Aparato y método para detectar el espesor de un documento de papel.

Un conjunto de detección de espesor de documentos de papel en dos dimensiones, para detectar el espesor de un documento de papel sobre un camino de transporte de documentos

, comprendiendo el conjunto una pluralidad de aparatos de detección de espesor de documentos de papel, comprendiendo cada aparato:

una primera unidad detectora que tiene un punto de contacto con los documentos de papel contiguo al camino de transporte de documentos, comprendiendo la unidad detectora un elemento piezoeléctrico, siendo una primera porción del elemento piezoeléctrico fija con respecto al camino de transporte de documentos, y estando el elemento piezoeléctrico situado de tal manera que el contacto entre un documento de papel y el punto de contacto con los documentos de papel cuando un documento de papel pasa por la unidad detectora a lo largo del camino de transporte de documentos provoca la deformación de una segunda porción del elemento piezoeléctrico con respecto a su primera porción; y

un circuito de detección conectado al elemento piezoeléctrico para proporcionar como salida una señal eléctrica basada en una carga generada por el elemento piezoeléctrico al deformarse, estando la señal de salida relacionada con el espesor del documento de papel;

donde los respectivos puntos de contacto con documentos de papel de cada aparato están espaciados lateralmente unos de otros en una dirección substancialmente perpendicular a la dirección de paso del documento de papel, de tal manera que la señal proporcionada como salida desde cada circuito de detección respectivo está relacionada con el espesor de correspondientes zonas lateralmente espaciadas del documento de papel;

comprendiendo además el conjunto un procesador diseñado para generar un mapa espacial en dos dimensiones del espesor de al menos una porción del documento de papel, basado en al menos algunas de las señales proporcionadas como salida, en las posiciones relativas de las correspondientes unidades detectoras y en el conocimiento de la velocidad a la cual el documento de papel pasa entre la superficie de referencia y la unidad detectora.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2009/002341.

Solicitante: DE LA RUE INTERNATIONAL LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: De La Rue House Jays Close Viables Basingstoke Hampshire RG22 4BS REINO UNIDO.

Inventor/es: WOODFORD,MALCOLM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > MAQUINAS DE FABRICAR PAPEL; METODOS DE PRODUCCION... > Otras partes constitutivas de máquinas para fabricar... > D21F7/06 (Indicación o regulación del espesor de las capas; Dispositivos de señalización)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización... > G01B7/06 (para la medida del espesor)
  • SECCION G — FISICA > DISPOSITIVOS DE CONTROL > MANIPULACION DE MONEDAS O PAPEL-MONEDA O DOCUMENTOS... > Verificación especialmente adaptada a la determinación... > G07D7/16 (Verificación de las dimensiones)

PDF original: ES-2453191_T3.pdf

 

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Aparato y método para detectar el espesor de un documento de papel.

Fragmento de la descripción:

Aparato y método para detectar el espesor de un documento de papel

Esta invención se refiere a técnicas para detectar el espesor de un documento de papel, que abarcan tanto la detección de una variación en el espesor del documento como la medida del espesor.

En muchas industrias de procesamiento de hojas de papel, es útil detectar el espesor, o cambios de espesor, de un documento de papel. Por ejemplo, en el campo de la manipulación de papel moneda, la detección del espesor de un billete de banco tiene muchas aplicaciones incluyendo: la detección de billetes solapados (“detección de dobles”) , en la cual la detección de un espesor aparente de un billete por encima de un umbral predeterminado se usa para identificar la presencia de billetes solapados; detección de cinta adhesiva, es decir, identificación de cuerpos extraños adheridos a billetes de banco, lo cual puede ser indicativo de construcción fraudulenta o de que el billete ya no es apto para volver a ser emitido; y en autenticación/denominación, donde un espesor medido a partir de un billete se puede comparar con valores o rangos conocidos para billetes genuinos, para ayudar a determinar el tipo de documento y/o su autenticidad. Se encuentran aplicaciones similares en otros campos del procesamiento de hojas de papel, incluyendo la impresión, así como la manipulación de otros documentos de papel tales como impresos, tarjetas, cheques, certificados y similares.

