專利名稱：用于電子秤周邊監(jiān)控的掃描儀-秤的系統(tǒng)和方法
用于電子秤周邊監(jiān)控的掃描儀-秤的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及秤和其他稱重裝置，如位于數(shù)據(jù)讀取器裝置處并與數(shù)據(jù)讀取器裝置組合成掃描儀-秤系統(tǒng)的裝置。數(shù)據(jù)讀取器，如條形碼掃描儀通常包括秤設備，用于測量按重量銷售的產(chǎn)品和其他物品的重量。該秤設備通常具有稱重傳感器(load cell)和位于稱重傳感器上的稱重盤。稱重盤通常與結(jié)賬柜臺或計數(shù)器(counter)的頂表面齊平安裝。這樣齊平安裝的稱重盤會在放置在秤上的物品延伸超出秤表面周邊并置于結(jié)賬柜臺上時，使秤稱重不準確。在這樣的情形中，物品部分置于結(jié)賬柜臺頂表面上時，秤將記錄小于物品實際重量的重量，也就是比物品實際重量低的重量，產(chǎn)生由于不準確稱重而導致零售商的收入損失。幾種超出秤(off-scale)物品感測裝置已經(jīng)被提出。一種這類系統(tǒng)包括發(fā)生光束的光源，和沿稱重盤周邊路徑引導光束并然后使其到達探測器的多個鏡子。探測器接收光 束，且耦合到探測器的警報可操作以便在物品被放置在所述光束路徑上時警告操作員。這樣的系統(tǒng)要求系統(tǒng)部件設置在稱重盤表面上。這些部件傾向于要求精確的光學對準和/或布置，并受到正在通過掃描范圍的物品的影響，該掃描范圍干擾物品運動，且影響也可引起部件不對準。本申請的發(fā)明人因此認識到需要有改進的檢測超出秤物品的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在減少或緩解(mitigating)物品的錯誤稱重的系統(tǒng)和方法，例如通過檢測延伸超出或占用秤外圍且因此可能接觸外殼的固定框架或結(jié)賬柜臺表面而導致不準確的稱重的物品。在第一優(yōu)選配置中，系統(tǒng)包括設置在掃描儀-秤外殼內(nèi)或其上用于產(chǎn)生沿稱重盤邊緣的光束的光源，用于接收光束的探測器，所述探測器設置在外殼內(nèi)或外殼上，以及設置在稱重盤內(nèi)用于將光束傳送到探測器的光導，其中探測器可操作以探測由于物品占用或懸垂在稱重盤邊緣上導致的光束中斷。在第二優(yōu)選配置中，也參照掃描儀-秤進行說明，秤部分形成有在稱重盤外邊緣與掃描儀外殼框架(或如果掃描儀-秤不包括這樣的框架，則為結(jié)賬柜臺)之間的周邊間隙。高度發(fā)散的光源向上以一定角度指向間隙，光產(chǎn)生扇形光束，該光束被周邊框架和稱重盤部分阻擋。該部分光束不照到任何跨間隙物體，形成在基本垂直方向離開空氣間隙的基本光平面，該光平面可稱為光幕(light curtain)。當物體被放置在稱重盤上使得部分稱物體延伸跨空氣間隙，向上傳播并傳播出間隙的部分光線照到散射光線的物體，部分光由探測器感測，然后系統(tǒng)向操作員提醒超出秤物品。


圖I是根據(jù)第一實施例的超出秤探測系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。圖2是進一步示出被探測物體的圖2中系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。圖3是進一步包括指示器的圖1-2中系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。圖4示意示出圖3中系統(tǒng)的前右側(cè)透視圖。
圖5是可替代配置的超出秤探測系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。圖6是另一個可替代配置的示意前右側(cè)透視圖。圖7是沿線7-7的圖6的截面圖。圖8是根據(jù)第二實施例的超出秤探測系統(tǒng)的示意前左側(cè)透視圖。圖9是圖8中系統(tǒng)的分解示意右側(cè)透視圖。圖10是進一步示出被探測物體的圖8-9中系統(tǒng)的示意頂視圖。圖11放大示出圖8-10中系統(tǒng)的一部分，其示出空氣間隙附近的物品上光線作用。圖12示出根據(jù)一優(yōu)選實施例的鎖定(lock-in)探測系統(tǒng)的示意圖。
圖13放大示出圖8-10中系統(tǒng)的一部分，其示出離空氣間隙更遠的稱重盤上物品上光線的作用。圖14放大示出圖8-10中系統(tǒng)的一部分，其中包括接近光源的光擋板。圖15放大示出圖8-10中系統(tǒng)的一部分，其中包括鄰近探測器的光擋板。圖16是與超出秤系統(tǒng)一起使用的指示器系統(tǒng)的前右側(cè)透視圖。圖17是圖16中系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。圖18是根據(jù)可替代配置的圖16中系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。圖19是根據(jù)一優(yōu)選實施例的操作方法的流程圖。
