專利名稱：成像系統(tǒng)中的選擇性工作距離范圍限制的制作方法
成像系統(tǒng)中的選擇性工作距離范圍限制
背景技術(shù)：
手持操作模式和免提操作模式的固態(tài)成像系統(tǒng)已經(jīng)在超市、倉(cāng)儲(chǔ)會(huì)員店、百貨公司、以及其他類型的零售商中使用多年，以電光地讀取目標(biāo)，諸如，一維條形碼符號(hào)，特別是通用產(chǎn)品編碼(UPC)類型，其中，每個(gè)目標(biāo)都具有沿著掃描方向隔開(kāi)的條形元素和空間元素行，其具有多種密度，諸如100% UPC,80% UPC和60% UPC。符號(hào)的密度被表征為沿著掃描方向的最窄符號(hào)元素或模塊，例如，條形元素或空間元素的寬度尺寸。在100% UPC.80% UPC、以及60% UPC符號(hào)密度的情況下，模塊分別測(cè)量出13密爾、10. 4密爾、以及7. 8密爾。固態(tài)成像系統(tǒng)包括具有一維或二維陣列的單元或光電傳感器的成像器，以及用于捕捉來(lái)自符號(hào)的光并且將所捕捉的光投射至成像器的聚焦透鏡組件，其中，所述單元或光電傳感器與成像器的視場(chǎng)中的圖像元素或像素對(duì)應(yīng)。這種成像器可以包括一維或二維電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q器件，并且類似于數(shù)字消費(fèi)相機(jī)中使用的成像器以捕捉圖像。聚焦透鏡組件包括用于在可以讀取符號(hào)的工作距離的范圍內(nèi)捕捉光的光學(xué)元件。成像系統(tǒng)通常進(jìn)一步包括發(fā)光器，以在利用從照明光源發(fā)射和被引導(dǎo)至符號(hào)以用于反射并且從其散射返回光的照明光進(jìn)行讀取期間，照射符號(hào)。照明光源可以位于系統(tǒng)內(nèi)和/或外部，并且通常包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。為了幫助操作者讀取期望符號(hào)， 成像系統(tǒng)通常裝配有對(duì)準(zhǔn)組件，其具有用于生成激光束的對(duì)準(zhǔn)激光器和用于從激光束生成可視對(duì)準(zhǔn)圖案，諸如“十字準(zhǔn)線”圖案的對(duì)準(zhǔn)光學(xué)器件(optics)。在讀取之前，操作者在對(duì)準(zhǔn)模式期間在將被成像的符號(hào)上訓(xùn)練對(duì)準(zhǔn)圖案。系統(tǒng)還進(jìn)一步包括用于處理由成像器生成的并且表示由陣列捕捉的返回光的電信號(hào)的電子電路，以及用于處理和解碼電信號(hào)以讀取每個(gè)被捕捉圖像的微控制器。因此，已知使用例如在美國(guó)專利No. 5，703，349中披露的用于捕捉符號(hào)的單色圖像的固態(tài)成像系統(tǒng)。還已知使用例如在美國(guó)專利No. 4，613，895中披露的具有用于捕捉符號(hào)的全色圖像的多埋溝的固態(tài)成像系統(tǒng)。通常提供具有640x480分辨率的二維(XD，該分辨率通?？梢栽赩GA監(jiān)視器中找到，但是其他分辨率尺寸也可以。在免提模式下，在“刷”模式下，操作者可以使承載目標(biāo)符號(hào)的產(chǎn)品在水平和/或豎直方向，和/或在對(duì)角方向滑動(dòng)或刷過(guò)系統(tǒng)的窗口?？商鎿Q地，在“呈現(xiàn)(presentation) ” 模式下，操作者可以將在產(chǎn)品上的符號(hào)呈現(xiàn)給窗口的大概中心區(qū)域。該選擇取決于操作者偏好或系統(tǒng)使用的工作臺(tái)的布局。在手持模式下，操作者在讀取期間將系統(tǒng)握在他或她的手中，并且使系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)將被讀取的目標(biāo)符號(hào)。操作者可以首先從工作臺(tái)面或支桿或支架提起系統(tǒng)。一旦讀取完成， 操作者就可以將系統(tǒng)放回到工作臺(tái)面或支桿以恢復(fù)免提操作。模式開(kāi)關(guān)通常設(shè)置在系統(tǒng)和 /或支桿上，以將系統(tǒng)配置為適當(dāng)?shù)氖殖只蛎馓崮Ｊ?。雖然已知成像系統(tǒng)通常滿足其預(yù)期目的，但是一個(gè)重要內(nèi)容涉及符號(hào)可以被讀取的工作距離的范圍。為了使手持模式有效，工作距離范圍通常被設(shè)計(jì)為較長(zhǎng)，例如，可以離系統(tǒng)很多英尺。長(zhǎng)工作距離范圍能夠使操作者讀取位于遠(yuǎn)離手持系統(tǒng)，例如，在偏遠(yuǎn)的架子上的，或者太大或太重或不方便運(yùn)送到手持系統(tǒng)的產(chǎn)品上的符號(hào)。然而，如果具有長(zhǎng)工作距離范圍的這種系統(tǒng)被放在工作臺(tái)面上或支桿上用于免提操作，則系統(tǒng)可能無(wú)意識(shí)地讀取偶然出現(xiàn)在視場(chǎng)中的產(chǎn)品上的符號(hào)。