ES2597707T3 - Procesador de documentos con disposición de sensor óptico - Google Patents

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ES2597707T3
ES2597707T3 ES12178451.6T ES12178451T ES2597707T3 ES 2597707 T3 ES2597707 T3 ES 2597707T3 ES 12178451 T ES12178451 T ES 12178451T ES 2597707 T3 ES2597707 T3 ES 2597707T3
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Herb Mosteller
Edward M. Zoladz
Kenneth B. Wood
David C. Deaville
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Crane Payment Innovations Inc
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Abstract

Un aparato para tratamiento de documentos que comprende: una porción receptora que aloja una fuente de luz (44) y un detector de luz (46); una casete de almacenamiento de documentos (20) que incluye una placa empujadora (28) con una parte reflectante (36), y un elemento óptico (42), en que la fuente de luz (44), el detector de luz (46) y el elemento óptico (42) están dispuestos de manera que, durante la operación, una primera porción de luz procedente de la fuente de luz (44) que entra en el elemento óptico (42) se desplaza a lo largo de trayectos en el elemento óptico (42) de modo que sea redirigida por reflexión interna total hacia el detector de luz (26), y en que, durante la operación, una segunda porción de la luz que entra en el elemento óptico (42) pasa a través del elemento óptico (42) siendo dejada escapar intencionadamente del elemento óptico (42) y es reflejada por la parte reflectante (36) de la placa empujadora (28) hacia el detector (46), en que una cantidad de luz reflejada por la porción reflectante (36) hacia el detector (46) depende de una posición de la placa empujadora (28) en la casete.

Description

imagen1
DESCRIPCIÓN
Procesador de documentos con disposición de sensor óptico
CAMPO TÉCNICO
Esta descripción se refiere a medios de detección ópticos en procesadores de documentos y, en particular, a medios de 5 detección diseñados para resistir el ataque de fluidos.
ANTECEDENTES
Los conjuntos receptores de documentos, tales como los utilizados en las industrias de máquinas expendedoras y de los videojuegos, contienen típicamente medios de detección para detectar la presencia física de un medio que está siendo procesado, o para detectar el estado de transición de elementos móviles en la máquina. Un tipo de medios de detección
10 efectivo y ampliamente utilizado es el medio de detección óptico, que puede incluir una fuente de luz y un receptor de luz. Tales sensores no tienen típicamente partes móviles y no requieren ningún contacto físico con el objeto que está siendo detectado con el fin de funcionar adecuadamente.
Los receptores de documentos que son utilizados para sistemas de pago desatendidos, tales como máquinas expendedoras, son sometidos algunas veces a ataques por distintos líquidos, posiblemente como resultado de fraude o
15 vandalismo a la propia máquina. Otra fuente de peligro viene de las condiciones de condensación que pueden ocurrir cuando estos dispositivos están instalados al aire libre.
Si un dispositivo de detección óptica se basa en una superficie reflectante para controlar y detectar un trayecto de luz, la presencia de un líquido o película de condensación sobre la superficie reflectante puede obstruir el trayecto de luz y provocar que el dispositivo de detección falle. Una solución conocida este problema implica aplicar un revestimiento de
20 barrera a la superficie óptica. Aplicar un revestimiento especular de alta calidad, por ejemplo, a la superficie óptica puede mantener la eficacia del sensor. Sin embargo, el proceso de aplicar el revestimiento especular puede ser relativamente caro y plagado de oportunidades para que surjan problemas de control de calidad e interrumpan el funcionamiento de la máquina.
El documento US 2002105654 (A1) describe un sistema para tratamiento de documentos, con un sensor óptico que
25 comprende una fuente de luz, un detector de luz y un elemento óptico por el cual el elemento óptico redirige la luz procedente de la fuente de luz al detector de luz a través del elemento óptico.
RESUMEN
Esta exposición describe disposiciones de sensor óptico para un procesador de documentos (por ejemplo, un receptor de billetes).
30 En un aspecto, un aparato para tratamiento de documentos comprende un sensor óptico que incluye una fuente de luz, un detector de luz y un elemento óptico. El sensor óptico está adaptado de manera que, durante el funcionamiento del aparato, al menos una primera porción de luz procedente de la fuente que entra en el elemento óptico se desplaza a lo largo del trayecto al elemento óptico de modo que sea redirigido por la reflexión interna total hacia el detector.
