条形码读取方法及装置的制作方法

专利名称：条形码读取方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及读取条形码的方法和装置，更详细地，涉及对一种条形码格式的读取方法和装置，这种条形码格式是根据条和空隔中某一个或者两者的相对高度、和条的相对高度进行数据编码化的。
读印刷的条形码的条形码读取装置已经周知，例如使用于船运、制造、购物的统计、邮件的分类等各种各样的用途。条形码读取装置一般读取例如码39、交叉二五码、码128、码92、库德巴码、UPC码等将信息编码于条和空隔的相对的宽度中的以一种或一种以上工业规格形成的条形码格式。条形码读取装置取得条形码的电子影像，变成条和空隔相对宽度的数字表示。可以把这种数字表示表达出来，接着为了进行处理可以将它们送到计算机中去。
读取象邮件数字编码系统(POSTNET)等数据被编码在条和空隔中的一个或二者的相对宽度(宽度调制)、和(或)条的相对高度之中(高度调制)的条形码格式的条形码读取装置已经公知。POSTNET是为了得到信件收信人姓名信息的最恰当条形码系统而由美国邮政署开发出来的。参照

图1来说明，POSTNET码的基本要素是分别表示为二进制数1和0的长条100和短条105。长条和短条的底边排成水平一直线。码的5个条表示一个文字。各条表示数字，各帧以长条110开始，以长条110结束。
设计为对高度调制条形码格式进行解码的条形码读取装置一般取得条形码二个数字表示，并存储起来。长条的第一个数字表示由水平扫描条形码的上部(沿第一视平面115)获得。此第一视平面115包含长条，但短条除外。全部的条(长条和短条二者)的第二个数字表示由水平扫描条形码下部(沿第二视平面120)获得、储存起来。第二视平面包含了长条和短条二者。接着，比较第一数字表示和第二数字表示，决定哪一个条长，哪一个条短。此第一和第二视平面115，120的水平扫描使用以适当间隔配置的第1和第2线形扫描装置，例如二个线形激光扫描器或二个线形CCD扫描器，而能够实施。代之以使用单一线形扫描装置实施第1和第2视平面115，120的水平扫描也是可以的。该场合，起初，将扫描器和条形码配置于第1方向，扫描第1视平面115，接着移动到第2方向，扫描第2视平面120。
使用这种方式进行解码，条形码读取装置要备有多个线形扫描器，或者必需将条形码正确朝向单个扫描器、正确地移动，从而注意到条形码或者扫描器，或者此二者的机械操作是必要的。此外，开始解码之前，注意到必需将条形码的多个影像变换为数字表示并进行比较。为此，对某一种用途，使用这些以往的方式的条形码读取装置很可能是极为复杂并且是昂贵的。
为了读取将数据编码于条和空隔中的一个或二者的相对宽度、和(或)条的相对高度之中的条形码格式，收集条形码的条和空隔的高度和宽度二者的视觉影像的二元电荷耦合器件(CCD)是公知的。这种形式的CCD条形码读取装置得到条形码全部的视觉影像的数字表示，根据分析这个数字表示内条的相对高度和条及空隔的相对宽度而实行解码。CCD条形码读取装置为了实行解码要注意数字存储器和处理时间是必要的。还有这种形式的CCD读取装置比起基于激光的条形码读取装置，为了取得条形码全体的视觉影像必须有大的表面积，为此CCD的表面积增大了，故而CCD的价格显著地增加了。
希望使用对着扫描器而不必移动条形码的单个线形扫描器来扫描条形码的用途很多。例如，为了检查信件的POSTNET条形码的相容性和正确性使用比较简单的、比较便宜的装置中可以使用这种形式的扫描器。本发明的一个目的即是提供一种读取条形码的方法及装置，以满足这一需求。
还希望能使用同样的手持式扫描器来扫描使用了各种以前是不适用的条形码记号表示法的条形码。本发明的另一个目的即是提供一种读取条形码的方法及装置，以满足这一需求。
从而，本发明的第1特征是由横过含有大块部分和小块部分的记号(例如，条形码)地扫描被照到的范围来对记号解码。由于比起小块部分来大块部分占有被照到范围较大部分，光源横扫记号区时从记号反射的光的强度变化了。根据分析这些变化可以对记号解码。
对于特定的实施例，记号包含了长条和短条(POSTNET)或者粗条和细条。本发明使用聚集成细长光斑的激光光源并以光斑的长轴和条记号成一直线地照射记号。
