光板Ｐ１１、１／２位相差板Ｐ２、レンズＬＳを透過させて、第２の偏光板Ｐ１２に入射させ、その状態で第２の偏光板Ｐ１２の出射光をスチルカメラＳＣで観察した。すると、同図（ｂ）及び同図（ｃ）に示されるように、偏光板Ｐ１１の出射光においては、４５度の方位である１時３０分、４時３０分、７時３０分、１０時３０分のそれぞれの方位において、あおり角に応じた量の直線偏光の偏光面回転が生ずる。また、１／２位相差板Ｐ２通過後の出射光においては、偏光板Ｐ１１の斜め入射に対応して生じた偏光面回転に対する極性反転が生ずる。さらに、レンズＬＳの出射光においては、入射角度に応じた偏光面回転が生ずる。ここで、同図（ｃ）に示されるように、１／２位相差板Ｐ２の出射光における偏光面回転量を、レンズＬＳの偏光面回転量が打ち消すため、図１１（ａ）に示されるように、スチルカメラＳＣの映像上における第２の偏光板１２の像を、全体的に遮光領域Ａ２とすることができ、光漏れを遮断できることが理解されるであろう。これは、図１１（ｂ）に示されるように、あおり角度の増加に拘わらず、偏光面角度をほぼ一定化できることを意味している。つまり、図５（ｃ）に示される偏光板斜め入射に応じた偏光面の回転量を、図９（ｂ）に示されるように、１／２位相差板によって反転させ、さらに図６（ｃ）に示されるレンズの入射角に応じた偏光面角度回転作用によって打ち消すことによって、最終的に図１１（ｂ）に示されるように、あおり角に対してほぼ平坦な偏光面角度特性が得られることを意味している。これによって、投光側の偏光板は、受光側の偏光板で構成されるクロスニコル状態が全領域で確保されることになる。

尚、図５〜図１１を参照した上述の説明では、偏光板、１／２位相差板、レンズの順に光が進行する場合について示したが、これとは逆の方向（レンズ、１／２位相差板、偏光板の順）に光が進行した場合にも同様の現象が生じ、受光光学系において漏れ光減少が生じる。

このように、本発明に係る回帰反射型光電センサによれば、図２又は図４に示されるような光学構成を採用することによって、図１１に示されるように、漏れ光を可及的に減少させて、鏡面物体存在時と鏡面物体不存在時とにおける受光光量に明確な差異を持たせることができ、これにより判定の信頼性を向上させることができるのである。

なお、図５〜図１１を参照して説明したように、本発明による漏れ光減少作用は、偏光板通過後の偏光面角度回転量と位相差板通過後の偏光面角度反転量とレンズによる偏光面角度回転量をつり合わせて相殺することを主眼とするものであるから、位相差板における位相差をどの程度に定めるかは設計的な事項と考えられる。本発明者等の鋭意研究によれば、位相差板の位相差値は、投光素子の使用波長λに対して（３／８）λ〜（５／８）λの範囲であればよく、特に（１／２）λに近いほうが好ましい、との知見が得られた。より具体的には、直線偏光板とレンズの入射角度との関係から最適な位相差板の位相差値が求められるであろう。また、本発明者等の鋭意研究によれば、直線偏光板の偏光軸（透過軸）と位相差板の光軸のずれ角度は約５度以内であるのが望ましいとの結論が得られた。

図２に戻って、以上説明した光漏れ減少作用を踏まえて本発明の作用を繰り返し説明すれば、投光素子１１から放たれた光は第１の偏光板１２、１／２位相差板１３を通過した後、投光用レンズ１４の有効径を通過すべく拡がりながら進行していく。その光の中央部は第１の偏光板１２、１／２位相差板１３、投光用レンズ１４のいずれとも垂直に入射するため、直線偏光の偏光面は回転しない。１／２位相差板１３の光軸は第１の偏光板１２の偏光軸（透過軸）に対して平行（若しくは垂直でもよい）に配置しているため、この垂直入射時には１／２位相差板１３が存在しないのと同じ状態になり、第１の偏光板１２で直線偏光された偏光面はその方位を維持したまま投光用レンズ１４へと透過する。この光は投光用レンズ１４にも垂直入射するために、第１の偏光板１２で直線偏光された偏光面は影響を受けずにその方位を維持したまま投光用レンズ１４を透過していく。

