(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取引される製品に関連するラベルを撮像することによって前記製品を処理するとともに、前記取引に関連する固定されたシート状ターゲットを撮像する取引時点ワークステーションであって、
ハウジングと、
前記ハウジングによってウィンドウ面内に支持され、前記シート状ターゲットの撮像中に前記シート状ターゲットと接触する表面領域内に配置された、少なくとも１つの光透過性の概ね平面的なウィンドウと、
前記ハウジングによって固定支持された複数の固体イメージャを有する撮像アセンブリと、
を備え、
前記複数の固体イメージャの各々は、少なくとも１つの前記ウィンドウを通り、それぞれ独自の方向に延びる視野を有し、
前記複数の固体イメージャの各々は、前記製品の処理中における前記ラベルからの戻り光と、前記シート状ターゲットの撮像中における前記シート状ターゲットからの戻り光とを、それぞれの前記視野上で捕捉するように作動することができ、
前記視野の各々は、前記ウィンドウ面内において、前記シート状ターゲット全体よりも小さな領域を区画しており、前記ウィンドウ面内において少なくとも１対の前記視野が互いに部分的に重なり合い、前記シート状ターゲットの撮像中に、前記少なくとも１つのウィンドウと固定接触する前記シート状ターゲットの複数の連続部分に複数の前記視野が重なり合い、前記複数の連続部分からの戻り光が、前記撮像アセンブリによって複数のターゲット画像として捕捉されるようになっており、
前記ワークステーションは、
前記少なくとも１つのイメージャに動作可能に接続され、前記ターゲット画像を、前記シート状ターゲットを示す単一出力画像に編集するコントローラをさらに備える、
ことを特徴とするワークステーション。
【請求項２】
前記視野は、前記少なくとも１つのウィンドウの中心領域を通過して前記撮像アセンブリによる中心ターゲット画像の取り込みを可能にする中心視野と、前記少なくとも１つのウィンドウの左側領域を通過して前記撮像アセンブリによる右側ターゲット画像の取り込みを可能にする右側視野と、前記少なくとも１つのウィンドウの右側領域を通過して前記撮像アセンブリによる左側ターゲット画像の取り込みを可能にする左側視野とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のワークステーション。
【請求項３】
前記コントローラは、鏡面反射を考慮するように前記右側ターゲット画像及び前記左側ターゲット画像を処理して修正することを特徴とする請求項２に記載のワークステーション。
【請求項４】
前記コントローラは、透視歪みを考慮するように前記右側ターゲット画像及び前記左側ターゲット画像を処理することを特徴とする請求項２に記載のワークステーション。
【請求項５】
前記コントローラは、固定されたシート状の校正ターゲットが前記少なくとも１つのウィンドウと表面積接触して配置されて前記撮像アセンブリが中心、右側及び左側校正ターゲット画像を取り込めるようになり、前記コントローラが前記校正ターゲット画像を処理して、該校正ターゲット画像間の関係を示す前記マッピング行列を記憶する高度校正モード中に取得されるマッピング行列を用いて、全ての前記ターゲット画像を前記単一出力画像に編集する、
ことを特徴とする請求項２に記載のワークステーション。
【請求項６】
前記コントローラは、前記ターゲット画像からの候補画素を試験して、前記単一出力画像内の空白画素を埋めることを特徴とする請求項１に記載のワークステーション。
【請求項７】
前記少なくとも１つのウィンドウは、前記シート状ターゲットのための配置ガイドであることを特徴とする請求項１に記載のワークステーション。
【請求項８】
前記少なくとも１つのウィンドウは、二面光学式ワークステーションの水平ウィンドウであることを特徴とする請求項１に記載のワークステーション。
【請求項９】
前記シート状ターゲットは、小切手、処方箋、運転免許証、レシート、クレジットカード／デビットカード／ポイントカード、クーポン券、並びに同様の文書、シート、伝票及びカードのうちの少なくとも１つを含む概ね平面的なターゲットの群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のワークステーション。
【請求項１０】
取引される製品に関連するラベルを撮像することによって前記製品を処理するとともに、前記取引に関連する固定されたシート状ターゲットを撮像する方法であって、
少なくとも１つの光透過性の概ね平面的なウィンドウをウィンドウ面内に支持した状態で、
前記シート状ターゲットの撮像に際して、前記シート状ターゲットを前記少なくとも１つのウィンドウと表面領域接触するように配置し、
各々がそれぞれ独自の方向に延びる視野を有する複数の固体イメージャを有する撮像アセンブリを用いて、前記少なくとも１つの前記ウィンドウを通じて異なる方向に沿って延びる複数の固定視野にわたり、前記製品の処理中における前記ラベルからの戻り光と、前記シート状ターゲットの撮像中における前記シート状ターゲットからの戻り光とを捕捉する、
ことからなり、
前記視野の各々は、前記ウィンドウ面内において、前記シート状ターゲット全体よりも小さな領域を区画し、前記ウィンドウ面内において少なくとも１対の前記視野が互いに部分的に重なり合い、前記シート状ターゲットの撮像中に、前記少なくとも１つのウィンドウと固定接触する前記シート状ターゲットの複数の連続部分に前記少なくとも一対の前記視野が重なり合い、前記複数の連続部分からの戻り光が、前記撮像アセンブリによって複数のターゲット画像として捕捉され、
