ES2205309T3 - Dispositivo para detectar el formato y la posicion de un documento para una copiadora electrofotografica. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN DETECTOR DE DOCUMENTOS, PARA UN APARATO FORMADOR DE IMAGENES DE LA PRESENTE INVENCION, QUE ES CAPAZ DE DETECTAR ESTABLEMENTE UN DOCUMENTO SIN SER INFLUENCIADO POR LA LUZ PERTURBADORA, POR EJEMPLO, LA LUZ ATRIBUIBLE A LAS LAMPARAS FLUORESCENTES O A LOS ILUMINADORES SIMILARES QUE ILUMINAN UNA HABITACION.

Description

Dispositivo para detectar el formato y la posición de un documento para una copiadora electrofotográfica.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo sensor de documentos para una copiadora electrofotográfica, una impresora, un aparato facsímil o un aparato similar de formación de imágenes y se refiere, más particularmente, a un dispositivo sensor de documentos capaz de leer la posición y/o el tamaño de un documento con una precisión mejorada.

Una copiadora, por ejemplo, dispone de una función para leer automáticamente un documento situado sobre su placa de soporte de vidrio y seleccionar una hoja del mismo tamaño que el documento. Con este fin, la copiadora incluye un dispositivo sensor de documentos para captar mediante sensores el tamaño de un documento. En el pasado se han propuesto varias formas del dispositivo sensor de documentos. Por ejemplo, el documento publicado de patente japonesa nº 7-77746 da a conocer un sensor de posición de documentos que utiliza un disco holográfico y un LED (Diodo Emisor de Luz). Para reducir la influencia del ruido y mejorar la lectura precisa, el sensor de posición de documentos forma un punto de un haz de un tamaño sustancial sobre un documento. La luz emitida desde el LED se constriñe y a continuación incide en el disco holográfico y es difractada para escanear un documento. No obstante, el problema de este diseño es que la longitud de onda de la luz emitida desde el LED se extiende durante una cierta anchura. Como consecuencia, el disco holográfico cuyo ángulo de difracción depende considerablemente de la longitud de onda provoca que el haz de escaneado se extienda. Esto hace que disminuya la precisión de la captación mediante sensores del dispositivo aunque reduce la influencia del ruido atribuible al polvo y las manchas sobre un documento.

El LED incluido habitualmente en el dispositivo sensor de documentos tiene un área de emisión con una superficie de 0,3 mm x 0,3 mm. Por esta razón, cuando la luz emitida desde el LED incide en un documento a través de lentes y espejos y a continuación es reflejada hacia un fotodiodo (PD), o transductor fotoeléctrico, la anchura del haz aumenta y por esta razón es necesario que el PD tenga una área sensible a la luz que sea amplia. Consecuentemente, en el PD incide también mucha luz perturbadora y esto hace que disminuya la relación S/N (Señal-Ruido).

Por otra parte, una copiadora o un aparato similar de formación de imágenes que incluya el dispositivo sensor de documentos se hace funcionar normalmente en una sala iluminada, por ejemplo, por lámparas fluorescentes. En esta condición, es probable que el dispositivo sensor de documentos no consiga captar mediante sensores un documento de forma precisa debido a la luz perturbadora atribuible a las lámparas.

Por ejemplo, en los documentos publicados de patentes japonesas nº 5-58511 y 6-242391 se dan a conocer también tecnologías relacionadas con la presente invención.

El sumario de patentes de Japón vol. 096, nº 011, 29 de Noviembre de 1996, y JP 08 179442 A, 12 de Julio de 1996, dan a conocer un sensor de tamaños de originales para detectar la presencia o ausencia de un original conformando la luz emitida desde un LED.

El documento US-A-5,289,262 da a conocer un sistema de posicionamiento de soportes para determinar la posición de los soportes con respecto a posiciones de referencia de los mismos en un transportador de soportes en el que se transportan soportes con las caras en oposición a lo largo de un camino de una pista que incluye un patrón que varía espacialmente sobre los soportes, incluyendo el sistema de alineación un sensor de luz que tiene una superficie sensible a la luz encarada a una cara de los soportes en al menos alineación aproximada con la pista, incluyendo la superficie sensible a la luz múltiples secciones.

Resumen de la invención

De este modo un objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo sensor de documentos capaz de mejorar la captación precisa mediante sensores de documentos sin aumentar los costes.

El objetivo mencionado anteriormente se consigue con la materia objeto de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se refieren a las realizaciones ventajosas.

Ventajas

Resulta ventajoso proporcionar un dispositivo sensor de documentos capaz de reducir el número de piezas y consecuentemente los costes.

Resulta ventajoso proporcionar un dispositivo sensor de documentos capaz de captar mediante sensores un documento de forma estable sin verse influido por la luz perturbadora atribuible a lámparas fluorescentes o iluminadores similares.

De forma ventajosa, un dispositivo sensor de documentos incluye una fuente de luz implementada con un LED. Un elemento conformador conforma la luz emitida desde la fuente de luz para de este modo formar un haz estrecho. Una sección de escaneado guía el haz con un elemento de reflexión giratorio o vibratorio para de este modo provocar que el haz escanee un documento. Un aislador óptico separa la luz reflejada desde el documento y devuelve un camino de iluminación en un camino óptico. Un condensador condensa la luz separada por el aislador óptico. Un transductor fotoeléctrico transforma la luz condensada por el condensador en una señal eléctrica correspondiente. Un dispositivo sensor de bordes, basándose en la señal eléctrica y la sincronización correspondiente al escaneado del documento, capta mediante sensores los bordes del documento para de este modo determinar el tamaño y la posición de dicho documento.

Además, de forma ventajosa, un dispositivo sensor de documentos incluye una placa de soporte de vidrio transparente en la que se carga un documento, una placa de cubrición que cubre, de forma que se puede abrir, el documento situado sobre la placa de soporte de vidrio, una sección de escaneado para provocar que un haz de luz escanee secuencialmente la cara inferior de la placa de cubrición y a continuación el documento, un elemento receptor de luz para dar salida, en respuesta a la luz reflejada desde el documento, a una señal correspondiente a la longitud de un camino de incidencia, y un circuito de procesado de la señal para procesar eléctricamente la señal obtenida a la salida del elemento receptor de luz para de este modo binarizar la señal. El elemento receptor de luz tiene un fotosensor que posee por lo menos cuatro zonas sensibles a la luz dispuestas simétricamente con respecto al centro del fotosensor, un condensador contiguo a la parte frontal del fotosensor en el eje óptico de dicho fotosensor para condensar la luz incidente en un único punto, y bien una lente cilíndrica o bien una cuña óptica. El circuito de procesado de la señal incluye por lo menos un circuito para determinar que las señales obtenidas a partir de por lo menos dos zonas simétricas de entre las zonas sensibles a la luz del fotosensor son diferentes en cuanto a intensidad.

Además, de forma ventajosa, un dispositivo sensor de documentos incluye un elemento emisor de luz para emitir luz, y un elemento receptor de luz para recibir una reflexión de un documento iluminado por la luz emitida desde el elemento emisor de luz. El elemento receptor de luz incluye un condensador para condensar la reflexión, una lente cilíndrica en la cual incide la luz obtenida a la salida del condensador, y un dispositivo receptor de luz para recibir la luz obtenida a la salida de la lente cilíndrica. El dispositivo receptor de luz tiene por lo menos cuatro zonas sensibles a la luz divididas por líneas de manera que son simétricas con respecto al centro del dispositivo receptor de luz. Las líneas son perpendiculares o paralelas a una dirección en la que la luz escanea el documento.

