CN107533628B - 简单代码读取器 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方案提供了用于读取印在对象上的提供代码的图案的代码读取器。光与图案通过反射或透射相互作用，并且已经与图案相互作用的至少一些光入射到代码读取器的一个或多个光电检测器的光敏元件上。代码读取器使用质心测量光电检测器，即以直接由光敏元件检测入射在其上的光产生的光电流获得图案的质心的方式检测光的光电检测器。代码读取器被配置为处理检测到的光并根据检测到的光来确定图案的质心，并且基于质心的位置来解码以图案编码的数据。这样的代码读取器基本上不比基于相机的设备复杂，并且避免机械扫描。

Description

简单代码读取器

相关申请交叉引用

本申请要求2016年3月29日提交的题为“简单代码读取器”的美国临时专利申请序列号62/314,565的权益和优先权，其通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及光学检测器领域，特别涉及用于读取嵌入印刷图案中的数据的系统和方法。

背景技术

已存在读取嵌入印刷图案中数据的多种形式读取器。嵌入在空间变化图案中的数据通常被称为“代码”或“编码数据”，并且用于将图案数据解码的读取器被称为“代码读取器”。

现有的代码读取器通常使用相机或扫描光束来读取编码数据。例如，在杂货店的结账时使用的扫描仪是使用扫描光束的代码读取器的示例。线条扫描仪(有时也被称为“一维相机”)是代码读取器的另一示例，其中具有印刷图案的对象和线条相机被移动越过彼此，例如在传真机或平床扫描仪中所示。基于二维(2-D)相机的系统提供了另一个代码读取器的示例，其中2-D相机获取图像，而后处理它以确定其中的编码数据。

所有这些代码读取器都是相对昂贵的系统，其需要大量像素、强大图像处理能力和/或包括容易断裂的机械移动部件的组件。此外，使用相机和线条扫描仪的代码读取器对环境光条件和对象放置情况敏感并且需要仔细选择光学元件，例如聚焦元件和电子处理元件。虽然诸如激光扫描仪的代码读取器可以更加容忍环境光并且可以在没有聚焦的情况下工作，但是它们使用麻烦的机械组件。

基于上述原因，包括在例如需要读取代码的消费电子设备或医疗组件的现有代码读取器通常在技术上不可行，因其具有极高的复杂性和/或太昂贵了。特别是随着现代电子学在医疗保健领域越来越普及，医疗设备往往会提供电子元件和算法来感知、测量和监测生物。例如，糖尿病是影响世界上数百万人葡萄糖水平的终身疾病，往往造成严重后果。现代电子学通过向糖尿病患者提供葡萄糖测量装置(通常称为“血糖仪”)来治疗这种疾病。糖尿病患者可以将一滴血液放在葡萄糖计量条上，将带有血液的条带插入血糖仪，并根据血糖仪对条带中的血液进行的测试了解血糖水平。为了使血糖仪能够正确进行测量，仪表通常需要关于葡萄糖条的信息，例如，包括在特定条带中的化学化合物的性质和含量。能够将信息编码成可以在条上提供的代码并且能够向每个血糖仪提供具有可以从条上的这些代码解码出信息的代码读取器是被期望的。在这种情况下，对于其他医疗设备组件、消费电子产品或电子产品而言，代码读取器的低成本和简单性对于其在市场上的可行性至关重要。

附图说明

为了更全面地了解本发明及其特征和优点，参考结合附图的以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1A和1B示出了根据本发明的一些实施方案的由代码读取器和其上印有图案的对象组成的示例性代码读取的框图；

图2示出了根据本发明的一些实施方案的角度传感器的示例；

图3示出了根据本发明的一些实施方案的可以使用本文所述的代码读取器之一读取的图案的示例；

图4A和4B示出了根据本发明的一些实施方案的代码读取器和其上印有代码的对象的相对位置；

图5A和5B示出了根据本发明的一些实施方案的差分代码读取器和其上印有差分代码的对象的相对位置；

图6示出了根据本发明的一些实施方案的可以使用本文所述的差分代码读取器之一读取的差分图案的示例；和

图7示出了根据本发明的一些实施方案的代码读取方法的流程图。

具体实施方式

发明内容

本发明的实施方案提供了代码读取器，其基本上不比基于相机的设备复杂、避免机械扫描并且不需要繁琐的机械组件。本文描述的代码读取器可以用于需要将解码数据编码成被压印在对象上的空间变化图案的任何系统中，并且对医疗装置组件尤其有吸引力，例如但不限于血糖仪和葡萄糖计量条组件、药物分配器和药物容器组件(例如，插入药物管的扩散泵)或用于消费者电子应用。

本发明的一个方面提供了一种医疗装置组件，其包括：被配置为对医疗装置对象执行测量的医疗装置读取器，所述医疗装置读取器包括代码读取器、与医疗装置读取器对准或插入到医疗装置读取器中的医疗装置对象和在其上提供代码的印在对象上的图案。代码读取器包括一个或多个质心测量光电检测器，其被配置为当医疗装置对象被固定到对准或插入到医疗装置读取器中时检测与该图案相互作用的光，其中检测到的光表示图案的质心；被配置为根据所检测到的光以确定图案质心的处理逻辑，并且基于所确定的质心(即，解码以对象中提供的图案进行编码的数据)来确定代码。