在对记号解码时，探明反射光强度变化中的谷，比较这些谷的深度是必要的。最深的谷相当于长条或粗条，其余的谷相当于短条或细条。
根据本发明的第2特征，使用上述方法检查记号的相容性。最初扫描校正记号，再扫描待查记号。比较此二次扫描，决定待查记号是否有相容可能。
图1是表示以往读取POSTNET条形码的方法的平面图。
图2(A)是读取POSTNET条形码的大宽度扫描光束的平面图。图2(B)是读取宽度调制的条形码的大宽度扫描光束的平面图。
图3是表示如图2(A)、(B)所示的扫描时从条形码反射的光强度的曲线图。
图4是产生图2(A)、(B)所示的大宽度扫描光束的手持式扫描器的示意图。
图5是产生图2(A)、(B)所示的大宽度扫描光束的固定式扫描器的示意图。
图6是产生图2(A)、(B)所示的大宽度扫描光束的装置的侧面图。
图7是图6装置的平面图。
图8是产生大宽度扫描光束、集中从目标反射来的光、聚焦于光检出器的装置的平面图。
图9是处理经图8装置检出的光的强度的模/数电路的方框图。
图10是经图9的电路生成的模拟信号和数字信号的时序图。
图11是表示图9的峰值检出器、单脉冲发生电路、触发器、和门电路的一个实施例的电路图。
图12是表示图9的条模式检出器的一个实施例的电路图。
图13是表示为了处理经图8的装置检出的光的强度，微处理器遵从的一连串程序的流程图的开始部分。
图14是继续图13的流程图的中间部分。
图15是继续图14的流程图的最后部分。
图16是作为检查装置使用而放在支架上的图4的手持式扫描器的示意图。
图17是读取高度调制条形码和宽度调制条形码的圆形扫描光束的平面图。
图18是按照加拿大邮件记号表示法确定在信件上位置的高度调制条形码的平面图。
符号说明100 长条105 短条110 表示各帧开始和结束的长条
115 第1视平面120 第2视平面200 照明光斑205’，205”中间位置220’，220”对应于上述中间位置的时间240 手持式扫描器245 开口250 扳机255 电缆线260 控制装置265 固定式扫描器270 移动台275 支持体280 条形码300 激光二极管305 透镜310 圆锥形光束315 扫描镜320 细的区域321 高通滤波器322 单脉冲发生电路323 条模式检出器324 门325 衰减峰值检出器327 线
330 比较器335 触发器340 延时元件345 比较器350 激光/透镜组件355 光电二极管360 大型集光镜365 门370 运算放大器375 二极管380 电阻385 电容器390 比较器391 电容器395，400 电阻410 限流二极管415 电容器420 NPN三极管421 电阻422 陷电位三极管425 运算放大器427 反馈二极管429 电容器430，435，440电阻442，445结点
450 比较器455 电容器460 电阻640 支架645 装入口650 台阶655 校正条形码如图2(A)、(B)所示，大体上是椭圆形的照明光斑200被光源产生来扫描条形码。条形码是象图2(A)那样属高度调制的条形码也好，象图2(B)那样属宽度调制条形码也可以。条形码信息由连续的相对地无反射(黑色)区域和相对地有反射(白色)区域进行编码化。光斑200从左到右横过条形码时，光斑200通过图2(A)、(B)所示的几个中间位置205’，205”，205上。在位置205’上光斑200照到条间空隔从而反射光量最大。在位置205”光斑200照到短条(图2(A))或细条(图2(B))，从而反射的光量比最大值减少。在位置205光斑200照到长条(图2(A))或粗条(图2(B))从而反射的光量再减少达最小值。
如图3所示，从条形码反射来的光的强度I(t)在照明光斑200横过条形码时发生变化。照明光斑200横过条间空隔(例如在205’位置)的时候，反射光强度I(t)达到最大值(例如在时间220’时)。照明光斑200横过短条(例如在图2(A)的位置205”)或者细条(例如在图2(B)的位置205”)的时候，反射光强度I(t)减少(例如在时间220”)。再者，照明光斑200横过长条(例如在图2(A)的位置205)或者粗条(例如图2(B)的位置205上)的时候，反射光强度I(t)达到最小值(例如在时间220时)。