Breve descripción de los dibujos

Los anteriores y otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada considerada con los dibujos adjuntos en los cuales:

la Figura 1 muestra una copiadora que incluye un dispositivo convencional sensor de documentos que utiliza un método astigmático;

la Figura 2 muestra el dispositivo sensor de documentos de la Figura 1 de forma más específica;

la Figura 3 muestra un dispositivo convencional sensor de documentos que utiliza un LED;

la Figura 4 muestra una primera realización del dispositivo sensor de documentos según la presente invención;

las Figuras 5A y 5B muestran claramente el problema de un dispositivo convencional sensor de documentos que utiliza un método de filo de cuchillo;

las Figuras 6A y 6B son vistas útiles para entender las ventajas de la primera realización en relación con el método del filo de cuchillo;

las Figuras 7A y 7B muestran los puntos de los haces formados sobre un PD dividido en cuatro secciones incluido en un dispositivo convencional sensor de documentos del tipo astigmático;

las Figuras 8A y 8B muestran los puntos de los haces formados sobre un PD idéntico al PD de las Figuras 7A y 7B según la presente invención;

la Figura 9 muestra un PD dividido en dos secciones o del tipo círculo en rectángulo;

la Figura 10A muestra una configuración específica de un aislador óptico según la presente invención;

la Figura 10B muestra una condición específica en la que se utiliza el aislador de la Figura 10A;

la Figura 11A muestra otra configuración específica del aislador óptico según la presente invención;

la Figura 11B muestra una condición específica en la que se utiliza el aislador de la Figura 11A;

la Figura 12A muestra una disposición específica de los conjuntos ópticos convencionales;

la Figura 12B muestra una configuración específica de un conjunto óptico según la presente invención;

la Figura 13A muestra otra disposición específica de los conjuntos ópticos convencionales;

la Figura 13B muestra otra configuración específica del conjunto óptico según la presente invención;

la Figura 14 muestra una disposición específica en la que en una copiadora se utiliza un dispositivo convencional sensor de documentos del tipo escaneado por haz;

la Figura 15 muestra un dispositivo convencional sensor de bordes de documentos que utiliza el método astigmático;

las Figuras 16A a 16C muestran una condición específica en la que se mide una distancia por medio del método astigmático convencional utilizando una superficie sensible a la luz de 2 x 2;

la Figura 17A muestra una señal específica obtenida a partir del escaneado del haz mostrado en las Figuras 15 y 16A a 16C;

la Figura 17B muestra una forma de onda representativa de un documento y que aparece cuando la señal de la Figura 17A se binariza utilizando un umbral preseleccionado;

la Figura 18 muestra una condición específica en la que en una sala iluminada se utiliza una copiadora que incluye, por ejemplo, el dispositivo sensor de bordes de documentos;

la Figura 19 muestra una condición específica en la que la imagen de la luz perturbadora se desplaza a través de la superficie sensible a la luz de un fotosensor;

la Figura 20A muestra una forma de onda representativa del resultado del cálculo de (A1 + A2) - (B1 + B2) ejecutado en la condición mostrada en la Figura 19;

la Figura 20B muestra una forma de onda producida al binarizar la señal de la Figura 20A utilizando un umbral preseleccionado;

la Figura 21 muestra una cuarta realización de la presente invención;

la Figura 22 muestra una configuración específica de un escáner holográfico;

la Figura 23 muestra una configuración específica de un escáner de prisma;

la Figura 24 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente la circuitería para realizar el cálculo con las salidas de un fotosensor mostrado en la Figura 21;

la Figura 25 muestra una condición específica en la que la imagen de la luz perturbadora se desplaza a través de la superficie sensible a la luz de un fotosensor;

las Figuras 26A a 26D muestran formas de onda representativas de señales que aparecen en la circuitería de la Figura 24 en la condición de la Figura 25;

las Figuras 27A a 27C muestran formas de onda representativas de señales que aparecen en la circuitería de la Figura 24 cuando una reflexión de un documento se desplaza a través de la superficie sensible a la luz del fotosensor;

la Figura 28 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente otra circuitería específica para procesar las salidas del fotosensor;

las Figuras 29A a 29D muestran formas de onda representativas de señales que aparecen en la circuitería de la Figura 28 en la condición de la Figura 25;

la Figura 30 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente otra circuitería específica para procesar las salidas del fotosensor;

las Figuras 31A a 31C muestran formas de onda representativas de señales que aparecen en la circuitería de la Figura 30 en la condición de la Figura 25;

la Figura 32 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente otra circuitería específica para procesar las salidas del fotosensor;

la Figura 33 muestra una condición específica en la que el lugar geométrico de un haz de escaneado incide en un documento;

la Figura 34 muestra cómo varía una imagen luminosa incidente en un fotosensor en la condición de la Figura 33;

la Figura 35 muestra formas de ondas representativas de señales obtenidas a la salida de los restadores mostrados en la Figura 32 en la condición de la Figura 33;

la Figura 36 muestra una condición en la que la dirección de escaneado del haz es la misma que en la Figura 33, pero la dirección de los bordes del documento se gira 90 grados;

la Figura 37 muestra formas de ondas representativas de señales obtenidas a la salida de los restadores de la Figura 32 en la condición de la Figura 36;

las Figuras 38A y 38B muestran una octava realización de la presente invención;

la Figura 39 muestra una condición específica en la que la imagen de la luz perturbadora se desplaza a través de la superficie sensible a la luz de un fotosensor;

las Figuras 40A y 40B muestran las formas de ondas (A1 + A2) y (B1 + B2) obtenidas a la salida del fotosensor en la condición de la Figura 39;

las Figuras 41A y 41B muestran las señales de distancia que aparecen respectivamente, en la condición de la Figura 39, cuando la dirección del astigmatismo es horizontal y cuando es vertical;

las Figuras 42 y 43 son diagramas de bloques que muestran cada uno esquemáticamente otra configuración específica de la circuitería para realizar el cálculo con las salidas del fotosensor;

las Figuras 44A a 44D muestran una relación entre el desplazamiento de una imagen atribuible, por ejemplo, a una lámpara fluorescente y la señal de salida;

las Figuras 45A y 45B muestran cada una de ellas una disposición específica en la que un dispositivo óptico o dispositivos ópticos que incluyen una lente se fijan a un soporte cilíndrico hueco;

la Figura 46 muestra una configuración específica de una lente; y

la Figura 47 muestra una configuración específica de un fotosensor que tiene, por ejemplo, una lente cilíndrica sobre su superficie sensible a la luz.

En los dibujos, los numerales de referencia idénticos indican elementos estructurales idénticos.

Descripción de las realizaciones preferidas

Para comprender mejor la presente invención, se hará referencia brevemente a un aparato de formación de imágenes que incluye un dispositivo convencional sensor de documentos. Tal como se muestra en la Figura 1, el aparato de formación de imágenes, por ejemplo, una copiadora, incluye una placa 1 de soporte de vidrio en la que se carga un documento 2. Una placa 3 de cubrición cubre, de manera que se puede abrir, la parte superior del documento 2 situado sobre la placa 1 de soporte de vidrio. El dispositivo sensor de documentos, indicado con el 4, capta mediante sensores los bordes del documento 2 para determinar la posición y el tamaño del documento 2. Tal como se muestra en la Figura 2 detalladamente, en el dispositivo sensor de documentos, una reflexión del documento 2 iluminado incide en un PD o transductor fotoeléctrico 5. Específicamente, la luz emitida desde un LED o una fuente similar 11 de luz se refleja hacia la derecha, tal como se observa en la Figura 2, por medio de un semiespejo o aislador óptico 6 y a continuación incide en un espejo giratorio 8 a través de una lente 7. El espejo giratorio 8 está formado por una pluralidad de espejos y se hace girar por medio de un motor 9 en un periodo preseleccionado. Como consecuencia, la luz incidente en el espejo 8 a través de la lente 7 escanea la superficie del documento 2 en forma de un haz 10 de escaneado.

La Figura 3 muestra otro dispositivo convencional sensor de documentos. Tal como se muestra, la luz emitida desde el LED 11 es condensada por una lente 12 y a continuación incide en el documento 2 a través de un agujero formado en el centro del espejo 13. La reflexión resultante del documento 2 se refleja por medio del espejo 13 hacia un condensador 14 y a continuación incide en el PD 5. El problema de esta configuración es que el área del agujero formado en el espejo 13 debería aumentar con el aumento del tamaño de la luz a emitir desde el LED 11. Esto reduce el área del espejo 13 disponible para la propagación de la reflexión desde el documento 2 hacia el PD 5 y por esta razón tiende a obstruir el uso eficaz de la reflexión. Para aumentar el área mencionada del espejo 13, se debe aumentar el tamaño del espejo 13 y por lo tanto de todo el aparato de formación de imágenes.

