專利名稱：具有光學(xué)傳感器裝置的文件處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及文件處理器(document processor)中的光學(xué)感測(cè)裝置，并且具體涉及被設(shè)計(jì)來(lái)抵抗流體侵害的感測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
文件接受器組件，如那些在售貨和游戲業(yè)中使用的文件接受器組件，通常包括感測(cè)裝置，以檢測(cè)正被處理的介質(zhì)的物理存在，或者檢測(cè)機(jī)器中可移動(dòng)元件的轉(zhuǎn)移狀態(tài)。光學(xué)感測(cè)裝置是有效并且使用廣泛的感測(cè)裝置，其可以包括光源和光接收器。這種傳感器通常不具有移動(dòng)部件并且不需要與被感測(cè)物體的任何物理接觸以便適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。
用于無(wú)人值守的支付系統(tǒng)如售貨機(jī)的文件接受器可能由于欺騙或者對(duì)機(jī)器自身的破壞行為而有時(shí)遭受各種流體的侵害。另一危險(xiǎn)源來(lái)自當(dāng)這些裝置被置于戶外時(shí)可發(fā)生的凝結(jié)情形。
如果光學(xué)感測(cè)裝置依靠反射表面來(lái)控制并且檢測(cè)光路徑，則在該反射表面上的凝結(jié)膜或液體的存在可阻礙該光路徑，并且使得感測(cè)裝置失效。這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)已知方案涉及將阻擋涂覆施加到光學(xué)表面。例如，將高質(zhì)量的鏡鍍(mirror plating)施加到光學(xué)表面，可以保持傳感器的有效性。但是，施加鏡鍍的處理可相對(duì)昂貴，并且伴隨著出現(xiàn)并破壞機(jī)器操作的質(zhì)量控制問(wèn)題的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)描述了用于文件處理器(例如票據(jù)接受器)的光學(xué)傳感器裝置。
一方面，用于文件處理的設(shè)備包括光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器包括光源、光檢測(cè)器和光學(xué)元件。該光學(xué)傳感器被適配成使得在所述設(shè)備的操作期間，來(lái)自所述源的、進(jìn)入所述光學(xué)元件的光的第一部分沿著所述光學(xué)元件中的路徑行進(jìn)，以便通過(guò)全內(nèi)反射而被重新導(dǎo)向所述檢測(cè)器，以及其中，當(dāng)所述光學(xué)元件是濕的時(shí)候，所述全內(nèi)反射被保持。
各個(gè)實(shí)現(xiàn)可包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。例如，該設(shè)備可包括文件接受器部分以及將文件移到與文件接受器部分耦合的文件存儲(chǔ)盒中的傳送系統(tǒng)。接受器部分可容納光源和光檢測(cè)器。所述光學(xué)元件這樣定位，使得在該設(shè)備的操作期間，如果文件正被推入盒中，則文件至少部分地阻擋來(lái)自光學(xué)元件的被導(dǎo)向檢測(cè)器的光。光學(xué)元件可以位于例如用于文件從接受器部分到文件存儲(chǔ)盒所通過(guò)的槽的附近。
接受器部分可以包括微控制器，該微控制器用于處理來(lái)自光檢測(cè)器的信號(hào)，以確定文件相對(duì)于盒的位置。例如，該微控制器可以基于來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定文件是否正被推入盒中以存儲(chǔ)在其中。微控制器還可以基于來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定文件是否已經(jīng)完全進(jìn)入盒中。
光學(xué)元件可以以各種方式來(lái)實(shí)施。例如，其可以包括棱鏡光管結(jié)構(gòu)或者光滑彎曲的三維環(huán)形光管結(jié)構(gòu)。
光學(xué)傳感器裝置可以在液體進(jìn)入威脅機(jī)器的功能性的情形下改善文件處理器的功能性，而沒(méi)有與阻礙涂覆相關(guān)聯(lián)的附加的成本。