前記複数のターゲット画像を、前記シート状ターゲットを示す単一出力画像に編集する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記視野は、前記少なくとも１つのウィンドウの中心領域を通過して前記撮像アセンブリによる中心ターゲット画像の取り込みを可能にする中心視野と、前記少なくとも１つのウィンドウの左側領域を通過して前記撮像アセンブリによる右側ターゲット画像の取り込みを可能にする右側視野と、前記少なくとも１つのウィンドウの右側領域を通過して前記撮像アセンブリによる左側ターゲット画像の取り込みを可能にする左側視野とを含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記編集は、鏡面反射を考慮して前記右側ターゲット画像及び前記左側ターゲット画像を修正することによって行われることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記編集は、透視歪みを考慮して前記右側ターゲット画像及び前記左側ターゲット画像を補正することによって行われることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記編集は、
固定されたシート状の校正ターゲットが前記少なくとも１つのウィンドウと表面領域接触するように配置されて前記撮像アセンブリが中心、右側及び左側の校正ターゲット画像を取り込めるようにされ、前記右側の校正ターゲット画像及び前記左側の校正ターゲット画像が処理されて、前記校正ターゲット画像間の関係を示す前記マッピング行列が記憶されるように、前段階で行われる校正モード中に取得されるマッピング行列を使用することによって行われる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ターゲット画像からの候補画素を試験して、前記単一出力画像内の空白画素を埋めることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのウィンドウを、前記シート状ターゲットのための配置ガイドとしての役割を果たすように構成することを特徴とすることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのウィンドウを、二面光学式ワークステーションの水平ウィンドウであるように構成することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
小切手、処方箋、運転免許証、レシート、クレジットカード／デビットカード／ポイントカード、クーポン券、並びに同様の文書、シート、伝票及びカードのうちの少なくとも１つを含む概ね平面的なターゲットの群から前記シート状ターゲットを選択することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に取引時の処理及び識別の対象である３次元製品に関連するバーコード記号などのラベルを撮像する取引時点ワークステーションに関し、具体的には、小切手、処方箋、運転免許証、レシート、クレジットカード／デビットカード／ポイントカード、クーポン券、並びに同様の文書、シート、伝票及びカードなどの、取引に関連する概ね平面的なシート状ターゲットを追加的に撮像する二面光学式ワークステーション、及びそのようなシート状ターゲットの撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパーマーケット、大型ディスカウントショップ、デパート、及びその他の種類の小売店、並びに図書館及び工場などの他の種類の企業のレジのカウンタに設けられた取引時点ワークステーションでは、単一ウィンドウ式平台型ワークステーション、或いは二重ウィンドウ式又は二面光学式ワークステーション内の１又は２以上の固体イメージャ又はカメラを用いて、取引時における購入などの処理及び識別の対象である３次元製品に関連するバーコード記号などのラベルを電気光学的に撮像することが知られている。通常、これらの製品は、カウンタ上の概ね水平な上向きのウィンドウ、及び／又はカウンタよりも高くなった概ね垂直な又は直立したウィンドウを横切ってオペレータが様々な方向にスワイプモードでスライド又は移動させ、或いはこのようなウィンドウの中央部に提示モードで提示する。このような移動又は提示中には、これらの製品を３次元スキャンゾーン内のあらゆる場所に位置付け、いずれかのウィンドウに接触させ、或いはいずれかのウィンドウから離れた作業距離に保持することができる。スキャンゾーンは、水平ウィンドウの上方及び直立ウィンドウの前方において、できるだけカウンタに近く、カウンタ上方では十分に高く、かつカウンタの幅にわたってできるだけ広く広がる。
【０００３】
スキャンゾーン全体にわたる完全な撮像範囲をもたらして、３次元製品の全６面のあらゆる箇所に位置し得るラベルの確実な撮像を可能にするために、対応する複数のイメージャ、又は単一の視野が複数の視野に分割された単一のイメージャからの複数の視野でスキャンゾーンを占めることが知られている。これらの複数の視野は空間内に突出し、いずれかのウィンドウから離れて異なる角度で分岐する。通常、中心視野は、いずれかのウィンドウの中心領域を通過し、右側視野及び左側視野は、いずれかのウィンドウの右側領域及び左側領域を通過する。通常、各視野は狭く、例えば約８度の立体角を定め、ウィンドウ上に位置するだけでなくウィンドウから何インチも離れて位置する製品上のラベルもカバーするように容積が増大する。ラベルからの戻り光が、いずれかのウィンドウを通じて視野の少なくとも１つにわたって画像として捕捉されると、この画像が処理され、このラベルが記号である場合には、この記号が復号され読み取られることによって製品が識別される。
【０００４】