A continuación se describirá una realización preferida del dispositivo sensor de documentos según la presente invención. Brevemente, la realización ilustrativa está caracterizada porque una fuente de luz se implementa con un LED que tiene un área de emisión pequeña. Aunque una lente colimadora contigua a la fuente de luz tiene habitualmente una distancia focal de, por ejemplo, 5 mm, la distancia a un documento es aproximadamente 250 mm. Cuando se hace uso del LED convencional que tiene un área de emisión de aproximadamente 0,3 mm, forma un punto de un haz que tiene un diámetro de aproximadamente 15 mm sobre un documento cuando se calcula simplemente de forma geométrica. No obstante, para captar mediante sensores de forma precisa varios tamaños de documentos que incluyen las series A y B y las series en pulgadas, es esencial una resolución de 6 mm. A la vista de esto, la realización a describir utiliza un LED que tiene un área de emisión menor que 0,1 mm inclusive. Dicha área de emisión implementa de forma exitosa un diámetro de un haz de 15 mm aunque el haz real tendrá un diámetro ligeramente mayor debido a la aberración de un espejo y a la correspondiente a una lente.

Específicamente, tal como se muestra en la Figura 4, la realización ilustrativa incluye un LED 11 que tiene el área pequeña de emisión mencionada. Con este LED 11, es posible reducir el diámetro del haz sobre un documento 2 y por lo tanto mejorar la captación precisa mediante sensores. Además, el diámetro pequeño de un haz permite la reducción de un agujero formado en el centro de un espejo o aislador óptico 13 para dejar pasar a través del mismo el haz. De aquí se deduce que con el espejo 13 se puede disponer de un área de espejo mayor y esta situación fomenta la propagación eficaz de la reflexión desde el documento 2 hacia un PD 5 a través de un condensador 14.

Tal como se describe a continuación, la realización ilustrativa se puede poner en práctica con un método de filo de cuchillo. El método de filo de cuchillo separa una reflexión proveniente de un documento y hace que la misma alcance a los PD divididos en dos secciones a través de un condensador. Un filo de cuchillo es contiguo a uno de los PD para difractar la luz dirigida hacia el PD. En esta configuración, se invierte una relación de tamaños entre los voltajes a la salida de los dos PD dependiendo del diámetro de un punto de un haz formado sobre los PD. Esto permite distinguir entre ellas una reflexión proveniente de un documento y una reflexión proveniente de una placa de cubrición más alejada que el documento. Como consecuencia, se pueden determinar los bordes del documento y por lo tanto la posición y el tamaño del documento.

No obstante, cuando se hace uso del LED convencional que tiene un área de emisión grande, la diferencia entre los voltajes a la salida de los dos PD no es considerable, dando como resultado una captación imprecisa mediante sensores.

Las Figuras 5A y 5B muestran claramente el funcionamiento de un dispositivo sensor de documentos del tipo filo de cuchillo que utiliza el LED convencional que tiene un área de emisión grande. Las Figuras 6A y 6B muestran cómo la realización ilustrativa presenta ciertas ventajas con respecto al dispositivo mostrado en las Figuras 5A y 5B. En cada una de las Figuras 5A a 6B, se muestran dos PD 15 (PD1 y PD2) y un filo 16 de cuchillo contiguo a uno de los PD 15.

Específicamente, la Figura 5A muestra una condición en la que una reflexión de un objeto remoto incide en PD1 y PD2 mientras que la Figura 5B muestra una condición en la que una reflexión de un objeto cercano incide en los mismos. Se observará que los voltajes a la salida de PD1 y PD2 difieren poco entre la condición de la Figura 5A y la condición de la Figura 5B, disminuyendo la precisión de la captación mediante sensores. Por el contrario, cuando se utiliza el LED que tiene un área de emisión pequeña, como en la realización ilustrativa, el diámetro del haz formado sobre los PD 15 no queda borroso. Consecuentemente, se invierte la relación de tamaños entre las salidas de PD1 y PD2 con respecto a una reflexión proveniente de un objeto remoto (placa de cubrición) mostrado en la Figura 6A y una reflexión proveniente de un objeto cercano (documento) mostrado en la Figura 6B. Esto distingue claramente dichas dos reflexiones diferentes y de este modo garantiza la captación precisa mediante sensores de la posición de un documento.

La realización ilustrativa también se puede poner en práctica con el método astigmático convencional. Las Figuras 7A y 7B muestran respectivamente un punto de un haz formado sobre un PD dividido en cuatro secciones utilizando un LED convencional y obtenido a partir de un objeto remoto y un punto de un haz formado en el mismo y obtenido a partir de un objeto cercano. Las Figuras 8A y 8B muestran respectivamente un punto de un haz formado sobre un PD dividido en cuatro secciones por medio de la realización ilustrativa y obtenido a partir de un objeto remoto y un punto de un haz formado en el mismo y obtenido a partir de un objeto cercano. El método astigmático provoca que una reflexión de un documento incida en un PD dividido en cuatro secciones a través de un condensador y una lente cilíndrica. La lente cilíndrica proporciona cierto astigmatismo a la reflexión con el resultado de que la forma de un punto del haz sobre el PD varía según la distancia al objeto. No obstante, tal como se muestra en las Figuras 7A y 7B, cuando el LED tiene un área de emisión grande, el haz condensado incidente en las cuatro zonas A1, A2, B1 y B2 del PD está borroso y aumenta el diámetro de su punto. Como consecuencia, la diferencia de forma sobre el PD y representativa de una diferencia de la distancia no es notoria, reduciendo la precisión de la captación de bordes mediante sensores.

En la realización ilustrativa, el LED tiene un área lo suficientemente pequeña como para evitar que el haz incidente en el PD dividido en cuatro secciones quede borroso. Específicamente, tal como se muestra en las Figuras 8A y 8B, el haz condensado forma sobre el PD dividido en cuatro secciones bien un punto alargado verticalmente o bien un punto alargado horizontalmente según la distancia al objeto, de manera que los bordes del documento se pueden captar mediante sensores de forma precisa.

Tal como se muestra en la Figura 9, la realización ilustrativa también se puede poner en práctica con un método de tamaño del haz que como transductor fotoeléctrico utiliza unos PD 21 y 22 del tipo círculo en rectángulo o divididos en dos secciones. Básicamente, por lo que al método del tamaño del haz se refiere, el diámetro del haz sobre los PD del tipo círculo en rectángulo aumenta con el aumento del área de emisión del LED. Esto aumenta el tamaño de los PD y por lo tanto el tamaño total del dispositivo sensor de documentos. Por otra parte, los PD con un área grande provocan que sobre los mismos incida mucha luz perturbadora, dando como resultado una reducción de la relación SN. La realización ilustrativa resuelve todos los problemas mencionados debido al área pequeña de emisión del LED. Es decir, la realización reduce el tamaño de los PD y por lo tanto el tamaño total del dispositivo sensor al mismo tiempo que mejora la relación SN reduciendo la luz perturbadora.

A continuación se describirá una segunda realización de la presente invención haciendo referencia a las Figuras 10A, 10B, 11A y 11B. Aunque esta realización utiliza también como fuente de luz un LED que tiene un área de emisión pequeña, el aislador óptico para separar una reflexión de un documento debería estar provisto preferentemente de la siguiente configuración. Tal como se muestra en la Figura 10A, sobre una parte de una lámina de vidrio transparente se deposita, por ejemplo, aluminio, mediante evaporación para formar un elemento 23a de espejo. Tal como se muestra en la Figura 10B, la lámina de vidrio con el elemento 23a de espejo se posiciona de tal manera que la luz emitida desde la fuente 11 de luz se refleja hacia un documento por medio del elemento 23a de espejo mientras que una reflexión del documento incide en el PD 5 a través de la parte transparente y el condensador 14.

El aislador mostrado en la Figura 10A hace que aumente notablemente el rendimiento de la transmisión de luz y por lo tanto reduce la pérdida de luz en comparación con el semiespejo convencional. Esto reduce la cantidad de luz requerida de la fuente de luz y por lo tanto reduce el consumo de energía, el deterioro de la fuente de luz y las medidas contra la generación de calor. Por otra parte, aunque el aislador mostrado en la Figura 4 tiende a provocar una reflexión difusa del haz que ilumina o reflejado por un documento en el borde de su agujero, la realización ilustrativa queda libre de dicha situación y además mejora la captación precisa de documentos mediante sensores.