具體實施例方式下面參考附圖描述優(yōu)選實施例。為了描述清楚，在一個圖中表示一個元件的標識號在任何其他圖中指相同部件。圖1-2示出根據(jù)第一實施例的超出秤探測系統(tǒng)5。雖然以多平面掃描儀-秤來描述示例系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于其他秤系統(tǒng)，如單窗口掃描儀-秤，具有垂直或水平窗口的掃描儀-秤，或用于秤與掃描儀分離的秤系統(tǒng)。而且，掃描儀可包括激光掃描儀、成像掃描儀、RFID讀取器、或任何其他讀取裝置。在圖1-2的示例性實施例中，超出秤系統(tǒng)5應用于具有下外殼部件/部分(section) 15和上外殼部件12的掃描儀-秤10。掃描儀-秤10包括經(jīng)合適機構(gòu)懸置在一個或多個稱重傳感器17、18上的稱重盤20。稱重盤20與上外殼部件12通過間隙28分離并由間隙29與下外殼部件15分離，以便不接觸掃描儀外殼的靜止部件或部分(section)。掃描儀具有設置在上外殼部件12中的上/垂直窗口 14和設置在下外殼部件15的稱重盤20中的水平窗口 22。光源26安裝在外殼中鄰近稱重盤20并在水平盤20的平面下。光導30沿其側(cè)邊緣設置在稱重盤中，光導從鄰近光源26的稱重盤頭部邊緣延伸到稱重盤支腳24。光導30連接到稱重盤20并隨其自由移動。從光源26中投射出的光32通過空氣間隙28并進入光導30，因此避免含光源的外殼和稱重盤20之間的任何機械連接。光32進入并在光導30內(nèi)傳播，直到在稱重盤支腳經(jīng)反射部件(reflecting feature) 34向上反射,光在垂直光管部件或部分(section) 31內(nèi)向上路徑32a內(nèi)傳播，且然后經(jīng)反射部件36沿返回路徑38向著設置在垂直外殼部件12上的探測器40在反向上反射。反射部件34、36可包括反射鏡或可僅是光導30的成角度或彎曲部分。光導30可包括光管。光管是透明材料，其通常被拉制或以其他方式形成圓柱形(通常為圓形柱體)、角錐形或圓錐形(pyramidical or conical shape),光由全內(nèi)反射通過光管從其一端引導到另一端。光管的一個例子是光纖。光管30可成形為包括獨立透鏡或透鏡功能，從而成形光束32和/或38?？蔀樘綔y器提供額外的視場控制裝置，如擋板、光圈、透鏡或它們的組合。光源26可提供有合適的聚焦光學元件。光束32可以以任何合適波長產(chǎn)生，但優(yōu)選在近紅外的非可見光范圍內(nèi)。來自光源26的光因此從光源傳播，通過從管側(cè)反射的(如路徑32所示)光管30，向上通過管部件31并沿著返回路徑38到探測器40。雖然光含在光管內(nèi)，但一旦其離開光管，光就散開并更快地消散。圖2示出部分放置在稱重盤上，但延伸出稱重盤并延伸到結(jié)賬柜臺的物品11。當物品11放置在光路38中時，來自光源26的光被部分阻止到達探測器40，且從到達探測器40的光變化，(經(jīng)可操作連接到探測器的合適控制器的操作)推斷物品可能是“超出秤”的，且激活警報、音頻或視頻從而告知操作員物品的確超出秤并與結(jié)賬柜臺接觸，可能導致不準確的稱重。優(yōu)選，系統(tǒng)部件的復制組設置在稱重盤20的其他側(cè)。 結(jié)賬掃描儀通常采用可聽到的信號通知不同事件給操作員。最常見的信號是“蜂鳴”音調(diào)，其指示物品上條形碼已經(jīng)被掃描儀成功讀取。在典型的食品雜貨店環(huán)境中，有多個掃描儀在操作，在讀取物品時每個都蜂鳴，且還有其他環(huán)境噪音。掃描儀也具有某些視覺指示器，在典型的雙面掃描儀中，光指示器設置在上外殼部件中。對于一定程度上接近受保護區(qū)域的受保護秤邊緣，具有指示器是理想，以便根據(jù)良好的人因設計(good humanfactors design)明顯看出指示器的功能。然而,如果指示器設置在垂直外殼上的下部,例如，靠近秤邊緣，則操作員察看這些指示器的視野將受到稱重盤上大物品阻擋。圖3-4中的系統(tǒng)5a對該問題給出可替代解決方案。圖3-4示出可替代超出秤探測系統(tǒng)5a，其基本與前面圖1_2中描述的系統(tǒng)5相同，除了該系統(tǒng)包括視覺指示器部件，且該系統(tǒng)安裝在具有雙面稱重秤20的掃描儀-秤10上，稱重秤具有下(水平)部件或部分(section) 20a和上(垂直)部件或部分(section) 20b。水平部件20a包含水平窗口 22和垂直部件20b包含垂直窗口 14a。掃描儀外殼10具有下外殼部件15和上外殼部件12。掃描儀具有設置在上外殼部件12中的上/垂直窗口 14。稱重盤20經(jīng)合適機構(gòu)懸置在一個或多個稱重傳感器17、18上。以便不接觸掃描儀外殼的靜止部件，稱重盤20與上外殼部件12被間隙28分開，與下外殼部件15被間隙29分開；并與側(cè)框架部件被合適間隙(類似于下面圖8中的間隙252、257)分開。光源26、光導30a和探測器40具有與前面實施例類似的結(jié)構(gòu)或配置。在系統(tǒng)5a中，不是僅一個光源26，還加入另一個光源60。優(yōu)選，與稱重盤周邊保護束32關(guān)聯(lián)的光源26是人眼不可見的近紅外(NIR) LED。周邊保護束32傳播路徑與前面圖1_2中實施例所述的相同。第二光源60產(chǎn)生具有某些合適顏色，如綠色的可見光束。