本发明的另一方面提供了一种代码读取系统，其包括被配置为检测与提供在对象上的第一图案相互作用的光的第一质心测量光电检测器，其中第一图案来编码数据(即第一图案代表代码编码数据)并且其中检测到的光表示第一图案的质心；被配置为根据所检测的光以确定第一图案质心的处理逻辑，并且基于所确定的第一图案质心来解码在第一图案中编码的数据。

如本领域技术人员将理解的是本发明的各方面可以以各种方式实现，例如，作为方法、系统、计算机程序产品或计算机可读存储介质。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式，或者将软件和硬件方面组合的实施方案，这里可以通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。本发明中描述的功能可以被实现为由一个或多个处理单元执行的算法，例如，一个或多个微处理器、一个或多个计算机。在各种实施方案中，本文描述的每个示例的不同步骤和步骤的部分可以由不同的处理单元执行。此外，本发明的各方面可以采用体现在一个或多个计算机可读介质(优选非暂时的)中的计算机程序产品的形式，其具有例如在其上存储的计算机可读程序代码。在各种实施方案中，例如，这样的计算机程序可以被下载(更新)到现有设备和系统或者在制造这些设备和系统时被存储。

从以下描述和权利要求中，本发明的其它特征和优点是显而易见的。

本发明的实施方案提供了用于读取作为印在对象上的图案来提供代码的代码读取器。如本文所使用的，术语“代码”是指在对象上提供的图案，而图案表示(即编码)要传送的某些数据。图案可以例如被印在一个对象上，其中“印刷”一词包含以任何其他方式印刷、冲压、打孔、印入、雕刻、压纹、蚀刻或标记在对象上的图案。“印刷”还包括对象中的开口或孔的图案，例如被打穿。光与图案(例如从图案反射、通过图案透射或部分地被图案吸收等)相互作用，并且与图案相互作用的至少一些光入射到这里描述的代码读取器之一的一个或多个光电检测器的光敏元件上。特别地是本发明的实施方案提供了使用质心测量光电检测器的代码读取器，即可以直接由检测入射到其上的光的光电检测器的光敏元件产生的光电流来获得图案质心的方式来检测光的光电检测器。代码读取器被配置为处理检测到的光用以根据检测到的光来确定图案质心并且基于质心的位置来解码在图案中编码的数据。因此，可以获得比基于相机的设备简单得多并且避免机械扫描的代码读取器。

图1A和1B示出了根据本发明的一些实施方案示出的代码读取器102的示例性代码读取组件100和其上印有图案122的对象120的框图。本发明的各种实施方案不限于图中所示的图案，例如图案122或图3和图6所示的图案。

在一些实施方案中，代码读取器102和对象120形成组件，例如在对象120中用作医疗装置的组件可以是葡萄糖计量条，而代码读取器102可以是或可以包括在血糖仪装置内。

代码读取器102被配置为读取图案122的代码。为此，代码读取器102包括可以被称为对象120到代码读取器102的连接器的部分104，该部分104包括配置成检测与图案122相互作用的光的一个或多个质心测量光电检测器108。在一些实施方案中，代码读取器102还可以包括一个或多个光源116，用于产生随后与图案122相互作用的光，例如通过被配置成照亮图案122而耦合到波导、通过在图案122上反射以及通过图案122透射和/或被图案122部分地吸收。

在各种实施方案中，光源116可以包括发光二极管(LED)或用于发射光的任何合适的部件。根据应用需求，由光源116发射的光可以是任何合适的波长(或波长范围)。

在其他实施方案中，代码读取器102不包括用于读取代码的任何额外的光源，例如光源116，环境光可以用于与图案122相互作用并由光电检测器108检测。例如，图案122可以设置在对象120中，使其被插入到对象中从而使入射在图案的一侧(一个表面)上的光可以至少部分地透过图案而从图案的另一边出现。因此，对象120将用作构成图案122的框架。图案与代码读取器102对准使得环境光入射到图案的一个表面上，光电检测器108设置在已经通过图案透射的入射环境光的图案检测部分的另一侧。

代码读取器102被配置为读取图案122的代码并且可能针对对象120执行其他测量，诸如葡萄糖水平读数，当对象120被固定到对准或插入到代码读取器102中时使得质心测量光电检测器108可以确定图案122的质心。图1A示出了对象120还没有插入到代码读取器102中，其中虚线框106指示对象120一旦插入到代码读取器102中的位置，而图1B示出了将对象120插入到代码读取器102中之后的场景。尽管图1A指出对象120的插入方向，本文提供的描述不适用于插入到代码读取器中的对象，而可应用于包括在要读取的代码的图案122和允许光电检测器确定图案质心的代码读取器102的一个或多个质心测量光电检测器108之间的任何合适的对准方式。例如，可以以任何其他方式将对象120拍摄到代码读取器102上或附加到代码读取器。下面更详细地描述与对准有关的具体问题。

如图1所示，代码读取器102包括被显示为解码逻辑110的处理逻辑，其根据本文所述的代码读取技术被配置为从检测到的光来确定图案122的质心并且基于所确定的质心来确定图案的代码(即，解码在对象120上提供的图案中编码的数据)。为此，在一些实施方案中，解码逻辑110可以至少包括如图1所示的处理器112和存储器114，其被配置为实现和/或控制本文描述的各种光检测和代码读取技术。

