CN1084990A - 条形码读取用扫描系统与扫描方法 - Google Patents

Abstract

一种条形码符号读取系统，该系统由扫描装置与 检测装置构成，所述扫描装置向目标发射扫描光线作 成较为狭窄的第1扫描纹样，使用者用手将所述光线 照射在自己希望的位置上进行定位，该扫描装置还产 生比较宽的第2扫描纹样扫描应读取的符号整体，所 述检测装置用于接受所述符号发来的反射光，并产生 由所述符号表示的数据所对应的电信号。

Description

本发明涉及一般的条形码符号或印记的激光读取扫描系统，更详细地说，为更有效地读取二维条形码的符号而改变扫描纹样的方法。

到目前为止已有多种用来读取标贴或商品表面上印制的条形码符号的光学装置及光学扫描系统被开发出来。条形码符号自身即是代码化了的印记纹样，它由相互隔开、形成各种宽度间隔的一系列条形所构成，这些条形与间隔具有不同的光反射特性。读取装置与扫描系统把图形的印记经光电变换转变为电信号，这些信号又为说明商品或该商品的某些特性而译码为予先约定了的英文或数码。这样的文字一般由数值形式表示，作为贩卖的进行情报处理、库存管理等用途的数据处理系统的输入数据。

这种扫描系统的一个实施例是使用者手持式的携带用激光扫描头，使用者将此扫描头对准目标与要读取的符号，更确切地，把光线对准目标与要读取的符号来进行读取。

激光扫描器的光源，一般为气体激光器或半导体激光器。在扫描系统中，特别宜使用半导体元件作为光源，其理由是其尺寸小、成本低、耗电少。激光通常由透镜进行光学整形，在目标物上形成一定尺寸的光点。目标上的光点的大小最好与反射率不同的区域间的最小宽度、即符号的条形与间隔最小宽度大致相同。

条形码有各种可能的宽度，一般由长方形的条形要素组成。根据特定的要素构成，可以定义出由特定的一组规则及定义所表达的文字。条形与间隔的相对尺寸由所使用的代码的种类所决定，据此来决定实际的条形与间隔的大小。由条形码的符号表示的每英寸的文字数称为符号的密度。在将所希望的文字串进行代码化时，把所构成的要素的集合中连结起来形成完整的条形码符号，在这种情形下，信息中的各文字由其自身对应的要素群所表示。在某种记号论中，使用特有的“开始”以及“停止”文字以表示条形码的开始或结束。存在着多种不同的记号论，其中有UPC/EAN、代码39、代码128、Codabar、以及Inter    leaved    2    of    5。

为了我们讨论的目的，把由记号论认识并定义的文字称为适合于基准的文字，而把没有被记号论认识和定义的文字称为不适合于基准的文字。从而，不能用所定的记号论译码的要素构成，对应于对该记号论来说不适合于基准的文字。

为了能在所定大小的表面积上表示，或为了增加可以记忆的数据量，最近又开发了几种新的条形码的记号论。这些新代码规格中的一个-代码49，采用了将文字行向垂直方向重叠的“二维”的想法以取代将条形向水平方向扩展的方法。即，取代仅有一行的条形与间隔的纹样，而使数行的条形与间隔的纹样同时存在。

如同手持式读取装置通常采取的一维单线扫描，在读取二维条形码的场合下是不方便的。即，这种装置必须对每一行分别进行瞄准，同样，采用多扫描线读取装置时，它用一个角度发生多条扫描线，因此，这些读取装置是不适于用来识别使用二维符号的代码49的类型的。

众所周知的扫描系统中，光线是经透镜或其它类似的光学部件沿光路射向表面具有条形码的目标的。扫描装置的机能为：扫描部件将符号像光路中配置的反射镜子那样的直立起，光线横穿扫描部件，使用一条光线或多条光线反复进行扫描。这个扫描部件使扫描光点横扫符号，或者横扫符号并跟踪扫描迹线，或者扫描扫描器的视野，或者这两种方式都采用。

扫描系统有能检测符号反射光的传感器或光检测器。光检测器被置于扫描器或光路内，在后者的情形中，光检测器具有横越符号并略有富余的视野。符号的反射光的一部分被检测，并变换为电信号，电路或软件又将电信号转变为该符号所代表的数据的数值表示。例如，从光检测器来的电信号一般被转换为脉冲幅度变调数值信号，这个幅度对应于条形与间隔的宽度。这样的信号，跟着就由特定的记号论译码为符号内符号化了的数据的二进制表示。接着再变换为英文或数字。

周知的扫描系统的译码处理是按下述方法动作的。译码器从扫描器那里接受到脉冲幅度变调数值信号，软件内的算法将这一扫描结果译码。如果该扫描结果内的开始文字与结束文字以及它们之间的文字全都译码了的话，译码处理便结束，并将读取成功的表示（绿色光及（或）声音信号等）传达给使用者。如果不是这样的话，译码器接受下次扫描，进行下一轮译码，直到扫描信号被完全译码为止，或者直到再也得不到扫描信号为止。

