SK164292A3 - Counting plant with a linear scanner and a roll feeder - Google Patents

Description

Oblast techniky

Tento vynález se tyká oblasti čtecích zarízení pro čtení formuláru a zejména čtecího zarízení pro rozlíšení informace na ručné vyplnšných formuláŕích jako jsou vstupní lístky loterie nebo na tištšných formuláŕích, které vytiskne agent loterie pro potvrzení vstupu hráče do loterie. Formulár je uchopen bubnovým podavačem pohánéným krokovým motorem a projíždí polem lineárné umístšných CCD svštelných senzorú (CCD = součástka, integrovaný obvod s väzbou nábojem). Abychom obdrželi dvourozmerný obraz formuláre pro další analýzu, jsou výstupy CCD svetelných senzorú digitalizovány pri každém kroku motoru.

Dosavadní stav techniky

Formuláre s vyplnšnými ručné psanými značkami sloužící pro vstup dat do systému zpracování dat obvykle maj í množství oddelených oblastí (políček). Tato políčka leží na pozadí s odlišným vzorem, kterým je formulár podtištén. Uživatel vyznačuje svou volbu tím, že zaškrtne čárou, umístí X nebo jinou značku (napr. začerní celou plochu) do jedné ze šerie políček určených pro výbér. Políčka jsou obvykle ve tvaru čtverce, oválu, dvojice oddélených čar atd. a formulár má také vétšinou místo pro označení počtu takových výbéru. Formuláre tohoto typu se napríklad používají pro zakódování čísel, která si vybral hráč pri sázení. Zde se používa čtecího zarízení pri dátové komunikaci s terminálem agenta loterie a s hlavním počítačem loterie.

Pro ovéŕení vstupu hráče do hry agent loterie vytiskne na terminálu vstupní lístek, který obsahuje potvrzení o vstupu hráče do hry a sériové číslo nebo jinou špecifickou identifikaci. Špecifická identifikace múže zahrnovať vytišténé alfanumerické znaky stejnš jako čárový kód, OCR znaky (opticky rozpoznávané znaky) a/nebo tmavé body složené do tvaru geometrických obrazcu reprezentujících numerická data. Když hráč predloží vytišténý lístek jako výherní lístek, agent loterie vloží data z výherního lístku do terminálu, aby lístek zkontroloval pŕes dátovou komunikační linku v hlavním počítači loterie. Tato data mohou být čtena automaticky stejným zpusobem jako ručné vyplnéný formulár použitím vhodného snímače.

Ručné vyplnéné formuláre se automaticky čtou pomoci čtecího zaŕízení, aby se zjistilo, zdali je každá šerie vyplnená či nikoliv. Políčka pro výber jsou obvykle uspoŕádána do ŕádek a sloupcú. Vytišténé formuláre se pŕezkoumávají podie znaku vytišténých v daném políčku.

porovnáva se úroveň svétla prahovou úrovní. Pro čtení formuláru je pŕečetla každý

Formulár je odraženého z ŕádkových nasmérována osvštlen a formuláre s a sloupcových tak, aby fotobunka počet rad nakreslených políček nebo stop. Úroveň odraženého svétla po celé délce stopy na formulári se porovná v čase nebo v poloze se vzorem, který byl vytištén na formulári, aby definoval sloupce. Tím je určeno dvourozmérné pole značek (nebo chybéjících značek), které se nacházejí na formulári. Aby snímací zarízení snímalo na správném místé a abychom tedy obdrželi správná data, musí být formulár ŕádné umístén a podán podavačem tak, že ŕádky a sloupce jsou nastavený proti fotobuňce a formulár ŕádnš projede kolem fotobunky, takže odrazené signály jsou buď podie času nebo pozice správné srovnány s pozicí na formulári. Snímače čárového kódu a čtecí zarízení OCR jsou podobná v tom, že odraz svetla z té oblasti formuláre, která nás zajímá, je dekódován. Tím obdržíme informaci z jednotlivých odstínu šedi na formulári.

Pri čtení správných dat pomoci čtecího zarízení se vyskytují jisté problémy, zvláštš pri relativnš vyšších rychlostech načítání, kvúli rúzným parametrúm formuláre a čtecího procesu. Tyto parametry mohou být rozdílné pokud jde o formulár i pokud jde o čtecí proces. Formulár múze být umístén do podávače nakrivo; ručné psané nebo tišténé značky se mohou lišit tvarem a odstínem; parametry svštelného zdroje se mohou pri stárnutí prístroje mšnit; pŕedtišténá políčka nemusí být vždy natišténa presné na svých místech na formulári; je-li formulár umístén do podávače na délku, muže docházet k pŕíčnému chvšní, čímž se méní vzdálenost mezi značkami a senzory a tím i úroveň odrazeného svétla atd.

