用於同時讀取多個表格的系統和方法

2023-06-07 19:44:46

專利名稱：用於同時讀取多個表格的系統和方法
技術領域：
本發明涉及用於同時或按順序讀取一種或多種表格、文檔或散裝物品(如成包的票或零售貨物)上的不同類型的數據的系統和方法。
背景技術：
圖1示出了示例性終端2，該示例性終端2包括讀取器4和插槽6，其中，讀取器4 用於條形碼，而插槽6通向安裝在內部的、用於不同表格上的標記的光學讀取器5。在即使終端2不是必不可少的也是重要的場所提供這些終端2，以在其他目的之外，對正被出示的表格和/或文檔上的標記或數據進行識別、查對或認證。一個這樣的示例性地點是零售店， 在零售店中代理商除了可以賣其他的通常被購買的零售物品或散裝物品之外，還可以賣即時彩票(lottery instant)、網路遊戲票(online game ticket)；成包的票；下注單(play slip)；和/或其他類型的彩票遊戲(lottery game)。一般地，當即開型彩票(instant ticket)被玩家購買時，票具有顯現在其上的條形碼。可操作地，代理商通常通過向讀取器 4出示票來掃描票上的條形碼，條形碼信息被經由終端發送到將票查對為中獎票的中心場所，並且將認證傳回至代理商以給玩家支付中獎數額。特定票的中獎數額常常提供在票上。本文中術語「文檔」被限定成包括但不限於任何類型的表格或文檔，例如彩票 (lottery ticket)、下注票或遊戲單，而表述「散裝物品」被限定成包括但不限於任何類型的零售物品，例如成包的票、t-恤、玩具、杯子、或其他通常在零售環境中出售的物品。內部光學讀取器5通過主動傳動機構來處置文檔。在前述的示例中，這樣的主動傳動機構用於讀取彩票下注單。這樣的下注單有許多表格，但通常包括由玩家為了以後的抽籤或競賽來標記下注單而選擇的一組號碼、圖符、或其他圖案(device)。一種普通類型是基諾(Keno)下注單，其中，由玩家預先選擇一組號碼並且將這組號碼饋送到終端6中。此信息經由終端發送到將該信息登記並序列化的中心場所。序列號被發回到終端，該終端列印出具有號碼和序列號等——並且通常具有所下注的遊戲和日期以及序列號的條形碼—— 的收據單。主動傳動機構在本文中被限定為使用橡膠輪、環形帶或軌道的輸紙器或壓緊傳動機構、或者將文檔傳送到內部光學讀取器5的真空系統。因為下注單是由下注者處置的，所以標記會不同，並且票可能被彎曲、捲起或被以其他方式不當地處置。終端具有通向內部光學讀取器5的插槽6。主動傳動機構將下注單變平、牢固地容納下注單、記錄下注單、對準下注單並攜帶下注單進入且通過讀取器，並將下注單隨同下注收據一起返回給下注者關於以上的基諾示例，基諾號碼被抽出，且如果這些被抽出的號碼符合收據上選擇的某些或所有號碼，那麼該下注單是中獎的且該收據可以被出示給代理商用於支付。出示時，中獎收據上的條形碼被讀取器4掃描並從而被發送到中心場所，如果該收據被確認是中獎收據，那麼該收據被驗證且認證被返回到代理商以支付該用戶。主動傳動機構提供了以下的許多優點文檔被保持在距離光源和光學成像器固定的、已知的距離處，文檔被保持成平坦的和被對準的，且傳動機構以均勻速度在成像器前面移動文檔。因此，這樣的機構除去了關於讀取文檔的許多可變因素並增強了文檔讀取的可靠性。這種終端的一個限制是需要兩個分立的光學讀取器來實現以上論述的目的。另一個限制是每個讀取器的成本都是終端製造所引起的成本中非常大的部分，並實際上常常導致終端的總成本增加40% _50%。再一個限制是驗證處理中兩個讀取器的使用會降低正被讀取的信息的可靠性(也不能100%可靠)。還有另一個限制是利用兩個分立的光學讀取器的終端通常是較大的設備，該較大的設備需要較大的「臺面面積(footptint) 」並因此佔據零售商結帳櫃檯上可利用的櫃檯空間的較大部分。有利的是提供這樣一種單一光學讀取器該單一光學讀取器能夠同時或按順序讀取不同類型的文檔或表格、能夠同時或按順序讀取同一文檔或表格上的不同類型信息、且還能夠與讀取散裝物品同時地或按順序地執行這些讀取功能。

發明內容
