JPH0877289A

JPH0877289A - 円形バーコード解析方法

Info

Publication number: JPH0877289A
Application number: JP21623295A
Authority: JP
Inventors: Klaus W Berndt; クラウス・ヴェー・ベルント; Jacob Apelberg; ジャコブ・アペルバーグ
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1995-08-24
Publication date: 1996-03-22
Anticipated expiration: 2015-08-24
Also published as: AU2830995A; CA2155297A1; JP2749290B2; CA2155297C; AU693572B2; EP0706146A3; EP0706146A2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】湾曲した構造体に適し、リーダーのずれに対し
て強いバーコードラベルを提供する。【解決手段】光検出器からのアナログ信号をディジタル
信号に変換し、２００において、この変換されたディジ
タルデータが、コードエレメントの幅に比例する計数に
変換される。次に、２０１において、５つの連続したバ
ーエレメント又はスペースエレメントの比が評価され
る。この評価は、２０２において示されるように４つの
比の計算を包含する。各グループの比が、２０３におい
て示されるルックアップテーブルにより数字に変換され
る。この手順は、バーコードラベルの全ての文字に対し
て繰り返される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円形バーコードラ
ベルの走査から受け取られたデータを評価する方法に関
する。

【０００２】バーコードラベルは、種々の応用において
通常ラベルを担持する部材についての数字の識別を提供
するため利用されている。バーコードは、一連の交互の
スペース即ち明るいエレメント、及びバー即ち暗いエレ
メントから成る。該明るいエレメント及び暗いエレメン
トは一連の広いエレメント及び狭いエレメントから成
る。過去において、これらのエレメントは直線方向に沿
って延在するよう位置決めされた。開始コードパターン
が、既知の一連のエレメントから成るバーコードラベル
の一方の端部に付着されており、終了コードパターン
が、他方の端部に形成されている。更に、広い「沈黙ゾ
ーン（ｑｕｉｅｔｚｏｎｅ）」が、バーコードラベル
の各端部に形成されている。沈黙ゾーンと開始／終了パ
ターンにより、スキャナーシステムが、ラベルの開始点
及び終了点を決定するのを可能にし、ラベルから読まれ
る情報を評価するのを始めるときと終了するときを決定
することを可能にする。

【０００３】バーコードラベルは、大きな成功と広い応
用を享受する一方、ある欠陥がそれらの使用に存在す
る。第１に、バーコードスキャナーからのアナログの読
み取りが、単一のバーコードラベルの単一の走査中です
ら、一定でない。多くの変数が、バーコードスキャナー
からのアナログ信号に影響を及ぼす。こうして、例とし
て、バーコードの単一の走査のうちで、数個の暗いエレ
メントに対するアナログ信号が、広く変化するピーク値
を有する。ラベル上のコントラストが変化するにつれ、
あるいはラベルからの後方散乱の角度が変化するにつ
れ、信号レベルは、エレメントからエレメントまで変化
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の変化は、アナロ
グ情報をディジタル情報に変換するときの問題を提供す
る。この変換は、バー及びスペースから作られるコード
エレメントの幅の正確な決定を必要とする。この決定を
行うため、システムは、暗いエレメントと明るいエレメ
ントとの間の遷移を識別し、遷移が生じるときディジタ
ル信号を切り替えなければならない。通常、基準電圧
が、遷移を識別するため設定される。しかしながら、上
述の変化のため、固定のスレッショルド即ち平均化可変
スレッショルド回路は、遷移を識別するため信頼しうる
ものでなかった。どのタイプの回路も、暗いエレメント
から明るいエレメントへ切り替えられ、またその逆に切
り替えられるため、次の遷移の振幅を追跡できず、また
予測出来ない。

【０００５】更に、直線型バーコードラベルは、ラベル
を担持する部材に関するデータを知らせる非常に効率的
な方法を提供する一方、直線型バーコードラベルは、比
較的大きなスペースを必要とする点で一定の制限があ
る。ある応用は、十分なスペースを持たず、こうしてバ
ーコード技術をうまく使用することが出来なかった。例
として、医療試験管や試料バイアルのような小さい円形
部材は、直線型バーコードラベルの使用に容易に適合さ
れなかった。更に、他の問題は、直線型バーコードラベ
ルが試験管のような湾曲した構造体上に配置されると
き、ラベルに対する開始点とリーダーに対するその相対
的位置とが注意深く制御され該ラベルの走査から正確な
結果を提供しなければならない点にある。ラベルは、ビ
ームがラベル上の各エレメントを通過するように位置決
めされなければならず、これは、湾曲した表面上の直線
型ラベルにより達成するのは困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、円形バーコー
ドラベルからのデータを評価する方法を含む。円形バー
コードラベルの使用は、ラベルが占めるスペースの最大
利用を提供し、試験管のような小さい円形すなわち湾曲
した部材上に使用されるとき特に価値がある。本発明の
円形バーコードは、直線型の通常のバーコードラベルが
単位長さ当たり保持する情報の約３倍を保持する。更
に、円形バーコードラベルは連続しているので、走査を
始める前ラベルに対する開始点にスキャナーを適切に整
合させることについて心配する必要がない。むしろ、コ
ードは円形で連続しているので、スキャナーからのデー
タを評価するシステムは、ラベル上のコードの開始点を
最終的に横切り認識する。