其结果，图2(A)的长条和短条模式，或者图2(B)的细条和粗条模式，反射光强度I(t)的最大值、减少了的中间值、和最小值的模式是明确的，从这些模式可以进行解码。高度调制的条形码和宽度调制的条形码都产生同样的强度特性，所以在这里记载的扫描方法和解码方法对高度调制的条形码和宽度调制的条形码中的一个或二个都是适用的。此外，用这里记载的方法设计的扫描器可以按照对二种以上完全不同的记号表示法进行解码那样来构成，所以按照所知的新记号表示法只要将扫描器的硬件或软件中的一个简单地重新构成，使用者就可以让同样的扫描器使用于以前不适用的二种以上的用途。由于这种通融性，对某一种用途可以大幅度地减少价格。
在图3中，反射光强度I(t)是依从于一条低频曲线，可以发现上述光的强度变化是调制在这条低频曲线上的高频现象。这个强度I(t)的低频变化是因为扫描光束照射相对于扫描器不同的距离和不同的角度位置的区域，因而从条形码反射的光的量有变化所引起。被照射区域离扫描器最近，同时扫描光束和被照射区域相交成直角的时候，扫描器接收到最大量的反射光。被照射区域离扫描器最远，同时扫描光束和被照射区域以小的锐角相交时，扫描器接收到最小量的反射光。扫描光束横扫条形码时，扫描光束和被照射区域间的距离，扫描光束和被照射区域相交的角度都在变化。结果反射光量变化了，就会是图3所示那样平滑的低频曲线。
还有，在多种用途中，使用者必须注意让扫描器正确地对向条形码。包括POSTNET条形码的众多条形码是不可逆的。总之，假如将P0STNET条形码反方向来读取的话，是可以的但是解码为错误的地址信息。单光束扫描器不具备判断条的扫描是在正确的顺序或是在相反的顺序(例如信封上下所颠倒的场合)的手段，所以如果使用者没有正确对向条形码的话，扫描的功能不存在。
图4表示使用上述方法扫描条形码的扫描装置的第1个实施例。使用者扣动扳机250后，手持式扫描器240通过开口245发射出椭圆形的激光光束。条形码离扫描器有适当的距离时，激光束扫描包括条形码宽度那样充分的角度范围。
图5表示使用上述方法的扫描装置的第2个实施例。条形码扫描装置265有由支持体275装在移动台270上的扫描器240。移动台270中的一套信件285的条形码280被从扫描器240发射的激光光束所照射到。
将图4所示扫描器那样的手持式扫描器装在适当的工作台上就可获得如图5所示实施例相类似的固定式扫描器是容易理解的。
在手持式或固定式任何一种实施例中，从扫描器240发射的光至少一部分是在可视光谱范围中选定，所以如图5所示(因为激光用比眼睛能识别的速度要高的速度扫描)从扫描器发射的光照到目标条形码280上可见为长方形。因而，为了扫描条形码，使用者以让此长方形和条形码相一致(即，条形码完全进入长方形之中)这样来确定条形码或者扫描器，或者它们二者的方向。因为如此确定扫描器方向，扫描器的扫描达到条形码全体。扫描器240收集从条形码反射的光，产生具有和图3所示的波形相似的波形的模拟电信号。
在图4的第1实施例的场合，扫描器240备有将此模拟信号变换成一连串数字符号，将这些取样信号通过图4的电缆255送到控制装置260去的模/数回路网。控制装置260处理取样信号，生成将条形码编码化的数字表示(在下面参照图13～15进行说明)。在图5的第2实施例场合，扫描器240备有将此模拟信号直接变换成将条形码编码化的数字表示的回路网(下面将参照图9～12来说明)。
如图6所示，扫描器240的光学装置具有激光二极管300、将从激光二极管放出的光聚在焦点上的聚焦透镜305。通过透镜305的光集合在一个焦点上。即，通过透镜305的光形成大体上是圆椎形的光310。因透镜305而聚焦在焦点上的光由扫描镜315反射，随后通过开口245(图4)，打到目标条形码上(总之，激光二极管300发出离开开口245方向的光)。
扫描镜315，如图6所示(夸张地)，有圆筒形断面。第1实施例场合，扫描镜315的曲率半径为833英寸。因为扫描镜是圆筒形，所以集于焦点的激光被发散于垂直方向。其结果是激光在垂直方向上不聚集在焦点上。非但那样，如图所示，经扫描镜315反射后，光束要在垂直方向上稍稍发散就可定出扫描镜315的曲率半径。据此，在目标区域生成高约1/4英寸的光点200。使用者可以将扫描器240靠近或远离目标条形码来加减光点的高度。