虽然图1示出了要包括在代码读取器102内的解码逻辑110，但在其他实施方案中，解码逻辑110可以在代码读取器102的外部实现，在这种情况下解码逻辑110可被配置为与代码读取器102交换数据，特别是与光电检测器108交换数据，例如通过任何适当的通信信道远程控制光源116。换句话说，代替在图1所示的代码读取器102中被实现，解码逻辑110可以在代码读取器102外部并且可通信地耦合到代码读取器102。

落在光电检测器表面上的光可以具有不均匀的光图案，例如当透镜用于在诸如照相机的光电检测器的表面上产生外部世界的图像时。如果光从不同对象发出以不同方向入射到光电检测器上，落在表面上的光也可能具有不均匀的角度分布。众所周知，透镜将入射光线的角度分布转换为焦平面上强度的空间分布。在一些实施方案中，可以使用透镜将已经与图案122相互作用的光汇聚到光电检测器108上。

在本发明的各种实施方案中，可以使用三种不同种类的质心测量光电检测器。

一种质心测量光电检测器是横向光电二极管，其测量表面上的光的空间分布的质心。这就需要将透镜放置在图案122和光电检测器108的平面之间以形成如在任何相机中的空间分布。横向光电二极管包括至少部分地封闭在至少两个但可能更多(例如四个)电荷集电极之间的电荷产生区域。电荷产生区域被配置为由入射到该区域上的光而产生电荷，在这种情况下与图案122相互作用的光以及在每个电荷集电极处收集的电荷量(特别地，在每个电极处收集的电荷量之间的差异)表示图案的质心。

质心测量光电检测器的另一种可以称为“角度传感器”，因为它是基于光的入射角分布的直接测量(与图案122相互作用的光)。这种光电检测器在转让给与本申请相同的受让人的美国专利申请US2013/0155396中描述，其发明内容全部并入本文。图2示出了根据本发明的一些实施方案的这种角度传感器200的示例性侧视透视图。

如图2所示，光电检测器200包括具有孔202的表面205和在它们之间的边界处彼此电隔离的成对光电检测器211和212，边界与孔对齐。在图2的示例中，提供成对光电检测器的电隔离的边界被示为沟槽203。然而，提供这种边界的其它方式在本发明的范围内。已经与图案122相互作用的光可以入射在表面205上并通过孔202到达光电检测器211和212。应当注意的是虽然图2示出了具有成对子光电检测器211和212的单个光电检测器200以及单个孔202，在不同的实施方案中，可以使用不同数量的孔和光电检测器。

孔202可以是具有宽度为s的狭缝并且孔202可以定位在光电检测器211和212上方的高度h处。在一些构造中h可以小于30μm，而在一些节省空间的构造中，h可以小于10μm或甚至小于1μm。能够使光通过一个或多个孔202和光电检测器211和212之间的介质是图2所示的透明介质206。在一些情况下，介质可以是玻璃，包括在半导体器件制造中所用玻璃形式。光电检测器的宽度可以取决于角度范围要求和h。

如果光能够到达这两个光电检测器211和212，则成对光电检测器211和212中的每一个被配置为当已与图案122相互作用的光入射到光电检测器上时产生相应的光电流。可以通过测量在每个光电检测器211和212处检测到的光电流的相对比例来计算与图案122相互作用的光的角度。如果光被成角度地分布使得光从具有强度In(θ)多个角度θ到达光电检测器211和212，当光与图案122相互作用时的情况，则可以基于由每个子光电检测器211和212产生的光电流来计算光的平均角位置。从该位置可以确定图案122的质心。换句话说，这样的成对光电检测器足以检测入射光的角度并且测量图案的质心，入射光的角度可以基于由该对光电检测器分别产生的光电流的比率来检测。成对子光电检测器211和212沿着没有透镜的光路对齐，光路通过孔202和光电检测器211、212。

在上述两种类型的光电检测器中，质心以模拟方式测量，从这方面来说用于一维测量的两个电极和用于完全二维测量的四个电极在角度传感器的情况下横向光电二极管和角度分布情况下产生的光电流直接产生图像的质心。这些类型的光检测器不能产生由包括数千甚至数百万个光电检测器的常规相机常规测量的详细光分布。然而这不是必需的，因为光电检测器仅需要能够确定图案的质心。解码逻辑110可以被配置为对在光电检测器108的电极处测量的光电流执行简单的代数用以直接获得入射在光电检测器108上光的光分布质心的即时值。在本发明的上下文中，图像的质心或角度分布可以被简单地视为光分布的加权平均坐标，类似于例如质量中心。

另一种质心测量光电检测器是类似于一维或二维相机的多像素传感器，其被配置为通过处理来自像素的数据的集成电子装置直接测量质心。用于跟踪对象的这种传感器在本领域中是已知的，因此这里不再详细描述。

在各种实施方案中，可以使用诸如图3所示的8个图案的简单图案来传送信息，每个图案可被用作图案122被印在对象120上。图3所示的图案具有9个块排列在3x3网格中，其中一个显示为白色，其他显示为阴影。白色块表示在图案中相对于阴影块的差异。例如，如果图案是开口图案，则白色块可以是另外连续表面的开口。在另一示例中，如果代码读取器使用从图案反射的光来读取代码，则白色块可以具有与阴影块的反射率不同的反射率。在又一示例中，如果代码读取器使用从图案发送的光来读取代码，则白色块可能具有与阴影块不同的透射/吸收系数。如本领域普通技术人员所显而易见的是根据特定的代码读取器设计，任何其它布局都是可能的，所有这些都在本发明的范围内。

