专利名称：用于同时读取多个表格的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于同时或按顺序读取一种或多种表格、文档或散装物品(如成包的票或零售货物)上的不同类型的数据的系统和方法。
背景技术：
图1示出了示例性终端2，该示例性终端2包括读取器4和插槽6，其中，读取器4 用于条形码，而插槽6通向安装在内部的、用于不同表格上的标记的光学读取器5。在即使终端2不是必不可少的也是重要的场所提供这些终端2，以在其他目的之外，对正被出示的表格和/或文档上的标记或数据进行识别、查对或认证。一个这样的示例性地点是零售店， 在零售店中代理商除了可以卖其他的通常被购买的零售物品或散装物品之外，还可以卖即时彩票(lottery instant)、网络游戏票(online game ticket)；成包的票；下注单(play slip)；和/或其他类型的彩票游戏(lottery game)。一般地，当即开型彩票(instant ticket)被玩家购买时，票具有显现在其上的条形码。可操作地，代理商通常通过向读取器 4出示票来扫描票上的条形码，条形码信息被经由终端发送到将票查对为中奖票的中心场所，并且将认证传回至代理商以给玩家支付中奖数额。特定票的中奖数额常常提供在票上。本文中术语“文档”被限定成包括但不限于任何类型的表格或文档，例如彩票 (lottery ticket)、下注票或游戏单，而表述“散装物品”被限定成包括但不限于任何类型的零售物品，例如成包的票、t-恤、玩具、杯子、或其他通常在零售环境中出售的物品。内部光学读取器5通过主动传动机构来处置文档。在前述的示例中，这样的主动传动机构用于读取彩票下注单。这样的下注单有许多表格，但通常包括由玩家为了以后的抽签或竞赛来标记下注单而选择的一组号码、图符、或其他图案(device)。一种普通类型是基诺(Keno)下注单，其中，由玩家预先选择一组号码并且将这组号码馈送到终端6中。此信息经由终端发送到将该信息登记并序列化的中心场所。序列号被发回到终端，该终端打印出具有号码和序列号等——并且通常具有所下注的游戏和日期以及序列号的条形码—— 的收据单。主动传动机构在本文中被限定为使用橡胶轮、环形带或轨道的输纸器或压紧传动机构、或者将文档传送到内部光学读取器5的真空系统。因为下注单是由下注者处置的，所以标记会不同，并且票可能被弯曲、卷起或被以其他方式不当地处置。终端具有通向内部光学读取器5的插槽6。主动传动机构将下注单变平、牢固地容纳下注单、记录下注单、对准下注单并携带下注单进入且通过读取器，并将下注单随同下注收据一起返回给下注者关于以上的基诺示例，基诺号码被抽出，且如果这些被抽出的号码符合收据上选择的某些或所有号码，那么该下注单是中奖的且该收据可以被出示给代理商用于支付。出示时，中奖收据上的条形码被读取器4扫描并从而被发送到中心场所，如果该收据被确认是中奖收据，那么该收据被验证且认证被返回到代理商以支付该用户。主动传动机构提供了以下的许多优点文档被保持在距离光源和光学成像器固定的、已知的距离处，文档被保持成平坦的和被对准的，且传动机构以均勻速度在成像器前面移动文档。因此，这样的机构除去了关于读取文档的许多可变因素并增强了文档读取的可靠性。这种终端的一个限制是需要两个分立的光学读取器来实现以上论述的目的。另一个限制是每个读取器的成本都是终端制造所引起的成本中非常大的部分，并实际上常常导致终端的总成本增加40% _50%。再一个限制是验证处理中两个读取器的使用会降低正被读取的信息的可靠性(也不能100%可靠)。还有另一个限制是利用两个分立的光学读取器的终端通常是较大的设备，该较大的设备需要较大的“台面面积(footptint) ”并因此占据零售商结账柜台上可利用的柜台空间的较大部分。有利的是提供这样一种单一光学读取器该单一光学读取器能够同时或按顺序读取不同类型的文档或表格、能够同时或按顺序读取同一文档或表格上的不同类型信息、且还能够与读取散装物品同时地或按顺序地执行这些读取功能。
发明内容