【０００７】本発明の開示された特徴において、円形バ
ーコードラベルの走査からのデータを評価する数個の方
法は、特定のエレメントを隣接エレメントと比較し、特
定のエレメントが広いエレメントと狭いエレメントのい
ずれであるかを決定するステップを含む。ラベルは連続
的に走査され、アナログ信号が発生する。該アナログ信
号は、暗いエレメント又は明るいエレメントに対応する
一連のロー及びハイの論理レベルを有するディジタル信
号に変換される。文字を構成する一連のコードエレメン
トの配列を既知のキーと比較することにより、特定のバ
ーコードラベルに担持されている情報について決定を行
うことができる。

【０００８】開示された円形バーコードは、一連の楔形
の狭いエレメント及び広いエレメントを含む。このよう
な楔形エレメントの場合、スキャナーが円形バーコード
ラベルの中心からずれているならば、誤読が生じる可能
性がある。エレメントの幅は、円形バーコードラベルの
中心からの半径方向の距離が変化するにつれ変化する。
エレメントの半径方向の内側部分は、半径方向の外側部
分と比較すると比較的小さい。半径方向の内側部分で読
まれる広いエレメントを狭いエレメントと間違える可能
性がある。同様に、狭いエレメントが半径方向の外側部
分近くで読まれ、その狭いエレメントを広いエレメント
と間違える可能性がある。間違った識別は、バーコード
ラベル上の情報の間違った識別をもたらす。

【０００９】本発明者は、バーコードリーダーが円形バ
ーコードラベルの中心に関して著しくずれているときで
さえ、同一の論理的寸法の隣接エレメントの幅は著しく
変わらないことを確認した。こうして、本発明の方法
は、考慮中のエレメントを隣接エレメントと比較し、該
エレメントがその比較に基づいて狭いか広いかのいずれ
かであることの決定に到達する。

【００１０】第１の方法において、所与の数字について
各コードエレメントが隣接エレメントと比較され、これ
らのエレメントの比が決定される。例として、所与の数
字について５つのコードエレメントの幅がＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ及びＥであるならば、比Ａ／Ｂ、Ｂ／Ｃ、Ｃ／Ｄ及び
Ｄ／Ｅが決定される。これらの５つの記号により識別さ
れる各数字は、４つの比の独特の組を有する。こうし
て、これらの比を決定し、それらを「ルックアップ」テ
ーブルすなわちキーと比較することにより、どの数字が
４つの比により識別されるかを決定することができる。
各エレメントが隣接エレメントと比較されるので、スキ
ャナーの不整合についての問題が排除される。

【００１１】第２の方法の実施形態において、エレメン
トの組が数字０〜９の各々に対してコードを作る。本方
法は、各数字についての全ての暗いエレメント又は明る
いエレメントの測定された幅を平均化するステップを含
む。これは局部的な平均であるので、エレメントは、コ
ードにおいて全て互いに隣接しており、従って、ずれに
よる変動が著しくならないであろう。次に、各エレメン
トの測定された幅は、それらのそれぞれの平均と比較さ
れる。考慮中のエレメントが平均より大きいならば、エ
レメントが広いエレメントであるという決定がなされ
る。幅が平均より小さいならば、エレメントは狭いとい
う決定がなされる。この計算の手順は、コードの各数字
に対してなされる。一旦、システムが広いエレメント及
び狭いエレメントの配列を決定すると、その配列を標準
キーと比較し、バーコードラベル上の情報を決定するこ
とは比較的単純である。

【００１２】第３の方法の実施形態において、メモリー
は、前に読まれたエレメントを記憶し、また、前のエレ
メントが広いエレメントか狭いエレメントかのいずれか
であるかを記憶する。初期の記憶された「前の」エレメ
ントが、ラベルの開始コードパターンで見つけられた基
準信号から見つけられ得る。例として、本システムは、
パターンが２つの連続した狭いエレメントを含むことを
知り得る。次いで、本システムは、これらの初期のエレ
メントを、そのメモリーに後続のエレメントについて決
定することを始めるときの「前のエレメント」として記
憶し得る。各後続のエレメントは、記憶されているエレ
メントと比較される。考慮中のエレメントの幅が、前の
エレメントから著しく異なるならば、該考慮中のエレメ
ントが前の記憶されているエレメントとは異なるという
決定がなされる。一方、幅が、記憶されているエレメン
トの幅にほぼ等しいと判るならば、当該２つは同じであ
るという決定をなすことができる。すなわち、記憶され
ているエレメントが狭いと知られ、かつ考慮中のエレメ
ントが前のエレメントの幅に近似する幅であるならば、
該考慮中のエレメントはまた狭いという決定をなすこと
ができる。一方、考慮中のエレメントが、記憶されてい
るエレメントとは全く異なる幅であるならば、当該２つ
のエレメントは異なるという決定をなすことができる。
記憶されているエレメントが狭く、かつ考慮中のエレメ
ントが記憶されているエレメントより非常に大きな幅で
あることが判るならば、該考慮中のエレメントが広いエ
レメントであるという決定をなすことができる。同様
に、エレメントが、広いエレメントであると知られてい
る前のエレメントより非常に小さい幅であると判るなら
ば、該考慮中のエレメントが狭いエレメントであること
を想定するのが安全である。