Distintas implementaciones pueden incluir una o más de las siguientes características. Por ejemplo, el aparato puede
35 incluir una parte del receptor de documentos, y un sistema de transporte para mover un documento a una casete de almacenamiento de documentos acoplada a la parte de admisión del documento. La parte del receptor puede alojar la fuente de luz y el detector de luz. El elemento óptico está ubicado de tal manera que, durante el funcionamiento del aparato, si un documento está siendo empujado a la casete, el documento bloquea al menos parcialmente la luz procedente del elemento óptico que es dirigida hacia el detector. El elemento óptico puede ser ubicado, por ejemplo,
40 adyacente a una ranura adaptada para que el documento pase a través de la parte de admisión a la casete de almacenamiento del documento.
La parte de admisión puede incluir un microcontrolador adaptado para procesar señales procedentes del detector de luz para determinar una posición de un documento con respecto a la casete. Por ejemplo, el microcontrolador puede determinar, basado en las señales procedentes del detector, si un documento está siendo empujado a la casete para su
45 almacenamiento en ella. El microcontrolador puede determinar también, basado en las señales procedentes del detector, si el documento ha pasado completamente a la casete.
El elemento óptico puede ser implementado de distintas maneras. Por ejemplo, puede comprender una estructura de conducto de luz prismático o una estructura de conducto de luz toroidal de tres dimensiones ligeramente curvada.
Las disposiciones del sensor óptico pueden mejorar la funcionalidad del procesador de documentos en situaciones en las
50 que la entrada de líquido amenaza la funcionalidad de la máquina sin el coste añadido asociado con el revestimiento de barrera.
imagen2
El aparato de la invención comprende, una placa empujadora a la casete de almacenamiento de documentos que incluye una parte reflectante. El elemento óptico del sensor óptico está adaptado de manera que una parte de la luz que entra en el elemento óptico pase a través del elemento óptico siendo intencionadamente conducida fuera del elemento óptico y es reflejada por la parte reflectante hacia el detector. Cuando la cantidad de luz reflejada por la parte reflectante hacia el 5 detector depende de la posición de la placa empujadora en la casete, la cantidad de luz detectada por el detector puede ser utilizada para determinar el estado de la casete. Por ejemplo, en una implementación particular, la parte reflectante puede reflejar menos luz hacia el detector cuando la casete está llena, comparado con una cantidad de luz que refleja de nuevo hacia el detector cuando la casete no está llena. Un microcontrolador en la parte de admisión puede ser adaptado para determinar una posición de la placa empujadora en la casete basado en las señales procedentes del detector. El
10 microcontrolador puede ser adaptado también para utilizar señales procedentes del detector para determinar si la casete está llena, si el contenido de la casete ha sido retirado, o si la casete está presente (por ejemplo, si la casete está aún fijada a la parte de admisión).
Los detalles de una o más realizaciones son expuestos en la siguiente descripción detallada, los dibujos adjuntos y las reivindicaciones. Otras características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción y dibujos, y a
15 partir de las reivindicaciones.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La fig. 1 ilustra un procesador de documentos tal como un receptor de billetes de banco.
La fig. 2 ilustra un bastidor de casete y la ubicación de un conducto de luz prismático.
La fig. 3 es una vista despiezada ordenadamente de la casete.
20 La fig. 4 ilustra la orientación relativa de una disposición de sensor.
La fig. 5a ilustra la geometría angular del ángulo crítico para un interfaz de policarbonato/aire.
La fig. 5b ilustra la geometría angular del ángulo crítico para un interfaz de policarbonato/agua.
La fig. 6 ilustra una realización de prisma con facetas.
La fig. 7 muestra un trayecto de luz de reflexión interna total en la realización de prisma con facetas.
25 La fig. 8 es un ejemplo de un boceto tridimensional de la realización de prisma con facetas.
La fig. 9 ilustra un conducto de luz con una superficie suavemente curvada.
La fig. 10 es un gráfico que representa la relación entre la posición de la pantalla y la intensidad de la señal.
La fig. 11 muestra un trayecto de luz de reiniciación a través de una faceta en la realización de prisma con facetas.
La fig. 12 muestra un trayecto de luz de reiniciación a través de otra faceta en la realización de prisma con facetas.
30 La fig. 13 muestra una superposición de trayectos de luz en la realización de prisma con facetas.
La fig. 14 es una vista alternativa del diseño de la fig. 9 que muestra la forma toroidal del conducto de luz.
