CN101088005A - 具有光学传感器装置的文件处理器 - Google Patents

Abstract

一种用于文件处理的设备，其包括光学传感器，该光学传感器包括光源(44)、光检测器(46)和光学元件(48)。所述光学传感器被适配成：使得在所述设备的操作期间，来自所述源(44)的、进入所述光学元件(48)的光的第一部分沿着所述光学元件(48)中的路径行进，以便通过全内反射而被重新导向所述检测器(46)，以及其中，当所述光学元件(48)是湿的时候，所述全内反射被保持。来自所述光学传感器的信号可以用于确定例如文件存储盒的状态或者文件相对于所述盒的位置。

Description

具有光学传感器装置的文件处理器

相关申请

本申请要求2004年12月14日提交的美国临时专利申请No.60/635,758的优先权。该申请的公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及文件处理器(document processor)中的光学感测装置，并且具体涉及被设计来抵抗流体侵害的感测装置。

背景技术

文件接受器组件，如那些在售货和游戏业中使用的文件接受器组件，通常包括感测装置，以检测正被处理的介质的物理存在，或者检测机器中可移动元件的转移状态。光学感测装置是有效并且使用广泛的感测装置，其可以包括光源和光接收器。这种传感器通常不具有移动部件并且不需要与被感测物体的任何物理接触以便适当地运行。

用于无人值守的支付系统如售货机的文件接受器可能由于欺骗或者对机器自身的破坏行为而有时遭受各种流体的侵害。另一危险源来自当这些装置被置于户外时可发生的凝结情形。

如果光学感测装置依靠反射表面来控制并且检测光路径，则在该反射表面上的凝结膜或液体的存在可阻碍该光路径，并且使得感测装置失效。这个问题的一个已知方案涉及将阻挡涂覆施加到光学表面。例如，将高质量的镜镀(mirror plating)施加到光学表面，可以保持传感器的有效性。但是，施加镜镀的处理可相对昂贵，并且伴随着出现并破坏机器操作的质量控制问题的可能性。

发明内容

本公开描述了用于文件处理器(例如票据接受器)的光学传感器装置。

一方面，用于文件处理的设备包括光学传感器，该光学传感器包括光源、光检测器和光学元件。该光学传感器被适配成：使得在所述设备的操作期间，来自所述源的、进入所述光学元件的光的第一部分沿着所述光学元件中的路径行进，以便通过全内反射而被重新导向所述检测器，以及其中，当所述光学元件是湿的时候，所述全内反射被保持。

各个实现可包括一个或多个以下特征。例如，该设备可包括文件接受器部分以及将文件移到与文件接受器部分耦合的文件存储盒中的传送系统。接受器部分可容纳光源和光检测器。所述光学元件这样定位，使得在该设备的操作期间，如果文件正被推入盒中，则文件至少部分地阻挡来自光学元件的被导向检测器的光。光学元件可以位于例如用于文件从接受器部分到文件存储盒所通过的槽的附近。

接受器部分可以包括微控制器，该微控制器用于处理来自光检测器的信号，以确定文件相对于盒的位置。例如，该微控制器可以基于来自检测器的信号来确定文件是否正被推入盒中以存储在其中。微控制器还可以基于来自检测器的信号来确定文件是否已经完全进入盒中。

光学元件可以以各种方式来实施。例如，其可以包括棱镜光管结构或者光滑弯曲的三维环形光管结构。

光学传感器装置可以在液体进入威胁机器的功能性的情形下改善文件处理器的功能性，而没有与阻碍涂覆相关联的附加的成本。

同样的光学传感器装置还可以提供附加的功能。例如，根据一些实现，文件存储盒中的推板包括反射部分。光学传感器的光学元件可适配成：使得进入光学元件的光的部分通过该光学元件并且由反射部分向检测器反射。因为由反射部分向检测器反射的光的量依赖于盒中推板的位置，所以，由检测器检测到的光的量可以用于确定盒的状态。例如，在特定实现中，与盒未满时向检测器反射回去的光的量相比，当盒是满的时候，反射部分可向检测器反射的光较少。接受器部分中的微控制器可用于基于来自检测器的信号确定盒中推板的位置。微控制器还可用于使用来自检测器的信号来确定盒是否是满的、盒中的内容是否已经去除、或者盒是否存在(例如，盒是否仍然附着于接受器部分)。