Aby se vyŕešily tyto a další problémy, dosavadní systémy byly vybavený množstvím zvláštních elektrických a mechanických prostŕedkú pro manipulaci s formulári. Pro zlepšení korelace mezi signálem a pozicí na formulári mohou být napríklad na formulári vytištény synchronizační značky spouštející prahový detektor. Aby se zajistila lepší svštelná odezva i v pŕípadé rúzného typu značek, múze se prahová úroveň komparátorú prizpusobovat podie okamžitých požadavku. Podavač formuláre muše být vyroben s vysokou presností a také formuláre mohou být tištény s vysokou presností umísténí políček určených pro pozdéjší vyplnéní. Tato vylepšení samozrejmé zvyšuj í cenu a složitost výroby formuláru i zaŕízení na čtení formuláru.

Napríklad patent US číslo 4 724 307 (Dutton a kol.) používá pole CCD svételných senzoru na sejmutí a udržení dvourozmérné reprezentace odrazené úrovnš svetla z celého povrchu formuláre. Formulár je osvétlen ve čtecí části zaŕízení. Odrazený obraz je soustŕedén na dvourozmérné pole vybraných CCD senzorú, je nahrán do CCD senzorú paralelné celý najednou, čímž nabíjí každý CCD senzor na úroveň, která reprezentuje úroveň odrazeného svétla v odpovídajícím místé formuláre. Úrovné nabití jednotlivých senzorú jsou pak čteny a zdigitalizovány a tím se získá bodová mapa nebo číselná reprezentace obrazu formuláre.

Korelace mezi daty získanými senzory a daty o existenci nebo absenci značek zahrnuje také nalezení referenčních značek v obraze a hledání dat podie referenčních značek pro srovnání hrán v preddefinovaných pozicích v dvourozmérném obraze. Jednotlivé CCD členy definuj í jednotlivé elementy (body) obrázku, které jsou podstatné menší nežli označené plochy definované tiskem na formulári. Porovnáním nékolika sousedních bodu se naleznou kontrastní hrany i v pŕípadé, že značky maj í rozdílné stupné šedi. Procesor musí pouze najít malé plochy referenčních značek a když je nájde, pozice referenčních značek presné definuj í pozice všech ostatních očekávaných značek, které jsou natištény na formulári. To. znamená, že značky ani nemusí definovat rady a sloupce.

Zaŕízení je necitlivé k radé zmén, které vždy ztéžovaly čtení dat v dosavadních čtecích zaŕízeních pro čtení formuláru. Protože se snímá nehybný dvourozmérný obraz, nejsou problémy pri čtení napr. kvuli kolísající rýchlosti posuvu, kvuli nepresnému srovnání formulári! a nebo kvuli chvéní formuláre, pri kterém se méní relatívni vzdálenost mezí formulárem a zdrojem svétla a/nebo relatívni vzdálenost mezi formulárem a detekčním zaŕížením.

Nicméné čtecí zaŕízení pro čtení formuláru podie Dutton a kol. tedy potrebuje v praxi všechny časti videokamery, aby mohlo získat stály obraz, který je digitalizován a analyzován. Dvourozmérné pole CCD senzoru a pridružená optika k zaméŕení obrazu celého povrchu formuláre na pole CCD senzoru zaŕízení relativné prodražují v porovnání napr. s radou fotobunék pro každou radu nebo sloupec. Kromé toho, aby se pŕedešlo rozmazání obrazu, což je častý jev, musí být každý formulár posunut do čtecího zaŕízení a tam zastaven. Nebo je treba prerušovať osvétlení, aby nedošlo k rozmazání obrazu. Všechny tyto požadavky ješté dále zvýši cenu čtecího zaŕízení a do určité míry délají čtecí zaŕízení méné uživatelsky príjemné.

Podstata vynálezu

Pŕedmétem tohoto vynálezu je získat výhody dvourozmérného bodového zpracování obrazu pro čtecí zaŕízení pro čtení formuláru vyplnéných značkami a minimalizovať cenu čtecího zaŕízení.

Pŕedmétem tohoto vynálezu je dále zvýšení všestrannosti čtecího zaŕízení formuláru (včetnš obrazového procesoru), takže lze používať ruzné formáty a velikosti formuláru i tišténých.

to jak ručne psaných, tak

Pŕedmétem tohoto vynálezu uživatelské príjemnosti čtecího použitím bubnového druhu posuvu, je dále zvýšení zaŕízení, obzvlášté který snadno pŕebere formulár od uživatele, béhem rovnomérného pohybu ho pŕečte a opét uživateli formulár vrací.

Tyto a další pŕedméty vynálezu jsou využity ve formuláru, špeciálne pro psanými nebo tišténými bubnový podavač zajišťuje posun čtecím zaŕízení pro čtení formuláre loterie s ručné značkami. Čtecí zaŕízení obsahuje formuláru a krokový motor, který formuláre po kruhové dráze bubnu. Pritom formulár míjí lineárni čtecí zaŕízení umísténé kolmo k dráze pohybu. Formulár je ve čtecím zaŕízení osvštlován lineárním zdrojem LED a odrazené svétlo je zaméŕeno na podélné pole CCD svételných senzoru (CCD = součástka, integrovaný obvod s väzbou nábojem). Komparátor, jehož prahová citlivosť je založená na schopnosti zjištovat maximálni a minimálni svételné úrovné, se používá pro digitalizaci bodu. každým CCD svételným senzorem pri každém kroku, čímž je definováno X - Y (dvourozmérné) pole svétlých nebo tmavých bodli. Bodová data jsou zachycována v obrazové paméti, která múže být založená na programovateľných logických obvodech. Digitálni procesor spojený s obrazovou paméti má prístup k obrazovým (bodovým) datúm, analyzuje je a porovnáva s pŕedem určenými vzory, a to s ručné psanými značkami, s tišténými značkami, s čárovým kódem atd. Vstupní senzor zjistí, když je formulár na vstupu do čtecího zaŕízení a pokud je formulár na vstupu nalezen, zapne se krokový motor. Boční vodiče vyrovnaj í formulár tak, aby presné vstoupil do čtecího zaŕízení. Tyto vodiče jsou bočné posuvné a vyrovnávaj í formulár podie jedné nebo obou hrán, takže lze použít formuláre nižných šíŕek.