しかし、投光用レンズ１４の有効径端を通過する光が第１の偏光板１２を通過する際、垂直入射ではなく、斜めに入射することになり、±４５度の方位で直線偏光の偏光面が回転する。

１時３０分の４５度方位を例にとって具体的に説明すると、まず第１の偏光板１２は、あおり角度が小さいと（１０度程度）偏光面は回転しないが、あおり角度が大きくなると偏光面は徐々に回転してしまう。あおり角度３０度の場合には偏光面は＋１．８度回転する。

この光は投光用レンズ１４を通過する際に図６で説明した通り、さらに偏光面をプラス方向に回転させてしまう。投光用レンズ１４の材質が例えばアクリルの場合、レンズ１４への入射角度が６８度であれば、偏光面は＋４．０度も回転してしまう。第１の偏光板１２の回転角度と併せて考えると、１．８度＋４．０度＝５．８度回転してしまうことになる。なお、レンズ１４への入射角度６８度は、前記あおり角度約３０度に相当する。

一方、１／２位相差板１３を第１の偏光板１２と投光用レンズ１４との間に配置すると、図７、図８で説明した直線偏光の偏光面角度反転作用により、偏光板１２を通過したことにより回転した角度分だけ逆方向に偏光面を回転させる。あおり角度３０度の場合には、第１の偏光板１２で回転した角度＋１．８が、−１．８度となるはずである。

しかし、実験結果によると、−１．８度ではなく−３．２度になった。これは、実験では、１／２位相差板は第１の偏光板１２とはり合わせることにより配置しているが、このはり合わせる際の位相差板の光軸のずれなどによって、予想と異なる結果となったと考えられる。次に、投光用レンズ１４通過時に偏光面がプラス方向に回転させられるので、相殺される補正が行われる。レンズ１４への入射角度が６８度（前記あおり角度約３０度に相当）であれば、偏光面は＋４．０度回転して、−３．２度＋４．０度＝＋０．８度となり、１／２位相差板１３を配置しない場合の偏光面角度＋５．８度に比べてはるかに回転を小さくおさえることができた。

仮に、１／２位相差板配置後、偏光面角度が−１．８度となっても、投光用レンズ通過後、−１．８度＋４．０度＝２．２度となり、１／２位相差板１３を配置しない場合の偏光面角度＋５．８度に比べて、回転を小さくおさえることができる。

ここで、図４に戻り、第１の偏光板３２と第２の偏光板４２の透過軸の方向について詳細に説明する。

はじめに、図４に示される通り、第１の偏光板３２の透過軸が、投光素子３１と受光素子４３並びに投受光兼用レンズ５が作る平面に対して垂直方向（以下単に"垂直方向"という）であり、第２の偏光板４２の透過軸が、投光素子３１と受光素子４３並びに投受光兼用レンズ５が作る平面に対して水平方向（以下単に"水平方向"という）である場合について説明する。

この場合、投光素子３１から出射されて第１の偏光板３２を透過した光は直線偏光となり、その偏光面は垂直方向となる（ただし、先に説明したように、±４５度の方位では、あおり角が増えると直線偏光の偏光面は回転する）。その後、１／２位相板３３を透過した直線偏光は、ビームスプリッタ６に対してほぼＳ偏光入射となり、ブリュースターの法則により、Ｓ偏光入射の一部がビームスプリッタ６によって反射され、その結果垂直方向に振動する光だけが検出対象領域に到達する。以下、この到達光がリフレクタで反射される場合と、鏡面物体で反射される場合とについてそれぞれ説明する。

到達光がリフレクタで反射される場合には、リフレクタで楕円偏光とされているため、リフレクタ反射光Ｌ２には、垂直方向に振動する反射光と水平方向に振動する反射光とが混在する。この光のうち、水平方向に振動する反射光の多くは、ビームスプリッタ６及び１／２位相差板４１を透過した後、更に、透過軸が水平方向である第２の偏光板４２を透過して受光素子４３へ入射される。したがって、リフレクタ反射光Ｌ２の一部は受光素子４３へ入射される。