このような撮像ワークステーションは、３次元製品上のラベルを撮像して取引を完了する上で好都合であったのと同様に、他のターゲット、特に小切手、処方箋、運転免許証、レシート、クレジットカード／デビットカード／ポイントカード、クーポン券、並びに同様の文書、シート、伝票及びカードなどの、取引に関連する概ね平面的なシート状ターゲットを撮像する能力をさらに有することが望ましい場合もある。例えば、ある小売業者は、取引の支払いに使用される小切手、又は取引において処方された薬剤の注文に使用する処方箋の画像を取り込みたいと望み、追加のカメラ又はその他の補助装置ではなく、利用可能なワークステーション自体をこの目的で使用することを好む可能性がある。また、狭い視野の各々は、バーコード記号などのラベル全体を撮像するには十分に大きいが、一般に小切手又は処方箋全体の画像を取り込むには小さすぎる。一例として、標準的な小切手の寸法は、約２．５インチ×５．７５インチであり、標準的な処方箋の寸法は、約４インチ×５．１２５インチである。典型的な標準記号は、これよりも小さな寸法を有しており、従って既知のワークステーションにおける各狭い視野では、標準記号よりも大きな寸法のターゲット全体を撮像することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、このようなワークステーションを用いて他のターゲット、特に概ね平面的なシート状ターゲットも撮像し、しかもこの目的での補助装置の使用を避けるというニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
独立した図全体にわたって同一の又は機能的に同様の要素を同じ参照符号によって示す添付図は、以下の詳細な説明と共に本明細書に組み込まれてその一部を成し、本発明を含む概念の実施形態をさらに示して、これらの実施形態の様々な原理及び利点を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明による、ワークステーションを通過する３次元製品上のラベルを撮像して読み取り、概ね平面的なシート状ターゲットを追加的に撮像する、二重ウィンドウ二面光学式取引時点ワークステーション又は撮像システムの斜視図である。
【図２】ワークステーションの水平ウィンドウを通る撮像軸に沿って複数の視野を向ける、図１のワークステーション内の撮像アセンブリの斜視図である。
【図３】図２の視野を、水平ウィンドウを通じた３次元形態で示す斜視図である。
【図４】校正モード中の校正ターゲット、及びその後ターゲット撮像モード中のシート状ターゲットの配置を示す断面図である。
【図５】図３の視野による校正ターゲットの撮影画像の上面図である。
【図６】図３の視野によるシート状ターゲットの撮影画像の上面図である。
【図７】図６の画像から得られるシート状ターゲットの合成画像の上面図である。
【図８Ａ】本発明の方法による、校正ターゲットの校正において実行されるステップを示すフローチャートを図８Ｂと共に構成する図である。
【図８Ｂ】本発明の方法による、校正ターゲットの校正において実行されるステップを示すフローチャートを図８Ａと共に構成する図である。
【図９Ａ】本発明の方法による、概ね平面的なシート状ターゲットの追加的撮像において実行される校正後のステップを示すフローチャートを図９Ｂと共に構成する図である。
【図９Ｂ】本発明の方法による、概ね平面的なシート状ターゲットの追加的撮像において実行される校正後のステップを示すフローチャートを図９Ａと共に構成する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
当業者であれば、図の要素は単純さ及び明確さを目的に示すものであり、必ずしも縮尺通りではないと理解するであろう。例えば、図の要素のうちのいくつかの要素の寸法及び位置は、本発明の実施形態をより良く理解する支援となるように他の要素に対して誇張していることもある。
【０００９】
図面では、本明細書における説明の恩恵を受ける当業者にとって容易に明らかになる詳細によって本開示を曖昧にしないように、適切な場合にはシステム及び方法の要素を通常の記号で表し、本発明の実施形態を理解することに関連する特定の詳細のみを示している。
【００１０】
本開示の１つの態様は、取引される製品に関連するバーコード記号などのラベルを撮像することによって製品を処理するとともに、小切手、処方箋、運転免許証、レシート、クレジットカード／デビットカード／ポイントカード、クーポン券、並びに同様の文書、シート、伝票及びカードなどの、取引に関連する固定されたシート状ターゲットも撮像する取引時点ワークステーションに関する。このワークステーションは、ハウジングと、ハウジングによってウィンドウ面内に支持され、シート状ターゲットの撮像中にシート状ターゲットと表面積接触する少なくとも１つの光透過性の概ね平面的なウィンドウとを含む。二面光学式ワークステーションの場合、この少なくとも１つのウィンドウは、水平ウィンドウ又は直立ウィンドウとすることができる。
【００１１】
ワークステーションは、ハウジングによって固定支持された少なくとも１つの固体イメージャを有する撮像アセンブリをさらに含む。撮像アセンブリは、少なくとも１つのウィンドウを通じて異なる方向に沿って延びる複数の固定視野にわたり、製品処理中のラベルからの戻り光、及びシート状ターゲット撮像中のシート状ターゲットからの戻り光を捕捉する。各視野は、シート状ターゲット全体よりも小さなウィンドウ面内の領域の境界を示す。ウィンドウ面内では、少なくとも１対の視野が互いに部分的に重なり合う。シート状ターゲットの撮像中には、少なくとも１つのウィンドウと固定接触するシート状ターゲットの複数の連続部分に複数の視野が重なり合う。複数の連続部分からの戻り光は、撮像アセンブリによって複数のターゲット画像として捕捉される。ワークステーションは、少なくとも１つのイメージャに動作可能に接続された、シート状ターゲットを示す単一出力画像にターゲット画像を編集するコントローラをさらに含む。
