JPH06504638A - ２チャンネル排他的論理和バーコードおよび光学式読み取り器 - Google Patents

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】 本発明は、一般的には、光学式スキャナすなわち光学的な文字および符号を読み 取るための読み取り器に関し、さらに詳しくは、データが２チヤンネルの排他的 論理和の組み合わせで符号化されている２チヤンネルバーコードに関スる。

スー従圭肩（２）鋭朋 光学式読み取り器は、光学式符号識別、電気式フアツジ４１Ｊ伝送、バーコード スキャナのように、今日では広（様々に応用されて用いられている。光学式符号 化の最近の方式の最も一般的な例としては、あちこちで見受けられるユニバーサ ル・プロダクト・コード（ＵＰＣ）があり、これは小売業で用いられてきて、小 売店で手に入るほとんどすべての製品において見受けられる。ＬＩＰＣは１チヤ ンネルの符号体系、すなわち、幅の異なる線が間隔を変えて一列に並べられたも のである。このようなバーすなわちマークの列は、ひとつの光線で走査されるが 、この光線が符号の上部、中央部、下部のいずれに沿って走査しても同じ結果と なる。

しカル、標準の１チヤンネルのバーコードは、いくつかの欠点が問題である。

第１の欠点は、広範囲の状況で走査できるように慢雑な方法でデータは符号化さ れなけれぼＩふらない点−Ｃある。Ｕとえば、’Ｊ’元に関して制疋されている ＵＰＣコードを走査するには、種々の傾きの走査角度、種々の周囲の照明に順応 しなければならず、そして、手でスキャナをもって使うときには、さらに走査速 度に順応しなければならない。１チヤンネルのバーコードはまた、一般に両指向 性である。

以上の理由その他により、１チヤンネルのバーコードに関して普通に用いられる 符号化体系は複雑であり、その結果、このようなマークを読み取るのに用いられ る光学式スキャナは製作するのに比較的高価となる。

１チヤンネルのバーコードに代わる簡易なものの一つに、従来例である２チヤン ネルクロツク／データコードがあり、図６Ａに示す。このコードにおいて、ｌチ ャンネル（クロックチャンネル）は、均等間隔の１　（−から構成され、各／＜ −は略同−の幅すなわち厚さを有している（図６Ａにおける下段の）１−の列） 。第２チヤンネル（データチャンネル）は、第１チヤンネルと隣接しており、２ 進数形式で符号化されたデータを含んでいる（図６Ａにおける上段のノイーの列 ）。クロ・ツクチャンネルの前縁（ｌｅａｄｉｎｇ　ｅｄｇｅ）は、データをレ ジスタに送る（ｓｔｒｏｂｅ）ために用（１られる。図示した例では、データセ ルはクロ・ツクセルの前縁から９０度位相がずれている。光学式読み取り器がつ ぎのクロ・ツクセルの前縁を検出するとき、即座にデータセルの状態をチェック して２進数の１（すなわち、黒マーク）か２進数の０（すなわち、スペース）の いずれであるかを読み取る。このコードは、２つの独立した光線を有するスキャ ナ、あるいは、単一ではあるが、広く散乱される光線（または、投光照明）を有 するスキャナにより、読み取られることができる。

２チヤンネルクロ・ツク／データコードは、その簡略性の他に、１チャンネルノ イーコードに勝るいくつかの利点を有する。たとえば、２チャンネルのクロ・ツ ク／データフードは標準の１チヤンネルコードより密度が高い。このことは、同 じ情報でも、短いバーコードで符号化され得ることを意味し、したがって、光学 式読み取り器の走査バスは短くてすむ。しかしまた、２チャンネルり口・ツク／ データフードを用いると、新たな問題を生じる可能性がある。まず第１に、走査 される対象は、読み取り時に２つの光学式検出器に関して適切に順応しなけれ（ ｆならな、。１．、−５−７、読み取や＝は、Ｓとつの検出器がり＝７クチ、； ・ネ！−を検出するために、もうひとつがデータチャンネルを検出するために、 供されるからである。

換言すれば、もし２チヤンネルクロ・ツクデータコードが上下逆であれば、クロ ・ツタ情報のためにデータチャンネルを用いようとすると、読み取り器番よエラ ーを登録するであろう。関連する制約は、クロ・ツクチャンネルの幅につｔ）て 要求される厳格な許容誤差に関する。もし、コードが欠点を有し、その欠点力（ スペースまたはマークの幅をかなり変えてしまうならば、つぎのクロ・ツクエ・ ノジの位置力（所定位置と一致しないときには、読み取り器はエラーを登録する であろう。結局、２チヤンネルクロツクデータフードは、標準の１チャンネルノ イーコードで（ま採用されている自己検査ができない。したがって、１チヤンネ ルフードよりも簡単１こ用いることができ、２チヤンネルク引ツクデータコード の有する制約を回避するノイーコードを発明することが、望ましく、かつ、有益 である。

発明の要旨 ２つのチャンネルの排他的論理和（ＸＯＲ）によりデータを符号化する２チヤン ネルバーコードにより、上記利点を達成する。このコードにお（Ａて（ま、どち らのチャンネルも明確にクロックチャンネル又はデータチャンネルでｌｔなく、 むしろ、どちらのチャンネルもクロックタイミングのためとデータ符号化（ｄａ ｔａ　ｅｎｃｒ−ｙｐｔ　１ｏｎ）のために用いられる。データの各ビ・ソト（ ２チヤンネルセルンネル（または両方）におけるの変化により識別され、そのビ ・ノドのデータの値（よ両チャンネルのＸＯＲである。２チヤンネルＸＯＲ／イ ーコードは、好ましく（マ、スペースあるいはマークの最大幅を最小幅の２倍に 制限し、自己検査を可能とし、かつ、データの解読を単純化する。交互クロ・ノ クチャンネＩし方式を用０て、この２：１幅比に符号化するのがよい。付加的な エラーチェク技術（冗長のような）を用いて、全体の特性を向上してよい。