【００１３】上述の第３の方法において、初期の「前
の」エレメントが、検査されかつ単一の文字を形成する
各新しいグループのコードエレメントに対して再確定さ
れ得る。これは、そのグループの「前の」エレメントと
なる該グループ内に最も狭いコードエレメントを見つけ
ることによりなされる。各数字は、少なくとも１つの狭
いエレメントを含み、従って、該「最も狭い」エレメン
トが狭いコードエレメントであると想定することは安全
である。次に、一緒で単一の数字又は文字を構成するそ
のグループの全てのコードエレメントは識別することが
でき、数字をデコードすることができる。ラベルの全部
の数字が識別されるまで、初期の「前の」エレメントを
再確定し、次に、バーコードラベルの次の文字のコード
エレメントを解析することにより、上記の処理は続く。

【００１４】上記方法の別の変形は、単一の文字のコー
ドパターン内で最も狭いコードエレメントと最も広いコ
ードエレメントとを評価して見つけ、それら双方を先の
エレメントとして記憶することである。次に、特定の文
字内で、全ての他のコードエレメントが、狭いエレメン
トに対して、次いで広いエレメントに対して評価され
る。これらの方法の全ては、同一の結果を提供すべきで
ある。

【００１５】約３つの異なる係数が、通常狭いエレメン
トと広いエレメントとの間に形成される。こうして、１
つの例において、１．５の係数、あるいは２と同じ程度
の係数を用い得て、考慮中のエレメントの幅が記憶され
たエレメントより著しく異なるかを決定することによ
り、エレメントが異なるという決定をすることができ
る。用いられる正確な係数は、本発明の部分を変えるこ
とができず、形成することができない。

【００１６】本発明の第２の局面において、スキャナー
からのアナログ信号が、明るいエレメントと暗いエレメ
ントとの間の遷移が生じる時を決定する独特の方法によ
りディジタル信号に変換される。先に説明したように、
暗いエレメントと明るいエレメントのいずれに対しても
基準の信号強度が存在しない。これは、ディジタル信号
を暗いエレメントと明るいエレメントとの間で切り替え
るべき時を決定する問題を提出する。本発明者は、アナ
ログ信号の時間微分を２つのチャンネル即ち２つの分枝
に分割し、これらの分枝の１つを遅延させることにより
上記問題を取り扱っている。第２の分枝は、遅延された
アナログ信号の適切な切り替えスレッショルドを決定す
る回路に送られる。ピーク値に比例するスレッショルド
信号を発生させ、上記遅延された信号と比較する。遅延
された信号が比例する信号を無限小だけ横切ると、アナ
ログからディジタルへの切り替えが発生する。本発明
は、近付く遅延された信号の中間点に好適には非常に近
い値で当該近付く遅延された信号を切り替えるためのス
レッショルドを生成する比例スレッショルド回路の動作
に基づく。本発明のこの局面は、円形バーコードラベル
ばかりでなく直線型バーコードラベルにも応用できる。
本発明のこれら及び他の特徴を、以下の記述と図面とか
ら最良に理解し得る。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、直線型バーコードラベル
２０を示し、該直線型バーコードラベル２０は沈黙ゾー
ン２４に隣接して位置した開始コードパターン２２を含
む。ラベル２０の反対側の端部には、終了パターン２６
と沈黙ゾーン２８とがある。バーコードラベル２０を走
査するシステムは、沈黙ゾーン２４の後に、開始コード
パターン２２が生じることを「知る」。該システムは、
開始コードが図示の離間した２つの狭い暗いエレメント
と２つの狭い明るいエレメントのように既知のパターン
を備えることを認識する。開始コードに続いて、システ
ムは、後続の一連の暗いあるいは明るい、また広いある
いは狭いエレメントが特定の数字を表すコードを提供す
ることを認識する。通常、暗いエレメントは、第１の数
字を表し、一方明るいエレメントは第２の数字を表す。
システムは、狭いエレメントと広いエレメントの配列を
解析し、バーコードラベルに現された数字を決定する。
上述したように、直線型バーコードラベルが広い受容を
達成した一方、ある適用においては、直線型バーコード
ラベルが確保できる以上のスペースを要するので実際に
利用されなかった。

【００１８】図２は、円形バーコードラベル３０を示
す。円形バーコードラベル３０は、本例において、２つ
の狭く暗いエレメント３３と２つの狭く明るいエレメン
ト３５とを組み込んだ開始コードパターン３２を含む。
沈黙ゾーン３４が、開始コードパターン３２と終了コー
ドパターン３６との間に配置されている。円形バーコー
ドラベル３０の読取りが開始コードパターン３２以外の
位置で始まるならば、システムは、これらのコードエレ
メントを無視して、沈黙ゾーン３４を通過した後にデー
タを取得するよう開始する。沈黙ゾーン３４は、通常、
狭いエレメントの幅の１０倍のオーダーの広さである。
この相対的に大きなサイズが、リーダーがいかに大きく
ずれてもシステムが沈黙ゾーン３４を認識することを保
証する。

【００１９】円形バーコードラベル３０に示されるよう
に、参照番号３８で示されるような広く暗いエレメント
と、参照番号４２で示されるような狭く暗いエレメント
とが存在する。同様に、狭く明るいエレメント４０と広
く明るいエレメント４４が存在する。狭いエレメントと
広いエレメントの順で配列することにより、バーコード
ラベルは符号化された情報を担持する。例として、円形
バーコードラベル３０上の数字コードは、円形バーコー
ドラベル３０を担持する試験管に関連した特定の患者に
ついての情報を識別することができる。