圖3-4中的光導30a具有額外的結(jié)構(gòu)66 (如開口或透明部分)，其將某些光泄露出光導30a并將其重引導向操作員。該系統(tǒng)/方法在最接近操作員一端的稱重盤上形成輻照的指示器，因此其可易于看到。當感測束38被物體中斷且警報條件存在時，系統(tǒng)關(guān)閉綠光源60，且綠色指示光64消失，警告操作員有問題。在可替代配置中，光源60可以是多色LED，其可用綠光和紅光指示狀態(tài)，而不是僅以綠光和關(guān)閉指示。例如，在正常操作條件下，LED發(fā)出綠光指示操作員符合稱重狀態(tài)，但當探測到超出秤物體時，LED發(fā)射紅色，因而警告操作員超出秤狀態(tài)。也可使用其他顏色指不方案和閃光。在另一個實施例中，指示源60和感測源26可組合到一個LED中。感測可通過在高于人類可察覺的頻率調(diào)制可見指示源實現(xiàn)。在另一個實施例中，探測光32/38和/或指示光62可與掃描裝置同步，從而避免外來光使掃描儀“炫目或失去判斷能力”。在圖1-4的實施例中，所示支腳24部件，延伸跨過稱重盤20的整個寬度，并包括中央部分25 (參看圖4)?？商娲兀Q重盤支腳中央部分25可省略，其中光導30a、30b延伸到恰在稱重盤20的支腳拐角處設置的小突起中。結(jié)果，在該配置中，這些拐角突起之間的稱重盤20的中央部分與稱重盤剩余部分的表面對齊/連續(xù)。優(yōu)選，稱重盤包括雙面稱重盤，其具有含水平窗口 22的下盤部件和含上窗口 14a的上盤部件20b，如圖3-4所示。這樣的雙面稱重系統(tǒng)是All-Weighs 盤系統(tǒng)，可從俄勒岡州的尤金市的數(shù)據(jù)邏輯掃描公司(Datalogic Scanning, Inc. of Eugene, Oregon)得到，并 且進一步在美國專利NO. RE40071中描述，其包括在本文中以供參考。圖4示出稱重盤20的兩側(cè)，包括光導30a和探測器40。稱重盤包括支腳橫桿(foot rail)24，在其支腳處設計成阻止物品延伸出稱重盤但不阻止物品沿結(jié)賬柜臺橫跨掃描儀-秤通過的稱重盤的抬升部件。所示光管30a，30b (虛線示出)和指示器66、66a設置在止滑圍欄24的端部。系統(tǒng)可包括軟件，其不僅從探測器，也從銷售網(wǎng)點系統(tǒng)(POS)和/或稱重秤接收反饋/控制信號。通常，POS具有稱重功能，其要求操作員鍵入按重量售賣的如鮮活產(chǎn)品的物品條碼。超出秤探測系統(tǒng)通常在“關(guān)閉”或休眠狀態(tài)，但可通過不同活動激活，如(I)由POS警告稱重活動正在進行，(2)稱重秤探測物品在秤上，稱重秤探測秤上質(zhì)量不變，意味著物品不在移動且必定被放置在稱重盤上準備稱重。物品的重量探測可被延遲(如秤被禁用)，直到超出秤探測系統(tǒng)確定物品不是超出秤，或重量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C可被延遲直到超出秤探測系統(tǒng)使能該操作。為了描述的目的，將定義稱重盤某些側(cè)邊，在此案中參照圖4定義，但是這些術(shù)語可應用于每個實施例。稱重盤20a可描述為一般具有矩形形狀，因此具有四個如下定義的側(cè)邊或邊緣(I)近側(cè)邊緣是最接近掃描儀-秤垂直部件12的邊緣，近側(cè)也可描述為顧客側(cè)；(2)遠側(cè)邊緣是離掃描儀-秤的垂直部件12最遠且因此靠近止滑圍欄24的邊緣，遠側(cè)也可描述為收銀員側(cè)，因為其通常是典型安裝配置中最接近收銀員或店員的側(cè)邊；(3)第一或右橫側(cè)邊緣是最接近光管30a的橫向側(cè)邊；以及(4)第二或左橫側(cè)邊緣是鄰近光管30b的橫向側(cè)邊。圖5示出根據(jù)另一個實施例的超出秤探測系統(tǒng)100。該系統(tǒng)100類似于圖1-2中的先前系統(tǒng)5，僅光源和探測器位置顛倒。如前面實施例中一樣，超出秤系統(tǒng)100應用于具有較低外殼部件115和上外殼部件112的掃描儀-秤110。掃描儀-秤110包括經(jīng)合適機構(gòu)懸置在一個或多個稱重傳感器117、118上的稱重盤120。稱重盤120與上外殼部件112被間隙128分開，并與下外殼部件115被間隙129分開，以便不與掃描儀外殼的靜止部件接觸。掃描儀110具有設置在上外殼部件112中的上/垂直窗口 114和設置在下外殼部件115的稱重盤120中的水平窗口 122。光源126鄰近稱重盤120并在水平盤120頂表面上方被安裝在外殼中。光導130沿側(cè)邊緣設置在稱重盤120中，光導從鄰近垂直部件112的稱重盤頭部邊緣延伸到稱重盤120的支腳124。光導130連接到稱重盤20并隨其自由移動。從光源126投射的光132通過稱重盤120并到達盤支腳橫桿(foot rail) 124的開口。光132進入并在光導130中傳播并經(jīng)反射部件136向下反射，光在垂直光管部分131內(nèi)向下路徑132a中傳播，且然后在逆向經(jīng)光導130內(nèi)的反射部件134沿朝向探測器140的路徑138反射。反射部件134、136可包括反射鏡或可僅是光導130的彎曲部分。在光導130的端部,光138傳出光導130通過空氣間隙128并到達探測器140，因此避免稱重盤120與含光源126和探測器140的外殼之間任何機械連接。