如图3所示的3×3网格的图案可用于与9个不同编码相对应的数据进行编码。因此，在光电检测器108的视野中限制在围绕3×3网格的边界框内，而质心测量光电检测器108将为图3所示的9种图案产生9个不同的(x，y)坐标。这种编码方法广泛地应用在诸如医疗设备组件或消费电子产品中，其中代码读取器仅需要读取表示几个可能数据集之一的代码。例如，可以以非常低的成本容易地实现诸如葡萄糖计量条的印刷电路板(PCB)背面的图3所示的打印代码。

在其他实施方案中，图案可以比图3所示的那些更简单，例如图案可以简单地是一维(1-D)图案。这样的图案可能是有利的因为它们可以使代码读取器对于一个方向的对准不太敏感并且简化质心测量光电检测器的构造，可以特别适用于只需要更少位信息需要编码的情况。

在实际情况下，可以通过白色块的位置放置来编码的质心的唯一坐标对(即，x和y坐标)的数量可以取决于四个主要系统参数：1)光电检测器108的信噪比(SNR)、2)图案122和光电检测器108之间的对准重复性、3)在对象120上印模图案122的分辨率和可变性(例如，如果通过简单打印图案完成，则打印机分辨率和变化性)以及4)与图案122相互作用并由光电检测器108检测的光照射的空间控制的变化。

可以通过使用合适的扩散器来最小化或消除最后一个参数，即光照射的空间控制的可变性。有利地是本文所述的质心测量光电检测器都不取决于反映质心的绝对光水平。因此，只有光照射中的空间变化是重要的并且可以通过提供合适的漫射元件来减少或消除这些变化，即通过在光源前面放置漫射元件以均匀地散布照明。

第一参数，即传感器系统的SNR也可以相对容易地被处理，例如可以控制照明水平以确保高SNR。对于上述每个质心测量光电检测器而言相对误差x或y与1/SNR成比例。因此，对于1000或60dB的SNR，10³×10³或100万个位置可以编码。

在实际的情况下，上述说明中的对准重复性(第二参数)或打印机可重复性(第三参数)将是确定可以编码用于使用上述代码读取器读取的有效代码的数量的主要贡献者。根据被认为是可接受的错误率将可以容纳更多或更少的图案。

实际的角位置可以取决于光电检测器108和图案122之间的相对距离。这可以通过使用具有以已知距离分隔的重叠视场的两个质心测量光电检测器来补救。通过这样的成对光电检测器测量的光电流将允许从简单的三角法推断光电检测器108和图案122之间的距离并且该距离可以用于调整质心的确定。这是因为每个传感器将由于其相对于图案的位置而测量质心的不同位置。从传感器到图案只有一个距离将满足由两个传感器测量的角位置的相对差异。这意味着可以确定到图案的距离，该距离可以根据代码读取器部署的特定设置而变化，并且因此可以对所确定的距离校正测量的角位置。在各种实施方案中，这可以通过例如三角计算或使用查表来执行。

图4A和4B示出了根据本发明的一些实施方案的代码读取器和其上印有代码的对象的相对位置。两个图都示出了类似于上述光电检测器108的质心测量光电检测器408基本上与类似于上述图案122的图案422对准使得图案422的大部分在光电检测器408的视场内，如图4A中的视场440所示。

图4A-4B中的元件430示出了可以在其上提供图案422的支撑层，例如光可以耦合到该层中，并且光可以从该层由光电检测器408的方向透射出来，在入射到光电检测器408之前与图案422相互作用。这也适用于参照图1描述的对象120和图案122，尽管没有具体说明。

图4A示出了光电检测器408被提供在比图4B所示的距图案422更远的距离处。这些图示出了在不同的部署情况下，图案和传感器之间的实际距离可以有很大变化，但是在每种情况下，本发明的方法可以提供质心的可靠测量。

应当注意的是对准误差可以简单地被视为包括由于机械对准引起的误差(即上面的第二个参数)和由于打印机对准引起的误差(即上面的第三个参数)，它们并不容易彼此区分。通过采用使用两个质心测量光电检测器来读取印在同一对象上的两种不同图案的差分方案可以显着地减少或消除这两个误差，这些光电检测器有时在下文中被称为差分光电检测器。在这样的实施方案中，两个质心测量光电检测器中的每一个可以是如上所述的质心测量光电检测器之一，并且印在对象上的两个图案中的每一个可以是如上所述的图案之一。代码读取器将包括彼此相邻放置的这两个质心测量光电检测器，其视场不重叠使得每个光电检测器可以读取印在给定对象上的不同图案。

在图5A和5B中示出了与图4A和4B类似的差分质心测量光电检测器的代码读取器(上面提供的所有描述都适用于此)，除了两个光电检测器508都具有视野540。图5A和5B示出了单个图案522，但是应当理解的是这样的单个图案将包括两个图案的差分图案，如图6所示的三个示例性差分图案之一。类似地，图1示出并且参照单个图案122进行描述，上面关于代码读取器102提供的描述适用于实现本文所述差分方案的代码读取器。