简单地说，或者一般地说，本发明提供条形码符号的读取系统及方法，其中包括：朝向目标发出扫描光线作成狭窄的扫描纹样（或者一根扫描线）;根据该扫描纹样使用者用手将上述光线瞄准到自己希望的位置上所需的扫描光线;与发出扫描应读符号整体的宽度较宽高度增大了的扫描纹样的扫描器。该系统还包含检测器，该检测器接受来自符号的反射光，判定是否扫描到了有效的符号，并产生对应该符号所代表的数据的电信号。

本发明的特征已经在权利要求书中明记了。但是，本发明自身的构成及它的动作方法与另外的目的和特征一起，通过参考附图及阅读以下特定实例的说明，得到很好的理解。

本说明书以及权利要求书中使用的“符号”、“条形码”等用语，希望赋以大范围的解释，不仅意味着交互排列的各种宽度的条形与间隔所构成的纹样，而且包括1次元或2次元的图形及英文数字。

本发明一般涉及扫描器系统，这个扫描器系统以为了读取象条形码这样的具有不同的光反射率的印记而设置的光源为基础。更详细地说，本发明提供扫描器系统，该扫描器系统可自动调整扫描纹样的空间范围，适当地检测应读取的符号，并进行扫描。象条形码这样的目标的一部分被表示或有被表示的可能的某个印记检测后，要向光源的电流驱动装置以及扫描控制装置提供信号，本发明也提供扫描器系统的动作方法。

本发明涉及自动开始、结束扫描目标动作的技术在内的扫描系统。几种扫描器系统的一个特征是，为了开始扫描目标用手动来使其起动。但是对有一些用途来说，为使扫描动作开始最好使用其他动作技术。这样的技术也包含在本发明之内。

本发明提供使扫描系统动作的方法与装置。该扫描系统能读取两种不同类型的条形码，即标准的直线条形码与二维条形码。本发明还为决定条形码的种类，完整地读取二维条形所需要进行的充分扫描，提供调整扫描光线的空间范围即进行垂直扫描所需的技术。

附图的简单说明：

图1表示本发明的激光扫描系统实施例的简图。

图2是已有技术中熟知的扫描器的扫描纹样的示意图。

图3是本发明中读取二维条形码时不同时间间隔中的扫描纹样的示意图。

图4是本发明中，读取二维条形码时不同时间间隔中的扫描纹样的示意图。

图5是本发明中，读取二维条形码时不同时间间隔中的扫描纹样的示意图。

图6是本发明中读取二维条形码时不同时间间隔中的扫描纹样的示意图。

图7是横切一维条形码的扫描光线的示意图。

图8是横切与扫描方向相倾斜的二维条形码，重新调整扫描方向的扫描光线的示意图。

图9是横切与扫描方向相倾斜的二维条形码，重新调整扫描方向的扫描光线的示意图。

图10是横切与扫描方向相倾斜的二维条形码，重新调整扫描方向的扫描光线的示意图。

图11是横切与扫描方向相倾斜的二维条形码，重新调整扫描方向的扫描光线的示意图。

图12为判定是否扫描到了有效的条形码，检测条形与空白纹样用的电路概略图。

图13为识别一维和二维条形码的本发明的算法的流程图。

图14是与本发明的算法组合使用的电路的方框图。

图15是与图14的电路组合使用的显示控制信号的图形。

图16是产生图15的控制信号的电路简图。

图17是为比较用，显示各种横切二维条形码的扫描纹样。

图18是为比较用，显示各种磺切二维条形码的扫描纹样。

图19是为比较用，显示各种横切二维条形码的扫描纹样。

图20是为比较用，显示各种横切二维条形码的扫描纹样。

图21是图17～20中沿扫描纹样Y轴方向的扫描线密度的图形。

图22是图17～20中沿扫描纹样Y轴方向的扫描线密度的图形。

图23是图17～20中沿扫描纹样Y轴方向的扫描线密度的图形。

图24是图17～20中沿扫描纹样Y轴方向的扫描线密度的图形。

图25是与图3～6中扫描纹样的机能相同的双线扫描纹样。

图26是与图3～6中扫描纹样的机能相同的双线扫描纹样。

图27是与图3～6中扫描纹样的机能相同的双线扫描纹样。

符号的说明：

17检测电路

31变流器

32二极管

37比较器

100读取装置

146激光光线

151出射光

152反射光

153握把

154扳机

155机壳

157、147、159光学系统

162电源

图1显示了遵照本发明的原理而能设计的一种条形码读取装置的简单化的实例。如图所示，该读取装置100，能用手持式扫描器，也能使用台型工作站或者放置式扫描器，在这个实例中，该构成在构造115内实行，该构造115具有接口156，通过该出口激光出射光线151射到构造外部放置的符号170上并且横扫该符号。