如前面所述，光導130可包括光管。可為探測器140提供額外的視野控制，如擋板、光圈、透鏡或它們的組合。光源126可提供有合適的聚焦光學組件。如前面實施例中所述，當物品放置在光學路徑132中時，來自光源126的光束被中斷或被部分阻止到達探測器140，并且從到達探測器140的光改變，推測物品“超出秤”并且，指示器，如警報，音頻的或視覺的被激活通知操作員，物品可能實際上是超出秤的并可 能與柜臺或計數(shù)器接觸，從而潛在地導致不準確的稱重。優(yōu)選，系統(tǒng)部件的復制組設置在稱重盤120的另一側(cè)上。系統(tǒng)100可包括圖3-4中的指示器特征66，且在任一實施例中指示器光可鄰近光源或探測器設置。圖6-7示出根據(jù)另一個實施例的超出秤探測系統(tǒng)150。系統(tǒng)150類似于前面圖1_2中系統(tǒng)5,僅光導位置改變。如在前面的實施例中,超出秤系統(tǒng)150應用于具有下外殼部件165和上外殼部件162的掃描儀-秤160。掃描儀-秤160包括經(jīng)合適機構(gòu)懸置在一個或多個稱重傳感器上的稱重盤170 (類似于前面實施例的方式)。稱重盤170與上外殼部件和下外殼部件分離，以便不接觸掃描儀外殼的靜止部件。掃描儀-秤160具有設置在上外殼部件162中的上/垂直窗口 164和設置在下外殼部件165的稱重盤170中的水平窗口 172。稱重盤170包括在與垂直部件162相對的稱重盤側(cè)邊上的支腳橫桿174。光源180以高于稱重盤170的平面或頂表面的高度設置在上外殼部件162內(nèi)或其上，沿稱重盤170的側(cè)邊緣引導光束182。光束182被鏡子192或其他反射性部件反射并進入設置在支腳橫桿174內(nèi)的光導190中。光導190用于引導光束182到支腳橫桿174的另一端，這里另一個反射性部件，如鏡子194，沿稱重盤170的其他邊緣并朝向探測器188反射光束。探測器188和光源180優(yōu)選安裝在垂直部件162上而非稱重盤170上，因此消除任何電連接到稱重盤170的需求。探測器188探測光束182的中斷，光束中斷發(fā)生在被稱重物品在任一邊緣超出稱重盤。光導190用于減小對準光源180、鏡子192/194和探測器188所需的精度，并減小鏡子192和194之間光強度損失。鏡子192和194也可包括到光導自身中，類似于圖I中反射鏡34和36。系統(tǒng)150優(yōu)選包括雙面稱重盤,其中垂直窗口 164設置在稱重盤170的垂直部分中，下窗口 172設置在稱重盤的水平部分中。要稱重的物品放置在稱重盤表面上，且作為稱重盤部件的垂直窗口 164阻止物品在向著垂直部件162的方向上超出秤。支腳橫桿174用作升起部分從而防止物品在遠端收款員側(cè)上超出秤。探測系統(tǒng)光束182用于在左橫向側(cè)邊緣或右橫向側(cè)邊緣探測超出秤物品。圖8-10示出應用于雙面掃描儀-秤205的超出秤探測系統(tǒng)200的另一種配置。雙面掃描儀-秤205包括外殼，該外殼由含垂直窗口 215a的上或垂直部件210和包括水平窗口 225a的下或水平部件220組成。掃描儀-秤205包括經(jīng)合適機構(gòu)懸置在稱重傳感器上的稱重盤240。雖然稱重盤240可包括單面(水平)配置，但稱重盤240優(yōu)選包括雙面稱重盤，其具有下盤部件245 (含水平窗口 225)和上盤部件247 (含上窗口 215)，如可從俄勒岡州的尤金市的數(shù)據(jù)邏輯掃描公司(Datalogic Scanning, Inc. of Eugene, Oregon)得到的All-Weighs 盤系統(tǒng)，且如美國專利No. RE40071中進一步描述，該專利包括在此以供參考。優(yōu)選，數(shù)據(jù)讀取器部件具有輔助窗口，也就是，含在下部件220中的讀取器的下窗口 225a和含在上部件210中讀取器的上窗口 215a。在單面水平/水平配置中，會省略上盤部件247。掃描儀外殼210/220包括一系列周邊框架部件250、255，在水平稱重盤部件245的每個橫側(cè)邊上一個，并在其間形成各間隙252、257。可替代地，如果外殼不包括框架部件，間隙在水平盤部件和結(jié)賬柜臺的橫側(cè)邊間形成。以一個橫側(cè)邊作為例子，并參考圖8-10，光源260產(chǎn)生以一定角度朝空氣間隙252向上指向的光束262。光源260產(chǎn)生扇形光束，其部分被周邊框架250和稱重盤240阻擋。在該結(jié)構(gòu)中，部分不照到任何物體的光束262最終形成基本光平面263，其在基本垂直方向離開空氣間隙252。圖9示出裝置側(cè)視圖，其中遠側(cè)光平面263從空氣間隙252在大體向上的方向上傳播。光平面一般可描述為光幕。其他側(cè)上光源261形成類似光幕，反射由探測器292探測。