新規な２チヤンネルＸＯＲバーコードは、２チャンネル光学式読み取り器を用い て走査されるのがよく、該読み取り器は、好適な実施例にお（Ｘで（よ、２つの チャンネルをそれぞれ照射する２つの独立の光線を用いる。もし７　ＸＩ−コー トが逆反射する（ｒｅｔｏｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）マークを用いて形成され れば、読み取り器１よ光源として、（レーザーやレーザーダイオードに比べて） 比較的安価な発光ダイオード′を用（Ｘることができる。光学読み取り器は、好 ましくは、走査された表面力１らの不都合な鏡面反射の検出を最小化するための 集光手段を備える。最後（こ、読み取り器番よさらに２チヤンネルバーコードを 解読するための論理回路と処理手段を持だなＣすればならない。光学式読み取り 器の特定の実施例では、カードその他の実質的１こ平らな表面から２チヤンネル ＸＯＲバーフードを読み取るように構成されて（Ｘる。

図面の簡単な説明 本発明の新規な特徴と範囲は添付の請求の範囲において説明される。しかし、発 明自体は以下の図面を参照することにより、十分に理解されるであろう。すなわ ち、 図１は、本発明に係る一般化された光学系組立の模式図であり、サポートする電 気系統はブロックで描いている。

図２は、図１の２−２線に沿って見たときの一般化された光学系組立の側面図で ある。

図３は、本発明に係るカード読み取り器の実施例の斜視図である。

図４は、図３に類似する斜視図であるが、カード読み取り器のカッイーは取り外 されおり、正面壁は内部の光学系組立を描くために切り欠かれて（λる。

図５は、本発明の実施例に係るカード読み取り器の、図３の５−５線に沿っての 断面図であり、読み取り器に挿入された状態のカードを描き加えてｔする。

図りＡは、便米例の２ナヤ／ネルグロ・ツク／′データノイーコーＦ方式＊ｍｃ １ｔ＝Ｃのである。

図６Ｂは、本発明に係る新規なバーコード方式を描いたものである。

図７は、現在の好ましい実施例の電気系統の詳細な電気回路図である。

図８は、光学マーク検出回路と本発明に係る光学読み取り器のマイクロブロセ・ ノサとの間のインターフェースを描いている詳細な電気回路図である。

図９Ａと９Ｂは、２チヤンネルＸＯＲノイーフードを解読するときに、光学読み 取り器に備わっているブロモ・ノサにより実行される命令のフローチャートであ る。

現在の好ましい実施例の説明 ここで図面を参照すると、特に、図１を参照すると、本発明にか力する光学式読 み取り器ｌＱの一般化された実施例が描かれている。光学式読み取り器１０１を 光学サブシステムを備えており、該光学サブシステムは、光源１２と、分光器１ ４と、集光レンズ１６と、モータ２に連結された走査ミラー１８と、反射文寸象 物を受け入れるためのステージ領域２２と、受光器２４とを有する。光学式読み 取り器１０はまた、電気サブシステムを備えており、該電気サブシステムは、光 源１２用のパワー調整装置２６と、増幅器２８と、受信信号を分析するために増 幅器２８と接続された処理回路３０とを有する。電気サブシステムは、モータ２ ０用の制御回路３２をさらに備えている。

光学式読み取り器１０の一般化された実施例において、光源１２は、たとえばレ ーザ、レーザダイオードすなわち発光ダイオード（Ｌ　Ｅ　Ｄ）としてもよいが 、光を放ち、その光線は、一般的には、ハーフミラ−（ａ　ｐａｒｔｉａｌｌｙ 　５ｉｌｖｅｒｅｄ　５ｉｒｒｏｒ）である分光器１４を通過する。光はレンズ １６に集められて焦点を合わせられ、走査ミラー１８からステージ領域２２の上 に反射される。光源１２とレンズ１６とステージ領域２２との間の距離は、レン ズ１６の焦点距離と協働するように選択され、それによって、光線がステージ領 域２２の受光表面に達すると、光線は小さなスポットに集められる。一定のレン ズに対する最小光路は、レンズから焦点距離の２倍の距離に光源を位置させるこ とにより得られる。しかし、所定のスポットサイズを得るために、光源１２はレ ンズ１６からずっと遠くに移動されるべきである。

ステージ領域２２において２方向の矢印で示されるように、入射光線は、モータ 制御３２を介し、ミラー１８を振動方式で回転することにより、ステージ領域２ ２を横切って走査される。ステージ領域２２に置かれた対象物からの反射は、ミ ラー１８に向けて逆向きとなり、入射光線と実質的に同一の光路に沿って戻り、 レンズ１６を通過し、分光器１４により受光器２４に向けて反射される。フィル ター２５は、鏡面反射光が取り除かれるように光学的に用いられるのがよい。そ して、戻ってきた信号は、増幅器２８により増幅され、走査された対象物、たと えば、光学的に走査可能なタイプフェイスあるいはバーコードの性質にしたがっ て、回路３０により処理される。

入射光線と実質的に同一光路に沿うリターン信号に向けて同一の光学機器をもち いることは、逆反射集光（ｒｅｔｏｒｏｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）として普通に知 られている。そして、この集光手法は一般的には好ましいが、光学式読み取り器 １ｏの機能にとって必須ではない。換言すれば、ここに開示された読み取り器は 、受光器２４に向かうリターン信号に対する分離されたん路を備える構成とする ことができるならば、これに関する上記記載は限定された意味に解されるべきで ない。