在下面的具体描述、附图和权利要求中，说明了一个或多个实施例的细节。根据所述说明和附图以及权利要求来，本发明的其它特征和优点将变得明显。

附图说明

图1图示了文件处理器如钞票接受器。

图2图示了盒框架以及棱镜光管的位置。

图3是盒的分解图。

图4图示了传感器装置的相对取向。

图5a图示了聚碳酸酯/空气界面的临界角的角几何图形。

图5b图示了聚碳酸酯/水界面的临界角的角几何图形。

图6图示了多面棱镜的实施例。

图7示出了多面棱镜实施例中的全内反射光路径。

图8是多面棱镜实施例的尺寸简图的实例。

图9图示了具有光滑弯曲的表面的光管。

图10是描述了挡光件位置和信号强度之间的关系的图。

图11示出了通过多面棱镜实施例中的一个面的重置光路径。

图12示出了通过多面棱镜实施例中另一面的重置光路径。

图13示出了多面棱镜实施例中光路径的重叠。

图14是示出环形形状的光管的、图9中的设计的可替选视图。

各个附图中相同的标号表示相同的元件。

具体实施方式

图1示出了在售货机中普遍使用的诸如钞票接受器等文件接受器的实例。经验证的钞票存储在称为盒22的匣或保持器中。钞票接受器包括槽22，钞票通过槽22插入机器中。钞票接受器部分可包括马达，该马达驱动皮带，该皮带靠在将钞票传送通过通道时涉及的滚球上。验证器部分可包括各种光学、电子或其它传感器，以确定钞票的面值以及其是否是真的。使用推板将钞票堆叠在盒中的技术是本领域中所公知的，这里不再进一步讨论。

图1的文件接受器可包括传感器，该传感器检测文件被推入盒20中时的进程。图2示出了光学传感器62的实例及其相对于盒20的框24的位置。下面公开的并且在图2中示出的传感器具有多个功能。一个功能是检测何时文件如钞票开始进入盒20以及何时其已经完全进入盒中。另一个功能是检测从接受器去除盒20，以及从盒20中去除文件。

图3示出了盒20的特定实施例的分解图。除了盒框24之外，钞票接受器包括如上所述由马达驱动的滚球和夹系统26，以便将钞票移到盒存储区域的主体中。文件接受器包括推板28，该推板由附着于盒框24后盖32的弹簧30的操作来偏置。推板28的底边缘34包括凸起或挡光件36，该凸起或挡光件36由诸如反射箔的反射表面所覆盖。挡光件36滑入盒20的后盖32中的配套通路40中。挡光件36的功能在下面讨论。

文件接受器还包括棱镜光管传感器装置。如图3和图4所示，棱镜光管传感器装置包括棱镜光管42、光源44如发光二极管(LED)以及光检测器46。传感器装置允许文件接受器在钞票进入盒20时检测钞票的背面。在操作期间，来自源44的光可以通过附着于盒20的棱镜光管42而被导向传感器46。当光通过接受器的钞票路径时，它在钞票正被传送到盒中的堆叠区域时被阻断。一旦钞票已经完全通过到达堆叠区域，光又不被阻断了。当钞票阻挡光时，光学接收器/检测器40检测到较小的光信号。检测的光信号的变化可用于指示有钞票正被推入盒20中，并且指示钞票已经完全通过到达该盒。在下面将对其进行更多的讨论。

信号检测可通过检测器46进行，检测器46可以是与电阻器耦合的光电晶体管，其将生成的光电流转换成电压，接着由模数转换器来测量该电压。位于验证器部分内的微控制器对来自光检测器46的输出信号进行处理，并且区别可能的状态，以确定钞票是否正被推入盒中以及何时钞票已经完全进入盒中。