同樣的光學(xué)傳感器裝置還可以提供附加的功能。例如，根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)，文件存儲(chǔ)盒中的推板包括反射部分。光學(xué)傳感器的光學(xué)元件可適配成使得進(jìn)入光學(xué)元件的光的部分通過(guò)該光學(xué)元件并且由反射部分向檢測(cè)器反射。因?yàn)橛煞瓷洳糠窒驒z測(cè)器反射的光的量依賴于盒中推板的位置，所以，由檢測(cè)器檢測(cè)到的光的量可以用于確定盒的狀態(tài)。例如，在特定實(shí)現(xiàn)中，與盒未滿時(shí)向檢測(cè)器反射回去的光的量相比，當(dāng)盒是滿的時(shí)候，反射部分可向檢測(cè)器反射的光較少。接受器部分中的微控制器可用于基于來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)確定盒中推板的位置。微控制器還可用于使用來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定盒是否是滿的、盒中的內(nèi)容是否已經(jīng)去除、或者盒是否存在(例如，盒是否仍然附著于接受器部分)。
在下面的具體描述、附圖和權(quán)利要求中，說(shuō)明了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。根據(jù)所述說(shuō)明和附圖以及權(quán)利要求來(lái)，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1圖示了文件處理器如鈔票接受器。
圖2圖示了盒框架以及棱鏡光管的位置。
圖3是盒的分解圖。
圖4圖示了傳感器裝置的相對(duì)取向。
圖5a圖示了聚碳酸酯/空氣界面的臨界角的角幾何圖形。
圖5b圖示了聚碳酸酯/水界面的臨界角的角幾何圖形。
圖6圖示了多面棱鏡的實(shí)施例。
圖7示出了多面棱鏡實(shí)施例中的全內(nèi)反射光路徑。
圖8是多面棱鏡實(shí)施例的尺寸簡(jiǎn)圖的實(shí)例。
圖9圖示了具有光滑彎曲的表面的光管。
圖10是描述了擋光件位置和信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
圖11示出了通過(guò)多面棱鏡實(shí)施例中的一個(gè)面的重置光路徑。
圖12示出了通過(guò)多面棱鏡實(shí)施例中另一面的重置光路徑。
圖13示出了多面棱鏡實(shí)施例中光路徑的重疊。
圖14是示出環(huán)形形狀的光管的、圖9中的設(shè)計(jì)的可替選視圖。
各個(gè)附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在售貨機(jī)中普遍使用的諸如鈔票接受器等文件接受器的實(shí)例。經(jīng)驗(yàn)證的鈔票存儲(chǔ)在稱為盒22的匣或保持器中。鈔票接受器包括槽22，鈔票通過(guò)槽22插入機(jī)器中。鈔票接受器部分可包括馬達(dá)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)皮帶，該皮帶靠在將鈔票傳送通過(guò)通道時(shí)涉及的滾球上。驗(yàn)證器部分可包括各種光學(xué)、電子或其它傳感器，以確定鈔票的面值以及其是否是真的。使用推板將鈔票堆疊在盒中的技術(shù)是本領(lǐng)域中所公知的，這里不再進(jìn)一步討論。
圖1的文件接受器可包括傳感器，該傳感器檢測(cè)文件被推入盒20中時(shí)的進(jìn)程。圖2示出了光學(xué)傳感器62的實(shí)例及其相對(duì)于盒20的框24的位置。下面公開(kāi)的并且在圖2中示出的傳感器具有多個(gè)功能。一個(gè)功能是檢測(cè)何時(shí)文件如鈔票開(kāi)始進(jìn)入盒20以及何時(shí)其已經(jīng)完全進(jìn)入盒中。另一個(gè)功能是檢測(cè)從接受器去除盒20，以及從盒20中去除文件。
圖3示出了盒20的特定實(shí)施例的分解圖。除了盒框24之外，鈔票接受器包括如上所述由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的滾球和夾系統(tǒng)26，以便將鈔票移到盒存儲(chǔ)區(qū)域的主體中。文件接受器包括推板28，該推板由附著于盒框24后蓋32的彈簧30的操作來(lái)偏置。推板28的底邊緣34包括凸起或擋光件36，該凸起或擋光件36由諸如反射箔的反射表面所覆蓋。擋光件36滑入盒20的后蓋32中的配套通路40中。擋光件36的功能在下面討論。