例如，在零售銷售點(diǎn)環(huán)境中，通常消費(fèi)者會(huì)將要購(gòu)買的很多產(chǎn)品同時(shí)傾卸到工作臺(tái)面上，在該情況下，系統(tǒng)將至少嘗試讀取分散在工作臺(tái)面周圍的所有那些產(chǎn)品上的符號(hào)。更壞的是，操作者不知道哪些符號(hào)已經(jīng)被讀取。所以希望在免提操作模式下限制這種系統(tǒng)中的長(zhǎng)工作距離范圍。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的一個(gè)特征在于電光地讀取位于與系統(tǒng)相距工作距離的范圍內(nèi)的目標(biāo)，諸如，特別是通用產(chǎn)品編碼(UPC)類型的條形碼符號(hào)的成像系統(tǒng)和方法。UPC符號(hào)包括沿著掃描方向間隔并且具有不同光反射率的條形元素和空間元素行。UPC符號(hào)具有多種密度，諸如100% UPC,80% UPC和60% UPC。符號(hào)的密度被表征為沿著掃描方向的最窄符號(hào)元素或模塊，例如，條形元素或空間元素的寬度尺寸。在100% UPC,80% UPC和60% UPC符號(hào)密度的情況下，模塊分別測(cè)量出13密爾、10. 4密爾和7. 8密爾。如下所述，符號(hào)具有隨著工作距離而改變的多個(gè)光學(xué)特性。該系統(tǒng)包括固態(tài)成像器，其具有圖像傳感器陣列，圖像傳感器陣列用于在視場(chǎng)內(nèi)捕捉來(lái)自符號(hào)的返回光，優(yōu)選地其借助于聚焦透鏡組件，并且用于生成表示被捕捉的返回光的電信號(hào)。優(yōu)選地，陣列是CCD或CMOS陣列。系統(tǒng)還包括控制器或編程的微控制器，其可操作用于將電信號(hào)解碼為表示符號(hào)的數(shù)據(jù)，并且用于確定符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，控制器可訪問(wèn)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器用于當(dāng)符號(hào)位于工作距離的范圍內(nèi)的受限區(qū)域中時(shí)，存儲(chǔ)符號(hào)的多個(gè)光學(xué)特性的已知值集合?？刂破鬟M(jìn)一步可操作用于，在符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼之后，處理被解碼符號(hào)的多個(gè)光學(xué)特性，并且當(dāng)每個(gè)被處理的光學(xué)特性位于由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，用于確定被解碼符號(hào)在受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。光學(xué)特性之一是符號(hào)元素大小特性?？刂破鞑僮饔糜冢谔幚矸?hào)元素大小特性期間，估計(jì)陣列中的多少傳感器捕捉來(lái)自具有最窄寬度尺寸的符號(hào)元素(即，模塊)的返回光。隨著與系統(tǒng)的工作距離增加，捕捉來(lái)自模塊的返回光的傳感器的數(shù)量減少。然而，僅依靠大小特性不足以確保符號(hào)在受限區(qū)域內(nèi)，主要是因?yàn)楸怀尸F(xiàn)的連續(xù)符號(hào)可能并且通常具有不同密度。因此，所依靠的另一光學(xué)特性是對(duì)比度特性。在處理對(duì)比度特性期間，控制器可進(jìn)行操作，以估計(jì)具有最窄寬度尺寸的符號(hào)元素之間的亮度的第一差值除以具有最寬寬度尺寸的符號(hào)元素之間的亮度的第二差值的對(duì)比率。通常，對(duì)比率在聚焦透鏡組件將返回光最優(yōu)地聚焦在成像器上的成像平面處最高。對(duì)比率在遠(yuǎn)離成像平面的方向上減小。系統(tǒng)具有殼體，殼體具有使返回光通過(guò)的窗口。受限區(qū)域優(yōu)選地具有附近子區(qū)域和中間子區(qū)域，其中，附近子區(qū)域優(yōu)選地在窗口和離窗口約兩英寸的工作距離之間，中間子區(qū)域優(yōu)選地位于窗口和離窗口約六英寸的工作距離之間。存儲(chǔ)器可操作用于存儲(chǔ)用于附近子區(qū)域的大小特性和對(duì)比度特性的接近值集合，以及用于中間子區(qū)域的大小特性和對(duì)比度特性的中間值集合。在符號(hào)被成功地解碼之后，控制器可進(jìn)行操作，用于當(dāng)大小和對(duì)比度特性位于由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的接近值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在附近子區(qū)域內(nèi)被成功地讀取，并且用于當(dāng)大小和對(duì)比度特性位于由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的中間值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在中間子區(qū)域內(nèi)被成功地讀取?？