KR102199317B1

KR102199317B1 - 단순 코드 판독기

Info

Publication number: KR102199317B1
Application number: KR1020187026036A
Authority: KR
Inventors: 쉬레닉 델리왈라; 알랭 발렌틴 궤리
Original assignee: 아나로그 디바이시즈 인코포레이티드
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2021-01-07
Also published as: WO2017172323A1; EP3308322B1; KR20180123031A; EP3308322A1; US20180053026A1; CN107533628A; US20170286733A1; EP3308322A4; US10007823B2; CN107533628B; US9830489B2

Abstract

물체에 각인된 패턴으로서 제공된 코드를 판독하기 위한 코드 판독기가 개시된다. 광은 예를 들어, 패턴으로부터 반사되거나 패턴을 통해 투과됨으로서 패턴과 상호 작용하고, 패턴과 상호 작용하는 광의 일부는 코드 판독기의 하나 이상의 광 검출기의 감광성 요소(들)에 입사된다. 코드 판독기는 광 검출기(들), 즉 패턴의 중심이 그 위에 입사한 광을 검출하는 감광성 요소의 결과로서 생성된 광전류로부터 직접 얻어질 수 있는 방식으로 광을 검출하는 광 검출기를 이용한다. 그 후, 코드 판독기는 검출된 광을 처리하여 검출된 광으로부터 패턴의 중심을 결정하고, 중심에서의 위치에 기초하여 패턴에 인코딩된 데이터를 디코딩하도록 구성된다. 그러한 코드 판독기는 카메라 기반 디바이스보다 덜 복잡하며 기계 스캐닝을 피한다.

Description

단순 코드 판독기

본 출원은 "단순 코드 판독기"라는 제목의 2016년 3월 29일자로 출원된 미국 가특허 출원 62/314,565, 및 "단순 코드 판독기"라는 제목의 2016년 4월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 15/094,445의 이익 및 우선권을 주장하고, 이들 각각은 그 전체가 본원에 참고로 인용된다.

본 발명은 광 검출기 분야에 관한 것으로, 특히 각인된(imprinted) 패턴에 내장된 데이터를 판독하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

인쇄된 패턴에 내장된 데이터를 판독하는 많은 형태의 판독기가 존재한다. 공간적으로 변하는 패턴에 내장된 데이터는 일반적으로 "코드" 또는 "인코딩된 데이터"로서 언급되고, 패턴으로부터 데이터를 디코딩하기 위헌 판독기는 "코드 판독기"로서 언급된다.

기존의 코드 판독기는 전형적으로 인코딩된 데이터를 판독하기 위해 카메라 또는 스캐닝 광 빔을 사용한다. 예를 들어, 식료품점에서 계산할 때 사용되는 스캐너는 스캐닝 광 빔을 사용하는 코드 판독기의 예이다. 라인 스캐너 (또한 때로는 "1차원 카메라"로서 언급됨)는 코드 판독기의 다른 예로서, 예를 들어, 팩스 기계 또는 평면 스캐너에서 이루어진 바와 같이, 패턴이 그 위에 인쇄된 물체와 라인 카메라는 서로 마주하여 이동한다. 2차원(2-D) 카메라 기반 시스템은 코드 판독기의 또 다른 예를 제공하고, 여기서 2-D 카메라는 이미지를 획득하고, 그런 후에 이를 처리하여, 인코딩된 데이터를 결정한다.

이들 코드 판독기들 모두는 다수의 픽셀, 실질적인 이미지 처리 능력, 또는/및 파괴되기 쉬운 기계적으로 이동하는 부분들을 포함하는 조립체들을 요구하는 상대적으로 고가의 시스템이다. 더욱이, 카메라 및 라인 스캐너를 사용하는 코드 판독기는 주변 광 상태 및 물체 배치에 민감하며, 광학 기기, 예를 들어 집속 요소, 및 전자기기 처리의 신중한 선택을 요구한다. 레이저 스캐너와 같은 코드 판독기가 주변 광선에 더 내성이 있으며 집속하지 않아도 기능할 수 있지만, 이들은 번거로운 기계 조립체를 사용한다.

전술한 이유로, 예를 들어, 코드 판독을 요구할 수 있는 가전 디바이스 또는 의료용 조립체에서의 기존의 코드 판독기를 포함하는 것은 종종 기술적으로 가능하지 않고, 복잡성이 너무 높으며, 및/또는 간단히 너무 비싸다. 특히 현대 전자 기기가 건강 관리 분야에서 점점 보편화되면서, 의료 장비는 종종 살아있는 존재를 감지, 측정 및 모니터링하기 위해 전자 구성 요소 및 알고리즘을 구비한다. 예를 들어, 당뇨병은 전 세계적으로 수백만 명의 사람들의 포도당 레벨에 영향을 미치고 종종 끔찍한 결과를 초래하는 평생 질병이다. 현대 전자 기치는 당뇨병 환자에게 포도당 측정 디바이스(일반적으로 "포도당 측정기"라고 엄급됨)를 제공함으로써 이 질병을 관리할 수 있게 한다. 당뇨병 환자는 포도당 측정 스트립에 자신의 혈액 한 방울을 넣고, 혈액과 함께 스트립을 포도당 측정기에 삽입하고, 포도당 측정기가 스트립의 혈액 상에서 수행한 테스트에 기초하여 포도당 레벨을 확인할 수 있다. 포도당 측정기가 정확하게 측정을 수행하기 위해, 측정기는 예를 들어, 특정 스트립에 포함된 화학 성분의 특성과 양과 같이, 포도당 스트립에 관한 정보를 종종 필요로 한다. 이 정보를 스트립 상에 제공될 수 있는 코드로 인코딩할 수 있고 스트립상의 그러한 코드로부터 정보를 디코딩할 수 있는 코드 판독기를 모든 포도당 측정기에 공급할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 정황에서, 일반적으로 다른 의료 디바이스 조립체, 가전 기기 또는 전자 기기에서와 마찬가지로, 코드 판독기의 저렴한 비용과 단순성은 시장에서의 실행 가능성에 중요하다.

본 개시 및 본 개시의 특징 및 장점을 더 완벽히 이해하는 것을 제공하기 위해, 유사한 도면 부호가 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면들과 연계하여 취해진 다음 설명에 대한 참조가 이루어진다.

도 1a 및 도 1b는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따라 코드 판독기 및 그 위에 각인된 물체의 예시적인 코드 판독 조립체를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른 각도 센서의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 여기에 기재된 코드 판독기 중 하나를 사용하여 판독될 수 있는 패턴의 예를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시의 일부 실시예에 따라 코드 판독기와 그 위에 각인된 물체의 상대 위치를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 차동 코드 판독기와 그 위에 각인된 차동 코드를 갖는 물체의 상대 위치를 도시한다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 본 명세서에서 기재된 차동 코드 판독기 중 하나를 사용하여 판독될 수 있는 차동 패턴의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따른 코드 판독 방법의 흐름도를 도시한다.

본 개시의 실시예는 카메라 기반 디바이스보다 실질적으로 덜 복잡한 코드 판독기를 제공하고, 기계 스캐닝을 피하며, 성가신 기계 조립체를 필요로 하지 않는다. 여기에 기재된 코드 판독기는 물체에 각인된 공간적으로 변하는 패턴으로 인코딩된 데이터를 디코딩해야 하는 임의의 시스템에서 사용될 수 있으며, 특히 포도당 측정기 및 포도당 측정 스트립 조립체, 및 약제 디스펜서 및 약제 용기 조립체(예를 들어, 약제 함유 튜브가 삽입되는 확산 펌프)와 같지만, 여기에 제한되지 않는 의료용 디바이스 조립체, 또는 가전 전자 기기 응용에 매력적이다.

본 개시의 하나의 양상은 의료 디바이스 조립체를 제공하고, 의료 디바이스 조립체는 의료 디바이스 물체 상에서 측정을 수행하도록 구성된 의료 디바이스 판독기를 포함하고, 의료 디바이스 판독기는 코드 판독기를 포함하고, 의료 디바이스 물체는 의료 디바이스 판독기에 첨부되고, 이와 정렬되거나, 이에 삽입되도록 구성되고, 물체 상에 각인된 패턴으로서 그 위에 제공된 코드를 갖는다. 코드 판독기는, 의료 디바이스 물체가 의료 디바이스 판독기에 첨부되고, 이와 정렬되거나 이에 삽입될 때, 패턴과 상호 작용하는 광을 검출하도록 구성된 하나 이상의 중심 측정 광 검출기로서, 검출된 광은 패턴의 중심을 나타내는, 하나 이상의 중심 측정 광 검출기; 및 검출된 광으로부터 패턴의 중심을 결정하고 결정된 중심에 기초하여 코드를 결정하도록(즉, 물체 상에 제공된 패턴에 인코딩된 데이터를 디코딩) 구성된 처리 로직을 포함한다.