光平面263可通過離開間隙的光束262的作用形成，其中間隙相當窄，以便抑制離開間隙的光平面橫向分散?？商娲兀蛳嘟Y(jié)合，聚焦透鏡，如柱面透鏡可鄰近光源260提供，從而為被引導到空氣間隙的光形成所需的平面效果。在另一個例子中，更準直的光束，如激光，可掃描或扇動(faned)從而形成光幕效果。圖10-11示出掃描儀-秤205，其中物體211在稱重盤240上稱量，物體在空氣間隙252上延伸，且因此與光幕263/光束262相交，因而反射或折射光，由反射束264、266不出。某些反射束266被反射回設置在掃描儀外殼的垂直部件210上的探測器280。雖然某些反射或散射光線264在不同方向上行進，但預期某些散射光線266反射回探測器280。類似光源290設置在稱重盤240另一側(cè)上的間隙257中，而獨立探測器292設置在垂直外殼部件210上，如圖所示。在探測到這類散射光后，超出秤探測系統(tǒng)推測物體在空氣間隙252中，且因此可能延伸出稱重盤240并與框架250或結(jié)賬柜臺接觸，因而可能潛在地導致不準確的重量測量。因此在這類探測后，由耦合到探測器280、292的指示器通知操作員，如通過可聽到的信號或某些視覺信號，從而提示操作員采取補救動作。一個這類視覺信號可以是周邊照明系統(tǒng)。當被稱重物品適當?shù)匚挥诜Q重盤240的邊界中心時，周邊照明發(fā)綠色光，指示適當和良好的稱重過程。如果探測系統(tǒng)探測物體通過間隙252或257，則周邊照明系統(tǒng)發(fā)紅色光，指示潛在的物體不適當位置和潛在的不適當稱重。下面參考圖16-18描述周邊照明指示器系統(tǒng)的進一步細節(jié)。因為從靠近空氣間隙的物體散射的光量小，所以優(yōu)選采用靈敏的探測方法。在優(yōu)選實施例中，隨時間調(diào)節(jié)光源強度，優(yōu)選以幾十赫茲到幾十萬赫茲的速率開和關(guān)。而且在優(yōu)選實施例中，可使用已知為同步、相位靈敏或鎖定探測的技術(shù)。鎖定探測方法允許在有非常大異步噪聲時探測非常小的信號，同步化到參考頻率。同步方法在Perkin ElmerTechnical Note TN1000 “What is a Lock-in Amplifier ”進行了描述,其包括在此以供參考。其他探測技術(shù)也可采用，如窄帶調(diào)諧放大器，或其他合適的技術(shù)。圖12示出示例性鎖定探測方案300的一個通道，其中鎖定放大器的輸出連接到數(shù)字化轉(zhuǎn)換器。探測器306通常是光電二極管，如硅PIN 二極管，其將來自調(diào)制源302而被探測的物體304反射的入射光轉(zhuǎn)換為調(diào)制的電流。調(diào)制的電流應用于放大器308，其提升信號水平許多數(shù)量級。通常放大器308是AC耦合的，這是由于其非常高的增益特性。來自放大器的放大的輸出信號應用于混頻器310，其通常將放大的信號電子地乘以參考振蕩器312的信號。混頻器的輸出是具有多種頻率成分的信號，其平均值表示入射到探測器的照明量。通過低通濾波器314從混頻器輸出中除去較高頻率成分，僅留下低頻信號，其平均值表示探測器接收的經(jīng)調(diào)制的光量。然后是可選的一個或多個放大級，如放大器316，從而在應用于數(shù)字化轉(zhuǎn)換器318之前使信號具有額外的幅度，數(shù)字化轉(zhuǎn)換器318的輸出被提供給微控制器供編譯。每個通道的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器318的輸出應用于微控制器的輸入。微控制器跟蹤輸入信號并決定何時指示潛在稱重問題以及調(diào)節(jié)鎖定放大器的不同級，如增益、偏置以及相位，以便優(yōu)化性能。因為散射光的量可由于許多因子隨時間改變，系統(tǒng)可周期性“清零”固定量 的背景信號。當秤上沒有重量時且可能當沒有發(fā)生掃描活動時，清零可通過執(zhí)行清零操作而最佳地實現(xiàn)。因為系統(tǒng)探測從空氣間隙散射的光，如果該間隙中累積碎片散射足夠的光，則系統(tǒng)會探測到該散射。碎片的探測是有益的，因為其可通知操作員保持空氣間隙潔凈，這對校正重量測量也是重要的。因為系統(tǒng)對從空氣間隙散射的光非常敏感，所以控制不想要的雜散射是重要的。如果定義空氣間隙的表面壁體(在該情形中為周邊框架和稱重盤的側(cè)邊)過度散射光，則過度散射將使系統(tǒng)靈敏度降低。示例性情形在圖13中示出。在該例子中，更多朝向空氣間隙252中心行進的光262a無反射離開，但朝向中心程度較低的光262b從周邊框架散射，因而允許出射光線離開空氣間隙252的角度為更陡的角度(steeper angles)，這進而允許其照到進一步從稱重盤240的邊緣向內(nèi)的物品211。該現(xiàn)象的結(jié)果增寬保護區(qū)域，這在一定小的程度上是理想的特征。因此，在一個實施例中，需要控制散射量形成包圍空氣間隙的合理尺寸的保護區(qū)周邊。一種控制空氣間隙內(nèi)散射的方法，是提供不同擋板來限制可能的光角度擴展。圖14示出被設置來減小前面圖中示出的散射的擋板270、272的一個例子。如圖14所示，允許中心光線262a離開空氣間隙252，同時擋板272阻擋光線262b。擋板270設置在周邊框架上，且擋板270設置在下掃描儀外罩270上，該掃描儀外罩270遠低于秤稱重盤240，以便不窄化空氣間隙252。使擋板270、272變薄從而最小化光從其散射的表面的量，但不要使擋板太薄以至擋板觸摸時尖銳或易碎。探測器280、292優(yōu)選嵌入到掃描儀外殼中，以便其不會直接見到從間隙散射的光。圖15示出一個實施例，其中探測器280嵌入上外殼部件210中或凹陷在其中。