因为扫描镜315有圆筒形断面，所以光只在垂直方向上分散。但是，在水平方向上，如图7所示，光聚集在细线320上。此外，图7还表示扫描镜315回转、聚焦的光束横扫目标条形码的样子。扫描镜315有点线位置的时候，聚于焦点的光束也有点线位置。为了让光束横扫目标，使用让扫描镜315以一定速度回转的执行机构，例如小型的检流计。
如图8所示，从区域320反射回来的光用配置在扫描镜315后面的和扫描镜315一起回转的大型集光镜360集光。如图示那样，从激光/透镜组合件350发出的光经扫描镜315反射，入射到区域320的目标。目标以相当不规则的模式反射光。反射光的一部分由集光镜360集光。集光镜360将集起的反射光再集合到光敏二极管355上。光敏二极管355稍稍离开激光/透镜组合件一点，因此集光镜360的焦点轴如图8所示(夸张地)，稍稍离开扫描镜315的焦点轴一点点。
第1实施例的场合，将美国专利第4896026号记载的扫描器改造了一个(用圆筒形扫描镜置换平面扫描镜)，做成一个适当的光学装置。
如图9所示，将示于图3的模拟信号解码的回路生成二个数字信号DBP(数字条的模式)和TBP(长条模式)。图10表示DBP信号和TBP信号的相对时序图。DBP信号的脉冲反映滤了波的模拟信号(F.A.S.)所有的跃迁，而TBP信号的脉冲只反映滤波的模拟信号的大的负向跃迁(相当于粗条或长条)。这些信号经控制装置260的适当数字信号处理并作比较，将条形码的长条和短条(或者粗条和细条)的模式检出来，再检出编码化的信息。图10还表示了内部模拟信号(“滤波的模拟信号”和“长条的门限值”)及由图9的解码回路生成的数字信号(CLR)。
关于图9的详细说明，滤了波的模拟信号由高通滤波器321生成。高通滤波器321将光检出器即光电二极管355发生的模拟信号(参照图3)的低频成分除去了，所以如图10所示，生成具有与条形码的空隔和条相对应的高频的正负跃迁的模拟信号。
DBP信号在比较了滤了波的模拟信号和其自身的延时反转信号而生成。延时元件340将小的延时(例如，约10°相位移)导入滤了波的模拟信号基频中。比较器345对此滤了波的模拟信号的延时反转信号(比较器345的反转输入)和滤了波的模拟信号的非延迟反转信号(比较器345的非反转输入)作比较。非延迟反转信号有较高电压时，比较器345的输出具有理论上的“1”值。否则，比较器345的输出有理论上的“0”值。结果，滤了波的模拟信号的值增大的时候，被延时的模拟信号有比模拟信号低的值，比较器345输出“1”。反之，滤了波的模拟信号减小的时候，被延时的模拟信号有比模拟信号高的值，比较器345输出“0”。因而，比较器345的输出是一个有与模拟信号的正和负的跃迁正确地对应的脉冲模式的数字信号，因而用来生成图10所示的DBP输出信号。
为了生成TBP信号，将滤了波的模拟信号和在前面的最大负值作比较。如果滤了波的模拟信号比前面的值大，检出长条。为了存储前面的值，滤了波的模拟信号通过峰值衰减检出器325。峰值检出器325取得滤了波的模拟信号的最大负值，作为长条的门限值信号(参见图10)使用，将此值生成在327线上。比较器330将此长条门限值信号(非反转输入)和滤了波的模拟信号(反转输入)作比较。滤了波的模拟信号是比长条门限值信号大的负值时，比较器330的信号是理论上的“1”(表示检出长条)。否则，比较器330的输出是理论上的“0”(表示没有检出长条)。因而，根据各长条，比较器330的输出端产生脉冲。此输出加到触发器的时钟输入端。触发器的D输入端保持于理论上的“1”值，所以由比较器330的输出的脉冲的上升沿而使触发器335的“Q”输出为“1”值。一直到“CLR”输入端为低值信号进行清除，“Q”输出一直是“1”值。
各脉冲终了以后，触发器335的“Q”输出清零为“0”值，直到下一次的长条在比较器330的输出端产生脉冲，因而是触发器335的“Q”输出端被设为“1”为止，触发器335的“Q”输出端一直是“0”值。清零信号(参见图10)根据对应于DBP信号的下降沿发生的短负脉冲的单脉冲发生器322而作出。