【００２０】１つの標準タイプのバーコードにおいて、
第１の数字が５つの暗いエレメントの特定の順序により
符号化され、第２の数字が５つの明るいエレメントの特
定の順序により符号化される。狭いエレメントと広いエ
レメントの配列は、バーコードラベルにおける符号化さ
れたデータを表し、バーコードリーダーによりデコード
される。他のタイプのバーコードの記号化技法は既知で
あり、本発明はいずれかの特定のタイプのバーコード記
号化技法に限定されるものではない。

【００２１】バーコードラベルを読み取るシステム５０
が図３に図示されている。図示の如く、レーザー源５２
は、平行ビーム５４をミラー５６へ指向している。ミラ
ー５６は、該ビームを偏向させ、参照番号５８で示され
るように、円形の凹面ミラー６０の方に向けられる。ミ
ラー６０は、偏心アダプター６２に接続されており、該
偏心アダプター６２は回転モーター６４により駆動され
る。回転モーター６４を制御してアダプター６２を回転
させ、その結果ミラー６０を回転させる。この回転によ
り、ビーム６６を走査し、円形走査ビームを円形バーコ
ードラベル６８上に発生する。後方散乱した変調された
光学信号７０が、バーコードラベル６８から離れるよう
向けさせられ、レンズ７２により光検出器７４上に集束
される。光検出器７４は、以下に記述されるようにシス
テムへの変調された光学的な信号に比例するアナログ電
流信号を出力する。

【００２２】上述したバーコード読取りシステム５０は
好適なシステムであるが、バーコードラベル６８と、該
ラベルを担持する部材とを回転させ、走査ビーム６６を
固定しておくこともまた予期しうる。更に構想される実
施形態において、電荷結合デバイス（ＣＣＤカメラ）を
利用して、評価用のバーコードラベル６８の「スナップ
ショット」を取り得る。ＣＣＤカメラは、マトリックス
カメラのタイプであり、また１次元の円形アレイタイプ
であり得る。そのような方法を実施する技術は、それぞ
れの技術分野において当業者には周知である。

【００２３】円形バーコードを走査するとき、走査ビー
ムがバーコードラベルの中心からずれる可能性が存在す
る。図４に示されるように、バーコードラベル７６は、
バーコードラベル７６の中心７８からずれている走査ビ
ーム７７により走査されている。分かるように、走査ビ
ーム７７が広く暗いエレメント８０と交差する点で、エ
レメント８０は、走査ビーム７７が第２の広く暗いエレ
メント８２と交差する点での第２の広く暗いエレメント
８２の幅より大きな幅を有する。バーコードラベル７６
の走査からのアナログ信号を評価するシステムは、測定
された幅に差があるにも拘わらず、広いエレメントであ
るとして双方のエレメント８０及び８２を認識しなけら
ばならない。この理由のため、リーダーがラベルに対し
てずれているときエラーが生じる可能性がある。

【００２４】この問題の潜在的程度は以下の解析により
示される。ずれのある走査ビームが１８０°の角度距離
を横切るときの楔形エレメントの測定された幅は、次の
式により近似できる。

【００２５】

【数１】Ｗ＝［Ｒ₁＋（Ｒ₂−Ｒ₁）β／１８０］［（π
／１８０）θ］ここで、各記号は次のとおりである。Ｗ＝コードエレメントの幅、Ｒ₁＝ラベルの中心に対する走査ビームの最小半径、Ｒ₂＝ラベルの中心に対する走査ビームの最大半径、 β＝コードエレメントの幅が計算されている角度位置
（０≦β≦１８０度）、 θ＝度で表された楔の寸法（狭いコードエレメントと広
いコードエレメントとの間で変わる）。

【００２６】ずれのある走査ビームの潜在的な決定力の
ある効果を示すため、本発明者は、Ｒ₁＝約６．６０４
ｍｍ（０．２６インチ）、Ｒ₂＝約１３．２０８ｍｍ
（０．５２インチ）とし、また狭いバーについてθ＝
２．５°、広いバーについてθ＝７°とし、更にβを７
度ステップで増分して、１８０度にわたって狭い楔と広
い楔とを計算した。表１は、上記式を用いて計算された
値を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１から、ずれのある走査ビームにより走
査された狭い楔の測定された幅の最小半径と最大半径
（即ち、０度での狭い楔と１８０度での狭い楔）との差
は１００％であることを知ることができる。同様の結果
が広い楔に対して生じる。この差は、走査された円形バ
ーコードからのデータを評価するとき狭いエレメントか
あるいは広いエレメントかについて間違った識別をもた
らす。しかしながら、表１から、隣接エレメントに対す
る幅の最大変化は４％より小さいことが分かる。測定さ
れた幅のこの小さい変動を本発明により利用して、走査
デバイスのはなはだしい不整合があるときでさえ、特定
のエレメントが広いエレメントか狭いエレメントかの決
定の完全さを保証する。この現象を利用してリーダーの
不整合を訂正する方法は、図１３〜図１５を参照して以
下に記述される。