如上所述，如果光路径遇到湿的反射表面，则液体进入可干扰信号。水或其它液体改变反射器表面的特性，使得光变得被重新导向非预期的方向。结果，光信号的强度受到损失。

为了解决这个问题，本光学传感器装置利用称为全内反射(TIR)的光学现象。当光穿过一种介质并且以大于Snell(斯涅耳)定律给出的TIR临界角的角度遇到与另一介质的边界时，发生该现象。尽管以小于临界角的角度入射的光被折射出介质，但是，以大于临界角的角度入射的光基本上完全在内部反射，从而保持光信号的完整性。根据Snell定律，该临界角等于两个相邻介质的折射率的比的(arc)(sin)。根据本发明公开，棱镜光管42这样设计，使得即使存在诸如水的液体，也出现全内反射。

根据特定实施例，棱镜光管42通过使用例如聚碳酸酯的塑料的注入模制工艺而制成。相关的折射率(n)如下：

                空气      n＝1.003

                聚碳酸酯  n＝1.55

                水        n＝1.33

因此，对于干的和湿的状态之间的聚碳酸酯光管，反射的临界角和光路径将被全内反射的角度会变化。图5a示出了对于处于干的状态即与空气接界时的聚碳酸酯的40.3°的临界角。如果入射光线α以大于该临界角的角度入射，则其被内反射α’。但是，在聚碳酸酯与水之间，临界角是59.1°。图5b示出了入射光线β以小于临界角59.1°的角度到达水与聚碳酸酯的界面并且被折射出去，以及光线γ以大于该临界角的角度到达该界面并且被内反射为γ’。因此，依赖于其入射角，光将被向内反射或者被折射出去。

棱镜光管42的表面这样设置，使得即使在湿的时候，TIR将仍然发生，使传感器系统更少地遭受液体侵害。具体地，棱镜光管42的形状是这样的，以便通过设计使得来自源44的、以任何角度进入的光以大于临界角的角度入射，以针对湿和干状态二者来保持内反射。如果基本上所有的入射到光管的表面的光线被内反射，则几乎没有因折射引起的损失，而光信号得以保持。

在给定的应用中，各种形状可以提供这种对液体的抵抗。这里公开了两个特定实施例，但是其它几何形状也在本发明的范围内。

第一实施例使用具有选定以实现TIR的角度的多面棱镜。

第二实施例利用具有中央的网平面的环形光管。

图6示出了多面48棱镜光管42的实例的放大图。该实例包括5个面，但是其它实现是可能的，并且在本发明的范围内。这个多面棱镜48结构被设计成：即使在棱镜浸没在水中时也提供全内反射。例如，该图示出了一个可能的实现，其中，相对于主光束的每个段，内角是22.5°。光束从光源44行进到多面棱镜48，并且被内反射。离开多面棱镜48的光信号由接受器46检测。在图7中，面被标为面1、2、3和4。在该实施例中，在每个面1、2和3中进来的光可以入射的部分被标为56、58和60。在保持在TIR的光路径的反射中涉及面1的一个部分56。在下面描述的在传感器的另一可能的功能中涉及面2的整个长度58和面1的另一部分60。

图8示出了具有特定尺度的多面实施例48的实例。其包括22.5°的内角、7.4mm的总高度以及3.3mm的厚度。

图9示出了具有环形形状以及光滑弯曲的表面的棱镜光管的第二实施例。还是参考图3和图4。环形光管50可以由透明塑料如聚碳酸酯制成。从LED光源44发出的光进入环形光管50中，围绕环形光管的曲线被反射，并且由接收器46所检测。尽管在该环形系统中光经历了大量的反射，但是反射角将保持大于介质的临界角。该装置可以实现接近100％的效率，同时保持高的总装置效率。该性能基本上不受液体污染的影响，因为即使环形光管50浸没在水中也产生全内反射。

光学传感器装置还可以用于与重置相关的功能。尽管上述实施例两者具有被设计成在存在液体时在无泄露系统中保持TIR的结构，但是，为了其它目的，一些光可被有意地泄露到系统外。有意的光泄露的一个目的是使重置功能能够被执行。这里公开了两个可能的特定重置功能，但是其它的这样的实现也在本发明的范围内。首先，光学传感器装置可以用于检测推板28的“原位置(home position)”以指示盒20是空的。其次，其可检测盒20自身何时已被去除。在上述实施例中，这二者可以用作文件接受器的重置功能。

