NO774431L - Innretning for optisk tegngjenkjennelse - Google Patents

Abstract

Optisk, tegngjenkjennelsessystem

Description

Oppfinnelsen angår optisk tegngjenkjennelsesutstyr

og særlig et komplett datainnføringssystem som benyttes i en håndholdt, optisk tegnleser.

En liten håndholdt,'optisk tegngjenkjennelsesenhet som er i stand til å utføre manuell avsøkning av alfanumeriske tegn, er vist i US patent nr. 3 947 817 med titelen "Hand Operated Optical Character Recognition Wand". En optisk tegngjenkjennelsesenhet som kan benyttes i et 'bærbart system, er vist i amerikansk patentsøknad nr. 505 931 av 13. september 1974, med titelen "Character Recognition Unit". Den håndholdte enhet som er vist i ovennevnte patentsøknad, er blitt benyttet

i et bærbart optisk tegngjenkjennelsessystem som er vist i amerikansk patentsøknad nr. 729 530 av 4. oktober 1976, med titelen "Portable OCR Wand System". Det bærbare system som er vist i sistnevnte patentsøknad, er lett av vekt og kan bæres fra ett sted til et. annet for sådanne formål som opptagelse av varefortegnelser.eller lesning av merkelapper på lagrede varer, for.å bestemme antall varer som er på lager. Én.ulempe med systemet er at det er i form av en dokumentmappe eller kuffert, og brukeren må vanligvis stanse og anbringe kufferten på et bord eller gulv mens stavenheten(engelsk:"wand") benyttes, dersom det er ønskelig å innføre data i systemet manuelt ved hjelp av tangentbordet i tilfeller hvor dataene på dokumentet eller merkelappen er slik at de ikke kan leses av den optiske tegnleser. Det er videre ubekvemt.å betrakte den informasjon som fremvises på konsollindikatoren med mindre den hviler flatt på .et bord eller en annen flate.

I overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse benyttes en optisk tegngjenkjennelses-stavenhet med komplett datainnføring og som har både et tangentbord og en fremvis-ningsanordning montert på den optiske tegnenhet, i forbindelse med en bærbar tegngjenkjennelsesenhet som er lett av vekt og som kan bæres over skulderen på liknende måte som dameveske eller håndbag. Systemet er batteridrevet, meget lett av vekt og kan flyttes fra ett sted til et annet uten vanskelighet.

I det tilfelle at den optiske tegngjenkjennelsesenhet ikke kan lese dataene på en merkelapp eller et dokument, innfører brukeren ganske enkelt informasjonen via tangentbordet på stavenheten og verifiserer riktig innmatning via fremvisningsanordningen som også befinner seg på stavenheten.

Et annet trekk ved den komplette datainnførings-stavenhet er at den er bekvem for bruk med enten høyre eller venstre hånd. Stavenhetens optiske tegnlesehode er omstillbart eller vendbart idet det kan dreies 180° for bekvem benyttelse av høyre eller venstre hånd.

De grunnleggende lese-, inmmatnings- og fremvisnings-trekk ved stavenheten ligger i sin helhet inne i den håndholdte enhet. Den optisk leste eller tangentbordinnmatede informasjon overføres til en lett behandlingsenhet, og blir der behandlet og registrert på magnetbånd for fremtidig bruk.

Når informasjonen er riktig lest, blir den registrert på kasettbåndet for ytterligere behandling' på et senere tids-punkt. Dersom en post som skal leses er revet og tilsmusset, eller er i en slik tilstand at informasjonen ikke kan leses av den optiske enhet, men fremdeles kan leses av en person, inn-føres .informasjonen i systemet ved hjelp av tangentbordet, og denne innmatning verifiseres direkte ved hjelp av fremvisningsanordningen umiddelbart over tangent- eller tastbordet.

Et annet trekk ved oppfinnelsen er at når stavenheten skal benyttes for eksempel i venstre hånd, kan stavenhetens lesehode dreies 180°. Dette oppnås ved å løfte hodet og dreie dette, og deretter tillate hodet å anbringes mot toppen av kappen i hvilken tastbordet og fremvisningsanordningen ligger. En strekkavlastende, roterende forbindelse er dannet inne i leserlegemet slik at hodet kan dreies gjennom de 180° uten unødig slitasje eller skade på forbindelsen mellom fremvisningsanordningen, tastbordet og resten av elektronikken i systemet.

