説明

差動パン機能を備えるイメージ・スキャナのための装置、方法およびシステム

【課題】光学コードの移動に関連するぼやけが低減する光学コードを走査するための光学コード・イメージ・スキャナ装置を提供する。
【解決手段】バーコードの差動パンにより、イメージ・スキャナを通過するバーコードの移動に関連するぼやけが低減または除去される画像取込装置によりバーコードまたは他の光学コードを走査するためのイメージ・スキャナ装置、方法およびシステム。バーコードの画像は、イメージ・スキャナを通過するバーコードの見掛け上の移動の少なくともある部分を打ち消す方向に、画像取込装置を横切ってパンされるか、または移動する。画像取込装置の方向へのバーコードの見掛け上の動きが低減し、そのため取り込んだ画像内のバーコードのぼやけが低減する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に記載する装置、方法およびシステムは、概して、撮像バーコード・スキャナの改善に関する。特に、光学コードの通過速度が速い場合の撮像バーコード・スキャナによる1パス目による光学コードの読み取りの成功率の改善に関する。
【背景技術】
【0002】
バーコード・スキャナは、情報を格納するためにバーコードを使用する種々様々な用途に使用される。小売業者、航空会社、セルフサービス、自動車、小荷物配送、薬剤、健康管理およびその他の業種のような産業は、在庫管理、顧客識別、アイテム追跡、セキュリティおよび多くの他の機能を提供するために光学コードを使用する。バーコードは、バーコード・スキャナにより読み取られるか、または走査される。バーコードは、対象物に取り付けられるかまたは印刷され、対象物についての情報または関連する情報を含む。典型的なバーコードは、スペースにより分離している多数のバーからなる。情報は、バーおよびスペースの幅を変えることによりバーコード上で符号化される。バーコードがバーコード・スキャナの視野内に置かれると、スキャナは、バーコード内の符号化されている情報を検索するために、バーコードを形成しているバーおよびスペースを検出し、分析し、復号する。この動作は、バーコードの走査または読み取りとも呼ばれる。バーコード上に符号化されている情報は、通常、例えば、万国製品コード(UPC)またはEANコードのような一連の数字または英数字である。
【0003】
撮像バーコード・スキャナ(イメージ・スキャナとも呼ばれる)は、バーコードのデジタル画像を取り込み、次にバーコードを検出し、復号するために画像を処理することによってバーコードを読み取る。スキャナが、そのバーコードの1パス目の際にスキャナに提示されるすべてのバーコードの読み取りに成功すればバーコード・スキャナにとって有利である。これは1パス目による読み取りの成功と呼ばれる。1パス目によりバーコードの読み取りに成功することができれば、チェックアウト・ステーションのところの作業の流れを良好に維持するのが容易になり、チェックアウト全体のプロセスをスピードアップするのが容易になる。1パス目による読み取りの成功率を高くすると、スキャナの操作者のストレスを軽減できることも分かっている。セルフ・チェックアウト端末を操作している操作者が顧客の場合には特にそうである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
撮像スキャナの1パス目による読み取りの成功率は、バーコードの通過速度が増大すると悪影響を受ける。バーコードの通過速度が増大すると、イメージ・スキャナが取り込むバーコードの画像がぼやけ始める。バーコードがぼやけると、バーコードを正確に検出し、復号するイメージ・スキャナの機能が低下し、そのため1パス目による読み取りの成功の回数が低減する。バーコードのサイズ、バーコードの忠実度、照明およびスキャナに対するバーコードの向きのような外部的要因により、1パス目による読み取りの成功の最大通過速度は大幅に変化する。これらおよび他の要因はイメージ・スキャナで制御することができないので、バーコードを1パス目により高速で読み取るためには、イメージ・スキャナにより制御することができる方法により、ぼやけをできるだけ低減することが重要である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
このため、本発明は、光学コードの移動に関連するぼやけが低減する光学コードを走査するための光学コード・イメージ・スキャナ装置であって、前記光学コードを含む画像を取り込むために動作することができる画像取込装置と、前記画像取込装置が光学コードの画像を取り込んだ場合に、前記画像取込装置を横切って前記光学コードのある方向を向いている画像をパンする(カメラの向きを上下左右に移動しつつ撮像する)ことにより、前記画像取込装置に対する前記光学コードの見掛け上の動きを低減する画像方向付け装置と、を備える装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】画像走査システムのある実施形態のブロック図である。