Los espesores de billetes de banco típicos varían en función de su construcción pero, como ejemplo, el billete de 20 libras esterlinas tiene un espesor medio en el intervalo de 100 a 120 micras. Los cuerpos extraños, tales como cinta adhesiva, que pueden estar adheridos al billete, tienen habitualmente un espesor del orden de 40 micras. Por lo tanto se deben emplear técnicas de detección de espesor de alta sensibilidad para detectar espesores o cambios de espesores en este nivel de magnitud.

Un método convencional de detección de espesor que se usa en el procesamiento de papel moneda implica la provisión de dos rodillos situados a través de la anchura del camino de los billetes de banco y situados uno enfrente del otro para conformar una separación entre ambos, a través de la cual es conducido un billete. Uno de los rodillos es fijo mientras que el otro está montado de tal manera que esté permitido su movimiento en la dirección perpendicular al plano del camino de los documentos. Cuando el documento de papel pasa a través de la separación, el rodillo sensor montado con el movimiento permitido es desviado para dar cabida al espesor del documento de papel dentro de la separación. En todo momento, el rodillo sensor es empujado hacia la separación entre rodillos de tal manera que si el espesor del documento disminuye, el rodillo sensor volverá hacia el rodillo de referencia. El movimiento del rodillo sensor es detectado por un detector de transformador diferencial variable lineal (LVDT) , el cual emplea solenoides situados alrededor de un núcleo ferro-magnético que está diseñado para moverse en conjunto con el rodillo sensor. El movimiento del núcleo con respecto a los solenoides modifica la inducción mutua entre dichos solenoides, provocando cambios en las tensiones inducidas, a partir de los cuales se puede deducir una magnitud del desplazamiento del rodillo sensor, y por lo tanto una medida del espesor del documento. En algunas implementaciones, se puede proporcionar un sensor LDVT en cada extremo del rodillo sensor para proporcionar dos medidas de desplazamiento o “canales”. Si la diferencia entre los dos canales supera un cierto umbral, se puede inferir una variación de espesor a través de la anchura del documento, lo cual puede ser indicativo de que una esquina del billete está doblada, por ejemplo. La presencia de cuerpos extraños tales como cinta adhesiva adheridos al documento se detecta identificando zonas anómalas de mayor espesor que se encuentren situadas por encima de la “meseta del billete” (una zona definida entre los bordes delantero y trasero del billete, excluyendo una sección cercana a cada borde para tener en cuenta posibles dobleces en las esquinas) . Las zonas que superan el espesor de la meseta por más de un cierto umbral son identificadas como cinta adhesiva.

En la Patente EP-A-0130824 se describe otro ejemplo de una técnica de detección de espesor, usada generalmente en detección de dobles. De nuevo, esta técnica utiliza parejas de rodillos situados uno enfrente del otro, en las cuales un rodillo está montado con el movimiento permitido y su desplazamiento se detecta usando un sensor de luz. En este ejemplo se proporcionan dos parejas de rodillos, haciendo posible inferir que un billete está doblado, o que sólo parte de un billete ha sido conducida, si las señales de cada pareja de rodillos son disimilares.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un conjunto de detección de espesor de documentos de papel en dos dimensiones, para detectar el espesor de un documento de papel sobre un camino de transporte de documentos, comprendiendo el conjunto una pluralidad de aparatos de detección de espesor de documentos de papel, y comprendiendo cada aparato:

una primera unidad detectora que tiene un punto de contacto con los documentos de papel contiguo al camino de transporte de documentos, comprendiendo la unidad detectora un elemento piezoeléctrico, siendo una primera porción del elemento piezoeléctrico fija con respecto al camino de transporte de documentos, y estando el elemento piezoeléctrico diseñado de tal manera que el contacto entre un documento de papel y el punto de contacto con los documentos de papel cuando un documento de papel pasa por la unidad detectora a lo largo del camino de transporte de documentos provoca deformación de una segunda porción del elemento piezoeléctrico con respecto a su primera porción; y