본 개시의 또 다른 양상은 코드 판독 시스템을 제공하고, 코드 판독 시스템은 물체 상에 제공된 제 1 패턴과 상호 작용하는 광을 검출하도록 구성된 제 1 중심 측정 광 검출기로서, 제 1 패턴은 데이터를 인코딩하고(즉, 제 1 패턴은 코드 인코딩 데이터를 나타낸다), 검출된 광은 제 1 패턴의 중심을 나타내는, 제 1 중심 측정 광 검출기; 및 검출된 광으로부터 제 1 패턴의 중심을 결정하고, 제 1 패턴의 결정된 중심들에 기초하여 제 1 패턴에 인코딩된 데이터를 디코딩하는 처리 로직을 포함한다.

당업자가 알 수 있는 바와 같이, 본 개시의 양상들은 다양한 방식들, 예를 들어, 방법, 시스템, 컴퓨터 프로그램 제품, 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시의 양상들은 전체적으로 하드웨어 실시예, 전체적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로 코드 등을 포함) 또는 "회로," "모듈" 또는 "시스템"으로서 모두 일반적으로 본 명세서에서 언급될 수 있는 소프트웨어와 하드웨어 양상들을 조합하는 실시예의 형태를 취할 수 있다. 본 개시에 기재된 기능들은 하나 이상의 컴퓨터들의 하나 이상의 처리 유닛들, 예를 들어 하나 이상의 마이크로프로세서에 의해 실행되는 알고리즘으로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 본 명세서에 기재된 각각의 예들의 단계들의 상이한 단계들 및 부분들은 상이한 처리 유닛들에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 본 개시의 양상들은 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체(들)로 구현되는, 바람직하게는 비 일시적이며, 그 위에 내장된, 예를 들어 저장된 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다. 다양한 실시예에서, 이러한 컴퓨터 프로그램은 예를 들어, 기존 디바이스 및 시스템에 다운로드(업데이트)되거나, 이들 디바이스 및 시스템의 제조시 저장될 수 있다.

본 개시의 다른 특징 및 장점은 다음의 설명 및 청구 범위로부터 명백하다.

본 개시의 실시예는 물체 상에 각인된 패턴으로서 제공된 코드를 판독하기 위한 코드 판독기를 제공한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "코드"는 물체 상에 제공된 패턴을 언급하고, 패턴은 운반될 특정 데이터를 나타낸다(즉, 인코딩한다). 패턴은 예를 들어, 물체 상에 각인될 수 있고, "각인된"이란 용어는 임의의 다른 방식으로 물체 상에 인쇄된, 스탬핑된, 펀칭된, 압인된, 새겨진, 디보싱(debossed)된, 에칭된, 또는 마킹된 패턴들을 포함한다. "각인"은 또한 물체에 개구부 또는 구멍으로서 제공되는 패턴을 포함하는데, 예를 들어, 펀칭에 의해 이루어진다. 광은 패턴과 상호 작용하고(예를 들어, 패턴으로부터 반사되고, 패턴을 통해 투과되고, 패턴에 의해 부분적으로 흡수되는 등), 패턴과 상호 작용한 광 중 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 코드 판독기들 중 하나의 하나 이상의 광 검출기들의 감광성 요소 상에 입사한다. 특히, 본 개시의 실시예는 중심 측정 광 검출기, 즉 패턴의 중심이 그 위에 입사된 광을 검출하는 광 검출기의 감광성 요소의 결과로서 생성된 광 전류로부터 직접 얻어질 수 있는 방식으로 광을 검출하는 광 검출기를 사용하는 코드 판독기를 제공한다. 그 다음, 코드 판독기는 검출된 광을 처리하여 검출된 광으로부터 패턴의 중심을 결정하고 중심의 위치에 기초하여 패턴에 인코딩된 데이터를 디코딩하도록 구성된다. 결과적으로, 카메라 기반 디바이스보다 실질적으로 덜 복잡하고 기계 스캐닝을 피하는 코드 판독기가 얻어질 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 코드 판독기(102) 및 그 위에 각인된 패턴(122)을 갖는 물체(120)의 예시적인 코드 판독 조립체(100)를 도시하는 블록도를 도시한다. 본 개시의 다양한 실시예들은 예를 들어, 도 3 및 도 6에 도시된 패턴(122) 또는 패턴들과 같이 예로서 도면들에 도시된 패턴들에 결코 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 코드 판독기(102) 및 물체(120)는 조립체, 예를 들어 의료 디바이스에 사용된 조립체를 형성하고, 물체(120)는 포도당 측정 스트립일 수 있고, 코드 판독기(102)는 포도당 측정 디바이스일 수 있거나, 그 내에 포함될 수 있다.

코드 판독기(102)는 패턴(122)의 코드를 판독하도록 구성된다. 이를 위해, 코드 판독기(102)는, 코드 판독기(102)에 대한 물체(120)를 위한 커넥터로 지칭될 수 있고, 패턴(122)과 상호 작용한 광을 검출하도록 구성된 하나 이상의 중심 특정 광 검출기(108)를 포함하는 부분(104)을 포함한다. 일부 실시예에서, 코드 판독기(102)는 또한 예를 들어, 패턴(122)을 조명하도록 구성된 도파관에 결합됨으로써, 패턴(122) 상에서 반사됨으로써, 패턴(122)을 통해 투과됨으로써, 및/또는 패턴(122)에 의해 부분적으로 흡수됨으로써, 패턴(122)과 상호 작용하는 광을 생성하기 위한 하나 이상의 광원(116)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에서, 광원(116)은 발광 다이오드(LED), 또는 광을 방출하기 위한 임의의 적절한 구성 요소를 포함할 수 있다. 광원(116)에 의해 방출된 광은 응용에 따라 임의의 적합한 파장(또는 파장의 범위)일 수 있다.

다른 실시예에서, 코드 판독기(102)는 광원(116)과 같이 코드의 판독을 위해 사용된 임의의 추가 광원을 포함하지 않고, 그 대신, 주변 광이 패턴(122)과 상호 작용하고 광 검출기(108)에 의해 검출되는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 패턴(122)은, 패턴의 한 측(한 표면)에 입사되는 광이 패턴을 통해 적어도 부분적으로 투과되어, 패턴의 다른 측으로부터 발산하도록 물체에 삽입되도록 물체(120)에 제공될 수 있다. 따라서, 물체(120)는 패턴(122)을 프레이밍(framing)하는 프레임으로서의 역할을 할 것이다. 그런 다음, 그러한 패턴은 주변 광이 패턴의 한 표면 상에 입사하는 방식으로 코드 판독기(102)와 정렬될 수 있고, 패턴의 다른 측 상에 제공된 광 검출기(108)는 패턴을 통해 투과된 주변 입사광의 부분을 검출한다.

코드 판독기(102)는 패턴(122)의 코드를 판독하고, 가능하면 중심 측정 광 검출기(108)가 패턴(122)의 중심을 결정할 수 있도록 물체(120)가 코드 판독기(102)에 첨부되고, 이와 정렬되거나 이에 삽입될 때, 예를 들어, 포도당 레벨 판독과 같이 물체(120) 상의 다른 측정을 수행하도록 구성된다. 도 1a는, 물체(120)가 코드 판독기(102)에 아직 삽입되지 않고, 일단 코드 판독기(102)에 삽입되면 점선 박스(106)가 물체(120)의 위치를 표시하는 시나리오를 도시하는 반면, 도 1b는 코어 판독기(102)로의 물체(120)의 삽입 이후의 시나리오를 도시한다. 도 1a가 물체(120)의 삽입 방향을 나타내지만, 본 명세서에 제공된 설명은 물체가 코드 판독기에 삽입되는데 적합하지 않고, 판독될 코드를 포함하는 패턴(122)과, 광 검출기가 패턴 중심을 결정하도록 하는 코드 판독기(102)의 하나 이상의 중심 측정 광 검출기(108) 사이의 임의의 적합한 정렬에 적용 가능하다. 예를 들어, 물체(120)는 코드 판독기(102) 상에 달라붙거나, 임의의 다른 방식으로 코드 판독기에 첨부될 수 있다. 정렬과 관련된 특정 문제는 아래에서 더 구체적으로 기재된다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 코드 판독기(102)는 본 명세서에 기재된 코드 판독 기술에 따라, 디코딩 로직(110)으로서 도시된 처리 로직을 포함하고, 이 처리 로직은 검출된 광으로부터 패턴(122)의 중심을 결정하고, 결정된 중심에 기초하여 패턴의 코드를 결정하도록{즉, 물체(120) 상에 제공된 패턴에 인코딩된 데이터를 디코딩} 구성된다. 이를 위해, 일부 실시예들에서, 디코딩 로직(110)은 도 1에 도시 된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 다양한 광 검출 및 코드 판독 기술들을 구현 및/또는 제어하도록 구성된 적어도 프로세서(112) 및 메모리(114)를 포함할 수 있다.