对图1作更详细的探讨，出射光线151通常由激光二极管在读取装置100内发生，射到距读取装置前部英寸的目标物上配置的条形码符号上，该出射光线151在本发明的直线扫描纹样中扫描，使用者决定好手持式装置的位置，使扫描纹样横切应读取的符号。该符号的反射光及（或者）散射光152由读取装置内的光响应装置158检测，产生电信号，处理这些电信号并将其译码为条形码所代表的数据。以下，“反射光”这个词意味着反射光与（或）散射光。

在上述实例中，读取装置100象手枪一样有握把153。使用者用此装置对准须读取的符号，扣动扳机154就能使光线151及检测电路动作。重量很轻的塑料的机壳155内装有激光光源146、检测器158，光学系统157、147、159、有着检测器17的信号处理回路有CPU140和电源或者电池162。机壳155的前端内由于有透光窗156，出射光线151能向外发射，反射回的入射光152能进入机壳。该读取装置100被设计成可在不接触符号的位置，或者横越该符号不需移动的位置上由使用者来瞄准条形码符号，一般，这种手持式条形码读取装置被设计成在数英寸的范围内工作。

读取装置100，可以用作携带式计算机的终端，它有键盘148和表示装置149。

再有，如图1所示，使用适当的透镜157（或者多透镜系统）可使扫描光线在适当的基准面上聚焦于条形码符号。半导体激光二极管那样的光源146射出光线、导向透镜157，一部分光线通过镀银镜147和其它的透镜、根据需要通过光线的整形构造，扳机154被扣动后，装在扫描马达160上的振动镜就开始动作。若光源146发出的光不是可见光，瞄准用的光线可内藏于光学系统中。如果有必要，瞄准光线发出可视光点，固定该光点，或者与扫描光线一样可移动，使用者使用该可视光线将读取装置瞄准符号。

图2显示了已有技术中周知的扫描器的扫描纹样。这样的纹样可由向X方向驱动的直线扫描线在垂直方向（Y方向）产生变位来发生。已有技术中，将这样的纹样固定于符号的扫描与读取之间。

其次，图3～图6表示实施例中本发明的动作，它们是用扫描纹样扫描含有符号的目标的一系列的图像。

正如以上从关于图3～图6的讨论中所能了解的那样，本发明的特征是，从目标来的一部分反射光中取样，基于检测的电信号进行计算、分析，判定检测了的部分里是否含有条形码。以下，就这种检测电路的一个实施例参照图12～13进行说明。

根据本发明的一个技术是，处理电信号而发出试验信号，根据强度不同的反射光束判定是否存在像条形码符号那样的由不同的反射率表示的空间变化。

如果试验信号超过了所定的基准信号，就发生使能信号。然后，光线如以下说明的那样，在一个以上的点处响应该使能信号而变调。

另外的技术是，处理电信号，在所定时间内对光反射率不同的部位的变迁数进行计数的技术。利用该计数来判定不同反射率的反射光是否表示存在着一般的条形码符号，一种条形码符号，亦或某特定的条形码符号。超过该计数所定的最小值，就发生使能信号。然后，光线再响应该使能信号进行变调。

还有一个技术是，处理电信号，计算反射率低的部分相对于反射率高的部分的长度比率，判定不同强度的反射光是否表示有显示所定印记纹样存在的不同反射率的空间变化。如果这个比率在所定值以下，则发生使能信号。扫描纹样响应这个使能信号发生变调。

还有一个技术是，处理电信号，将来自第1扫描的信号与随之而来的第2扫描信号进行比较，判定对于连续地进行扫描而产生的不同强度的反射光是否表示有显示所定的印记纹样存在的、反射率不同而实质相同的空间变化。如果比较按所定数目连续进行扫描的结果，发现有类似的或者几乎相同的结果存在，就发生使能信号。光线响应该使能信号而变调。另外一个技术是用来比较几次扫描，判定这些扫描结果是否属于同一群体，如果这种群体存在，则它表示一个二维条形码。

图3是将本发明的第1扫描动作作一概略的表示。本例中，二维的条形码符号与“狭窄的”扫描纹样彼此隔开放置。本说明书中所提“狭窄的”纹样，指的是与扫描纹样的X方向的长度相比，Y方向的高度很小的纹样。

本发明的动作，开始于代码化了的印记的一部分出现在扫描纹样中时，即图4所示的第2阶段开始。如果扫描器是手持式的，使用者开动扫描器，使扫描光线朝向条形码符号的所在位置，以确定扫描器的位置。符号化的印记一部分如图4所示存在于扫描器发出的扫描纹样之内。如果扫描器是静止的，使用者应将目标向纹样的位置移动。图12～13显示了检测电路17检测符号的一部分，发出表示条形码是否被检测的使能信号。如果条形码没有被检测，使用者可以改变扫描器与目标间的距离。其理由是，即使扫描纹样照在条形码上，扫描器也有可能没有进入其动作范围。本发明的算法，在将本例中的检测了二维条形码这一信息显示之后，将装置的动作移向第3阶段。在实行这一动作时有两种方法。