Stručný popis obrázku

V následující části popisu bude vynález blíže objasnén pomoci príkladného provedení zarízení podie vynálezu. Je samozrejmé, že toto príkladné provedení má pouze ilustrační charakter a že do rámce vynálezu spadaj í všechna provedení zahrnutá do formulace patentových nároku, jakož i všechna další samozrejmá ekvivalentní provedení.

< Obrázek 1 zobrazuje perspektívni pohled na fyzické části a celkové montážni usporádání podie tohoto vynálezu;

Obrázek 2 je funkční blokové schéma -vynálezu, které zobrazuje funkci čtecího zarízení podie obrázku 1;

Obrázek 3 je schematický nákres, který zobrazuje CCD čip a porovnávání bodových analógových úrovní s úrovnšmi svétlé a tmavé;

Obrázek 4 je schematický nákres, který zobrazuje _t část zarízení generující signál o prítomnosti formuláre;

« Obrázek 5 je blokové schéma, které zobrazuje usporádání ovládací části krokového motoru; a

Obrázek 6 je blokový diagram zobrazuj ící obrazové a dátové paméti, sbérnici a ŕadič sbérnice a mikroprocesor pro analýzu obrazových dat a pro výstup výsledkú.

Príklady provedení vynálezu

Príklad

Čtecí zaŕízení na čtení formuláru, jak je zobrazeno v pohledu na součásti hlavní sestavy na obrázku 1 a v blokovém schematu na obrázku 2, muže být modulární součásti, která je pripevnéna v pouzdru nebo je zabudována do pouzdra velkého terminálu j ako je terminál agenta loterie. Čtecí zaŕízení obsahuje šasi 20. k némuž » se pripevní jednotlivé součástky zaŕízení. Tyto souČástky jsou spojený i navzájem mezi sebou. Agent, loterie nebo uživatel čtecího zaŕízení má snadný prístup k prední časti šasi 22, kde se nachází otvor podávače 24.. Tento otvor je dostatečne široký, takže lze používať i ty nejširší formuláre. Pro vstupní lístky loterie a pro lístky s potvrzením o vstupu do hry je vhodná šírka od 3.25 do 4.5 palcu (8.3 až 11.5 cm) . Boční vodiče 28. s vodícími lištami 32 umísténými podél hrán cesty pohybu formuláre 40 umožňuj í umístit formulár do otvoru podávače 24 jednak jednou hranou proti bočnímu vodiči 28., jednak mezi obé protilehlé hrany vodících lišt 32 umísténých na _a dvou protilehlých bočních vodičích 28. Toto zajišťuje správné umísténí formuláre do sméru cesty pohybu . formuláre 40.

Jsou-li na formulári vytištény referenční značky, . pak formulár nemusí být umístén úplné presné, protože čtecí zaŕízení se preorientuje podie referenčních značek a načte správná data. 0 takovém postupu se hovorilo v souvislosti s procesorem pracujícím s nehybným obrázkem v patentu US číslo 4 724 307 (Dutton a kol.), což je v tomto patentu zahrnuto. To umožňuje zpracovávat nej en správne podané formuláre, ale zarízení má schopnost dokonce načíst i formuláre, které nejsou umístšny presné rovnobéžné s cestou pohybu formuláre.

Alespoň jeden z bočních vodiču 28 je bočné posuvný (je ovšem výhodnéjší, pokud jsou posuvné oba), takže se dá nastavovať šírka otvoru podávače 24 a formulár je udržován ve správné poloze vymezené vodiči. Pro tento účel se mohou boční vodiče 28 snadno primontovať do štérbiny nacházející se na prední části šasi čtecího zarízení 22.

Pŕímo z otvoru podávače 24 vede cesta pohybu formuláre 40 na bubnový podavač 52., který je ve srovnání s formulárem relativné veliký, napríklad kolem 2.5 palce (6.3 cm) v pruméru. Pro pevnéjší uchopení formuláre je bubnový podavač vybaven speciálním trecím povrchem. Bubnový podavač 52 pri pohybu uchopí pevné formulár a tím se zamezí chvéní formuláre, které je j inak charakteristické pri podávaní formuláre hranou do otvoru podávače. Buben 52 je pevné spojený s hŕídelí 54. Tato hŕídel 54 je otočné pŕipevnéna k pohonné jednotce 60. Krokový motor 70 pohání hŕídel 54 pomoci ŕemenic 66,66 svázaných ozubeným ŕemenem 62.· Volná kladka 72 udržuje ozubený remeň 62 napnutý a spolu s krokovým motorem 70 zajištuje správný pohon bubnového podávače 52 pohonnou jednotkou 60., takže je formulár postupné unášen správným zpusobem cestou pohybu formuláre 40.