一方、到達光が鏡面物体で反射される場合には、鏡面物体に対しては垂直方向に振動する光だけが入射されているため、鏡面物体反射光Ｌ３には振動方向が保存された垂直方向に振動する光だけが含まれる。この光の一部は、ブリュースターの法則により、再度ビームスプリッタ６によって反射されるが、残りの光はビームスプリッタ６を透過する。このビームスプリッタ６を透過した光は、１／２位相差板４１を透過するが、第２の偏光板４２を透過できないため受光素子４３へは入射されない。したがって、鏡面物体反射光Ｌ３は受光素子４３へ入射されない。

上記の現象に基づけば、受光素子への入光量に基づいて、リフレクタと鏡面物体とを判別することができる。尚、ビームスプリッタは、偏光特性を有しないハーフミラーでも、偏光特性を有する偏光ビームスプリッタであってもよい。

次に、第１の偏光板３２の透過軸が水平方向であり、第２の偏光板４２の透過軸が垂直方向である場合について説明する。

この場合、投光素子３１から出射されて第１の偏光板３２を透過した光は水平方向に振動する直線偏光となり、その後、１／２位相板３３を透過した直線偏光は、ビームスプリッタ６に対してほぼＰ偏光入射となる。このとき、ブリュースターの法則により、Ｐ偏光入射の多くがビームスプリッタ６を透過するため、検出対象領域にはほとんど検出光が投射されない。このことは、同軸方式の回帰反射型光電センサの場合には、図４に示した構成とするのが好ましいことを意味している。これは、投光素子３１の位置に受光素子４３を配置し、受光素子４３の位置に投光素子を配置する構成を採用する場合にも同様である。尚、図４に示した例では、偏光板３２と１／２位相差板３３並びに偏光板４２と１／２位相差板４１とは、それぞれ隙間無く重ねて配置されているが、１／２位相差板３３と１／２位相差板４１とは、共用で１枚とし、ビームスプリッタ６と投受兼用レンズ５との間に配置される構成とすることもできる。１／２位相差板３３と１／２位相差板４１とを１枚で共用し、かつビームスプリッタ６と投受兼用レンズ５との間に配置した構成の回帰反射型光電センサ４００’の構成の一例を図１４に示す。この例では、１／２位相差板３３と１／２位相差板４１とが、ビームスプリッタ６と投受兼用レンズ５との間に配置される１枚の位相差板５０で代用されている。このような構成とすることにより、１／２位相差板の部品点数の削減が可能となり、製作コストを低減させることができる。

次に、本発明が適用された２軸方式の回帰反射型光電センサのケース断面図が図１２に、同軸方式の回帰反射型光電センサのケース断面図が図１３にそれぞれ示されている。

なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、１００は回帰反射型光電センサ、１０１はケース、１０２は透明カバー、１４は投光用レンズ、２１は受光用レンズ、１０５はレンズユニット、１２は直線偏光板、２３は直線偏光板、１３は１／２位相差板、２２は１／２位相差板、１１０は投光側凹部、１１１は受光側凹部、１１は投光素子、２４は受光素子、１１４及び１１５は係合用突起、１１６及び１１７は係合用凹部である。

レンズユニット１０５は、透明カバー１０２と投光用レンズ１４と受光レンズ２１とを一体化したものであって、アクリル樹脂射出成形によりリターデーション値が１７ｎｍ／ｍｍ以下になる成形品である。すなわち、板状の透明カバー１０２の裏面には投光用レンズ１４と受光レンズ２１とが並べられ、更に係止用突起部１１４，１１５が形成されている。

ケース１０１の表面には、レンズユニット１０５の投光用レンズ１４が挿入されるべきスペースを形成する漏斗状の投光側凹部１１０と、受光レンズ２１が挿入されるべきスペースを形成する漏斗状の受光側凹部１１１とが設けられている。

更に、投光側凹部１１０には、光源である投光素子１１と、投光側の直線偏光板１２と、１／２位相差板１３とがそれぞれ装着されている。受光側凹部１１１には、受光素子２４と、受光側の直線偏光板２３と、１／２位相差板２２とがそれぞれ設けられている。