刂破鬟M(jìn)一步可操作用于在系統(tǒng)的手持操作模式和免提操作模式之間進(jìn)行區(qū)分。 控制器可操作用于當(dāng)在免提操作模式下，每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。電光地讀取位于與系統(tǒng)相距工作距離的范圍內(nèi)并且具有隨著工作距離而改變的多個(gè)光學(xué)特性的符號(hào)的方法通過(guò)以下操作來(lái)執(zhí)行在具有圖像傳感器陣列的固態(tài)成像器的視場(chǎng)內(nèi)捕捉來(lái)自符號(hào)的返回光；生成表示被捕捉的返回光的電信號(hào)；將電信號(hào)解碼為表示符號(hào)的數(shù)據(jù)；確定符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼；當(dāng)符號(hào)位于工作距離的范圍內(nèi)的受限區(qū)域內(nèi)時(shí)，存儲(chǔ)符號(hào)的多個(gè)光學(xué)特性的已知值集合；在符號(hào)被成功地解碼之后，處理符號(hào)的多個(gè)光學(xué)特性；以及當(dāng)每個(gè)被處理的光學(xué)特性位于所存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。被認(rèn)為是本發(fā)明的特性的新特征在所附權(quán)利要求中特別闡述。然而，當(dāng)結(jié)合附圖讀取時(shí)，本發(fā)明本身(關(guān)于其結(jié)構(gòu)和其操作方法)及其附加目的和特征將從特定實(shí)施例的以下描述最好地理解。


圖1是在工作臺(tái)模式下可操作用于捕捉來(lái)自將被電光讀取的目標(biāo)的光的便攜式成像系統(tǒng)的透視圖；圖2是在手持模式或工作臺(tái)模式下可操作用于捕捉來(lái)自將被電光讀取的目標(biāo)的光的另一便攜式成像系統(tǒng)的透視圖；圖3是在手持模式或工作臺(tái)模式下可操作用于捕捉來(lái)自將被電光讀取的目標(biāo)的光的又一便攜式成像系統(tǒng)的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的圖1的系統(tǒng)的多個(gè)組件的示意圖；圖5是其上具有虛擬掃描線的由圖1-3的系統(tǒng)讀取的符號(hào)的正視圖；圖6是沿著圖5的虛擬掃描線由檢測(cè)器組件生成的電信號(hào)的信號(hào)波形；以及圖7是描述根據(jù)本發(fā)明的方法的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1的附圖標(biāo)記10總的標(biāo)識(shí)用于處理交易的工作臺(tái)，尤其是對(duì)承載目標(biāo)符號(hào)的每個(gè)產(chǎn)品，諸如，罐頭12或盒子14進(jìn)行處理以進(jìn)行購(gòu)買的零售點(diǎn)處的結(jié)賬柜臺(tái)。柜臺(tái)包括 產(chǎn)品以刷過(guò)速度(swipe speed)滑過(guò)或被呈現(xiàn)到的工作臺(tái)面16 ；裝配在工作臺(tái)面16上的便攜式盒形垂直槽讀取器或成像系統(tǒng)20的通常為垂直或直立的平面窗口 18。工作臺(tái)職員或操作者22位于工作臺(tái)面的一側(cè)，并且成像系統(tǒng)20位于相對(duì)側(cè)。主機(jī)或現(xiàn)金/信用卡收銀機(jī)M位于操作者容易達(dá)到的范圍內(nèi)。操作者22還可以在成像期間將成像系統(tǒng)20握在其手中。圖2中的附圖標(biāo)記30總的標(biāo)識(shí)具有與成像系統(tǒng)20不同的配置的另一成像系統(tǒng)。 成像系統(tǒng)30也具有通常為垂直或直立的窗口 26，以及用于在工作臺(tái)面上支撐成像系統(tǒng)30 的由基座32支撐的槍形殼體28。從而，成像系統(tǒng)30可以被用作固定工作臺(tái)，在其中，產(chǎn)品可以滑過(guò)或刷過(guò)，或者可以被呈現(xiàn)給垂直窗口 26，或者其可以從工作臺(tái)面被撿起并且握在操作者手中，并且被用作手持成像系統(tǒng)，在其中，觸發(fā)器；34被手動(dòng)地按壓，以啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)的成像。在另一改變中，可以省略基座32?？傮w上，圖3的附圖標(biāo)記50標(biāo)識(shí)具有與成像系統(tǒng)20、30不同的又一操作配置的另一便攜式電光成像系統(tǒng)。系統(tǒng)50具有窗口和槍形殼體M，并且被示出在工作臺(tái)模式下由工作臺(tái)面上的支架52支撐。從而，系統(tǒng)50可以用作固定工作臺(tái)，在其中，產(chǎn)品滑過(guò)或刷過(guò)其窗口，或者在手持模式下可以將其從支架撿起并且握在操作者手中并且被用作手持系統(tǒng)， 在其中，觸發(fā)器56被手動(dòng)地按壓，以啟動(dòng)對(duì)符號(hào)的讀取。