本發明通過提供如下具有一個或多個光敏面(成像器)的單一光學讀取器組件來解決現有技術中的限制該光學讀取器組件被布置成接收來自至少兩個視場的圖像，並且其中，與每個視場相關聯的環境可以是不同的，例如不同的照明、適應不同大小的文件和大型物品的不同大小的室。視場中任何一個或全部又可以被分成一個或多個子視場。例如， 即開型彩票或散裝物品可以在一個視場中而下注單在另一個視場中。這兩種文檔可以被同時讀取或按順序讀取。示例性地，採用單一光學讀取器，其中，該單一光學讀取器的視場被劃分成由光學屏障或擋板分離的兩個或多個視場。第一視場被設計成讀取第一文檔類型上的第一編碼 (例如條形碼)，而第二視場讀取第二表格類型(例如由下注者填寫的下注單)，其中，該下注單由主動傳動機構處置。在一個示例中，每個視場成像在分立的光敏面上。在此示例中， 兩個光敏面被電子器件掃描以產生單一視頻信號。兩個光學表面可以提供不同的解析度， 且它們可以提供對散裝物品的深度的感知。在一個實施例中，光學視場包括具有1280X 1024解析度的像素的方形矩陣。像素的一部分專門用來讀取第一編碼而另一部分專門用來讀取主動傳動機構中的第二類型。示例性地，如果第一編碼是條形碼，那麼讀取器從第一視場中搜索和與標準條形碼印製樣式相關聯的光學響應對應的視頻線；並且，如果第二編碼是下注單上的標記，那麼讀取器解譯第二視場以尋找由下注者填寫的標記。示例性地，條形碼可以使用任何標準符號，如1維條形碼或2維條形碼；相機可以是電荷耦合器件CCD或互補型金屬氧化物半導體CMOS、二極體陣列或電晶體陣列，而光源可以是具有與相機靈敏度和被讀取的印製表面相匹配的頻率(例如630nm)或頻譜的LED 陣列。可以在本發明中使用其他的光學成像器和其他的光源。因為選擇光學成像器、光源及條形碼的編碼/解碼在本產業中是公知的，因此以下僅附帶提及。本領域技術人員將會理解儘管將參考示例性實施例、附圖和使用方法來進行下面的詳細描述，但是本發明不意在被這些實施方式和使用方法所限制。而是，本發明是廣泛範圍的且意在被限定成僅如所附權利要求中闡述的那樣。


本發明的以下描述涉及附圖，其中圖1是具有光學讀取器的現有技術終端的視圖；圖2A是根據本發明而構造的光學讀取器的視圖；圖2B是適合在本發明中使用的光學/電子系統的示意框圖；圖2C是根據本發明而構造的光學讀取器的另一視圖；圖3是適合在本發明中使用的硬體/軟體系統的框圖；圖4是1280X1024像素的單一相機視域的示意圖，該視域被分成兩個視域，每個視域具有產生在其上的不同的圖像。
具體實施例方式以下論述說明了本申請的示例，其中，一種類型的表格或文檔上的標記與另一類型的表格或文檔上的標記被同時讀取或被按順序讀取。例如，即開型彩票上的條形碼可以與下注單上的標記被同時讀取。然而，本發明還可以有利地處理其他的文檔。此外，雖然以下的論述說明了主動傳動機構用於文檔的使用，但是，在其他的應用中，可以在沒有主動傳動機構的情況下處理兩個或多個文檔和散裝物品，而相反地，在其他的應用中，可以提供兩個主動傳動機構。圖2A示出了終端3，該終端3具有開口 20以及入口 22，該開口 20通到其中文檔或散裝物品(分別諸如條形編碼票或成包的票)可以被插入且被讀取的室，該入口 22通到其中另一個文檔(諸如下注單)可以被插入且被讀取的另一個室。這些讀取可以是按順序的或同時的。圖2B示出了終端3內布置在光學成像器的過濾器29、透鏡36和光敏面38側部附近的光源組件34。這裡，「光學成像器」是指光敏面38以及透鏡36和過濾器29 (如果存在的話)的組件39。在某些應用中可以不存在透鏡36和過濾器29。不透明側面37阻止光線21直接照到過濾器29中。光線21從組件28發出，且光線23例如從票的包24』和下注單26』處反射並回到光學成像器39。散裝物品——在該情況下為標有條形碼27的成包的票24』——穿過開口 20插入到室30中。包的條形碼27'被光線21照射。下注單26可以插入到開口 22中，在該開口 22中主動傳動機構25攜帶下注單26進入室32中(且隨後攜帶其從室32出來)。下注單 26』也被光線21照射。在兩種情況下，來自票的包的條形碼27』和下注單26』的反射光線 23回到光學成像器39。