Den optiske tegngjenkjennelsesenhet omfatter belys-ningslamper i sitt neseparti, hvilke lamper benyttes til å be-lyse det materiale som skal leses. I hodet er det også inn-bygget en innkoplingskontroll som skrur av effekttilførselen til det grunnleggende elektroniske gjenkjennelsessystem når leserenheten ikke er i bruk. Det er nødvendig at et infrarødt signal vandrer fra en sender-følerenhet til dokumentet og tilbake til senderfølerenheten. For å oppnå dette, benyttes en lysleder i leserens neseparti. Denne lysleder gjør det mulig å fjerne nesepartiet for å skifte belysningslampene i dette uten å ha elektriske forbindelser mellom nesepartiet og resten av lesehodet. Uten benyttelse av lyslederen ville senderføler-enheten måtte være i nesepartiet' og dermed kreve elektriske forbindelser mellom legemet og nesepartiet. av leseren.

For fullstendig forståelse av oppfinnelsen og det tekniske fremskritt som denne- representerer, skal oppfinnelsen beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegnin-gene, der fig. 1 viser et perspektivriss av den håndholdte enhet med komplett datainnføring og. den bærbare g jenk jennelsesen-het, fig. 2 viser et planriss av den■håndholdte enhet, fig. 3 viser et blokkdiagram av den grunnleggende elektronikk i den håndholdte enhets hodeparti, fig. 4 viser et blokkdiagram av tastbordet og.fremvisningsenheten, fig. 5 viser et snittbilde av den håndholdte enhet og illustrerer rotasjonsforbindelsen inne i den håndholdte enhets legeme, fig. 6 viser et sideriss av den håndholdt-e enhet, fig. 7 viser et riss av rotasjonsenheten og illustrerer forbindelsen mellom rotasjonsenheten, den bærbare gjenkjennelsesenhet og indre kretser i den håndholdte enhet, fig. 8 viser et perspektivriss av lyslederen som benyttes til å overføre styresignalet til og fra det skrevne dokument-, og fig. 9a og 9b viser topp- og sideriss av lyslederen på fig. 8.

På fig. 1 er vist en utførelse av en optisk tegngjenkjennelses-stavehhet med komplett datainnføring og en datainn-føringsenhet ifølge oppfinnelsen. Den håndholdte enhet er knyttet til gjenkjennelseselektronikkenheten 2 ved hjelp av en kabel 3. Enheten omfatter en foranstaltning for en magnetbånd-kassett ved 4. Brytere 5 og 6 benyttes til å skru på innret- ningen og til å styre andre funksjoner i systemet. Enheten 2 kan være forsynt med en stropp som er forbundet med koplings-stykker 7 av hvilke ett. er vist.

En mer detaljert tegning av den håndholdte enhet 1 er vist på fig. 2. Enheten består av et lesehode 13 med et neseparti 14 som er festet ved hjelp av en roterende skrue 15. Data innføres på et tastbord 11 ved hjelp av tangenter eller taster 16. Informasjon.som innmates i systemet, fremvises på en indikator 12. Når enheten er i ferd med å lese eller behand-le data, tennes en indikatorlampe 17 som viser at systemet er opptatt.

Lesehodeelektronikken 13 er vist mer detaljert på fig. 3. Lesehodet omfatter en 12 x 38 selvavsøkende,

elektronisk oppstilling på hvilken det ved hjelp av en linse fokuseres informasjon som leses fra mediumet som kan være i form av et dokument eller hvilket, som helst trykket materiale, såsom prislapper, merkelapper etc. Lamper DS1 og DS2 belyser dokumentet for avlesning. For å spare effekt og skru av effek-ten til størstedelen av systemet mens leserhodet i virkelig-heten ikke leser et dokument, benyttes en styrekrets. Sender-føleren for styrekretsen er vist ved 19. Et infrarødt signal utsendes fra enheten 19, overføres gjennom en lysleder 18 til dokumentet og reflekteres tilbake gjennom lyslederen til enheten 19 dersom et dokument leses. Dersom imidlertid ikke noe dokument er i umiddelbar nærhet av lesehodet., blir det infra-røde signal ikke reflektert og enheten skrues ikke på. Et slikt styresystem er vist i amerikansk patentsøknad nr.