ケース１０１の正面には係止用凹部１１６，１１７が設けられ、係止用突起１１４，１１５と係止用凹部１１６，１１７とを係合させることによってレンズユニット１０５が取り付けられており、このレンズユニット１０５に一体に設けられた投光用レンズ１４が投光側凹部１１０のスペースに、また受光レンズ２１が受光側凹部１１１のスペースにそれぞれ挿入されている。

投光素子１１は、投光回路（図示せず）により駆動されるものであり、受光素子２４の出力は受光回路（図示せず）に入力されて、受光光量に基づいて物体の有無を判定されるようになっている。

このような構成によれば、投光用レンズ１４及び受光レンズ２１が、その消光比が１／１０００程度に達するリターデーション値１７ｎｍ／ｍｍ以下であり且つ通過する直線偏光の偏光歪みが小さい樹脂射出成形レンズであることにより、投光側の直線偏光板１２を投光用レンズ１４の光入射側に配置すると共に、受光側の直線偏光板２３を受光レンズ２１の光出射側に配置することが可能になり、投光素子１１からの投光を投光側の直線偏光板１２を通過させて直線偏光して投光用レンズ１４に入射すると共に、リフレクタあるいは鏡面物体からの反射光を受光レンズ２１に入射させ、受光側の直線偏光板２３に通して直線偏光とすることができる。

さらに、投光用レンズ１４及び受光レンズ２１がアクリル樹脂射出成形レンズであることにより、このアクリル樹脂射出成形レンズとケース１０１とを一体とし、防水、防塵構造とするための成形封止を行うことができ、部品点数の低減、光電センサの小型化が達成できる。

次に、本発明が適用された同軸方式の回帰反射型光電センサのケース断面図が図１３に示されている。同図において、２００はリフレクタ、４００は光電センサ、４０１はケース、３１は投光素子、３２は第１の偏光板、３３は１／２位相差板、４１は１／２位相差板、４２は第２の偏光板、４３は受光素子、６はビームスプリッタ、５は投受兼用レンズ、Ｌ１は投射光、Ｌ２はリフレクタ反射光である。

この光電センサ４００にあっても、投受兼用レンズ５はアクリル素材を用いてケースと一体に成形されたものであり、また光学系については同軸方式が採用されている。なお、この光電センサの作用については、図４を参照することによって、当業者であれば容易に理解されるであろう。

回帰反射型光電センサ（２軸方式）の動作原理説明図である。本発明に係る回帰反射型光電センサ（２軸方式）の光学系構成図である。回帰反射型光電センサ（同軸方式）の動作原理説明図である。本発明に係る回帰反射型光電センサ（同軸方式）の光学系構成図である。偏光板による局部的な偏光面回転作用の説明図である。レンズによる局部的な偏光面回転作用の説明図である。１／２位相差板による角度対応・偏光面角度反転作用の説明図である。１／２位相差板による角度対応・偏光面角度反転作用をレンズの影響を除いて示す説明図（その１）である。１／２位相差板による角度対応・偏光面角度反転作用をレンズの影響を除いて示す説明図（その２）である。偏光板、１／２位相差板、レンズによる総合作用の説明図（その１）である。偏光板、１／２位相差板、レンズによる総合作用の説明図（その２）である。本発明が適用された２軸方式の回帰反射型光電センサのケース断面図である。本発明が適用された同軸方式の回帰反射型光電センサのケース断面図である。本発明に係る回帰反射型光電センサ（同軸方式）の応用例を示す光学系構成図である。

符号の説明

１投光光学系
２受光光学系
３投光光学系
４受光光学系
５投受兼用レンズ
６ビームスプリッタ
１１投光素子
ｌ１光軸
ｌ２光線
１２第１の偏光板
１３，３３，４１１／２位相差板
１４投光用レンズ
２１受光用レンズ
２２１／２位相差板
２３第２の偏光板
３１投光素子
３２第１の偏光板
４２第２の偏光板
２４，４３受光素子
５０位相差板
１００回帰反射型光電センサ（２軸方式）
１０１ケース
１０２透明カバー
１０５レンズユニット
１１０投光側凹部
１１１受光側凹部
１１４，１１５係合用突起
１１６，１１７係合用凹部
２００リフレクタ
２００ａ，３００ａ反射面
３００鏡面物体
４００，４００’ 回帰反射型光電センサ（同軸方式）
４０１ケース
Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４光漏れ領域
Ａ２遮光領域
Ｌ１投射光
Ｌ２リフレクタ反射光
Ｌ３鏡面物体反射光
ＬＴ投光素子
Ｐ２１／２位相差板
Ｐ１１第１の偏光板
Ｐ１２第２の偏光板
θ１あおり角
θ２入射角
ＳＣスチルカメラ
ＬＳレンズ
Ｓ１平坦面
Ｓ２凸面

