专利名称：处理光信息的方法,设备及包含此设备的邮政自动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理在EMC敏感区产生的光信息的方法，实现这一方法用于处理光信息的设备及至少包含一个这一设备的邮政自动机。
在目前的技术中，已有这样的方法和设备，例如申请号为PCT/US94/08641的国际专利申请，在专利合作协议PCT下公开的国际专利公开号为WO95/04257，其题目为“改进的光位移传感器”。在以上专利中，通过逐渐移动在红外光发射二极管和红外晶体管检测器之间的插杆而产生光信息。实际上，通过逐步移动插杆，减少了检测的红外光信号强度，此红外光信号由光发射二极管所发射。光信号强度的减少是插杆位移的一个度量，据此对信息进行处理以用于各种不同的应用，例如，一机械手可以感应一个物体是否在滑动，根据响应而夹紧它。就像在此申请的第二页行29至31所提到的那样，在多种环境下，光位移传感器的使用是相当灵活的。然而，在电磁兼容(EMC)非常敏感的区域，使用这一设备将引起对EMC敏感的传感器的静电放电(ESD)，并且连接到电子设备的电线会产生天线效应。
在EMC敏感区，产生光信息的另一个例子是光阀。在邮政自动化情况，光阀用作检测信件是否存在的检测器。光发射二极管将光束射向光敏晶体管，当信件通过光束时，对光束的阻挡确定了信件的存在。在邮政自动化中，由于皮带和滚筒之间的摩擦静电，这里成为一EMC敏感区。在敏感的传感器上，它产生静电放电；电线产生辐射和敏感性，其作用就同天线一样。
本发明的目的是给出一个如以上所述的处理光信息的设备，但是它适合于处理在EMC敏感区所产生的光信息。
按照本发明，这一目的的实现是由包括第一光导装置，光电变换器及电信号处理装置的处理光信息的设备来完成的。
实际上，对于在EMC敏感区产生的光信息，将其从EMC敏感区引导到EMC安全区；在EMC安全区将光信息变换为电信息并处理电信息，由于EMC敏感设备位于EMC安全区，他们不再受到电磁干扰。同时由于设备的电引线只出现在EMC安全区，它们也不会产生天线效应。
本发明的一个应用是对一个邮政自动机带来的改进。此系统检测信封上邮票的种类和邮票存在与否，系统工作于EMC敏感区。光信息是由一相机的光学透镜系统所采集的图象(image lift)，由此相机将光信息变换为电信息。借助于电线将电信息提供给印刷电路板以便进行处理。这里需要指出的是，由于相机具有EMC屏蔽，即抗静电放电，因而相机不再是EMC敏感组件并且问题不会发生在相机上。但是，电线会产生天线效应。按照本发明的方法，上述相机的两个功能被分开。透镜系统耦连到一光缆，光缆包括了预定数目的光纤，它们将光信息引导到一个EMC安全区域。将光信息变换为电信息的光电变换器以及包括处理电信息的电子元件的电路板都位于EMC安全区内，因此电线不再有天线效应。
在前一段的应用中，图像信息是借助于自然光获得的，然而通过照明信件和邮票可以得到更佳质量的图像。借助于光学的光产生光信息，其中光来自无闪烁的灯泡，灯泡位于EMC安全区。借助于多芯光缆将光引导到EMC敏感区。按照本发明，所述的设备处理在EMC敏感区产生的光信息；光信号产生的光信息由第二光导装置从EMC安全区引导到EMC敏感区；本发明的一个应用是条型码阅读器。本发明的另一个应用是存在检测器。实际上，处在EMC敏感区的光阀将光信号从第二光导装置指向第一光导装置，光信号的中断产生光信息，此光信息是存在检测器的度量信息。
引导光信号或光信息进出EMC敏感区的一个方式是用具有透镜和反射镜的系统，但是也可以用光缆地实现，本发明的第一光导装置是第一光缆，它至少包括第一光纤；第二光导装置是第二光缆，它至少包括第二光纤。
回到本发明对存在检测器的应用，检测器包括了一个光阀，把光信号从第二光导装置指向第一光导装置可能是不容易的，例如，若光导装置是光纤，光纤可能必须弯曲大约90度。为了避免这一点，光阀包含了第一光学透镜支架和第二光学透镜支架。这些透镜支架耦连到第一光导装置和第二光导装置而不用弯曲这些光导装置，每一支架包括有透镜和反射镜系统，它们反射和聚焦来自第二光导装置的光信号并指向第一光导装置。
