專利名稱：用于電－光讀取一維標(biāo)記、包括二維目標(biāo)的圖像拍攝的處理點工作站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于讀取標(biāo)記的電-光讀出器，更具體地說，涉及用于不僅讀出一維標(biāo)記例如條形碼符號，而且用于通過圖像拍攝讀取二維標(biāo)記并用于拍攝其它二維目標(biāo)例如簽名、支票、信用卡、駕駛執(zhí)照和人的圖像的處理點工作站。
背景技術(shù)：
扁座式激光讀出器，也叫做“水平槽掃描器”，多年來一直在超市、倉庫、百貨公司以及其它種類的零售商的處理點工作站用于電-光讀取一維的條形碼符號，尤其是通用產(chǎn)品代碼(UPC)類型的符號。如美國專利5059779和5124539以及5200599中所例舉的，一個單一的水平窗口與工作站的水平的柜臺表面齊平地設(shè)置，并被裝入工作站的水平的柜臺表面內(nèi)。要被購買的產(chǎn)品具有識別符號，并一般跨過水平窗口滑動，通過所述窗口以基本向上的方向投射許多掃描線。當(dāng)至少一條掃描線掃過和產(chǎn)品相關(guān)的符號時，該符號便被處理和讀取。
所述許多掃描線是由掃描圖案發(fā)射器產(chǎn)生的，后者包括激光器，用于朝向安裝在軸上以便由電動機(jī)帶動繞軸轉(zhuǎn)動的反射元件發(fā)射激光束。多個靜止的反射鏡被繞軸設(shè)置。當(dāng)反射元件轉(zhuǎn)動時，激光束被連續(xù)地反射到靜止的反射鏡上，以便作為掃描線的掃描圖案通過水平窗口從反射鏡反射。
還已知處理點工作站具有面向工作站的操作者的基本上垂直的窗口。該基本上垂直的窗口定向成和水平窗口垂直，或者稍微向后傾斜。在工作站內(nèi)的掃描圖案發(fā)生器還以基本上向外的方向通過垂直窗口朝向操作者投射許多掃描線。用于垂直窗口的發(fā)生器可以和用于水平窗口的發(fā)生器相同或不同。操作者以“刷掃”方式滑動產(chǎn)品從右向左或者從左向右通過任何一個窗口。或者，操作者以“呈現(xiàn)”方式僅僅把產(chǎn)品上的符號呈現(xiàn)給任何一個窗口的中心。根據(jù)操作者的偏好或者根據(jù)工作站的布局進(jìn)行選擇。
有時垂直窗口不作為永久設(shè)施內(nèi)置在工作站內(nèi)。而是，配置一個垂直槽掃描器作為便攜式讀出器，其被置于現(xiàn)有的水平槽掃描器的柜臺面上。
每個產(chǎn)品必須由操作者定向，使符號背離操作者而直接朝向任何一個窗口。因而，在掃描期間，操作者不能準(zhǔn)確地看清符號所在的位置。在一般的“盲對準(zhǔn)(blind aim)”使用中，通常在符號被成功地讀取之前，操作者若干次對一個符號重復(fù)刷掃或呈現(xiàn)，從而減慢了事務(wù)處理速度并降低了生產(chǎn)率。
符號的盲對準(zhǔn)更加困難，這是因為符號的位置和方位是可變的。符號可能位于產(chǎn)品上的低處或高處，位于左方或右方，或者這之間的任何位置。符號的方位可以不定期向或“尖樁籬柵”方位，其中一維UPC符號的細(xì)長的平行條是垂直的，或者處于“梯子”方位，其中符號的條是水平的，或者處于這之間的任何方位角。
在這種環(huán)境下，重要的是，位于任何一個窗口并從該任何一個窗口投射的掃描線提供完整的覆蓋掃描區(qū)，其向下延伸盡可能接近柜臺面，在柜臺面上方盡可能高，并且跨過柜臺面的寬度盡可能寬。投射到窗口前方的空間內(nèi)的掃描圖案快速生長，以便覆蓋不位于窗口上而與其相距幾英寸的產(chǎn)品上的區(qū)域。該掃描區(qū)必須包括被定向成用于跨過該掃描區(qū)的整個范圍讀取以任何可能的方式定位的符號的掃描線。