도 1이 코드 판독기(102) 내에 포함될 디코딩 로직(110)을 도시하지만, 다른 실시예들에서, 디코딩 로직(110)은 코드 판독기(102) 외부에 구현될 수 있으며, 이 경우, 디코딩 로직(110)은 코드 판독기(102)와 데이터를 교환하고, 특히 광 검출기(108)와 데이터를 교환하고, 예를 들어, 임의의 적절한 통신 채널을 통해 원격으로 광원(들)(116)을 제어하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 코드 판독기(102) 내에 구현되는 대신에, 디코딩 로직(110)은 코드 판독기(102)의 외부에 있을 수 있고, 코드 판독기(102)에 통신 가능하게 결합될 수 있다.

광 검출기 표면 상에 떨어지는 광은, 렌즈가 카메라와 같은 광 검출기의 표면 상에 외부 세계의 이미지를 생성하는데 사용되는 경우와 같이 불균일한 광 패턴을 가질 수 있다. 광이 상이한 물체로부터 나오는 상이한 방향으로부터 광 검출기 상에 입사되는 경우, 표면 상에 떨어지는 광은 또한 불균일한 각도 분포를 가질 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 렌즈는 입사 광선의 각도 분포를 초점 평면상의 강도의 공간 분포로 "변환"한다. 일부 실시예에서, 렌즈는 패턴(122)과 상호 작용한 광을 광 검출기(108) 상에 수렴시키기 위해 사용될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예들에서, 3가지 상이한 종류의 중심 측정 광 검출기들이 사용될 수 있다.

중심 측정 광 검출기의 한 종류는 그 표면상의 광의 공간 분포의 중심을 측정하는 측면 광 다이오드이다. 이는 임의의 카메라에서와 같이 공간 분포를 형성하기 위해 렌즈가 패턴(122)과 광 검출기(108)의 평면 사이에 위치될 것을 요구한다. 측면 광 다이오드는 적어도 2개, 그러나 아마도 더 많은(예를 들어 4개) 전하 수집 전극 사이에 적어도 부분적으로 둘러싸인 전하 생성 영역을 포함한다. 전하 생성 영역은 영역에 입사하는 광, 이 경우, 패턴(122)과 상호 작용한 광의 결과로서 전하를 생성하도록 구성되며, 전하 수집 전극들 각각에 수집된 전하량(특히, 각 전극에서 수집된 전하량 사이의 차이)은 패턴의 중심을 나타낸다.

중심 측정 광 검출기의 또 다른 종류는 광{다시, 패턴(122)과 상호 작용한 광}의 입사 각도 분포의 직접 측정에 기초하기 때문에 "각도 센서"로 언급될 수 있다. 그러한 광 검출기는 본 출원과 동일한 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 US2013/0155396에 기재되어 있으며, 그 개시는 전체가 본 명세서에 병합된다. 도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따따 그러한 각도 센서(200)의 예시적인 측면 사시도를 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 광 검출기(200)는 애퍼처(aperture)(202)를 갖는 표면(205) 및 그 경계에서 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 광 검출기(211, 212)를 포함하고, 경계는 애퍼처와 정렬된다. 도 2의 예에서, 한 쌍의 광 검출기의 전기적 절연을 제공하는 경계는 트렌치(trench)(203)로 도시되어있다. 그러나, 그러한 경계를 제공하는 다른 방식은 본 개시의 범주 내에 있다. 패턴(122)과 상호 작용한 광은 표면(205) 상에 입사할 수 있고, 애퍼처(202)를 통과하여 광 검출기(211 및 212)에 도달할 수 있다. 도 2가 한 쌍의 부 광 검출기(211 및 212)를 갖는 단일 광 검출기(200), 및 단일 애퍼처(202)를 도시하지만, 다른 실시예에서, 상이한 개수의 애퍼처 및 광 검출기가 사용될 수 있다는 것이 주지되어야 한다.

애퍼처(202)는 폭(s)을 갖는 슬릿일 수 있으며, 애퍼처(202)는 광 검출기(211 및 212) 위의 높이(h)에 위치될 수 있다. 일부 구성에서, h는 30㎛ 미만일 수 있으며, 일부 공간 절감 구성에서, h는 10㎛ 미만 또는 1㎛ 미만 일 수 있다. 광이 통과할 수 있게 하는 매체는 투명 매체(206)로서 도 2에 도시된 하나 이상의 애퍼처(202)와 광 검출기(211 및 212) 사이에 위치될 수 있다. 일부 경우에, 매체는 반도체 디바이스 제조 동안 사용된 유리의 형태를 포함하는 유리일 수 있다. 광 검출기의 폭은 각도 범위 요건 및 h에 의존할 수 있다.

한 쌍의 광 검출기(211 및 212) 각각은, 광이 이들 2개의 광 검출기(211 및 212)에 도달할 수 있는 경우, 패턴(122)과 상호 작용하는 광이 광 검출기에 입사할 때 각각의 광전류를 생성하도록 구성된다. 패턴(122)과 상호 작용하는 광의 각도는 광 검출기(211 및 212) 각각에서 검출된 광전류의 상대적인 비율을 측정함으로써 계산될 수 있다. 광이 패턴(122)과 상호 작용한 경우일 수 있듯이, 광이 강도(ln(θ))를 갖는 다중 각(θ)으로부터 광 검출기(211 및 212)에 도달하도록 각 분포되면, 광의 평균 각도 위치는 서브 광 검출기(211 및 212) 각각에 의해 생성된 광전류에 기초하여 계산될 수 있다. 그 위치로부터, 패턴(122)의 중심이 결정될 수 있다. 즉, 그러한 쌍의 광 검출기는 입사광의 각도를, 그리고 그 측정으로부터 패턴의 중심을 검출하는데 충분하고, 입사광의 각도는 한 쌍의 광 검출기에 의해 각각 생성된 광전류의 비율에 기초하여 검출 가능하다. 한 쌍의 서브 광 검출기(211, 212)는 렌즈 없이 광 경로를 따라 정렬되고, 광 경로는 애퍼처(202) 및 광 검출기(211, 212)를 통해 안내된다.

전술한 두 종류의 광 검출기 모두에서, 1 차원 측정을 위한 2개의 전극 및 완전한 2차원 측정을 위한 4개의 전극에 의해 생성된 광전류가 측면 광 다이오드의 경우에 이미지의 중심 및 각도 센서의 경우에 각도 분포의 중심을 직접 산출하는 관점에서 유사한 방식으로 측정된다. 이러한 종류의 광 검출기는 수천 또는 수백만 개의 광 검출기를 포함하는 종래의 카메라에 의해 일상적으로 측정되는 상세한 광 분포를 생성할 수 없다. 그러나, 이것은 광 검출기가 단지 패턴의 중심을 결정할 수 있어야 하기 때문에 필요하지 않다. 디코딩 로직(110)은 광 검출기(108)의 전극에서 측정된 광전류에 간단한 대수를 수행하여 광 검출기(108)에 입사하는 광의 광 분포의 중심의 순간 값을 직접 얻도록 구성될 수 있다. 본 개시의 정황에서, 이미지의 중심 또는 각도 분포는 예를 들어 무게 중심과 같이, 간단히 광 분포의 가중 평균 좌표로 볼 수 있다.

중심 측정 광 검출기의 또 다른 종류는 픽셀로부터의 데이터를 처리하는 집적 전자 기기에 의해 중심을 직접 측정하도록 구성된 1차원 또는 2차원 카메라와 유사한 다중 픽셀 센서이다. 이러한 센서는 물체를 추적하는데 사용되는 것으로 종래 기술에 알려져 있으므로, 여기서는 상세히 설명하지 않는다.

다양한 실시예에서, 정보는 도 3에 도시된 8개의 패턴과 같은 간단한 패턴을 사용하여 운반될 수 있으며, 그 각각은 물체(120) 상에 각인될 패턴(122)으로서 사용될 수 있다. 도 3에 도시된 패턴은 3x3 그리드로 배열된 9개의 블록을 갖고, 여기서 그 중 하나는 흰색으로 도시되고, 다른 것은 음영으로 표시된다. 흰색 블록은 음영 블록에 대한 패턴의 차이를 나타낸다. 예를 들어, 패턴이 개구부 패턴인 경우, 흰색 블록은 다른 면에서 연속 표면에서의 개구부일 수 있다. 다른 예에서, 코드 판독기가 코드를 판독하기 위해 패턴으로부터 반사된 광을 사용하는 경우, 흰색 블록은 음영 블록의 반사율과 상이한 반사율을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 코드 판독기가 코드를 판독하기 위해 패턴으로부터 투과된 광을 사용하는 경우, 흰색 블록은 음영 블록과는 상이한 투과/흡수 계수를 가질 수 있다. 본 명세서에 제공된 설명에 기초하여 당업자에게 명백한 바와 같이, 특정 코드 판독기 설계에 따라 임의의 다른 장치(arrangements)가 가능하며, 이들 모두는 본 개시의 범위 내에 있다.