729 531 av 4. oktober 19 76.

Under en lesesyklus avsøkes oppstillingen kontinuer-lig og drives véd hjelp av en celleklokkedriver og en rekke-klokkedriver via de viste x- og y-registre. For å synkronise-re systemet, går et billedslutt-signal (EOF) og et linjeslutt-signal (EOL) inn i en buffer-synkroniseringslogikkenhet og sendes tilbake til gjenkjennelses-elektronikkenheten. Video-utgangssignalet fra oppstillingen sendes også tilbake til gjenkjennelsesenheten. En tilstandslampe LED 17 er på når systemet er i bruk og data er under behandling. Sende-signal ledningen og motta-signalledningen er koplet til sende-motta-enheten 19 for å utsende signaler og motta refleksjoner på disse for å si fra enheten at den skal kople inn når et dokument leses eller kommer i nærheten av leseenhetens nese eller forparti.

Tastbord- og indikatorkretsene er vist i blokkform på fig. 4. En 4-bits mikroprosessor benyttes til å ta informasjonen som inntastes fra tastbordet, og viderebefordre denne tilbake til gjenkjennelsesenhet-elektronikken, og i sin tur overføre til indikatoren den informasjon som er blitt innført i tastbordet, avlest av lesehodet og behandlet av gjenkjennelsesenheten. Fem ledninger er nødvendig for å gå inn i tastbord- og indikatorenheten, nemlig for batterieffekt og jord og tre ledninger som kommuniserer mellom 4-bits-mikroprosessoren og elektronikken i gjenkjennelsesenheten.

Indikatoren og tastbordet er standardenheter som er vanlig benyttet i for eksempel håndholdte kalkulatorer. Den 4-bits-mikroprosessor kan for eksempel være en mikroprosessor-brikke av typen Texas Instruments TMS 1200.

Kommunikasjon mellom tastbord- og indikatorenheten og gjenkjennelsesenheten 2 oppnås med et serie-meldingsformat. Gjenkjennelsesenheten 2 inneholder en mikroprosessor av typen Fairchild F-8 som vist i amerikansk patentsøknad nr. 729 530 av 4. oktober 19 76. Overføringen av data fa gjenkjennelsesenheten til tastbord- og indikatorenheten innledes ved at data-lédningene heves til logisk "én"-nivå. Mikroprosessoren i tastbord- og indikatorenheten genererer åtte klokkepulser som har en periode på 6 ms for å strobe data fra gjenkjennelsesenheten til tastbord- og indikatorenheten. Nedenstående Tabell 1 angir de meldingskoder som overføres til 4-bits-mikroprosessoren.

Tastanslagsdata overføres i avbrutt modus til gjenkjennelsesenheten idet den mest signifikante bit (MSB) over-føres først. "ATTN"-tastkoden består bare av "enere" og benyttes til å "oppvekke" systemet under effektsparesykluser. Strobe-avbrytelsen innleder en effekt-på-syklus som opprett- holder effekt i 2 sekunder etter det siste tastanslag. Tabell 2 angir de. forskjellige tastkoder som overføres til gjenkjen-ne Ise senhe ten .