雖然這些處理點工作站在處理涉及以下這樣的產(chǎn)品的事務(wù)時是有利的，所述產(chǎn)品和一維的符號相關(guān)聯(lián)，每個符號具有一排條和沿一個方向被分開的間隔，但是這些工作站不能處理二維的符號，例如Code 39，其引入了垂直追蹤單個符號內(nèi)的多排條和間隔圖案的構(gòu)思。Code 49的結(jié)構(gòu)在美國專利4794239中描述了。另一種二維的代碼結(jié)構(gòu)被稱為“PDF417”，并在美國專利5304786中被描述了，其用于增加可在給定量的表面面積上表示或存儲的數(shù)據(jù)的量。這種二維符號一般通過用于作為掃描線的光柵投射激光束的電-光讀出器讀取，其中每條掃描線沿一個方向通過各自的排延伸，所有的掃描線以基本上垂直的方向沿著二維符號的高度被分隔開。
一維符號和二維符號二者都還可以通過使用固態(tài)成像器來讀取。例如，可以使用圖像傳感器裝置，其具有對應(yīng)于該裝置的視野中的圖像元素或像素的一維或二維的單元或光電傳感器陣列。這種圖像傳感器裝置可以包括一維或二維的電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)的金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件，以及相關(guān)的電路，用于產(chǎn)生對應(yīng)于一個視野的像素信息的一維或二維陣列的電子信號。
因此，使用固態(tài)器件拍攝符號的單色圖像是已知的，例如在美國專利5703349中所述。使用具有多路隱藏的通道的固態(tài)器件用于拍攝目標(biāo)的全色圖像也是已知的，例如美國專利4613895中所述。通常提供具有VGA監(jiān)視器中通常為640×480分辨率的二維CCD，雖然其它的分辨率數(shù)值也是可能的。
不過，已知的處理點工作站不產(chǎn)生能夠讀取二維符號的光柵掃描，它們也不利用固態(tài)成像器拍攝二維目標(biāo)的圖像，特別是需要電-光讀取的二維符號。為了獲得目標(biāo)圖像，固態(tài)成像器，例如在專用數(shù)字照相機(jī)中體現(xiàn)的，必須相對于目標(biāo)被保持在靜止的位置。只有當(dāng)固態(tài)成像器相對于目標(biāo)符號被保持在固定位置時，符號的圖像才能被可靠地拍攝和譯碼，其中在符號中編碼的數(shù)據(jù)被發(fā)送給主機(jī)進(jìn)行處理。在其中操作者通過窗口刷掃符號(有時一次，有時幾次)，以及其中操作者以附加的朝向和離開窗口的運動分量呈現(xiàn)符號的處理點工作站的情況下，以及在符號在運動著的輸送帶上被輸送而通過窗口的某些情況下，由于在符號和成像器之間的相對運動而使符號的圖像變得模糊，結(jié)果，圖像不能成功地和可靠地被譯碼和讀出。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的在于改進(jìn)用于電-光讀取一維和二維符號的處理點工作站。
本發(fā)明的另一個目的在于，在處理點工作站可靠地拍攝二維目標(biāo)圖像而不使圖像變模糊。
本發(fā)明的另一個目的在于，在處理點工作站手動地或自動地拍攝各種目標(biāo)的圖像，以提高工作站的能力。
為實現(xiàn)這些以及可以從下面看出的本發(fā)明的其它目的，本發(fā)明的一個特征在于，簡要地說，一種用于處理事務(wù)的裝置，包括具有窗口的靜止的處理點工作站，以及安裝在工作站內(nèi)的電-光讀出器，所述讀出器可以通過操作用于通過所述窗口投射激光束作為許多掃描線，并且當(dāng)至少一條掃描線跨過和在窗口呈現(xiàn)的事務(wù)有關(guān)的一維標(biāo)記的至少一部分掃描時，電-光讀取所述一維標(biāo)記。例如，一維標(biāo)記是和通過工作站的物體有關(guān)的UPC符號。在優(yōu)選的應(yīng)用中，所述物體是顧客要購買的產(chǎn)品，工作站被安裝在零售設(shè)施例如超市內(nèi)。