存在检测器的一个可能应用是用于邮政自动化系统中。通过光信号的信件给出了中断的光信号。信件的存在与否是由处理随后的电信号来确定的。电信号可用于触发相机，相机然后采取信件的图像。
就像以上解释的那样，邮政自动机是对电磁兼容敏感的区域，这是因为皮带和滚筒产生摩擦静电。按照本发明，包括一处理光信息的设备提供了一个优点，即保护EMC敏感设备免于损坏。同时在邮政自动机附近用无线电话通信不产生电磁干扰也成为可能。
本发明以上所提到的目的以及其它目的和特征在通过参照一实例和有关的附图的描述后将变得更明显和容易理解，其中
图1是一邮政自动机部分的概貌图，它包括了一个按本发明给出的存在检测器；图2是一存在检测器截面的图示，截面是在图1的A-A处；图3是图1和图2中第一光学透镜支架LH1的纵向中心截面。
一个邮政自动机，例如邮件处理机，包含了各种不同的光学设备。邮件处理机具有面向处理(facing)功能，首先以正确的方式面对信件以便定位和辨认邮票，进一步定位并识别地址以便能以正确的方式分检信件。这些光学设备，例如光阀，当信件随机器的皮带滑过时，能检测出信件的存在。相机能摄取信件的图像以便确认邮票的种类或地址部分。如在描述的引论部分所解释那样，邮政自动机是一EMC敏感区，这是由于皮带和滚筒的运动产生摩擦静电所致。摩擦做功产生静电放电影响传感器并使电线产生辐射及敏感性。由于一个邮政自动机很易包括大约400个光学设备，这样静电放电和辐射可以是相当重要的。其相应的改进意味着邮政自动机性能的一个很大的改善。邮政自动机的整体工作超出了本发明的范围。本发明的目的是使用现在的发明来改进邮政自动机的性能。因此，在进一步的描述中，只解释一个按照本发明原理处理光信息的设备。
参照图1邮政自动机部分的概貌图，其中包括了一个根据本发明的存在检测器，下面对其进行解释。邮政自动机部件包括滚筒R1，R2，R3，R4及R5和传送皮带B1，B2，以及存在检测器。由于这是一个概貌图且有一个在邮政自动机下的底板BP(见图2)，存在检测器只有一部分是可见的。存在检测器的这一部分是一个光阀，它包括了第一光学透镜支架LH1和第二光学透镜支架LH2。
包括光阀LV的邮政自动机的这一部分其工作原理解释如下。邮政自动机另一部分的作用，在此不详细说明，滚筒R1，R2，R3和R5处于滚动状态。滚筒R驱动传送带B1和B2并带动滚筒R1，R2，R3和R4在粗短箭头方向转动。由于传送带B1和B2的转动，在邮政自动机入口的信件(此处没有画出)通过皮带B1和B2滑过邮政自动机的相应部分并在邮政自动机的出口部分沿长黑箭头方向离开。
第二光学透镜支架LH2将光信号指向第一光学透镜支架LH1，如图1白箭头所示。当光信号照到信件时，中断了光信号，然后产生光信息并确认信件的存在，详细情况在下一段中介绍。
参照图2存在检测器截面的示意图，载面是在图1中A-A处。首先将给出图2所示方块图的功能描述。根据这一描述，对于熟练的技术人员，功能块的作用是很明显的。此外，本发明即处理光信息的设备，在此优选的实施例中是一存在检测器，将在下面进一步详细说明。
据此截面，可以看到全部的存在检测器。存在检测器包括了以上所提的光阀LV，第一和第二光纤F1和F2，光电变换器OEC，电光变换器EOC及电处理装置PROC。
光阀包括上述第一和第二光学透镜支架LH1和LH2。第一光学透镜支架LH1包括透镜组L1a和L1b以及反射镜M1。第二光学透镜支架LH2包括透镜组L2a和L2b以及反射镜M2。
第一和第二光学透镜支架LH1和LH2是分别由两个透镜支撑体支持，该支撑体是空心支杆，固定在基板BP上。基板BP由铝构成，它是一很好的导体，具有非常低的电阻。必须提到的是，尽管在这一优选实施例中选择铝基板，对于熟练的技术人员而言，显然并不局限于使用铝作为基板BP。