如圖4中的典型系統(tǒng)20所示，每個(gè)系統(tǒng)20、30、50都包括裝配在外殼43中的成像器40和聚焦透鏡組件41。成像器40是固態(tài)器件，例如，CXD或CMOS成像器，并且具有可操作用于在視場(chǎng)內(nèi)且位于近工作距離(WDl)、中間工作距離(WD2)以及遠(yuǎn)工作距離(WD3)之間的工作距離范圍內(nèi)，捕捉來(lái)自目標(biāo)，例如，一維UPC符號(hào)60 (參見(jiàn)圖5)通過(guò)窗口 18的光的尋址圖像傳感器或像素的線性或區(qū)域陣列。在優(yōu)選實(shí)施例中，WDl離窗口 18約兩英寸，WD2 離窗口 18約六英寸，并且WD3離窗口 18超過(guò)十二英寸。通過(guò)本發(fā)明還可以預(yù)期這些距離的其他數(shù)值。發(fā)光器也裝配在成像系統(tǒng)中，并且優(yōu)選地包括布置成均勻地照射符號(hào)60的多個(gè)光源，例如，發(fā)光二極管(LED)42。如圖4所示，成像器40和發(fā)光器LED 42可操作地連接至可操作用于控制這些組件的操作的控制器或微處理器36。優(yōu)選地，微控制器36與用于對(duì)從目標(biāo)符號(hào)散射的光解碼并且用于處理被捕捉的目標(biāo)圖像的微控制器相同。在操作期間，微控制器36發(fā)送命令信號(hào)，以使發(fā)光器LED 42在短時(shí)間段內(nèi)脈動(dòng)， 假定為500微秒或更少，并且激勵(lì)成像器40僅在所述時(shí)間段內(nèi)收集來(lái)自目標(biāo)的光。典型陣列需要約16至33毫秒來(lái)獲取整個(gè)目標(biāo)圖像，并且以每秒約30至60幀的幀速率來(lái)進(jìn)行操作。陣列可以具有大約一百萬(wàn)個(gè)尋址圖像傳感器。經(jīng)常地，發(fā)光器LED 42在幾毫秒內(nèi)脈動(dòng)， 特別是當(dāng)在很難明亮地照射符號(hào)目標(biāo)的擴(kuò)展范圍內(nèi)工作時(shí)。在這些環(huán)境下，照明可以被啟動(dòng)達(dá)約30ms。如上所述，在系統(tǒng)10、30、50中的任何一個(gè)的手持模式下，工作距離范圍通常被設(shè)計(jì)為較長(zhǎng)，例如，離相應(yīng)系統(tǒng)超過(guò)一英尺。長(zhǎng)工作距離范圍能夠使操作者22讀取位于遠(yuǎn)離手持系統(tǒng)，例如，在偏遠(yuǎn)的架子上，或太大、或太重、或不便于傳送至手持系統(tǒng)的產(chǎn)品上的符號(hào)。然而，如果具有長(zhǎng)工作距離范圍的這種系統(tǒng)被放在工作臺(tái)面16上或者支桿52上， 以用于免提操作，則系統(tǒng)可能無(wú)意識(shí)地讀取偶然出現(xiàn)在視場(chǎng)內(nèi)的產(chǎn)品。例如，在零售銷售點(diǎn)環(huán)境10中，通常消費(fèi)者會(huì)將待購(gòu)買的很多產(chǎn)品同時(shí)傾卸到工作臺(tái)面16上，在該情況下，系統(tǒng)將至少嘗試讀取分散在工作臺(tái)面16周圍的所有那些產(chǎn)品上的符號(hào)。更壞的是，操作者22 不知道哪些符號(hào)已經(jīng)被讀取。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在免提操作模式下，這種系統(tǒng)中的工作距離范圍被限制在受限區(qū)域內(nèi)。例如，工作距離范圍可以限于窗口和WDl之間的附近子區(qū)域，或者窗口和WD2 之間的中間子區(qū)域。這樣，在免提模式操作下不讀取超過(guò)WD2的符號(hào)。為此目的，控制器36可訪問(wèn)存儲(chǔ)器44，存儲(chǔ)器44用于當(dāng)符號(hào)60位于工作距離的范圍內(nèi)的受限區(qū)域，即，附近子區(qū)域或中間子區(qū)域中時(shí)，將符號(hào)60的多個(gè)光學(xué)特性的已知值集合存儲(chǔ)在查找表(參見(jiàn)以下描述的表1- 中。如下詳細(xì)描述的，這些光學(xué)特性隨著工作距離而改變。在符號(hào)60被成功地解碼之后，控制器36可操作用于處理解碼符號(hào)的多個(gè)光學(xué)特性，并且用于當(dāng)每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于由存儲(chǔ)器44存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)， 確定被解碼的符號(hào)在受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。光學(xué)特性之一是符號(hào)元素大小特性。陣列40成功地對(duì)符號(hào)進(jìn)行解碼的能力取決于斑點(diǎn)(blur)和每個(gè)模塊的像素(PPM)。PPM是指被用于對(duì)最小的符號(hào)，S卩，最窄寬度元素 (即，模塊)進(jìn)行成像所采用的像素?cái)?shù)量。