Los símbolos de referencia similares en los distintos dibujos indican elementos similares.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La fig. 1 muestra un ejemplo de un receptor de documentos tal como un receptor de billetes de banco utilizado
35 comúnmente en máquinas expendedoras. Los billetes de banco validado son almacenados en un almacén o contenedor llamado una casete 20. El receptor de billetes incluye una ranura 22 a través de la cual un billete es insertado en la máquina. La parte de receptor de billetes puede incluir un motor que acciona cintas de caucho que se apoyan contra bolas rodantes implicadas en el transporte de un billete a través del paso. La parte de validación puede incluir distintos sensores ópticos, electrónicos, u otros para determinar la denominación del billete así como si es auténtico. Las técnicas
40 de apilamiento de billetes dentro de la casete utilizando una placa empujadora son bien conocidas en la técnica y no serán descritas aquí adicionalmente.
El receptor de documentos de la fig. 1 puede incluir sensores que detectan el progreso del documento cuando es empujado a la casete 20. La fig. 2 muestra un ejemplo de un sensor óptico 62 y su ubicación con respecto al bastidor 24 de la casete 20. El sensor descrito a continuación y mostrado en la fig. 2 tiene múltiples funciones. Una función es
45 detectar cuando un documento tal como un billete de banco entra inicialmente en la casete 20 y cuando ha pasado completamente a la casete. Otra es detectar la retirada de una casete 20 desde el receptor, y también la retirada de los documentos de la casete 20.
imagen3
La fig. 3 muestra una vista despiezada ordenadamente de una implementación particular de la casete 20. Además del bastidor de la casete 24, el receptor de billetes contiene un sistema de bola rodante y clip 26, accionado por el motor como se ha mencionado antes, para mover el billete al cuerpo del área de almacenamiento de la casete. El receptor de documentos incluye una placa empujadora 28 que es cargada por la operación de los resortes 30 fijados a la cubierta
5 posterior 32 del bastidor de casete 24. El borde inferior 34 de la placa empujadora 28 incluye un saliente, o pantalla 36, que está revestido con una superficie reflectante, tal como una lámina reflectante. La pantalla 36 desliza en un canal de acoplamiento 40 en la cubierta posterior 32 de la casete 20. La función de la pantalla 36 es descrita a continuación.
El receptor de documentos incluye también una disposición de sensor de conducto de luz prismático. Como se ha ilustrado en las figs. 3 y 4, la disposición de sensor de conducto de luz prismático incluye un conducto de luz prismático 10 42, una fuente de luz 44 tal como un diodo emisor de luz (LED), y un detector de luz 46. La disposición del sensor permite que el receptor de documentos detecte la parte posterior de un billete cuando entra en la casete 20. Durante la operación, la luz procedente de la fuente 44 puede ser dirigida al detector 46 a través del conducto de luz prismático 42 fijado a la casete 20. Cuando la luz pasa a través del trayecto del billete del receptor, es interrumpida mientras el billete está siendo transportado al área de apilamiento en la casete. La luz deja de ser interrumpida de nuevo una vez que el
15 billete ha pasado completamente a través de la zona de apilamiento. Mientras el billete bloquea la luz, el receptor/detector óptico 40 detecta una señal de luz menor. Los cambios en la señal de luz detectada pueden ser utilizados para indicar la presencia de un billete que está siendo empujado a la casete 20 y para indicar que el billete ha pasado completamente a través de la casete. Esto será descrito más adelante.
La detección de señal puede ocurrir a través del detector 46, que puede ser fototransistor acoplado a una resistencia,
20 que convierte la fotocorriente generada en tensión, que es medida a continuación por un convertidor de analógico a digital. Un microcontrolador ubicado dentro de la porción de validación procesa las señales de salida procedentes del detector de luz 46 y distingue entre posibles estados para determinar si un billete está siendo empujado a la casete y cuando ha pasado completamente a la casete.
Como se ha mencionado antes, la entrada de líquido puede interferir con una señal si el trayecto de luz encuentra una
25 superficie reflectante húmeda. El agua u otro líquido modifica las propiedades de la superficie del reflector de manera que la luz resulta dirigida de nuevo en una dirección no deseada. Como resultado, la señal óptica pierde su intensidad.
Para abordar este problema, la presente disposición de sensor óptico hace uso del fenómeno óptico conocido como reflexión interna total (TIR). Este fenómeno es ocurre cuando la luz se desplaza a través de un medio y encuentra un límite con otro medio en un ángulo mayor que el ángulo crítico para TIR, como viene dado por la ley de Snell. Mientras la
30 luz incidente en un ángulo por debajo del ángulo crítico es refractada fuera del medio, la luz incidente en un ángulo mayor que el ángulo crítico es reflejada internamente de forma sustancialmente completa, manteniendo la integridad de la señal de luz. De acuerdo con la ley de Snell, este ángulo crítico es igual al (arc sen) de la relación de los índices de refracción de los dos medios que hacen tope. De acuerdo con la presente descripción, el conducto de luz prismático 42 está diseñado de manera que la reflexión interna total ocurre incluso en la presencia de un líquido tal como agua.