光学式読み取り器１０のひとつの新規な点は、光学系がステージ領域２２に対し て配光されている点である。図１に示すように、ステージ領域２２はわずかに下 向きに傾けられている。これは側面図である図２においてさらに描かれており、 ここでこの図に注意を向ける。この構成は、鏡面反射（点線の矢印で示す）をミ ラー１８からそらすという利点を備えおり、このことは、このような反射が受光 器２４によってとらえられることがないということを意味する。事実、逆反射（ ｒｅｔｏｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｇ）又は拡散反射（実線の矢印で示す）だけ がミラー１８とレンズ１６によって集められる。これは、従来例の説明において 上述したところの妨げとなる鏡面反射に関する問題を解決する。

光学式読み取り器１０は、カードあるいはその他の実質的に平らな基材表面から 光学マークを読み取るのに特に適している。図３はこのようなカード読み取り器 の実施例４０を描いているが、これはハウジング４２とカバー４４とを備えてお り、該カバーはステージ領域２２に相当する光伝達部４６を有する。光伝達部は 、簡単には、開口部すなわちスロットでもよいが、好ましくは、透明プラスチッ クまたはガラスのような他の透明材料を成形した窓である。接続部４７は、別置 ユニットと電気的に接続できるように備えられ、このユニットは本発明の電気系 の部分が収容されても、あるいは、周囲の機器へのアクセスが備えられてもよい 。

接続は、代わりに、ワイヤレス遠隔接続手段、すなわち、無線通信手段により確 立されてもよい。

ここで図４を参照すると、カード読み取り器４０は、内部の光学系の構成が見え るように、カバー４４が取り外されて示されている。この構成は、“折り返じさ れており、すなわち、いくつかのミラーが用いられて、十分な長さの光路を比較 的小さな容積の中に収められることを意味する。光路は、光学機器ブロック５０ 内に収容された光源４８から始まる。光源４８の際立った特徴は、図７とからめ て以下に述べられている。ブロック５０から発せられて光線は、まずミラー５２ に当たり、このミラーは光線を反射し、ハウジング４２の内部前方を横断し、対 称に位置する第２ミラー５４に向かう。第２ミラー５４は、ハウジング４２の後 方に向け、第３ミラー５６へ光線を反射し、つぎに第３ミラー５６は第４ミラー ５６にむけて下方へ光線を反射する。そして、光線はレンズ６０により集められ 焦点を合わされて、走査ミラー６２に向けられる。上記したように、レンズ６０ のサイズは光線が十分にレンズに集まるように選択されるべきである。これは、 光源４８の光線発散と相関する要素である。もちろん、もし、光源が、たとえば レーザ光源のように、すでに平行にされていれば、レンズは不要である。レンズ は、走査される対象物のおよその位置にスポット光を当てるために必要であるに 過ぎない。

走査”、ラ−８２は、モータ６８の軸６６と結合されているハブ６４に取り付け られている。該モータは、ブラケット（図示せず）のような任意の取り付は手段 によりハウジング４２に固定されてよい。また、モータ６８のさらなる詳細につ いては、図７とからめて後に述べられる。ポリゴンミラーやガルバノミラ−のよ うな回転ミラーは、従来例の光学式スキャナにおいて用いられてきた。しかし、 ポリゴン走査ミラーは、空間的に効率が悪い。なぜなら、ポリゴンミラーの断面 領域の狭い部分しか、１走査中に用いられないからである。これは、ミラーが十 分に回転できるために一定の空間が必要となるからである。

反対に、走査ミラー６２は連続して回転するのでなく振動し、ポリゴンミラーに 比べてより大きな空間的効率を達成する。なぜなら、ミラー６２に当たる光線は ミラー装置により占められる断面領域に関してより大きな領域に当たるからであ る。このことにより、カード読み取り器４０はさらにコンパクト性が高められる 。また、回転するポリゴンミラーの代わりに振動するミラーを用いることにより 、回転ミラーの風損（回転周波数）の決定に関する問題はなくなり、走査特性に とって有利に作用できる。したがって、走査ミラー６２は、従来技術のガルバノ ミラ−より近いが、モータ６８の説明に関して後述するように、ミラー６２の走 査動作は、ガルバノモータ（ｇａｌｖａｎｏ■ｅｔｒｉｃ　ｍｏｔｏｒ）の高い 出費なしに達成される。ガルバノモータはまた連続運され、モータ６８の好まし い構成に比べて大きなパワーを消費する。

入射光線が走査ミラー６２から反射されると、その光線は細長いミラー７０に向 けられ、そのミラー７０は光線をカバー４４の窓４６に向は上方に反射する。

レンズ６０の焦点距離は、入射光線が窓のところで、あるいは、その近くで、焦 点を結ぶような値が選ばれる。入射光線が窓の周辺に達するまでに通らなければ ならない距離は、窓４６の中央に達するまでの距離よりも長（、そのため、光線 は窓４６の全部の長さに渡って完全に焦点を合わせられることは不可能である。

被写界深度は、大きなｒ値のレンズを選択することにより、できるだけ大きくす るのがよい。または、′フラットフィールド”型走査レンズを用いて窓４６を平 らに横切って光線の焦点を合わせることもできるが、そうすると、走査ミラー６ ２はフラットフィールド型レンズの手前に配置されることが必要となる。この場 合には、レンズ６０の被写界深度は、窓４６の一番端ではちょうど窓４６の内側 に入射光線の焦点を合わせ、窓の中央では窓のすぐ外側に焦点を合わせるのがよ い。このようにして、光線は窓４６に沿って任意の位置で適切に焦点が合わされ る。