For tilveiebringelse av en universell håndholdt enhet som kan opereres med den ene eller den andre hånd, kan lesehodet 13 roteres 180° slik at det vil peke i den ene eller den andre retning, til venstre som vist påfig. 5 eller til høyre (ikke vist). For å tilveiebringe en fleksibel forbindelse mellom tastbord- og indikatorenheten og rotasjonsakselen gjennom hvilken kabelen 3 passerer for forbindelse av lesehodet med gjenkjennelsesenheten, er det nødvendig at forbindelsen med rotasjonsenheten er fleksibel for å overleve rotasjonen på 180°. Dette oppnås ved å benytte en plugg eller et støpsel 22 som koples til en stikkontakt 28 (fig. 7) på rotasjonsakselen i dennes forsenkede område. Som vist på fig. 5, er ledninger 23 tilkoplet til støpselet 22, lagt i sløyfe rundt dreieakse-len og forbundet med kontaktpunkter på det kretskort på hvilket tastbord- og indikatorkomponentene er montert. Fem tråder er nødvendig for batteritilkoplingen (positiv og jord) og de tre tråder for inndata, utdata og dataklokke som benyttes til å kommunisere mellom tastbord-indikatoren og gjenkjennelsesenheten 2. På den øverste del av akselens 3 rotasjonsenhet finnes en fjær som holder lesehodet 13 i kontakt med den øvre del av legemet 20. For å rotere lesehodet, trekkes lesehodet bort fra legemet 20 og roteres. Så snart rotasjonen er full-ført, vil fjæren trekke lesehodet tilbake på plass og holde dette i anlegg mot legemet 20. Tilfeldig rotasjon av lesehodet unngåes ved hjelp av indikatorkappen som strekker seg opp mot den ene side av lesehodet når dette befinner seg i sin nedre stilling.' Lesehodet rnå trekkes over indikatorhuset før det kan roteres.

Et mer detaljert bilde av rotasjonsenheten er vist på fig. 7 hvor støpselet 22 er vist å passe sammen med stikk-kontakten 28 i en forsenkning 30. ,Den ikke viste fjær er an-bragt rundt skaftet ved 25, idet tilkoplingstrådene 27 strekker seg opp i lesehodet og er forbundet med elektronikken i dette, og strekker seg ut fra den andre ende for forbindelse med gjenkjennelsesenheten 2 via kabelen 3 og støpselet 26.

Det er mulig å erstatte kabelen 3 med en motta/sende-enhet i den håndholdte enhet og gjenkjenneslesstyreenheten. Små sende/motta-enheter for dataoverføring er velkjente og trenger ikke å beskrives i detalj.

Et mer detaljert bilde av lyslederen som benyttes i forbindelse med innkoplings/utkoplings-kretsen er vist på fig. 8 og 9. Fig. 8 viser et perspektivriss av lyslederen og fig. 9a og 9b viser side- og toppriss.

Normalt blir det i lysledere av denne type benyttet optiske multifiberbunter. En sådan lysleder er imidlertid

ikke egnet for produksjon i stort omfang og til lav pris. Den viste lysleder er fremstilt ved sprøytestøpning med acrylplast. Lyslederen er et homogent materiale i motsetning til inviduel-le glassfibre. For å gi lyslederens sider en speilpolering, har formen en overflatebehandling på 0,4 ym eller bedre.

En fordel med denne type lysleder er at det bare er nødvendig med én billig del for å utføre funksjonen.

Overflaten av lyslederen er høy-polert for å tilveiebringe i det vesentlige total indre refleksjon. Lysenergien i lyslederen overføres derfor fra inngangen til utgangen med forholdsvis lite tap. Idet det henvises.til fig. 3 og 5, over-føres energi fra sender/mottaker-føleren 19 via lyslederen til dokumentet og reflektert.energi sendes tilbake gjennom lyslederen til føleren. Føleren er montert på lesehode-hovedkappen mens lyslederen befinner seg i nesen eller forpartiet. Lyslederen tillater fjerning av forpartiet uten noen elektrisk forbindelse mellom forpartiet og lesehode-hovedlegemet. Lyslederen kan benyttes ved hvilket som helst ikke-koherent lys hvor energikilden eller mottakeren er beliggende på et fjernt-liggende sted.

For å montere lyslederen uten at ytterveggene kommer i kontakt med en overflate som kan forstyrre veggens indre reflektivitet, er knaster- 29 dannet på lyslederens sider og benyttes til å hindre uønsket kontakt mellom veggene og omgi-vende deler.

Den beskrevne oppfinnelse angår en håndholdt enhet for komplett datainnføring og som optisk leser data. Når dataene ikke kan leses optisk, har den samme enhet et tastbord som benyttes til å kode data inn i systemet. De kodede data fremvises for verifisering.

For å sørge for enten venstre hånd- eller høyre hånds-bruk av enheten, kan lesehodet roteres 180° slik at det peker enten mot høyre eller venstre av tastbord-indikatorlegemet.