文件接受器還包括棱鏡光管傳感器裝置。如圖3和圖4所示，棱鏡光管傳感器裝置包括棱鏡光管42、光源44如發(fā)光二極管(LED)以及光檢測(cè)器46。傳感器裝置允許文件接受器在鈔票進(jìn)入盒20時(shí)檢測(cè)鈔票的背面。在操作期間，來(lái)自源44的光可以通過(guò)附著于盒20的棱鏡光管42而被導(dǎo)向傳感器46。當(dāng)光通過(guò)接受器的鈔票路徑時(shí)，它在鈔票正被傳送到盒中的堆疊區(qū)域時(shí)被阻斷。一旦鈔票已經(jīng)完全通過(guò)到達(dá)堆疊區(qū)域，光又不被阻斷了。當(dāng)鈔票阻擋光時(shí)，光學(xué)接收器/檢測(cè)器40檢測(cè)到較小的光信號(hào)。檢測(cè)的光信號(hào)的變化可用于指示有鈔票正被推入盒20中，并且指示鈔票已經(jīng)完全通過(guò)到達(dá)該盒。在下面將對(duì)其進(jìn)行更多的討論。
信號(hào)檢測(cè)可通過(guò)檢測(cè)器46進(jìn)行，檢測(cè)器46可以是與電阻器耦合的光電晶體管，其將生成的光電流轉(zhuǎn)換成電壓，接著由模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)測(cè)量該電壓。位于驗(yàn)證器部分內(nèi)的微控制器對(duì)來(lái)自光檢測(cè)器46的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，并且區(qū)別可能的狀態(tài)，以確定鈔票是否正被推入盒中以及何時(shí)鈔票已經(jīng)完全進(jìn)入盒中。
如上所述，如果光路徑遇到濕的反射表面，則液體進(jìn)入可干擾信號(hào)。水或其它液體改變反射器表面的特性，使得光變得被重新導(dǎo)向非預(yù)期的方向。結(jié)果，光信號(hào)的強(qiáng)度受到損失。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，本光學(xué)傳感器裝置利用稱為全內(nèi)反射(TIR)的光學(xué)現(xiàn)象。當(dāng)光穿過(guò)一種介質(zhì)并且以大于Snell(斯涅耳)定律給出的TIR臨界角的角度遇到與另一介質(zhì)的邊界時(shí)，發(fā)生該現(xiàn)象。盡管以小于臨界角的角度入射的光被折射出介質(zhì)，但是，以大于臨界角的角度入射的光基本上完全在內(nèi)部反射，從而保持光信號(hào)的完整性。根據(jù)Snell定律，該臨界角等于兩個(gè)相鄰介質(zhì)的折射率的比的(arc)(sin)。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)，棱鏡光管42這樣設(shè)計(jì)，使得即使存在諸如水的液體，也出現(xiàn)全內(nèi)反射。
根據(jù)特定實(shí)施例，棱鏡光管42通過(guò)使用例如聚碳酸酯的塑料的注入模制工藝而制成。相關(guān)的折射率(n)如下空氣 n＝1.003聚碳酸酯 n＝1.55水n＝1.33因此，對(duì)于干的和濕的狀態(tài)之間的聚碳酸酯光管，反射的臨界角和光路徑將被全內(nèi)反射的角度會(huì)變化。圖5a示出了對(duì)于處于干的狀態(tài)即與空氣接界時(shí)的聚碳酸酯的40.3°的臨界角。如果入射光線α以大于該臨界角的角度入射，則其被內(nèi)反射α’。但是，在聚碳酸酯與水之間，臨界角是59.1°。圖5b示出了入射光線β以小于臨界角59.1°的角度到達(dá)水與聚碳酸酯的界面并且被折射出去，以及光線γ以大于該臨界角的角度到達(dá)該界面并且被內(nèi)反射為γ’。因此，依賴于其入射角，光將被向內(nèi)反射或者被折射出去。
棱鏡光管42的表面這樣設(shè)置，使得即使在濕的時(shí)候，TIR將仍然發(fā)生，使傳感器系統(tǒng)更少地遭受液體侵害。具體地，棱鏡光管42的形狀是這樣的，以便通過(guò)設(shè)計(jì)使得來(lái)自源44的、以任何角度進(jìn)入的光以大于臨界角的角度入射，以針對(duì)濕和干狀態(tài)二者來(lái)保持內(nèi)反射。如果基本上所有的入射到光管的表面的光線被內(nèi)反射，則幾乎沒(méi)有因折射引起的損失，而光信號(hào)得以保持。
在給定的應(yīng)用中，各種形狀可以提供這種對(duì)液體的抵抗。這里公開(kāi)了兩個(gè)特定實(shí)施例，但是其它幾何形狀也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
第一實(shí)施例使用具有選定以實(shí)現(xiàn)TIR的角度的多面棱鏡。
第二實(shí)施例利用具有中央的網(wǎng)平面的環(huán)形光管。