さらに図５に示すように、細長いミラー７０は走査ミラー６２からの入射光線に 関して４５度の角度で合わせられておらず、むしろ、そのような合わせがたから 幾分傾けられている（すなわち、図５に示すように、幾分時計方向に回転されて いる）。さらに重要なことは、反射光線は、傾けられた角度、すなわち、０度よ り大きい入射角θで、窓４６を通過する。このような構成は、好ましくなｔ）鏡 面反射（窓４６の表面からであれ、または、力ｔ（−４４に載っているカードか らであれ）がレンズ６０に戻らないということを保証している。したがって、こ のような反射は、もどってくる光りが検出器にはいり込むことができず、検出機 構を妨げることはけっしてない。しかし、逆反射と幾分かの拡散反射が、ミラー ７０とレンズ６０によって集められ、入射のときの光路に沿ってはるばる光学組 立ブロック５０まで後戻りする。したがって、ブロック５０内のビーム分割器（ 図４では示していないが、図１で示したものと同じ機能を果たす）は、リターン 信号を受光器（図４では、同様に図示せず）に方向転換する。受光器と光源４８ はビーム分割器から等距離に位置し、リターン信号は受光器に集まり（焦点が合 わされ）、信号レベルができるだけ大きくされる。

入射角は０度よりも大きいが、それにもかかわらず、拡散反射と逆反射の増幅を できるだけ大きくするため、可能な限りこれに近付けて、走査の線形性をできる だけ大きくすることが望ましい。リターン信号の広がりを考慮すると、完全に鏡 面反射を避けるのに必要な入射角θの最小値はつぎの式で与えられる。

θ　−ａｒｃｔａｎ　（Ｄ　／　２　Ｌ　）ここで、Ｄはレンズ６０の有効直径 であり、Ｌはレンズ６０から窓４６までの有効路＃（すなわち、光路に沿っての 距１ｌｌ）である。好ましい実施例において、レンズの直径は、約２．５ｃｍで あり、レンズ６０と窓４６との間の有効距離は約１０、　８　ｃｍであり、約７ 度の最適な入射角度を与える。しかし、後述するように、カード読み取り器４０ の好ましい構成は、窓４６（略焦平面）において約５．６ｃ−の距離によって分 離された二つの走査光線を用いる。レンズ６０が両方の光線からの鏡面反射を捕 らえないように、わずかに大きい入射角、すなわち約８度を用いる必要がある。

カード読み取り器４０は、販売時点情報管理（ｐａｉｎｔ−ｏｒ−ｓａｌｅ）の 走査のように、カード以外の他の対象物を走査するために用いられるが、本出願 の譲り受け人に譲渡された１９８９年１２月１５日出願の米国特許出願第４５５ ８３４号明細書（出願中）に開示されたイメージアクセスシステムで用いられる ように、本質的には構成されていた。このシステムは、イメージアクセスカード を用いるが、各カードは、（ｉ　）？！ｉ気的に記憶されたイメージの人が読め る表現と、（ｉｉ）電気的に記憶されたイメージの記憶アドレスと一致する機械 が読めるデータとを含む。関連するケース、すなわち、１９９０年６月２７日出 願の米国特許出願第５４４６５７号明細書において示されているように、ある場 合には、ユーザーが見るためにカードの片側に人が読むことができる表現を備え ることが好ましいが、カードの反対側に機械が読めるデータを備え、人が読取れ る表現を見ることなく機械により読み取られるのがよい。カードのこのような構 成は、カード読み取り器４０を用いるために適している。

図５は、このようなカード７２を読み取り器４０の中に位置させた状態を描いて いる。カードには、走査できるデータ領域７４を備えている。好ましい実施例で は、読み取り器４０のカバー４４はリムまたはフランジ７４を備えており、２つ の目的を持っている。第１には、カード読み取り器４０全体を傾ける（図５に示 した位置から反時計まわりに約３０度回転する）のに好ましく、カード７２がそ こに置かれると、横から見ることができ、すなわち、オペレータは直接ユニット の上に立てなくてよい。したがって、フランジ７６はカード７２を支持してカバ ー４４から滑らないようにして、走査データ領域７４を窓４６に重ねるために機 能している。さらに、フランジ７６は、鏡面反射の回避に関して読み取り器４０ の光学的幾何形状を完全にしている。

特徴的には、カード７２を読み取り器４０に置くとき、まず、カード７２の底の 縁をフランジの下に置くことが必要である。このことは、カード７２が挿入され てカバー４４に対してフラッシュを動かすとき、窓４６を通ってやってきた入射 光線はけっして直角にカード７２に当たらないことを意味する。この特徴はまた 、細長いミラー７０の方向に関するものである。そのミラーが４５度方向から（ 描いたように時計方向の傾きから）反叶計回りにずれて、図５に示すようにわず かに右に傾けられるならば、入射光線は斜めの角度で窓４６に依然として当たる が、窓４６を通過した入射光線はまた、カードが挿入されているときには、カー ド７２に直角に当たり、鏡面反射を生じる。したがって、開示された構成は、カ ード７２の走査可能領域７２を読み取るときにすべての鏡面反射を回避すること を、実質的に保証する。

カード読み取り器４０は、カード７２の存在を検知するセンサ７７をさらに備え てもよい。このようなセンサにより、読み取り器４０は、常時走査し続けるので はなく、むしろ”必要な時”に作動する方式で用いることができる。このことは 、読み取り器４０の種々の機器の動作寿命を長くするとともに、電力消費を低減 する。センサ７７は、図７とのからみで後述するが、好ましくは、赤外線受光器 である。

