JPS62501178A

JPS62501178A - 静止バ−コ−ド読取機

Info

Publication number: JPS62501178A
Application number: JP86500473A
Authority: JP
Inventors: マツクジヨンソン，ロバート，ビイ; カーリン，エイドリアン，ビイ; ネルソン，ロバート，アール
Original assignee: ベ−コ　インテグレイテツド　オ−トメイシヨン　インコ−ポレイテツド
Priority date: 1984-12-13
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1987-05-07
Also published as: EP0204841A4; EP0204841A1; KR870700155A; WO1986003605A1; US4644143A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】静止バーコード読取機本発明の装置は広くはバーコード読取機、より特定すれば、静止バーコードを識別することができる静止光学系バーコード読取機に関するものである。

２、従来技術の説明光学的バーコード読取機は従来よりよく知られており、典型的には光学的読取装置とバーコードとの間の相対移動を必要とするものである。食料雑貨店などで普通にみられる販売方式において、販売用にコード化されたアイテム（項目）は、勘定台に配置された光学的読取装置に関して移動するものである。衣料品店等において典型的にみられる他のシステムにおいては、手持ち型の読取機等を値札上に表示されたバーコードに関して移動させるものである。

コード化された対象物が長期間定位置に置がれるような商品保管もしくは在庫管理システムにおいては、バーコード読取機とバーコードとの相対移動を要求することは特別の不利益につながるものである。すなわち、バーコードとバーコード読取機との間の相対移動はアイテムの物理的な移動を要求するか、又はバーコード読取装置を保管領域中に挿入することを要する。これら２つの要求は多くの場合、望まれることではない。

特に、相対移動が好ましくないと考えられるのは、半導体装置の製造工程である。すなわち、半導体ウェーハは典型的には２５個又は５０個のバッチとして処理される。これらのウェーハは商品工程間において２５個のグループごとにツノセット中に保持される。清潔を維持するため、これらのカセットはカセット箱内に配置される。これらのカセット箱は典型的にはプラスチックからなり、蓋を閉じるための掛は金を有釘る。カセット箱はまた１個又は２個のカセットを保持するものである。

集積回路又は半導体ウェーハの製造における主要な問題は、製造工程において在庫品の位置に関する知識が欠如しているこおである。典型的には、カセット箱に認識情報及び工程情報を表示した紙片を接着することが行われている。しかしながら、カセット箱の実際の物理的な位置は不明である。すなわち、カセット箱は台上もしくは棚内に配置され、もしくは床面に債み上げられる。係員は必要に応じてその場に行き、箱を見分けなければならない。同時に数１００個の箱が処理される場合、効果的な制御及び位置認識を誤ることが多い。これらの箱にバーコードを付加することは各々の効果的な識別を容易にするものである。しかしながら、箱の移動は塵埃粒子を発生して製造工程に悪影響を与え易いものである。

したがって、上記のような場合には、カセット箱のような静止対象物を識別するとともに、カセット箱とバーコード読取機との間の何らの相対移動も要することなく、それらカセット箱の位置を指示することができる光学的バーコード読取機が要求される。

Ｘ−皿一の一翌一對本発明の装置は“明”及び“暗”セグメントの対比配列からなる静止バーコードを読み取るためのバーコード読取機を提供するものである。この装置は静止バーコードに関して動作可能な位置に置かれる光検出素子を有する静止ＣＣＤアレイを含んでいる。ＣＣＤアレイからなる光検出素子は明及び暗セグメントの対比を表わす電気出力を発生する。バーコードの像はそのバーコードを照射することにより強調され、ミラー及びレンズの配列を用いてＣＣＤアレイ上に結像される。

ＣＣＤアレイの電気出力はディジタル波形に変換され、さらに二相コード又はマンチェスタコードを用いて符号化される。二相符号化波形は適当にプログラムされたマイクロプロセッサ、又はバーコード中に含まれた情報を使用する他の適当な装置に提供される。