圖6示出了多面48棱鏡光管42的實(shí)例的放大圖。該實(shí)例包括5個(gè)面，但是其它實(shí)現(xiàn)是可能的，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這個(gè)多面棱鏡48結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成即使在棱鏡浸沒(méi)在水中時(shí)也提供全內(nèi)反射。例如，該圖示出了一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)，其中，相對(duì)于主光束的每個(gè)段，內(nèi)角是22.5°。光束從光源44行進(jìn)到多面棱鏡48，并且被內(nèi)反射。離開(kāi)多面棱鏡48的光信號(hào)由接受器46檢測(cè)。在圖7中，面被標(biāo)為面1、2、3和4。在該實(shí)施例中，在每個(gè)面1、2和3中進(jìn)來(lái)的光可以入射的部分被標(biāo)為56、58和60。在保持在TIR的光路徑的反射中涉及面1的一個(gè)部分56。在下面描述的在傳感器的另一可能的功能中涉及面2的整個(gè)長(zhǎng)度58和面1的另一部分60。
圖8示出了具有特定尺度的多面實(shí)施例48的實(shí)例。其包括22.5°的內(nèi)角、7.4mm的總高度以及3.3mm的厚度。
圖9示出了具有環(huán)形形狀以及光滑彎曲的表面的棱鏡光管的第二實(shí)施例。還是參考圖3和圖4。環(huán)形光管50可以由透明塑料如聚碳酸酯制成。從LED光源44發(fā)出的光進(jìn)入環(huán)形光管50中，圍繞環(huán)形光管的曲線被反射，并且由接收器46所檢測(cè)。盡管在該環(huán)形系統(tǒng)中光經(jīng)歷了大量的反射，但是反射角將保持大于介質(zhì)的臨界角。該裝置可以實(shí)現(xiàn)接近100％的效率，同時(shí)保持高的總裝置效率。該性能基本上不受液體污染的影響，因?yàn)榧词弓h(huán)形光管50浸沒(méi)在水中也產(chǎn)生全內(nèi)反射。
光學(xué)傳感器裝置還可以用于與重置相關(guān)的功能。盡管上述實(shí)施例兩者具有被設(shè)計(jì)成在存在液體時(shí)在無(wú)泄露系統(tǒng)中保持TIR的結(jié)構(gòu)，但是，為了其它目的，一些光可被有意地泄露到系統(tǒng)外。有意的光泄露的一個(gè)目的是使重置功能能夠被執(zhí)行。這里公開(kāi)了兩個(gè)可能的特定重置功能，但是其它的這樣的實(shí)現(xiàn)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。首先，光學(xué)傳感器裝置可以用于檢測(cè)推板28的“原位置(home position)”以指示盒20是空的。其次，其可檢測(cè)盒20自身何時(shí)已被去除。在上述實(shí)施例中，這二者可以用作文件接受器的重置功能。
對(duì)于兩個(gè)實(shí)例實(shí)施例，棱鏡光管42(例如多面棱鏡48或環(huán)形光管50)與擋光件36之間的相互作用實(shí)現(xiàn)了重置功能。在正常操作中，當(dāng)盒存在時(shí)，傳感器檢測(cè)信號(hào)的基線電平。除此之外，當(dāng)使用重置功能時(shí)，由于來(lái)自具有反射表面的擋光件36的反射，傳感器檢測(cè)到額外的信號(hào)。圖10示出了該信號(hào)關(guān)于擋光件位置的變化的實(shí)例，這在下面描述。
當(dāng)盒20是滿的時(shí)候，由于文件接受器部分中的馬達(dá)失效，文件接受器停止服務(wù)。在該狀態(tài)下，文件接受器測(cè)量并且存儲(chǔ)檢測(cè)器46上的信號(hào)狀態(tài)作為基線。當(dāng)盒20被清空時(shí)，即使盒沒(méi)有從文件接受器中去除，推板28也返回到其原位置(即，擋光件36被壓得盡可能地靠近盒的正面)，而附著到擋光件36的反射箔38從基線開(kāi)始增加檢測(cè)到的穿過(guò)棱鏡的光信號(hào)。當(dāng)盒不空時(shí)(即，擋光件36遠(yuǎn)離棱鏡光管)，有意泄露出去的光遠(yuǎn)離擋光件，允許僅僅少量或者甚至沒(méi)有光入射在反射箔38上并且被反射回檢測(cè)器46。當(dāng)該狀態(tài)再次變化時(shí)(例如，當(dāng)盒20被清空時(shí))，并且有意泄露的光靠近擋光件36時(shí)，更多的光將入射在反射箔38上，并且增加的累積信號(hào)被朝向檢測(cè)器46反射回去。檢測(cè)器46接著檢測(cè)由已經(jīng)存在的TIR路徑和從擋光件36反射的路徑的加性作用而產(chǎn)生的增加的信號(hào)。文件接受器根據(jù)存儲(chǔ)的基線檢測(cè)到信號(hào)已經(jīng)改變(階梯信號(hào)，step signal)，并且繼續(xù)操作。因此，傳感器可以用于檢測(cè)到從盒中去除文件。