实现这一动作的第1个方法是，将第1行译码，根据译码的情报判定条形码是一维的还是二维的条形码。第2个方法是，根据检测并译码了的代码，使用能够对读到的部分是一维条形码的一部分还是二维条形码的一部分进行判定的智能检测算法。

图5显示了本发明的第3阶段的概略化的动作。在这里，扫描纹样的高度增大，其结果，出射光的扫描纹样中有比条形码的垂直高度大的部分存在。扫描纹样中存在的条形码的行被读取、译码、分析，并如以下所述，判定二维条形码整体是否被扫描到。

图6显示了在更进一步增大扫描纹样的高度使条形码整体全部处于扫描纹样中后，本发明的第4阶段装置的概略化动作。条形码整个被读取、译码后，扫描纹样结束，又变得很窄即高度变低，其结果，符号只有一部分被光线照射。

由关于图3～图6的讨论所知，本发明的特征是，从符号的一部分来的反射光中取样，进行计算或分析，提供能够判定该检测部分是否表示一维或二维条形码符号被检测的电路。图3～图6中所示的实施例表明，使用计算、分析结果，二维条形码被检测的情形下，第2阶段和第3阶段的动作之间，以及第3阶段和第4阶段的动作之间，可以改变扫描纹样的高度。

图7表示横切一维条形码的扫描纹样，更详细地说，表示相对于扫描线的扫描方向倾斜着的，即处于不正确的位置上的条形码。仔细研究此图可知，即使扫描线与条形码中的垂直线不相交成直角，连续的扫描线仍按相同的顺序读取条形与间隔。本发明的算法即是根据这一事实，作出一维条码被检测的结论。

图8～11显示了相对于扫描方向处于不正确位置上的二维条形码及横切它的扫描线。这些图显示了调整扫描方向使得扫描纹样的位置吻合于条形码的本发明的处理过程。

图8概略地显示了本发明第1动作阶段中的扫描纹样，这里，二维的条形码相对于扫描方向倾斜着，即它的位置不正确。

算法一旦判定存在倾斜的条形码，本发明的动作就开始。关于读取倾斜的二维条形码的装置与方法，如图9所示，可以调整扫描纹样的方向。根据从新方向得来的数据进行分析，如果判定该纹样仍然倾斜，扫描纹样如图10中的位置所示，直到与条形码的位置吻合，通过对话处理对该扫描纹样进行再调整。

图10概略地显示了本发明第3阶段中装置的动作。在这里，扫描纹样的方向已再调整完了，其结果，二维条形码的行与扫描纹样平行。存在于扫描纹样内的条形码的行，如图4的说明那样，被读取、译码和分析。

图11概略地显示了在更加增大扫描纹样的高度，使条形码整体都置于该扫描纹样后，本发明的第4阶段装置的动作。条形码全体被读取、译码后，扫描纹样又变得很窄。使得只有印记的一部分被扫描纹样覆盖。

本发明也可以使用较明亮、高度较低的长方形激光扫描纹样，使用者能够瞄准要读取的条形码将此光线对准该方向。接着扫描符号，装置检测该称号的反射光，并对应该扳射光产生电信号。这个信号被处理、分析，扫描纹样的高度则响应该电信号由控制电路操作，发生变调。

使用高度较低的扫描纹样的场合下瞄准的方法与扫描的特征，可用不同的动作或起动方式实行，这在以前的专利申请中作了详细说明。

与手持式扫描器或者固定式扫描器相关连进行操作的扫描方式有很多，其中有，（a）通常的起动方式，（b）起动点与扫描方式，以及（c）双位置起动方式。

通常的起动方式中，扫描光线通常是关闭的。使用通常的启动方式对目标进行高速反复的扫描。为了进行正确的计数，必须识别两种状况。一种状况是多次扫描是对同一对象实行的，另一种状况是多次的扫描是对具有同一符号的多数对象进行的。按顺序检测要扫描的各对象的能力，对很好地把条形码运用于数据收集、库存管理及其它许多方面是很重要的。

众所周知已有的扫描器是靠操作起动器来使扫描装置动作的。每操作一回起动器，条形码符号就有数次被反复扫描。这种起动方式适宜于在机壳的主体与握把相连接的地主安装一个扳机，其位置应在使用者用食指能扳动它的地方。每扳动一次扳机，就要完成多次对符号的扫描，直到得到完全的译码或者持续一定的扫描时间。

在通常的起动方式中，当译码电路完成译码时，译码电路发出一个译码成功信号，能让扫描器内的指示器动作，该指示器是一个声音发生器及（或）发光二极管。该声音发生器发出声音及（或）二极管发光时，使用者便知道对特定符号的扫描已经完毕。