35 De acuerdo con una implementación particular, el conducto de luz prismático 42 está fabricado mediante un proceso de moldeo por inyección utilizando un plástico; por ejemplo, policarbonato. Los índices relevantes de refracción (n) son como sigue:
Aire n = 1,003
Policarbonato n = 1,55
40 Agua n = 1,33
Por lo tanto, el ángulo crítico de reflexión, y el ángulo en que el trayecto de luz será reflejado totalmente de forma interna, cambia para el conducto de luz de policarbonato entre los estados seco y húmedo. La fig. 5a muestra el ángulo crítico de 40,3° para el conducto de luz de policarbonato en su estado seco, es decir cuando es adyacente con el aire. Un rayo incidente α es reflejado internamente α’ si es incidente en un ángulo mayor que el ángulo crítico. Entre policarbonato y
45 agua, sin embargo, el ángulo crítico es de 59,1°. La fig. 5b muestra un rayo incidente β que incide en la interfaz de agua y policarbonato en un ángulo menor que el ángulo crítico de 59,1° y que es refractado hacia fuera, así como un rayo γ que incide en el medio en un ángulo mayor que el ángulo crítico y que reflejado internamente como un γ’. Así, la luz será o bien reflejada hacia dentro o bien retractada hacia fuera, dependiendo de su ángulo de incidencia.
Las superficies del conducto de luz prismático 42 están dispuestas de manera que incluso cuando está húmedo, seguirá
50 ocurriendo la TIR, haciendo el sistema de sensor menos sometido a un ataque de líquido. En particular, la forma del conducto de luz prismático 42 es tal que un haz de luz que entra en cualquier ángulo desde la fuente 44 será, por diseño, incidente en un ángulo mayor que el ángulo crítico, para mantener la reflexión interna para ambos estados húmedo y seco. Sí sustancialmente todos los rayos de luz incidentes en la superficie del conducto de luz son reflejados internamente, no se pierde casi ninguno en refracción y la señal de luz es preservada.
55 Distintas formas pueden proporcionar esta resistencia a líquido en una aplicación dada. Se han descrito dos realizaciones particulares, aunque otras geometrías están dentro del marco de la invención. 4
imagen4
La primera realización utiliza un prisma con facetas con ángulos elegidos para conseguir la TIR.
La segunda realización utiliza un conducto de luz toroidal con un plano de banda central.
La fig. 6 muestra una vista agrandada de un ejemplo del conducto de luz 42 prismático con facetas 48. Este ejemplo incluye cinco facetas, pero son posibles otras implementaciones y están dentro del alcance de la invención. Esta 5 estructura de prisma con facetas 48 está diseñada para proporcionar una reflexión interna total incluso cuando el prisma está sumergido en agua. Por ejemplo, la figura muestra una implementación posible, donde los ángulos internos son de 22,5° con relación a cada segmento del haz óptico principal. El haz de luz viaja desde la fuente de luz 44 al prisma con facetas 48, y es reflejado internamente. La señal óptica que sale del prisma con facetas 48 es detectada por el receptor
46. Las facetas son facetas etiquetadas 1, 2, 3, y 4 en la fig. 7. Las porciones de cada faceta 1, 2, y 3 donde la luz
10 entrante puede ser incidente en esta realización están etiquetadas 56, 58, y 60. Una porción 56 de la faceta 1 está implicada en la reflexión del trayecto de luz mantenido en la TIR. La longitud completa 58 de la faceta 2 y otra porción 60 de la faceta 1 están implicadas en otra posible función del sensor, descrita a continuación.
La fig. 8 muestra un ejemplo de una realización con facetas 48 con dimensiones específicas. Incluye ángulos internos de 22,5°, una altura total de 7,4 mm, y un grosor de 3,3 mm.
15 La fig. 9 muestra una segunda realización del conducto de luz prismático que tiene una forma toroidal y una superficie ligeramente curvada. Véanse también las figs. 3 y 4. El conducto de luz toroidal 50 puede estar compuesto de un plástico transparente, por ejemplo, policarbonato. La luz emitida desde la fuente de luz LED 44 entra en el conducto de luz toroidal 50, es reflejada alrededor de la curva del conducto de luz toroidal, y es detectada por el receptor 46. Aunque la luz es sometida a un gran número de reflexiones en este sistema toroidal, el ángulo de reflexión permanecerá mayor que
20 el ángulo crítico para el medio. Esta disposición puede llegar a casi un 100% de eficiencia, manteniendo la eficiencia total del dispositivo alta también. Este rendimiento no está afectado sustancialmente por la contaminación del líquido porque la reflexión interna total ocurre incluso si el conducto de luz toroidal 50 está sumergido en agua.