도 3에 도시된 바와 같은 3x3 그리드의 패턴은 9개의 상이한 코드에 대응하는 데이터를 인코딩하는데 사용될 수 있다. 따라서, 광 검출기(108)가 3x3 그리드를 둘러싸는 경계 박스 내로 제약된다고 가정하면, 중심 측정 광 검출기(108)는 도 3에 도시된 9개의 패턴에 대해 9개의 상이한 (x,y) 좌표를 산출할 것이다. 그러한 코딩 접근법은 예를 들어, 의료 디바이스 조립체 또는 가전 기기와 같은 응용에 충분할 수 있고, 여기서 코드 판독기는 몇 가지 가능한 데이터 세트 중 하나를 나타내는 코드를 판독할 필요가 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 코드를 포도당 측정 스트립의 인쇄 회로 기판(PCB)의 뒷면에 인쇄하는 것은 매우 저렴한 비용으로 용이하게 달성될 수 있다.

다른 실시예에서, 패턴은, 예를 들어, 패턴이 단순히 1차원(1-D) 패턴일 수 있다는 점에서 도 3에 도시된 패턴보다 더 간단할 수 있다. 이러한 패턴은 코드 판독기를 한 방향으로 정렬하는데 덜 민감하게 만들 수 있고 중심 측정 광 검출기의 구성을 단순화할 수 있기 때문에 유리할 수 있고, 더 적은 정보 비트만 코딩될 필요가 있는 배치에 특히 적용될 수 있다.

실제 상황에서, 흰색 블록의 위치 배치에 의해 인코딩될 수 있는 중심의 고유 좌표 쌍(즉, x 및 y 좌표)의 수는 4개의 1차 시스템 파라미터에 따라 좌우될 수 있다: 1) 광 검출기(108)의 신호대 잡음비(SNR), 2) 패턴(122)과 광 검출기(108) 사이의 정렬 반복성, 3) 물체(120) 상에 패턴(122)을 각인하는 해상도 및 가변성(예를 들어, 패턴의 단순한 인쇄에 의해 이루어진 경우, 프린터 해상도 및 가변성), 및 4) 패턴(122)과 상호 작용하고 광 검출기(108)에 의해 검출되는 광에 대한 광 조명의 공간 제어의 가변성.

최종 파라미터, 즉 광 조명의 공간 제어의 가변성은 적절한 확산기의 사용에 의해 최소화되거나 제거될 수 있다. 유리하게, 본 명세서에 기재된 중심 측정 광 검출기들 중 어느 것도 중심을 보고하기 위해 절대 광 레벨에 의존하지 않는다. 그러므로, 광 조명에서의 공간 변화만이 재료이며, 적절한 확산 요소를 제공함으로써, 예를 들어, 조명을 균일하게 확산하기 위해 광원의 전방에 확산 요소를 위치시킴으로써 감소 또는 제거될 수 있다.

제 1 파라미터, 즉 센서 시스템의 SNR은 또한 비교적 용이하게 어드레싱될 수 있는데, 예를 들어, 조명 레벨은 높은 SNR을 보장하도록 제어될 수 있다. 위에 기재된 각 중심 측정 광 검출기에 대해, 상대 오차(x 또는 y)는 1/SNR에 비례한다. 따라서, 1000의 SNR에 대해, 또는 60dB의 경우, 10³ x 10³ 또는 백만 위치가 코딩될 수 있다.

전술한 것은 실제 상황에서, 본 명세서에 기재된 코드 판독기를 사용하여 판독을 위해 인코딩될 수 있는 유효 코드의 수를 결정하는 것이 주 기여자가 될 수 있는 정렬 반복성(제 2 파라미터) 또는 프린터 반복성(제 3 파라미터)이 있다. 허용되는 오류율로 간주되는 것에 따라 더 많거나 더 적은 패턴이 수용될 수 있다.

실제 각도 위치는 광 검출기(108)와 패턴(122) 사이의 상대 거리에 의존할 수 있다. 이것은 일부 알려진 거리만큼 분리된 시야가 중첩된 2개의 중심 측정 광 검출기를 사용함으로써 해결될 수 있다. 이러한 한 쌍의 광 검출기에 의해 측정된 광전류는 간단한 삼각법으로부터 광 검출기(108)와 패턴(122) 사이의 거리를 추측할 수 있게 하며, 이 거리는 중심의 결정을 조정하는데 사용될 수 있다. 이는 각 센서가 패턴과 관련된 위치로 인해 중심의 상이한 위치를 측정한다는 점에 따른다. 두 센서에 의해 측정된 각도 위치의 상대적인 차이를 충족시키는 센서로부터의 패턴까지의 거리는 하나이다. 이는 패턴에 대한 거리가 결정될 수 있음을 의미하며, 이 거리는 코드 판독기가 전개되는 특정 설정에 따라 변할 수 있으므로, 측정된 각도 위치는 결정된 거리에 대해 보정될 수 있다. 다양한 실시예에서, 이것은 예를 들어, 삼각 함수 계산을 통해 또는 룩업 테이블을 사용함으로써 수행될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 코드 판독기와 그 위에 각인된 코드를 갖는 물체의 상대 위치를 도시한다. 두 도면은 전술한 패턴(122)과 유사하게 패턴(422)과 실질적으로 정렬된 전술한 광 검출기(108)와 유사한 중심 측정 광 검출기(408)를 도시하여, 패턴(422)의 충분한 부분이 도 4a에서의 시야(440)로서 도시된 광 검출기(408)의 시야 내에 있다.

도 4a 및 4b의 요소(430)는 패턴(422)이 제공될 수 있는 지지층, 예를 들어 광이 이에 결합될 수 있고 광이 이로부터 광 검출기(408)의 방향으로 누출할 수 있어, 광 검출기(408) 상에 입사하기 전에 패턴(422)과 상호 작용하는 층을 도시한다. 이것은 도 1을 참조하여 기재된 물체(120) 및 패턴(122)에도 적용 가능하지만, 특히 거기에 도시되지 않는다.

도 4a는 도 4b에 도시된 것보다 패턴(422)으로부터 더 먼 거리에 제공되는 광 검출기(408)를 도시한다. 이 도면은, 패턴과 센서(들) 사이의 실제 거리가 상이한 전개 시나리오에서 상당히 다를 수 있지만, 각 경우에, 본 명세서에 개시된 방법은 중심의 신뢰할 수 있는 측정을 제공할 수 있다는 것을 도시한다.

정렬 오차는 기계적 정렬(즉, 위의 제 2 파라미터)에 기인한 에러 및 프린터 정렬(즉, 위의 제 3 파라미터)에 기인한 에러 모두를 포함하는 것으로 단순히 간주될 수 있음을 주지되어야 하는데, 이는 이들이 서로 쉽게 구별 가능하지 않기 때문이다. 2개의 중심 측정 광 검출기가 물체 상에 각인된 두 개의 상이한 패턴을 판독하는데 사용되는 차동 방식을 채택함으로써 이들 오류 모두가 상당히 감소되거나 제거될 수 있고, 이러한 광 검출기는 때때로 다음에 차동 광 검출기로 언급된다. 이러한 실시예에서, 2개의 중심 측정 광 검출기 각각은 전술한 중심 측정 광 검출기 중 하나일 수 있고, 물체 상에 각인된 2개의 패턴 각각은 전술한 패턴 중 하나일 수 있다. 코드 판독기는 서로 나란히 위치된 이들 2개의 중심 측정 광 검출기를 포함하고, 그 시야는 중첩하지 않아, 각각의 광 검출기는 주어진 물체에 각인된 상이한 패턴을 판독할 수 있다.

차동 중심 측정 광 검출기를 포함하는 코드 판독기는, 각각 시야(540)를 갖는 두 개의 광 검출기(508)가 사용된다는 것을 제외하고 도 4a 및 도 4b(따라서 위에 제공된 모든 설명이 여기에 적용 가능하다)와 유사한 도 5a 및 5b에 도시되어 있다. 도 5a 및 도 5b는 단일 패턴(522)을 도시하지만, 이러한 단일 패턴은 예를 들어, 도 6에 도시된 3개의 예시적인 차동 패턴 중 하나와 같이 2개의 패턴을 포함하는 차동 패턴을 포함하는 것으로 이해된다. 유사하게, 도 1이 단일 패턴(122)을 참조하여 도시하고 기재되지만, 코드 판독기(102)와 관련하여 위에서 제공된 설명은 본 명세서에서 기재된 차동 방식을 구현하는 코드 판독기에 적용 가능하다.