在差分方案的实施方案中，两个质心测量光电检测器被放置在彼此已知的一定距离处，即它们是对准的。每个质心测量光电检测器被配置以确定相应图案的质心。例如，图5A-5B中左侧所示的光电检测器508可以被配置为确定图6所示的三个差分图案之一的左侧图案的质心，而图5A-5B中右侧所示的光电检测器508可以被配置为确定图6所示的三个差分图案之一的右侧图案的质心。因此，基本上测量两对坐标：一对(x1，y1)表示由一个光电检测器508测量的图案的质心，而一对(x2，y2)表示由另一个光电检测器508测量的图案的质心。解码逻辑110被配置为使用这两个质心之间的差异，例如，距离(x1-x2，y1-y2)来解码数据。换句话说，数据可以被编码成两个图案的质心之间的距离。这种方法消除了通过光电检测器的相对机械对准或印刷图案的任何共模对准偏移。此外，由于使用两个质心测量光电检测器和差分模式，差分方案允许显著增加代码数量。

可选地采取额外的措施以进一步减少对准和/或打印机误差。例如，在同一芯片上制造两个质心测量光电检测器可以进一步减少它们之间的变化并使其光刻地对准它们。这将减少或消除相对光电检测器对准和光电检测器响应中的任何误差。另外或替代地，两种图案可以使用相同的方式印刷在对象上，例如两种图案都可以由相同的打印机打印。当数据根据图案之间的差异进行解码时，任何打印机误差将被抵消。

传感器和图案之间的距离z(如图5A所示)可以影响差分质心距离(x1-x2，y1-y2)的测量。在一些实施方案中，代码读取器可被配置为考虑到该距离。为此，代码读取器可以包括具有重叠视场的另一对质心测量光电检测器，并且如上所述地使用这些光电检测器来确定光电检测器与图案之间的距离。这种距离测量可以用于校准光电检测器系统。它还可以通过质心测量光电检测器和图案的相对分离来实现编码数据。

图7示出了根据本发明的一些实施方案的代码读取方法700的流程图。尽管参照图1和图5所示的系统进行了描述，被配置为以任何顺序执行方法700的步骤的任何系统都在本发明的范围内。

在该方法的开始，包括其上印有的一个或多个图案的对象可以被固定到、对准或插入到代码读取器中。该方法可以从步骤702开始，其中包括在代码读取器内的一个或多个质心测量光电检测器，例如上述的光电检测器108、408或508，检测与对象的一个或多个图案相互作用的光，并且在步骤704中确定一个或多个图案的质心。在步骤706中，与质心测量光电检测器相关联的代码检测逻辑被配置为处理所确定的质心(例如，表示质心位置的进程坐标)进而确定在一个或多个图案中编码的数据。

选定示例

示例1提供了一种医疗装置组件，其包括被配置为对医疗装置对象进行测量的医疗装置读取器，所述医疗装置读取器包括代码读取器以及被配置为固定、对准或插入医疗装置读取器的医疗装置对象和印在对象上的提供代码的图案。代码读取器包括一个或多个质心测量光电检测器，其被配置为检测与图案相互作用的光，其中检测到的光表示图案的质心；处理逻辑被配置为从所检测的光来确定图案的质心，并且基于所确定的质心来确定代码。

示例2提供了根据示例1的医疗装置组件，其中医疗装置对象包括葡萄糖计量条。医疗装置读取器包括血糖仪，医疗装置读取器在医疗装置对象上进行的测量包括基于葡萄糖计量条中提供的样品的一种或多种葡萄糖水平的测量。

示例3提供了根据示例1的医疗装置组件，其中一个或多个质心测量光电检测器包括第一光电检测器和设置在相对于彼此的预定位置处的第二光电检测器(例如，两个光电检测器之间的距离是已知的预定距离)，所述图案是第一图案，对象还具有设置在其上的第二图案，第一光电检测器被配置为检测与第一图案相互作用的光，其中由第一光电检测器检测到的光表示第一图案的质心，第二光电检测器被配置为检测与第二图案相互作用的光，其中由第二光电检测器检测到的光表示第二图案的质心，处理逻辑被配置为基于由第一光电检测器检测的光来确定第一图案的质心，并且基于由第二光电检测器检测到的光来确定第二图案的质心，其中解码数据包括基于第一图案的质心和第二图案的质心之间的距离对第一和第二图案编码的数据进行解码。

示例4提供了根据示例1的医疗装置组件，其中一个或多个质心测量光电检测器中的每一个包括具有孔的表面；和在它们之间的边界处彼此电隔离的一对光电检测器，边界与孔对准。

示例5提供了一种代码读取系统，其包括第一质心测量光电检测器，其被配置为检测与提供在对象上的第一图案相互作用的光，其中第一图案编码数据，并且检测到的光表示第一图案的质心；处理逻辑被配置为根据所检测的光来确定第一图案的质心，并且基于所确定的第一图案的质心来解码在第一图案中编码的数据。

示例6提供了根据示例5的代码读取系统，其中第一质心测量光电检测器包括至少部分地封闭在至少一对电荷集电极之间的电荷产生区域，其中电荷产生区域被配置为由入射在该区域上的光而产生电荷，并且在每个电荷集电极处收集的电荷量(例如，在每个电极处收集的电荷量之间的差)表示第一图案。