根據(jù)重置功能中的另一個(gè)，當(dāng)盒20自身從文件接受器中被去除時(shí)，產(chǎn)生類似的效應(yīng)。如果盒被去除，而不是如上所述那樣僅僅被清空，則沒(méi)有源自光源44的光信號(hào)將被檢測(cè)器46檢測(cè)到。該信號(hào)變化將同樣被檢測(cè)到。因此，傳感器可以用于檢測(cè)盒存在還是不存在。前述的相關(guān)操作可以一起稱為“重置功能”。
圖10圖示了由于重置操作檢測(cè)器感測(cè)到的基線和加性值的圖的實(shí)例。圖示了基線電平，還圖示了可變電平，作為相對(duì)于棱鏡光管的擋光件位置的函數(shù)來(lái)測(cè)量。該圖中，豎軸上測(cè)量的單位是毫伏。
具體地，由于光進(jìn)入棱鏡光管42，當(dāng)盒20存在時(shí)，檢測(cè)器46上的信號(hào)具有基線電平。還存在添加到基線電平的可變分量，其在擋光件36移動(dòng)(例如，當(dāng)盒中鈔票的數(shù)目改變時(shí)，推板28的位置改變，因而擋光件位置改變)并且光打到擋光件并被反射回到檢測(cè)器46時(shí)發(fā)生。文件接受器測(cè)試信號(hào)強(qiáng)度和變化，以估計(jì)盒存在還是不存在。
文件接受器可以利用光電晶體管作為檢測(cè)器46，其中，負(fù)載電阻器可以與光源44或與檢測(cè)器46相關(guān)聯(lián)。基于傳感器組件的設(shè)置，在兩個(gè)選項(xiàng)之間，信號(hào)形狀是反向的。當(dāng)負(fù)載電阻器耦合到檢測(cè)器時(shí)，在更多的光被接收時(shí)，檢測(cè)器輸出的信號(hào)小，而當(dāng)光由在處于原位置的擋光件36增加時(shí)，檢測(cè)器輸出的信號(hào)變得更小。當(dāng)負(fù)載電阻器耦合到光源46時(shí)，當(dāng)光增加時(shí)，信號(hào)增大。
盡管數(shù)字信號(hào)變化是觸發(fā)重置條件的優(yōu)選準(zhǔn)則，但是也可以以模擬的方式來(lái)度量信號(hào)的幅度，并且推導(dǎo)出擋光件/推板的可變位置，并且推到出盒的填充程度。在文件接受器中，該設(shè)計(jì)的變形可以用于多種目的。
上述重置感測(cè)功能通過(guò)以上公開(kāi)的棱鏡光管實(shí)施例的每個(gè)中的不同結(jié)構(gòu)的裝置而發(fā)生。
在多面棱鏡實(shí)施例48中，來(lái)自光源44的輸出光束的部分通過(guò)一個(gè)面的至少一個(gè)部分(例如，面1上的56或者面2上的58)而被導(dǎo)向擋光件36并且從擋光件通過(guò)同一個(gè)或另一個(gè)面而被導(dǎo)向回去。這是有意的泄露，與保持在TIR情形下的光路徑分開(kāi)。光束的其它部分保持在TIR狀況下并且圍繞棱鏡從一面到另一面地被反射，從源44到檢測(cè)器46。如果期望棱鏡系統(tǒng)的近乎全效率，可以提供透鏡，以使光束準(zhǔn)直并且防止通過(guò)其它面發(fā)生泄露。
如上所述，圖6和圖7示出了將保持TIR的從光源44到檢測(cè)器46的光路徑。圖11和圖12示出了從用于交替路徑中的源44到作為重置功能的部分的檢測(cè)器46的光的發(fā)散部分。入射到面1的部分56的光的部分是仍然被全內(nèi)反射的光束。但是，如果采用到檢測(cè)器46的兩個(gè)路徑之一，來(lái)自光源44并且入射到面2上的部分58上的光的部分朝向擋光件36被折射，并且接著由擋光件反射再次通過(guò)面2。從源44行進(jìn)到面1的部分60的光的部分通過(guò)面3到達(dá)推板28并且被反射回來(lái)穿過(guò)面3，給檢測(cè)器46提供了較大的重置信號(hào)。圖11圖示了通過(guò)面2上的部分58的路徑，而圖12示出了通過(guò)面1上的部分60的路徑。在圖7、11和12中示出的所有通道在圖13中示出為重疊在一起，以示出TIR和重置相關(guān)的光路徑兩者。
當(dāng)盒20中的鈔票的堆為空時(shí)，推板28(以及擋光件)非?？拷嗝胬忡R48，因此，檢測(cè)器46感測(cè)到由擋光件36反射的大量光。隨著盒被填充以鈔票，推板28被迫遠(yuǎn)離多面棱鏡48，而較少的光被擋光件36反射回來(lái)穿過(guò)棱鏡的可能的重置路徑。隨著鈔票繼續(xù)填充入盒，越來(lái)越少的光從擋光件被反射，直到當(dāng)盒20為滿時(shí)，幾乎沒(méi)有光被反射。檢測(cè)器46檢測(cè)到這種信號(hào)強(qiáng)度的變化，其表示盒20是滿的并且準(zhǔn)備要被清空。在盒20被清空之后，推板28返回到其靠近多面棱鏡48的原位置，再次將較多的光反射到檢測(cè)器46。盡管在圖7、11和12中未示出擋光件位置的變化，但是可以看出擋光件相對(duì)于棱鏡光管42的設(shè)置和總的接近度，并且應(yīng)該理解，擋光件36與多面棱鏡48之間的距離依賴于鈔票填充盒20的程度。