차동 방식의 실시예에서, 2개의 중심 측정 광 검출기는 서로 특정의 알려진 거리에 위치되는데, 즉 이들은 정렬된다. 각 중심 측정 광 검출기는 대응하는 패턴의 중심을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 도 5a 및 5b의 좌측에 도시된 광 검출기(508)는 도 6에 도시된 3개의 차동 패턴들 중 하나의 좌측 패턴의 중심을 결정하도록 구성될 수 있는 한편, 도 5a 및 도 5b의 우측에 도시된 광 검출기(508)는 도 6에 도시된 3개의 차동 패턴들 중 하나의 우측 패턴의 중심을 결정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본질적으로, 2개의 쌍의 좌표가 측정되고, 쌍(x1, y1)은 하나의 광 검출기(508)에 의해 측정된 바와 같이 패턴의 중심을 나타내고, 쌍(x2, y2)은 다른 광 검출기(508)에 의해 측정된 패턴의 중심을 나타낸다. 그 다음, 디코딩 로직(110)은 이러한 2개의 중심 사이의 차이, 예를 들어, 데이터를 디코딩하는 거리(x1-x2, y1-y2)를 이용하도록 구성된다. 즉, 데이터는 두 패턴의 중심 사이의 거리로 인코딩될 수 있다. 이러한 접근법은 광 검출기의 상대적인 기계적 정렬에 의해 또는 인쇄된 패턴에 의해 임의의 공통 모드 정렬 오프셋을 제거한다. 또한, 2개의 중심 측정 광 검출기 및 차동 패턴을 사용함으로써, 차동 방식은 코드의 수를 상당히 증가시킬 수 있다.

선택적으로, 정렬 및/또는 프린터 에러를 더 감소하기 위해 추가적인 조치가 취해질 수 있다. 예를 들어, 동일한 다이 상에 2개의 중심 측정 광 검출기를 제조하는 것은 이들 사이의 변동을 더욱 감소시키고 리소그래피적으로 이들을 정렬시킬 수 있다. 이는 상대적인 광 검출기 정렬 및 광 검출기 응답의 임의의 오류를 감소하거나 제거한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 두 가지 패턴은 동일한 수단을 이용하여 물체 상에 각인될 수 있는데, 예를 들어 2가지 패턴은 동일한 프린터에 의해 인쇄될 수 있다. 그런 다음, 패턴 사이의 차이에 기초하여 데이터가 디코딩될 때 임의의 프린터 오류가 취소된다.

센서와 패턴(예를 들어, 도 5a에 도시된) 간의 거리(z)는 차동 중심 거리(x1-x2, y1-y2)의 측정에 영향을 줄 수 있다. 일부 실시예에서, 코드 판독기는 이 거리를 설명하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 코드 판독기는 중첩된 시야를 갖는 또 다른 쌍의 중심 측정 광 검출기를 포함할 수 있으며, 전술한 바와 같이 광 검출기와 패턴 사이의 거리를 결정하기 위해 이들 광 검출기를 사용할 수 있다. 이러한 거리 측정은 광 검출기 시스템을 교정하는데 사용될 수 있다. 또한 중심 측정 광 검출기와 패턴을 상대적으로 분리하여 데이터를 인코딩할 수 있다.

도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따라 코드 판독 방법(700)의 흐름도를 도시한다. 도 1 및 도 5에 도시된 시스템을 참조하여 설명되었지만, 임의의 순서로 방법(700)의 단계들을 수행하도록 구성된 임의의 시스템들은 본 개시의 범위 내에 있다.

방법의 시작에, 그 위에 각인된 하나 이상의 패턴을 포함하는 물체는 코드 판독기에 첨부되고, 이와 정렬되거나 또는 이에 삽입될 수 있다. 방법은 단계(702)에서 시작할 수 있으며, 여기서 예를 들어 위에 기재된 광 검출기(108, 408, 또는 508)와 같이, 코드 판독기 내에 포함된 하나 이상의 중심 측정 광 검출기가 물체의 하나 이상의 패턴과 상호 작용한 광을 검출하고, 단계(704)에서, 하나 이상의 패턴의 중심이 결정된다. 단계(706)에서, 중심 측정 광 검출기와 연관된 코드 검출 로직은 하나 이상의 패턴에서 인코딩된 데이터를 결정하기 위해 결정된 중심을 처리하도록(예를 들어, 프로세스 좌표는 중심의 위치를 나타낸다) 구성된다.

선택된 예들

예 1은 의료 디바이스 물체 상에서 측정을 수행하도록 구성된 의료 디바이스 판독기를 포함하는 의료 디바이스 조립체를 제공하며, 의료 디바이스 판독기는 코드 판독기를 포함하고, 의료 디바이스 물체는 의료 디바이스 판독기에 첨부되고, 이와 정렬되거나 이에 삽입되도록 구성되고, 물체 상에 각인된 패턴으로서 그 위에 제공된 코드를 갖는다. 코드 판독기는 패턴과 상호 작용하는 광을 검출하도록 구성된 하나 이상의 중심 측정 광 검출기로서, 검출된 광은 패턴의 중심을 나타내는, 하나 이상의 중심 측정 광 검출기; 및 검출된 광으로부터 패턴의 중심을 결정하고 결정된 중심에 기초하여 코드를 결정하도록 구성된 처리 로직을 포함한다..

예 2는 예 1에 따른 의료 디바이스 조립체를 제공하고, 의료 디바이스 물체는 포도당 측정 스트립을 포함하고 의료 디바이스 판독기는 포도당 측정기를 포함하고, 의료 디바이스 물체 상에서 의료 디바이스 판독기에 의해 수행된 측정은 포도당 측정 스트립에 제공된 샘플에 기초하여 하나 이상의 포도당 레벨의 측정을 포함한다.

예 3은 예 1에 따른 의료 디바이스 조립체를 제공하며, 하나 이상의 중심 측정 광 검출기는 서로에 대해 미리 한정된 위치에 제공된 제 1 광 검출기 및 제 2 광 검출기를 포함하고(예를 들어, 2개의 광 검출기 사이의 거리는 알려진 미리 한정된 거리이다), 상기 패턴은 제 1 패턴이고, 물체는 그 위에 제공된 제 2 패턴을 더 구비하고, 제 1 광 검출기는 제 1 패턴과 상호 작용한 광을 검출하도록 구성되고, 제 1 광 검출기에 의해 검출된 광은 제 1 패턴의 중심을 나타내고, 제 2 광 검출기는 제 2 패턴과 상호 작용한 광을 검출하도록 구성되고, 제 2 광 검출기에 의해 검출된 광은 제 2 패턴의 중심을 나타내고, 처리 로직은 제 1 광 검출기에 의해 검출된 광에 기초하여 제 1 패턴의 중심을 결정하고, 제 2 광 검출기에 의해 검출된 광에 기초하여 제 2 패턴의 중심을 결정하도록 구성되고, 데이터를 디코딩하는 것은 제 1 패턴의 중심과 제 2 패턴의 중심 사이의 거리에 기초하여 제 1 및 제 2 패턴에 인코딩된 데이터를 디코딩하는 것을 포함한다.

예 4는 예 1에 따른 의료 디바이스 조립체를 제공하며, 하나 이상의 중심 측정 광 검출기 각각은 애퍼처를 갖는 표면, 및 이들 사이에서의 경계에서 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 광 검출기를 포함하고, 경계는 애퍼처와 정렬된다.

예 5는 코드 판독 시스템을 제공하고, 코드 판독 시스템은 물체 상에 제공된 제 1 패턴과 상호 작용한 광을 검출하도록 구성된 제 1 중심 측정 광 검출기로서, 제 1 패턴은 데이터를 인코딩하고, 검출된 광은 제 1 패턴의 중심을 나타내는, 제 1 중심 측정 광 검출기; 및 검출된 광으로부터 제 1 패턴의 중심을 결정하고, 제 1 패턴의 결정된 중심들에 기초하여 제 1 패턴에 인코딩된 데이터를 디코딩하도록 구성된 처리 로직을 포함한다.

예 6은 예 5에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 제 1 중심 측정 광 검출기는 적어도 한 쌍의 전하 수집 전극 사이에 적어도 부분적으로 둘러싸인 전하 생성 영역을 포함하며, 여기서, 전하 생성 영역은 광이 영역에 입사한 결과로서 전하를 생성하도록 구성되고, 전하 수집 전극들 각각에서 수집된 전하량(예를 들어, 각 전극에서 수집된 전하량들 간의 차이)은 제 1 패턴의 중심을 나타낸다.