Tal como se muestra en las Figuras 11A y 11B, se puede utilizar un aislador óptico 24 en el que la parte transparente y el elemento de espejo mencionados se sustituyen mutuamente. Específicamente, tal como se muestra en la Figura 11A, el aislador 24 se implementa con una lámina de vidrio transparente cuya superficie 24a se cubre con, por ejemplo, aluminio excepto en su parte central. Tal como se muestra en la Figura 11B, el aislador 24 se posiciona de tal manera que un haz de luz proveniente de la fuente 11 de luz se transmite a través de la parte central transparente hacia un documento mientras que una reflexión proveniente del documento se refleja por medio del elemento de espejo hacia el PD 5 a través del condensador 14. Con este aislador 24, el dispositivo sensor de documentos también es capaz de utilizar la luz eficazmente debido al área pequeña de emisión del LED.

Las Figuras 12A y 12B muestran una tercera realización de la presente invención. Tal como se muestra en la Figura 12A, habitualmente el condensador 26 y la lente cilíndrica 27 se han implementado como piezas independientes. Tal como se muestra en la Figura 12B, la realización ilustrativa utiliza una lente única 28 en forma de un molde plástico. Esto reduce de forma exitosa el tamaño total del dispositivo sensor de documentos, el número de etapas de montaje y los costes así como la pérdida de luz atribuible a reflexiones de las piezas integrantes.

Las Figuras 13A y 13B muestran una modificación de la tercera realización. Tal como se muestra en la Figura 13A, habitualmente el aislador óptico 23, el condensador 26 para condensar una reflexión de un documento y, si fuera necesario, la lente cilíndrica 27 se han implementado como piezas independientes. En la modificación, tal como se muestra en la Figura 13B, el aislador 23, el condensador 26 y, si fuera necesario, la lente cilíndrica 27 se implementan en forma de una única lente moldeada 29. La lente 29 incluye un saliente 29a que está cubierto parcialmente con, por ejemplo, aluminio para formar un espejo. La configuración mostrada en la Figura 13B fomenta además la reducción de la pérdida de luz, el tamaño total del dispositivo y los costes.

Tal como se ha mencionado anteriormente, las realizaciones uno a tres presentan varias ventajas sin precedentes, según se enumeran a continuación.

(1) Se hace uso de un LED que como fuente de luz tiene un área de emisión pequeña. Dicho LED reduce el ensanchamiento de un haz sobre un camino óptico y por lo tanto el diámetro de un punto de un haz incidente en un PD. Esto permite captar mediante sensores de forma precisa los bordes de un documento y por lo tanto mejora de forma notable la precisión de la captación mediante sensores.

(2) Los medios fotoeléctricos de transducción y los medios sensores de bordes de documentos utilizan el LED anterior en combinación con un método de entre el método del filo de cuchillo, el método astigmático, y el método del tamaño del haz. Esto reduce también el ensanchamiento del haz sobre el camino óptico y por lo tanto el diámetro del punto del haz sobre el PD. Consecuentemente, se pone suficientemente de manifiesto la característica especifica de cada uno de los métodos mencionados.

(3) Los medios aisladores ópticos para separar una reflexión de un documento que vuelve sobre un camino de iluminación se implementan con un elemento transparente que incluye un elemento de espejo. De este modo los medios aisladores reducen la pérdida sobre el camino del haz y por lo tanto fomentan la utilización eficaz de luz disponible con una fuente de luz.

(4) Por lo menos un condensador y una lente cilíndrica se moldean mutuamente en una sola pieza. Esto además reduce la pérdida de luz y adicionalmente reduce el tamaño total del dispositivo al mismo tiempo que reduce el número de piezas y los costes.

(5) Por lo menos el aislador, el condensador y la lente cilíndrica se moldean mutuamente en una sola pieza. Los medios para separar una reflexión proveniente de un documento o los medios para reflejar la luz emitida desde una fuente de luz se implementan con un espejo incluido en un saliente que sobresale desde el molde mencionado. Esto además reduce el número de piezas.

(6) El LED tiene un área de emisión cuyo diámetro es menor que 0,1 mm inclusive. Con dicho LED, es posible producir un haz pequeño de luz necesario para captar mediante sensores documentos de varios tamaños, y por lo tanto mejorar de forma notable la precisión de la captación mediante sensores, en comparación con los dispositivos sensores convencionales.

Se hará referencia a la Figura 14 para describir un dispositivo convencional sensor de documentos del tipo de escaneado por haz dado a conocer en el documento publicado de patente japonesa nº 6-242391 mencionado anteriormente. Tal como se muestra, el dispositivo sensor de documentos incluye un escáner holográfico o medios 243 de escaneado, un espejo 242 en el que se ha formado un agujero, un láser semiconductor o fuente 241 de luz, y un fotosensor o medios sensores 244 del haz. Durante el funcionamiento, un haz de láser emitido desde el láser 241 incide en el escáner holográfico 243 a través del agujero del espejo 242. El escáner holográfico 243 difracta el haz de láser incidente. Esto, junto con el hecho de que al escáner 243 se le hace girar por medio de un motor, provoca que el haz de láser difractado escanee una placa 245 de soporte de vidrio circularmente; sobre la placa 245 de soporte de vidrio se sitúa un documento 246. El haz se transmite a través de las partes de la placa 245 de soporte de vidrio en las que el documento 246 está ausente, aunque se difunde por las otras partes en las que el documento 246 está presente. La luz difundida vuelve al dispositivo sensor y es captada mediante sensores por el fotosensor 244 a través del elemento de espejo del espejo 242.

El fotosensor 244 da salida a una señal correspondiente a las partes de la placa 245 de soporte de vidrio en las que está presente el documento 246, aunque no le da salida para las partes en las que el documento 246 está ausente. De este modo el dispositivo sensor es capaz de determinar si el documento 246 está presente o no en una línea de escaneado. Además, seleccionado una posición adecuada de escaneado, es posible obtener otra información diversa que incluye el tamaño y la posición en el documento 246.

El problema del dispositivo sensor de documentos que utiliza la óptica recurrente mostrada en la Figura 14 es que resulta extremadamente difícil captar mediante sensores un documento de forma precisa basándose en la intensidad de la reflexión proveniente del documento 246. Esto es debido a que cuando se cierra una placa de cubrición, se capta también mediante sensores una reflexión proveniente de la placa de cubrición. Para resolver este problema, los bordes de un documento se pueden captar mediante sensores distinguiendo el documento y la placa de cubrición sobre la base de una distancia con respecto al dispositivo sensor de documentos. La Figura 15 muestra un dispositivo sensor de bordes que utiliza el método astigmático que es un diseño típico de la captación de distancias mediante sensores. El dispositivo sensor de bordes difiere con respecto a la óptica recurrente habitual en que en un elemento receptor de luz para producir cierto astigmatismo se inserta una lente cilíndrica o una cuña, y en que un fotosensor tiene un área sensible a la luz de dos filas y dos columnas.

Específicamente, tal como se muestra en la Figura 15, un haz de luz emitido desde una fuente 250 de luz incide en un semiespejo, un espejo con un agujero, un espejo de reflexión parcial o un elemento similar divisor 252 de haces a través de una lente 251. El elemento divisor 252 de haces dobla hacia atrás el haz incidente y lo dirige hacia un espejo incluido en una sección 253 de escaneado por haz. El haz reflejado por el espejo escanea una placa 248 de soporte de vidrio. El camino óptico descrito hasta el momento es el mismo que el camino óptico de la óptica habitual de escaneado. El haz que escanea la placa 248 de soporte de vidrio es difundido o reflejado por un documento 247 o una placa 240 de cubrición. La luz reflejada es condensada por una lente 254 y a continuación incide en un fotosensor 255 a través de una lente cilíndrica 256. La lente cilíndrica 256 o una cuña que precede al dispositivo sensible a la luz del fotosensor 255 provoca que la forma del haz cambie según la distancia de reflexión. Esto se basa en la orientación de la lente cilíndrica 256 o en la correspondiente a la cuña. Considérese que la lente cilíndrica 256 está orientada de tal manera que condensa la luz incidente en la dirección horizontal de un PD.