示例7提供了根据示例6的代码读取系统，还包括配置成将第一图案成像到第一质心测量光电检测器上的透镜。

示例8提供了根据示例6的代码读取系统，其中第一质心测量光电检测器与第一图案直接接触或者距离小于10毫米(即，与第一图案相对靠近)。

示例9提供了根据示例5的代码读取系统，其中第一质心测量光电检测器包括具有孔的表面；和在它们之间的边界处彼此电隔离的一对光电检测器，边界与孔对准。

示例10提供了根据示例9的代码读取系统，其中每对光电检测器中的每一个被配置为产生相应的光电流使得该对光电检测器足以检测入射光的角度，可以基于由成对光电检测器分别产生的光电流的比率检测入射光的角度，并且该对光电检测器沿着没有透镜的光路对准，光路通过孔和光电检测器。

示例11提供了根据示例5的代码读取系统，其中第一质心测量光电检测器包括配置成测量第一图案的质心的多像素传感器。

示例12提供了根据示例5的代码读取系统，其中代码读取系统还包括设置在相对于第一质心测量光电检测器的预定位置处的第二质心测量光电检测器(例如，两个光电检测器之间的距离是已知的预定距离)，对象还具有设置在其上的第二图案，第二光电检测器被配置为检测与第二图案相互作用的光，其中由第二光电检测器检测到的光表示第二图案的质心，处理逻辑还被配置为基于由第二光电检测器检测到的光来确定第二图案的质心，并且解码数据包括基于第一和第二图案的质心之间的距离对第一和第二图案的组合编码的数据进行解码。

示例13提供了根据示例5的代码读取系统，还包括配置成产生光用以与提供在对象上的第一图案交互的一个或多个光源。

示例14提供了根据示例13的代码读取系统，其中一个或多个光源被配置为将所产生的光耦合到对象中。

示例15提供了根据示例13的代码读取系统，其中一个或多个光源被配置为用所产生的光照亮对象使与第一图案相互作用的光包括透过第一图案所产生的光的一部分。

示例16提供了根据示例13的代码读取系统，其中一个或多个光源被配置为用所产生的光照亮对象使与第一图案相互作用的光包括从第一图案反射产生的光的一部分。

示例17提供了根据示例5的代码读取系统，其中第一图案是在对象中提供的开口图案。

示例18提供了根据示例5的代码读取系统，其中第一图案是唯一的编码图案。

示例19提供了一种代码读取组件，其包括代码读取器和编码对象，编码对象上具有印在对象上的提供代码的图案，其中编码对象被配置为被固定到、对准或插入到代码读取器中用于代码读取器读取印在编码对象上的代码。代码读取器包括一个或多个质心测量光电检测器，其被配置为检测与图案相互作用的光，其中检测到的光表示图案的质心；处理逻辑被配置为从所检测的光来确定图案的质心，并且基于所确定的质心来确定代码。

变化与实现

值得注意的是图中的图示不是必需地代表了实际代码读取器的真实布局、取向、尺寸和/或几何形状。通过本发明设想，可以为配置为基于图案的质心对数据进行解码的代码读取器设计和实现各种合适的布局。基于上面提供的描述，本领域普通技术人员可以容易地想到将数据编码成图案以及使用质心测量光电检测器来读取编码数据的各种其它实施方案和配置，所有这些都在本发明范围内。

图1-7可以显着变化用以实现等同或相似的结果，因此不应被解释为利用本发明的上下文数据的唯一可能的实施方式。

可以设想的是本文描述的代码读取器和/或相关联的处理模块可以在许多领域中被提供，包括医疗设备、安全监控、患者监控、保健设备、医疗设备、汽车设备、航空航天设备、消费电子设备和运动器材等。

在某些情况下，代码读取器和/或相关联的处理模块可以用于诸如诊所、急诊室、医院等医疗保健设置的专业医疗设备中。在某些情况下，代码读取器和/或相关联的处理模块可以在不太正式的设置中使用，例如学校、健身房、家庭、办公室、户外、水下等。代码读取器和/或相关联的处理模块可以提供在消费者保健产品中。

在上述实施方案的讨论中，电容器、时钟、触发器、分频器、电感器、电阻器、放大器、开关、数字核心、晶体管和/或其他组件可以容易地按顺序替换、替代或以其他方式修改以适应特定的电路需求。此外，应当注意的是使用互补电子设备、硬件、软件等为实现本发明的教导提供了同样可行的选择。例如，可以提供能够处理模拟域中的信号的等效电子装置代替处理数字域中的信号。

在一个示例性实施方案中，可以在相关联的电子设备的电路板上实现附图中的任何数量的电路。该电路板可以是能够容纳电子设备的内部电子系统的各种组件的通用电路板，还可以为其它外围设备提供连接器。更具体地是电路板可以提供电连接，通过该电连接系统的其它部件可以电通信。任何合适的处理器(包括数字信号处理器、微处理器、支持芯片组等)，计算机可读的非暂时性存储元件等都可以根据特定的配置需求、处理需求、计算机设计等适当地耦合到电路板。其他如外部存储器、附加传感器、用于音频/视频显示的控制器和外围设备等组件可以作为插件卡通过电缆连接到电路板上或者集成到电路板本身中。在各种实施方案中，本文所描述的功能可以在支持这些功能的结构中布置的一个或多个可配置(例如，可编程)元件内运行的软件或固件的仿真形式来实现。提供仿真的软件或固件可以在包括允许处理器执行这些功能的指令的非暂时性计算机可读存储介质上提供。在某些情况下，可以在处理器中或处理器中提供应用程序特定的硬件来执行这些功能。