La disposición del sensor óptico puede ser utilizada también para realizar funciones relacionadas con la reiniciación. Aunque ambas realizaciones descritas antes tienen estructuras diseñadas para mantener la TIR en un sistema sin fugas 25 en presencia de líquido, alguna luz se puede dejar escapar intencionadamente fuera del sistema para otros propósitos. Uno de tales propósitos para que la luz escape intencionadamente es permitir que las funciones de reiniciación sean realizadas. Dos posibles funciones específicas de reiniciación están descritas aquí, pero otras de tales implementaciones están dentro del marco de este invento. En primer lugar, la disposición del sensor óptico puede ser utilizada para detectar la "posición de origen" de la placa empujadora 28 para indicar que la casete 20 está vacía. En segundo lugar, puede
30 detectar cuando la propia casete 20 ha sido retirada. Ambas pueden servir como funciones de reiniciación del receptor de documentos en las realizaciones explicadas antes.
Para ambos ejemplos de realizaciones, la interacción entre el conducto de luz prismático 42 (por ejemplo, el prisma con facetas 48 o el conducto de luz toroidal 50) y la pantalla 36 habilita la función de reiniciación. En funcionamiento normal, cuando la casete está presente, el sensor detecta un nivel básico de señal. Además de esto, cuando se utilizan las
35 funciones de reiniciación, el sensor detecta una señal suplementaria como resultado de reflexiones desde la pantalla 36 con la superficie reflectante. La fig. 10, descrita a continuación, muestra un ejemplo de la variación de esta señal con respecto a la posición de la pantalla.
Cuando la casete 20 está llena, el receptor de documentos queda fuera de servicio debido a que falla el motor dentro de la porción del receptor de documentos. En ese estado, el receptor de documentos está midiendo y almacenando el 40 estado de la señal sobre el detector 46 como básico. Cuando la casete 20 es vaciada, incluso aunque la casete no es retirada del receptor de documentos, la placa empujadora 28 vuelve a su posición de origen (es decir, la pantalla 36 es presionada lo más cerca posible de la cara frontal de la casete), y la lámina reflectante 38 fijada a la pantalla 36 aumenta la señal óptica detectada a través del prisma desde la línea de base. Cuando la casete está más llena que vacía (es decir, la pantalla 36 está lejos del conducto de luz prismático), la luz que se ha escapado intencionadamente fuera está 45 lejos de la pantalla, permitiendo solamente que una pequeña cantidad de luz, o incluso ninguna luz, sea incidente sobre la lámina reflectante 38 y sea reflejada de nuevo al detector 46. Cuando el estado cambia de nuevo (por ejemplo, cuando la casete 20 está vacía), y la luz se ha dejado escapar intencionadamente fuera está cerca de la pantalla 36, incidirá más luz sobre la lámina reflectante 38, y una señal acumulativa aumentada es reflejada de nuevo hacia el detector 46. El detector detecta a continuación una señal aumentada como resultado del efecto aditivo del trayecto de la TIR ya
50 presente y el trayecto reflejado desde la pantalla 36. El receptor de documentos detecta que la señal ha cambiado (una señal en escalón) desde la línea de base almacenada, y reanuda el funcionamiento. El sensor puede ser utilizado así para detectar la retirada de los documentos desde la casete.
Un efecto similar ocurre cuando la propia casete 20 es retirada del receptor de documentos, de acuerdo con otra de las funciones de reiniciación. Si la casete es retirada, y no sólo vaciada como se ha descrito antes, no será detectada por el
55 detector 46 ninguna señal de luz que se origina desde la fuente de luz 44. Ese cambio de señal será detectado también. El sensor puede ser utilizado así para detectar la presencia o ausencia de la casete. Las operaciones relacionadas anteriores pueden denominarse colectivamente como "funciones de reiniciación".
imagen5
La fig. 10 representa un ejemplo de un gráfico de la línea de base y valores aditivos que el detector detecta como resultado de las operaciones de reiniciación. El nivel de línea de base está representado, como lo están los niveles variables, medidos como función de la posición de la pantalla en relación con el conducto de luz prismático. Las unidades de medición en el eje vertical en este gráfico son milivoltios.