起动点及扫描方式情况下，起动器被按动后光线只以很小的扫描角发射出来，在这样的动作方式下，狭窄的激光扫描光线形成长度约为1英寸的非常明亮的短线。使用者利用这条在目标物上形成的明亮的短线，可以确认到目标物上条形码的位置并用手将光线对准该条形码。一旦条形码的符号被检测，光线自动地扩大照射范围以扫描符号整体，使该符号译码。

在双位置起动方式的场合，起动器具有第1动作位置与第2动作位置。启动器在被按到第1动作位置时，在一个固定的、非扫描径路的方向形成一条细的瞄准光线。在该动作方式中，非常明这的光点是由很细的光线形成的。使用者利用这个明亮的光点，确认目标上条形码的位置并用手将光线对准它。一般，使用者应该将该亮点置于条形码的靠近中心处。使用者接下来把起动器引向第2动作位置，开始扫描。起动器到达第2位置时，光线扩大对符号整体进行扫描，直到符号被读取。有几种情形下，这个光线只反射很少，或者使用者都看不见，不过该光线已定好位，故能扫描符号、完成读取。

在本发明中，细长的扫描纹样起着既作为定位光线又起到决定范围、方向的检测子的作用。如果该光线不在合适的范围、方向上，该扫描纹样将不会扩大，从而，提供了一个教会使用者将手持式扫描器对准正确方向、正确读取条形码的方法。

其次，图12概略地显示了本发明使用的检测电路17的一个实施例。增幅器/计数器16来的信号送入换流器31，换流器31的输出又供给二极管32。第1电阻R1与电容（C）34形成RC电路。该电阻R1连结在二极管32的输出端与开放式插口输出比较器37的第1输入端之间。电容34接在第1输入35与地线之间，第2电阻R2接在第1输入35与地线之间。电阻R1的电阻值应远小于R2的电阻值。

比较器的第2输入38接在由电阻R4与R5形成的电压分频节点上，电阻R4和R5串联在电源V与地线之间。比较器37的输出41与扫描使能信号线相接，同时经过电阻R3形成反馈电路。比较器37输出的反馈对于比较动作有一个履历效应，这是因为电阻R3的另一端是接在比较器37的第2输入端38上的。检测电路17的动作可以这样说明。计数器输出条形时，电容以R1C的时间常数进行充电，其理由是R2远远大于R1。计数器输出空白时，电容通过R2放电，其理由是由于有二极管32，通过R1的放电受到阻碍。时间常数R2C也远大于时间常数R1C，因此，消除条形的影响必须耗费较大的空间与时间。

以通常密度排列条形与空间之后，电压在电容34上产生，该电压超出使用比较器37时设定的预定值。这就表示，比较器37输出了使能信号，条形码存在。

比较器37的开放式集电输出这时由L驱动，由此该比较器的预定值变小，其结果，后来的条形间隔以及非常区（quitezone）引起电容34产生微小的电压变化，起动信号不会出现截止。

如果需要扫描又长又黑的条形，上述电路又将进行起动。但是，在实施例中，计数器有读取又长又黑的条形进行识别的回路，即，该计数器有旁通过滤的功能。这种计数器电路使用中断，其结果是，当又长又黑的条形被扫描到时，仅发生短脉冲信号。这种短脉冲信号输入检测电路16时，不会超过预定值，不输出起动信号。

只有在较长时间内没有条形被计数到，才释放起动信号，一旦扫描器离开了符号，电容就通过R2放电，起动信号被释放。由此，逻辑电路指示出该符号没有被扫描。

图12中表示的条形码检测电路是本发明的一个重要特征，这是因为它能反应特定的图像模样。该电路响应H反射光和L反射光的信号模样，而使电容34充电及放电，达到某预定值后发出起动信号。

图12中的电路在利用纹理或其他图形来识别扫描区域内的条形码时是有用的。这样做时，该电路将条形码的一维形状的纹理进行对比识别。这由扫描线的移动来实现。扫描线的移动通常由使用者手中的扫描器的运动来实现，这样可比较扫描区域内纹样的不同的切断部分。根据该实施例，在规定的限度内切断部分彼此相同时，条形码被扫描到的可能性非常大。如果前后相连的切断部分不同，条形码没有被扫描到的可能性非常大。变更这个算法可以用来识别二维条形码。这可根据二维领域内的一维性质来进行。

本发明中的算法适宜于由轮件来实行，由扫描器内的CPU140来实行。使用图13的算法，可以识别一维条形码，二维（即，堆集重复的）条形码，以及纹理与其它图形。本发明中的扫描纹样当然可与此算法配合使用，这是因为我们让扫描线的运动自动地与扫描线的方向成直角，这样就保证了连续的扫描线横切被扫描的纹样的不同切断部分。这是本算法的基本。