Claims

一定の拡がり角をもってその光束断面を拡大しつつ進行する検出光を照射する投光素子と第１の偏光板と投光用レンズとを順に配置してなる投光光学系と、受光用レンズと第２の偏光板と受光素子とを順に配置してなる受光光学系とを有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、投光光学系を構成する第１の偏光板と投光用レンズとの間には位相差板が配置されていることを特徴とする回帰反射型光電センサ。
受光光学系を構成する受光用レンズと第２の偏光板との間にも位相差板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回帰反射型光電センサ。
投光用レンズと受光用レンズとが一体成形されたプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の回帰反射型光電センサ。
投光素子から照射される一定の拡がり角をもってその光束断面を拡大しつつ進行する検出光を第１の偏光板を透過させる投光光学系と、第２の偏光板を透過させて検光した光を受光素子で電気信号に変換する受光光学系と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズと、投光光学系と受光光学系と投受兼用レンズとの三者間にあって、投光光学系から到来する往き光を投受兼用レンズへと指向させると共に、投受兼用レンズから到来する還り光を受光光学系へと指向させるビームスプリッタと、を有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、投光光学系を構成する第１の偏光板とビームスプリッタとの間には位相差板が配置されていることを特徴とする回帰反射型光電センサ。
ビームスプリッタと受光光学系を構成する第２の偏光板との間にも位相差板が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の回帰反射型光電センサ。
投光素子から照射される一定の拡がり角をもってその光束断面を拡大しつつ進行する検出光を第１の偏光板を透過させる投光光学系と、第２の偏光板を透過させて検光した光を受光素子で電気信号に変換する受光光学系と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズと、投光光学系と受光光学系と投受兼用レンズとの三者間にあって、投光光学系から到来する往き光を投受兼用レンズへと指向させると共に、投受兼用レンズから到来する還り光を受光光学系へと指向させるビームスプリッタと、を有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、ビームスプリッタと投受兼用レンズとの間には位相差板が配置されていることを特徴とする回帰反射型光電センサ。
一定の拡がり角をもってその光束断面を拡大しつつ進行する検出光を照射する投光素子と第１の偏光板と投光用レンズとを順に配置してなる投光光学系と、受光用レンズと第２の偏光板と受光素子とを順に配置してなる受光光学系とを有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、投光光学系を構成する第１の偏光板と投光用レンズとの間には、偏光板通過起因の偏光面回転と、レンズ通過起因の偏光面回転とが累積された偏光面総回転を打ち消すための偏光面角度反転手段が介在されていることを特徴とする回帰反射型光電センサ。
一定の拡がり角をもってその光束断面を拡大しつつ進行する検出光を照射する投光素子からの光を第１の偏光板を透過させて出射する投光光学系と、第２の偏光板を透過させて検光した光を受光素子で電気信号に変換する受光光学系と、投光と受光とに兼用される投受兼用レンズと、投光光学系と受光光学系と投受兼用レンズとの三者間にあって、投光光学系から到来する往き光を投受兼用レンズへと指向させると共に、投受兼用レンズから到来する還り光を受光光学系へと指向させるビームスプリッタと、を有し、投光光学系を構成する第１の偏光板の透過軸の角度と受光光学系を構成する第２の偏光板の透過軸の角度とが互いに直交する関係にあり、さらに、投光光学系を構成する第１の偏光板とビームスプリッタとの間には、偏光板通過起因の偏光面回転と、レンズ通過起因の偏光面回転とが累積された偏光面総回転を打ち消すための偏光面角度反転手段が介在されていることを特徴とする回帰反射型光電センサ。
位相差板に設定される位相差値が、投光素子の使用波長λに対し、（３／８）λ〜（５／８）λの範囲である、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の回帰反射型光電センサ。