按照本發(fā)明，一個二維的固態(tài)成像器被安裝在工作站內(nèi)，用于捕獲來自二維目標(biāo)的光。所述目標(biāo)可以是要被電-光讀取的二維符號。所述目標(biāo)也可以是個人支票、信用卡或者由顧客提供用于支付被購買的產(chǎn)品的借記卡。所述目標(biāo)還可以是顧客的簽名，或者是顧客本身。所述目標(biāo)還可以是顧客的一種識別形式，例如駕駛執(zhí)照，尤其是上面預(yù)先印有二維符號用于證明人的身份和年齡的識別形式。所述目標(biāo)甚至可以是操作者本身，用于為了安全目的而進(jìn)行的視頻監(jiān)視中。
成像器被固定地安裝在工作站，其可被安裝在窗口的后面，或者安裝在工作站的外部。當(dāng)工作站具有豎直窗口和水平窗口時，成像器可位于任何一個窗口的后面，不過最好安裝在豎直窗口的后面。當(dāng)需要視頻監(jiān)視時，最好把成像器隱藏在一個窗口的后面?？梢栽趩蝹€工作站內(nèi)利用一個以上的成像器，在這種情況下，成像器可被安裝在每個窗口的后面。
成像器可以手動地或自動地被啟動。例如，操作者可以手動地啟動成像器，以便拍攝被提供用于支付的支票或卡的圖像、或者顧客的簽名、顧客的駕駛執(zhí)照或顧客本人。在視頻監(jiān)視期間，最好在每當(dāng)收銀機(jī)被打開時、或者每當(dāng)符號被掃描和讀取時、或者定時地或者隨機(jī)地，成像器被自動地啟動，以拍攝操作者的照片。成像器是自由運行的，以拍攝二維符號的圖像。
成像器和一個高速照明器相關(guān)聯(lián)，以便使目標(biāo)的圖像能夠在一個非常短的時間間隔內(nèi)(例如100微秒的數(shù)量級)被獲取，使得即使在成像器和目標(biāo)之間具有相對運動，目標(biāo)的圖像也不會變模糊。


圖1是按照本發(fā)明的一種兩個窗口的處理點工作站的透視圖，用于讀取一維的標(biāo)記，并用于捕獲來自二維目標(biāo)的光；圖2是一個局部截面圖，局部地圖示圖1的工作站；以及圖3是圖1的工作站的各個元件的方塊電路圖。
具體實施例方式
圖1表示兩個窗口的處理點工作站10，其由零售商用于處理和具有識別符號的產(chǎn)品的購買有關(guān)的事務(wù)，所述識別符號一般為上述的UPC符號。工作站10具有被齊平地設(shè)置在柜臺面14內(nèi)的水平窗口12，以及被齊平地設(shè)置在柜臺面上方升高的殼體18中的垂直的或基本上垂直的(下面稱為“垂直的”或“豎直的”)窗口16。
第一激光掃描圖案發(fā)生器20，如圖2示意地表示的，通過操作用于基本上向上通過水平窗口1 2投射激光束作為第一組掃描線，第二激光掃描圖案發(fā)生器22，也如圖2示意地表示的，通過操作用于基本上側(cè)向地通過豎直窗口16投射激光束作為第二組掃描線。圖案發(fā)生器20，22可被組合，并使用單個激光源，還有射束分離器和折疊的反射鏡，用于引導(dǎo)單個激光束通過兩個窗口，或者，如圖所示，這兩個圖案發(fā)生器可以是兩個單獨的組件，每個具有其自身的激光源，用于引導(dǎo)各自的激光束通過各自的窗口，例如美國專利6631845中所述，該專利的全部內(nèi)容通過引用被包括在此。
在使用時，操作者24(例如在超市結(jié)帳柜臺工作的人)通過以上述的刷掃方式跨過各個窗口刷掃產(chǎn)品，或者通過以上述的呈現(xiàn)方式在各個窗口呈現(xiàn)產(chǎn)品，通過窗口12、18處理其上具有UPC符號28的產(chǎn)品26。如果符號28位于產(chǎn)品的底部，則通過水平窗口12投射的一條掃描線將經(jīng)過該符號。如果符號28位于產(chǎn)品的側(cè)部，則通過豎直窗口16投射的一條掃描線將經(jīng)過符號。
如至此所述的工作站是常規(guī)的，并通過操作用于讀取一維的UPC符號。按照本發(fā)明，在工作站內(nèi)安裝包括照明器32的成像器30，用于捕獲來自二維目標(biāo)的光，如下所述，二維目標(biāo)可以是二維的符號。成像器30是一個固態(tài)的區(qū)域陣列，最好是CCD或CMOS陣列。成像器30可以固定地安裝在工作站外部殼體18上，或者安裝在柜臺面14上，不過最好安裝在一個窗口的后面，尤其是豎直窗口16的后面?？梢允褂靡粋€或多個成像器，每個窗口一個。照明器32最好是多個光源，例如發(fā)光二極管(LED)，它們圍繞成像器30設(shè)置成環(huán)形，以對目標(biāo)均勻地照明，如下面詳細(xì)說明的。