对于两个实例实施例，棱镜光管42(例如多面棱镜48或环形光管50)与挡光件36之间的相互作用实现了重置功能。在正常操作中，当盒存在时，传感器检测信号的基线电平。除此之外，当使用重置功能时，由于来自具有反射表面的挡光件36的反射，传感器检测到额外的信号。图10示出了该信号关于挡光件位置的变化的实例，这在下面描述。

当盒20是满的时候，由于文件接受器部分中的马达失效，文件接受器停止服务。在该状态下，文件接受器测量并且存储检测器46上的信号状态作为基线。当盒20被清空时，即使盒没有从文件接受器中去除，推板28也返回到其原位置(即，挡光件36被压得尽可能地靠近盒的正面)，而附着到挡光件36的反射箔38从基线开始增加检测到的穿过棱镜的光信号。当盒不空时(即，挡光件36远离棱镜光管)，有意泄露出去的光远离挡光件，允许仅仅少量或者甚至没有光入射在反射箔38上并且被反射回检测器46。当该状态再次变化时(例如，当盒20被清空时)，并且有意泄露的光靠近挡光件36时，更多的光将入射在反射箔38上，并且增加的累积信号被朝向检测器46反射回去。检测器46接着检测由已经存在的TIR路径和从挡光件36反射的路径的加性作用而产生的增加的信号。文件接受器根据存储的基线检测到信号已经改变(阶梯信号，step signal)，并且继续操作。因此，传感器可以用于检测到从盒中去除文件。

根据重置功能中的另一个，当盒20自身从文件接受器中被去除时，产生类似的效应。如果盒被去除，而不是如上所述那样仅仅被清空，则没有源自光源44的光信号将被检测器46检测到。该信号变化将同样被检测到。因此，传感器可以用于检测盒存在还是不存在。前述的相关操作可以一起称为“重置功能”。

图10图示了由于重置操作检测器感测到的基线和加性值的图的实例。图示了基线电平，还图示了可变电平，作为相对于棱镜光管的挡光件位置的函数来测量。该图中，竖轴上测量的单位是毫伏。

具体地，由于光进入棱镜光管42，当盒20存在时，检测器46上的信号具有基线电平。还存在添加到基线电平的可变分量，其在挡光件36移动(例如，当盒中钞票的数目改变时，推板28的位置改变，因而挡光件位置改变)并且光打到挡光件并被反射回到检测器46时发生。文件接受器测试信号强度和变化，以估计盒存在还是不存在。

文件接受器可以利用光电晶体管作为检测器46，其中，负载电阻器可以与光源44或与检测器46相关联。基于传感器组件的设置，在两个选项之间，信号形状是反向的。当负载电阻器耦合到检测器时，在更多的光被接收时，检测器输出的信号小，而当光由在处于原位置的挡光件36增加时，检测器输出的信号变得更小。当负载电阻器耦合到光源46时，当光增加时，信号增大。

尽管数字信号变化是触发重置条件的优选准则，但是也可以以模拟的方式来度量信号的幅度，并且推导出挡光件/推板的可变位置，并且推到出盒的填充程度。在文件接受器中，该设计的变形可以用于多种目的。

上述重置感测功能通过以上公开的棱镜光管实施例的每个中的不同结构的装置而发生。

在多面棱镜实施例48中，来自光源44的输出光束的部分通过一个面的至少一个部分(例如，面1上的56或者面2上的58)而被导向挡光件36并且从挡光件通过同一个或另一个面而被导向回去。这是有意的泄露，与保持在TIR情形下的光路径分开。光束的其它部分保持在TIR状况下并且围绕棱镜从一面到另一面地被反射，从源44到检测器46。如果期望棱镜系统的近乎全效率，可以提供透镜，以使光束准直并且防止通过其它面发生泄露。

如上所述，图6和图7示出了将保持TIR的从光源44到检测器46的光路径。图11和图12示出了从用于交替路径中的源44到作为重置功能的部分的检测器46的光的发散部分。入射到面1的部分56的光的部分是仍然被全内反射的光束。但是，如果采用到检测器46的两个路径之一，来自光源44并且入射到面2上的部分58上的光的部分朝向挡光件36被折射，并且接着由挡光件反射再次通过面2。从源44行进到面1的部分60的光的部分通过面3到达推板28并且被反射回来穿过面3，给检测器46提供了较大的重置信号。图11图示了通过面2上的部分58的路径，而图12示出了通过面1上的部分60的路径。在图7、11和12中示出的所有通道在图13中示出为重叠在一起，以示出TIR和重置相关的光路径两者。