本发明通过提供如下具有一个或多个光敏面(成像器)的单一光学读取器组件来解决现有技术中的限制该光学读取器组件被布置成接收来自至少两个视场的图像，并且其中，与每个视场相关联的环境可以是不同的，例如不同的照明、适应不同大小的文件和大型物品的不同大小的室。视场中任何一个或全部又可以被分成一个或多个子视场。例如， 即开型彩票或散装物品可以在一个视场中而下注单在另一个视场中。这两种文档可以被同时读取或按顺序读取。示例性地，采用单一光学读取器，其中，该单一光学读取器的视场被划分成由光学屏障或挡板分离的两个或多个视场。第一视场被设计成读取第一文档类型上的第一编码 (例如条形码)，而第二视场读取第二表格类型(例如由下注者填写的下注单)，其中，该下注单由主动传动机构处置。在一个示例中，每个视场成像在分立的光敏面上。在此示例中， 两个光敏面被电子器件扫描以产生单一视频信号。两个光学表面可以提供不同的分辨率， 且它们可以提供对散装物品的深度的感知。在一个实施例中，光学视场包括具有1280X 1024分辨率的像素的方形矩阵。像素的一部分专门用来读取第一编码而另一部分专门用来读取主动传动机构中的第二类型。示例性地，如果第一编码是条形码，那么读取器从第一视场中搜索和与标准条形码印制样式相关联的光学响应对应的视频线；并且，如果第二编码是下注单上的标记，那么读取器解译第二视场以寻找由下注者填写的标记。示例性地，条形码可以使用任何标准符号，如1维条形码或2维条形码；相机可以是电荷耦合器件CCD或互补型金属氧化物半导体CMOS、二极管阵列或晶体管阵列，而光源可以是具有与相机灵敏度和被读取的印制表面相匹配的频率(例如630nm)或频谱的LED 阵列。可以在本发明中使用其他的光学成像器和其他的光源。因为选择光学成像器、光源及条形码的编码/解码在本产业中是公知的，因此以下仅附带提及。本领域技术人员将会理解尽管将参考示例性实施例、附图和使用方法来进行下面的详细描述，但是本发明不意在被这些实施方式和使用方法所限制。而是，本发明是广泛范围的且意在被限定成仅如所附权利要求中阐述的那样。
本发明的以下描述涉及附图，其中图1是具有光学读取器的现有技术终端的视图；图2A是根据本发明而构造的光学读取器的视图；图2B是适合在本发明中使用的光学/电子系统的示意框图；图2C是根据本发明而构造的光学读取器的另一视图；图3是适合在本发明中使用的硬件/软件系统的框图；图4是1280X1024像素的单一相机视域的示意图，该视域被分成两个视域，每个视域具有产生在其上的不同的图像。
具体实施例方式以下论述说明了本申请的示例，其中，一种类型的表格或文档上的标记与另一类型的表格或文档上的标记被同时读取或被按顺序读取。例如，即开型彩票上的条形码可以与下注单上的标记被同时读取。然而，本发明还可以有利地处理其他的文档。此外，虽然以下的论述说明了主动传动机构用于文档的使用，但是，在其他的应用中，可以在没有主动传动机构的情况下处理两个或多个文档和散装物品，而相反地，在其他的应用中，可以提供两个主动传动机构。图2A示出了终端3，该终端3具有开口 20以及入口 22，该开口 20通到其中文档或散装物品(分别诸如条形编码票或成包的票)可以被插入且被读取的室，该入口 22通到其中另一个文档(诸如下注单)可以被插入且被读取的另一个室。这些读取可以是按顺序的或同时的。图2B示出了终端3内布置在光学成像器的过滤器29、透镜36和光敏面38侧部附近的光源组件34。这里，“光学成像器”是指光敏面38以及透镜36和过滤器29 (如果存在的话)的组件39。在某些应用中可以不存在透镜36和过滤器29。不透明侧面37阻止光线21直接照到过滤器29中。光线21从组件28发出，且光线23例如从票的包24’和下注单26’处反射并回到光学成像器39。散装物品——在该情况下为标有条形码27的成包的票24’——穿过开口 20插入到室30中。包的条形码27'被光线21照射。下注单26可以插入到开口 22中，在该开口 22中主动传动机构25携带下注单26进入室32中(且随后携带其从室32出来)。下注单 26’也被光线21照射。在两种情况下，来自票的包的条形码27’和下注单26’的反射光线 23回到光学成像器39。