如圖3所示，由圖案發(fā)生器20、22，區(qū)域成像器30和照明器32構(gòu)成的雙光學(xué)激光器模塊在操作上和微處理器34相連，微處理器用于控制這些元件的操作。優(yōu)選地，該微處理器和用于譯碼由標(biāo)記散射的光以及用于處理拍攝的目標(biāo)的圖像的處理器是同一個處理器。
在操作中，微處理器34向照明器32發(fā)出指令信號，以100微秒或更短的時間間隔給LED發(fā)脈沖，并激勵區(qū)域成像器30只在所述時間間隔內(nèi)采集來自目標(biāo)的光。通過在這個短的時間間隔期間拍攝目標(biāo)的圖像，即使在成像器和目標(biāo)之間具有相對運動，目標(biāo)的圖像也不會變模糊。
存在許多不同類型的、具有特定用途的目標(biāo)可用于增強(qiáng)工作站的操作。目標(biāo)可以是個人支票、信用卡或由顧客提供用于支付購買的產(chǎn)品的借記卡。操作者只需要在窗口16刷掃或呈現(xiàn)這些支付目標(biāo)便可拍攝圖像。
目標(biāo)還可以是簽名、駕駛執(zhí)照或顧客本身。拍攝駕駛執(zhí)照的圖像是尤其有用的，因為許多駕駛執(zhí)照利用具有年齡信息的二維標(biāo)記被編碼，這對于驗證顧客的年齡和顧客購買與年齡相關(guān)的產(chǎn)品例如酒精飲料或煙草產(chǎn)品的能力是有用的。
目標(biāo)可以是操作者本身，這用于出于安全目的進(jìn)行視頻監(jiān)視。因而，可以確定操作者是否實際上在掃描產(chǎn)品，或者只是使產(chǎn)品在窗口周圍通過，試圖旁路窗口而不向顧客收費，這在零售業(yè)犯罪中被稱為“私下簽定”。
目標(biāo)當(dāng)然可以是越來越廣泛地使用的二維符號，尤其是用于制造環(huán)境中和包裝遞送的情況下。有時，目標(biāo)包括不同長度的截短的符號，這經(jīng)?？稍诔Ｒ姷馁徫锟ā?yōu)惠券和忠誠卡上見到，在這些情況下，區(qū)域成像器可以讀取這些附加的符號。
成像器30的激勵可以是手動的并且由操作者啟動。例如，操作者可以按下按鈕或者腳踏板，或者簡單地打開收銀機(jī)抽屜。所述激勵也可以是自動的，以使得成像器以連續(xù)的圖像拍攝方式操作，當(dāng)然，對于操作者的視頻監(jiān)視以及對于解碼二維符號，這是一種希望的方式。
不過，在連續(xù)圖像拍攝方式期間產(chǎn)生的連續(xù)的視頻流可能使常規(guī)的視頻處理電路過載，結(jié)果使得丟掉目標(biāo)圖像的一些幀。按照本發(fā)明，一種高速視頻處理電路36接收連續(xù)的視頻流，并借助于自動識別電路38確定和選擇視頻流中的哪些圖像是一維符號，哪些圖像是二維符號，以及哪些圖像根本不是符號。在進(jìn)行這種選擇之后，自動識別電路38只把符號傳遞給微處理器34進(jìn)行譯碼。要被下載到自動識別電路的軟件被存儲在閃速存儲器44內(nèi)。這極大地減輕了微處理器34的計算負(fù)擔(dān)。非符號圖像可被直接傳遞給存儲器，例如RAM 40，或者由微處理器42直接傳遞給主機(jī)42。用于在一維和二維符號之間進(jìn)行自動識別的方法在美國專利6250551中披露了，該專利的全部內(nèi)容通過引用被包括在此。