【００２９】光検出器からのアナログ信号をディジタル
信号に変換するシステム８４が図５に示されている。該
変換が、図５及び図６〜図１２を参照して説明される。
図６〜図１２に示される信号が１つの潜在的な組の値の
表示であることを認識すべきである。該信号は、バーコ
ードラベルから読まれる信号と共に、かつバーコードラ
ベルに符号化されたエレメントと共に変化するであろ
う。光検出器８５からのアナログ信号は２段の前置増幅
器８６に送られる。その点での信号は、図６に示される
信号に似ている。高いピークはスペース即ち明るいエレ
メントと関連し、一方低い谷はバー即ち暗いエレメント
と対応する。これらのピーク及び谷の大きさは、図６に
示されるように通常変化する。次に、前置増幅器８６か
らの信号は微分器及び帯域通過フィルター８８に通さ
れ、該帯域通過フィルター８８は、周波数選択を行うこ
とにより、該微分器／帯域通過フィルター８８の出力
は、図７に示される信号に似たものになる。微分器／帯
域通過フィルター８８は、元の信号の時間微分を生成す
る。該微分器は、明るいエレメントと暗いエレメントと
の間の遷移のエッジを強めて規定することに注目された
い。

【００３０】次に、微分器／帯域通過フィルター８８に
より発生され図７に示される信号は、雑音抑圧器及び信
号増幅器９０に通される。雑音抑圧器及び信号増幅器９
０を出る信号は、図８に示されるような波形に似たもの
となる。雑音抑圧器及び信号増幅器９０は、低いレベル
の雑音を阻止し、信号ゲインを提供する。

【００３１】雑音抑圧器及び信号増幅器９０から、アナ
ログ信号は、２つのチャンネル即ち分枝に分割される。
第１の分枝は、遅延要素９２に通される。第２の分枝は
可変スレッショルド発生器９４に向けられ、切り替えら
れるべき遅延された信号に比例する信号を生成する。可
変スレッショルド発生器９４は、アナログ信号の全体の
振幅を感知する。一旦ピーク値が検出されると、そのピ
ーク値に比例した信号が発生される。可変スレッショル
ド発生器９４は、１対のデュアル切り替え可能な積分器
を表し、１つの積分器はバーの走査の開始で見つけられ
る負の遷移のためであり、もう１つの積分器はスペース
の走査の開始で見つけられる正の遷移のためである。比
例信号は、好適には遅延された信号の一部、最も好適に
はピーク値の半分である切り替えスレッショルドを生成
する。次に、比例信号はまた、到来する遅延された信号
の中間点を近似するであろう。特定の時点での局部的な
アナログ信号は、暗いエレメントの遷移が読まれている
場合である負の信号であるならば、比例信号は、負のラ
イン９６を介して差動コンパレータ１００に送られる。
これは、図１１に示される信号である。一方、上記局部
的なアナログ信号が、明るいエレメントの遷移が読まれ
ている場合である正の信号であるならば、比例信号は、
正のライン９８を介して差動コンパレータ１００に送ら
れる。これは、図１０に示される信号である。次に、遅
延要素９２からのアナログ信号が、ライン９６又は９８
からのスレッショルド信号と比較される。遅延された信
号９２が、スレッショルド信号を無限小の値だけ横切る
と、遅延要素９２からのアナログ信号が明るいエレメン
トと暗いエレメントとの間で変化したという決定がなさ
れる。即ち、暗い信号への遷移が遅延要素９２であると
き、関連した負の暗いスレッショルド信号が、ライン９
６を介して差動コンパレータに送られる。遅延要素９２
からのアナログ信号がスレッショルド信号を無限小の値
だけ横切ると、図１２に示されるディジタル信号が、バ
ーであることを示す論理ローに変化する。明るい信号へ
の遷移が遅延要素９２で見つけられ、かつ該明るい信号
がライン９８で見つけられたスレッショルド値を無限小
の値だけ横切ると、図１２に示されるディジタル信号
は、スペースを示す論理ハイに変化する。差動コンパレ
ータ１００の出力が、暗いエレメント又は明るいエレメ
ントが読まれているかを示す１ビットディジタルデータ
である。遅延要素９２からのアナログ信号が、ライン９
６又は９８におけるスレッショルド値を無限小の値だけ
横切ると、ライン１０４により出力されているディジタ
ルデータは切り替えられる。遅延の長さが選択されるこ
とにより、適切なタイミングが得られ、スレッショルド
の比例信号が、その元の関連した遅延された信号と比較
される。

【００３２】プリセットされたライン１０２が、差動コ
ンパレータ１００から可変スレッショルド発生器９４へ
接続されている。アナログからディジタルへの変換が生
じる毎に、可変スレッショルド発生器９４におけるスレ
ッショルド信号の１つがプリセットされるため、スレッ
ショルド電圧が可変スレッショルド発生器９４から消去
される。こうして、可変スレッショルド発生器９４での
電圧レベルは、省略時値（ｄｅｆａｕｌｔｖａｌｕ
ｅ）に対する各切り替え動作後に連続的にプリセットさ
れており、そのため次の局部的な明るい信号又は暗い信
号がそれ自身前の明るい信号又は暗い信号に対して何の
関係もなしに評価される。

【００３３】ライン１０４での１ビットディジタルデー
タは暗いエレメント及び明るいエレメントを表すことを
理解すべきである。本例においては、暗いエレメントが
論理ローにより表され、一方明るいエレメントが論理ハ
イにより表される。信号がローである時間間隔は暗いエ
レメントの幅に比例し、信号がハイである時間間隔は明
るいエレメントの幅に比例する。コードエレメントの幅
は、参照番号１０６における計数として表される。各コ
ードエレメントは、その幅に比例する計数を取得する。