5 En particular, la señal sobre el detector 46 tiene un nivel de línea de base cuando la casete 20 está presente, como resultado de que la luz entra en el conducto de luz prismático 42. Hay también un componente variable añadido al nivel de línea de base que ocurre cuando la pantalla 36 se mueve, (por ejemplo, cuando el número de billetes en la casete cambia, y la posición de la placa empujadora 28 y, así la pantalla, cambia) y la luz incide en la pantalla y es reflejada de nuevo al detector 46. El receptor de documentos prueba la intensidad de la señal y sus variaciones para evaluar la
10 presencia o ausencia de la casete.
El receptor de documentos puede utilizar un fototransistor como el detector 46 donde la resistencia de carga puede estar asociada bien con la fuente de luz 44 o bien con el detector 46. Basado en la disposición de los componentes del sensor, la forma de la señal entre las dos opciones es invertida. Cuando la resistencia de carga es acoplada al detector, la salida de señal por el detector es pequeña cuando más luz es recibida y resulta menor cuando la luz es aumentada por la
15 pantalla 36 en la posición de origen. Cuando la resistencia de carga es acoplada a la fuente de luz 46, la señal es aumentada cuando la luz es aumentada.
Aunque un cambio de señal digital es el criterio preferido para disparar una condición de reiniciación, es posible cuantificar la amplitud de la señal de una manera analógica y deducir la posición variable de la pantalla/placa empujadora y deducir el grado de llenado de la casete. Variaciones de este diseño pueden ser utilizadas para una gran variedad de
20 propósitos dentro de un receptor de documentos.
Las funcionalidades de detección de reiniciación recién descritas ocurren por diferentes medios estructurales en cada una de las realizaciones de conducto de luz prismático descritas antes.
En la realización de prisma con facetas 48, las porciones del haz de salida desde la fuente de luz 44 son dirigidas a la pantalla 36 a través de al menos una porción de una faceta (por ejemplo, 56 en la faceta 1, o 58 en la faceta 2) y de
25 nuevo desde la pantalla a través de la misma u otra faceta. Esto es un escape intencionado, separado del trayecto de luz mantenido en la condición de TIR. Otras porciones del haz son mantenidas en la condición de TIR y son reflejadas alrededor del prisma de faceta a faceta, yendo desde la fuente 44 al detector 46. Si se desea una eficiencia casi total del sistema prismático, puede preverse una lente para colimar el haz e impedir que el escape ocurra a través de otras facetas.
30 Las figs. 6 y 7, descritas antes, muestran un trayecto de luz desde la fuente de luz 44 al detector 46 que mantendrán la TIR. Las figs. 11 y 12 muestran porciones divergentes de luz desde la fuente 44 que son utilizadas en trayectos alternativos al detector 46 como parte de la función de reinicio. La porción de luz que entra incidente a la porción 56 de la faceta 1 es el haz que es aún reflejado internamente de forma total. La porción de luz que viene desde la fuente 44 y es incidente sobre la porción 58 en la faceta 2, sin embargo, es refractada hacia la pantalla 36 y a continuación reflejada por
35 la pantalla de nuevo una vez más a través de la faceta 2, tomando uno de los dos trayectos al detector 46. La porción de luz que se desplaza desde la fuente 44 a la porción 60 de la faceta 1 pasa a través de la faceta 3 a la placa empujadora 28 y es reflejada de nuevo a través de la faceta 3 proporcionando una señal de reiniciación mayor al detector 46. La fig. 11 representa el trayecto a través de la porción 58 en la faceta 2, y la fig. 12 muestra el trayecto a través de la porción 60 en la faceta 1. Todos los trayectos mostrados en las figs. 7, 11 y 12 son mostrados superpuestos juntos en la fig. 13, para
40 ilustrar tanto la TIR como los trayectos de luz relacionados con la reiniciación.
Cuando la pila de billetes en la casete 20 está vacía, la placa empujadora 28 (y la pantalla) está muy cerca del prisma con facetas 48 y, por tanto, el detector 46 detecta mucha luz reflejada por la pantalla 36. Cuando la casete se llena con billetes, la placa empujadora 28 es forzada más lejos del prisma con facetas 48, y es reflejada menos luz fuera de la pantalla 36 de nuevo a través de los trayectos de reiniciación posibles del prisma. Cuando la casete continúa siendo 45 llenada con billetes, es reflejada cada vez menos luz desde la pantalla, hasta que casi no es reflejada ninguna cuando la casete 20 está llena. El detector 46 detecta este cambio en la intensidad de señal, que indica que la casete 20 está llena y está lista para ser vaciada. Después de que la casete 20 sea vaciada, la placa empujadora 28 vuelve a su posición de "origen" cerca del prisma con facetas 48, reflejando una vez más de nuevo más luz al detector 46. Aunque la variabilidad de la ubicación de la pantalla no está mostrada en las figs. 7, 11 y 12, la disposición y proximidad general de la pantalla
50 con respecto al conducto de luz prismático 42 pueden ser vistas, y debería entenderse que la distancia entre la pantalla 36 y el prisma con facetas 48 depende de la magnitud en que los billetes llenen la casete 20.