Krokový motor 7 0 pohonné jednotky 60 je ŕízen ŕídícím obvodem motoru 120 (viz obrázek 5) . Formulár je unášen cestou pohybu formuláre 40 po krocích, synchronné s tím, jak jsou z ného načítána data. Ŕídící obvod motoru se spouští senzorem kontrolujúcim prítomnosť formuláre na vstupu 160 (viz obrázek 3), aktivuje krokový motor a bubnový podavač 52 začne unášet formulár po cesté pohybu formuláre 40.. Senzor kontroluj ící prítomnosť formuláre na vstupu 160 zahrnuje diódu LED a fotosenzor. Buďto se využívá odrazu svétla o formulár a dióda i fotosenzor jsou na stejné strane otvoru podávače, nebo je dióda umí stena na jedná stranš otvoru podávače 24 a fotosenzor na druhé a svetlo z LED je formuláŕem prerušeno.

Vrchní vodiči jednotka 80 udržuje formulár ve správném kontaktu s bubnem podávače 52.. Vrchní vodiči jednotka 80 se skládá z volných válečku 82 a obloukovité prohnutého krytu 84. Tyto součástky jsou pružné pŕimontovány, aby tlačily proti formulári ve sméru bubnového podávače 52.. Díky tomu zústane formulár pri každém kroku pevné pritlačen k povrchu bubnu. Bubnový podavač 52 a vrchní vodiči jednotka 80 dostanou formulár pod osvétlovací jednotku 90.. Osvétlovací jednotka 90 obsahuje jednotku LED 92, která se skládá z množství svetelných zdroju uspoŕádaných podélné napŕíč cesty pohybu formuláre a osvétlujících formulár na zadní strané bubnového podávače 52 v kolmém sméru k cesté pohybu formuláre 40. Osvétlovací jednotka LED 92 osvétluje formulár doplňkovou barvou k barvé tiskú na formulári, který se má ignorovať, napríklad červené svétlo bude ignorovať zelený tisk atd. Čtecí zaŕízení ve výhodném provedení bude stejné tak dobre detekovat ručné psané značky psané tužkou nebo perem j ako černý, modrý nebo nachový tisk na formulári. Svétlo z LED diód je obvykle smérováno dolu a je sklonéno tak, že osvétluje formulár

na zadní čtecí ploše 90.	96,	pŕímo	pod osvétlovací jednotkou
	Pŕímo vzadu na	šasi	20 v	ohnisku čočky 122	umísténé
v	optické jednotce	120	je	na držáku 112	pŕipevnén

integrovaný obvod s polem CCD senzoru 110. Optická jednotka 120 má lóže optické jednotky 124 s proláklinou 126 pro upevnení válce čočky 128 a svorku 132. která pevne drží čočku v takovém místé, že obraz osvštlené části formuláre na zadní čtecí ploše 96 je zaostŕen na integrovaný obvod s polem CCD sezoru 110. Integrovaný obvod s polem CCD senzorú 110 je součástka s jednorozmerným polem 1 024 x 1 senzorových prvku, napríklad součástka číslo TCD132D, a je spojená pomoci ohebného kabelu 114 s tišténým obvodem 140. Tišténý obvod 140 je pŕipevnén na šasi 20 a obsahuje systém pro obsluhu senzorových prvku CCD.

Když j sou prvky CCD integrovaného obvodu 110 vystavený svétlu, v každém z nich se akumuluje takový náboj, který je funkcí stupnš osvétlení CCD prvku. To znamená, že velikost akumulovaného náboje závisí na množství svštla zdroje 92 odrazeného od formuláre a privedeného čočkou na CCD prvky. Napétí jednotlivých senzorú v poli se sériové čtou a porovnávajú se s napštím prahovým, a obrázek je digitalizován na svétlé a tmavé plochy pro další analýzu.

Formulár je unášen po krocích krokového motoru 70. napríklad jeden krok na snímání jednoho vzorku nebo radky. Aby se v senzorech CCD naakumuloval náboj, motor 70 vykonává po každém kroku prodlevu. Pole senzorú 110 a čočka 122 jsou umístšny tak, že se buď čte celý povrch formuláre, nebo se čte pouze taková šírka formuláre, na které jsou umístšny značky. Když formulár projede zadní čtecí plochou 92. jeho prední hrana podjede pod spodní vodiči jednotku 152. která vede formulár ven, zpátky zkrz otvor podávače 24 nebo spodriím otvorem. Horní vstupní otvor a spodní výstupní otvor jsou vymezeny zkosenou hranou. Celý čtecí proces je hotov v relativnš krátkém čase, každý formulár se zpracovává jednu nebo dvš vteŕiny.