【図2】画像方向付け装置のある実施形態の図面である。
【図3】本発明のある実施形態のハイ・レベルの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下の説明における多数の詳細な点は、本発明を理解してもらうためのものである。しかし、当業者であれば、本発明はこれらの詳細な説明を読まなくても実行することができること、および本明細書に記載する実施形態を種々に変更および修正することができることを理解することができるだろう。
【0008】
ここで図1を参照すると、この図は、バーコード145を読み取るために使用される画像走査システム100のある実施形態のハイ・レベルのブロック図である。画像走査システム100は、イメージ・スキャナ115、店舗サーバ155、およびラベル150に印刷されているバーコード145を備える。ラベル150は、アイテムまたは製品(図示せず)に取り付けられる。幾つかの実施形態の場合には、バーコード145は、アイテムまたは製品上に印刷されるか、貼付されるか、または直接形成される。イメージ・スキャナ115は、コンピュータ・データ・ネットワーク160を通して店舗サーバ155と通信する。ネットワーク160は、有線ネットワーク(例えば、イーサネット・ネットワーク)であってもよいし、無線ネットワーク(例えば、IEEE802.11Gベースのネットワーク)であってもよいし、または両方のタイプのネットワークの組合せであってもよい。幾つかの実施形態の場合には、店舗サーバ155は、イメージ・スキャナ115が位置する店舗サーバから物理的に取り外すことができ、インターネットまたはワイド・エリア・ネットワークまたはこれらまたは異なるタイプのネットワークの組合せを通してイメージ・スキャナ115と通信する。幾つかの実施形態の場合には、複数のイメージ・スキャナ115が画像走査システム100の一部を形成していて、データ・ネットワーク160を通して店舗サーバ155と通信する。
【0009】
イメージ・スキャナ115は、多数の異なるタイプの光学コードを読み取ることができる。この実施形態の場合には、光学コードは、一次元(1D)バーコード145である。他の実施形態の場合には、イメージ・スキャナ115により読み取られる光学コードは、二次元(2D)の1つのバーコードおよび非標準サイズの複数のバーコードを含む。さらに他の実施形態の場合には、イメージ・スキャナは、携帯情報端末(PDA)またはセルラーホンのような電子表示装置上に表示されている光学コードを読み取ることができる。
【0010】
イメージ・スキャナ115は、光学コードを受信し、画像を画像取込装置120上に向ける画像方向付け装置125を含む。イメージ・スキャナ115は、さらに、処理モジュール130と、ユーザ・インタフェース・ハードウェア140と、通信ハードウェア135とを備える。処理モジュール130は、少なくとも1つのプロセッサと、メモリと、格納している命令と、イメージ・スキャナ115の他の装置およびモジュールを制御するために使用する制御およびインタフェース・ハードウェアとを備える。処理モジュール130は、格納している命令を実行することにより、イメージ・スキャナ115を備えているハードウェア装置およびモジュールを制御する。さらに、格納している命令により、プロセッサは、画像取込装置120が取り込む画像などのデータを処理し、取り込んだ画像からのバーコードを識別し、復号し、データ・ネットワーク160上で使用するプロトコルを実施するために通信ハードウェア135を制御し、画像方向付け装置125を制御し、画像取込装置120を制御し、他のソフトウェア機能およびイメージ・スキャナ115の機能を実施する。ある場合には、店舗サーバ155は、格納している命令またはイメージ・スキャナ115の動作パラメータへの更新を、イメージ・スキャナ115に送信する。幾つかの実施形態の場合には、格納している命令への更新は、イメージ・スキャナ115と直接通信することができるポータブル・メモリ記憶装置を使用して(例えば、直接接続または無線接続により)、イメージ・スキャナ115に直接行われる。受信した場合、更新はイメージ・スキャナ115内に格納される。
【0011】
図2は、イメージ・スキャナ115の一部の詳細図である。この図の場合には、バーコード145の光学画像は、画像光路205を通ってイメージ・スキャナ115に入る。画像は、(画像方向付け装置125によりここで画像の方向付けが行われた場合)画像取込装置120上に適切に結像するように設計されている光学系225を通る。次に、画像は、画像方向付け装置125を通り、画像取込装置120の方向に向けられ、ここでそれを電子画像に変換することにより、光学画像が取り込まれる。画像取込装置120の方向に画像を単に方向付けする他に、画像方向付け装置125は、プロセッサから命令を受けた場合、画像取込装置120の表面を横切って画像を移動するか、またはパンする。画像の移動またはパンは、画像内に現れる対象物のすべての移動から独立して行われる。
【0012】