对扫描器得来的数据要进一步进行处理，其处理量在本算法中变得最小，因此，读取到整个条形码的情形下，系统产生的等待时间减少。该算法的另一特征是，响应确定要扫描的某一种类的条形码，提供控制诸如水平、垂直扫描角度等扫描系统的动作参数的方法。

图13是扫描器动作流程图。扫描器能对应读符号，譬如说条形码沿所定方向进行扫描（所谓X轴扫描）、以及相对所定方向垂直地进行扫描（所谓Y轴扫描）。如上所述，例如，在美国专利第4，387，298号中，使用各种X轴扫描装置及Y轴扫描装置，可以得到全部所需要的扫描纹样。因此，若只让X轴扫描装置动作，一般地符号上只发生直线扫描线。如果用同样速度驱动X轴及Y轴扫描装置，沿符号的横方向与高度方向发生一组由平行的扫描线构成的扫描纹样。如果X轴和Y轴的扫描装置按正弦变化速度驱动，一个形状奇特的全方向扫描纹样将在其符号上发生。

不用说，其他种类的扫描纹样也能在本发明原则范围内想到。例如，X轴的扫描装置没有必要作为X轴的扫描纹样发生一条扫描线，相反可作为X轴的扫描纹样发生一组相互平行的扫描线。这组扫描线，横切符号的高度方向，彼此隔开较短的第1距离。Y轴的扫描纹样在由一组相平行的，沿符号的高度方向彼此隔开第2距离的平行线构成的场合，这个第2距离比第1距离要大。从而，可以发生各种形状的扫描纹样，高度变低了的扫描纹样表示X轴扫描，高度变高了的扫描纹样表示Y轴扫描。

图13中使用的“Y开启”这个词，表示为改变扫描纹样的高度的Y轴扫描动作。

图13的方块200表示在一组扫描中的算法的第1步。手持式扫描器的场合，让扫描和起动交替动作。这时，Y轴的扫描要么没有进行，要么只进行了一点点。即，扫描纹样的高度不增大。

方块201表示对应于X轴扫描装置算法随后的一连串步骤，取得横切目标而进行的一次扫描结果得到的数据。

方块202显示了为识别一维和二维的条形码上述算法随后的步骤。如果算法判定符号不是二维的。接着方块203表示对一维符号进行译码处理。若一维符号的译码在方块205的阶段完成了，被译码的数据在方块207中得到进一步处理。如果一维符号译码在方块205中没有成功，方块201中X轴扫描装置一直保持动作状态，直到译码完成，或者直到所定长度的时间经过为止。

如果用方块202中的算法判定该符号是二维的，Y轴扫描装置在方块204中开始动作。方块206表示对二维符号尝试进行译码。如果二维符号的译码在方块208中完成，译码的数据被送往方块209作更进一步处理，同时，Y轴扫描装置的动作停止。如果二维符号的译码在方块208中没有完成，Y轴扫描装置保持动作状态，直到译码完成或直到所定时间经过为止。这个所定时间一般为3秒，这个时间被认为是操作者对符号完成译码所需的足够长的时间。

进到图14，根据一维符号或二维符号是否检测，识别一维和二维条形码的算法发出H状态或L状态的数值输出信号。这由实施例的上述方块202表明。该输出信号被送往增幅控制电路210（图16中详细表示）以发生控制信号Vc（在图15中作为时间的函数用图表示）。

回到图14，Y轴动作用发振器212使X轴驱动器214动作，并且为了使Y轴扫描装置216动作而发生基本驱动信号。这个驱动信号具有周期波形，例如，控制波的波形，三角形波形等。这个驱动信号与控制信号Vc一道被送往乘法器218。驱动信号的振幅由控制信号Vc控制。

本发明的其他重要特征是，能迅速而且正确地教会扫描器的操作者扫描器读取符号时的正确范围与方向。这样，符号在所定范围内被检测时，能够发生反馈信号（可听到的声音或可见到的指示信号）。

如前面已说明的那样，在以上的实施例中，对X轴扫描发生高度变低的第1扫描，与此同时对Y轴扫描发生高度变高的第2扫描。在此情形下，二维的条形码符号一旦被检测，扫描纹样的高度，即Y轴方向的尺寸，从最初的振幅V₁直到振幅V₂最终达到的高度成直线增长。图15显示了实行该动作所需要的控制信号。

图16显示了图15中显示了的控制信号Vc的发生所需的振幅控制电路210。从方块202来的输出信号被送给模拟开关220，模拟开关220与充电电容C₁并联在一起。

放大器222有两个输入端，一个通过可变电阻与地线相连，另一个接在电阻R₆和R₇之间。电阻R₆另一端一输入电压Vcc相接，电阻R₇的另端与地线相接。电压Vj出现在电阻R₆与R₇的接合部。