Šasi 20 se svým vnitŕním obsahem múze tvoŕit samostatnou jednotku, ale výhodnéjší je umístit ji jako modul do velkého terminálu. Šasi je chránšno krytern čtecího zaŕízení 156, který zabraňuje usazování prachu uvnitŕ zaŕízení. V pripadá, že je čtecí zaŕízení umísteno v samostatné jednotce, je treba použít pro napájení vhodný napájecí zdroj. Šasi má na snadno prístupných místech vhodné konektory pro napojení dátové sbérnice a napájecího zdroje, takže se zaŕízení múze snadno primontovať dovnitŕ nebo na terminál, který bude dále zpracovávát pŕečtená data a bude čtecí zaŕízení také napájet.

Obrázek 3 znázorňuje schéma obsahuj ící pole prvku CCD pro detekci svétla a dále provádéjící prevod bodových dat na bity pro záznam a další zpracování. Pole senzorú CCD je ve výhodném provedení pripojeno k regulovatelnému zdroji napétí definuj ícího. referenční napäťovou úroveň Vref, napríklad k sériovému regulátoru 210. který zabraňuje, aby se výkyvy v napétí Vqq dostaly na pole senzoru CCD. Ke zdroji je dále pripoj en oddélovací kondenzátor Cl. K poli senzoru CCD jsou privedený vodiče z rídícího zaŕízení, které aktivuje pole senzorú CCD synchronné s chodem krokového motoru, tedy načítaní se provádí v pŕestávkách v chodu motoru. Zaŕízení CCD je nejprve vvnulováno, aby bylo pripraveno na načítání bodových dat v dané ŕádce. Když se krokový motor zastaví po jednom kroku, dochází k akumulaci náboje v senzorech pole CCD 110. Ty to senzory jsou ve výhodném provedení uspoŕádány do jedné rady. Po pŕedem.definované dobe jsou naakumulované náboje sekvenčné vyvedený na výstup. Ten je pŕipojen na bázi tranzistoru Ql, který s odporem R1 tvorí emitorový sledovač. Vstupní vodiče ŕídící pole senzorú CCD se obvykle označují jako READ a SHIFT a volí jeden ze tri režimu práce pole senzorú CCD: nulování, akumulace náboje a výstupní mód.

Analógový signál na bázi tranzistoru Ql je veden na dva články složené z operačních zesilovačú U1-U5 a U3-U6 a také na operační zesilovač U7. První ze dvou článku obsahuje vzorkovací a uchovávácí obvod U5 a je spoj en s operačním zesilovačem Ul. Opačné polarizované diódy Dl, D2 a kondenzátor C2 na výstupu U5 tvorí špičkový detektor. Podobné v druhém článku je výstup z operačního zesilovače U3 pŕipojen na špičkový detektor vytvorený opačné polarizovanými diódami D3, D4 a kondenzátorem C3 a odpory R1, R2 v sérii s diódami. Výstup druhého článku je pŕipojen na sledovací zesilovač U4, výstup prvního článku je pŕipojen na sledovací zesilovač U2. Na výstupech zesilovačú U2 a U4 dostaneme špičkové úrovné tmavé a svétlé. Výstupy zesilovačú U2, U4 jsou spojený s dalším sledovacím zesilovačem U6 pŕes sérii odporu R4 a R5, tedy obdržíme strední hodnotu z horních a dolních špiček. Úroveň tmavé je ve skutečnosti úroveň, kterou dostaneme ze zarízení CCD a ta presné nemusí odpovídat úrovni, která je odražena od formuláre a privádšna na CCD. Výstup zesilovače U6 poskytuje referenční vstup pro komparátor U7, který rozpozná, zdali hodnota napétí daného bodu vyjadruje tmavou nebo svetlou. Výstup z komparátoru U7 je spojen s bází ŕídícího tranzistoru Q2, na jehož kolektor je pŕes odpor R6 pŕivedeno napájecí napétí Vcc- Kolektor tvorí výstup obrazových dat, to znamená sled digitálnich pulzu béhem vybíjení senzoru CCD. Pulzy odpovídaji radám bodú, které akumulovaly náboj vétší nebo menší nežli je referenční úroveň definovaná jako prúmšr horních a dolních špiček.

Chod senzorú CCD je synchronizován s jednotlivými kroky krokového motoru 70 a tím i s kroky bubnu podávače

52. Krokový motor je uveden do chodu, je-li zjišténa prítomnosť formuláre v otvoru podávače 24 čtecího zarízení. Na obrázku 4 je príklad senzoru kontroluj ícího prítomnosť formuláre na vstupu 160. Senzor obsahuje svételný zdroj a. fotosenzor, jako napríklad LED D5 a fototranzistor Q3. Zdroj D5 a detektor Q3 jsou umísteny buď na opačných stranách cesty pohybu formuláre £0 v otvoru podávače 24 čtecího zarízení, nebo jsou umístény na stejné strane a pak se využíva odrazu svštla o formulár. LED D5 je napájena pŕes odpor R7. Fototranzistor Q3 vede, když na néj dopadá svétlo, takže se napétí spoje kolektoru tranzistoru Q3 a odporu R8 sníží. Signál je pŕiveden na vstup komparátoru U8 a oddélen od kladného pólu napájení tranzistorem C4. Na další vstup komparátoru U8 je pŕivádéno referenční napätí preš napäťový dšlič, který se skládá z odporú R9 a RIO. Na výstupu vysoce presného komparátoru je umístén zdvíhací odpor Rll.