在另一个示例性实施方案中，附图的电路可以被实现为独立模块(例如，具有被配置为执行特定应用或功能的相关组件和电路的设备)或被实现为插件模块应用电子设备的具体硬件。需要注意的是本发明的特定实施方案可以部分地或全部地容易地包括在片上系统(SOC)封装中。片上系统(SOC)表示将计算机或其他电子系统的组件集成到单个芯片中的集成电路。它可能包含数字、模拟、混合信号和通常的射频功能：所有这些都可以提供在单个芯片基板上。其他实施方案可以包括多芯片模块(MCM)，其中多个单独的集成电路位于单个电子封装内并且被配置为通过电子封装相互紧密地相互作用。在各种其他实施方案中，慢变化频率跟踪功能可以在专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和其他半导体芯片中的一个或多个硅芯中实现。

值得注意的是上面参考附图讨论的活动可应用于涉及信号处理的任何集成电路，特别是那些可以执行专门的软件程序或算法的集成电路，其中一些可以与处理数字化的实时数据相关联用以跟踪缓慢的移动频率。某些实施方案可以涉及多DSP信号处理、浮点处理、信号/控制处理、固定功能处理、微控制器应用等。在某些上下文中，本文讨论的特征可以应用于医疗系统、科学仪器、无线和有线通信、雷达、工业过程控制、音频和视频设备、电流检测、仪器仪表(可高精度)以及其他基于数字处理的系统。此外，上述讨论的某些实施方案可以用于使用数字信号处理技术的医学成像、患者监测、医疗仪器和家庭保健。这可能包括肺监护仪、心率监测器、起搏器等。其他应用可涉及用于安全系统的汽车技术(例如，稳定性控制系统、驾驶员辅助系统、制动系统、信息娱乐和任何种类的内部应用)。在其他示例情况下，本发明的教导可以应用于包括用于跟踪生命体征以帮助提高生产率、能量效率和可靠性的过程控制系统的工业市场。

需要注意的是通过本文提供的许多示例，可以用两个、三个、四个或更多部分来描述相互作用。然而，这仅仅是为了明晰和示例的目的而实现的。应当理解的是可以以任何合适的方式来整合该系统。遵循类似的设计替代方案，附图中所示的组件、模块和元件中的任何一个可以以各种可能的配置组合，所有这些配置都清楚地在本说明书的广泛范围内。在某些情况下，仅通过参考有限数量的电气元件来描述给定的一组流的一个或多个功能可能更容易。应当理解的是附图及其教导的特征是易于扩展的并且可以容纳大量组件以及更复杂/精致的布置和配置。因此，所提供的实施方案不应该限制潜在地应用于无数其他架构的电路的范围或禁止广泛的教导。

需要注意的是在本说明书中，对“一个实施方案”、“示例性实施方案”，“实施方案”、“另一个实施方案”、“一些实施方案”、“各种实施方案”、“其他实施方案”、“替代实施方案”等中包括的各种特征(例如，元件、结构、模块、部件、步骤、操作、部件、特性等)意味着任何这样的特征被包括在本发明的一个或多个实施方案中，但是可以或可以不一定在相同的实施方案中组合。

还要注意的是与代码读取相关的功能仅示出了可能由附图中所示的系统执行或在附图中所示的系统中的一些可能的跟踪功能。这些操作中的一些可以在适当的情况下被删除或移除，或者这些操作可以在不脱离本发明的范围的情况下被修改或改变。此外，这些操作的时间可能会相当大的改变。上述业务流程是为了举例和讨论的目的而提供的。本文描述的实施方案提供了实质的灵活性，因为在不脱离本发明教导的情况下，可以提供任何合适的布置、测量、配置和定时机制。需要注意的是上述装置的所有可选特征也可以针对本文描述的方法或过程来实现，并且示例中的细节可以在一个或多个实施方案中的任何地方使用。

在这些情况下(上述)的“方法”可以包括(但不限于)使用本文讨论的任何合适的组件以及任何合适的软件、电路、集线器、计算机代码、逻辑、算法、硬件、控制器、接口、链路、总线、通信路径等。在第二示例中，系统包括机器可读指令的存储器，当指令执行时引起系统执行上述任何活动。

Claims (19)

1.一种医疗装置组件，包括：

被配置为对医疗装置对象进行测量的医疗装置读取器，所述医疗装置读取器包括代码读取器，和

所述医疗装置对象，被配置为固定到、对准或插入到所述医疗装置读取器中，并且数据被编码在印在所述对象上的图案中，

其中所述代码读取器包括：

被配置成检测与所述图案相互作用的光的一个或多个质心测量光电检测器，其中检测到的光表示所述图案的质心；和

处理逻辑被配置为：

从所述检测到的光来确定所述图案的所述质心，和

根据确定的质心来解码被编码在所述图案中的所述数据。

2.根据权利要求1所述的医疗装置组件，其中所述医疗装置对象包括葡萄糖计量条，所述医疗装置读取器包括血糖仪，其中由所述医疗装置读取器在所述医疗装置对象上执行的所述测量包括测量基于所述葡萄糖计量条中提供的样品的一个或多个葡萄糖水平。