En la configuración mencionada, la distancia focal en la dirección horizontal sobre el PD es menor que la distancia focal en la dirección vertical. Como consecuencia, para la misma posición del objeto, en el lado de la imagen se producen dos focos en las direcciones horizontal y vertical. En este caso específico, el foco en la dirección vertical está más cerca de la lente que el foco en la dirección horizontal. En el lado de la imagen, también se producen dos focos en el lado del objeto. Por esta razón, cuando el PD está fijado en el lado de la imagen, y si el camino óptico es largo, el haz se condensa en la dirección vertical y se hace borroso en la dirección horizontal. Consecuentemente, tal como se muestra en la Figura 16A, el haz forma un punto alargado horizontalmente. Si el camino óptico es corto, el haz forma un punto alargado verticalmente, tal como se muestra en la Figura 16C. En las distancias medias, el punto alargado horizontalmente cambia suavemente al punto oblongo verticalmente por medio de un punto circular mostrado en la Figura 16B.

El método astigmático utiliza la superficie sensible a la luz de 2 x 2 mostrada en las Figuras 16A a 16C y determina una distancia con el cálculo de (A1 + A2) - (B1 + B2). Por ejemplo, cuando la óptica está ajustada de manera que forma el punto circular del haz de la Figura 16B a una distancia entre la placa 240 de cubrición y el documento 247, Figura 15, como el resultado del cálculo mencionado aparece una señal mostrada en la Figura 17A. Cuando la señal de la Figura 17A se binariza utilizando un nivel preseleccionado L del umbral, únicamente se puede separar una señal representativa del documento, tal como se muestra en la Figura 17B. Midiendo la anchura de esta señal, el ángulo en el cual se da salida al borde, y un periodo de tiempo con respecto a una posición de referencia, es posible determinar la posición y el tamaño del documento.

Una copiadora, por ejemplo, cargada con el dispositivo convencional sensor de documentos se hace funcionar normalmente en una sala iluminada, por ejemplo, por lámparas fluorescentes. Además, tal como se muestra en la Figura 18, frecuentemente las lámparas fluorescentes o unos iluminadores similares 280 están posicionados sobre una línea 249 de escaneado ya que el operario puede copiar el documento 247 incluso presionando un botón de inicio de copia mientras presiona hacia abajo el documento. En el caso específico mostrado en la Figura 18, la imagen de las lámparas 280 queda notablemente borrosa debido a que las lámparas 280 están alejadas de los focos. No obstante, tal como se muestra en la Figura 19, la imagen de las lámparas 180 se extiende a través de la superficie del PD como una imagen de una luz grande. Si se ejecuta (A1 + A2) - (B1 + B2) en la condición anterior, en ese caso aparece una señal representativa de un documento incluso cuando está ausente un documento, tal como se muestra en la Figura 20.

A continuación se describirá una cuarta realización de la presente invención que es una solución al problema anterior. Esta realización se puede aplicar a una copiadora, un aparato facsímil, un escáner o un aparato similar del tipo que incluye una placa de soporte de vidrio y que lee un documento situado sobre la placa de soporte de vidrio. En este tipo de aparatos, cuando se conocen de antemano el tamaño del documento o la desviación del documento con respecto a una posición de referencia y su inclinación, el aparato puede ejecutar una corrección y leer el documento de forma precisa incluso si el documento no está posicionado correctamente. Con este fin, es esencial un dispositivo para dar salida a información representativa del tamaño y la posición de un documento. La realización ilustrativa implementa dicho dispositivo.

Tal como se muestra en la Figura 21, la realización ilustrativa incluye una fuente 31 de luz para emitir luz. Una lente 32 condensa o colima la luz. Un espejo 33 de reflexión parcial juega el papel de unos medios para separar un camino óptico en el lado de emisión de la luz y un camino óptico en el lado de recepción de la luz. Una sección 34 de escaneado desvía el haz a la salida de la lente 32 y hace que escanee una placa 39 de soporte de vidrio. Mientras que el haz escanea la placa 39 de soporte de vidrio, la luz difundida por un documento 38 incide en una lente, un fotosensor 36 y una lente cilíndrica 37. En la Figura 21 se muestra también el lugar geométrico del escaneado 40 del haz y los iluminadores 41.

Para la fuente 31 de luz, se puede hacer uso de un LD (Diodo Láser), una bombilla eléctrica o un LED a modo de ejemplo. Como la realización ilustrativa se aplica a una PPC (Copiadora de Papel Normal) o un aparato similar accionado manualmente, es deseable un LED desde el punto de vista de un funcionamiento fiable, el rendimiento de la condensación, el ahorro de energía, y otros aspectos. Preferentemente la lente 32 debería estar diseñada de manera que permita que la luz proveniente de la fuente 31 de luz ilumine eficazmente el documento situado en la placa 39 de soporte de vidrio, y de manera que reduzca en lo posible el diámetro de un punto del haz sobre la placa 39 de soporte de vidrio.

Si la fuente 31 de luz se implementa con un LD o una fuente de luz similar que tiene un área de emisión pequeña, en ese caso la lente 32 se puede implementar con una lente colimadora. No obstante, cuando la fuente 31 de luz se implementa con un LED o una fuente similar de luz que tiene un área de emisión grande, es preferible utilizar un condensador para enfocar la luz incidente sobre la placa 39 de soporte de vidrio. El espejo de reflexión parcial o los medios divisores 33 del haz se pueden implementar con un semiespejo o un divisor similar del haz o un espejo de transmisión parcial.

Para la sección 34 de escaneado, se puede hacer uso de un escáner holográfico mostrado en la Figura 22, un escáner de prisma mostrado en la Figura 23 o un dispositivo giratorio similar de desviación. La configuración de la sección 34 de escaneado depende del rendimiento deseado. Por ejemplo, cuando el lugar geométrico del escaneado 40 del haz deba ser circular, es deseable el escáner de prisma o el escáner holográfico. Aunque el escáner de prisma es ventajoso con respecto al escáner holográfico en cuanto a la utilización eficaz de la luz, este último es ventajoso con respecto al primero cuando se desea un ángulo de desviación grande. Un escáner de espejo proporciona un ángulo de desviación grande y es sencillo de utilizar aunque no puede implementar un lugar geométrico circular. El fotosensor 36 se puede implementar de forma ventajosa con un PD cuya superficie sensible a la luz se divide en cuatro en las direcciones vertical y horizontal.

Esta realización está caracterizada porque las líneas que dividen la superficie sensible a la luz del fotosensor 36 se extienden perpendicularmente o en paralelo a la dirección de movimiento de una imagen obtenida a partir del escaneado de la sección 34 de escaneado.

A continuación se describirá el funcionamiento de la realización ilustrativa, tomando como ejemplo un escáner de espejo. La luz emitida desde la fuente 31 de luz ilumina la placa 39 de soporte de vidrio que está formada por vidrio transparente a la luz. La luz se transmite a través de la placa 39 de soporte de vidrio si el documento 38 está ausente o es difundida por el documento 38 si está presente. La luz difundida es condensada por la lente 35 y a continuación incide en el fotosensor 36.

Tal como se muestra en la Figura 24, considérese que el fotosensor 36 tiene una superficie sensible a la luz de 2 x 2, es decir, las zonas sensibles a la luz divididas en cuatro secciones A1, A2, B1 y B2. La circuitería para procesar señales obtenidas a partir de las cuatro zonas A1 a B2 se muestran también en la Figura 24. Tal como se muestra, los medios 42 de cálculo tienen los sumadores 43a y 43b y los restadores 44a y 44b. Los sumadores 43a y 43b y los restadores 44a y 44b transforman las señales a la salida del fotosensor 36 en cuatro señales (A1 + A2), (B1 + B2), (A1 - A2) y (B1 - B2). Por lo que a los sumadores 43a y 43b y los restadores 44a y 44b respecta, se puede hacer uso de cualquier método de amplificación y método de cálculo deseados siempre que sean capaces de dar salida a las señales deseadas. Además, cada una de las zonas A1 y A2 y las zonas B1 y B2 debería ser únicamente simétrica con respecto al punto en el que las dos líneas de división entran en intersección entre

\hbox{
ellas.}

Las señales (A1 + A2) y (B1 + B2) se introducen en un restador 44c y de este modo se transforman en una señal (A1 + A2) - (B1 + B2). El método astigmático convencional determina la longitud de un camino óptico sobre la base de la señal mencionada (A1 + A2) - (B1 + B2). La realización ilustrativa produce adicionalmente las señales diferencia (A1 - A2) y (B1 - B2) y hace que un circuito 45 de procesado de la señal, Figura 24, ejecute un procedimiento a describir en referencia a las Figuras 26A a 26D y 27A a 27C.