光学成像器的光敏面38被电子器件40扫描，该电子器件40输出作为承载图像的像素的数据流的视频信号42。尽管可能存在两个或更多个不同的具有可读编码信息的文档和/或散装物品，软件仍可以将整个光敏面解译成一幅图像。 可替代地，软件可以单独解译每个文档或散装物品的图像。每个像素由表示每个目标上特定位置处的光学强度(灰度和/或颜色)值的电信号(或信号组)来表示。图像是目标的光学表示，且像素通常从左到右并从上到下地行进从而呈现被照射的目标24’和 26’的图像。图2B中的光源组件34照射目标24’和26’ 二者，并且来自这些目标的反射光23 回到光学过滤器29。可以将单一光源布置成照射全部目标，或者可以将光源阵列布置成照射全部目标，或者可以将具有不同光学特性的分立的光源各自布置成照射一个目标。将腔 30和腔32内的其他表面定向且加黑以消除可能被反射回光学过滤器的伪反射(spurious reflection)。挡板44是将室30和室32彼此分离的物理屏障。以此方式，目标24’将在光敏面38的大约一半的部分上成像，而来自目标26’的光将仅照在光敏面38的其他部分上。在其他的实施例中，取决于所采用的一个或多个挡板的布置，光敏面的不同区域将具有其他目标(未示出)的图像。示例性地，过滤器29和透镜36 二者调节光信号。过滤器29可以除去与目标相关联的任意背景颜色，而透镜36将光聚焦到光敏面38上。光敏面38可以是许多光敏感的电子光学阵列(如(XD、二极管阵列、CMOS阵列、或者任何相似的设备)中的一个。(甚至可以使用电视TV摄像管。)这些光学阵列通常被以 X/Y样式扫描，该扫描样式直接映射目标的区域。如本领域技术人员已知的那样，将存在比例因数(scale factor)，而被扫描的目标区域可能不代表整个目标。图2C示出了在终端3内竖直安装在两个室30和32上方的光学读取器组件39。 两个表格24和26，在被插入到室30和室32中时分别位于光学读取器39下方。虽然图2C示出了被挡板44隔开的两个室30和32，但是其他的应用可以包括具有用于容纳散装物品文档的开口的附加的室。这些附加的室可以包括环境，且可以被附加的挡板分离，这些附加的挡板结合有附加的光源。也可以采用附加的主动传动机构。在另外的其他的应用中，具有光学读取器的分室组件可以按照与其他终端功能 (如与中心局通讯等)分离的独立配置来布置。图3示出了到相机电子器件40的图像时序和控制信号45，和到电子组件41的像素的视频数据流42。电子组件41具有处理器系统46，该处理器系统46虽然优选地包括 DSP(数字信号处理器)或FPGA(现场可编程门阵列)，但是也可以在某些应用中使用微处理器。处理系统46包括至少用于按钮、显示器和通信设备的1/0(输入/输出)设备驱动器和缓冲器。存储器48包括至少一个或多个图像缓冲器和操作应用程序。在一个实施例中，外部的、可移除的闪存49用于向处理器系统46上载应用程序。从终端3移除闪存49 就从终端移除了所有软件。网络可以是互联网或专用网络，但是任一情况下，信息都必须被加密以防止外部干扰，例如对即开型彩票的图示讨论(illustration discussion)的干扰、对游戏业务的干扰等。根据此示例，中奖游戏票上的条形码可以被发送到其中对票进行查对的中心控制器 52。一旦被查对，中央控制器52将向代理商返回核准以对票进行支付。
图4表示进入电子组件41的、程式化形式的像素，在这些像素上映射有目标24， 和26’。在一个实施例中，像素以1280X1024的水平线和垂直线阵列的方形样式分布。这里，一半(512条)的线用于条形码图像60而另一半(512条)线用于下注单图像62。像素阵列可以成不同比例，并被用来利于读取不同类型的票和下注单。由已知程序使用条形码的样式和下注单的印制部分来识别和读取条形码的信息和下注单上的信息。挡板44可以在光敏面(这里是像素阵列)上投射阴影，该阴影会去除掉像素的几条水平线使其不参与室30和室32中的物品的图像。