図面の簡単な説明第１図はバーコード読取機及びコード付対象物の部分断面図、第２゛図は光学的バーコード読取機の機械構造の詳細を示すために第１図の２−２線に沿って描いた断面図、第３Ａ図は本発明に適用することができるバーコードを示す図、第３Ｂ図は好ましいバーコードの実例を示す正面図、第４図は光学的バーコード読取機の一部をなす電荷結合素子及びそれに関連する電子回路を示す略図、第５図は光学的バーコード読取機に関連する種々の信号波形を示す線図、第６図はホストコンピュータに結合された光学的バーコード読取機の概略ブロック線図、第７図はマイクロプロセッサに関連するコンピュータシフトウェアのフロー線図である。

発明の詳細戸脱肌第１図を参照すると、置場（２１）内に配置された対象物〈３０）の部分断面を示している。対象物（３０）は金属シート、プラスチック又は他の適当な材料からなるトレイ（２２）上に載置されたウェーハカセット箱であり得る。

トレイ（２２）はなるべくなら置場（２１）の機械的構造上に支持され、この置場（２１）から取り出し可能となっている。トレイ（２２）からはブラケット（３３）、（３４）が突出し、プリント回路板（３５）に接続される。プリント回路板（３５）上には電子回路が形成され、さらにその上に配置されたハウジング（４１）内には本発明の光学的バーコード読取機が配置されている。この光学的バーコード読取機は対象物り３０）の底面上に位置するバーコード（４２）を読み取ることができる。光学的バーコード読取機からの照射光はその上方のトレイ（２２）内に配置されたガラス板（４４）を透過する。

第２図を参照すると、第１図の２−２線に沿って描かれた部分断面が示されている。第２図は光学的バーコード読取機（４０）の機械的構造の詳細を示すものである。光学的バーコード読取機（４０）は好ましくは複数のＬＥＤからなる光源（４６）をベース（４７）上において支持している。光源（４６）からの光はトレイ（２２）の底面内に配置されたガラス板（４４）を透過して対象物（３０）の底面におけるバーコード（４２）を照射する。やはりベース（４７）上に取り付けられた第１のミラー（５０）はバーコード（４２）の像を反射してベース（５２）上に取り付けられた第２のミラー（５１）に向かわせるものである。レンズ機構（５３）はミラー（５１）からの像を集束して検出器（５４）上に投影する。この検出器（５４）はたとえば、アメリカ合衆国のフェアチャイルド　セミコンダクタ社より製造販売されている商品名ＣＣＤ１１２などのようなＣＣＤ素子（電荷結合装置）からなっている。

第３Ａ図を参照すると、本発明とともに用いるに適したバーコード（４２）が図解されている。バーとバーコード領域内の背景との間のコントラスト比は少くとも８０％である。これはなるべくなら８５０〜９５０ｎｍの照射スペクトルを適用するため、バーコードを印刷するのに顔料性インクを用いるべきことを示唆している。通常の状態において、バーコード読取機（４０）の照射光は発生しない。

バーコードフィールドは所定の長さ内において３２ピツＩ・を有し、かつ付加的な１６個の同期ピッ）・（両端において８個づつ）を有するものである。読取機（・１０）はいずれの方向においてらバーコード〈・１２）を読み取ることができ、これによって対象物（３０）を置場（２１）内にその方向と関係なく挿入することが可能となる。：３２ビツトのバーフィールドは４ビツトのスタートコード、４ヒツトのストップコード、１６ビツトのデータコード及び８ビツトのエラーチェック７、／補正コードからなっている。バーコード（４２〉は対象物（３０）上に配置される。置場（２１）内における対象物（３０）の位置許容誤差は ±０．１８７５インチである。バーコード（４２）におけるバーとスペースとの対は０．０６２５インチの幅を有する。バーコード上のバーはＣＣＤアレイがバーコードを読み取る能力を増大するために長くすることができる。

第３Ｂ図を参照すると、好ましいバーコードの実際的な形態が示されている。バーコードはカセット箱、すなわち対象物（３０）に接着され得る粘着シール上に印刷することができる。