un circuito detector conectado al elemento piezoeléctrico para proporcionar como salida una señal eléctrica basada en una carga generada por el elemento piezoeléctrico al deformarse, estando la señal proporcionada como salida relacionada con el espesor del documento de papel;

donde los respectivos puntos de contacto con los documentos de papel de cada aparato están espaciados lateralmente unos de otros en una dirección substancialmente perpendicular a la dirección de paso del documento de papel, de tal manera que la señal proporcionada como salida desde cada respectivo circuito detector está relacionada con el espesor de correspondientes zonas espaciadas lateralmente del documento de papel;

comprendiendo además el conjunto un procesador diseñado para generar un mapa espacial en dos dimensiones del espesor de al menos una porción del documento de papel, basado en al menos algunas de las señales proporcionadas como salida, en las posiciones relativas de las correspondientes unidades detectoras y en el conocimiento de la velocidad a la cual el documento de papel pasa entre la superficie de referencia y la unidad detectora.

La invención también proporciona un método para detectar el espesor de un documento de papel sobre un camino de transporte de documentos, que comprende:

conducir un documento de papel a lo largo del camino de transporte de documentos más allá de una pluralidad de primeras unidades detectoras, teniendo cada primera unidad detectora un punto de contacto con los documentos de papel contiguo al camino de transporte de documentos, comprendiendo cada primera unidad detectora un elemento piezoeléctrico, siendo una primera porción del elemento piezoeléctrico fija con respecto al camino de transporte de documentos, provocando el contacto entre el documento de papel y el punto de contacto con los documentos de papel la deformación de una segunda porción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un conjunto de detección de espesor de documentos de papel en dos dimensiones, para detectar el espesor de un documento de papel sobre un camino de transporte de documentos, comprendiendo el conjunto una pluralidad de aparatos de detección de espesor de documentos de papel, comprendiendo cada aparato:

una primera unidad detectora que tiene un punto de contacto con los documentos de papel contiguo al camino de transporte de documentos, comprendiendo la unidad detectora un elemento piezoeléctrico, siendo una primera porción del elemento piezoeléctrico fija con respecto al camino de transporte de documentos, y estando el elemento piezoeléctrico situado de tal manera que el contacto entre un documento de papel y el punto de contacto con los documentos de papel cuando un documento de papel pasa por la unidad detectora a lo largo del camino de transporte de documentos provoca la deformación de una segunda porción del elemento piezoeléctrico con respecto a su primera porción; y

un circuito de detección conectado al elemento piezoeléctrico para proporcionar como salida una señal eléctrica basada en una carga generada por el elemento piezoeléctrico al deformarse, estando la señal de salida relacionada con el espesor del documento de papel;

donde los respectivos puntos de contacto con documentos de papel de cada aparato están espaciados lateralmente unos de otros en una dirección substancialmente perpendicular a la dirección de paso del documento de papel, de tal manera que la señal proporcionada como salida desde cada circuito de detección respectivo está relacionada con el espesor de correspondientes zonas lateralmente espaciadas del documento de papel;

comprendiendo además el conjunto un procesador diseñado para generar un mapa espacial en dos dimensiones del espesor de al menos una porción del documento de papel, basado en al menos algunas de las señales proporcionadas como salida, en las posiciones relativas de las correspondientes unidades detectoras y en el conocimiento de la velocidad a la cual el documento de papel pasa entre la superficie de referencia y la unidad detectora.

2. Un conjunto de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el punto de contacto con los documentos de papel es proporcionado por la segunda porción del elemento piezoeléctrico, estando la segunda porción del elemento piezoeléctrico diseñada para que durante el uso haga contacto con ella directamente un documento de papel.

3. Un conjunto de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la primera unidad detectora comprende además un conjunto intermedio que tiene una superficie de contacto que está montada con el movimiento permitido con respecto al camino de transporte de documentos y que está diseñada para que durante el uso haga contacto con ella un documento de papel para proporcionar el punto de contacto con los documentos de papel, estando adaptado el conjunto intermedio para comunicar movimiento de la superficie de contacto a la segunda porción del elemento piezoeléctrico.