예 7은 예 6에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 제 1 중심 측정 광 검출기 상에 제 1 패턴을 이미징하도록 구성된 렌즈를 더 포함한다.

예 8은 예 6에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 제 1 중심 측정 광 검출기는 제 1 패턴과 직접 접촉하거나, 10밀리미터 미만의 거리에(즉, 제 1 패턴과 비교적 근접하여) 있다.

예 9는 예 5에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 제 1 중심 측정 광 검출기는 애퍼처를 갖는 표면; 및 이들 사이의 경계에서 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 광 검출기를 포함하고, 경계는 애퍼처와 정렬된다

예 10은 예 9에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 한 쌍의 광 검출기 각각은, 광 검출기 쌍이 입사광의 각도를 검출하기에 충분하도록 각각의 광전류를 생성하도록 구성되고, 입사광의 각도는 한 쌍의 광 검출기에 의해 각각 생성된 광전류의 비율에 기초하여 검출 가능하고, 한 쌍의 광 검출기는 렌즈 없이 광 경로를 따라 정렬되고, 광 경로는 애퍼처 및 광 검출기를 통해 안내한다.

예 11은 예 5에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 제 1 중심 측정 광 검출기는 제 1 패턴의 중심을 측정하도록 구성된 다중 픽셀 센서를 포함한다.

예 12는 예 5에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 코드 판독 시스템은 제 1 중심 측정 광 검출기에 대해 미리 한정된 위치에 제공되는 제 2 중심 측정 광 검출기를 더 포함하고(예를 들어, 2개의 광 검출기 사이의 거리는 알려진 미리 한정된 거리이다), 물체는 그 위에 제공된 제 2 패턴을 더 구비하고, 제 2 광 검출기는 제 2 패턴과 상호 작용하는 광을 검출하도록 구성되며, 제 2 광 검출기에 의해 검출된 광은 제 2 패턴의 중심을 나타내고, 처리 로직은 제 2 광 검출기에 의해 검출된 광에 기초하여 제 2 패턴의 중심을 결정하도록 추가로 구성되고, 데이터를 디코딩하는 단계는 제 1 패턴의 중심과 제 2 패턴의 중심 사이의 거리에 기초하여 제 1 및 제 2 패턴의 조합에서 인코딩된 데이터를 디코딩하는 단계를 포함한다.

예 13은 예 5에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 물체 상에 제공된 제 1 패턴과 상호 작용하도록 광을 생성하도록 구성된 하나 이상의 광원을 더 포함한다.

예 14는 예 13에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 하나 이상의 광원은 생성된 광을 물체에 결합하도록 구성된다.

예 15는 예 13에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 하나 이상의 광원은 생성된 광을 물체에 조명하여 제 1 패턴과 상호 작용하는 광이 제 1 패턴을 통해 투과되는 생성된 광의 부분을 포함하도록 구성된다.

예 16은 예 13에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 하나 이상의 광원은 생성된 광을 물체에 조명하여 제 1 패턴과 상호 작용하는 광이 제 1 패턴으로부터 반사되는 생성된 광의 부분을 포함하도록 구성된다.

예 17은 예 5에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 제 1 패턴은 물체에 제공된 개구부의 패턴이다.

예 18은 예 5에 따른 코드 판독 시스템을 제공하며, 여기서 제 1 패턴은 고유한 코딩 패턴이다.

예 19는 코드 판독 조립체를 제공하고, 코드 판독 조립체는 코드 판독기, 및 물체 상에 제공된 패턴으로서 그 위에 각인된 코드를 갖는 물체를 포함하고, 코딩된 물체는 코드 판독기가 코딩된 물체 상에 각인된 코드를 판독하도록 하기 위해 코드 판독기에 첨부되고, 이와 정렬되거나 이에 삽입되도록 구성된다. 코드 판독기는 패턴과 상호 작용하는 광을 검출하도록 구성된 하나 이상의 중심 측정 광 검출기로서, 검출된 광은 패턴의 중심을 나타내는, 하나 이상의 중심 측정 광 검출기; 및 검출된 광으로부터 패턴의 중심을 결정하고 결정된 중심에 기초하여 코드를 결정하도록 구성된 처리 로직을 포함한다.

변경 및 구현

도면의 예시가 실제 코드 판독기의 실제 레이아웃, 배향, 크기 및/또는 기하학적 구조(geometry)를 나타낼 필요가 없다는 것이 주지된다. 다양한 적절한 레이아웃이 패턴의 중심에 기초하여 데이터를 디코딩하도록 구성된 코드 판독기에 대해 설계되고 구현될 수 있음은 본 개시에 의해 구상된다. 위에 제공된 설명에 기초하여, 당업자는 데이터를 패턴으로 인코딩하고 중심 측정 광 검출기를 사용하여 인코딩된 데이터를 판독하는 다양한 추가 실시 예 및 구성을 쉽게 구상할 수 있으며, 이들 모두는 본 개시의 범위 내에 있다.

도 1 내지 도 7은 동등하거나 유사한 결과를 달성하기 위해 크게 변화할 수 있으며, 따라서 본 명세서에 개시된 정황 데이터의 사용을 이용하는 유일한 가능한 구현으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에 기재된 코드 판독기 및/또는 연관된 처리 모듈은 의료 기기, 보안 모니터링, 환자 모니터링, 건강 관리 기기, 의료 기기, 자동차 기기, 항공 우주 기기, 가전 기기 및 스포츠 기기 등을 포함하는 많은 영역에 제공될 수 있다.

일부 경우에, 코드 판독기 및/또는 연관된 처리 모듈은 의사 사무실, 응급실, 병원 등과 같은 건강 관리 환경에서 전문 의료 기기에 사용될 수 있다. 일부 경우에, 코드 판독기 및/또는 연관된 처리 모듈은 학교, 체육관, 주택, 사무실, 옥외, 수중 등과 같이 덜 정식 환경에서 사용될 수 있다. 코드 판독기 및/또는 연관된 처리 모듈은 소비자 건강 관리 제품에 제공될 수 있다.

위의 실시예의 논의에서, 커패시터, 클록, DFF, 분배기, 인덕터, 저항, 증폭기, 스위치, 디지털 코어, 트랜지스터 및/또는 다른 구성 요소는 특정한 회로 요구를 수용하기 위해 쉽게 대체, 치환 또는 변형될 수 있다. 더욱이, 보충 전자 디바이스, 하드웨어, 소프트웨어 등의 사용이 본 개시의 교시를 구현하기 위한 동등한 실행 가능한 옵션을 제공함을 주지해야 한다. 예를 들어, 디지털 영역에서 신호를 처리하는 대신, 아날로그 영역에서 신호를 처리할 수 있는 동등한 전자 장치를 제공할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 도면의 임의의 수의 전기 회로가 연관된 전자 디바이스의 보드 상에 구현될 수 있다. 보드는 전자 디바이스의 내부 전자 시스템의 다양한 구성 요소를 유지할 수 있는 일반 회로 보드일 수 있으며, 또한 다른 주변 장치용 커넥터를 제공할 수 있다. 더 구체적으로, 보드는 시스템의 다른 구성 요소가 전기적으로 통신할 수 있는 전기 연결을 제공할 수 있다. 임의의 적절한 프로세서(디지털 신호 프로세서, 마이크로프로세서, 지지 칩셋, 등을 포함), 컴퓨터 판독 가능 비 임시 메모리 요소 등은 특정 구성 필요, 처리 요구, 컴퓨터 설계 등에 기초하여 보드에 적절히 결합될 수 있다. 외부 저장부, 추가 센서, 오디오/비디오 디스플레이용 제어기, 및 주변 디바이스와 같은 다른 구성 요소는 케이블을 통해 플러그인 카드로서 보드에 부착되거나, 보드 자체에 통합될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 여기에 기재된 기능들은 이러한 기능들을 지원하는 구조 내에 배열된 하나 이상의 구성 가능(예를 들어, 프로그래밍가능) 요소들 내에서 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어로서 에뮬레이션 형태로 구현될 수 있다. 에뮬레이션을 제공하는 소프트웨어 또는 펌웨어는 프로세서가 그러한 기능을 수행할 수 있게 하는 명령을 포함하는 비 임시 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 상에 제공될 수 있다. 일부 경우에, 용도 특정 하드웨어는 이들 기능을 수행하기 위해 프로세서와 함께 또는 프로세서에 제공될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 도면의 전기 회로는 독립형 모듈(예를 들어, 특정 응용 또는 기능을 수행하도록 구성된 연관된 구성 요소 및 회로를 갖는 디바이스) 또는 전자 디바이스의 응용 특정 하드웨어에 플러그인 모듈로서 구현될 수 있다. 본 개시의 특정 실시예는 부분적으로 또는 전체적으로 시스템 온 칩(SOC) 패키지에 용이하게 포함될 수 있음이 주지된다. SOC는 컴퓨터 또는 다른 전자 시스템의 구성 요소를 단일 칩에 통합하는 IC를 나타낸다. 이것은 디지털, 아날로그, 혼합 신호 및 종종 무선 주파수 기능을 포함할 수 있다: 이 모든 기능은 단일 칩 기판에 제공될 수 있다. 다른 실시예는 다중 칩 모듈(MCM)을 포함할 수 있고, 복수의 개별 IC는 단일 전자 패키지 내에 위치되고 전자 패키지를 통해 서로 밀접하게 상호 작용하도록 구성된다. 다양한 다른 실시예에서, 느린 가변 주파수 추적 기능은 ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Arrays) 및 다른 반도체 칩에서의 하나 이상의 실리콘 코어에서 구현될 수 있다.