上記の光学式読み取り器は、逆反射または拡散反射のどちらに基づく光学マーク についても、読み取るのに用いることができる。しかし、逆反射のマークを用い るほうが有利である。なぜなら、このようなマークは、検出しやすく、光源の強 さは小さくてすむ。好ましい逆反射の材料は、ミ不ソタマイニングアンドマニュ ファクチャリングカンパニー（３Ｍ）から入手可能であり、流通管理材料部門の 製品番号３２９０、およびセキュリティ一部門の製品番号８８５０である。マー クは平らな表面の逆反射材料、または逆反射の対象物上の黒いマーク（すなわち 、逆反射の背景）から構成されるのがよい。同様に、読み取り器は、任意の種類 の光学マーク＜、１−査可能なタイブフェーフを含む）を走査することができ乙 が、好ましい実施例では、上記の米国特許出願第５４４６５７号明細書において 提案されているように、バーコードを読み取るように構成されている。

これに関して、本発明に係る新規なバーコードは、カード７２の走査領域７４に おけるデータを解読するのに用いることができる。このバーコードは、２チヤン ネルＸＯＲコードに関するものであり、図６Ｂに図示されている。この符号化を 、もっとも近い従来技術である２チヤンネル“固定クロック”方式を表している 図６Ａと比較する。両方の図において、それぞれのバーコードの列は８けたの２ 進数に対して表されている。説明のために、これらの数字の列は、それぞれ２進 数の接頭数（ｐｒｅｆｉｘ）“００”と接尾数（ｓｕｆＴｉｘ）“１１”が付加 されている。数字の列は左から右に読み取られる。

図６Ａを見ると、各バーコードの数字の列の下半分は全く同一であることが分か る。すなわち、この半分は、コードの上半分と比較するための参照マークである 。下半分は、クロックチャンネルとして参照され、一方、上半分はデータチャン ネルとして参照される。２進数（ビット）は、（０に対して）白いストライブを 、また、（１に対して）黒いストライブを、クロックチャンネルのつぎのストラ イブの角に一致する部分に位置させることにより、符号化する。換言すると、ク ロック端部は、データを抵抗に送る（ｓｔｒｏｂｅ）ために用いられる。

図６Ｂの新規なコードにおいては、どのチャンネルがクロックチャンネルである とはっきりと言うことができず、むしろ両方のチャンネルが一緒になって、クロ ックチャンネルとして働く。換言すると、それぞれのチャンネルにおける変化が クロック参照信号を発生し、データ変換アルゴリズムを開始させる。ある一定の 変化で符号化されたデータビットは、両方のチャンネルの２進数の値のＸ０Ｒ（ 排他的論理和）である。

図６Ｂの最初のバーコードの列７８を例に取る。黒いマークは２進数の１の値を 表し、白のマーク（スペース）は２進数の０を表す（このような対応付けは任意 であり、以下に説明するように、反転されることも可能である）。マークは反射 で本っても、そうでなくてもよ？、ナナ−えげ、マークは逆反射材料の小さなス トライブから構成されてもよ（、あるいは、逆反射する背景の反射しないストラ イブから構成されてもよいことに、注意すべきである。したがって、“スペース ″（すなわち白いマーク）は背景の反射を有するストライブを意味し、（黒い） “マーク”は背景が備える反射を有するストライブを意味する。第１のデータビ ット（データプロ・ツクまたはセル８０において符号化された黒いストライブ） は０である。

なぜなら、両方のチャンネルは黒く（２進数のｌ）、この２つの値をＸＯＲ演算 すると０を生じる。第２のデータビット（セル８２において符号化された白いス トライブ）はまた、０を表す。なぜなら、両方のチャンネルは白く（２進数の０ ）であり、２つの値のＸＯＲ演算により０を生じる。これらの最初の２つのデー タビットは上記の接頭数″００”に下げられ、このパターンは図６Ｂのような各 バーコードの列の最初に生じる。

つぎの（第３の）セル８４では、下のチャンネルは黒く、上のチャンネルは白い 。

したがって、ＸＯＲｇｉ算（１ｘｏｒ　Ｏ）はｌである。列７８の第４セル８６ は、両方のチャンネルが黒く、データの値はＯに一致する。第５のセル８８では 、上のチャンネルは黒く、下のチャンネルは白く、データの値は１に一致する。

第６のセル９０は、全体が白く、データの値はＯを生じる。最後に、第７および 第８のセル９２および９４は、上下のチャンネルで異なる２進数の値であり、こ れらのセルの値は１を生じる。さらに注意すべき点は、図６Ｂにおける各バーコ ードの列は、上下のチャンネルで異なる２進数の値を有する２つのデータブロッ クで終わっていることである。このような最後の２つのセルは“１１″接尾数に 一致する。

読者は、一般的なパターンが今浮かび上がっていることを見抜くであろう。上下 のチャンネルの両方が同じ色（２進数の値）であるセルは、いずれも“０”であ り、一方、上下のチャンネルが異なるセルはいずれも“ビである。このことは、 マークとスペースに実際に２進数の値がどのように割り当てられるかとは無関係 にあてはまり、これはＸＯＲ演算子の性質による。このことはまた、受は取り側 は２つのチャンネルが入れ替わっても影響がなく、ある状態では、所定の数は反 転されたバーコードによりＸＯＲコード方式で表されてもよいということであり 、これは従来技術にはなかった点である。たとえば、第１の列のセル８４に関す るデータビットの１は、上段の白マーク（スペース）と下段の黒マークとで表さ れる。

このデータビットは、上段の黒マークと下段の白マークとで全く同様に簡単に表 されることも可能である。しかし、このことは、等価なマークが常に交換される 得るという訳ではない。たとえば、データの列”ｏ　ｏ’は２つの連続する黒い ストライブによって表されることはできない。なぜなら、２つのセル間の認識で きる変化がないからである。このような必要性はまた、図６Ｂにおける各列が″ ｌビ接尾数で終わるが、列９６と９８における最後の２つのセルは、他の列にお ける最後の２つのセルと全く同一ということではない理由を説明する。