4. Un conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la primera unidad detectora está adaptada para empujar el punto de contacto con los documentos de papel hacia el camino de transporte de documentos.

5. Un conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la unidad detectora está situada enfrente de una superficie de referencia fija del camino de transporte de documentos, provocando los documentos de papel conducidos durante el uso entre la superficie de referencia fija y el punto de contacto con los documentos de papel la deformación del elemento piezoeléctrico.

6. Un conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además una segunda unidad detectora como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, estando la segunda unidad detectora situada en el lado opuesto al primer lado del camino de transporte de documentos de tal manera que el punto de contacto con los documentos de papel de la primera unidad detectora está situado enfrente del punto de contacto con los documentos de papel de la segunda unidad detectora, pasando entre ellos el camino de transporte de documentos, y estando el circuito de detección conectado además al elemento piezoeléctrico de la segunda unidad detectora para de ese modo proporcionar como salida una o más señales eléctricas basadas en cargas generadas por los elementos piezoeléctricos primero y/o segundo, donde preferiblemente los elementos piezoeléctricos primero y segundo están diseñados para que se deformen en direcciones opuestas ante el paso de un documento de papel, y el circuito de detección está adaptado para sumar las señales eléctricas generadas por el elemento piezoeléctrico de la primera unidad detectora y por el elemento piezoeléctrico de la segunda unidad detectora.

7. Un conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el elemento piezoeléctrico es plano, teniendo una dimensión de espesor substancialmente menor que al menos una de sus dimensiones laterales.

8. Un conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el elemento piezoeléctrico comprende un material piezoeléctrico polimérico, preferiblemente fluoruro de polivinilideno piezoeléctrico, o un material piezoeléctrico cerámico, preferiblemente titanato zirconato de plomo (PZT) .

9. Un conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el circuito de detección comprende además un integrador adaptado para integrar en el tiempo la señal generada por el elemento o los

elementos piezoeléctricos, de tal manera que la señal proporcionada como salida por el circuito de detección corresponda a un espesor del documento de papel, donde el integrador comprende preferiblemente un circuito de integración analógico, más preferiblemente un amplificador integrador, o un convertidor analógico-digital diseñado para muestrear la señal generada por el elemento o los elementos piezoeléctricos, y un procesador adaptado para calcular la integral a partir de la señal muestreada.

10. Un conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una primera matriz de aparatos de detección de espesor de hojas de papel que se extiende a través de al menos una porción del camino de los documentos de papel en una dirección substancialmente perpendicular a la dirección de paso del documento de papel.

11. Un conjunto de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende además una segunda matriz de aparatos de detección de espesor de hojas de papel espaciada de la primera matriz en la dirección de transporte de documentos y que se extiende a través de al menos una porción de la anchura del camino de los documentos de papel en una dirección substancialmente perpendicular a la dirección de paso del documento de papel, estando la segunda matriz desalineada con respecto a la primera matriz en la dirección substancialmente perpendicular a la dirección de paso del documento de papel, donde preferiblemente cada una de las matrices primera y segunda de aparatos de detección de espesor de hojas de papel se extiende sobre menos que la anchura total del camino de los documentos de papel, y el conjunto comprende además módulos de transporte de documentos primero y segundo situados en línea con la respectiva matriz.

12. Un aparato o conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un procesador adaptado para comparar la señal o las señales de salida o el mapa espacial en dos dimensiones generado con al menos un perfil de señal o mapa predeterminado correspondiente a un documento de papel conocido, para determinar de ese modo un nivel de similitud entre el documento de papel detectado y el documento de papel conocido.

13. Un aparato de manipulación de documentos de papel que comprende un módulo de entrada para introducir documentos de papel en el aparato, un conjunto de transporte de documentos para conducir documentos de papel a lo largo de un camino de transporte de documentos desde el módulo de entrada hasta un módulo de salida, y un conjunto de detección de espesor de hojas de papel en dos dimensiones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 diseñado para detectar el espesor documentos de papel sobre el camino de transporte de documentos.