Krokový motor 70 je vícepólový motor pohánéný vysokoproudovými budiči U9 a Ull. Budiče U9 a Ull maj í vstupy A, B spojený s 1. logickým polem 240. Výstupy budiču U9, Ull jsou spojený s komparátory U10 a U12 a porovnávaj í se s referenčním napétím generovaným napäťovými deliči R13-R14 a R16-R17.

Pro synchronizaci senzoru CCD a krokového motoru se používá mnoho časovacích a kontrolních prvkú, jak je patrné podie blokového schematu na obrázku 6. První programovateľné logické pole 240. napríklad Xilinx model XC2018-68PLCC, slouží ke sbéru a ukládání digitalizovaných bodových dat z obrazového dátového výstupu z kolektoru tranzistoru Q2 (viz obrázek 3). Data jsou ukládána do obrazové pamäti RAM (pamäť s náhodným prístupem) 262 preš šestnáctibitovou sbärnici 250. První logické pole 240 také poskytuje pro každý vysokoproudový budič výstupy pro ovládání krokového motoru A, B a dále signály pro nulování, čtení (akumulaci náboje) a pŕesouvání (výstup) dat pole senzoru CCD 110. Druhé programovateľné logické pole 242 poskytuje časové signály pro synchronizaci a ve spojení s adresovým registrem 264 také ovláda adresové dekódování sbérnice a provádí nutné rízení sbérnice. Obrazová pamäť RAM 262 má ve výhodném provedení dostatečnou kapacitu pro uchování dvourozmérného pole bodu nejménä pro jeden formulár a muže mít i vštší kapacitu pro uchovaní více než jednoho formuláre.

Mikroprocesor 270. který je naprogramován pro analýzu bodových dat, má preš sbérnici 250 prístup k dátum v obrazové paméti RAM 262. Program pro mikroprocesor 270 je alespoň částečné trvalé uložen v paméti EPROM 280. Na sbérnici je dále pripojená další pamét RAM 290, která se užívá jako operační pamét procesoru a pro uschování dátových hodnot. Popisované provedení má mikroprocesor 270, pamét EPROM 280, operační pamét 290 a obrazovou pamét 262 pripojený na stejnou sbérnici 250. Je také samozrejmé možné vytvorit oddélené sbérnice pro zachycení obrazu a pro ŕídící prvky 240. 242. 246, 2 62 a pro analýzu dat a prenosové prvky 27 0, 280, 290. které jsou vhodné spojený, aby mél mikroprocesor umožnén prístup k obsahu obrazové paméti 262.

Mikroprocesor 270 analyzuje bodové informace, detekuje značky na pŕedem určených místech, ve výhodném provedení pro orientaci na formulári používá referenční značky. Tmavé plochy na pŕedem určených místech, které značí, že si uživatel vybral právš tato políčka, se hledají podie kontrastních hrán, složených z množství bodu. Čárový kód je rozlišován analýzou velikosti a mezer tmavých pásku, uspoŕádaných kolmo k ose, která múže být orientována jakýmkoliv pŕedem definovaným smšrem a umísténa na jakémkoliv místé na formulári. Znaky OCR jsou rozlišovány podie vzoru na pŕedem určených plochách. V každém pŕípadé jsou značky na formulári interpretovaný jako alfanumerická data nebo jako výbér z volby a jsou digitálné zakódovány mikroprocesorem.

Výstupy mikroprocesoru, napríklad numerická data reprezentující ručné psané značky na odpovídajících číslovaných pozicích, numerické nebo abecední kódy reprezentující tišténý éárový kód, znaky OCR nebo j im podobné, jsou vyvedený pŕes obousmérný paralelné/seriový konvertor 302 na další zaŕízení, jako je napríklad terminál agenta loterie, který čtecí zaŕízení používá. Terminál agenta loterie je ješté dále pŕipojen na centrálni počítač loterie, což umožňuje centrálné zpracovávat vstupy do loterie, ovéŕovat platnost lístkú atd. Výstup a vstup múze mít štandardní formát RS485. Pro prevod digitálních logických úrovní na úrovné RS485 se používá interface 304. který je umístén mezi čtecím zaŕízením a terminálem.

Další kontrolní prvek 310 slouží k provádéní hlídacích funkcí. Kontrolní prvek 310 zahrnuje zapínací nulovací obvod, detektor porúch napájení a kontrolní spínač pro vynulování prístroje v pŕípadé porúch. Kontrolní prvek 110 ve výhodném provedení také ŕídí záložní batérii. Tato baterie je pripojená k pamétem RAM a slouží k zálohování obsahu téchto pamétí v pŕípadé poruchy napájení.