【００３４】通常のバーコードシステムにおいては、暗
いコードエレメント及び明るいコードエレメントの幅
が、特定の文字の符号化されたパターンの論理に従って
変わるのみである。しかしながら、本発明の記述される
円形バーコードにおいては、楔形コードエレメントの幅
はまた、半径の関数である。これは、光学機器の走査が
バーコードラベルと同心である、即ち、全てのバーとス
ペースとが、それらの相対的な適切な論理的寸法（ｄｉ
ｍｅｎｓｉｏｎ）でインターセプト（ｉｎｔｅｒｃｅｐ
ｔ）される限り何らの問題を構成しない。一方、走査
が、ラベルの中心に対して同心であるならば、コードの
バー／スペースの走査パスに沿った絶対的な論理的寸法
が一様で無くなることが可能である。そして、これは、
文字のデコードに対して有害な作用を有する。

【００３５】この問題を克服するため、文字を作るコー
ドのエレメントを解析する比率計的な方法（ｒａｔｉｏ
ｍｅｔｒｉｃｍｅｔｈｏｄ）を開示する。この方法
は、コードのエレメントの全てが走査ビームによりイン
ターセプトされる限り、いずれの偏心の程度にも拘わら
ず最適の読取り速度を提供する。

【００３６】以下に記述する比率計的な方法を用いてコ
ードエレメント（バー及びスペース）から数字をデコー
ドする。この方法において、全てのコードエレメントの
相対的な幅がメモリーに記憶される。プログラムが開始
／終了エレメントを識別した後に、コードの文字を識別
し解析することができる。一般に、バーコードラベルに
おいて、各文字は固定数のコードエレメントを有する。
例えば、５つから２つがインターリーブされる記号化技
法（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ２ｏｕｔｏｆ５
ｓｙｍｂｏｌｏｇｙ）は、ディジット当たり５つのバー
又はスペースを有する。コードエレメント（バー及びス
ペース）の比を評価することにより、コードの各ディジ
ットを見つけることができる。例として、文字Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ及びＥが、コードの数字を作るコードエレメント
の幅を表すと仮定する。次に、比、即ちＡ／Ｂ、Ｂ／
Ｃ、Ｃ／Ｄ及びＤ／Ｅ（４つの比）を計算することによ
り、これらのコードエレメントに符号化されたディジッ
トを見つけることができる。更に、各比が、「隣接」エ
レメントを比較することにより決定され、従って、ずれ
ているスキャナーによる誤読の作用を低減する。

【００３７】各ディジットに対する比のパターンが独特
なので、かかることを行うことができる。所与の比パタ
ーンにより表される数字を、「ルックアップ」テーブル
又はキーにより検索することができる。この例につい
て、３つの有り得る比間の限定を決定するためのスレッ
ショルドが、以下のとおりの説明により与えられる。即
ち、前述した比の１つが１．７より大きいならば、該１
つの比は、広いエレメントを狭いエレメントで除した比
として認識されるであろう。見つけられた比が０．６よ
り小さいならば、該比は、狭いエレメントを広いエレメ
ントで除した比として認識されるであろう。見つけられ
た比が０．６と１．７の間にあるならば、これは、コー
ドエレメントが同一の幅であることを指示する。比間で
弁別（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ）を行う場合、
限界あるいはスレッショルドは、本例で与えられるもの
以外でも有り得て、限界は本発明の部分ではない。

【００３８】図１３に示されるフローチャートを参照す
ると、２００において、ディジタルデータが、コードエ
レメントの幅に比例する計数に変換される。次に、２０
１において、５つの連続したバーエレメント又はスペー
スエレメントの比が評価される。この評価は、２０２に
おいて示されるように４つの比の計算を包含する。各グ
ループの比が、２０３において示されるルックアップテ
ーブルにより数字に変換される。この手順は、バーコー
ドラベルの全ての文字に対して繰り返される。

【００３９】ディジットをデコードするこの方法は、バ
ーコードラベルの中心に対する走査ビームのいずれの著
しいずれにも拘わらず、バーコードリーダーがコードの
文字を適切にデコードすることを保証する。

【００４０】円形バーコードラベルからのデータを評価
する他の方法が、図１４及び図１５に示される。全ての
評価がソフトウエア領域でなされるのが好ましい。図１
４に示される第２の実施形態の方法１０６は、コードエ
レメントの幅を計数としてメモリー１１０に記憶するこ
とを含む。次ぎに、文字を構成する幾つかの隣接エレメ
ントを平均化することが、ステップ１１１で実施され
る。１つの開示された実施形態において、５つの隣接し
た暗いエレメントの幅が平均化され、あるいは５つの隣
接した明るいエレメントが平均化される。コードエレメ
ントは１つの数字を作る。５つのエレメントの平均化を
例えば用いて、５つから２つがインターリーブされると
して知られるバーコード記号化技法を解析する。そのよ
うなバーコード記号化技法において、第１の数字は、５
つの暗いエレメントの相対的な幅により識別され、第２
の数字は、５つの交互に配置された明るいエレメントに
より識別される。狭いエレメントと広いエレメントとの
配列が特定の数字を決定する。