La ventaja obtenible con las señales diferencia (A1 - A2) y (B1 - B2) es la siguiente. Tal como se muestra en la Figura 25, considérese que la imagen 46 de la luz perturbadora se desplaza a través del fotosensor 36, y que la operación de captación de documentos mediante sensores no se ejecuta cuando un binarizador, no mostrado, incluido en el circuito 45 de procesado de la señal detecta las señales diferencia.

Cuando la imagen 46 se desplaza a través del fotosensor 36, tal como se muestra en la Figura 25, las señales obtenidas a partir de las zonas B1 y B2 secuencialmente varían, tal como se muestra en la Figura 26A. Cuando las partes en las que aparecen las señales diferencia se generan como señales de no detección, se da salida a una señal mostrada en la Figura 26B. Las señales suma (A1 + A2) y (B1 + B2) varían de la manera mostrada en la Figura 26C. Por esta razón, cuando la señal (A1 + A2) - (B1 + B2) se binariza utilizando el nivel de tierra como umbral, se produce una señal mostrada en la Figura 26D. Como la señal mostrada en la Figura 26D es la señal de no detección, la señal obtenida a partir de la luz perturbadora se enmascara y no es detectada mediante sensores si se desprecian las partes de la señal de detección correspondientes a las partes de la señal de no detección.

Tal como se muestra en la Figura 27A, en el caso de una reflexión proveniente de un documento, no se da salida a señales diferencia. Por esta razón, tal como se muestra en la Figura 27C, se da salida a una señal representativa del documento y libre de ruido.

Se hará referencia a las Figuras 28 y 29A a 29D para describir una quinta realización de la presente invención. Esta realización se refiere al circuito de cálculo e incluye unos circuitos de valor absoluto asignados respectivamente a las señales diferencia obtenidas a partir de dos zonas simétricas sensibles a la luz.

Específicamente, esta realización es idéntica a la cuarta realización hasta la etapa de producción de las señales suma (A1 + A2) y (B1 + B2) y las señales diferencia (A1 - A2) y (B1 - B2). Tal como se muestra en la Figura 28, los circuitos 51 y 52 de valor absoluto producen respectivamente los valores absolutos de las señales diferencia (A1 - A2) y (B1 - B2). A los valores absolutos obtenidos respectivamente a la salida de los circuitos 51 y 52 de valor absoluto y a las señales suma (A1 + A2) y (B1 + B2) obtenidas respectivamente a la salida de los sumadores 43a y 43b se les aplica una resta. Los resultados de la resta se alimentan hacia el circuito 45 de procesado de la señal para captar el documento mediante sensores.

Se describirá cómo la quinta realización excluye la luz perturbadora, tomando nuevamente como ejemplo la imagen 46 mostrada en la Figura 25. Las señales suma (A1 + A2) y (B1 + B2) obtenidas a la salida de los sumadores 43a y 43b, respectivamente, varían de la manera mostrada en la Figura 29A. Tal como se muestra en la Figura 29B, aparece la señal diferencia (A1 + A2) - (B1 + B2), es decir, una señal de la distancia. No aparece una señal diferencia entre las señales A1 y A2 ya que la dirección en la que se encaran las zonas A1 y A2 es perpendicular a la dirección de movimiento de la imagen 46. Por otro lado, por lo que a las señales B1 y B2 se refiere, se da salida a una señal diferencia mostrada en la Figura 29C y se transforma en una señal indicada mediante una línea de trazos en la Figura 29C por medio del circuito 52 de valor absoluto. La Figura 29D muestra una señal representativa de una diferencia entre las señales suma y la señal de valor absoluto de la señal diferencia; la señal aparece en el lado negativo. Tal como se muestra también en la Figura 29D, cuando se selecciona un nivel L de umbral positivo, se puede dar salida a una señal de detección libre de componentes falsos atribuibles a la luz perturbadora.

Tal como se ha mencionado anteriormente, combinando las señales de valor absoluto de las señales diferencia y la señal astigmática, es posible ejecutar una captación continua de documentos mediante sensores sin ninguna interrupción.

Se describirá una sexta realización de la presente invención haciendo referencia a las Figuras 30 y 31A a 31D. Esta realización se refiere también al circuito de cálculo. Los aspectos característicos de esta realización son una sección para producir una señal examinadora del camino óptico basándose en la diferencia entre las señales suma de las zonas simétricas sensibles a la luz, como en el método astigmático convencional, y un circuito de fijación del umbral para fijar un umbral de cara a la binarización de la señal de astigmatismo utilizando la diferencia entre dos zonas simétricas sensibles a la luz. En la Figura 30, los numerales de referencia 55 y 56 designan, respectivamente, un circuito de fijación del umbral y un circuito de binarización.

A continuación se describirá el funcionamiento de la realización ilustrativa, tomando nuevamente como ejemplo la imagen 46 mostrada en la Figura 25. Como en la condición mostrada en la Figura 25 no aparece una señal diferencia entre las señales A1 y A2, centremos la siguiente descripción en las señales B1 y B2. En la condición mostrada en la Figura 25, la señal diferencia (B1 - B2) varía, tal como se muestra en la Figura 31A. Aparecen las señales suma (A1 + A2) y (B1 + B2), tal como se muestra en la Figura 31B. Como consecuencia, la señal de astigmatismo (A1 + A2) - (B1 + B2) varía de la manera indicada mediante una línea continua en la Figura 31C. Cuando como señal de umbral se utiliza la señal suma de |B1 - B2| y la componente DC, la señal de umbral varía de la manera indicada mediante una línea de trazos de la Figura 31C. Esto evita de forma exitosa una detección errónea atribuible a una componente de ruido obtenida a partir de la luz perturbadora.

Tal como se ha mencionado anteriormente, utilizando la señal diferencia para fijar un umbral, es posible ejecutar una captación de documentos, mediante sensores, estable, sin errores atribuibles a la luz perturbadora.

Se describirá una séptima realización de la presente invención haciendo referencia a las Figuras 32 a 37. Esta realización se refiere también al circuito de cálculo y está caracterizada porque se detecta la inclinación de un documento con respecto al lugar geométrico del escaneado del haz. Específicamente, tal como se muestra en la Figura 32, un circuito 58 de detección de la inclinación determina la inclinación de un documento sobre la base de las diferencias entre las zonas simétricas sensibles a la luz del fotosensor 36.

El funcionamiento de la séptima realización es el siguiente. Cuando el lugar geométrico del escaneado del haz incide en el documento 38 en una condición específica mostrada en la Figura 33, la imagen incidente en el fotosensor 36 varía secuencialmente de la manera mostrada en la Figura 34. En la Figura 33, el fotosensor 36 es representativo de la dirección del movimiento de la imagen incidente en el mismo y la forma del haz de astigmatismo obtenido a partir de la reflexión proveniente del documento 38. Cuando el escaneado prosigue en la dirección indicada por una flecha en la Figura 33, la imagen incidente en el fotosensor 36 aparece secuencialmente desde la dirección de B1, tal como se muestra en la Figura 34. En este momento, tal como se muestra en la Figura 35, la señal (A1 - A2) varía hacia el lado negativo con una amplitud pequeña mientras que la señal (B1 - B2) varía hacia el lado positivo con una amplitud grande.

Tal como se muestra en la Figura 36, considérese que la dirección de escaneado del haz es la misma, pero la dirección de los bordes del documento se gira 90 grados. A continuación, tal como se muestra en la Figura 37, la señal (A1 - A2) varía hacia el lado positivo con una amplitud grande mientras que la señal (B1 - B2) varía con una amplitud pequeña.