光导装置，在此实施例中是第一和第二光纤F1和F2，分别耦连到第一和第二光学透镜支架LH1和LH2，并且分别被包括在透镜组支撑体S2和S2中。光纤F1和F2通过基板BP以便继续连到印刷电路板。第一光纤F1耦连到光电变换器OEC，它是安装在印刷电路板PCB上；第二光纤F2耦连到电光变换器EOC，它也是安在印刷电路板PCB上。对于电光变换器EOC，选择东芝Toslink发射器；对于光电变换器OEC，选择东芝Toslink接收器。
此外，电处理装置PROC也是安装在电路板PCB上的，并且耦连到光电变换器OEC和电光变换器EOC之间。必须提到，电处理装置PROC的详细工作原理叙述超出了本发明的范围，因而不再详细解释。
EMC敏感区是在基板以上的区域，也就是滚筒R1，R2，R3，R4和R5以及传送皮带B1和B2(见图1)的周围，并且包括了光阀LV和两个透镜组支撑体，支撑体包含光纤。EMC安全区是底板以下区域，底板的作用就像对来自底板以上EMC敏感区静电放电的一个缓冲区。底板BP保护EMC敏感设备，这些设备处于EMC安全区，也就是说，电光变换器EOC，光电变换器OEC和电处理装置PROC在EMC安全区。尽管在此优选实施例中，底板BP可产生足够的EMC安全区，但必须指出通过一明显确定的EMC安全区，如金属盒，可以取得更好的性能。
存在检测器工作原理如下。在EMC敏感区由电处理装置PROC提供给电光变换器EOC的电信号ES被变换为光信号OS。第二光纤F2将光信号OS从EMC安全区引导到EMC敏感区，也就是到第二光学透镜支架LH2。光信号OS由透镜组L2a聚焦，由反射镜M2反射，再由透镜组L2b聚焦，以便会聚成平行光束射入第一光学透镜支架LH1。
如在图1描述部分所解释那样，当信件通过光信号OS时，光信号OS被中断，然后产生光信息OI，OI是存在检测器的度量，由此确定信件的存在与否。
第一光学透镜支架LH1采集光信息OI，利用透镜组L1b聚焦光信息OI。光信息由反射镜M1反射并再一次由透镜组L1a聚焦以便指向第一光纤F1并且被F1所收集。第一光纤F1把光信息OI从EMC敏感区引导到EMC安全区，也就是引导到光电变换器OEC，以便变换为电信息EI。电信息EI由电处理装置PROC在EMC安全区进行处理并被使用，例如触发相机，当信件通过光阀LV时，摄取信件的图像。
图3表示第一光学透镜支架LH1的纵向中心截面，第一光学透镜支架LH1包括透镜系统LS，其中有反射镜M1，透镜组L1a和L1b以及由苯乙烯-丙烯腈(SAN)构成的共聚物以保证聚焦和反射功能；透镜系统支架LSH，它包括了一个缩进的圆入口嘴，此入口滑入光纤，也就是第一光纤F1；以及一N型螺帽，当拧下入口嘴时，用于封闭缩口，因而将光纤F1紧紧连到光学透镜支架LH1。
必须注意，第二光学透镜支架与第一光学透镜支架相同，安在第一光学透镜支架LH1的对面。
必须注意，本发明的应用并不局限于图3所描述的透镜支架类型，很显然，对于一熟练的技术人员，也可使用其它类型的透镜支架将光信号OS从第二光导装置指向第一光导装置。
回到邮政自动机，本发明用于所包括的全部处理光信息的设备。此外，其它的包括有类似于图2的印刷电路板。电路板的互联是经过一菊链环网。这一环网连到中央处理器，以控制邮政自动机的整体工作，系统性能可有相当大的改进。
必须注意，在此优选实施例中，所有EMC敏感的元件和所有的导线都包括在EMC安全区内。但是，像电光变换器EOC一类的设备仍保留在EMC敏感区，因为这类设备比起光电变换器OEC，对EMC不太敏感。实际上，电光变换器EOC也可以封闭在金属或塑料包装中加以保护，由此电光变换器EOC成为一EMC屏蔽设备。但是，这个方法有一个缺点，这就是包装经常有边沿泄漏，提供给电光变换器的电信号必须引到EMC敏感区，而这将重新引入导线的天线效应。