第４図を参照すると、ＣＣＤアレイ（５４）を採用した電子回路（４９）の概略プロクツ線図が示されている。ＣＣＤアレイ（５４）への入力は製造者によって特定される２個のクロック信号、すなわち搬送りロック信号及び転送りロック信号を含むものである。これら２個のクロック信号を発生するためには、種々の方法が存在するが、それらはなるべくならどのアドレス位置においても論理“１” を有するＦＲＯＭをアドレス指定するカウンタにより生成される。このクロック信号発生器がバーコード読取機から約３０ｃｍ（１フイート）以上離れた場所に位置する場合には、前記搬送及び転送りロック信号はマンチェスタコードなどのような二相コードを用いて符号化するのが望ましい。マンチェスタコードは帯域幅要求を制限するものである。符壮化された搬送及び転送りロック信号はＣＣＤアレイ（５４）に加えられる前に解読（デコー１”）される。

ＣＣＤアレイ（５、りの受光部はバーコード（４２）の像から反射された光に応答してこの光をＷ数の電荷に変換する。この電荷はアナ［コグシフトレジスタに供給され、このシフトレジスタは受け取った電荷を出力ステージに移して電圧に変換する。シフトレジスタ支び出力ステージはＣＣＤアレイ（５４）の一体構成部分である。搬送りロック信号はＣＣＤアレイ（５４）のアナログシフトレジスタを制御し、転送りロック信号は受光部からアナログシフトレジスタへの情報の転送を制御するものである。ＣＣＤアレイ（５４）が１回走査される間、受光部の情報をアナログシフトレジスタに転送するためには１個の転送りロック信号が要求され、２５６ビツトアレイがアナログシフトレジスタに情報を転送するためには２５６個より多い転送りロック信号が要求される。

ＣＣＤアレイ（５４）の出力電圧は演算増幅器（５５）を含むビデオ増幅器に供給される。しかしながら、ＣＣＤアレイ（５４）の出力信号は高い内部インピーダンスに基づくため、それらをビデオ増幅器に加えるためには低インピーダンスに対して緩衝（バッファリング）する必要がある。演算増幅器（５５）は物理的制約に基づいてＣＣＤアレイ（５４）から分離することができる。

ＣＣＤアレイ（５４）には高インピーダンスに関する転送間開に対処するため、バッファが装備される。ＣＣＤアレイ（５４）の出力のＢａ供給はノイズ問題を除去するものである。演算増幅器（５５）の出力は演算増幅器（５６）を含む１型サーボシステムに供給される。演算増幅器（５６）は積分器として作用し、演算増幅器（５５）の出力からのずれを除去し、それが飽和することを阻止するものである。

演算増幅器（５５）の増幅出力はコンデンサ（５８）により演算増幅器（５７）にＡＣ結合される。演算増幅器（５７）及びダイオード（６１）、（６２）はミリツタとして作用する。演算増幅器（５７）の出力は演算増幅器（５８）に供給され、この増幅器（５８）はレベル検出機能を果たすとともに、アナログ電圧をディジタル電圧に変換するためのコンパレータとして作用する。ディジタル電圧はＤフリップフロップ（６３）に加えられ、このフリップフロップ（６３）はバーコード中のバーを同期的に検出する。Ｄフリップフロップ（６３）の出力はバーコードに関する所望のデータを復元すべく、さらに処理するため、適当にプログラムされたマイクロプロセッサに供給される。このマイクロプロセッサがＤフリップフロップ（６３）から１フイート（約３０ｃｍ）以上離れている場合、その出力はなるべくならマンチェスタコードとして符号化することによりマイクロプロセッサに転送すべきである。

第５図を参照すると、光学的バーコード読取機（４０）に関連する複数の波形が示されている。上述した通り、バーコード〈４２）は好ましくは３２ビツトの長さを有し、１６個の同期ビット（両端においてそれぞれ８ビツト）を付加したものである。これら３２ビツトはスタートコード、データコード、及びストップコードからなっている。典型的なバーコードの代表例としては図示の４８ビツト構成（６５）が適用される。波形（６６）はＣＣＤ電子回路（４９）の二相、すなわちマンチェスタエンコード出力を表わすものであり、これはマイクロプロセッサが１フィート以上離れているとき、マイクロプロセッサに転送される。波形（６７）はマイクロプロセッサにより処理されたＮＲＺ型の解読データを表わしたものである。このデータは二進型（６８）又は十六進型（６９）のいずれかにおいて表現することができる。