【００１２】
視野は、少なくとも１つのウィンドウの中心領域を通過して撮像アセンブリによる中心ターゲット画像の取り込みを可能にする中心視野と、少なくとも１つのウィンドウの左側領域を通過して撮像アセンブリによる右側ターゲット画像の取り込みを可能にする右側視野と、少なくとも１つのウィンドウの右側領域を通過して撮像アセンブリによる左側ターゲット画像の取り込みを可能にする左側視野とを含むことが有利である。コントローラは、鏡面反射を考慮するように右側及び左側ターゲット画像を修正するとともに、透視歪みを補正するように右側及び左側ターゲット画像を処理する。
【００１３】
コントローラは、２次元データマトリクス記号などの固定されたシート状の校正ターゲットが少なくとも１つのウィンドウと表面積接触して配置されて、撮像アセンブリが中心、右側及び左側校正ターゲット画像を取り込めるようになり、コントローラが校正ターゲット画像間の関係を示すマッピング行列を計算して記憶する高度校正モード中に取得されるマッピング行列を用いて、ターゲット画像を単一出力画像に編集する。
【００１４】
本開示のさらに別の態様は、取引される製品に関連するラベルを撮像することによって製品を処理するとともに、取引に関連する固定されたシート状ターゲットを撮像する方法に関する。この方法は、少なくとも１つの光透過性の概ね平面的なウィンドウをウィンドウ面内に支持し、シート状ターゲットの撮像中に、シート状ターゲットを少なくとも１つのウィンドウと表面積接触させて配置し、少なくとも１つのウィンドウを通じて異なる方向に沿って延びる複数の固定視野にわたり、少なくとも１つの固体イメージャを有する撮像アセンブリを用いて、製品の処理中におけるラベルからの戻り光と、シート状ターゲットの撮像中におけるシート状ターゲットからの戻り光とを捕捉することによって実行される。各視野は、シート状ターゲット全体よりも小さなウィンドウ面内の領域の境界を示す。ウィンドウ面内では、少なくとも１対の視野が互いに部分的に重なり合う。シート状ターゲットの撮像中には、少なくとも１つのウィンドウと固定接触するシート状ターゲットの複数の連続部分に複数の視野が重なり合う。複数の連続部分からの戻り光は、撮像アセンブリによって複数のターゲット画像として捕捉される。この方法は、シート状ターゲットを示す単一出力画像にターゲット画像を編集することによってさらに実行される。
【００１５】
ここで図１を参照すると、多側面３次元製品に関連するＵＰＣバーコード記号などのラベルを電気光学的に撮像する二重ウィンドウ二面光学式取引時点ワークステーションを参照符号１０で全体的に示しており、このワークステーションは、典型的には識別ラベルを有する又は識別ラベルを印刷された製品の購入に伴う取引を処理するために小売業者によって使用される。ワークステーション１０は、概ね水平な平面内に配置されて水平ハウジング部分１６Ａによって支持された概ね水平なウィンドウ２０と、この概ね水平な平面と交わる概ね直立する平面内に配置されて隆起したハウジング部分１６Ｂによって支持された直立ウィンドウ２２とを有するハウジング１６を含む。直立平面は、垂直面内に位置することも、或いは垂直面に対してわずかに後方又は前方に傾斜することもできる。直立ウィンドウ２２は、引っ掻き傷がつきにくいようにそのハウジング部分１６Ｂ内に引っ込んでいることが好ましい。数値例として、概ね水平なウィンドウ２０は、幅が約４インチ、長さが約６インチであり、概ね直立したウィンドウ２２は、幅が約６インチ、長さが約８インチである。製品は、オペレータ又は顧客により、水平ウィンドウ２０及びその上方の空間と、直立ウィンドウ２２及びその前方の空間とを占めるスキャンゾーンに通される。また、１又は２以上のウィンドウを有する異なる形状の他のハウジングも本発明の思想に含まれる。例えば、単一の水平ウィンドウを有する平台型ワークステーションも、本発明の恩恵を受けることができる。
【００１６】
図２に示すように、少なくとも１つの固体イメージャを有する撮像アセンブリは、ハウジング１６内に固定支持され、水平ウィンドウ２０を通じて異なる方向に沿って延びる複数の固定視野にわたる製品の処理中に、ラベルからの戻り光を捕捉する。概ね水平なウィンドウ２０の下方に概ね平行に存在する概ね水平な平面内に位置するプリント回路基板（ＰＣＢ）９上には、一般に３つのイメージャ１、２及び３と、そのそれぞれの照明器６、７及び８とが取り付けられる。各イメージャは固体アレイであり、２次元アレイの相互直交する行列の形で配置されたアドレス指定可能な画像センサ又は画素を有する電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）アレイであることが好ましい。各照明器は、各イメージャに配置されてそれぞれの視野を均一に照明する、例えば表面実装型発光ダイオード（ＬＥＤ）などの１又は２以上の光源であることが好ましい。
【００１７】
イメージャ１は、ＰＣＢ９の右側の真上に存在する傾いた折り畳み式ミラー１ｃに向かって概ね垂直に上方向を向く。折り畳み式ミラー１ｃは、ＰＣＢ９の左側に存在する別の傾いた狭い折り畳み式ミラー１ａに面する。折り畳み式ミラー１ａは、ミラー１ｃに隣接するさらに別の傾いた広い折り畳み式ミラー１ｂに面する。折り畳み式ミラー１ｂは、ワークステーション１０の左側に向かって概ね水平なウィンドウ２０の外方向を向く。イメージャ１は、撮像軸１４Ｌ（図２を参照）に沿って延びる左側視野１２Ｌ（図３を参照）を有する。
【００１８】