以下にさらに説明する理由により、符号化のアルゴリズムは、好ましくは、第１ のマークあるいはスペースに対して１つのチャンネルを（任意的に）クロックチ ャンネルとし、連続するマークおよびスペースに対して上段と下段のチャンネル 間でクロノクチセンネルを切り変える。換言すると、変化（マークからスペース 、またはスペースからマーク）の認識されるチャンネルが移り変わるべきである 。

図６Ｂに示した各データの列は、下段のチャンネルが最初はクロックチャンネル として選択される。これは、背景から第１のセルを走査するとき（すなわち、背 景はスペースと等価な白であるので、下段の第１セルはマークである）、下段の チャンネルで変化が起こることを意味している。つぎの変化は、第１と第２のセ ル間においてであり、上段のチャンネルで起こらなければならない（図６Ｂの各 データの列において、００”接頭数のだけにより恵方ｐチャンネルにおいて第１ と第２のセル間での変化がある）。第２と第３セル間の、つぎの強制的な変化は 、下段で起こらなければならない。これは、セル８４におけるデータビットの１ は、前述したように、上段のマークと下段のスペースではなく、上段のスペース と下段のマークによって表されるからである。しかし、最初のクロックチャンネ ルの選択は全く任意であり、さらに、光学式読み取り器４０のよる解読に影響を 与えないことが理解されよう。切り替えクロｌり符号化方式を用いる一番の理由 は、以下においてさらに述べるように、マークおよびスペースについて２：１の 幅比とするためである。

図７には、カード読み取り器４０の詳細な電気回路図が示されており、本発明に 係る２チャンネルバーコード読み取り器のための構成が示されている。電気系統 は４つの回路、すなわち、カードセンサ回路１００、パワー回路１０６、モータ コントロール回路１０４、光学マーク検出回路＋０６に分けることができる。

これらの各回路は、図７において点線の四角形で示されている。

カードセンサ回路１００は、図４で示されたセンサ７７を含み、このセンサ７７ は発光ダイオード（ＬＥＤ）１０Ｂと１１０、および、受光器１１２と１１４と を備える。これらの機器は、窓４６の下方においてカード読み取り器４０の両側 で共に対をなす。すなわち、ＬＥＤ１０８と受光器１１２は、窓４６の右端に互 いに接近して位置し、一方、ＬＥＤＩＩＯと受光器１１４は、窓４６の左端に互 いに接近して位置している。このようにして、カードが読み取り器４０のカバー ４４上に位置すると、ＬＥＤからの光りはカードから反射し、受光器で検出され る。好ましくは、ＬＥＤは赤外線を照射し、受光器が検出する。

ＬＥＤ１０８と１１０には、連続して電圧Ｖｌ（一般的には５ボルト電源）が供 給されるが、もしＬＥＤが電池で電源が供給されるならば、ＬＥＤへの電圧はパ ルス状（たとえば、約ｌＯミリ秒毎）でなければならない。これは、ＭＯ３（金 属酸化膜半導体）電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）１１　Ｂによってフン トロールされることができ、電流制限抵抗１１８を介してグランドと接続されて いる。

ＭＯ６ＦＥＴ＋１６のゲートはコントローラ１２０と接続されており、好ましい 実施例では、カリフォルニア州すンタクレラのインテル社から部品番号Ｄ　８３ 　Ｃ。

５］ＦＡとして販売されているマイクロプロセッサ−と、ランダムアクセスメモ リ（ＲＡＭ）と万能非同期受信機送信機（ＵＡＲＴ）である。抵抗１２２はＭＯ ８ＦＥＴ＋＋６を静電気の放電から保護し、さらに、マイクロプロセッサーをＭ Ｏ８ＦＥＴ１１６の壊滅的な故障から保護する。単純なトランジスタのような他 のスイッチ手段に、ＭＯ３ＦＥＴ＋１６を置き換えることも可能である。

受光器＋１２と１１４の出力は、抵抗１２４と１２６にロードされるが、コンパ レータ１２８と１３０にそれぞれ向けられている。２つのポテンシオメータ１３ ２と１３４は、コンパレータ１２Ｂと１３０との電圧差をセットし、電圧差はＶ ｄ（デジタル電圧）から供給され、好ましい実施例では、５ボルトである（すな わち、Ｖｄ＝Ｖ、）。そして、コンパレータ出力はマイクロプロセッサ１２０に 向けられる。したがって、カード７２がカバー４４の適正な部位に位置されれば 、フンパレータ１２８と１３０の両方の出力はアクソティブ状態に切り替えられ る。

マイクロブロセ、す１２０内のＲＯＭは、プログラム命令を含み、パワー回路１ ０２とモータコントロール回路１０４への適切なコントロール信号を送ることに よってこの状態に反応する。パワー回路１０２は他のＭＯ３ＦＥＴＩ３６を介し て制御される。抵抗１３８はＭＯＳ　Ｆ　Ｅ　Ｔを静電気放電から保護し、さら にＭＯ３ＦＥＴ＋３６の壊滅的破壊からマイクロプロセッサ１２０を保護する。

ＭＯ３ＦＥＴ＋３６は、スイッチとして働き、（１）検出回路において用いられ るオペアンプと、（１１）光源４８として用いられるＬＥＤ１４０と１４２とに よる電力消費を制限する。この点に関して、図７は２つのターミナル１４６と１ ４８とを有するジャンパ１４４を備えている。もしユニットが外部電源を不要な ように構成されれば、電力消費は重要ではなく、ジャンパはターミナル１４８に 接続され、ＭＯ３ＦＥＴ１３６のオペアンプ切り替え効果をバイパスしてよい。