離軸外部光被側(cè)壁281阻止到達探測器280?？稍谔綔y器280、292前面提供額外的光散射抑制器，如擋板、透鏡或其它限光裝置，從而限制探測器看到的散射和視場。圖15示出一個防止探測器280接收不想要的光散射的阻擋例子。擋板282-288從側(cè)壁281向內(nèi)延伸到開口。所述擋板在空氣間隙附近可比擋板270、272更尖銳/更薄，因為其在正常使用中接觸不到。探測器280接收從小角度來的光，如光線266a、266b所示的光，到最大角度，如限制光線266c所示的光。超出該限制的光線被擋板阻止到達探測器280。探測器組件接收的最大光線角度取決于幾個因素，包括擋板的尺寸和位置、探測器尺寸以及探測器與外罩表面的偏離等坐寸O在操作中，系統(tǒng)可具有在掃描儀-秤外殼上的光指示器(操作員可見)，其在秤周邊被占用時改變。在優(yōu)選系統(tǒng)中，一個視覺指示器(如LED)提供在垂直外罩210的每個橫側(cè)上，基本與每個空氣間隙252、257對齊，但提升的聞度足夠在物品被稱重時可見。每個指不器與其自身橫向空氣間隙關(guān)聯(lián)。這類指示器的示例性位置在圖8中示出。在該例子中，如果物品占用左側(cè)間隙252，則左側(cè)指示器295發(fā)出警報，如LED開啟?；蛉绻锲氛加糜覀?cè)間隙257，則右側(cè)指示器297開啟。除了指示潛在的稱重問題，系統(tǒng)也可阻止重量信息從秤發(fā)送到P0S，直到由合適機構(gòu)校正或確認狀態(tài)。也可采用視覺指示器的其他配置。圖16-17示出周邊照明系統(tǒng)300的一個實施例，其可用于上述任何實施例中，但其示為圖8-11中系統(tǒng)200的改進。下稱重盤部件245的頂表面具有在稱重盤的通常是不透明材料中的開口 315，從而允許光從設置在表面下的光管320射出。下稱重盤部件245邊緣上的開口 315可被每側(cè)上覆蓋同一總線性面積的單個連 續(xù)開口取代。圖17示出系統(tǒng)300下面的概念的細節(jié)。光導320 (不要與其他圖中用于感測超出秤物品的光導混淆)設置在下稱重盤部件245中。一個或多個光源305、310鄰近稱重盤245的邊緣設置在外殼部件210中。光導或光管320從光源305、310沿稱重盤245的邊緣傳播可見光。光導320可以具有矩形、圓形或其他合適的橫截面。改進光導320的頂表面，從而允許一定量的光沿光導長度泄露。頂表面的處理可以是表面粗化，重復的小刻面或其他圖案化或開口從而控制沿光導320長度的光泄露。表面處理的理想特征是在沿光導長度的任何點處泄露的光量近似相等，因此使得周邊圖案的可見照明沿整個長度近似一致。稱重盤245的不透明表面中開口 315允許操作員看到泄露的光。如果對于“繼續(xù)(go)/停止(no-go)指示需要兩種顏色,可使用兩個不同顏色305和310的獨立源中任一個,或可使用一個多色源。雖然圖17示意示出在分開位置325和330的兩種顏色泄露，應該理解，這是為了示意的目的，且以許多不同角度的許多光線從兩個源305、310投射到光導320中，以便近似相等量的兩種顏色光沿光導表面從每個點泄露。圖18示出可替代周邊發(fā)光系統(tǒng)300a。圖18中每個部件都與圖16_17中發(fā)光系統(tǒng)300的相同，不同的是光導350可從一端到另一端漸細(鄰近光源305、310處最寬)從而形成所需的泄露。漸細的光導也優(yōu)選具有矩形橫截面。通過逐漸使光導350的尺寸變細，通過開口 325、330逸出的光強度在光導整個長度上保持更加恒定。例如，如果光導是圓形柱體光管，則光管直徑漸細，從而在遠離光源305、310處具有較小尺寸的直徑。通過較小直徑的光管更集中在遠離光源處的光強度，補償由于與光源的距離和前面開口造成的光損失，因此為超出秤的光指示提供更均勻強度的光。包括在此以供參考的美國專利公開No. US 2010/0139989，描述了其他探測方法的細節(jié)，其可與這里所述的超出秤探測系統(tǒng)或方法結(jié)合，或更改后者。例如，在另一個可替代配置中，周邊發(fā)光系統(tǒng)300或300a可用作要由成像器探測的明亮定義的邊緣圖案，并在不同時間比較從而基于探測的圖像變化確定是否存在超出秤的物品。例如，設置在上部外殼部件210內(nèi)或其上的每個攝像機398、399 (如圖16所示)可探測包括離開開口 315的光圖案的稱重盤245的邊緣部分的線性示圖。當超出秤物品跨邊緣放置時，來自一個或多個開口 315的光要么被阻斷要么被反射，引起攝像機398或399接收的圖像的顯著變化?？商娲?，掃描儀-秤是基于成像的數(shù)據(jù)讀取器，檢查上窗口的成像器可讀取/處理包括開口 315的側(cè)邊緣條帶，從而探測跨邊緣放置的物品的存在，其阻斷來自開口 315的光，因此消除對獨立攝像機398、399的需求。在成像器的例子中，部分成像傳感器視野可用于讀取/成像沿稱重盤相對邊緣延伸的邊緣發(fā)光315的圖案。一組鏡子經(jīng)配置重新定向部分成像傳感器的視野，以便該部分視野與圖案對準(in-line)(如該部分視野為直視圖案)。根據(jù)一個實施例，該組鏡子設置在上外殼210中并包括最終再定向鏡子和設置在最終定向鏡子與成像器之間的中間再定向鏡子。