例如，PPM為1指示符號(hào)的最窄元素通過(guò)成像陣列40的單個(gè)像素成像，并且PPM為2指示符號(hào)的最窄元素通過(guò)成像陣列40的兩個(gè)像素成像，等等。改進(jìn)成像系統(tǒng)能夠成功地用低到0. 7的PPM對(duì)符號(hào)進(jìn)行讀取，即進(jìn)行成像和解碼。 成像系統(tǒng)成功地讀取高密度符號(hào)的能力隨著PPM增加而增加。在處理符號(hào)元素大小特性期間，控制器36可進(jìn)行操作以估計(jì)陣列40中的多少像素捕捉來(lái)自具有最窄寬度尺寸的符號(hào)元素(即，模塊)的返回光。如下所述，表1-3列出作為用于三個(gè)不同密度的UPC符號(hào)的工作距離的函數(shù)的 PPM。隨著與系統(tǒng)的工作距離的增加，捕捉來(lái)自模塊的返回光的像素的數(shù)量(即PPM)減少。 從而，已知PPM是工作距離的指示符，并且可以在限制的工作距離范圍時(shí)使用。然而，僅依靠PPM特性不足以確保符號(hào)處于特定距離，主要是因?yàn)樗尸F(xiàn)的連續(xù)符號(hào)可以并且通常具有不同密度，從而，用于在第一工作距離處的第一密度的第一符號(hào)和在第二工作距離處的第二密度的第二符號(hào)的PPM值可能存在重疊。因此，所依靠的另一光學(xué)特性是對(duì)比度特性或調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)，其類似于在移動(dòng)激光束掃描儀時(shí)的調(diào)制特性的深度。成像陣列40的像素行之一在符號(hào)60上被曝光，并且其實(shí)際在圖5中所示的虛擬掃描線62上捕捉返回光，并且類似于在移動(dòng)激光束掃描儀時(shí)的實(shí)際掃描線。成像陣列40生成可以由圖6中所示的信號(hào)波形舉例說(shuō)明的模擬信號(hào)。參數(shù)cN表示具有最窄寬度尺寸的鄰近符號(hào)元素之間的亮度的第一差值。參數(shù)cW表示具有最寬寬度尺寸的鄰近符號(hào)元素之間的亮度的第二差值。在處理對(duì)比度特性期間，控制器36可操作用于估計(jì)第一差值cN除以第二差值cW的對(duì)比率，并且將其結(jié)果乘以因數(shù)100。如下所述，表1-3列出作為用于三個(gè)不同密度的UPC符號(hào)的工作距離的函數(shù)的對(duì)比率。通常，對(duì)比率在聚焦透鏡組件最優(yōu)地將返回光聚焦至成像器40的成像平面處最高。 對(duì)比率在遠(yuǎn)離該成像平面的方向上減小。在符號(hào)被成功地解碼之后，控制器36可操作用于當(dāng)PPM和對(duì)比率特性位于由存儲(chǔ)器44存儲(chǔ)的附近值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在附近子區(qū)域內(nèi)被成功地讀取。例如，參考表1-3，當(dāng)PPM大于6. 43并且對(duì)比率小于67. 92 (100% UPC)時(shí)，或者當(dāng)PPM大于5. 28并且對(duì)比率小于50(80% UPC)時(shí)，或者當(dāng)PPM大于3. 86并且對(duì)比率小于觀.57(60% UPC)時(shí)， 這發(fā)生在附近子區(qū)域中(小于或等于兩英寸)。在符號(hào)被成功地解碼之后，控制器36可進(jìn)行操作，以用于當(dāng)PPM和對(duì)比率特性位于由存儲(chǔ)器44存儲(chǔ)的中間值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在中間子區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。例如，參考表1-3，當(dāng)PPM大于2. 并且對(duì)比率大于59. 62(100% UPC)時(shí)，或者當(dāng) PPM大于1.83并且對(duì)比率大于56(80% UPC)時(shí)，或者當(dāng)PPM大于1. 37并且對(duì)比率小于 44. 44(60% UPC)時(shí)，這發(fā)生在中間子區(qū)域中(小于或等于六英寸)。
從而，如果PPM和對(duì)比率特性均位于用于各子區(qū)域的相應(yīng)值內(nèi)，則控制器36將接受被解碼符號(hào)，并且將結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程主機(jī)用于進(jìn)一步處理。如果PPM和對(duì)比率特性中的一個(gè)不位于用于各子區(qū)域的它們相應(yīng)的值內(nèi)，則控制器36將丟棄該結(jié)果。不存在對(duì)用于遠(yuǎn)工作距離WD3的PPM和對(duì)比率特性的值限制?？刂破?6進(jìn)一步可操作用于在系統(tǒng)的手持操作模式和免提操作模式之間進(jìn)行區(qū)分。系統(tǒng)殼體可以設(shè)置有機(jī)械、光學(xué)、或磁性開(kāi)關(guān)、或者模擬模式的開(kāi)關(guān)或傳感器，當(dāng)殼體被放在工作臺(tái)面16或支桿52上時(shí)，其被啟動(dòng)，以告知控制器36期望的是免提操作。