从而，可以使用触发器335的输出而生成TBP信号。触发器335的输出，在各长条时跃迁为“1”值，此条扫描以后就回到“0”值。但是在短条时不发生跃迁为“1”值。
比较器345的输出和触发器335的输出分别按照门324和365的选通而作出DBP信号和TBP信号。门324和365是将反转输入端接在条的模式检出器323的输出端上的“与”门。条模式检出器323读出滤了波的模拟信号，检出存在于模拟信号中的条模式(在后面说明)。条模式检出器323未检出条模式时，条模式检出器323的输出是理论上的“1”，因而DBP信号和TBP信号都是“0”。但是，条模式检出器323检出了条模式时，条模式检出器323的输出是理论上的“0”，从而DBP信号和TBP信号分别和比较器345的输出及触发器335的输出相等。这样做，DBP信号和TBP信号上不反映条模式以外无关的杂音，也不会输给控制装置260。
如前所述，如果反方向读的话(即，从右到左)，要注意POSTNET条形码解码出错。因此，在对POSTNET条形码解码时，激光束从右到左扫描时，门324，365不能使用应是重要的。代之以当激光束从右向左扫描时，应使没有DBP信号和TBP信号这样来设计控制装置260的接线或软件。
如图11所示，在一个实施例中，衰减峰值检出器325可具体化为将作为电压跟随器构成的运算放大器370的输出通过二极管375接向电阻380和电容385。如果滤了波的模拟信号电压减到-0.6V以下，二极管375导通，模拟信号继续减小，电容385的电压跟随滤了波的模拟信号。但是，滤了波的模拟信号一旦开始增大后，二极管375截止，电容385对所得的最低模拟电压充电。此后，随时间，电容385通过电阻380放电，变为0v(时间常数4.7毫秒)。
如图11所示，在一个实施例中，单脉冲发生器322可由比较器/二极管/三极管回路来具体化。在稳定直流状态下，比较器390的反转输入因电阻395，400构成的分压器之故而保持比地电位略高，其非反转输入端因电阻405保持在地电位，所以比较器390的输出具有理论上的“0”值。但是，具有约28KHz以上频率成分的DBP信号的高频跃迁通过电容391使比较器390的反转输入电压瞬间变化。如果此跃迁有正斜率的话，比较器390的反转输入电压增大，其输出一直保持为“0”值。但是，如果跃迁有负的斜率的话，比较器390的反转输入电压减至地电位以下(但，比限流二极管410的导通电压不低)。结果，比较器390的输出变为“1”值。在此比较器390的输出端的正跃迁接着通过电容415使比较器390的非反转输入电压增大到比地电位相当高的值，所以比较器390的反转输入和非反转输入之间电位差增大，将比较器390的输出锁定在“1”值上。但是，其后电容391，415充电，比较器390的非反转输入和反转输入的电压分别回到稳定直流状态值。因而，在某一点，比较器390的反转输入电压又比非反转输入电压大了，在这个时间点比较器390的输出回到“0”值。
这样，比较器390的输出相应于DBP信号内的负跃迁，发生小的正脉冲。此输出被加到NPN三极管420的基极上。结果，三极管420在DBP信号内的各负跃迁之后持续的短时间内导通，将触发器335的CLR信号降为低值，因而将触发器335输出清除。
此外，在图11中，表示了门365的一个实施例。触发器335的输出通过电阻421生成长条模式的输出。陷电位三极管422将长条模式输出接到地电位。条模式检出器323的输出(称为“门容限R-C信号”)接到陷电位三极管422的基极。这里，门容限R-C信号比地电位约高0.6V后，长条模式输出因三极管422而引导到地电位。
如图12所示，在一个实施例中，门容限R-C信号由比较器450生成。比较器450的开路集电极输出接到民容455和电阻460上。比较器450的反转输入(在下面说明)接在有比滤波模拟信号平均电压稍许低一点的电压的结点445上。比较器450的非反转输入端接在按模拟信号的延时反转信号，例如经延时元件340(图9)而生成的信号上。结果，在条形码之间处滤波模拟信号有比结点445的电压要高的电压，由此比较器450的开路集电极输出截断的结果电容455通过电阻460充电到供电电压5V为止。因而，在此期间，门三极管例如三极管422(图11)导通，将条模式输出线接地。但是在扫描条形码期间延时的模拟输出包含负电压脉冲(图10)。这些各脉冲之间，延时模拟输出电压瞬间变得比结点445低，所以比较器450的开路集电极输出可能被使用，电容455放电。结果，门阀三极管例如三极管422(图11)截止。由模拟信号内各负脉冲(由条形码的条所产生)，比较器450将电容455放电。从而，直到全部条都被检出完毕为止前电容455是保持放电的状态。就在最后的条被检出，比较器450中止电容455的放电，然后为了导通门阀三极管例如三极管422(图11)而充分地增大门容限R-C信号。