画像方向付け装置125は、画像取込装置120の表面に入力された光学画像を向けるための反射装置230を備える。反射装置230は、ある範囲の位置220を通して画像取込装置120上に結像した画像を移動することができる。この移動は、ある範囲の動き215の全部または一部を通して軸235を中心にして反射装置230を傾斜することにより行われる。反射装置230に接続しているアクチュエータ210は、ある範囲の動き215を通して反射装置230を移動するために使用される。この実施形態の場合には、アクチュエータ210は、ある範囲の動き215により反射装置230を移動するためにアーム245を伸縮する。プロセッサ・モジュール130は、アクチュエータ210へのそのインタフェースを通してアーム245が伸縮する速度を制御する。アクチュエータ210の速度を制御することにより、画像取込装置120を横切って移動する場合、画像のパン・スピードを制御する反射装置230の角速度を制御することができる。プロセッサ・モジュール130が、画像取込装置120を横切って画像が正しい速度で移動していると判断した場合、および画像205が画像取込装置120の表面上に適切に位置していると判断した場合、プロセッサ・モジュール130は、画像取込装置120に画像を取り込ませる。反射装置230の質量、アクチュエータ210内での遅延、および所望の角速度のために、プロセッサ・モジュール130は、画像取込装置120に画像を取り込ませる前に、所望の角速度を入手するために反射装置230を待たなければならない。画像方向付け装置125は、画像取込装置120を横切って画像をパンすることができるが、画像方向付け装置125は、また固定位置に留まりながら、画像取込装置120の方向に画像を向けることができる。
【0013】
画像取込装置120を横切って画像をパンすることにより、画像取込装置120に対するイメージ・スキャナ115を通して移動する対象物の見掛け上の速度を変更することができる。バーコード145が方向240の方向に移動している場合には、バーコードの反射画像は、(画像方向付け装置125が固定されていると仮定した場合)、画像取込装置120の底部255から頂部250に移動する。アクチュエータ210が延びた位置から引っ込んだ位置に移動した場合には、全反射画像は、画像取込装置120の底部255から頂部250にパンされ、そのため方向付けされた画像内の反射したバーコードの移動の一部または全部が反対になる。画像取込装置120の反射したバーコードの画像の相対的動きを小さくすると、イメージ・スキャナ115を通るバーコードの移動により生じたバーコードのぼやけが低減したか除去された画像が取り込まれる。バーコードのぼやけが低減または除去されると、移動するバーコードの読み取り機能が改善され、イメージ・スキャナを通して移動するバーコードの1パス目による読み取り率が向上する。
【0014】
イメージ・スキャナ115は、画像方向付け装置125が固定され、入力された画像がパンされないモードで動作することができる。イメージ・スキャナ115は、また入力された画像が画像取込装置120を横切ってパンされる流し撮りモード(panning mode)で動作することもできる。幾つかの実施形態の場合には、イメージ・スキャナ115は、第1の固定走査に続いて第2のパン・スキャンを使用するハイブリッド・モードで動作する。プロセッサ・モジュール130は、また、バーコード145がイメージ・スキャナ115により移動する場合に、バーコード145の速度がより良好に一致するようにアクチュエータ210の速度を変えることができる。イメージ・スキャナ115は、イメージ・スキャナ115により走査する場合に、バーコード145の複数の画像を取り込む。ある場合には、アクチュエータ210の伸縮速度は、アクチュエータ210の同じサイクル中に変更される。プロセッサ・モジュール130は、アクチュエータ210の移動をある速度で開始し、次にアクチュエータがその行程を終わる前にその速度を全面的に変える。この時間中、プロセッサ・モジュール130は、画像取込装置120に複数の画像を取り込ませる。
【0015】
幾つかの実施形態の場合には、イメージ・スキャナは、読み取りのためにイメージ・スキャナに提示されるバーコードの平均速度に関する統計を維持する。イメージ・スキャナは、バーコードの読み取りを良好にするのに必要な画像パン・スピードを記録し、バーコードの他の良好な読み取りにより速度を平均化する。ある場合には、イメージ・スキャナは、取り込んだバーコード画像に対するぼやけの程度を判定し、ぼやけを低減し、調整した速度を平均内に入れるためにパン・スピードを調整する。これにより、イメージ・スキャナを個々のユーザに迅速に調整することができる。
【0016】
本実施形態は、軸が1つの画像方向付け装置125を説明するためのものである。他の実施形態の場合には、画像方向付け装置125は、画像取込装置120を横切って二次元で画像をパンすることができるようにするために、第1の軸と一緒に使用される第2の回転軸を有する。第2のアクチュエータは、第2の回転軸のためのある範囲の動きにより画像反射装置230を移動するために使用される。
【0017】