第６図を参照すると、ホストコンピュータ（７２）に結合された光学的バーコード読取機（４０）のブロック線図が示されている。光学的バーコード読取機（４０）は電荷結合装置−電子回路（４９）、ドライバ（３９）に接続されたＬＥＤ（４６）及びマイクロプロセッサ（７０）からなっている。好ましくはマイクロプロセッサはＩｎｔｅ１８０８６マイクロプロセツサからなっている。マイクロプロセッサ（７０）はＬ　Ｅ　Ｄ（４６）を制御し、電荷結合装置−電子回路（４９）の出力を読み取り、さらにその出力を処理してバーコード（４２）を正確に翻訳するものである。マイクロプロセッサ（７０）はさらにバーコードが正確に翻訳されたことを指示し、その場合所望に応じてバーコード（４２）のアルファニューメリック（英−数字）表示を行うようにディスプレイ（７１）の駆動を制御することができる。ディスプレイ〈７１）はＣＲＴ、ＬＥＤ又は他の適当な表示装置により構成することができる。バーコード（４２）が正確に翻訳されなかった場合、ディスプレイ（７１）はなるべくなら誤動作表示を実行して操作員にこれを警告することができる。

第７図を参照すると、マイクロプロセッサ（７０）が本発明の光学的バーコード読取機（４０）の動作を制御するソフトウェアのブロック線図が示されている。

バーコード読取機（４０）は通常は照射光源（４６）が付勢されない休止状態にある。ソフトウェアによって特定のバーコード（４２）を読み取るべき要求が受信されると、最初にＬＥＤ光源〈４６〉が付勢される。次に、ソフトウェアは読取要求を発信し、バーコード（４２）の像がＣＣＤ電子回路（４９）により捕捉される。ここで、ＬＥＤ（４６）が消勢される。

バーコード読取機（４０）はそれが置場り２１）内に入った後、対象物（３０）のバーコード像を読み取るように設計されている。像は２５６素子ＣＣＤアレイ（５４）において検出される。ＣＣＤアレイ（５４）は読取領域から帰ってくる光パターンを連続的に監視し、一定の積分時間において動作する。かくしてＣＣＤアレイ（５４）は活性化された読取領域から帰って（る光エネルギを連続的に集債し、この情報をＣＣＤＣレアク５４）に関連するバッファ増幅器及び信号条件付は回路に伝達する。ソフトウェアが読取動作を要求するとき、ＣＣＤ出力はマイクロプロセッサ（７０）の受入可能な形１こ形成される。

ＣＣＤ電子回路（４９）の出力はバーコード←１２）の情報を解読及び復元すべく処理する必要がある。ＣＣＤ　Ｍ子回路＜４９〉の出力がマイクロプロセ、ソサに転送するための二相又はマンチェスタコード化された場合には、ＣＣＤ電子回路（４９）はＮＲＺフォーマットにおいてデコードしなければならない。しかしながら、ＮＲＺフォーマットへのデコードに先立ってＣＣＤ電子回路（４９）からの有効な信号を復元する必要性がときにより生じる。これはＣＣＤの受光部がバーコード（４２）のバーと必然的に整列することにはならないからである。

第３図に示したバーコードの特定のサイズ、及びフェアチャイルド　セミコンダクタ社製のＣＣＤアレイ（５４）の特定の幾何学的配列に基づき、ＣＣＤ電子回路（４９）の二相、すなわちマンチェスタコード化出力信号は所定のパルス幅をもったパルスを有することになる。換言ずれば、第５図の波形（６６）における各短パルス及び長パルスは所定のパルス幅に対応しなければならない。短パルスは単位パルス幅の２倍又は３倍の幅を有し、長パルスは単位パルス幅の５倍又は６倍の幅を有しなければならない。パルスが単位パルス幅の４倍の幅となる場合、それはバーコード（４２）のバーがＣＣＤアレイ（５４）の２個の受光部間に均等に位置し、長さが不明確であることを示している。このような４倍パルス幅のパルスの存在はマイクロプロセッサ（７０）が波形（６６）における残りのパルスのパルス幅を表わすデータを取り扱うようにするものである。これはデータが正確な長パルス幅及び短パルス幅を有する波形（６６）を表わすまで行われる。正確な長パルス幅及び短パルス幅は、マイクロプロセッサにより長パルス幅及び短パルス幅の許される組み合わせを繰り返し検査し、所定のデータストップ、スタート及び同期コードと一致した組み合わせを選択することによって決定される。出力を解読するだめの好ましいアルゴリズムは適当なコンピュータプログラム７＼において提供される。このプログラムはコンピュータ言語Ｃにおいて書かれたものであり、当該技（・ｌｌｉ分野におけるコンピュータプログラムによりＣＣＤアレイ電子回路（４９）の出力を解読すべく用いるられ得る。