放大器222的输出通过电阻R₉与二极管相连，也与电容C₁的一端相连。输出电压Vo通过电压表与地线相接，该电压表上的电刷取出控制电压Vc。

如果没有检测二维条形码，方块202来的输出信号被设为L状态，由此，开关220关闭，同时C₁放电。这样，Vo与由Vcc、R₆和R₇产生的Vj相等。

二维条形码符号一旦被检测，来自方块202的输出信号被设为H状态。从而开关220开启，C₁由Vj、R₆及C₁由设置的速度进行充电。这时，该电路作为直线积分器而动作，电压Vo直线上升。最终，Vo达到二极管的电压降V₂，而不会超过它。二极管的电流由R₃控制在安全水准内。直到开关关闭，C₁急速放电，强制地使Vo等于Vj为止，电压Vo一直等于V₂，并通过R₁₀，将Vo增减至所需的电压Vc。

由以上说明了的动作方式，扫描线由使用者控制可保证能置于条形码的垂直方向的靠近中点处。本发明的另一实施例考虑到了使用者没有将扫描线置于中点处的正确位置上，而是将它靠近上端或下端这样的情形。在该实施例中，设定了一种算法来决定如何使扫描在Y的正方向和Y的负方向两方进行。例如，根据沿最初扫描线的Y轴上的位置，扫描能以不同的速度向正方向与负方向进行。最初的扫描线位置可由读取二维条形码的行序号来判定，并使用算法来判定为使扫描纹样最有效地扩张，在扫描线的哪一侧以不同速度来排列纹样列为好。例如，如果判定最初的扫描线处于二维条形码的第3行，算法将显示，在Y的负方向扫描纹样的成长远远大于Y的负方向的成长。像这样的采用算法与基于最初的扫描线的行来指定成长速度的具体情况，是熟知二维条形码译码技术的人员份内的事情，在这里不作详细说明。

图17～20及图21～24，是为了显示作为对应于高度增加的情形下的不同动作阶段与线密度（在图21～24中表示）有关的本发明动作的枝节，显示了含符号的目标由扫描纹样扫描时的情形。

图17概略地显示了第1阶段动作中本发明的扫描纹样的实施例。在这里，条形码符号，在本例中为二维条形码符号，包含在出射光的扫描纹样中。图22显示了图18中的扫描纹样的线密度。

图19概略地显示了第2阶段中本发明的装置的动作，在这里，扫描纹样的高度增加，其结果，出射光的扫描纹样的高度大于条形码的垂直方向的尺寸。如前所述，扫描纹样中的条形码的行被读取、译码、分析，以判定二维条形码整体是否被扫描。图23表示了图19中的扫描纹样的线密度。

图20概略地显示了第3阶段中本发明的装置的动作。在这里，扫描纹样的高度进一步增加，二维条形码从第1行到最后一行全都存在于出射光的扫描纹样中。条形码全体被读取、译码后，扫描纹样结束，它又重新变低。图24显示了图20中扫描纹样的线密度。

图25～27为了显示本发明的另一实施例，显示了含一个符号的目标由双线扫描纹样扫描时的情形。

图25概略地显示了第1阶段动作中本发明的双线扫描纹样。这里，条形码符号，本例中为二维条形码，包含于出射光的扫描纹样中，两根线之间隔开短距离。

为发生双线扫描纹样，有不同的方法。第1个方法是，或者使用相互独立的扫描，或者使用与两根线的扫描纹样中的一根线相关连的两个扫描。使不同的扫描交替动作是可能的，其结果，在任一指定时刻，只有一根扫描线扫向目标。第2个方法是，使用一个先学结构，该结构使两根扫描线交替地扫描目标。这样的光学结构，譬如，可以是两个倾斜的扫描镜。这两个扫描镜各自对应于两条扫描线路中的1条。随经过时间的增加可加大倾斜角，其结果，两根扫描线之间的距离从某一最初值增加至最大值。为变化扫描纹样，可以在任一光学径路中使用两个镜子。在实行本发明的部门中，不使两个镜子同时动作。第1个镜子在两个固定位置之间移动，只有当该镜处于固定位置时，第2个镜子才与纵向的扫描线连动。

图3～6中已讨论过，检测电路17处于动作状态检测符号的一部分，当条形码被检测时它就发出激光使能信号。本发明的算法在本例中将显示，已明确地检测了二维条形码，使装置的动作移向下一阶段。

图26概略地显示了，增大双线扫描纹样的高度，结果使出射光的扫描纹样的高度大于条形码的垂直尺寸后的第2阶段中本装置的动作。扫描纹样中的条形码的列被读取、译码、分析，判定二维条形码整体是否全部被扫描。

图27概略地显示了，双线纹样的高度进一步增大，第1列至最后一列的二维条形码存在于出射光的扫描纹样后的第3阶段动作中本发明的装置的动作。条形码的全体被以译码后，双线纹样就结束或又变低。