イメージャ２及びその関連する光学系は、イメージャ１及びその関連する光学系と鏡面対称である。イメージャ２は、ＰＣＢ９の左側の真上に存在する傾いた折り畳み式ミラー２ｃに向かって概ね垂直に上方向を向く。折り畳み式ミラー２ｃは、ＰＣＢ９の右側に存在する別の傾いた狭い折り畳み式ミラー２ａに面する。折り畳み式ミラー２ａは、ミラー２ｃに隣接するさらに別の傾いた広い折り畳み式ミラー２ｂに面する。折り畳み式ミラー２ｂは、ワークステーション１０の右側に向かって概ね水平なウィンドウ２０の外方向を向く。イメージャ２は、撮像軸１４Ｒ（図２を参照）に沿って延びる右側視野１２Ｒ（図３を参照）を有する。
【００１９】
イメージャ３及びその関連する光学系は、イメージャ１及びその関連する光学系と、イメージャ２及びその関連する光学系との間の概ね中心に位置する。イメージャ３は、ウィンドウ２０の概ね中心の一端に存在する真上の傾いた折り畳み式ミラー３ｃに向かって概ね垂直に上方向を向く。折り畳み式ミラー３ｃは、ウィンドウ２０の反対端に位置する別の傾斜した折り畳み式ミラー３ａに面する。折り畳み式ミラー３ａは、隆起したハウジング部分１６Ｂに向かって上向きにウィンドウ２０の中心外方向を向く。イメージャ３は、撮像軸１４Ｃ（図２を参照）に沿って延びる中心視野１２Ｃ（図３を参照）を有する。
【００２０】
これまで説明したように、３つのイメージャ１、２及び３は、概ね水平なウィンドウ２０を通じて異なる方向に沿って交わる異なる視野１２Ｌ、１２Ｒ及び１２Ｃに沿った光を捕捉する。同様に、さらなる３つのイメージャ（図示せず）も、概ね垂直なウィンドウ２２を通じて異なる方向に沿って交わる異なる視野に沿った光を捕捉する。各ウィンドウの３つのイメージャについて説明したが、単一の視野が３つの視野に分割された単一のイメージャを実装することもできる。１又は２以上の光学スプリッタ及びミラーを配置して、ウィンドウを通じて異なる方向に沿って交わる異なる視野に沿った光を捕捉することができる。
【００２１】
使用時には、スーパーマーケットのレジで働く店員又はセルフサービスカウンタの顧客などのオペレータが、上述したスワイプモードでそれぞれのウィンドウを横切って製品をスワイプし、或いは上述した提示モードでそれぞれのウィンドウに製品を提示することにより、ＵＰＣ記号を有する製品をウィンドウ２０及び２２に通して処理する。記号は、製品の上部、下部、右側、左側、前部及び後部のいずれかに存在することができ、イメージャのうちの少なくとも１つ、場合によってはそれ以上が、記号から反射され、散乱し、又は別様に戻ってくる照明光を、一方又は両方のウィンドウを通じて捕捉する。
【００２２】
また、図２に示すように、イメージャ及びその関連する照明器は、これらの及びその他のコンポーネントの動作を制御するプログラムドマイクロプロセッサ又はコントローラ１８に動作可能に接続される。コントローラ１８は、動作時に、例えば５００マイクロ秒又はそれ未満の短い露光時間にわたって照明器を作動させるコマンド信号を送信し、例えば照明光及び／又は周辺光などの記号からの戻り光をこの露光期間中にのみ収集するようにイメージャを作動させて感光させる。典型的なアレイは、全体の画像を取得するために約１８〜３３マイクロ秒を必要とし、毎秒約３０〜６０フレームのフレームレートで動作する。コントローラ１８は、記号から散乱する戻り光を復号するために使用するコントローラと同じでものであることが好ましい。
【００２３】
上述したように、ワークステーション１０は、他のターゲット、特に、小切手、処方箋、運転免許証、レシート、クレジットカード／デビットカード／ポイントカード、クーポン券、並びに同様の文書、シート、伝票及びカードなどの取引に関連する概ね平面的なシート状ターゲット２４（図１を参照）を撮像する能力をさらに有することが望ましい場合もある。例えば、ある小売業者は、取引の支払いに使用される小切手、又は取引において処方された薬剤の注文に使用される処方箋の画像を取り込みたいと望み、追加のカメラ又はその他の補助装置ではなく、利用可能なワークステーション１０自体をこの目的で使用することを好む可能性がある。また、上述した視野１２Ｌ、１２Ｒ及び１２Ｃの各々は、それぞれ形状が比較的狭くてサイズが比較的小さく、実際にこれらの各々が定める立体角はたったの約８度である。このような個々の狭い視野は、バーコード記号などのラベル全体を撮像するには十分に大きいが、一般に小切手又は処方箋全体の画像を取り込むには小さすぎる。一例として、標準的な小切手の寸法は、約２．５インチ×５．７５インチであり、標準的な処方箋の寸法は、約４インチ×５．１２５インチである。典型的な標準記号は、これよりも小さな寸法を有しており、各それぞれの狭い視野１２Ｌ、１２Ｒ及び１２Ｃは、標準記号よりも大きな寸法のターゲット２４全体を単独で撮像することができない。
【００２４】
本開示によれば、ターゲット２４は、例えば水平ウィンドウ２０（図１及び４を参照）などのいずれかのウィンドウと固定的に表面積接触して配置される。ウィンドウ２０の形状及び境界は、便利な配置ガイドとしての役割を果たす。また、撮像アセンブリは、ウィンドウ２０を通じて異なる方向に沿って延びる複数の視野１２Ｌ、１２Ｒ及び１２Ｃ全てにわたる固定ターゲット２４からの戻り光を捕捉する。ウィンドウ面内における各視野１２Ｌ、１２Ｒ及び１２Ｃの領域は、シート状ターゲット２４全体よりも小さい。しかしながら、図４に示すように、例えば１２Ｌと１２Ｃ、及び／又は１２Ｒと１２Ｃなどの少なくとも１対の視野は、ウィンドウ面内で互いに部分的に重なり合う。また、複数の視野１２Ｌ、１２Ｒ及び１２Ｃは、シート状ターゲット２４の撮像中に、少なくとも１つのウィンドウ２０と固定接触したシート状ターゲット２４の複数の連続部分に重なり合う。
【００２５】