系統(tǒng)殼體可以設(shè)置有用于相同目的的方向傳感器。控制器36可進(jìn)行操作，用于當(dāng)在免提操作模式下每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于由存儲(chǔ)器44存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)60 在受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。圖7是總結(jié)以上的流程圖。開(kāi)始于開(kāi)始框100，符號(hào)的圖像在框102被捕捉，并且在框104由控制器36解碼。如果在框106符號(hào)未被解碼，則控制器36返回至開(kāi)始框100 以等待另一符號(hào)。如果符號(hào)被成功地解碼，則控制器進(jìn)行至對(duì)PPM和對(duì)比率是否位于預(yù)期用于所選子區(qū)域的值的范圍內(nèi)的估計(jì)。首先，在框108測(cè)量PPM和對(duì)比率。在框110，對(duì)于用于每個(gè)密度的給定PPM，從表1-3推測(cè)對(duì)比率及其相應(yīng)距離的預(yù)期值。在框112，評(píng)估哪個(gè)推測(cè)的數(shù)據(jù)最接近實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，并且選擇最接近數(shù)據(jù)集合及其相應(yīng)距離。如果所選距離在受限范圍內(nèi)(框114)，則在框116，控制器36接受被解碼符號(hào)并且將結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程主機(jī)用于進(jìn)一步處理。如果所選距離不在受限范圍內(nèi)(框114)，則控制器36拒絕被解碼符號(hào)并且返回至開(kāi)始框100以等待另一符號(hào)。作為非限制性數(shù)字實(shí)例，在對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼之后，光學(xué)特性被測(cè)量為PPM =2. 0并且對(duì)比率=62%。通過(guò)從表1線性推測(cè)數(shù)據(jù)，推斷出，100% UPC符號(hào)在約6. 8英寸的距離并且對(duì)比率為53%處會(huì)產(chǎn)生PPM的值=2.0。對(duì)于80% UPC符號(hào)，從表2推測(cè)數(shù)據(jù)，推測(cè)的距離是5. 5英寸，并且對(duì)比率是64%。對(duì)于60% UPC符號(hào)，從表3推測(cè)數(shù)據(jù)，推測(cè)的距離是4. 2英寸并且對(duì)比率是44%。為80% UPC符號(hào)獲得的對(duì)比率(64% )最接近實(shí)際測(cè)量的對(duì)比率62%，從而期望工作距離應(yīng)該被評(píng)估為5. 5英寸。表 1100% UPC (13 密爾)
權(quán)利要求
1.一種成像系統(tǒng)，用于電光地讀取位于與該系統(tǒng)相距工作距離的范圍內(nèi)的符號(hào)，所述符號(hào)具有根據(jù)工作距離而改變的多個(gè)光學(xué)特性，所述系統(tǒng)包括固態(tài)成像器，具有圖像傳感器陣列，所述圖像傳感器陣列用于在視場(chǎng)內(nèi)捕捉來(lái)自所述符號(hào)的返回光，并且用于生成表示被捕捉的返回光的電信號(hào)；控制器，操作用于將所述電信號(hào)解碼為表示所述符號(hào)的數(shù)據(jù)，并且用于確定所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼；以及存儲(chǔ)器，用于當(dāng)符號(hào)位于所述工作距離的范圍內(nèi)的受限區(qū)域中時(shí)，存儲(chǔ)所述符號(hào)的所述多個(gè)光學(xué)特性的已知值集合，并且所述控制器進(jìn)一步操作用于，在所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼之后，處理被解碼符號(hào)的所述多個(gè)光學(xué)特性，并且用于當(dāng)每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于由所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的所述已知值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述符號(hào)沿著掃描方向具有不同光反射率和不同光寬度尺寸的元素；并且其中，所述控制器操作用于，在處理作為符號(hào)元素大小特性的所述光學(xué)特性之一期間，估計(jì)所述陣列中的多少所述傳感器捕捉來(lái)自具有最窄寬度尺寸的符號(hào)元素的所述返回光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器操作用于，在處理作為對(duì)比度特性的所述光學(xué)特性中