La fig. 14 es una vista en sección de la realización 50 de un conducto de luz toroidal mostrada en la fig. 9 y descrita antes. Además de representar que la superficie es curvada en tres dimensiones, está mostrada la banda 52. La banda 52 está indicada por las líneas diagonales, que se extienden desde el conducto de luz toroidal 50 a la pieza de soporte. 55 En la realización del conducto de luz toroidal 50, parte del haz de luz se desplaza horizontalmente desde la fuente de luz 44 a través de una banda 52 a la pantalla 36, y es reflejada de nuevo al detector 46. La banda 52 está ubicada en el plano del conducto de luz toroidal 50 y está sustancialmente en el eje óptico de la fuente de luz 44 y el detector 46. Ajustando el grosor de la banda, la cantidad de luz dejada escapar intencionadamente desde el sistema capaz de TIR
5
10
15
20
25
30
35
puede ser hecha variable, como se ha descrito después.
La fig. 9 muestra el conducto de luz toroidal 50 fijado a una pieza de soporte con clips de retención 54 sobre los lados. El conducto de luz toroidal 50 está descentrado con respecto a la pieza de soporte. Tal asimetría puede ser necesaria para alinear el conducto de luz tanto con la fuente de luz 44 como con el detector 46 en algunas disposiciones. La pantalla 36 con la lámina reflectante 38 está a una distancia variable del borde del conducto de luz toroidal 50 dependiendo de la magnitud en la que está llenada con billetes la casete 20. La banda 52 delgada facilita el proceso de permitir el escape de luz desde el sistema para la función de reiniciación. La banda 52 puede estar compuesta de un plástico transparente, por ejemplo policarbonato, y puede ser formada utilizando un proceso de moldeo por inyección. Incluyendo la característica de banda, una pequeña cantidad de fuga de luz puede ser intencionadamente creada. Como se ha mencionado antes, una superficie reflectante tal como una lámina reflectante 38 (véanse figs. 4 y 9) está fijada a la pantalla 36 sobre el borde inferior 34 de la placa empujadora 28. Aunque la presencia de la casete por sí sola crea una señal de línea de base en el receptor de documentos, como se ha descrito antes, la reflexión suplementaria de esta superficie de lámina reflectante 38 produce la señal adicional, permitiendo que se detecte el estado de llenado de la casete 20. La posición de la placa de movimiento es detectada porque la proximidad de la pantalla 36 al conducto de luz toroidal 50 afecta a la intensidad de la señal. Una casete con pocos documentos llevará a la pantalla 36 y al conducto de luz toroidal 50 más próximos, creando una señal más fuerte. Una posición más lejana para una casete más completa produce una señal más débil. La función de banda en la realización toroidal es análoga a la que es realizada utilizando trayectos de haz de luz alternativo a través de las porciones 58 y 60 en la realización de prisma con facetas 48, pero con más variabilidad prevista.
Además, puede ser deseable ajustar la proporción de luz reflejada internamente por el prisma y la cantidad reflejada por la pantalla 36. Esto puede ser convenientemente conseguido ajustando el grosor de la banda 52. Una banda más gruesa permite que más luz alcance la pantalla. Una banda más delgada hace que más luz sea reflejada internamente y menos sea dejada escapar intencionadamente. En el caso extremo donde la banda 52 no está presente, aproximadamente el 100% de la luz puede ser reflejada internamente, y la función de reiniciación no es utilizada. La relación del grosor de la banda 52 con la cantidad de reflexión de luz interna no es afectada por la humedad superficial del conducto de luz toroidal 50.
Cuando la placa empujadora 28 y su pantalla 36 con la lámina reflectante 38 están relativamente lejos del conducto de luz toroidal 50 (por ejemplo, cuando la casete 20 está llena), la señal de línea de base detectada por el detector 46 indica la presencia de la casete. Sustancialmente los únicos haces de luz recibidos en el detector 46 son los que se reflejan internamente dentro del conducto de luz toroidal 50 por la TIR.
En contraste, cuando la placa empujadora 28 y su pantalla 36 con la lámina reflectante 38 están más cerca del conducto de luz toroidal 50, la luz fugada a través de la banda 52 es reflejada por la pantalla 36, lo que da como resultado luz adicional que es detectada por el detector 46, habilitando por ello la función de reiniciación. La luz adicional es reflejada desde la pantalla 36 sobre la cara de la placa empujadora 28, como resultado de la estrecha proximidad de la pantalla al conducto de luz toroidal.