圖14是圖9中示出并且在上面討論的環(huán)形光管實(shí)施例50的剖面圖。除了說(shuō)明環(huán)形表面在三維上是彎曲的之外，還示出了網(wǎng)52。網(wǎng)52由斜線表示，從環(huán)形光管50延伸到支撐件。在環(huán)形光管實(shí)施例50中，光束的部分從光源44水平行進(jìn)，通過(guò)網(wǎng)52到達(dá)擋光件36，并且被反射回檢測(cè)器46。網(wǎng)52位于環(huán)形光管50的平面中，并且基本上在光源44和檢測(cè)器46的光軸上。通過(guò)調(diào)整網(wǎng)的厚度，可使有意從具有TIR功能的系統(tǒng)中泄漏的光的量可變，如下所述。
圖9示出了附著于側(cè)面具有固定夾54的支撐件的環(huán)形光管50。環(huán)形光管50相對(duì)于支撐件偏離中心。在一些設(shè)置中，可能需要這種不對(duì)稱以將光管與光源44和檢測(cè)器46兩者對(duì)齊。具有反射箔的擋光件36依賴于盒20被鈔票填充的程度而位于距環(huán)形光管50邊緣的可變的距離處。薄網(wǎng)52有助于允許針對(duì)重置功能而使光從系統(tǒng)中泄露的過(guò)程。網(wǎng)52可以由例如聚碳酸酯的透明塑料制成，并且可以通過(guò)使用注入模制工藝形成。通過(guò)包括網(wǎng)特征，可以有意地產(chǎn)生少量的光泄露。如上所述，反射表面如反射箔38(參見(jiàn)圖4和圖9)附著到推板28底邊緣34上的擋光件36。盡管在文件接受器中，盒的存在獨(dú)自產(chǎn)生基線信號(hào)，如上所述，但是，來(lái)自該反射箔38表面的補(bǔ)充反射生成附加的信號(hào)，從而允許檢測(cè)到盒20的填充狀態(tài)。因?yàn)閾豕饧?6與環(huán)形光管50的接近度影響信號(hào)強(qiáng)度，所以，感測(cè)到移動(dòng)板的位置。具有較少文件的盒將使擋光件36和環(huán)形光管50更接近，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào)。對(duì)于較滿的盒，較遠(yuǎn)的位置生成較弱的信號(hào)。環(huán)實(shí)施例中的網(wǎng)功能與在多面棱鏡實(shí)施例48中使用通過(guò)部分58和60的交替光束路徑所實(shí)現(xiàn)的類似，但是提供了更多的可變性。
而且，可期望調(diào)整由棱鏡內(nèi)反射的光與由擋光件36反射的量的比。這通常可以通過(guò)調(diào)整網(wǎng)52的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。較厚的網(wǎng)允許更多的光到達(dá)擋光件。較薄的網(wǎng)使得更多的光被內(nèi)反射并且被有意泄露的較少。在網(wǎng)52不存在的極端情況下，約100％的光可以被內(nèi)反射，而重置功能未被使用。網(wǎng)52厚度與內(nèi)部光反射的量的比并不受環(huán)形光管50的表面濕度的影響。
當(dāng)推板28及其具有反射箔38的擋光件36距環(huán)形光管50相對(duì)遠(yuǎn)時(shí)(例如，當(dāng)盒20為滿時(shí))，由檢測(cè)器46檢測(cè)到的基線信號(hào)表示盒存在?；旧?，由檢測(cè)器46接收的僅有的光束是那些在環(huán)形光管50中通過(guò)TIR而內(nèi)反射的光束。
相比之下，當(dāng)推板28及其具有反射箔38的擋光件36距環(huán)形光管50較近時(shí)，通過(guò)網(wǎng)52泄露的光由擋光件36反射，這導(dǎo)致附加的光被檢測(cè)器46檢測(cè)到，從而實(shí)現(xiàn)重置功能。由于擋光件緊鄰環(huán)形光管，附加的光被反射離開(kāi)推板28面上的擋光件36。