光學成像器的光敏面38被電子器件40掃描，該電子器件40輸出作為承載圖像的像素的數據流的視頻信號42。儘管可能存在兩個或更多個不同的具有可讀編碼信息的文檔和/或散裝物品，軟體仍可以將整個光敏面解譯成一幅圖像。 可替代地，軟體可以單獨解譯每個文檔或散裝物品的圖像。每個像素由表示每個目標上特定位置處的光學強度(灰度和/或顏色)值的電信號(或信號組)來表示。圖像是目標的光學表示，且像素通常從左到右並從上到下地行進從而呈現被照射的目標24』和 26』的圖像。圖2B中的光源組件34照射目標24』和26』 二者，並且來自這些目標的反射光23 回到光學過濾器29。可以將單一光源布置成照射全部目標，或者可以將光源陣列布置成照射全部目標，或者可以將具有不同光學特性的分立的光源各自布置成照射一個目標。將腔 30和腔32內的其他表面定向且加黑以消除可能被反射回光學過濾器的偽反射(spurious reflection)。擋板44是將室30和室32彼此分離的物理屏障。以此方式，目標24』將在光敏面38的大約一半的部分上成像，而來自目標26』的光將僅照在光敏面38的其他部分上。在其他的實施例中，取決於所採用的一個或多個擋板的布置，光敏面的不同區域將具有其他目標(未示出)的圖像。示例性地，過濾器29和透鏡36 二者調節光信號。過濾器29可以除去與目標相關聯的任意背景顏色，而透鏡36將光聚焦到光敏面38上。光敏面38可以是許多光敏感的電子光學陣列(如(XD、二極體陣列、CMOS陣列、或者任何相似的設備)中的一個。(甚至可以使用電視TV攝像管。)這些光學陣列通常被以 X/Y樣式掃描，該掃描樣式直接映射目標的區域。如本領域技術人員已知的那樣，將存在比例因數(scale factor)，而被掃描的目標區域可能不代表整個目標。圖2C示出了在終端3內豎直安裝在兩個室30和32上方的光學讀取器組件39。 兩個表格24和26，在被插入到室30和室32中時分別位於光學讀取器39下方。雖然圖2C示出了被擋板44隔開的兩個室30和32，但是其他的應用可以包括具有用於容納散裝物品文檔的開口的附加的室。這些附加的室可以包括環境，且可以被附加的擋板分離，這些附加的擋板結合有附加的光源。也可以採用附加的主動傳動機構。在另外的其他的應用中，具有光學讀取器的分室組件可以按照與其他終端功能 (如與中心局通訊等)分離的獨立配置來布置。圖3示出了到相機電子器件40的圖像時序和控制信號45，和到電子組件41的像素的視頻數據流42。電子組件41具有處理器系統46，該處理器系統46雖然優選地包括 DSP(數位訊號處理器)或FPGA(現場可編程門陣列)，但是也可以在某些應用中使用微處理器。處理系統46包括至少用於按鈕、顯示器和通信設備的1/0(輸入/輸出)設備驅動器和緩衝器。存儲器48包括至少一個或多個圖像緩衝器和操作應用程式。在一個實施例中，外部的、可移除的快閃記憶體49用於向處理器系統46上載應用程式。從終端3移除快閃記憶體49 就從終端移除了所有軟體。網絡可以是網際網路或專用網絡，但是任一情況下，信息都必須被加密以防止外部幹擾，例如對即開型彩票的圖示討論(illustration discussion)的幹擾、對遊戲業務的幹擾等。根據此示例，中獎遊戲票上的條形碼可以被發送到其中對票進行查對的中心控制器 52。一旦被查對，中央控制器52將向代理商返回核准以對票進行支付。
圖4表示進入電子組件41的、程式化形式的像素，在這些像素上映射有目標24， 和26』。在一個實施例中，像素以1280X1024的水平線和垂直線陣列的方形樣式分布。這裡，一半(512條)的線用於條形碼圖像60而另一半(512條)線用於下注單圖像62。像素陣列可以成不同比例，並被用來利於讀取不同類型的票和下注單。由已知程序使用條形碼的樣式和下注單的印製部分來識別和讀取條形碼的信息和下注單上的信息。擋板44可以在光敏面(這裡是像素陣列)上投射陰影，該陰影會去除掉像素的幾條水平線使其不參與室30和室32中的物品的圖像。