Basándose en las descripciones anteriores, una amplia variedad de formas y materiales pueden ser utilizados para abordar una agrupación diversa de tareas de detección óptica dentro de un dispositivo de tratamiento de documentos.

Claims (14)

  1. imagen1
    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato para tratamiento de documentos que comprende:
    una porción receptora que aloja una fuente de luz (44) y un detector de luz (46);
    una casete de almacenamiento de documentos (20) que incluye una placa empujadora (28) con una parte reflectante 5 (36), y
    un elemento óptico (42),
    en que la fuente de luz (44), el detector de luz (46) y el elemento óptico (42) están dispuestos de manera que, durante la operación, una primera porción de luz procedente de la fuente de luz (44) que entra en el elemento óptico (42) se desplaza a lo largo de trayectos en el elemento óptico (42) de modo que sea redirigida por reflexión interna total hacia el
    10 detector de luz (26), y
    en que, durante la operación, una segunda porción de la luz que entra en el elemento óptico (42) pasa a través del elemento óptico (42) siendo dejada escapar intencionadamente del elemento óptico (42) y es reflejada por la parte reflectante (36) de la placa empujadora (28) hacia el detector (46),
    en que una cantidad de luz reflejada por la porción reflectante (36) hacia el detector (46) depende de una posición de la 15 placa empujadora (28) en la casete.
  2. 2. El aparato de la reivindicación 1 adaptado de manera que, durante la operación, un documento que es empujado a la casete (20) desde la porción receptora bloquea al menos parcialmente algo de luz procedente del elemento óptico (42) hacia el detector (46).
  3. 3. El aparato de la reivindicación 2 en que el elemento óptico (42) está ubicado adyacente a una ranura adaptada para 20 que el billete pase a través de la porción receptora a la casete (20).
  4. 4.
    El aparato de la reivindicación 1 en que la parte reflectante (36) está adyacente a un borde de la placa empujadora (28).
  5. 5.
    El aparato de la reivindicación 1 en que la parte reflectante (36) comprende una lámina reflectante.
  6. 6.
    El aparato de la reivindicación 5 en que la porción receptora incluye un microcontrolador adaptado para procesar
    25 señales procedentes del detector de luz (46) para determinar una posición de un documento con respecto a la casete (20).
  7. 7. El aparato de la reivindicación 6, en que el microcontrolador está adaptado para determinar basado en señales procedentes del detector (46) si un documento está siendo empujado a la casete (20) para almacenamiento en ella, opcionalmente,
    30 en que el microcontrolador está adaptado para determinar basado en señales procedentes del detector (46) si el documento ha pasado completamente a la casete (20).
  8. 8. El aparato de la reivindicación 6 en que el microcontrolador está adaptado para determinar una posición de la placa empujadora (28) en la casete (20) basado en señales procedentes del detector (46).
  9. 9.
    El aparato de la reivindicación 6, en que el microcontrolador está adaptado para utilizar señales procedentes del 35 detector (46) para determinar si la casete (20) está llena.
  10. 10. El aparato de la reivindicación 1 en que la parte reflectante (36) está adaptada de manera que, durante la operación, refleja menos luz de nuevo hacia el detector (46) cuando la casete (20) está llena, comparada con una cantidad de luz que refleja de nuevo hacia el detector cuando la casete (20) no está llena.
  11. 11.
    El aparato de la reivindicación 1 en que el elemento óptico (42) comprende una estructura de conducto de luz 40 prismático, opcionalmente en que el conducto de luz prismático está compuesto de policarbonato.
  12. 12.
    El aparato de la reivindicación 1 en que el elemento óptico (42) comprende una estructura de prisma con facetas que incluye una pluralidad de facetas.
  13. 13.
    El aparato de la reivindicación 12 en que el elemento óptico (42) comprende al menos cuatro facetas para redirigir la luz procedente de la fuente de luz (44) hacia el detector de luz (46) por reflexión interna total.
    45 14. El aparato de la reivindicación 1 en que el elemento óptico pasivo (42) comprende una estructura de conducto de luz toroidal tridimensional curvada suavemente.
  14. 15. El aparato de la reivindicación 14 en que el elemento óptico (42) incluye una estructura de banda (52) adaptada de
    8
    imagen2
    manera que, durante la operación del aparato, la segunda porción de luz es dejada escapar a través del elemento óptico
    (42) mediante la estructura de banda (52), opcionalmente en que la estructura de banda (52) está compuesta de policarbonato.
    9
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