En strekkavlastende rotasjonsenhet er anordnet i legemet for

å tillate indre forbindelser med tastbordet og indikatoren uten ødeleggelse av forbindelsene.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med visse spesielle utførelser, vil det være klart at forskjellige modifikasjoner kan utføres uten at man går utenfor oppfinnel-sens ramme.

Claims (18)

1. Optisk tegngjenkjennelsessystern hvor datainnføring utføres vedhjelp av en håndholdt enhet, karakterisert ved en håndholdt enhet som omfatter en optisk avsøker, et tastbord og en frernvisningsanordning, og en bærbar prosessor for mottagelse av informasjon fra den håndholdte enhet, og som er knyttet til denne ved hjelp av en'kabel..

2. System.ifølge krav 1, karakterisert ved en mikroprosessor som er forbundet med tastbordet og frern-visningsanordningen for å kode informasjon som innmates av tastbordet, viderebefording av den kodede informasjon til den bærbare prosessor og overføring av den behandlede informasjon til fremvisningsanordningen.

3. System ifølge krav 1, karakterisert ved at den håndholdte enhet omfatter en hodeenhet og en legems-enhet, og at hodeenheten er dreibart montert på legemsenheten.

4. System ifølge krav 3, karakterisert ved at hodepartiet omfatter den optiske avsø ker og legemspar-tiet omfatter tastbordet og fremvisningsanordningen.

5. System ifølge krav 1, karakterisert ved en anordning som benyttes sammen med tastbordet og fremvisningsanordningen for manuell innføring av. data i systemet og fremvisning av.de innførte data for verifisering.

6. System ifølge krav 3, karakterisert ved en sammenkoplingsanordning for mekanisk og elektrisk sam-menføyning av hodeenheten og legemsenheten i en dreibar forbindelse, omfattende en rørformet del som er festet til den ene av de nevnte enheter og strekker seg gjennom den andre av enhetene, en forspenningsdel. som samarbeider med den rørforme-de del for å holde enhetene i mot hverandre anliggende forbindelser, idet elektriske tråder strekker seg gjennom den rør-formede del inn i hver av enhetene på en måte som tillater rotasjon av den ene av enhetene i forhold til den andre. V.

System ifølge krav 6, karakterisert ved at den rørformede del har en sentral, periferisk fordyp-ning for opptagelse av monteringen av et elektrisk koplings- stykke i denne.

8. System ifølge krav 7, karakterisert ved at det med koplingsstykket er forbundet et antall elektriske tråder som er lagt i sløyfe rundt den rørformede del og er festet til elektriske kontaktpunkter.

9. System ifølge krav 6, karakterisert ved at det på den rørformede del er avgrenset et område ved hjelp av minst- én periferisk forhøyning, og at forhøyningen danner avgrensning for den ene ende av forspenningsdelen.

10. System ifølge krav 6, karakterisert ved at f orspenningsdelen er en f jaer som er viklet rundt den rørformede del.

11. System ifølge krav 6, karakterisert ved at den rørformede del strekker seg gjennom det andre av de nevnte legemer i glidbart forhold til dette.

12. System ifølge krav 3, karakterisert ved at det omfatter en detektor i hodeenheten for detektering av reflektert lys som indikerer når den optiske avsøker i hodeenheten avsøker et dokument.

13. System ifølge krav 12, karakterisert ved at lys til detektoren overføres ved hjelp av en lysleder, hvilken lysleder består av et homogent, sprøytestøpt, lysover-førende materiale, og omfatter fremspring som rager ut fra lyslederens sider for å feste lyslederen og hindre gjenstander fra å komme i kontakt med dennes sider.

14. System ifølge krav 13, karakterisert ved at materialet i lyslederen er sprøytestøpt acrylplast.

15. System ifølge krav 13, karakterisert ved at de sider av lyslederen som er parallelle med lysbanen, er polerte.

16. System ifølge krav 13, karakterisert ved at fremspringene som rager ut fra lyslederens sider, strekker seg fra to motsatte sider av denne og er i form av del-kuler.

17. System ifølge krav 13, karakterisert ved at lyslederen er av langstrakt, homogent plastmateriale med i hovedsaken rektangulært tverrsnitt.

18. System ifølge ett av kravene 13 - 17, karakterisert ved at fremspringene ér av samme materiale som lyslederen og er homogene.med denne.