도면을 참조하여 위에 논의된 활동이 신호 처리를 수반하는 임의의 집적 회로, 특히 특수 소프트웨어 프로그램 또는 알고리즘을 실행할 수 있는 임의의 집적 회로에 적용 가능하며, 이들 중 일부는 느린 이동 주파수를 추적하기 위해 디지털화된 실시간 데이터를 처리하는 것과 연관될 수 있음을 주지하자. 특정한 실시예는 다중 DSP 신호 처리, 부동 소수점 처리, 신호/제어 처리, 고정 기능 처리, 마이크로제어기 응용 등과 관련될 수 있다. 특정 정황에서, 여기에서 논의된 특징들은 의료 시스템, 과학 기기, 무선 및 유선 통신, 레이더, 산업 공정 제어, 오디오 및 비디오 기기, 전류 감지, 계측(고도로 정밀할 수 있음) 및 다른 디지털 처리 기반 시스템에 적용될 수 있다. 더욱이, 위에 논의된 특정 실시예는 의료 이미징, 환자 모니터링, 의료 기구 및 가정용 건강 관리를 위한 디지털 신호 처리 기술에 제공될 수 있다. 이것은 폐 모니터, 심장 박동 모니터, 맥박 조정기 등을 포함할 수 있다. 다른 응용은 안전 시스템(예를 들어, 안정성 제어 시스템, 운전자 보조 시스템, 제동 시스템, 인포테인먼트 및 임의의 종류의 실내 응용)을 위한 자동차 기술을 수반할 수 있다. 또 다른 예시의 시나리오에서, 본 개시의 교시는 생산성, 에너지 효율 및 신뢰성을 구동하는데 도움을 주기 위해 생체 신호를 추적하는 것을 목표로 하는 프로세스 제어 시스템을 포함하는 산업 시장에 적용될 수 있다.

본 명세서에 제공된 많은 예들에 있어서, 상호 작용은 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 부분들에 관해 기재될 수 있음이 주지된다. 그러나, 이는 명확성과 예만을 목적으로 이루어졌다. 시스템은 임의의 적절한 방식으로 통합될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 유사한 설계 대안에 따라, 도면들의 임의의 도시된 구성 요소, 모듈 및 요소는 다양한 가능한 구성으로 조합될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서의 넓은 범위 내에 명확하게 포함된다. 특정 경우에, 제한된 수의 전기 요소만을 참조하여 주어진 흐름 세트의 기능 중 하나 이상을 설명하는 것이 더 용이할 수 있다. 도면들의 특징 및 그 교시들은 쉽게 확장 가능하고 더 복잡하고/정교한 배열 및 구성뿐만 아니라 많은 수의 구성 요소들을 수용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 따라서, 제공되는 예들은 범위를 제한하거나 무수히 많은 다른 아키텍처에 잠재적으로 적용되는 전기 회로의 광범위한 교시를 금지하지 않아야 한다.

본 명세서에서, "하나의 실시예", "실시예의 예", "일 실시예", "다른 실시예", "일부 실시예", "다양한 실시예", "다른 실시예", "대안적인 실시예"등에 포함된 다양한 특징들(예를 들어, 요소, 구조, 모듈, 구성 요소, 단계, 동작, 부분, 특징 등)은 그러한 임의의 특징들이 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 포함되지만, 동일한 실시예에서 반드시 조합되거나 결합되지 않을 수 있다는 것이 주지된다.

코드 판독과 관련된 기능은 도면에 도시된 시스템에 의해 또는 시스템 내에서 실행될 수 있는 가능한 추적 기능 중 일부만을 도시한다는 것에 주지하는 것도 중요하다. 이러한 동작 중 일부는 필요에 따라 삭제되거나 제거될 수 있으며, 또는 이러한 동작은 본 개시의 범위를 벗어나지 않고도 상당히 변형되거나 변화될 수 있다. 더욱이, 이러한 동작의 타이밍이 상당히 변경될 수 있다. 선행하는 동작 흐름은 예 및 논의를 위해 제공되었다. 임의의 적절한 배열들, 연대기들, 구성들, 및 타이밍 메커니즘들이 본 개시의 교시로부터 벗어나지 않고도 제공될 수 있다는 점에서 상당한 유연성이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 제공된다. 전술한 장치의 모든 선택적인 특징은 또한 본 명세서에 기재된 방법 또는 프로세스에 대해 구현될 수 있으며, 예에서의 특정 사항은 하나 이상의 실시예에서 어느 곳에서나 사용될 수 있다는 것이 주지된다.

이러한 경우(위)에서의 '수단'은 임의의 적합한 소프트웨어, 회로, 허브, 컴퓨터 코드, 로직, 알고리즘, 하드웨어, 제어기, 인터페이스, 링크, 버스, 통신 경로 등과 함께 본 명세서에 논의된 임의의 적절한 구성 요소를 사용하는 것을 포함할 수 있다(하지만 이에 제한되지 않는다). 제 2 예에서, 시스템은 실행될 때 시스템이 위에 논의된 임의의 활동을 수행하도록 하는 기계 판독 가능 명령을 더 포함하는 메모리를 포함한다.