当盒20中的钞票的堆为空时，推板28(以及挡光件)非常靠近多面棱镜48，因此，检测器46感测到由挡光件36反射的大量光。随着盒被填充以钞票，推板28被迫远离多面棱镜48，而较少的光被挡光件36反射回来穿过棱镜的可能的重置路径。随着钞票继续填充入盒，越来越少的光从挡光件被反射，直到当盒20为满时，几乎没有光被反射。检测器46检测到这种信号强度的变化，其表示盒20是满的并且准备要被清空。在盒20被清空之后，推板28返回到其靠近多面棱镜48的原位置，再次将较多的光反射到检测器46。尽管在图7、11和12中未示出挡光件位置的变化，但是可以看出挡光件相对于棱镜光管42的设置和总的接近度，并且应该理解，挡光件36与多面棱镜48之间的距离依赖于钞票填充盒20的程度。

图14是图9中示出并且在上面讨论的环形光管实施例50的剖面图。除了说明环形表面在三维上是弯曲的之外，还示出了网52。网52由斜线表示，从环形光管50延伸到支撑件。在环形光管实施例50中，光束的部分从光源44水平行进，通过网52到达挡光件36，并且被反射回检测器46。网52位于环形光管50的平面中，并且基本上在光源44和检测器46的光轴上。通过调整网的厚度，可使有意从具有TIR功能的系统中泄漏的光的量可变，如下所述。

图9示出了附着于侧面具有固定夹54的支撑件的环形光管50。环形光管50相对于支撑件偏离中心。在一些设置中，可能需要这种不对称以将光管与光源44和检测器46两者对齐。具有反射箔的挡光件36依赖于盒20被钞票填充的程度而位于距环形光管50边缘的可变的距离处。薄网52有助于允许针对重置功能而使光从系统中泄露的过程。网52可以由例如聚碳酸酯的透明塑料制成，并且可以通过使用注入模制工艺形成。通过包括网特征，可以有意地产生少量的光泄露。如上所述，反射表面如反射箔38(参见图4和图9)附着到推板28底边缘34上的挡光件36。尽管在文件接受器中，盒的存在独自产生基线信号，如上所述，但是，来自该反射箔38表面的补充反射生成附加的信号，从而允许检测到盒20的填充状态。因为挡光件36与环形光管50的接近度影响信号强度，所以，感测到移动板的位置。具有较少文件的盒将使挡光件36和环形光管50更接近，从而产生较强的信号。对于较满的盒，较远的位置生成较弱的信号。环实施例中的网功能与在多面棱镜实施例48中使用通过部分58和60的交替光束路径所实现的类似，但是提供了更多的可变性。

而且，可期望调整由棱镜内反射的光与由挡光件36反射的量的比。这通常可以通过调整网52的厚度来实现。较厚的网允许更多的光到达挡光件。较薄的网使得更多的光被内反射并且被有意泄露的较少。在网52不存在的极端情况下，约100％的光可以被内反射，而重置功能未被使用。网52厚度与内部光反射的量的比并不受环形光管50的表面湿度的影响。

当推板28及其具有反射箔38的挡光件36距环形光管50相对远时(例如，当盒20为满时)，由检测器46检测到的基线信号表示盒存在。基本上，由检测器46接收的仅有的光束是那些在环形光管50中通过TIR而内反射的光束。

相比之下，当推板28及其具有反射箔38的挡光件36距环形光管50较近时，通过网52泄露的光由挡光件36反射，这导致附加的光被检测器46检测到，从而实现重置功能。由于挡光件紧邻环形光管，附加的光被反射离开推板28面上的挡光件36。

基于以上说明，可以使用各种形状和材料来处理文件处理装置中各种光感测任务。

已经描述了本发明的若干实施例。但是，应该理解，可以进行各种修改而不背离本发明的精神和范围。因此，其它实施例落入所附权利要求的范围中。

Claims (31)