基于以上說(shuō)明，可以使用各種形狀和材料來(lái)處理文件處理裝置中各種光感測(cè)任務(wù)。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的若干實(shí)施例。但是，應(yīng)該理解，可以進(jìn)行各種修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，其它實(shí)施例落入所附權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種用于文件處理的設(shè)備，其包括光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器包括光源、光檢測(cè)器和光學(xué)元件，其中，所述光學(xué)傳感器被適配成使得在操作期間，來(lái)自所述源的、進(jìn)入所述光學(xué)元件的光的第一部分沿著所述光學(xué)元件中的路徑行進(jìn)，以便通過(guò)全內(nèi)反射而被重新導(dǎo)向所述檢測(cè)器，以及其中，當(dāng)所述光學(xué)元件是濕的時(shí)候，所述全內(nèi)反射被保持。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其包括文件接受器部分以及將文件移到與所述文件接受器部分耦合的文件存儲(chǔ)盒中的傳送系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述接受器部分容納所述光源和光檢測(cè)器，以及其中，所述光學(xué)元件這樣定位，使得在所述設(shè)備的操作期間，如果文件正被推入所述盒中，則所述文件至少部分地阻擋來(lái)自所述光學(xué)元件的被導(dǎo)向所述檢測(cè)器的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件位于用于所述文件從所述接受器部分到所述文件存儲(chǔ)盒所通過(guò)的槽的附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光源包括發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述接受器部分包括用于處理來(lái)自所述光檢測(cè)器的信號(hào)以確定文件相對(duì)于所述盒的位置的微控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述微控制器用于基于來(lái)自所述檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定文件是否正被推入所述盒中以便存儲(chǔ)在其中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述微控制器用于基于來(lái)自所述檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定所述文件是否已經(jīng)完全進(jìn)入所述盒中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括棱鏡光管結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述棱鏡光管由聚碳酸酯制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括包括多個(gè)面的多面棱鏡結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括至少四個(gè)面，用于通過(guò)全內(nèi)反射將來(lái)自所述光源的光重新導(dǎo)向所述光檢測(cè)器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括光滑彎曲的三維環(huán)形光管結(jié)構(gòu)。
14.一種用于文件處理的設(shè)備，其包括接受器部分，其容納光源和光檢測(cè)器；文件存儲(chǔ)盒，其包括具有反射部分的推板和光學(xué)元件；其中，所述光源、光檢測(cè)器和光學(xué)元件這樣設(shè)置，使得在操作期間，來(lái)自所述光源的、進(jìn)入所述光學(xué)元件的光的第一部分沿著所述光學(xué)元件中的路徑行進(jìn)，以便通過(guò)全內(nèi)反射而被重新導(dǎo)向所述光檢測(cè)器，以及其中，當(dāng)所述光學(xué)元件是濕的時(shí)候，所述全內(nèi)反射被保持，以及其中，在操作期間，進(jìn)入所述光學(xué)元件的所述光的第二部分通過(guò)所述光學(xué)元件并且被所述推板的所述反射部分反射向所述檢測(cè)器，其中，由所述反射部分反射向所述檢測(cè)器的光的量依賴于所述盒中的所述推板的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其被適配成使得在操作期間，正被從所述接受器部分推入所述盒中的文件至少部分地阻擋從所述光源向著所述檢測(cè)器的一些光。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件位于用于鈔票從所述接受器部分到所述盒所通過(guò)的槽的附近。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述反射部分在所述推板的邊緣附近。