14. Un método para detectar el espesor de un documento de papel sobre un camino de transporte de documentos, que comprende:

conducir un documento de papel a lo largo del camino de transporte de documentos más allá de una pluralidad de primeras unidades detectoras, teniendo cada primera unidad detectora un punto de contacto con los documentos de papel contiguo al camino de transporte de documentos, comprendiendo cada primera unidad detectora un elemento piezoeléctrico, siendo una primera porción del elemento piezoeléctrico fija con respecto al camino de transporte de documentos, provocando el contacto entre el documento de papel y el punto de contacto con los documentos de papel la deformación de una segunda porción del elemento piezoeléctrico con respecto a su primera porción, estando la pluralidad de primeras unidades de detección espaciadas lateralmente unas de otras; estando los respectivos puntos de contacto con los documentos de papel de cada primera unidad detectora espaciados lateralmente en una dirección substancialmente perpendicular a la dirección de paso del documento de papel y

proporcionar como salida por medio de respectivos circuitos de detección señales eléctricas basadas en las cargas generadas por los elementos piezoeléctricos al deformarse, estando las señales proporcionadas como salida relacionadas con el espesor de correspondientes zonas lateralmente espaciadas del documento de papel;

comprendiendo además el método la generación de un mapa espacial en dos dimensiones del espesor de al menos una porción del documento de papel, basado en al menos algunas de las señales proporcionadas como salida, en las posiciones relativas de las correspondientes unidades detectoras y en el conocimiento de la velocidad a la cual el documento de papel pasa entre la superficie de referencia y la unidad detectora.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual el punto de contacto con los documentos de papel es proporcionado por la segunda porción del elemento piezoeléctrico de tal manera que, al pasar por la unidad detectora, el documento de papel hace contacto directamente con la segunda porción del elemento piezoeléctrico para provocar su deformación.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual el punto de contacto con los documentos de papel es proporcionado por una superficie de contacto de un conjunto intermedio que se proporciona en la al menos una unidad detectora, la cual está montada con el movimiento permitido con respecto al camino de transporte de documentos de tal manera que, al pasar por la unidad detectora, el documento de papel provoca movimiento de la superficie de contacto que es comunicado a la segunda porción del elemento piezoeléctrico por el conjunto intermedio.

17. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el cual una segunda unidad detectora como la definida en cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, está situada en el lado opuesto al primer lado del camino de transporte de documentos de tal manera que el punto de contacto con los documentos de papel de la primera unidad detectora está situado enfrente del punto de contacto con los documentos de papel de la segunda 5 unidad detectora, de forma que el documento de papel es conducido a lo largo del camino de transporte de documentos de papel entre las unidades detectoras primera y segunda, provocando deformación de los elementos piezoeléctricos primero y/o segundo, siendo la señal eléctrica proporcionada como salida generada por los elementos piezoeléctricos primero y/o segundo, comprendiendo el método preferiblemente además generar y proporcionar como salida una suma de las señales eléctricas basada en las cargas generadas por el elemento piezoeléctrico de la primera unidad detectora y por el elemento piezoeléctrico de la segunda unidad detectora.

18. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, que comprende además integrar en el tiempo la señal generada por el elemento piezoeléctrico o por cada uno de ellos, de tal manera que la señal proporcionada como salida por el circuito de detección corresponda a un espesor del documento de papel.

19. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, que comprende además comparar la

señal de salida o el mapa espacial en dos dimensiones generado con al menos un perfil de señal o mapa predeterminado correspondiente a un documento de papel conocido, para determinar de ese modo un nivel de similitud entre el documento de papel detectado y el documento de papel conocido.

20. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, en el cual el documento de papel es un documento de valor, preferiblemente un billete de banco, un cheque, un certificado, un pasaporte o una tarjeta de 20 identificación.

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