撮像アセンブリは、複数の連続部分全てからの戻り光を、例えば、中心視野１２Ｃからの中心ターゲット画像２６Ｃ（図６を参照）、左側視野１２Ｌからの左側ターゲット画像２６Ｌ（図６を参照）、及び右側視野１２Ｒからの右側ターゲット画像２６Ｒ（図６を参照）などの複数のターゲット画像として捕捉する。中心ターゲット画像２６Ｃは、ターゲット２４の全てではないが大部分を含み、左側ターゲット画像２６Ｌ及び右側ターゲット画像２６Ｒは、ターゲット２４のさらなる画像断片を含む。左側及び右側ターゲット画像２６Ｌ及び２６Ｒは、中心ターゲット画像に比べて左右が反転しており、撮像アセンブリ内の折り畳み式ミラーに起因する透視歪みも見られる。
【００２６】
以下で図９に関連して詳細に説明するように、コントローラ１８は、鏡面反射を考慮するように左側及び右側ターゲット画像２６Ｌ及び２６Ｒを修正することによってこれらの画像を処理するとともに、透視歪みを考慮するようにこれらの画像を補正する。さらに、コントローラ１８は、左側及び右側ターゲット画像２６Ｌ及び２６Ｒと、中心ターゲット画像２６Ｃとを、シート状ターゲット２４を示す単一出力画像に編集する。このような編集して再構成した、小切手によって例示するターゲット２４の単一出力画像を図７に示す。
【００２７】
コントローラ１８は、好ましくはワークステーションの製造中に実行される高度校正モード中に取得されるマッピング行列又はマッピング関数を用いてターゲット画像を図７の単一出力画像に編集する。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、校正処理はステップ１０２から開始し、ステップ１０４において、比較的大きな２次元バーコードのデータマトリクス記号などの固定されたシート状の校正ターゲット２８（図４を参照）をウィンドウ２０に表面積接触させて配置する。ウィンドウ２０の形状及び境界は、便利な配置ガイドとしての役割を果たす。この時点で、ステップ１０６において、撮像アセンブリが、中心、右側及び左側の校正ターゲット画像２８Ｃ、２８Ｒ及び２８Ｌ（図５を参照）をそれぞれ取り込む。
【００２８】
次に、ステップ１０８において選択された、例えば左側校正ターゲット画像２８Ｌなどの校正ターゲット画像のうちの１つから開始して、ステップ１１０において、この画像のバーコードコンテンツを解析して復号する。ステップ１１２において、このバーコード要素の座標に関する情報を抽出する。ステップ１１４において、後述するような左側校正ターゲット画像２８Ｌと基準座標系（ＲＣＳ）との間の左側マッピング行列を計算する。次に、ステップ１１６において、コントローラ１８がアクセスできるメモリに左側マッピング行列を記憶する。次に、ステップ１１８において、例えば中心校正ターゲット画像２８Ｃなどの校正ターゲット画像のうちの別の画像を選択し、ステップ１２０において、この画像のバーコードコンテンツを解析して復号する。ステップ１２２において、このバーコード要素の座標に関する情報を抽出する。ステップ１２４において、後述するような中心校正ターゲット画像２８ＣとＲＣＳとの間の中心マッピング行列を計算する。次に、ステップ１２６において、中心マッピング行列をメモリに記憶する。次に、ステップ１２８において、例えば右側校正ターゲット画像２８Ｒなどの校正ターゲット画像のうちの別の画像を選択し、ステップ１３０において、この画像のバーコードコンテンツを解析して復号する。ステップ１３２において、このバーコード要素の座標に関する情報を抽出する。ステップ１３４において、後述するような右側校正ターゲット画像２８ＲとＲＣＳとの間の右側マッピング行列を計算する。次に、ステップ１３６において、右側マッピング行列をメモリに記憶する。ステップ１３８において、校正ターゲット２８をウィンドウ２０から除去し、ステップ１４０において校正処理が終了する。
【００２９】
従って、校正中には、各校正ターゲット画像２８Ｌ、２８Ｃ及び２８Ｒのコンテンツが解析され、これらのターゲット画像内のバーコードが復号される。その後、同じバーコード要素を表す画素の相対的位置、すなわち明るいモジュール座標及び暗いモジュール座標に関する情報を抽出する。２次元バーコードは、不完全な画像から復号できるので、各校正ターゲット画像２８Ｌ、２８Ｃ及び２８Ｒ内にバーコード全体が存在することは必須ではない。
【００３０】
次に、校正ターゲット画像２８Ｌ、２８Ｃ及び２８Ｒの各々について、別個のマッピング行列又はマッピング関数が抽出される。これらの関数は、校正ターゲット画像２８Ｌ、２８Ｃ及び２８Ｒを共通座標系、すなわちＲＣＳに変換するものである。この座標系は、校正ターゲットの中心の真上に位置する、焦点距離が正確な焦点に設定された実際のカメラとして想像することができる。この時、マッピング関数は、３×３の係数行列で表される実際のカメラ座標系からＲＣＳを導出するために必要な変位及び回転を表す。この行列は、その後のシート状ターゲットの捕捉中に使用されるマッピング関数を定める。マッピング関数を用いた計算は、非常に高速に行うことができる。
【００３１】
各行列は、９つの独立変数／係数／パラメータ又は未知数を有しており、９つの値を用いて解くことができる。さらに多くのバーコード要素、そして多くの未知数が存在するので、最小２乗データフィッティングによるサブピクセル精度のマッピングの実現を可能にする重複定義された連立方程式が形成される。システム性能にとっては、画素サイズよりも高い精度でマッピングを行うことが不可欠である。この場合に限り、元々の校正ターゲット画像２８Ｌ、２８Ｃ及び２８Ｒの解像度ほど悪くない解像度を有する３つの画像から画像を復元することができる。マッピング後には、各マッピング関数の校正変数が記憶され、１組が各校正ターゲット画像２８Ｌ、２８Ｃ及び２８Ｒのためのものである３組９つの数字しか記憶されないので、これによってマッピングが非常に効率的になる。
【００３２】