结点445的电压(如前所述，它比模拟信号的平均电压稍低)根据由运算放大器425、反馈二极管427、电阻430、电容429和电阻435、440组成的能量均衡化电路生成。滤波模拟信号电压比结点442的电压低的时候(例如，在表示条形码的滤波模拟信号的负峰值时)，运算放大器425的非反转输入因为有低于反转输入的电压，运算放大器425的输出电压向负的电源电压减少。据此，通过二极管427和电阻430流过电流，所以电容429被充电(即，电容429上积蓄能量)，结点442的电压减小。但是，滤了波的模拟信号电压比结点442的电压高后(例如，在条形码的条间和条形码之间)，运算放大器425的输出电压向正电源电压增大。在这个状况下，二极管427被截止，没有电流流过电阻430。这期间，电容429通过电阻435，440慢慢地放电(即，释放能量)，结果结点442的电压向基准电压Vref(大体上等于平均模拟信号电压，也许比它稍大点)增大。依照上述能量的交换，电容429在滤波模拟信号电压比结点442的电压低时积蓄能量，而在滤波模拟信号电压高于结点442的电压时释放能量，从而得到一个变得均等的电压。这个电压理应非常接近模拟输入信号的平均值。因为温度或时效，即使模拟输入信号的平均值变化了，结点442的电压将追踪此变化。
如图13～15所示，在第2实施例场合，图10所示的滤波模拟信号按软件进行解码。此实施例场合，图10所示的滤波模拟信号由模数变换器进行数字化，所得的数字信号被转送到微处理器。这个实施例场合也使用了条模式检出回路324(图9、图12)，延时元件340(图9)，和比较器345(图9)，生成数字条模式(DBP)信号，此信号被送入微处理器。
参见图13，开始，微处理器等待使用者扣动扫描器240(图4，图5)的扳机250(步骤500)。使用者扣动扳机后，微处理器接通扫描激光300(步骤505)。接着，微处理器等待激光光束开始自左向右扫描(如前述，条形码例如POSTNET条形码反方向读取，解码要出错)(步骤510)。
从左向右扫描时，起初，微处理器反复检查DBP信号是否是高值(步骤515)，一直等到激光束到达条上。DBP信号变为高值后，微处理器读出A/D变换器的输出，将条尺寸计数器初值化(步骤520)。接下来，微处理器判断读得的变换器的输出是否是最小值(步骤525)，如果是，将此值存入缓冲存储器(步骤530)。微处理器再根据检查DBP信号是否是高值，判断激光束是否仍旧在条上。如果是，微处理器回到步骤520，给条尺寸计数器以增量。
DBP信号变低值(表示该条已终了)后，微处理器从步骤535进到步骤540，将空隔尺寸计数器初值化。微处理器再检查扫描方向是否改变(表示条的扫描的终了)(步骤545)。如果扫描方向没有变，微处理器根据检查DBP信号是否是低值的结果(步骤550)，判断激光束是否到达另一条上。如果是，激光束则仍在空隔上，微处理器回到步骤540，给空隔尺寸计数器以增量。
如果去扫描方向改变之前DBP值变为高值，激光束到达另一条上，此场合时，微处理器回到步骤520，读A/D变换器，设定条尺寸计数器，然后进行步骤525。
激光束扫描结束，改变方向，微处理器从图13的步骤545进到图14的步骤555。尝试对条形码解码。解码处理使用分别在图13的步骤520，540中存储的条尺寸计数器的值和空隔尺寸计数器的值，以及图13步骤530中暂存的A/D变换器的输出值。
参见图14，为了对条形码解码，微处理器对根据图13的处理收集的数据进行多种检查。开始，微处理器评价所储存的条尺寸计数器的值和空隔尺寸计数器的值，查出具有比较不杂乱的宽度的条和空隔的模式，根据确定出此模式的开始和终了位置而找到条形码的边缘(步骤555)。如果没有找到边缘(步骤560)，微处理器指示出条形码不能正确解码(步骤565)，回到图13的步骤510等待下一次扫描。