在所附的權(quán)利要求中提出了新的要求保護(hù)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于處理事務(wù)的裝置，包括a)具有窗口的靜止的工作站；b)安裝在工作站內(nèi)的電-光讀出器，用于通過所述窗口投射激光束作為許多掃描線，并當(dāng)至少一條掃描線跨過和在窗口呈現(xiàn)的事務(wù)有關(guān)的一維標(biāo)記的至少一部分掃描時，電-光讀取所述一維標(biāo)記；以及c)被安裝在工作站的二維的固態(tài)成像器，用于在工作站捕獲來自二維目標(biāo)的光。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中成像器位于所述窗口的后面。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述窗口位于水平的平面內(nèi)，其中工作站具有位于和該水平的平面相交的平面內(nèi)的豎直的窗口，以及其中，成像器位于一個窗口的后面。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中成像器包括二維的電荷耦合器件(CCD)陣列。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中成像器包括用于以小于100微秒的時間間隔照亮目標(biāo)的照明器，以及其中，成像器只在所述時間間隔期間捕獲光。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中事務(wù)是對通過窗口的貨物的購買，以及其中，所述目標(biāo)是由顧客為支付購買的貨物而提供的個人支票和卡中之一。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述目標(biāo)還是簽名、駕駛執(zhí)照和顧客中之一。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述事務(wù)是對被操作者通過窗口的貨物的購買，以及其中，所述目標(biāo)是操作者。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述二維目標(biāo)是二維標(biāo)記，至少一個標(biāo)記和事務(wù)相關(guān)，并且一個普通的處理器可操作地和所述讀出器以及所述成像器相連，用于處理所述至少一個將被以電-光方式讀取的標(biāo)記。
10如權(quán)利要求1所述的裝置，其中成像器由操作者手動地啟動。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中成像器被自動地啟動。
12.一種用于處理事務(wù)的方法，包括以下步驟a)在靜止的工作站安裝窗口；b)通過窗口投射激光束作為許多掃描線，并且當(dāng)至少一條掃描線跨過和在窗口呈現(xiàn)的事務(wù)有關(guān)的一維標(biāo)記的至少一部分掃描時，以電-光方式讀取所述一維標(biāo)記；以及c)利用被安裝在工作站的二維的固態(tài)成像器，在工作站捕獲來自二維目標(biāo)的光。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括把成像器設(shè)置在窗口的后面。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括以小于100微秒的時間間隔照亮目標(biāo)，其中捕獲步驟通過只在所述時間間隔期間捕獲光來進(jìn)行。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括手動地啟動成像器。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括自動地啟動成像器。
全文摘要
一種固態(tài)成像器被安裝在處理點工作站，用于拍攝各種目標(biāo)的圖像，用于顧客識別、顧客支付驗證以及操作者監(jiān)視。成像器被手動地或自動地啟動，并高速操作，以防止由于在成像器和目標(biāo)之間的相對運動而使圖像變模糊。
文檔編號G06K15/00GK101019130SQ200580024935
公開日2007年8月15日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者喬爾·卡恩, 梅胡爾·M.·帕特爾, 羅伯特·梅, 愛德華·巴肯 申請人:訊寶科技公司