図９Ａ及び図９Ｂは、本開示の方法に従って行われる校正後のステップを示すフローチャートを共に構成する。ステップ１４２から開始し、ステップ１４４において、ウィンドウ２０上にシート状ターゲット２４を配置する。ステップ１４６において、狭い視野１２Ｌ、１２Ｒ及び１２Ｃがターゲット２４からの戻り光を捕捉して、左側、右側及び中心ターゲット画像２６Ｌ、２６Ｒ及び２６Ｃを取得する。次に、ステップ１４８において選択された、例えば左側ターゲット画像２６Ｌなどのターゲット画像のうちの１つから開始して、ステップ１５０において、（ステップ１１６において既に記憶した）左側マッピング行列を抽出する。次に、ステップ１５２において、抽出した左側マッピング行列を用いて左側ターゲット画像２６ＬをＲＣＳにマッピングすることにより、マッピング済み左側画像を取得する。ステップ１５４において、マッピング済み左側画像の予め選択した領域又は断片を出力画像にコピーする。次に、ステップ１５６において、例えば中心ターゲット画像２６Ｃなどのターゲット画像のうちの別の１つを選択し、ステップ１５８において、（ステップ１２６において既に記憶した）中心マッピング行列を抽出する。次に、ステップ１６０において、抽出した中心マッピング行列を用いて中心ターゲット画像２６ＬをＲＣＳにマッピングすることにより、マッピング済み中心画像を取得する。ステップ１６２において、マッピング済み中心画像の予め選択した領域又は断片を出力画像にコピーする。次に、ステップ１６４において、例えば右側ターゲット画像２６Ｒなどのターゲット画像のうちの別の１つを選択し、ステップ１６６において、（ステップ１３６において既に記憶した）右側マッピング行列を抽出する。次に、ステップ１６８において、抽出した右側マッピング行列を用いて右側ターゲット画像２６ＲをＲＣＳにマッピングすることにより、マッピング済み右側画像を取得する。ステップ１７０において、マッピング済み右側画像の予め選択した領域又は断片を出力画像にコピーする。
【００３３】
この編集では、各ターゲット画像から事前に分かっている予め選択した画像断片を取り出して高品質画像をもたらす。例えば、中心ターゲット画像２６Ｃからの画像断片又は画素の大部分は歪んでいないことが分かっており、従って高品質である。その後、未だ使用されていない右側及び左側ターゲット画像からの空白画素を追加して、中心ターゲット画像のあらゆる空白領域を縫合又は穴埋めする。特定の位置に対して２又は３以上の候補画素が存在する場合、ステップ１７２において、最大コントラスト、特定の色、又はその他の基準についてこれらの画素を試験し、或いは中心ターゲット画像からの候補画素を優先することができる。さらなる画像改善は、色等化、又は２値画像を形成するための閾値化を含むことができる。ステップ１７４において、ウィンドウ２０からターゲット２４を除去し、ステップ１７６において、シート状ターゲット２４の画像取り込みを終了する。
【００３４】
図７の再構成された小切手は角の一部を欠いているが、これはいずれの視野からも撮像されなかったからである。それにもかかわらず、この再構成された小切手画像は、銀行名、口座番号、支払人名及び支払人住所などの全ての必要な情報を含んでおり、従ってその使用目的を満たすのに十分である。この再構成は、各行列のマッピング係数／パラメータのみを抽出すればよいので高速である。
【００３５】
上記の明細書では、具体的な実施形態について説明した。しかしながら、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に示す本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正及び変更を行うことができると理解する。例えば、上述したように、校正ターゲット２８及びシート状ターゲット２４からは３つの画像を取得した。このような画像の数は、異なることもできると理解されるであろう。従って、本明細書及び図は、限定的な意味ではなく例示的な意味で捉えるべきであり、全てのこのような修正が本教示の範囲に含まれるように意図される。
【００３６】
利点、長所、問題解決手段、及びいずれかの利点、長所又は解決手段を生じさせる、又はより顕著にするいずれかの（単複の）要素を、一部又は全部の請求項の重要な、必要な又は不可欠な特徴又は要素として解釈すべきではない。本発明は、添付の特許請求の範囲のみによって定められ、特許請求の範囲は、本出願の係属中に行われるあらゆる補正、及び発行時におけるこれらの請求項の全ての同等物を含む。
【００３７】
さらに、本文書における第１及び第２、頂部及び底部などの関係語は、１つの実体又は行動を別の実体又は行動と区別するために使用しているにすぎず、必ずしもこのような実体又は行動同士のこのようないずれかの実際の関係又は順序を必要としたり、又は意味したりするものではない。「備える、有する、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｃｏｎｔａｉｎｓ、ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語、又はこれらの用語の他のあらゆる変化形は、非排他的包含を含むことが意図されており、従って、ある要素リストを備える、有する又は含むプロセス、方法、物品又は装置は、これらの要素のみを含むのではなく、明示的に列挙していない、又はこのようなプロセス、方法、物品又は装置に特有の他の要素を含むこともできる。「〜を備える、有する、又は含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ  …  ａ、ｈａｓ  …  ａ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ  …  ａ、ｃｏｎｔａｉｎｓ  …  ａ）」に続く要素は、その要素を備える、有する又は含むプロセス、方法、物品又は装置にさらなる同一要素が存在することを、さらなる制約を受けることなく除外するものではない。