【００４１】次のステップは、特定のコードエレメント
の幅（計数）を平均値と比較することである。評価され
ている特定の計数の値が平均値より大きいならば、該計
数は広いエレメントを表すと決定することができる。一
方、コードエレメントの特定の計数が平均値より小さい
ならば、該計数は狭いエレメントを表すと決定すること
ができる。エレメントが広いエレメントか狭いエレメン
トかを比較して決定することが、ステップ１１２で示さ
れている。一度、５つのエレメントが評価されてしまう
と、ステップ１１６に示されるように、どの数字が、特
定のバーコードにより表されるか決定することができ
る。一度、コードに見い出される全体の数字情報の解析
が完了すると、システムは、決定された情報を出力１０
８へ向けさせる。

【００４２】ステップ１１１に示されるように、隣接エ
レメントの平均を発生させることにより、ずれのある走
査ビームによる評価への有害な作用が排除される。表１
において示されるように、隣接エレメント同士は、走査
ビームの著しい不整合が与えられても、走査された幅で
比較的近い。こうして、隣接エレメントの比（図１
３）、又は５つのそのようなエレメントの平均化（図１
４）が、有害な作用を排除し、適切な読み取りをもたら
す。

【００４３】第３の実施形態の方法１１８が図１５に示
される。再び、コードエレメントの幅に比例する計数が
メモリー１１０に記憶される。先に走査されたエレメン
トに対するメモリー１２０は、前のエレメントの幅につ
いての情報を記憶し、また前のエレメントが広いエレメ
ントと狭いエレメントとのいずれであるかを決定された
ことを想起させる。次に、前のエレメントが、試験され
るべき現在のエレメントと比較される。現在のエレメン
トが、メモリー１２０に記憶されているエレメントとほ
ぼ同じ大きさであると判るならば、考慮中のエレメント
がメモリー１２０のエレメントと同じであるとの決定が
１２４においてなされる。一方、考慮中のエレメントの
幅がメモリー１２０で記憶されているエレメントより著
しく異なるならば、２つのエレメントが異なるという決
定がなされる。例として、メモリー１２０において記憶
されたエレメントが広いエレメントであると決定された
ならば、かつ、考慮中のエレメントが１２０で記憶され
たエレメントの半分より小さい幅まで延在するならば、
考慮中のエレメントが狭いという決定をなすことができ
る。代替的に、メモリー１２０に記憶されたエレメント
が狭く、かつ、考慮中のエレメントがメモリー１２０に
記憶されているエレメントの２から３倍の大きさである
ならば、ステップ１２４で考慮中のエレメントが広いと
いう決定をなすことができる。広いエレメント及び狭い
エレメントの相対的幅は、通常３対１程度である。こう
して、ステップ１２４は、２又は０．５程度の差を「捜
し」、考慮中のエレメントが記憶されているエレメント
と異なることを決定する。表１から示されるように、エ
ラーのこのような大きなマージンは必要なく、より小さ
い係数を用い得る。正確な係数は本発明の部分を形成し
ない。

【００４４】一旦、考慮中のエレメントについて１２４
で決定がされると、フィードバック信号１２６が１２０
で記憶されたエレメントを更新する。初期の前のエレメ
ントが開始コードパターンからあり得て、該コードパタ
ーンは狭いものであると知られる。図１５に示される特
定の論理が、先のエレメントを考慮中のエレメントと比
較するにも拘わらず、後続のエレメントを用いることが
でき、又は単一のエレメントを特定の数字において全て
のエレメント（即ち、５つの隣接エレメント）に対して
用いることができることを理解すべきである。この基本
的な原理の種々の変更が当業者には明らかであろう。

【００４５】本発明の更に別の特徴において、初期の
「先の」エレメントが、所与の数字を構成する１グルー
プのエレメントを走査することにより決定され得る。各
数字は、少なくとも１つの狭いエレメントと少なくとも
１つの広いエレメントを含む。こうして、例として、最
も狭いエレメントを識別することにより、そのエレメン
トが狭いエレメントであることを保証することができ
る。次に、該エレメントを初期の「先の」エレメントと
して記憶することができ、その方法は記述されたように
進むことができる。この方法の更に別の変形として、所
与の数字内の最も狭いエレメントと最も広いエレメント
の双方が、識別され、その双方を、その数字における各
他のエレメントに対して比較エレメントとして用いるこ
とができる。

【００４６】一旦、広いエレメント及び狭いエレメント
の１つのグループの決定が完了すると、バーコードラベ
ルのこれらのコードエレメントにより表される数字につ
いて決定がなされる。次に、出力が、出力１０８に向け
られ、先に述べたように表示され得る。

【００４７】図５の回路に必要な論理及び回路と図１３
〜図１５の方法のフローチャートの詳細記述は当業者の
能力内には十分であろう。

【００４８】本発明の好適実施形態が開示されたが、当
業者は、一定の変更は本発明の範囲内に入ることを認識
するであろう。当該理由のため、頭書の特許請求範囲
は、本発明の真の範囲と内容とを決定するため研究され
るべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の直線型バーコードラベルを示す図であ
る。