ＣＣＤ電子回路（４９）の出力がひとたび正確に解読され、かつ復元されると、ホストコンピュータ（７２）とディスプレイ￥１（７１）はバーコード＜４２＞の情報を有することができる。マイクロプロセッサ（７０〉がバーコード情報を有意味なものと認めなければ、ディスプレイ（７１）上にはモータ指示が形成される。操作員はこれを見て対象物（３０）を検査してそれが光学的バーコード読取機（４０）の正面に正確に位置していることを確かめ、又はバーコード（４２）の欠陥が存在するか否かを検査することができる。操作員がなんらかの欠陥を除去すると、バーコード（４２〉を読み取るための通常の手続が再開される。バーコード（４２〉が正確に読み取られ、かつ対象物がバーコード読取機（４０）から除去された後、新たな対象物（３０）及びバーコード（４２）をその読取のためバーコード読取機（４０）の正面に配置することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はその説明の用語等によって制限されるものではなく、添付の請求の範囲の記載に従う限り、本発明の真の範囲及び思想から逸脱することな（広く設計変更して実施し得るこ七が明らかである。

コー１ｊ’　、　１４６９ＥＩＦＩＧ、３８ＦＩＧ、６゛トＦＩＧ、７国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．静止したバーコードに関して静止位置に設けられた光検出用電荷結合装置と、前記静止したバーコードの明暗対比セグメントの像を前記電荷結合装置からなる光検出素子上に投影するための手段、及び、前記光検出素子の出力を電気信号に変換し、この電気信号によって前記静止バーコードに含まれた情報を表わすための回路手段を備えたことを特徴とする明暗対比セグメントを有する静止バーコード読取のための静止バーコード読取機。
２．前記バーコード読取機がさらに照射光源手段を含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の静止バーコード読取機。
３．前記像投影手段か表面にバーコードを有する対象物を前記電荷結合装置に関して静止状態に維持するための手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項記載の静止バーコード読取機。
４．前記像投影手段か前記バーコードの像を前記電荷結合装置上に投影するための複数の反射面及びレンズ機構を含むことを特徴とする請求の範囲第３項記載の静止バーコード読取機。
５．前記像投影手段か前記照射光源手段とバーコードとの間に位置する透明な表面を含むことを特徴とする請求の範囲第４項記載の静止バーコード読取機。
６．前記照射光源手段が複数のＬＥＤからなることを特徴とする請求の範囲第５項記載の静止バーコード読取機。
７．前記バーコード読取機かさらに前記回路手段に応答してバーコードに含まれた情報を表示するためのディスプレイ手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項記載の静止バーコード読取機。
８．前記回路手段が前記電荷結合装置の出力をディジタル型に変換するための手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項記載の静止バーコード読取機。
９．前記回路手段がさらに前記ディジタル出力を何らかの信号利用手段に供給するに適した信号となるように処理するためのマイクロプロセッサ手段を含むことを特徴とする請求の範囲第８項記載の静止バーコード読取機。
１０．前記利用手段がディスプレイ手段を含むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の静止バーコード読取機。
１１．前記利用手段かホストコンピュータを含むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の静止バーコード読取機。
１２．前記電荷結合装置の出力をディジタル型に変換するための手段か前記電荷結合装置の出力を増幅するための手段と、前記増幅するための手段に応答してその増幅出力からオフセットバイアス成分を除去する積分手段と、前記増幅するための手段に応答して前記増幅出力を制限する手段、及び前記増幅出力を制限する手段に応答してディジタル型の出力を提供するための比較手段を含むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の静止バーコード読取機。
１３．前記比較手段の出力かＤフリップフロップに供給されるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１２項記載の静止バーコード読取機。