ここで図3を参照すると、この図は、バーコード145がイメージ・スキャナ115により読み取られる本発明のある実施形態の機能を示すハイ・レベルの流れ図を示す。ステップ300において、バーコード145は、イメージ・スキャナ115を通って移動する。プロセッサ・モジュール130内のプロセッサは、反射装置230を回転310させるアクチュエータ210を移動する格納している命令を実行する。短時間のうちに、反射装置230は、アクチュエータ210を作動した場合にプロセッサが決定する所望の角速度310に達する。プロセッサは、画像が画像取込装置120を横切ってパンされている間に、画像取込装置120にバーコード315を含む反射画像の電子画像を取り込ませる。プロセッサは、バーコード145を識別し、復号するために取り込んだ画像を処理する。
【0018】
他の実施形態の場合には、画像方向付け装置125は、入力された画像を画像取込装置120の方向に向けるために、ミラーの微小電気機械システム(MEMS)を使用する。MEMSミラーは、一緒にまたは個々に回転することができる多数の小型のミラーを備える。ミラーの回転を制御することにより、ミラーから反射した画像を画像取込装置120を横切って移動またはパンすることができる。
【0019】
幾つかの実施形態の場合には、イメージ・スキャナ110は、バーコード以外の他のタイプの光学コードを読み取るように設計される。これらの光学コードとしては、テキスト、数字、記号および画像等がある。
【0020】
さらに他の実施形態の場合には、イメージ・スキャナ110は、対象物の画像を取り込み、画像内の対象物を識別する。対象物は、ボックス、自動車、トラック、列車の車両、またはイメージ・スキャナ110を横切って移動し、識別を必要とするどんなものであってもよい。イメージ・スキャナ110を横切る対象物の動きによるぼやけを低減することにより、対象物を正確に識別する機能が向上する。
【0021】
イメージ・バーコード走査実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、当業者であれば、上記説明および添付の特許請求の範囲から逸脱することなしに、本発明を種々様々な方法で実施することができることを理解することができるだろう。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学コードの移動に関連するぼやけが低減する光学コードを走査するための光学コード・イメージ・スキャナ装置であって、
前記光学コードを含む画像を取り込むために動作することができる画像取込装置と、
前記画像取込装置が光学コードの画像を取り込んだ場合に、前記画像取込装置を横切って前記光学コードのある方向を向いている画像をパンすることにより、前記画像取込装置に対する前記光学コードの見掛け上の動きを低減する画像方向付け装置と、
を備える装置。
【請求項2】
前記画像方向付け装置が、前記画像取込装置を横切って前記ある方向を向いている画像をパンするために、可動画像反射装置を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記画像反射装置が、1つの軸を中心にして回転する、請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記画像反射装置が、2つの軸を中心にして回転することができる、請求項2に記載の装置。
【請求項5】
アクチュエータが、前記画像反射装置を移動するために使用される、請求項2に記載の装置。
【請求項6】
アクチュエータが、前記画像反射装置を移動する速度を制御することができる、請求項5に記載の装置。
【請求項7】
前記画像方向付け装置および前記画像取込装置を制御することができるプロセッサをさらに備え、前記プロセッサが、前記反射画像を第1の速度で移動させ、次に、前記画像取込装置に、前記画像が前記画像取込装置を横切ってパンされている間に、前記光学コードの第1の画像を取り込ませ、前記プロセッサが、前記反射画像を第2の速度で移動させ、次に、前記画像取込装置に、前記画像が前記画像取込装置を横切ってパンされている間に、前記光学コードの第2の画像を取り込ませる、請求項6に記載の装置。
【請求項8】
前記画像方向付け装置および前記画像取込装置を制御するプロセッサをさらに備え、前記プロセッサが、前記画像取込装置に前記画像が前記画像取込装置を横切ってパンされている間に、前記光学コードの画像を取り込ませる、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記画像方向付け装置が、MEMSミラーを備える、請求項1に記載の装置。
【請求項10】
前記光学コードが、バーコードである、請求項1に記載の装置。
【請求項11】
前記スキャナを通過する前記光学コードの移動に関連するぼやけが低減する、光学コード・イメージ・スキャナにより光学コードを走査するためのコンピュータ実施方法であって、
前記光学コードの光学画像を受信するステップと、