O vynálezu se mluví ve spojitosti se čtecím zaŕízením pro čtení lístkú loterie a j im podobných, ale múze se také použít pro čtení vyplnéných klasických formuláru. Zaŕízení lze použít jak pro čtení formuláru, kde jsou volby uživatele vyznačený ručné, tak i pro formuláre, kde je sériové číslo nebo jiný znak vytištén na tiskárné.

Podie výhodného provedení se pro rozlišovaní mezi svétlými a tmavými body používa analógový napétový komparátor, kde se bodové úrovné digitalizují do jednoho bitu. Toto uspoŕádání je pomérné levné a efektívni, zvlášté proto, že prahová úroveň používaná pro komparátor je prúmérem ze špičkových hodnot svétlé a ideálni tmavé. Pro zakódovaní bodových dat je také možno použit prídavné bity a tak je možno definovať i stupne šedi. Z hlediska rýchlosti zpracování a výdaju na poŕízení další prídavné pamäti se body mohou zakódovať buď do jednoho bitu, nebo použitím analógové číslicového prevodníku j ako digitizeru napríklad do dvou, čtyŕ nebo ôsmi bitú. Analógové číslicový prevodník je prosté prahový detektor, který má množství prahových hodnot pro jednotlivé stupné šedi a muže být proveden podobným zpúsobem j ako popsané jednobitové provedení, kde se prahová hodnota méní podie kolísajících parametrú osvétlení, prumérného odrazu od formuláre a dalších parametrú.

Nyní po zveŕejnéní vynálezu budou odborníci v této oblasti pŕicházet s mnohá obménami tohoto zaŕízení. Aby byla dodržena výhradní práva podie patentových nárokú vynálezu, je lépe se odkazovať na pripojené patentové nároky nežli na pŕedchozí popisované príkladné provedení.

Claims (18)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Čtecí zaŕízení pro čtení formuláru, kde rúzné úrovne odrazeného svétla reprezentuj! data, vyznačené tím, že zaŕízení pro dopravu formuláre obsahuje prostŕedky pro nasazení a narovnání formuláre a motor, který unáší formulár cestou pohybu formuláre;

   osvétlovací jednotka osvétluje formulár na zadní čtecí ploše;

   pole svételných senzorú CCD (CCD-součástka, integrovaný obvod s väzbou nábojem), sloužící k detekci úrovní odrazeného svétla jednotlivých míst, je umístšné podélné kolmo k cesté pohybu formuláre;

   digitizer schopný pŕevádét jednotlivé úrovné nábití každého svetelného senzoru CCD na nejméné jeden digitálni bit, který reprezentuje vzorek odrazu z jednoho místa na formulári;

   prostŕedky pro spouštšní svételných senzorú CCD opakované spouští svételné senzory CCD béhem pohybu formuláre podél pole svételných senzorú CCD, čímž dochází ke snímání odražených úrovní z jednotlivých míst formuláre a tím k definování bodú v dvourozmérné digitálni reprezentaci obrazu formuláre digitálni procesor je spoj en s obrazovou paméti a nahrává a analyzuje body, zdali odpovídají pŕedem určeným vzorúm.

   - 21
2. 2. Čtecí zarízení podie nároku 1, vyznačené tím, že predem určené vzory zahrnuj í referenční značky a ručne psané značky na formulári a digitálni procesor určuje podie referenčních značek, zdali se na jednotlivých místech formuláre nacházejí ručné psané značky či nikoliv.
3. 3. Čtecí zarízení podie nároku 1, vyznačené tím, že predem určené vzory obsahuj í alespoň jednu ze tri následujících položek: tišténá data, čárový kód a znaky OCR a digitálni procesor rozeznává data analyzovaním kontrastních čar a mezer na formulári.
4. 4. Čtecí zarízení podie nároku 3,vyznačené t í m , ž e digitizer obsahuje analógový komparátor, jehož vstupy jsou pripojený alespoň k jednomu špičkovému detektoru a k výstupu pole senzoru CCD a špičkový detektor definuje referenční úroveň, která se méní podie nejméne jedné z maximálnich a minimálních úrovní signálu ze senzoru CCD.
5. 5. Čtecí zarízení podie nároku 1, vyznačené tím, že pro posun formuláre se používá buben podávače, který unáší formulár po kruhové dráze a který je pŕipojen na motor.
6. 6. Čtecí zaŕízení podie nároku 5, vyznačené tím, že motor pro pohánéní bubnu podávače je krokový motor a dále jsou použitý prostŕedky pro synchronizaci kroku motoru se spoušténím senzoru CCD a analógové číslicového prevodníku.