的另一個(gè)光學(xué)特性期間，估計(jì)具有所述最窄寬度尺寸的符號(hào)元素之間的亮度的第一差值除以具有最寬寬度尺寸的符號(hào)元素之間的亮度的第二差值的對(duì)比率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述受限區(qū)域具有附近子區(qū)域和中間子區(qū)域；其中，所述存儲(chǔ)器操作用于存儲(chǔ)用于所述附近子區(qū)域的所述大小特性和所述對(duì)比度特性的附近值集合，以及用于所述中間子區(qū)域的所述大小特性和所述對(duì)比度特性的中間值集合；并且其中，所述控制器操作用于，在所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼之后，用于當(dāng)所述大小和所述對(duì)比度特性位于由所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的所述附近值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述附近子區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取，并且用于當(dāng)所述大小特性和對(duì)比度特性均位于由所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的所述中間值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述中間子區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，以及殼體，所述殼體具有使所述返回光通過(guò)的窗口，其中，所述附近子區(qū)域位于所述窗口和離所述窗口約兩英寸的工作距離之間，并且其中，所述中間子區(qū)域位于所述窗口和離所述窗口約六英寸的工作距離之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器進(jìn)一步操作用于在所述系統(tǒng)的手持操作模式和免提操作模式之間進(jìn)行區(qū)分，并且其中，所述控制器操作用于當(dāng)在所述免提操作模式下，在每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于由所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的所述已知值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
7.一種成像系統(tǒng)，用于電光地讀取位于與該系統(tǒng)相距工作距離的范圍內(nèi)的符號(hào)，所述符號(hào)具有隨著工作距離而改變的多個(gè)光學(xué)特性，所述系統(tǒng)包括用于在視場(chǎng)內(nèi)捕捉來(lái)自所述符號(hào)的返回光，并且用于生成表示被捕捉的返回光的電信號(hào)的裝置；用于將所述電信號(hào)解碼為表示所述符號(hào)的數(shù)據(jù)，并且用于確定所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼的控制裝置；以及用于當(dāng)符號(hào)位于所述工作距離的范圍內(nèi)的受限區(qū)域中時(shí)，存儲(chǔ)所述符號(hào)的所述多個(gè)光學(xué)特性的已知值集合的裝置，并且所述控制裝置進(jìn)一步操作用于，在所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼之后，處理被解碼符號(hào)的所述多個(gè)光學(xué)特性，并且用于當(dāng)每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于所存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制裝置進(jìn)一步操作用于在所述系統(tǒng)的手持操作模式和免提操作模式之間進(jìn)行區(qū)分，并且用于在所述免提操作模式下，當(dāng)每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于所存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