しかし、もしカード読み取り器４０がバッテリー電源をなくすように構成されて いれば、ジャンパ１４４はターミナル１４６に接続され、その場合、オペアンプ とＬＥＤ１４０と１４２の電力はＭＯＳＦＥＴにより制御されるであろう。トラ ンジスタのような他のスイッチ手段が、ＭＯ３ＦＥＴ１３６の代わりに用いられ てもよい。

オペアンプの電源は、トランジスタ１５０により制御される電圧＃ｖ０により間 接的に供給される。ジャンパ１４４がターミナル１４６に接続されているとき、 トランジスタ１５０は、電流制限抵抗１５２を介してＭＯ３ＦＥＴ１３６により 作用される。好ましい実施例では、ｖｏは３０ボルト電源であり、モータ６８に 電源供給するのと同じ電源である。したがって、コンデンサ１５４は好ましくは 低周波数のノイズをオペアンプ電源ｖ０から取り除くために用いられている。図 示していないが、各オペアンプのパッケージはパワーサプライ（ｖｏｇ）の衝撃 を緩和するコンデンサを備え、寄生振動を取り除いている。

ＬＥＤ１４０と１４２への電源は、ＬＥＤＩ０８と１１０用と同じｉｉｓ、すな わち、ｖＩにより供給されている。ＭＯＳＦＥＴが通じると、介在するダイオー ド１５６と電流制限抵抗１５８とにより、電流はＬＥＤ１４０と１４２とを通り グランドへ流れる。ダイオード１５６はｖｏとｖｌとの間の電圧差がトランジス タ１５０を作動させないように用いられ、また、ＬＥＤ１４０と１４２（高い反 転電圧のリーク電流を示す）が過度の反転電圧を受けないように用いられている 。

好ましい実施例では、ＬＥＤ１４０と１４２は強力であり、約８度の円すい角の 光線の広がりを有する。用いられる特徴的な機器は、カリフォルニア州バロアル トのヒューレソトバソカード社より部品番号ＨＬＭＰ４１０１として販売されて いるガリウムアルミニウムヒ素ＬＥＤである。他のタイプのＬＥＤを用いてもよ いが、好ましくは、強力であり、かつ、カード読み取り器４０の光学的な幾何形 状を完全なものにする光線の広がりであるべきである。たとえば、実際に用いら れるＬＥＤは可視の赤い光線を放つが、赤外線のＬＥＤが用いられるべきであり 、その場合には、赤外線放射は通過するが、窓４６は暗く見える。レーザおよび レーザダイオードを含め、他の方式の光源を用いてもよい。しかし、機器は高価 になり、電力消費が増える。上記したように、もし、カード７２の走査可能領域 が逆反射マークであれば、強力なＬＥＤは検出可能な逆反射を生じるのに十分な 入射光をもたらす。８０：ｌという高い一定の比率がこの構成では用いられてき ている。

マイクロプロセッサ１２０がコントロール信号をパワー回路１０２に送るとき、 同時に、コントロール信号をモータコントール回路＋０４に送る。モータコント ロール回路１０４はモータ６８を備え、好ましい実施例では、永久磁石の直流モ ータであり、電源Ｖｍ（好ましくは約３０ボルト）により供給される。この電源 からの電流は、可変抵抗１６０と、ジャンクション電界効果トランジスタ（ＪＦ ＥＴ）１６２と、トランジスタ１８４とにより調整され、協働して一定電流源と なっている。

回路１０４を動作させるコントロール信号を受け取る前に、トランジスタ１６４ のエミッタからの電流はモータ６８をホームポジションに動かす。すなわち、走 査ミラーに当たった入射光は、細長いいミラー７２の中央ではなく、一方の端に 、初めは向けられることに基づく。パッドあるいはストップ（図示せず）は、走 査ミラーに接近して設けられ、その全体の運動を制限する。モータ６８はこのホ ームポジションに動かされるが、大きな（たとえば、１００マイクロフアラツド ）のコンデンサ＋６６にチャージされる。分圧抵抗１６８は、モータ、したがっ て走査ミラー６２がそのバイアスをホームポジションに保持することを保証する 。

ダイオード＋７０はＪＦＥＴ１６２からの電流がコンデンサ１６６にチャージ中 にモークロ８から分流されないようにする。

カードがセンサ回路１００により検出されると、マイクロプロセッサ１２０は他 のＭＯ５ＦＥＴ＋７２に（保護抵抗＋７４を介し）コントロール信号を送り、コ ンデンサ１６６がモータ６８を介してグランドまで放電する。この放電サイクル 中に、他のダイオード１７６は通常はＪＦＥＴ１６２からトランジスタ１６４へ 流れる電流を短絡する。ダイオード１７０はまた、トランジスタ１６４を分岐す るバイアス電圧ドロップをもたらす。（トランジスタのような）他のスイッチ手 段１；１ＭＯ３Ｆ　ＥＴ　１７２１７）代用になるかもしれないが、ＭＯ８ＦＥ Ｔ１７２を通過するとき電圧ドロップが小さく（たとえば、〈０．２ボルト）、 電流がよく流れることが好ましい。イリノイ州シャウンブルグのモトローラ社よ り部品番号ＭＰＦ９２００として販売されているＭＯＳＦＥＴが、この目的に適 している。