最終再定向鏡子設置在稱重盤的相對側(cè)上，以便最終再定向鏡子位于與掃描平面相同的面內(nèi)，該掃描平面與包括開口 315的相應的稱重盤邊緣相關(guān)聯(lián)。中間再定向鏡子設置在最終再定向鏡子和成像器之間，從而引導相應的掃描平面到成像器上。美國申請US 2010/0139989也公開了控制器和警報模塊的額外細節(jié)(特別是參考圖2，以及相應描述，該在先申請包括在此以供參考)，其可與上述實施例結(jié)合使用并實施上 述實施例。已經(jīng)公開了用于探測可稱重物品的狀態(tài)或情況的不同系統(tǒng)，該可稱重物品部分懸掛秤稱重盤到鄰近非稱重柜臺上。懸掛狀態(tài)或情況通常產(chǎn)生來自秤裝置的不準確重量數(shù)據(jù)的報告。所設計的用來感測這里可能狀態(tài)發(fā)生的不同探測器可操作以不同的可見和/或可聽指示警告操作員，并且可選禁止傳輸重量數(shù)據(jù)直到消除該狀態(tài)。在可替代實施例中，周邊探測系統(tǒng)可經(jīng)配置在超出秤稱重狀態(tài)發(fā)生時，報告關(guān)于稱重秤準確性狀態(tài)的額外數(shù)據(jù)，從而為商店運營提供有用的見解。在一個例子中，如果秤接收來自連接的POS裝置的稱重請求，且探測器感測到懸掛情況，則系統(tǒng)可以重量和一些額外附加數(shù)據(jù)響應，該附加數(shù)據(jù)指示(a)懸掛狀態(tài)；(b)識別稱重盤哪一側(cè)受影響。該特征對于正在過渡到包括這類秤周邊監(jiān)視選項的新掃描儀/秤系統(tǒng)的商店特別有用。在懸掛狀態(tài)中可能希望不完全禁用重量報告，因為可能確定這樣的禁用可不利地影響商店的吞吐量，直到員工習慣于新系統(tǒng)。該選項允許監(jiān)視稱重交易不正確的頻率，這對商店損耗分析和操作員培訓評估是有用的。圖19是處理和響應探測到占用或懸掛在稱重盤邊緣的物品的過程/方法350的流程圖。針對下面的描述，過程350將參考懸掛或超出秤狀態(tài)描述和示出，但該描述意在同樣可用于占用在稱重盤邊緣上。過程350可包括以下步驟步驟352:開始。步驟354 :將物品放置在數(shù)據(jù)讀取器的稱重秤盤上以便稱量物品。步驟356 :使用一種上述方法/系統(tǒng)，感測物品是否占用在稱重盤邊緣上或懸掛在其上，因此懸掛邊緣的物品可能被錯誤稱量。從該步驟，可采取兩個(可選)操作過程。選擇1，進入步驟358以便確定是否物品懸掛在邊緣上。如果物品沒有懸掛在稱重盤邊緣上(No狀態(tài))，進入步驟360。步驟360 :從秤獲取物品重量并向POS報告重量，然后進入步驟372并為下一物品返回到開始步驟353。如果在步驟358確定物品懸掛在稱重盤邊緣上(Yes狀態(tài))，則進入步驟362，因而提醒操作員懸掛狀態(tài)且不將重量報告給P0S。步驟364 :在被提醒懸掛狀態(tài)后，操作員被允許(或被指示)再定位物品以便稱重，優(yōu)選放置物品以便其不懸掛到稱重盤的邊緣。然后方法/操作繼續(xù)或返回到步驟356，從而再感測是否有懸掛狀態(tài)。選項2，進入到步驟366以便確定物品是否懸掛在邊緣上。如果不是懸掛在邊緣(No狀態(tài))則進入步驟368。步驟368 :從秤獲取物品重量并向POS報告重量，然后進入步驟372并為下一物品返回到開始。如果在步驟366確定物品懸掛在稱重盤邊緣上(Yes狀態(tài))，則進入獲得物品重量的步驟370，且將懸掛狀態(tài)和物品重量都報告給POS或主機。懸掛狀態(tài)數(shù)據(jù)可附加到由數(shù)據(jù)讀取器獲得的物品ID數(shù)據(jù)，并單獨發(fā)送給POS/主機，或經(jīng)另一個合適報告方法。可替代地，可提醒操作員懸掛狀態(tài)，并提供糾錯機會，但即使不采取動作，也基于選項2的過程獲得重
量并報告重量。 一旦獲得并報告了物品重量，過程進入步驟372以便返回到開始步驟352。關(guān)于超出秤/懸掛狀態(tài)的數(shù)據(jù)，可通過附加數(shù)據(jù)到重量信息，或與重量數(shù)據(jù)分開而發(fā)送關(guān)于懸掛狀態(tài)的額外消息，如以“特殊”或“幻影”條形碼(即，如包括在此以供參考的美國專利No. 7527198中公開的非物品識別或身份數(shù)據(jù))或作為特殊PLU (價格查詢)數(shù)據(jù)。因此，雖然已經(jīng)示出并描述了一些優(yōu)選實施例和應用，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然的是，可不偏離本發(fā)明的基本原理而對上述實施例的細節(jié)做出許多變化。