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述反射部分包括反射箔。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述接受器部分包括用于處理來(lái)自所述光檢測(cè)器的信號(hào)以確定文件相對(duì)于所述盒的位置的微控制器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述微控制器用于基于來(lái)自所述檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定文件是否正被推入所述盒中以便存儲(chǔ)在其中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述微控制器用于基于來(lái)自所述檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定所述文件是否已經(jīng)完全進(jìn)入所述盒中。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述微控制器用于基于來(lái)自所述檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定所述推板在所述盒中的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述微控制器用于使用來(lái)自所述檢測(cè)器的信號(hào)來(lái)確定所述盒是否是滿的。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述反射部分被適配成使得在操作期間，與所述盒未滿時(shí)所述反射部分向所述檢測(cè)器反射回去的光量相比，當(dāng)所述盒被充滿時(shí)，所述反射部分向所述檢測(cè)器反射回去的光較少。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括棱鏡光管結(jié)構(gòu)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述棱鏡光管由聚碳酸酯制成。
27.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括包括多個(gè)面的多面棱鏡結(jié)構(gòu)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括至少四個(gè)面，用于通過(guò)全內(nèi)反射將來(lái)自所述光源的光重新導(dǎo)向所述光檢測(cè)器。
29.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述無(wú)源光學(xué)元件包括光滑彎曲的三維環(huán)形光管結(jié)構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)結(jié)構(gòu)被適配成使得在所述設(shè)備的操作期間，所述光的第二部分經(jīng)由所述網(wǎng)結(jié)構(gòu)通過(guò)所述光學(xué)元件被泄露。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述網(wǎng)結(jié)構(gòu)由聚碳酸酯制成。
全文摘要
一種用于文件處理的設(shè)備，其包括光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器包括光源(44)、光檢測(cè)器(46)和光學(xué)元件(48)。所述光學(xué)傳感器被適配成使得在所述設(shè)備的操作期間，來(lái)自所述源(44)的、進(jìn)入所述光學(xué)元件(48)的光的第一部分沿著所述光學(xué)元件(48)中的路徑行進(jìn)，以便通過(guò)全內(nèi)反射而被重新導(dǎo)向所述檢測(cè)器(46)，以及其中，當(dāng)所述光學(xué)元件(48)是濕的時(shí)候，所述全內(nèi)反射被保持。來(lái)自所述光學(xué)傳感器的信號(hào)可以用于確定例如文件存儲(chǔ)盒的狀態(tài)或者文件相對(duì)于所述盒的位置。
文檔編號(hào)G01N21/86GK101088005SQ200580042914
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者赫布·莫斯特勒, 愛(ài)德華·M·佐拉茲, 肯尼思·B·伍德, 大衛(wèi)·C·德亞維爾 申請(qǐng)人:梅伊有限公司