   7. Čtecí zaŕízení podie nároku 6, vyznač e n é * tím, že - senzory CCD j sou uspoŕádány do lineárního pole a motor vykoná jeden krok pro posun formuláre z jedné obrazové ŕádky na formulári na další obrazovou radku na formulári. 8. Čtecí zaŕízení podie nároku 6, vyznač e n é

   tím, že dále obsahuje senzor kontroluj ící prítomnosť formuláre na vstupu čtecího zaŕízení a tento senzor je spoj en s pohonnou jednotkou, takže motor začne pracovať, je-li zjišténa prítomnosť formuláre na vstupu.
7. 9. Čtecí zaŕízení podie nároku 5, vyznačené tím, že dále obsahuje boční vodič formuláre, který je umístén na vstupu do čtecího zaŕízení a který provede narovnání a umísténí formuláre presné do cesty pohybu formuláre.
8. 10. Čtecí zaŕízení podie nároku 9, vyznačené tím, že boční vodič formuláre obsahuje alespoň jednu bočné pohyblivou vodiči lištu, o kterou se opírá hrana formuláre a tím lišta formulár zarovnává do cesty pohybu formuláre.
9. 11. Čtecí zaŕízení podie nároku 10, vyznačené t í m , ž e boční vodič obsahuje dvé pohyblivé vodiči lišty, které drží protilehlé hrany formuláre.
10. 12. Čtecí zaŕízení podie nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje podlouhlý svštelný zdroj umísténý vedie cesty pohybu formuláre a dále obsahuje čočku umísténou mezi cestou pohybu formuláre a senzory CCD, která soustŕedí svétlo odrazené z formuláre na senzory CCD.
11. 13. Čtecí zaŕízení podie nároku 12, vyznačené t í m , ž e podélný svételný zdroj se skládá z množství svétlo emitujících diód, které jsou uspoŕádány do .lineárního pole.
12. 14. Čtecí zaŕízení podie nároku 1, vyznačené tím, že čtený formulár je lístek loterie vyplnéný alespoň jednou ručné psanou značkou reprezentující vstupní data loterie a tišténými značkami, které byly vytištény pro ovéŕení vstupu do loterie.
13. 15. Čtecí zaŕízení podie nároku 14, vyznačené t í m , ž e čtecí zarízení je spojeno alespoň terminálem agenta loterie a s centrálním loterie.

    s jedním počítačem
14. 16. Čtecí zarízení pro čtení formuláru, kde rúzné úrovné odrazeného svétla reprezentuj í data, vyznačené tím, že zarízení pro dopravu formuláre obsahuje buben podávače pro uchopení formuláre a krokový motor, který unáší formulár po kruhové dráze cestou pohybu formuláre;

    pŕímkový svételný zdroj silné osvétluje prímkovou plochu na formulári na zadní čtecí ploše, zdroj je orientován kolmo k cesté pohybu formuláre;

    pole svételných senzoru CCD (CCD=součástka, integrovaný obvod s väzbou nábojem) a čočka slouží k detekci úrovní odrazeného svétla jednotlivých míst na formulári, pole senzorú CCD je umísténé podélné kolmo k cesté pohybu formuláre;

    obsahuje nejméné jeden komparátor spojený s výstupem pole svételných senzorú CCD, který digitalizuje úroveň nabití každého svételného senzoru CCD, každá tato úroveň reprezentuje úroveň odrazu a je porovnávána s úrovní referenční;

    prostŕedky pro spoušténí svételných senzorú CCD a komparátoru opakované spouští svételné senzory CCD béhem pohybu formuláre podél pole svételných senzorú CCD, čímž dochází ke snímání odrazených úrovní z jednotlivých míst formuláre a tím k definování bodú v dvourozmérné digitálni reprezentaci obrazu formuláre, tyto prostŕedky pro spoušténí svételných senzorú CCD a komparátoru jsou synchronizovány s krokovým motoreín; a digitálni procesor je spoj en s obrazovou pamétí a analyzuje body ve dvourozmerné digitálni reprezentaci, zdali odpovídají pŕedem určeným vzorum, napríklad ručné psaným značkám, tišténým značkám, znakum OCR a čárovému kódu, z nichž na formulári musí být napsána nebo vytišténa alespoň jedna.
15. 17. Čtecí zaŕízení podie nároku 16, vyznačené t í m , ž e formulár obsahuje referenční značky pro zjišténí relatívni pozice ostatních značek na formulári a digitálni procesor určuje podie referenčních značek, zdali se na jednotlivých místech formuláre nacházejí ručné psané značky či nikoliv.
16. 18. Čtecí zaŕízení podie nároku 16, vyznačené t í m , ž e dále obsahuje senzor kontrolujúci prítomnosť formuláre na vstupu čtecího zaŕízení a tento senzor je spoj en s pohonnou jednotkou, takže motor začne pracovať, je-li zjišténa prítomnosť formuláre na vstupu.
17. 19. Čtecí zaŕízení podie nároku 16, vyznačené t í m , ž e dále obsahuje boční vodič formuláre, který je umístšn na vstupu do čtecího zaŕízení a který provede narovnání a umísténí formuláre presné do cesty pohybu formuláre a dále obsahuje alespoň jednu bočné pohyblivou vodiči lištu, o kterou se opírá hrana formuláre a tím lišta formulár zarovnává do cesty pohybu formuláre.
18. 20.Čtecí zaŕízení podie nároku 16, vyznačené t í m , ž e čtený formulár je lístek loterie vyplnéný alespoň jednou ručné psanou značkou reprezentuj ící vstupní data loterie a tišténými značkami, které byly vytištény pro ovéŕení vstupu do loterie, čtecí zaŕízení obsahuje prostŕedky pro dátovou komunikaci nejméné s jedním terminálem agenta loterie a centrálním počítačem loterie.