因此，本發(fā)明的保護范圍僅由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種減少掃描儀-秤的稱重盤上物品的錯誤稱重的系統(tǒng)，包括 光源，設置在掃描儀-秤的外殼中或其上，用于產(chǎn)生沿所述稱重盤邊緣的光束； 探測器，用于接收所述光束，所述探測器設置在所述外殼內(nèi)或其上； 光導，設置在所述稱重盤中，用于將所述光束傳送到所述探測器； 其中，所述探測器可操作來探測由于物品占用在或懸掛在所述稱重盤邊緣上而導致的所述光束的中斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進一步包括耦合到所述探測器的指示器，用于告知操作員物品懸掛在所述稱重盤邊緣上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述光導包括圓柱形的光管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述光管設置在所述稱重盤中稱重盤的上表面之下，所述光管從靠近光源的稱重盤的邊緣延伸并傳送所述光束到所述探測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進一步包括掃描儀-秤，其包括具有結(jié)合形成總體為L形的下外殼部件和上外殼部件的外殼；且稱重盤設置在下部件中，所述稱重盤由至少一個稱重傳感器支撐。
6.一種包括根據(jù)權(quán)利要求I所述系統(tǒng)的掃描儀-秤，包括具有結(jié)合形成總體為L形的下外殼部件和上外殼部件的外殼；設置在所述下部件中的稱重盤；以及至少一個支撐所述稱重盤的稱重傳感器。
7.一種減少在結(jié)賬系統(tǒng)處的秤上物品錯誤稱重的方法，包括以下步驟 在沿著秤的稱重盤至少一側(cè)邊緣的光路中，引導來自光源的光束到探測器； 在至少一部分所述光路上，在所述稱重盤內(nèi)或其上設置的光導內(nèi)傳送所述光束； 探測由于懸掛在所述稱重盤邊緣的物品導致的所述光束的中斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括探測物品中斷光束后，告知操作員物品懸掛在所述稱重盤邊緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括在探測到中斷所述光束的物體后，延遲完成稱重操作直到不再探測到光束中斷。
10.一種減少掃描儀-秤的稱重盤上物品錯誤稱重的系統(tǒng)，其包括 光源，設置在所述掃描儀-秤外殼內(nèi)或其上并在稱重盤的表面下，用于產(chǎn)生在稱重盤邊緣與結(jié)賬柜臺或外殼框架部件之間的間隙內(nèi)以一角度向上指向的光束； 探測器，設置在所述外殼內(nèi)或其上，并經(jīng)設置來接收和探測由于物品占用或懸掛在稱重盤邊緣上而導致的所述光束的反射。
11.一種減少掃描儀-秤的稱重盤上錯誤稱重物品的方法，包括以下步驟 通過所述稱重盤邊緣和結(jié)賬柜臺或外殼框架部件之間的間隙，向上且向外投射光平面； 探測由于物品懸掛在所述稱重盤邊緣而導致的反射光。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述間隙足夠窄，以便阻止離開所述間隙的光平面的橫向散射。
13.—種監(jiān)視數(shù)據(jù)讀取器操作員操作的方法，其中操作員將物品傳遞通過數(shù)據(jù)讀取器的讀取空間，并通過將物品放置在秤的稱重盤上而稱量相關(guān)聯(lián)的秤上物品，所述方法包括以下步驟針對放置在秤上物品是否占用或懸掛在所述稱重盤邊緣，探測潛在的超出秤狀態(tài)； 稱量放置在稱重盤上物品從而獲得物品重量數(shù)據(jù)； 允許物品重量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇OS或主機，而無論是否檢測到潛在的超出秤狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括 讀取放置在所述稱重盤上的物品上的符號從而獲得物品識別數(shù)據(jù)； 附加關(guān)于所述超出秤狀態(tài)的占用/懸掛信息到所述識別數(shù)據(jù)； 傳輸所述物品識別數(shù)據(jù)和占用/懸掛信息到主機或P0S。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括 如果探測到超出秤狀態(tài)，提醒所述操作員。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括以非物品識別數(shù)據(jù)的特殊條形碼形式，傳輸占用/懸掛信息到所述主機或P0S。
全文摘要
本發(fā)明涉及減少物品錯誤稱重的系統(tǒng)和方法，如通過探測物品(11)延伸超出稱重盤(20、120、170、240)的周邊，其中在一種配置中，系統(tǒng)采用光導(30、320)將光束發(fā)送到探測器(40、140)，該探測器可操作以探測由于物品占用在稱重盤邊緣上或懸掛其邊緣上造成的光束中斷。在另一種配置中，秤包括在稱重盤外邊緣與掃描儀外殼框架或結(jié)賬柜臺之間的周邊間隙(252、257)，以一定角度向上引導通過間隙的光束部分地被框架和稱重盤阻擋，因而光離開間隙形成光平面，其中放置在跨間隙延伸的稱重盤上的物體與光平面相交，因而散射光線，部分散射光線被探測器(280)探測。本發(fā)明還描述了用于提醒操作員探測到超出秤的不同指示器(295、297)。
文檔編號G06K7/10GK102763120SQ201080055422
公開日2012年10月31日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者A·M·麥奎因, P·M·奧唐納 申請人:數(shù)據(jù)邏輯Adc公司