De esta manera, las señales diferencia (A1 - A2) y (B1 - B2) referentes a las componentes diagonales del fotosensor 36 varían de una manera diferente, dependiendo de la dirección de escaneado del haz y de la orientación de los bordes de un documento. Por esta razón es posible avisar al operario de la posición del documento inclinado con respecto a la posición de referencia o corregir eléctricamente la inclinación por medio de una circuitería incluida en el aparato.

Se describirá una octava realización de la presente invención haciendo referencia a las Figuras 38A a 41B. Esta realización se refiere a la disposición de los medios receptores de luz utilizados para determinar una distancia. En la realización ilustrativa, el elemento óptico y el fotosensor están dispuestos de tal manera que la dirección longitudinal del haz astigmático obtenido a partir de la reflexión proveniente del documento es perpendicular a la dirección de movimiento de la imagen sobre el fotosensor.

Específicamente, tal como se muestra en las Figuras 38A y 38B, la sección 34 de escaneado se implementa con un escáner de espejo. En este caso, la imagen se desplaza a través del fotosensor 36 horizontalmente en una dirección 81, tal como se observa desde el centro del eje óptico. La lente cilíndrica 37 para generar el astigmatismo se posiciona de tal manera que una dirección 80 en la que está disponible el efecto de condensación de la lente 37 es coincidente con la dirección 81. En esta disposición, la reflexión proveniente de un documento propagada a través de un camino óptico corto y la reflexión proveniente de una placa de cubrición propagada a través de un camino óptico largo forman respectivamente un punto de haz astigmático alargado verticalmente y un punto de haz astigmático alargado horizontalmente.

Durante el funcionamiento, considérese que la imagen 46 de la luz perturbadora se desplaza a través del fotosensor 34, tal como se muestra en la Figura 39. A continuación, las señales suma (A1 + A2) y (B1 + B2) a la salida del fotosensor 34 varían, tal como se muestra en las Figuras 40A y 40B, respectivamente. Las Figuras 41A y 41B muestran cómo varía la señal de distancia (A1 + A2) - (B1 + B2) cuando la dirección del astigmatismo es horizontal y cuando es vertical, respectivamente. Tal como indican las Figuras 41A y 41B, la sección en la que la señal obtenida a partir de la luz perturbadora y causante de la detección errónea aparece en el lado positivo es más corta cuando el astigmatismo es vertical que cuando es horizontal. De aquí se deduce que orientando el dispositivo óptico de tal manera que la dirección longitudinal del haz astigmático obtenido a partir de una reflexión proveniente de un documento sea perpendicular a la dirección de movimiento de la imagen sobre el fotosensor, es posible reducir la sección en la que aparece ruido atribuible a la luz perturbadora, y por lo tanto realizar una captación de documentos, mediante sensores, estable.

La Figura 42 muestra una novena realización de la presente invención. Tal como se muestra, esta realización está caracterizada por un circuito 60 de detección de fijaciones defectuosas. Este circuito 60 detecta la fijación defectuosa sobre la base de las señales diferencia obtenidas a partir de las zonas diagonales sensibles a la luz del fotosensor.

Mientras que la luz perturbadora esté ausente y cada dispositivo óptico esté fijado correctamente, el punto del haz formado sobre el fotosensor para detectar una distancia a través del método astigmático varía simétricamente en la dirección tanto vertical como horizontal con respecto al punto de intersección de las líneas de división, tal como se ha mencionado anteriormente. En esta condición, no aparecen señales diferencia referentes a las componentes diagonales. No obstante, cuando la fijación de cualquiera de los dispositivos ópticos es defectuosa, las señales diferencia aparecen incluso si la luz perturbadora está ausente. La realización ilustrativa supervisa las señales diferencia para detectar salidas por encima de un nivel preseleccionado en ausencia de luz perturbadora, detectando de este modo la fijación defectuosa. De esta manera, utilizando la salida del circuito 60 de detección de fijaciones defectuosas, es posible determinar si el ajuste es o no aceptable en el momento del montaje o encontrar un funcionamiento incorrecto atribuible a un ajuste defectuoso después del

\hbox{transporte.}

La Figura 43 muestra una décima realización de la presente invención. Tal como se muestra, esta realización está caracterizada por unos circuitos 61a y 61b de corrección de fijaciones. Estos circuitos 61a y 61b reciben las señales diferencia (A1 - A2) y

\hbox{(B1 – B2)}

, respectivamente, y corrigen eléctricamente cualquier fijación defectuosa representada por las señales diferencia. Como esta realización corrige la fijación cuando las señales diferencia están presentes, las señales de corrección a la salida de los circuitos 61a y 61b se deberían introducir preferentemente en los sumadores 43a y 43b, respectivamente.

En relación con la corrección de la fijación defectuosa, se pueden ajustar las relaciones de amplificación de los sumadores 43a y 43b. Específicamente, considérese que la luz perturbadora está ausente, pero que las salidas de los restadores 44a y 44b están presentes. En tal caso, la causa principal de dicha situación es una desviación en la fijación de cualquiera de los elementos ópticos de los medios receptores de luz o de determinación de la distancia o un error en la constante del circuito de un circuito para ejecutar la amplificación y las operaciones aritméticas con las salidas del fotosensor. Este tipo de desviación o error se puede corregir si las relaciones de amplificación de los sumadores 43a y 43b se ajustan según las señales diferencia.

La corrección realizada haciendo uso de los circuitos 61a y 61b de corrección de fijaciones mejora el ajuste sencillo en el momento del montaje y reduce los costes de las partes del circuito.

Haciendo referencia a las Figuras 44A a 44D, se describirá una undécima realización de la presente invención. La luz perturbadora se puede eliminar hasta cierto nivel si la dirección del escaneado del haz coincide con la línea de división del fotosensor. No obstante, tal como se muestra en las Figuras 44A a 44D, la imagen 46 que escanea el fotosensor 36 a veces está inclinada debido a, por ejemplo, la ubicación del aparato en la sala. Incluso en dicha condición, la undécima realización permite ajustar posteriormente el ángulo del fotosensor 36 para eliminar la influencia de la luz perturbadora. Específicamente, el fotosensor 36 (indicado por una línea de puntos en la Figura 44A) está fijado a un dispositivo de sujeción giratorio con respecto al eje óptico de la luz recibida. El dispositivo de sujeción se hace girar según la inclinación de la imagen 46 para llevar el fotosensor 36 hacia una posición indicada por una línea continua en la Figura 44A.

La Figura 44D muestra cómo varía la salida del fotosensor 36 obtenida a partir del escaneado del haz. Tal como se muestra, el fotosensor 36 produce una salida Q1 cuando se mantiene en su posición habitual o produce una salida Q2 cuando gira. De esta manera, como el método astigmático produce una señal de detección mediante el uso de un umbral, se puede realizar un ajuste incluso cuando la intensidad de la señal varía debido al giro del fotosensor 36, sin tener que recurrir a la modificación o el ajuste de los otros elementos estructurales.

Las Figuras 45A y 45B muestran una duodécima realización de la presente invención. Tal como se muestra en la Figura 45A, el condensador 35, la lente cilíndrica 37 y el fotosensor 36 están fijados a un soporte cilíndrico hueco 70 giratorio con respecto al eje óptico. En esta configuración, el condensador 35, la lente cilíndrica 37 y el fotosensor 36 son giratorios mutuamente en una sola pieza. De este modo, incluso cuando se hace girar dicho elemento receptor de luz para eliminar la influencia de la luz perturbadora, no se deterioran las señales a la salida del fotosensor 36. Esto se cumple también cuando en el soporte 70 se fijan únicamente la lente cilíndrica 37 y el fotosensor 36. Se debe observar que no es necesario que el soporte 70 sea cilíndrico. Lo esencial es que el soporte 70 sea giratorio con respecto al eje óptico junto con el condensador 35, la lente 37 y el fotosensor 36.

La Figura 46 muestra una decimotercera realización de la presente invención. Tal como se muestra, las lentes 35 y 37 están moldeadas mutuamente en una sola pieza en forma de una lente única 71. Aunque la lente 71 se puede formar simplemente pegando las lentes 35 y 37, desde el punto de vista de la precisión y un tratamiento sencillo es preferible moldearla. La lente 71 se fija a un soporte cilíndrico hueco 70 junto con el fotosensor 36.