條形碼的讀取可以包括讀取相鄰的水平視頻線和關聯視頻樣式以限定條形碼並隨後將其解碼。如以上提到的，對條形碼成像的表面和對投注單(bet slip)成像的表面可以是兩個不同表面，這兩個表面可以作為產生單一視頻信號的一個表面被電子地讀取出。然而，用於條形碼的條形碼成像器也可以分成給視場添加對深度的感知的兩個表面。如果整個條形碼成像在兩個表面的每一個上，具有非平坦條形碼的散裝物品可以通過雙目觀察提供的觀察深度被更好地讀取。應當理解，以上描述的實施例在本文中作為示例被提出，並且可以對這些實施例進行許多變化和替換。從而，本發明應當被廣泛地視為僅如下文所附權利要求中闡述的那樣被限定。
權利要求
1.一種用於處理來自至少兩個不同環境的圖像的光學讀取器，其包括 第一環境，其用於容納第一文檔或散裝物品；至少第二環境，其用於容納第二文檔或散裝物品； 光源組件，其用於照射所述第一環境和所述至少第二環境；光學讀取器組件，其具有至少一個光敏面——成像器，所述光學讀取器組件被構造成根據來自每個環境的反射光來接收圖像，來自所述第一環境的圖像在所述光敏光面的第一部分上，而來自所述至少第二環境的圖像在所述光敏面的第二部分上；以及電子器件和軟體，所述電子器件用於掃描所述光敏面，所述軟體用於解碼來自每個圖像的信息。
2.根據權利要求1所述的光學讀取器，其還包括光學過濾器，其接收所述反射光並光學地過濾所述反射光，以及透鏡，其將所述反射光聚焦到所述光敏面上。
3.根據權利要求1所述的光學讀取器，其還包括擋板，其設置在所述兩個環境之間，其中，所述擋板向上延伸到所述光敏面附近，且基本上將所述反射光限制在每個環境之內。
4.根據權利要求1所述的光學讀取器，其中，每個環境限定了視場。
5.根據權利要求1所述的光學讀取器，其中，所述圖像中的信息包括條形碼和下注單上的標記。
6.根據權利要求1所述的光學讀取器，其中，所述第一文檔或散裝物品是成包的票，而所述第二文檔或散裝物品是下注單。
7.根據權利要求1所述的光學讀取器，其還包括主動傳動機構，所述主動傳動機構將所述第一文檔物理地傳送到所述第一環境。
8.根據權利要求1所述的光學讀取器，其中，所述光源組件包括每個環境的分立光源。
9.根據權利要求1所述的光學讀取器，其中，所述第一文檔或散裝物品是即開型彩票， 而所述第二文檔或散裝物品是成包的下注票。
10.一種用於讀取來自至少兩個環境的圖像的方法，其包括以下步驟 照射第一環境；照射第二環境；將來自兩個環境的光同時反射到具有至少一個光敏面的光學成像器上；以及掃描所述光學成像器並確定來自兩個環境的反射光的圖像中的信息。
11.根據權利要求10所述的方法，其還包括以下步驟 將所述反射光聚焦到所述光敏面上，以及在所述反射光入射所述光敏面之前過濾所述反射光。
12.根據權利要求10所述的方法，還包括以下步驟將從所述第一環境反射的所述光與來自所述第二環境的所述反射光隔開，其中，來自所述第一環境的所述反射光僅照射所述光敏面的第一部分，而來自所述第二環境的所述反射光僅照射所述光敏面的第二部分。
13.根據權利要求10所述的方法，其中，所述第一圖像的信息包括即開型彩票上的條形碼，而第二所述圖像上的信息包括下注單上的標記。
14.根據權利要求10所述的方法，其還包括以下步驟將所述第一文檔傳送到所述第一環境。
全文摘要
一種具有單一光學組件的光學讀取器，該單一光學組件接收來自至少兩個不同環境的圖像。例如，一個環境可以被構造在第一室中，可以將具有條形碼(27』)的文檔或散裝物品(24』)放入第一室。另一個環境可以被構造在具有主動傳動機構(25)的第二室中，該主動傳動機構(25)將具有光學可讀標記的文檔(26』)傳送到讀取位置。這些環境可以被防止光在兩個環境之間發生洩漏的擋板(44)分離，且電子器件(40)和軟體被構造成同時或按順序對在來自兩個環境的圖像中發現的信息進行讀取和解碼。
文檔編號G06K7/14GK102203798SQ200980142692
公開日2011年9月28日 申請日期2009年9月23日 優先權日2008年9月24日
發明者亨利·J·康斯坦特, 史蒂文·A·博齊, 布魯斯·I·帕克斯 申請人:集特科公司