关于一维条形码和二维条码的读取已经被说明了，但本发明并非只即于这些实例，它也能适用于更加复杂的印记。本发明的方法也可被认为是能用于各种视认装置或光学文字识别装置，这些视认装置能将信息从文字等印记中或是从被扫描的商品表面的特性中取出。

在所有实例中，扫描器都能安装在非常小巧紧凑的机体中，根据机体的不同，扫描器可被制作成一块印刷电路板或是一个集成化的模块。这样的模块可以互换，以用于读取各种不同种类的数据。例如，可以将这个模块交互地使用于手持式扫描器，延伸到台面上可弯曲的臂或台中安装听扫描器，或是在工作台下装置的扫描器，或作为读取精细数据系统的一部分。

这个模块最好是由装在支架上的激光/光学系统的子构造，如旋转或往复运动的镜子这样的扫描元件以及光检测器的部件构成。与这样的部件连动的控制线或数据线接在模块的端部或外表面上装设的电气插口上。该模块可与数据读取系统中的其他元件连动而接在对方的插口上。

各个模块都有与其相关的扫描或译码特性。例如，相隔一定距离时的动作可能性，或由特定的记号论或根据印刷密度的动作可能性等等。这些特性能够由手动设定与模块相连的开关来进行定义。

使用简单的电气插口来相互交换数据读取系统的模块，使得使用者能够用适合的数据读取系统来扫描不同种类的商品，或者可将此系统用于其他的用途。

上述模块也能在具有键盘、显示器、打印机、储存器、应用软件及数据库的自藏型数据读取系统中运行。这样的系统还可拥有通信用的接口，这样，通过Modem或ISD接口，或者通过从携带用插头到固定式接受机之间的低电力无线电传输，数据读取系统能够与局域网络中其他成员或与电话交换网络进行通信。

组合上述的各个或两个以上的特征，能够将其适用于与以上说明的种类不同的其他类型的扫描器以及条形码读取装置。

通过图示说明，本发明已能得到实现。但因不脱离本发明精神能够作出种种变形与结构上的变更，本发明不局限于以上明示的细节。

不用再作更多分析，上述内容已将本发明的要旨阐述得十分明白。因此，其他人能够从另外的技术观点出发将属于本发明的特定特征的基本属性轻而易举地应用于各种用途。因此希望将此种应用理解为等价于权利要求中所申述的内容。

Claims (6)

1、一种条形码符号读取系统，其特征在于，该系统由扫描装置与检测装置构成，所述扫描装置向目标发射扫描光线作成较为狭窄的第1扫描纹样，使用者用手将所述光线照射在自己希望的位置上进行定位，该扫描装置还产生比较宽的第2扫描纹样扫描应读取的符号整体，所述检测装置用于接受所述符号发来的反射光，并产生由所述符号表示的数据所对应的电信号。

2、一种条形码符号读取装置，其特征在于，该装置包括：

a）朝向应读取的符号、能产生高度可调的扫描纹样光线的光源;

b）接受所述符号发来的反射光、响应所述反射光而产生电信号的光检测器;以及

c）响应所述检测器传来的所述电信号、变更所述扫描纹样的高度的控制电路;

3、一种条形码读取装置，其特征在于，该装置包括：

a）朝向应读取符号发射光线、用扫描纹样沿所述符号移动所述光线的光线扫描器;

b）接受所述符号发来的反射光、响应所述反射光而产生电信号的光检测器;以及

c）响应所述电信号以控制所述扫描纹样的高度以及（或者）宽度的控制电路;

4、一种条形码符号扫描方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

a）发生较明亮、狭窄的长方形激光扫描纹样，使用者将所述光线对准要读取的条形码符号;

b）扫描所述符号;

c）检测出所述符号发来的反射光，响应所述反射光产生电信号;以及

d）响应所述电信号变更所述扫描纹样高度。

5、直线条形码符号或者数据或者信息由多行并列的具有各种宽度的条形或要素表示，一行在其他行的近傍并位于其下，各行具有信息的多种代码语言，各代码语言具有文字，用来表示至少一种该信息的二维符号并被代码化了的印记由扫描器用光电方法读取，该扫描器的特征是由下列装置构成;

a）将光线射向应读取的印记并使所述印记产生反射的装置;

b）至少能检测出一部分所述印记的反射光的装置;

c）由所述反射光来判定所述印记是直线条形码符号的一部分，还是二维符号的一部分的判定装置;以及

d）将所述印记译码的装置。

6、一种条形码符号等的读取系统，其特征在于，该系统包括扫描装置和检测装置，所述扫描装置向目标发射扫描光线作出间隔狭窄的双线扫描纹样，根据所述双线扫描纹样使用者用手将光线定位在自己希望的位置上，该扫描装置还可以产生逐渐增大其宽度沿应读取符号整体的垂直方向进行扫描的、间隔的宽度已经增大了的双线扫描纹样，所述检测装置用于接受所述符号的反射光、由所述符号表示的数据产生对应的电信号。

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