如果找到了边缘，微处理器将各个条尺寸计数器的值和空隔尺寸计数器的值，与前面紧接的它们的值作比较(步骤570)。如图10所示，滤波模拟信号上的条和空隔的脉冲宽度在扫描中多少有点变化，但脉冲宽度从某一个条到下一个条理当不会有2倍以上的变化。所以，如果滤波模拟信号内的条间出现了过大的变化(步骤575)，微处理器就进到步骤565，指示不能对条形码正确解码。
如果条形码信号在步骤560和575的检查合格，微处理器继续对来自条形信号的信息的解码。图14中表示了POSTNET条形码场合的解码程序。
在此程序中，开始，微处理器对检出的条的数目除以5(步骤580)，计数出条形码内文字的数目。接着，微处理器收集5个条的组(即，表示在一个条中最小A/D值的5个值)。微处理器再探索5个值的组内的二个最小A/D值(步骤585)。假定这二个值对应于长条，其余的值假定对应于短条。随之，微处理器作出对应于长条和短条的比特模式(步骤590)，然后检查这个比特模式调查它是否合适(步骤595)。如果模式是不合适的，微处理器进到步骤565，指示条形码不能正确解码。模式是合适的，如果存在多个应处理文字情况(步骤600)，微处理器回到步骤585，尝试处理以后的文字。
各文字的解码，确认合适性以后，微处理器将条形码内的校验数字和其他的数字作比较(步骤605)。如果它们不一致，微处理器进到步骤565，指示条形码不能正确解码。但是，如果一致，认为条形码能正确解码，微处理器进到图15的步骤610。
以下说明图15。因为安全保护上的理由，在某个值受到正确解码之前，解码处理要求条形码二次解码为同值。因此，一次条形码解码之后，微处理器将解码所得的值存入比较存储器内(步骤620)，指示无解码(步骤625)，回到图13的步骤510。第二次解码成功后，微处理器先判断比较存储器内是否存在内容(步骤610)，再比此比较存储器内的解码值和第二次最新的解码值。如果二个值不一致，微处理器将最新的解码值存入比较存储器内(步骤620)，进到步骤625，指示不存在成功的解码。但是，如果比较存储器内的和最新的解码值一致，微处理器将得到正确解码的事告知使用者，解码处理结束。
上述以外的实施例也被包括在专利请求范围之内。例如上述使用回路网和软件可以检查待查条形码的相容性问题。(此方法的细节记载在待审中的美国专利申请第07/592021号中)。参见图16，此实施例的场合，支加640的装入口645插入扫描器240。支架的台阶650放在上面有校正条形码655的平表面上，所以支架决定了扫描器240离校正条形码655的距离和所定角度的位置。扫描校正条形码655时所生成的A/D变换器的取样靠控制装置260去储存起来，并用于生成除条和空隔的宽度以外的关于长条或粗条和空隔、短条或细条和空隔的相对的对比度的校正值。(校正值对扫描的不同部分为了补偿光学的和机械的变动而说不定是不同的)随后，将待查条形码去置换校正条形码，用扫描器240扫描待查条形码。扫描中，控制装置260将待查条形码的条和空隔的对比度和在前存储的校正条形码的条和空隔的对比度作比较，再把待查条形码的条和空隔的宽度和所存储的校正条形码的条和空隔的宽度作比较。如果待查的条形码的对比度和宽度在容许范围内，控制装置260便将待查条形码是可能相容的结果告知使用者。如果不在容许范围内就不告知。
激光束的光斑不必一定是细长的，并且在扫描时不必把条形码的条全部罩在光斑范围内。比起细条或短条来粗条或长条更占了光斑较大部分，这样情况对于光斑对条形码定向是好的。和后续的条相互间不成为不清楚的程度说光斑以小的为限，但对于使用者将激光束的扫描能正确地对准条形码来说光斑以大的为限，使用哪一种形状的光斑都可以。因此，例如，如图17(A)，(B)所示，图形的光点可以读高度调制的条形码(条配置有很宽的间隔)。还有，图17(A)表示出比起长条来光点围住短条更少的部分，这样以使用者可以正确地确定光点的扫描方向为限，光点比起条的高度来相当小也是可以的。图17(C)表示出，如果配置有十分宽的间隔的话，由圆形光点读宽度调制的条形码也可以。条形码这些形态生成类似于图3所示的光的强度变化的强度变化，所以用以上的办法可以进行解码。