条形码的读取可以包括读取相邻的水平视频线和关联视频样式以限定条形码并随后将其解码。如以上提到的，对条形码成像的表面和对投注单(bet slip)成像的表面可以是两个不同表面，这两个表面可以作为产生单一视频信号的一个表面被电子地读取出。然而，用于条形码的条形码成像器也可以分成给视场添加对深度的感知的两个表面。如果整个条形码成像在两个表面的每一个上，具有非平坦条形码的散装物品可以通过双目观察提供的观察深度被更好地读取。应当理解，以上描述的实施例在本文中作为示例被提出，并且可以对这些实施例进行许多变化和替换。从而，本发明应当被广泛地视为仅如下文所附权利要求中阐述的那样被限定。
权利要求
1.一种用于处理来自至少两个不同环境的图像的光学读取器，其包括 第一环境，其用于容纳第一文档或散装物品；至少第二环境，其用于容纳第二文档或散装物品； 光源组件，其用于照射所述第一环境和所述至少第二环境；光学读取器组件，其具有至少一个光敏面——成像器，所述光学读取器组件被构造成根据来自每个环境的反射光来接收图像，来自所述第一环境的图像在所述光敏光面的第一部分上，而来自所述至少第二环境的图像在所述光敏面的第二部分上；以及电子器件和软件，所述电子器件用于扫描所述光敏面，所述软件用于解码来自每个图像的信息。
2.根据权利要求1所述的光学读取器，其还包括光学过滤器，其接收所述反射光并光学地过滤所述反射光，以及透镜，其将所述反射光聚焦到所述光敏面上。
3.根据权利要求1所述的光学读取器，其还包括挡板，其设置在所述两个环境之间，其中，所述挡板向上延伸到所述光敏面附近，且基本上将所述反射光限制在每个环境之内。
4.根据权利要求1所述的光学读取器，其中，每个环境限定了视场。
5.根据权利要求1所述的光学读取器，其中，所述图像中的信息包括条形码和下注单上的标记。
6.根据权利要求1所述的光学读取器，其中，所述第一文档或散装物品是成包的票，而所述第二文档或散装物品是下注单。
7.根据权利要求1所述的光学读取器，其还包括主动传动机构，所述主动传动机构将所述第一文档物理地传送到所述第一环境。
8.根据权利要求1所述的光学读取器，其中，所述光源组件包括每个环境的分立光源。
9.根据权利要求1所述的光学读取器，其中，所述第一文档或散装物品是即开型彩票， 而所述第二文档或散装物品是成包的下注票。
10.一种用于读取来自至少两个环境的图像的方法，其包括以下步骤 照射第一环境；照射第二环境；将来自两个环境的光同时反射到具有至少一个光敏面的光学成像器上；以及扫描所述光学成像器并确定来自两个环境的反射光的图像中的信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其还包括以下步骤 将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过滤所述反射光。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤将从所述第一环境反射的所述光与来自所述第二环境的所述反射光隔开，其中，来自所述第一环境的所述反射光仅照射所述光敏面的第一部分，而来自所述第二环境的所述反射光仅照射所述光敏面的第二部分。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一图像的信息包括即开型彩票上的条形码，而第二所述图像上的信息包括下注单上的标记。
14.根据权利要求10所述的方法，其还包括以下步骤将所述第一文档传送到所述第一环境。
全文摘要
一种具有单一光学组件的光学读取器，该单一光学组件接收来自至少两个不同环境的图像。例如，一个环境可以被构造在第一室中，可以将具有条形码(27’)的文档或散装物品(24’)放入第一室。另一个环境可以被构造在具有主动传动机构(25)的第二室中，该主动传动机构(25)将具有光学可读标记的文档(26’)传送到读取位置。这些环境可以被防止光在两个环境之间发生泄漏的挡板(44)分离，且电子器件(40)和软件被构造成同时或按顺序对在来自两个环境的图像中发现的信息进行读取和解码。
文档编号G06K7/14GK102203798SQ200980142692
公开日2011年9月28日 申请日期2009年9月23日 优先权日2008年9月24日
发明者亨利·J·康斯坦特, 史蒂文·A·博齐, 布鲁斯·I·帕克斯 申请人:集特科公司