La Figura 47 muestra una decimocuarta realización de la presente invención. Tal como se muestra, a la superficie sensible a la luz (zonas A1 a B2) del fotosensor 36 se pega una lente cilíndrica 72 o un elemento que tiene el efecto de una lente cilíndrica. El fotosensor 36 con la lente cilíndrica o un elemento similar 72 se designa genéricamente con el numeral de referencia 73. Como un fotosensor se encapsula habitualmente con resina, es preferible implementar la lente cilíndrica como una parte del encapsulado.

Tal como se ha mencionado anteriormente, las realizaciones cuatro a catorce presentan varias ventajas sin precedentes, según se enumeran a continuación.

(1) Se puede distinguir claramente una señal atribuible a la luz perturbadora, es decir, un iluminador, con respecto a una señal representativa de un documento y la misma se puede excluir.

(2) Se puede captar mediante sensores continuamente con precisión un documento, de manera que la señal resultante no presenta un deterioro atribuible a la luz perturbadora.

(3) Se elimina la captación errónea mediante sensores atribuible a la luz perturbadora y otras componentes de ruido, de manera que se puede captar mediante sensores un documento de forma estable.

(4) Incluso cuando el operario sitúa un documento sobre una placa de soporte de vidrio en una posición inclinada, se puede detectar la inclinación del documento.

(5) Se puede reducir la sección en la que aparece ruido atribuible a la luz perturbadora.

(6) Se facilitan el ajuste en el momento del montaje y la detección de un funcionamiento incorrecto después del transporte.

(7) La circuitería para las operaciones aritméticas se puede implementar con piezas económicas.

(8) El ángulo se puede ajustar fácilmente en unos márgenes amplios para excluir la influencia de la luz perturbadora atribuible a una ubicación en la sala. Además, la señal de salida no presenta un deterioro atribuible al ajuste.

(9) Se reduce el número de piezas para simplificar la estructura. Esto minimiza las partes que requieren una operación para el ajuste y de este modo facilita el ajuste del ángulo con respecto a la luz perturbadora.

Después de recibir las enseñanzas de la presente descripción, para aquellos expertos en la materia resultará posible realizar varias modificaciones sin desviarse con respecto al ámbito de la misma.

Claims (19)

1. Dispositivo sensor de documentos que comprende:

un elemento emisor (250) de luz para emitir un haz de luz; y

un elemento receptor de luz para recibir un haz de reflexión proveniente de un documento iluminado por el haz de luz;

comprendiendo dicho elemento receptor de luz un condensador (254) para condensar el haz de reflexión, y un fotosensor (255) que tiene por lo menos cuatro zonas sensibles (A1, A2, B1, B2) a la luz dispuestas simétricamente con respecto a un centro del fotosensor, caracterizado porque una lente cilíndrica (256) o una cuña precede al fotosensor (255), se obtiene una señal a partir de dos zonas sensibles a la luz dispuestas simétricamente con respecto al centro de dicho fotosensor, y se tiene en cuenta la diferencia entre las dos señales para la captación mediante sensores del documento.

2. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 1, en el que las zonas sensibles a la luz, que por lo menos son cuatro, están divididas por líneas, siendo perpendiculares o paralelas dichas líneas a una dirección en la que la luz escanea el documento.

3. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho elemento receptor de luz es sujetado por un dispositivo de sujeción giratorio con respecto a un eje óptico de luz incidente.

4. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho condensador, dicha lente cilíndrica y dicho elemento receptor de luz son sujetados por un dispositivo de sujeción giratorio con respecto a un eje óptico de luz incidente.

5. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho condensador y dicha lente cilíndrica se implementan como una lente única.

6. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho elemento receptor de luz se pega a dicha lente cilíndrica o se implementa por medio de un encapsulado que tiene la función de una lente cilíndrica.

7. Dispositivo sensor de documentos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende:

una placa de soporte de vidrio transparente en la que se carga un documento

una placa de cubrición que cubre, de forma abrible, el documento situado sobre dicha placa de soporte de vidrio;

unos medios de escaneado para hacer que el haz de luz del elemento emisor de luz escanee secuencialmente una cara inferior de dicha placa de cubrición y a continuación el documento, dando salida dichos medios receptores de luz, en respuesta a luz reflejada desde el documento, a una señal correspondiente a una longitud de un camino de incidencia y siendo contiguo dicho condensador a una parte frontal de dichos medios fotosensores sobre un eje óptico de dichos medios fotosensores para condensar luz incidente en un único punto; y

unos medios de procesado de la señal para procesar eléctricamente la señal a la salida de dichos medios receptores de luz para de este modo binarizar dicha señal;

comprendiendo dichos medios de procesado de la señal por lo menos un circuito para determinar que las señales obtenidas a partir de por lo menos dos zonas simétricas de entre dichas por lo menos cuatro zonas sensibles a la luz de dichos medios fotosensores son diferentes en cuanto a la intensidad.

8. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 7, en el que dichos medios de procesado de la señal comprenden por lo menos un circuito de cálculo para dar salida a un valor absoluto de una diferencia de intensidad entre las señales obtenidas a partir de dichas por lo menos dos zonas simétricas sensibles a la luz.

9. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 7, en el que dichos medios de procesado de la señal comprenden por lo menos un circuito de fijación del umbral para fijar un umbral de cara a la binarización utilizando una diferencia de la intensidad entre señales obtenidas a partir de dichas por lo menos dos zonas simétricas sensibles a la luz.

10. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 7, en el que se detecta por lo menos una diferencia de la intensidad entre señales obtenidas a partir de dichas por lo menos dos zonas simétricas sensibles a la luz para determinar que el documento situado sobre dicha placa de soporte de vidrio está inclinado con respecto a un lugar geométrico del escaneado del haz.

11. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 7, en el que dichos medios fotosensores y bien dicha lente cilíndrica o bien dicha cuña están dispuestos de tal manera que una dirección de ensanchamiento del astigmatismo de la luz reflejada desde el documento, que debería ser captada mediante sensores por dicha lente cilíndrica o dicha cuña, es perpendicular a una dirección en la que una imagen incidente en dichos medios fotosensores se desplaza debido al escaneado de dichos medios de escaneado.

12. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 7, que comprende además un circuito de detección de fijaciones defectuosas para detectar la fijación defectuosa de dichos medios receptores de luz cuando una señal representativa de una diferencia de la intensidad, entre señales obtenidas a partir de dichas dos zonas simétricas sensibles a la luz, continúa durante un periodo preseleccionado de tiempo.

13. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 7, que comprende además un circuito de corrección de fijaciones para detectar la fijación defectuosa de dichos medios receptores de luz cuando una señal representativa de una diferencia de la intensidad entre señales obtenidas a partir de dichas dos partes simétricas sensibles a la luz de dichos medios fotosensores continúa durante un periodo preseleccionado de tiempo, y para corregir la fijación defectuosa para de este modo permitir la captación precisa del documento mediante sensores a través de un procesado eléctrico.

14. Dispositivo sensor de documentos según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en el que el elemento emisor de luz comprende un LED,

los medios de escaneado dirigen dicho haz de luz con un elemento de reflexión giratorio o vibratorio para de este modo provocar que dicho haz escanee un documento; y que comprende además

unos medios aisladores ópticos (23) para separar luz reflejada desde el documento y la luz del elemento emisor de luz; condensando dicho condensador la luz separada por dichos medios aisladores ópticos.

15. Dispositivo sensor de documentos según la reivindicación 14, en el que dichos medios aisladores ópticos comprenden un elemento transparente que incluye un elemento de espejo.

16. Dispositivo sensor de documentos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho condensador y dicha lente cilíndrica están moldeados mutuamente en una sola pieza.

17. Dispositivo sensor de documentos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho condensador y dichos medios aisladores ópticos están moldeados mutuamente en una sola pieza.

18. Medios sensores de documentos según la reivindicación 14,

en los que dichos medios aisladores ópticos comprenden una parte para separar la luz reflejada desde el documento al mismo tiempo que reflejan la luz emitida desde dicha fuente de luz y

en los que dicha parte comprende un saliente que sobresale desde dicho aislador óptico e incluye un espejo.

19. Medios sensores de documentos según la reivindicación 14, en los que dicho LED tiene un área de emisión cuyo diámetro es menor que 0,1 mm inclusive.