又，使用大宽度的激光束光点的话，也可以读二元条形码记号表示，或者信息在上下左右分散的其他记号表示。
用上述的方法和装置也可读其他记号表示。例如，如图18所示，加拿大邮件记号表示由长条、中间高度的条、和短条组成。此记号表示以辨别短条和中间高度的条这样改造上述装置，就可以读取、解码。例如，使用二个有不同衰减时间常数的衰减峰值检出器，生成二个门限值，就可以比较模拟信号的各个负脉冲。用软件的实施例场合，将关于各脉冲的最小取样值和其他最小取样值比较，可以决定哪个脉冲各表示短条、中间高度的条和长条。图18所示的记号表示中注意到有二种中间高度的条(从短条向下延伸的向下中间高度的条，从短条向上延伸的向上中间高度的条)。对于某些用途，以上所述的装置是不能区分向上中间高度的条和向下中间高度的条。这个场合中，解码软件有必要根据确定在向上中间高度的条或向下中间高度的条是否带有适当的文字、或者根据使用包括在条形码中的其他差错纠正信息的情况、或者根据此二者来区别向上中间高度的条和向下中间高度的条。
权利要求
1.一种读取记号的方法，该记号包括小块部分和比起上述小块部分具有相当大面积的大块部分，由多个这种块组成，其特征是由以下各步骤构成用光源照亮记号的一个区域；使光源扫描，使上述被照亮区域模过大块部分和小块部分这样来横扫记号，上述扫描时，由小块部分占有的被照亮区域的最大部分比起由大块部分占有的被照亮区域的最大部分来为相当小；光源横过记号扫描时把从记号反射的光集聚起来，上述集聚的光在光斑横过各块时强度发生变化；和基于上述集聚起来的光的强度变化发生表示块的大小的电信号。
2.一种适用于检查记号的相容性的权利要求1记载的方法，其特征是还包括以下各步骤读取放在相对上述光源较远的位置上的校正记号，发生表示上述校正记号的各块的方向、大小、或对比度的电信号；将上述校正电信号储存起来；读取放在相对于上述光源实质上有上述那么远的位置上的待查记号，发生表示上述待查记号的方向、大小、或对比度的待查的电信号；比较上述校正电信号和上述待查的电信号；和决定上述待查记号的各块之方向、大小、或对比度是否和上述校正记号的各块的方向、大小或对比度适当地类似。
3.一种条形码记号读取方法，该条形码记号有不同的高度或不同的宽度，其特征是由以下各步骤生成产生在半径方向有非对称断面的激光束(在作业范围内，上述激光束沿第1断面的平面全部收敛，沿第2断面的平面全部发散)；以光斑的长轴排成和记号的条大体上垂直的一直线的状态激光束照亮记号上成细长的光斑情况下将记号放在作业范围内，用激光束将记号照亮；使光斑横过记号的条进行扫描；聚集由记号反射来的光(该聚焦的光在光斑横过记号的条和空隔时强度变化了)；发生表示上述聚集的光的强度的第1电信号；和基于上述第1电信号的变化发生表示条的位置和高度或宽度的第2电信号。
4.一种测定装置，该装置在定义为有色标记包括反射区域(条)和高反射区域(空隔)等要素的图形的场合，测定目标标记的反射特性，其特征是由以下各部分组成，上述反射性数据表示分别在目标标记和校正基准的多个点上反射性状态(a)为发出向目标标记的发射线的发生发射线的装置；(b)接受从目标标记反射来的射线的检出器装置，以及(c)将根据向目标标记发出的射线而得到的反射性数据和根据向校正基准发出的射线而得到的反射性数据作比较的信号比较装置。
全文摘要
本发明提供可以读得以条和空隔中的一个或者二者的相对的宽度、和条的高度来编码化的条形码的方法。本方法由让细长的激光束模扫高度高制或宽度调制的条形码来对条形码解码。由条形码反射的光在激光束横过条形码的暗区域和亮区域时其强度变化了。决定此反射光的强度变化中谷的位置，比较这些谷的深度，最深的谷对应于长条或粗条，其余的谷对应于短条或细条，结果可对条形码解码。
文档编号G06K19/06GK1084661SQ93117760
公开日1994年3月30日 申请日期1993年9月25日 优先权日1992年9月25日
发明者拉尔夫·罗莎, 杰伊·格林罗斯, 梅纳什·贝萨莱尔, 保罗·德沃基斯, 克里斯蒂娜·S·巴坎, 爱德华·巴坎 申请人:欧林巴斯光学工业股份有限公司