9.一種電光地讀取位于與系統(tǒng)相距工作距離的范圍內(nèi)的符號(hào)的方法，所述符號(hào)具有隨著工作距離而改變的多個(gè)光學(xué)特性，所述方法包括在具有圖像傳感器陣列的固態(tài)成像器的視場(chǎng)內(nèi)捕捉來(lái)自所述符號(hào)的返回光；生成表示被捕捉的返回光的電信號(hào)；將所述電信號(hào)解碼為表示所述符號(hào)的數(shù)據(jù)；確定所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼；當(dāng)符號(hào)位于所述工作距離的范圍內(nèi)的受限區(qū)域中時(shí)，存儲(chǔ)所述符號(hào)的所述多個(gè)光學(xué)特性的已知值集合；在所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼之后，處理所述符號(hào)的所述多個(gè)光學(xué)特性；以及當(dāng)每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于所存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在所述受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，并且沿著掃描方向配置具有不同光反射率和不同寬度尺寸的元素的符號(hào)；并且其中，通過(guò)估計(jì)所述陣列中的多少所述傳感器捕捉來(lái)自具有最窄寬度尺寸的符號(hào)元素的返回光來(lái)處理符號(hào)元素大小特性，從而執(zhí)行所述處理步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，通過(guò)估計(jì)將具有所述最窄寬度尺寸的符號(hào)元素之間的亮度的第一差值除以具有最寬寬度尺寸的符號(hào)元素之間的亮度的第二差值的對(duì)比率來(lái)處理對(duì)比度特性，進(jìn)一步執(zhí)行所述處理步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，并且配置具有附近子區(qū)域和中間子區(qū)域的受限區(qū)域；其中，通過(guò)存儲(chǔ)用于所述附近子區(qū)域的所述大小特性和所述對(duì)比度特性的附近值集合， 以及用于所述中間子區(qū)域的所述大小特性和所述對(duì)比度特性的中間值集合來(lái)執(zhí)行所述存儲(chǔ)步驟；以及，在所述符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼之后，當(dāng)所述大小特性和對(duì)比度特性位于所存儲(chǔ)的附近值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)在所述附近子區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取，并且當(dāng)所述大小特性和對(duì)比度特性位于所存儲(chǔ)的中間值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述中間子區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，并且使所述返回光通過(guò)殼體的窗口，并且將所述附近子區(qū)域配置成位于所述窗口和離所述窗口約兩英寸的工作距離之間，并且將所述中間子區(qū)域配置成位于所述窗口和離所述窗口約六英寸的工作距離之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，并且在所述系統(tǒng)的手持操作模式和免提操作模式之間進(jìn)行區(qū)分，并且當(dāng)在所述免提操作模式下，在每個(gè)被處理的光學(xué)特性均位于所存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定所述被解碼符號(hào)在所述受限區(qū)域內(nèi)已經(jīng)被成功地讀取。
全文摘要
一種用于電光地讀取位于與系統(tǒng)相距工作距離范圍內(nèi)的符號(hào)的系統(tǒng)和方法，其利用具有圖像傳感器陣列的固態(tài)成像器和控制器，其中，圖像傳感器陣列用于在視場(chǎng)內(nèi)捕捉從符號(hào)返回的光，并且用于生成表示被捕捉的返回光的電信號(hào)，控制器可操作用于將電信號(hào)解碼為表示符號(hào)的數(shù)據(jù)，并且用于確定符號(hào)已經(jīng)被成功地解碼。該符號(hào)具有多個(gè)光學(xué)特性，諸如，符號(hào)元素大小和對(duì)比度，其根據(jù)工作距離而改變。當(dāng)符號(hào)位于工作距離范圍內(nèi)的受限區(qū)域中時(shí)，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)符號(hào)的大小和對(duì)比度特性的已知值集合。在符號(hào)被成功地解碼之后，控制器進(jìn)一步可操作用于處理被解碼符號(hào)的大小和對(duì)比度特性，并且用于當(dāng)每個(gè)大小和對(duì)比度特性均位于由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的已知值集合內(nèi)時(shí)，確定被解碼符號(hào)已經(jīng)在受限區(qū)域內(nèi)被成功地讀取。
文檔編號(hào)G06K7/10GK102203799SQ200980144119
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者艾戈·維諾格拉多夫, 達(dá)留什·J·馬德伊 申請(qǐng)人:符號(hào)技術(shù)有限公司