1.一种用于文件处理的设备，其包括光学传感器，该光学传感器包括光源、光检测器和光学元件，其中，所述光学传感器被适配成：使得在操作期间，来自所述源的、进入所述光学元件的光的第一部分沿着所述光学元件中的路径行进，以便通过全内反射而被重新导向所述检测器，以及其中，当所述光学元件是湿的时候，所述全内反射被保持。

2.根据权利要求1所述的设备，其包括文件接受器部分以及将文件移到与所述文件接受器部分耦合的文件存储盒中的传送系统。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述接受器部分容纳所述光源和光检测器，以及其中，所述光学元件这样定位，使得在所述设备的操作期间，如果文件正被推入所述盒中，则所述文件至少部分地阻挡来自所述光学元件的被导向所述检测器的光。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述光学元件位于用于所述文件从所述接受器部分到所述文件存储盒所通过的槽的附近。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光源包括发光二极管。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述接受器部分包括用于处理来自所述光检测器的信号以确定文件相对于所述盒的位置的微控制器。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述微控制器用于基于来自所述检测器的信号来确定文件是否正被推入所述盒中以便存储在其中。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述微控制器用于基于来自所述检测器的信号来确定所述文件是否已经完全进入所述盒中。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学元件包括棱镜光管结构。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述棱镜光管由聚碳酸酯制成。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学元件包括：包括多个面的多面棱镜结构。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述光学元件包括至少四个面，用于通过全内反射将来自所述光源的光重新导向所述光检测器。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学元件包括光滑弯曲的三维环形光管结构。

14.一种用于文件处理的设备，其包括：

接受器部分，其容纳光源和光检测器；

文件存储盒，其包括具有反射部分的推板和光学元件；

其中，所述光源、光检测器和光学元件这样设置，使得在操作期间，来自所述光源的、进入所述光学元件的光的第一部分沿着所述光学元件中的路径行进，以便通过全内反射而被重新导向所述光检测器，以及其中，当所述光学元件是湿的时候，所述全内反射被保持，以及

其中，在操作期间，进入所述光学元件的所述光的第二部分通过所述光学元件并且被所述推板的所述反射部分反射向所述检测器，其中，由所述反射部分反射向所述检测器的光的量依赖于所述盒中的所述推板的位置。

15.根据权利要求14所述的设备，其被适配成：使得在操作期间，正被从所述接受器部分推入所述盒中的文件至少部分地阻挡从所述光源向着所述检测器的一些光。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述光学元件位于用于钞票从所述接受器部分到所述盒所通过的槽的附近。

17.根据权利要求14所述的设备，其中，所述反射部分在所述推板的边缘附近。

18.根据权利要求14所述的设备，其中，所述反射部分包括反射箔。

19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述接受器部分包括用于处理来自所述光检测器的信号以确定文件相对于所述盒的位置的微控制器。

20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述微控制器用于基于来自所述检测器的信号来确定文件是否正被推入所述盒中以便存储在其中。

21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述微控制器用于基于来自所述检测器的信号来确定所述文件是否已经完全进入所述盒中。

22.根据权利要求19所述的设备，其中，所述微控制器用于基于来自所述检测器的信号来确定所述推板在所述盒中的位置。

23.根据权利要求19所述的设备，其中，所述微控制器用于使用来自所述检测器的信号来确定所述盒是否是满的。

24.根据权利要求14所述的设备，其中，所述反射部分被适配成：使得在操作期间，与所述盒未满时所述反射部分向所述检测器反射回去的光量相比，当所述盒被充满时，所述反射部分向所述检测器反射回去的光较少。

25.根据权利要求14所述的设备，其中，所述光学元件包括棱镜光管结构。

26.根据权利要求25所述的设备，其中，所述棱镜光管由聚碳酸酯制成。

27.根据权利要求14所述的设备，其中，所述光学元件包括：包括多个面的多面棱镜结构。

28.根据权利要求27所述的设备，其中，所述光学元件包括至少四个面，用于通过全内反射将来自所述光源的光重新导向所述光检测器。

29.根据权利要求14所述的设备，其中，所述无源光学元件包括光滑弯曲的三维环形光管结构。

30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述光学元件包括网结构，所述网结构被适配成：使得在所述设备的操作期间，所述光的第二部分经由所述网结构通过所述光学元件被泄露。

31.根据权利要求30所述的设备，其中，所述网结构由聚碳酸酯制成。

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