【図２】本発明による円形バーコードラベルを示す図で
ある。

【図３】円形バーコードラベルを読み取るシステムを示
す図である。

【図４】ずれのある走査ビームを持つ円形バーコードリ
ーダーを示す図である。

【図５】アナログ／ディジタル変換回路の概略図であ
る。

【図６】図５の回路における初期の位置でのアナログ信
号を示す図である。

【図７】図５の回路における後続点でのアナログ信号を
示す図である。

【図８】図５の回路におけるなお別の後続点でのアナロ
グ信号を示す図である。

【図９】図５の回路におけるなお別の後続時点でのアナ
ログ信号を示す図である。

【図１０】図５の回路における別の後続点でのアナログ
信号の一部を示す図である。

【図１１】図５の回路における別の後続点でのアナログ
信号の第２の部分を示す図である。

【図１２】図５の回路により提供されるディジタル信号
を示す図である。

【図１３】本発明による第１の実施形態の方法のフロー
チャートである。

【図１４】本発明による第２の実施形態の方法のフロー
チャートである。

【図１５】本発明による第３の実施形態の方法のフロー
チャートである。

【符号の説明】

３０：円形バーコードラベル３２：開始コードパターン３３，４２：狭く暗いエレメント３４：沈黙ゾーン３５，４０：狭く明るいエレメント３６：終了コードパターン３８：広く暗いエレメント４４：広く明るいエレメント５０：バーコードラベル読み取りシステム５２：レーザー源５６：ミラー６０：円形凹面ミラー６２：偏心アダプター６４：回転モーター６８：円形バーコードラベル７２：レンズ７４：光検出器７６：バーコードラベル７７：走査ビーム７８：中心８０，８２：広く暗いエレメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジャコブ・アペルバーグアメリカ合衆国メリーランド州21208，ボルチモア，カーラ・ロード 7636

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】楔形エレメントを有する円形バーコード
からのデータを解析する方法において、ａ．複数の交互の暗いエレメントと明るいエレメント
とを備えるタイプの円形バーコードであって、双方の相
対的に狭い円周範囲及び相対的に広い円周範囲に延在す
る円形バーコードを走査するステップと、ｂ．評価用評価エレメントを選択するステップと、ｃ．前記円形バーコードの前記評価エレメントに隣接
する少なくとも１つのエレメントに関するデータを記憶
するステップと、ｄ．前記評価エレメントを前記少なくとも１つの隣接
エレメントからの前記データと比較するステップと、ｅ．ステップｂからステップｄまでを複数のエレメン
トに対して繰り返し、ステップｂからステップｄまでに
おいて繰り返しなされた決定から前記円形バーコードに
見つけられる情報についての決定に到達し、かつ前記円
形バーコードに見つけられる情報の出力を発生するステ
ップとを備える方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、ステップ
ｃが、複数の隣接エレメントを読み、前記複数の隣接エ
レメントの平均幅を計算し、前記評価エレメントの幅を
前記平均幅と比較し、前記評価エレメントが前記平均幅
より小さい範囲まで延在する場合前記評価エレメントが
狭いエレメントであると決定し、前記評価エレメントが
前記平均幅より大きい範囲まで延在する場合前記評価エ
レメントが広いエレメントであると決定するサブステッ
プを含む、方法。
【請求項３】請求項１記載の方法において、ステップ
ｃが、隣接エレメントに関するデータであって、前記隣
接エレメントの幅と、前記隣接エレメントが狭いエレメ
ントと広いエレメントとのいずれかであることとを含む
データを記憶し、前記評価エレメントを前記記憶されて
いるデータと比較して前記評価エレメントが前記隣接エ
レメントと同じタイプのエレメントであるか、又は前記
評価エレメントが前記隣接エレメントとは異なるタイプ
であるかを前記比較に基づいて決定するステップを含
む、方法。
【請求項４】請求項３記載の方法において、前記円形
バーコードの一端で見つけられる既知のエレメントから
初期の隣接エレメントに関する前記データを識別するス
テップを更に含む、方法。
【請求項５】請求項４記載の方法において、特定の数
字についてエレメントの各々を走査し、使用のため最も
極端な幅を有するエレメントを初期の前のエレメントと
して選択することにより、初期の隣接エレメントに関す
る前記データを識別するステップを更に含む、方法。
【請求項６】請求項１記載の方法において、特定の数
字についてのエレメントが初期に走査され、隣接エレメ
ントとの前記の比較が、考慮されるべきエレメントと前
記隣接エレメントとの比を計算し、所与の数字に対する
比の組を各数字に対する比の既知のキーと比較するサブ
ステップを含む、方法。
【請求項７】請求項１記載の方法において、ステップ
ａの円形バーコードの前記の走査が、ステップｂからス
テップｄまでの実施の前にディジタル信号に変換される
アナログ信号を初期に提供する、方法。
【請求項８】請求項７記載の方法において、前記アナ
ログ信号をディジタル信号に変換する回路が設けられ、
前記回路は、前記アナログ信号を２つの分枝に分割し、
第１の分枝をある期間遅延させ、第２の分枝を用いてピ
ーク値を決定し、次に前記ピーク値に比例する信号を前
記遅延された分枝における前記の信号と比較し、前記遅
延された分枝における前記の信号が前記の比例信号を横
切るとき前記ディジタル信号を暗いエレメントと明るい
エレメントとの間で切り替えるサブステップにより明る
い信号と暗い信号との間を切り替える、方法。
【請求項９】請求項８記載の方法において、前記の比
例する値が前記ピーク値の半分である、方法。
【請求項１０】請求項１記載の方法において、回転さ
せる部材が、ステップａにおいて走査ビームを前記円形
バーコードを横切って回転させる、方法。