Claims

코드 판독 시스템에 있어서,
물체 상에 제공된 제1 패턴과 상호작용하는 광을 검출하도록 구성된 제1 광검출기 - 상기 제1 패턴은 데이터를 인코딩하고, 상기 검출된 광은 상기 제1 패턴의 중심을 나타냄 -; 및
처리 로직
을 포함하며,
상기 처리 로직은,
상기 검출된 광으로부터 상기 제1 패턴의 중심을 결정하고,
상기 제1 패턴의 결정된 중심에 기초하여 상기 제1 패턴으로 인코딩된 데이터를 결정하도록 구성된 것인, 코드 판독 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 광검출기는 적어도 전하 수집 전극들의 쌍 사이에 적어도 부분적으로 둘러싸인 전하 생성 영역을 포함하고,
상기 전하 생성 영역은 상기 광이 상기 전하 생성 영역에 입사한 결과로서 전하를 생성하도록 구성되며,
상기 전하 수집 전극들 각각에서 수집된 전하량은 상기 제1 패턴의 중심을 나타내는 것인, 코드 판독 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 패턴을 상기 제1 광검출기 상에 이미징하도록 구성된 렌즈
를 더 포함하는, 코드 판독 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 광검출기는, 상기 제1 패턴과 직접 접촉해 있거나 또는 10 밀리미터 미만의 거리에 있는 것인, 코드 판독 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 광검출기는,
애퍼처(aperture)를 갖는 표면; 및
서로 간의 경계에서 서로 전기적으로 격리되어 있는 광검출기들의 쌍 - 상기 경계는 상기 애퍼처와 정렬되어 있음 -
을 포함한 것인, 코드 판독 시스템.
제5항에 있어서,
상기 광검출기들의 쌍 각각은 각각의 광전류를 생성하도록 구성되며,
상기 처리 로직은, 상기 광검출기들의 쌍에 의해 생성된 각각의 광전류들의 비율에 기초하여 상기 검출된 광으로부터 상기 제1 패턴의 중심을 결정하도록 구성된 것인, 코드 판독 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 광검출기는 다중 픽셀 센서를 포함한 것인, 코드 판독 시스템.
제1항에 있어서,
상기 코드 판독 시스템은 상기 제1 광검출기에 대한 미리 정의된 위치에서 제공된 제2 광검출기를 더 포함하고,
상기 물체는 그 위에 제공된 제2 패턴을 더 갖고,
상기 제2 광검출기는 상기 제2 패턴과 상호작용하는 광을 검출하도록 구성되고,
상기 제2 광검출기에 의해 검출된 광은 상기 제2 패턴의 중심을 나타내고,
상기 처리 로직은 또한, 상기 제2 광검출기에 의해 검출된 광에 기초하여 상기 제2 패턴의 중심을 결정하도록 구성되며,
상기 제1 패턴의 결정된 중심에 기초하여 상기 제1 패턴으로 인코딩된 데이터를 결정하도록 구성된 상기 처리 로직은, 상기 제1 패턴의 중심과 상기 제2 패턴의 중심 사이의 거리에 기초하여 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴의 조합으로 인코딩된 데이터를 결정하도록 구성된 상기 처리 로직을 포함한 것인, 코드 판독 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 패턴과 상호작용하기 위한 광을 생성하도록 구성된 하나 이상의 광원
을 더 포함하며,
상기 하나 이상의 광원은, 상기 제1 패턴과 상호작용하는 광이 상기 제1 패턴을 투과하거나 또는 상기 제1 패턴으로부터 반사되는 상기 생성된 광의 일부분을 포함하도록, 상기 생성된 광으로 상기 물체를 조명하도록 구성된 것인, 코드 판독 시스템.
제9항에 있어서,
상기 생성된 광이 상기 물체 내에 결합되도록 상기 하나 이상의 광원이 배열된 것인, 코드 판독 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 패턴은 상기 물체에서 제공된 개구부들의 패턴인 것인, 코드 판독 시스템.
제1항에 있어서,
상기 코드 판독 시스템은 상기 물체에 대해 측정들을 수행하도록 구성된 의료 디바이스인 것인, 코드 판독 시스템.
제12항에 있어서,
상기 의료 디바이스는 포도당 계측기(glucose meter)이고,
상기 물체는 포도당 계측기 스트립(glucose meter strip)이며,
상기 의료 디바이스가 상기 물체에 대해 수행하도록 구성된 상기 측정들은 상기 포도당 계측기 스트립에서 제공된 샘플에 기초한 하나 이상의 포도당 레벨의 측정들을 포함한 것인, 코드 판독 시스템.
코딩된 물체 상에 각인된(imprinted) 패턴으로서 제공된 코드를 판독하기 위한 방법에 있어서,
처리 로직에 의해, 코드 판독기의 하나 이상의 광검출기로부터 측정값들을 수신하는 단계 - 상기 하나 이상의 광검출기는, 상기 코딩된 물체가 상기 코드 판독기에 부착되거나, 상기 코드 판독기와 정렬되거나, 또는 상기 코드 판독기 내로 삽입될 때 상기 패턴과 상호작용하는 광을 검출하도록 구성됨 -;
상기 처리 로직에 의해, 상기 검출된 광에 기초하여 상기 패턴의 중심을 결정하는 단계; 및
상기 처리 로직에 의해, 상기 결정된 중심에 기초하여 상기 코드를 결정하는 단계
를 포함하는 코딩된 물체 상에 각인된 패턴으로서 제공된 코드를 판독하기 위한 방법.
제14항에 있어서,
상기 하나 이상의 광검출기 각각은,
애퍼처를 갖는 표면; 및
서로 간의 경계에서 서로 전기적으로 격리되어 있는 광검출기들의 쌍 - 상기 경계는 상기 애퍼처와 정렬되어 있음 -
을 포함한 것인, 코딩된 물체 상에 각인된 패턴으로서 제공된 코드를 판독하기 위한 방법.
제14항에 있어서,
상기 하나 이상의 광검출기 각각은 적어도 전하 수집 전극들의 쌍 사이에 적어도 부분적으로 둘러싸인 전하 생성 영역을 포함하고,
상기 전하 생성 영역은 상기 광이 상기 전하 생성 영역에 입사한 결과로서 전하를 생성하도록 구성되며,
상기 전하 수집 전극들 각각에서 수집된 전하량은 상기 패턴의 중심을 나타내는 것인, 코딩된 물체 상에 각인된 패턴으로서 제공된 코드를 판독하기 위한 방법.
제14항에 있어서,
상기 하나 이상의 광검출기 각각은 다중 픽셀 센서를 포함한 것인, 코딩된 물체 상에 각인된 패턴으로서 제공된 코드를 판독하기 위한 방법.
코드 판독 조립체에 있어서,
코드 판독기, 및
코딩된 물체 - 상기 코딩된 물체 상에는 상기 코딩된 물체 상에 제공된 패턴으로서 코드가 각인되어 있음 -
를 포함하고,
상기 코딩된 물체 상에 각인된 코드를 상기 코드 판독기가 판독하도록, 상기 코딩된 물체는 상기 코드 판독기에 부착되거나, 상기 코드 판독기와 정렬되거나, 또는 상기 코드 판독기 내로 삽입되도록 구성되고,
상기 코드 판독기는,
상기 패턴과 상호작용하는 광을 검출하도록 구성된 하나 이상의 광검출기 - 상기 검출된 광은 상기 패턴의 중심을 나타냄 -; 및
처리 로직
을 포함하며,
상기 처리 로직은,
상기 검출된 광으로부터 상기 패턴의 중심을 결정하며,
상기 결정된 중심에 기초하여 상기 코드를 결정하도록 구성된 것인 코드 판독 조립체.
제18항에 있어서,
상기 하나 이상의 광검출기는 서로에 대한 미리 정의된 위치들에서 제공된 제1 광검출기 및 제2 광검출기를 포함하고,
상기 패턴은 제1 패턴이고,
상기 코딩된 물체는 그 위에 제공된 제2 패턴을 더 갖고,
상기 제1 광검출기는 상기 제1 패턴과 상호작용하는 광을 검출하도록 구성되고,
상기 제1 광검출기에 의해 검출된 광은 상기 제1 패턴의 중심을 나타내고,
상기 제2 광검출기는 상기 제2 패턴과 상호작용하는 광을 검출하도록 구성되고,
상기 제2 광검출기에 의해 검출된 광은 상기 제2 패턴의 중심을 나타내고,
상기 처리 로직은, 상기 제1 광검출기에 의해 검출된 광에 기초하여 상기 제1 패턴의 중심을 결정하고, 상기 제2 광검출기에 의해 검출된 광에 기초하여 상기 제2 패턴의 중심을 결정하도록 구성되며,
상기 코드를 결정하는 것은, 상기 제1 패턴의 중심과 상기 제2 패턴의 중심 사이의 거리에 기초하여 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴으로 인코딩된 상기 코드를 결정하는 것을 포함한 것인, 코드 판독 조립체.
제18항에 있어서,
상기 하나 이상의 광검출기 각각은,
애퍼처를 갖는 표면; 및
서로 간의 경계에서 서로 전기적으로 격리되어 있는 광검출기들의 쌍 - 상기 경계는 상기 애퍼처와 정렬되어 있음 -
을 포함한 것인, 코드 판독 조립체.
제20항에 있어서,
상기 광검출기들의 쌍 각각은 각각의 광전류를 생성하도록 구성되며,
상기 처리 로직은, 상기 광검출기들의 쌍에 의해 생성된 각각의 광전류들의 비율에 기초하여 상기 패턴의 중심을 결정하도록 구성된 것인, 코드 판독 조립체.
제18항에 있어서,
상기 코드 판독 조립체는 의료 디바이스 조립체이고,
상기 코딩된 물체는 의료 디바이스 물체이며,
상기 코드 판독기는 상기 의료 디바이스 물체에 대해 측정들을 수행하도록 구성된 의료 디바이스인 것인, 코드 판독 조립체.
제22항에 있어서,
상기 의료 디바이스는 포도당 계측기이고,
상기 의료 디바이스 물체는 포도당 계측기 스트립이며,
상기 의료 디바이스가 상기 의료 디바이스 물체에 대해 수행하도록 구성된 상기 측정들은 상기 포도당 계측기 스트립에서 제공된 샘플에 기초한 하나 이상의 포도당 레벨의 측정들을 포함한 것인, 코드 판독 조립체.
코드 판독 시스템에 있어서,
물체 상에 제공된 제1 패턴과 상호작용하는 광을 검출하도록 구성된 제1 광검출기 - 상기 제1 패턴은 데이터를 인코딩하고, 상기 검출된 광은 상기 제1 패턴의 중심을 나타냄 - 로부터 측정값들을 수신하기 위한 수단;
상기 검출된 광으로부터 상기 제1 패턴의 중심을 결정하기 위한 수단; 및
상기 제1 패턴의 결정된 중심에 기초하여 상기 제1 패턴으로 인코딩된 데이터를 결정하기 위한 수단
을 포함하는, 코드 판독 시스템.
제24항에 있어서,
상기 코드 판독 시스템은 상기 물체에 대해 측정들을 수행하도록 구성된 의료 디바이스인 것인, 코드 판독 시스템.
제25항에 있어서,
상기 의료 디바이스는 포도당 계측기이고,
상기 물체는 포도당 계측기 스트립이며,
상기 의료 디바이스가 상기 물체에 대해 수행하도록 구성된 상기 측정들은 상기 포도당 계측기 스트립에서 제공된 샘플에 기초한 하나 이상의 포도당 레벨의 측정들을 포함한 것인, 코드 판독 시스템.