[发明专利]光学传感器装置及其用途

权利要求书

1．一种光学传感器装置，其特征在于：包括投光光学系统和受光光学系统，投光光学系统用于将光向被检测物体投射；受光光学系统用于接收来自被检测物体的反透光、透射光或散射光；

投光光学系统至少包含输出投射光的发光元件；

受光光学系统包括偏振光束分离器、第1受光元件和第2受光元件，偏振光束分离器用于将来自被检测物体的反射光、透射光或散射光分离为相对于其入射面的以S偏振成分为主的第1光束和以P偏振成分为主的第2光束；第1受光元件用于接收上述第1光束；第2受光元件用于接收上述第2光束；

上述偏振光束分离器是多层层叠多个电介质薄膜而构成的，当设S偏振成分的反射率为Rs,P偏振成分的透射率为Tp时，其具有下述光分离特性，即Rs或者Rs/Tp在使用的入射角范围内实际上一定；

并备有根据计算S/P,S-P,(S-P)/(S+P)或者S-kP(k是常数)中的至少一个而得到的值来判别被检测物体的有无、表面状态或者材质的装置，其中，S是表示S偏振成分的光量的上述第1受光元件的输出，P是表示P偏振成分的光量的上述第2受光元件的输出。

2．按权利要求1所述的光学传感器装置，其特征在于：上述偏振光束分离器具有，上述Rs或者Rs/Tp在来自上述发光元件的投射光的波长扩展的范围内，在使用的入射角范围内实际上一定的上述光分离特性。

3．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：上述投光光学系统设置成可以将投射光倾斜地或基本上垂直地投射在被检测物体的表面上，上述受光光学系统设置成可以倾斜地或基本上垂直地接收来自被检测物体表面的反射光或散射光。

4．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：上述投光光学系统与上述受光光学系统相隔一定间隔相对地设置。

5．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：上述光分离特性利用上述第1光束中包含的S偏振成分的光量与入射到上述偏振光束分离器上的S偏振成分的光量之比表示的第1比率、上述第2光束中包含的P偏振成分的光量与入射到上述偏振光束分离器上的P偏振成分的光量之比表示的第2比率或上述第1比率与上述第2比率之比表示，

上述第1比率、第2比率和两者之比利用将上述发光元件的发光频谱和上述受光元件的分光灵敏度特性相乘后对波长积分而得到的值进行表示。

6．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：具有投光透镜，利用投光透镜将投射光聚焦、发散或平行化后进行投射。

7．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：具有将随机偏振的投射光变换为线偏振的投射光的起偏器。

8．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：从上述发光元件出射的光导引给投光用光纤，投射从该光纤的端面出射的光。

9．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：具有将向上述受光光学系统入射的光聚焦的受光透镜。

10．按权利要求9所述的光学传感器装置，其特征在于：上述偏振光束分离器设置在上述受光透镜的聚焦光的光路上。

11．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：上述第1光束和第2光束分别由受光用光纤导引给上述第1和第2受光元件。

12．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：至少具有设在上述第1受光元件前面的允许S偏振的光通过第1检偏装置和设在上述第2受光元件前面的允许P偏振的光通过的第2检偏装置中的任何一种。

13．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：具有与上述偏振光束分离器的上述第1或第2光束的出射一侧的面相对地设置的反射体，利用该反射体反射上述第1或第2光束。

14．按权利要求1或2所述的光学传感器装置，其特征在于：在上述受光光学系统的前面形成用于限制入射光的开口。