前記画像取込装置に対する前記画像内の前記光学コードの見掛け上の動きを低減するために、前記画像方向付け装置が、前記画像取込装置を横切って前記画像を移動させる、画像方向付け装置により前記画像取込装置の方向に前記光学コードの前記画像を向けるステップと、
前記画像取込装置により、前記画像が前記画像取込装置を横切って移動する時に、前記光学コードの電子画像を取り込むステップと、
を含む方法。
【請求項12】
画像方向付け装置により前記画像をある方向に向けるステップが、前記画像方向付け装置に、第1の速度で前記画像取込装置を横切って前記画像を移動させるステップをさらに含み、前記光学コードの電子画像を取り込むステップが、前記光学コードの前記画像が前記画像取込装置を横切って移動する前記第1の速度に達した場合に、前記画像取込装置に前記光学コードの前記電子画像を取り込ませるステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
画像方向付け装置により前記画像をある方向に向けるステップが、前記画像方向付け装置に、第2の速度で前記画像取込装置を横切って前記画像を移動させるステップをさらに含み、前記光学コードの電子画像を取り込むステップが、前記光学コードの前記画像が前記画像取込装置を横切って移動する前記第2の速度に達した場合に、前記画像取込装置に前記光学コードの前記電子画像を取り込ませるステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記第1および第2の速度それぞれに対する前記取り込んだ電子画像内の光学コードのぼやけの程度を判定するステップと、次の第1の速度を選択するために前記結果を使用するステップとをさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記光学コードが、バーコードである、請求項11に記載の方法。
【請求項16】
光学コードの移動に関連するぼやけが低減する光学コードを走査するための画像走査システムであって、
店舗サーバ・コンピュータと、
前記店舗サーバ・コンピュータと接続しているネットワークと、
前記ネットワークと接続している光学コード・イメージ・スキャナであって、
前記光学コードの画像を取り込むための画像取込装置と、
前記光学コードの前記画像を前記画像取込装置の方向に向けるための画像方向付け装置であって、前記画像取込装置が前記画像を取り込む場合に、前記画像取込装置を横切って前記光学コードの前記ある方向を向いた画像をパンすることにより、前記画像取込装置に対する前記光学コードの見掛け上の動きを低減する画像方向付け装置と、
を備える光学コード・イメージ・スキャナと、
を備えるシステム。
【請求項17】
前記画像方向付け装置が、前記画像取込装置を横切って前記ある方向を向いている画像をパンするための可動画像反射装置を備える、請求項16に記載のシステム。
【請求項18】
前記画像反射装置が、1つの軸を中心にして回転する、請求項17に記載のシステム。
【請求項19】
前記画像反射装置が、2つの軸を中心にして回転することができる、請求項17に記載のシステム。
【請求項20】
アクチュエータが、前記画像反射装置を移動するために使用される、請求項17に記載のシステム。
【請求項21】
前記アクチュエータが、前記画像反射装置を移動する速度を制御することができる、請求項20に記載のシステム。
【請求項22】
前記画像方向付け装置および前記画像取込装置を制御するためのプロセッサをさらに備え、前記プロセッサが、前記反射画像を第1の速度で移動させ、前記画像取込装置に、前記画像が前記画像取込装置を横切ってパンされている間に、前記光学コードの第1の画像を取り込ませ、前記プロセッサが、前記反射画像を第2の速度で移動させ、前記画像取込装置に、前記画像が前記画像取込装置を横切ってパンされている間に、前記光学コードの第2の画像を取り込ませる、請求項21に記載のシステム。
【請求項23】
前記画像方向付け装置および前記画像取込装置を制御するプロセッサをさらに備え、前記プロセッサが、前記画像取込装置に前記画像が前記画像取込装置を横切ってパンされている間に、前記光学コードの画像を取り込ませる、請求項16に記載のシステム。
【請求項24】
前記画像方向付け装置が、MEMSミラーを備える、請求項16に記載のシステム。
【請求項25】
前記光学コードが、バーコードである、請求項16に記載のシステム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−28801(P2010−28801A)
【公開日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−129940(P2009−129940)
【出願日】平成21年5月29日(2009.5.29)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.イーサネット
【出願人】(391007161)エヌ・シー・アール・コーポレイション (85)
【氏名又は名称原語表記】NCR CORPORATION
【Fターム(参考)】