「ａ」及び「ａｎ」という用語（英文不定冠詞）は、本明細書において別途明記していない限り、「１又は２以上の」と定義される。当業者であれば理解するように、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「基本的に（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）」、「近似的に（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語又はこれらの他のいずれかの変化形は、近いものとして定義され、これらの用語は、１つの非限定的な実施形態では１０％以内として定められ、別の実施形態では５％以内、別の実施形態では１％以内、さらに別の実施形態では０．５％以内として定められる。本明細書で使用する「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、「接続される」と定義されるが、必ずしも直接的な機械的接続ではない。特定の形で「構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」装置又は構造は、少なくともその形で構成されるが、列挙していない形で構成することもできる。
【００３８】
いくつかの実施形態は、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、カスタマイズドプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの１又は２以上の汎用又は専用プロセッサ（又は「処理装置」）と、本明細書で説明した方法及び／又は装置の一部、大部分又は全部を特定の非プロセッサ回路と協働して実装するように１又は２以上のプロセッサを制御する（ソフトウェア及びファームウェアの両方を含む）固有の記憶されたプログラム命令とで構成することができると理解されるであろう。或いは、一部又は全部の機能を、記憶されたプログラム命令を有していない状態機械によって、或いは各機能又は機能の一部の何らかの組み合わせがカスタムロジックとして実装される１又は２以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装することもできる。当然ながら、２つの方法の組み合わせを使用することもできる。
【００３９】
さらに、ある実施形態は、本明細書で説明した特許請求する方法を実行するように（例えば、プロセッサを備えた）コンピュータをプログラムするためのコンピュータ可読コードを記憶したコンピュータ可読記憶媒体として実装することもできる。このようなコンピュータ可読記憶媒体の例としては、以下に限定されるわけではないが、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光学記憶装置、磁気記憶装置、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能リードオンリメモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能かつプログラム可能リードオンリメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能かつプログラム可能リードオンリメモリ）、及びフラッシュメモリが挙げられる。さらに、当業者であれば、例えば、使用可能時間、現行技術、及び経済学的考察を動機として行われたと思われる多大な労力と多くの設計選択にもかかわらず、本明細書に開示した概念及び原理によって導かれた時に、このようなソフトウェア命令及びプログラム、並びにＩＣを最小限の実験によって容易に生成できるであろうと予想される。
【００４０】
本開示の要約書は、読者が技術開示の本質を素早く確認できるように示すものである。要約書は、特許請求の範囲又はその意味を解釈又は限定するために使用されるものではないという理解の下で提示するものである。また、上記の詳細な説明では、本開示を簡素化する目的で、様々な実施形態において様々な特徴をグループ化していることが分かる。この開示方法は、請求項に記載する実施形態が各請求項に明記する特徴よりも多くの特徴を必要とするという意図を反映したものとして解釈すべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲に示すように、本発明主題は、単一の開示した実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴によって成立する。従って、以下の特許請求の範囲は本明細書によって詳細な説明に組み込まれ、各請求項は別個に特許請求する主題として独立したものである。
【符号の説明】
【００４１】
２６Ｃ  左側ターゲット画像
２６Ｌ  中心ターゲット画像
２６Ｒ  右側ターゲット画像
【図１】
0006310153.tif 000002
【図２】
0006310153.tif 000003
【図３】
0006310153.tif 000004
【図４】
0006310153.tif 000005
【図５】
0006310153.tif 000006
【図６】
0006310153.tif 000007
【図７】
0006310153.tif 000008
【図８Ａ】
0006310153.tif 000009
【図８Ｂ】
0006310153.tif 000010
【図９Ａ】
0006310153.tif 000011
【図９Ｂ】
0006310153.tif 000012