应当指出，尽管以上所描述的邮政自动机有一个处于底板BP下面EMC安全区，本发明的应用对这类邮政自动机并不因此而减少。显然，对于熟练的技术人员而言，可以对上述的实施例进行一些小的修改以便将邮政自动机改造为具有EMC安全区的邮政自动机，安全区位于邮政自动机的其它部分。例如，安全区位于邮政自动机旁边的金属盒内。
最后，应当注意，尽管以上描述的处理光信息的设备是在邮政自动机中使用的存在检测器，对于存在检测器和邮政自动化领域并不会减少本发明的应用。实际上，以上所描述的本发明可以用于其它处理光信息的设备，这时产生光信息的环境可以是高压、旋转设备，或者摩擦设备产生静电的情况，并且有静电放电。
虽然本发明的原理在以上已结合特殊的设备描述过，很清楚，这只是通过举例来说明，而并不是限制本发明的范围。
权利要求
1.处理在EMC敏感区产生的光信息(OI)的方法，其特征在于所述的方法包括引导所述的光信息(OI)到一EMC安全区；在所述的EMC安全区将所述的光信息(OI)变换为电信息(EI)；在所述的EMC安全区对所述的电信息(EI)进行电信号处理；
2.按照权利要求1的处理光信息(OI)的方法，其特征在于所述的方法还包括在所述的EMC安全区将电信号(ES)变换为光信号(OS)；将光信号(OS)从所述EMC安全区引导到所述EMC敏感区；在所述EMC敏感区用所述光信号(OS)产生所述的光信息(OI)。
3.处理在EMC敏感区产生的光信息(OI)的设备，其特征在于所述设备包括第一光导装置，将所述光信息(OI)引导到EMC安全区域；包含在所述EMC安全区内的光电变换器(OEC)，将所述光信息(OI)变换为电信息(EI)；以及包含在所述EMC安全区内的电信号处理装置(PROC)，处理所述电信息(EI)。
4.根据权利要求3的处理光信息(OI)的设备，其特征在于所述设备还包括一光学透镜系统，摄取图像因而产生所述光信息(OI)，该系统耦连到第一光导装置，该光导装置为一光缆。
5.根据权利要求3的处理光信息(OI)的设备，其特征在于所述设备还包括包含在EMC安全区内的电光变换器(EOC)，将电信号(ES)转变为光信号(OS)；第二光导装置，将所述光信号(OS)从所述EMC安全区引导到所述EMC敏感区；以及包含在所述EMC敏感区的生成装置，用所述的光信号(OS)生成所述的光信息(OI)。
6.根据权利要求5的处理光信息(OI)的设备，其特征在于所述设备是一存在检测器并且所述生成装置是一光阀(LV)，用于将所述的光信号(OS)从所述第二光导装置指向所述第一光导装置，所述光信号(OS)的中断生成了所述的光信息(OI)，它是所述存在检测器的一个度量。
7.根据权利要求5的处理光信息(OI)的设备，其特征在于所述第一光导装置是第一光缆，它至少包括一个第一光纤(F1)；第二光导装置是第二光缆，它至少包括一个第二光纤(F2)。
8.根据权利要求6的处理光信息的设备，其特征在于所述光阀(LV)包括第一光学透镜支架(LH1)，耦连到所述第一光导装置；第二光学透镜支架(LH2)，耦连到所述第二光导装置，所包含的所述第一光学透镜支架(LH1)和所述第二光学透镜支架(LH2)将所述的光信号(OS)从所述第二光导装置指向第一光导装置。
9.根据权利要求6的处理光信息(OI)的设备，其特征在于所述存在检测器是在邮政自动机中使用，所述中断信息是由信件通过所述光信号(OS)时产生的。
10.邮政自动机，其特征在于所述所述邮政自动机至少包括一个如权利要求3中所述的处理光信息(OI)的设备。
全文摘要
处理在EMC敏感区产生的光信息(OI)的方法包括:将光信息(OI)引到EMC安全区;在EMC安全区将光信息(OI)变换为电信息(EI);在EMC安全区电处理电信息。实现该方法的设备及其在邮政自动机中的应用。
文档编号G01R1/02GK1187618SQ9712539
公开日1998年7月15日 申请日期1997年12月12日 优先权日1997年12月12日
发明者伊凡·卢兹 申请人:阿尔卡塔尔-阿尔斯托姆通用电气公司