3.根据权利要求1所述的医疗装置组件，其中：

所述一个或多个质心测量光电检测器包括设置在相对于彼此的预定位置处的第一质心测量光电检测器和第二质心测量光电检测器，

所述图案是第一图案，

所述对象还具有设置在其上的第二图案，

所述第一质心测量光电检测器被配置为检测与所述第一图案相互作用的光，其中由所述第一质心测量光电检测器检测到的所述光表示所述第一图案的所述质心，

所述第二质心测量光电检测器被配置为检测与所述第二图案相互作用的光，其中由所述第二质心测量光电检测器检测到的所述光表示所述第二图案的质心，

所述处理逻辑被配置为基于由所述第一质心测量光电检测器检测到的光来确定所述第一图案的所述质心，并且基于由所述第二质心测量光电检测器检测到的光来确定所述第二图案的所述质心，

其中解码所述数据包括基于所述第一图案的所述质心和所述第二图案的所述质心之间的距离解码被编码在所述第一图案和所述第二图案中的数据。

4.根据权利要求1所述的医疗装置组件，其中，所述一个或多个质心测量光电检测器中的每一个包括：

具有孔的表面；和

一对光电检测器，在它们之间的边界处彼此电隔离，所述边界与所述孔对准。

5.一种代码读取系统，包括：

第一质心测量光电检测器，被配置为检测与提供在对象上的第一图案相互作用的光，其中数据被编码在所述第一图案中，并且其中检测到的光表示所述第一图案的质心；和

处理逻辑被配置为：

从所述检测到的光来确定所述第一图案的所述质心，和

基于确定的所述第一图案的所述质心来解码被编码在所述第一图案中的所述数据。

6.根据权利要求5所述的代码读取系统，其中所述第一质心测量光电检测器包括：

至少部分地封闭在至少一对电荷集电极之间的电荷产生区域，

其中：

所述电荷产生区域被配置为由入射到所述区域上的光而产生电荷，和

在每个所述电荷集电极处收集的电荷量表示所述第一图案的所述质心。

7.根据权利要求6所述的代码读取系统，还包括配置成将所述第一图案成像到所述第一质心测量光电检测器上的透镜。

8.根据权利要求6所述的代码读取系统，其中所述第一质心测量光电检测器与所述第一图案直接接触或者距离小于10毫米。

9.根据权利要求5所述的代码读取系统，其中所述第一质心测量光电检测器包括：

具有孔的表面；和

一对光电检测器，在它们之间的边界处彼此电隔离，所述边界与所述孔对准。

10.根据权利要求9所述的代码读取系统，其中：

所述一对光电检测器中的每一个被配置为产生相应的光电流使得所述一对光电检测器足以检测入射光的角度，入射光的所述角度能够基于由所述一对光电检测器分别产生的光电流的比率来检测，和

所述一对光电检测器沿着没有透镜的光路对准，所述光路通过孔和光电检测器。

11.根据权利要求5所述的代码读取系统，其中所述第一质心测量光电检测器包括被配置为测量所述第一图案的所述质心的多像素传感器。

12.根据权利要求5所述的代码读取系统，其中：

所述代码读取系统还包括设置在相对于所述第一质心测量光电检测器的预定位置的第二质心测量光电检测器，

所述对象还具有设置在其上的第二图案，

第二质心测量光电检测器被配置为检测与所述第二图案相互作用的光，其中由所述第二质心测量光电检测器检测到的所述光表示所述第二图案的质心，

所述处理逻辑还被配置为基于由所述第二质心测量光电检测器检测到的光来确定所述第二图案的所述质心，和

解码所述数据包括基于所述第一图案的所述质心和所述第二图案的所述质心之间的距离解码被编码在所述第一图案和所述第二图案的组合中的所述数据。

13.根据权利要求5所述的代码读取系统，还包括被配置为产生与所述对象上提供的所述第一图案交互的光的一个或多个光源。

14.根据权利要求13所述的代码读取系统，其中所述一个或多个光源被配置为将产生的光耦合到所述对象中。

15.根据权利要求13所述的代码读取系统，其中所述一个或多个光源被配置为利用产生的光来照亮所述对象使得与所述第一图案相互作用的光包括所述产生的光的从所述第一图案透射的部分。

16.根据权利要求13所述的代码读取系统，其中所述一个或多个光源被配置为用产生的光照亮所述对象使得与所述第一图案相互作用的光包括所述产生的光的从所述第一图案反射的部分。

17.根据权利要求5所述的代码读取系统，其中所述第一图案是设置在所述对象中的开口图案。

18.根据权利要求5所述的代码读取系统，其中所述第一图案是唯一的编码图案。

19.一种代码读取组件，包括：

代码读取器，和

已编码的对象，数据被编码在提供在所述对象上的图案中，其中所述已编码的对象被配置为固定到、对准或插入到所述代码读取器中以供代码读取器读取提供在所述对象上的所述图案，

其中所述代码读取器包括：

配置成检测与所述图案相互作用的光的一个或多个质心测量光电检测器，其中检测到的光表示所述图案的质心；和

处理逻辑被配置为：

从所述检测到的光来确定所述图案的所述质心，和

根据确定的质心来解码被编码在所述图案中的所述数据。

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