コンデンサ１６６は約４ミリ秒で放電されるが、これはモータ６８においては、 走査ミラー６２を滑らかに回転させるのに十分な時間となっている。開示された 実施例において、走査が窓４６を完全に横切るのには約４０ミリ秒を要する。こ の遅延の直後に、マイクロプロセッサ１２０はモータ制御回路１０４へのコント ロール信号を切り、モータ６８はそのホームポジションに戻ることができるとと もに、コンデンサ１６６は再び作動することができる。パワー回路１０２は、こ の遅延の間は切られている。モータ制御回路１０４の構成の−っの利点は、モー タ６８が直接Ｖｍによって電源供給されてから走査の半周期の間は電源Ｖｌから は最小の電流であることである。実際、走査中にモータ６８を作動させるための 電源は、走査を行なう前にコンデンサ１６６に蓄えられている。これによって、 電気系統（１１源回路４８と検出回路１０６の両方）から起動時のノイズを取り 除き、誤りのない読み取りを実現することができる。

上記により、センサ回路＋００がカード７２を検出すると、ＬＥＤ　１４０と１ ４２とは電源が入り、電源は検出回路１０６のオペアンプに流れ、モータは走査 を開始する。したがって、カードセンサ回路１００とｉ源回路１０２とモータ制 御回路１０４との組み合わせにより、“随時作動（ｏｎ　ｄｅ■ａｎｄ）”シス テムになっている。換言すると、カード読み取り器４０は、（バッテリー電源を 消耗し、電気的機器と機械的機器を摩耗しつづけることになる）連続走査を行な わず、むしろ、カードがカバー４４に位置したときだけ走査する。

つぎに、光学マーク検出回路１０６を説明する。この回路は、２つのチャンネル ＡとＢとを備え、それらは実質的には全く同一であり、１組の参照番号だけがこ こでの機器を説明するのに用いられている。各チャンネルは、受光器１８０を備 え、受光器１８０は走査可能なデータ領域７４からの反射に反応する。２つの受 光器は、光源１４０と１４２の間の間隔と同じ間隔を置いて、カード読み取り器 ４０内に互いに接近して配置されており、２チヤンネルＸＯＲバーコードの別々 のチャンネルにそれぞれ反応する。受光器は、ミズリー州セントルイスのＥＧ＆ Ｇバクチック社から販売のものを用いるとよい。

受光器はオペアンプ１８２とフィードバック抵抗１８４と接続され、ゼロバイア スモード（ｚｅｒｏ　ｂｉｓｇ　ｍｏｄｅ）で作動する。参照電圧Ｖｒは、負の レール電圧（ｎｅｇａｔｉνｅ　ｒａｉｌ　ｖｏｌｔａｇｅ）からバイアスオペ アンプに供給され、フィルタコンデンサ１８６は高周波ノイズをＶｒから取り除 く。好ましい実施例では、ＶｒはｖｌとＶｄと同じ値（５ボルト）である。オペ アンプ１８２の出力は、オペアンプ１８８の負の人力に接続され、一方、正の人 力は、電流バイアス抵抗１９０に接続されている。パワー回路１０２により出力 される電圧Ｖｏｓは、オペアンプ１８８と同様に、オペアンプ１８２に電源を供 給する。

オペアンプ＋８２と１８８はそれぞれ、受光器１８０からの信号を増幅するのに 用いられ、各オペアンプは約１００のゲインを有する。抵抗１９２と１９４はオ ペアンプ１８８のゲインを調整する。好ましい実施例において、オペアンプは、 カリフォルア州すンタクレアのナショナルセミコンデフタ社から部品１号ＬＦ４ １２として販売されているものである。コンデンサ１９６は幅不良リミッタとし て作用し、オペアンプ間の寄生振動を取り除く。

アンプ１８８の出力はコンパレータ１９８に接続される。図示していないが、コ ンパレータ１９８は電＃（５ボルト）を備えていることが理解される。電源電圧 Ｖｄは、クリッピングダイオード２００に対してバイアス電圧を供給し、オペア ンプから生じる過電圧からコンパレータを保護している。他の１組のＬＥＤ２０ ４はバイアス電圧を下げるために用いられる。これは、コンパレータ１９８の作 動範囲内で信号を生じる。この電圧低下を達成するためにＬＥＤ２０４の代わり に、多量のビンダイオードのような他の手段を用いることが可能である。ポテン ショメータ２０８は、コンパレータ１９８に参照電圧をセットし、参照電圧はま た、Ｖｄから供給される。コンパレータの出力は、実質的には、カード７２の光 学マークと一致する２進数の信号であり、マイクロプロセッサ１２０に向けられ る。

マイクロプロセッサ１２０は、種々の方法で、検出回路１０６の出力のデータ解 析を行なうようにプログラムされている。好ましい実施例では、各チャンネルに ついて、変化間（２進数のＯから１．またはその反対）の時間間隔を計測するこ とによって、達成される。このような時間間隔は各チャンネルに対するビ・ｙト 並びを復元するのに用いられ、ＸＯＲ演算は、ピット並びにおける連続した対に ついて行なわれる。この計測を容易にするために、本発明に係るバーコードは、 好ましくは、一定のチャンネルにおけるスペースとマークの幅は最小幅の２倍に 制限する。換言すると、一定のマークとスペースは短い（ビ単位”）か長い（２ “単位″）のどちらかである。このコード方式は、以下の述べるいくつかの利点 がある。

変化間の時間間隔を計測するために、各チャンネルの出力はマイクロプロセッサ １２０の割り込みラインにつながれている。図８は、光学マーク検出回路１０６ とマイクロプロセッサ１２０との間のインターフェースの一実施例を詳細に示し ている。チャンネルＡのコンパレータ１９８からの出力はＸＯＲゲートのひとつ の入力に接続され、また、マイクロプロセッサ１２０のデータ入力ラインＤａに 接続されている。ゲート２１２への他の入力は、マイクロプロセッサ１２０から のコントロールラインＣａである。ゲート２１２の出力はマイクロプロセッサ１ ２０の割り込みラインＩａに向けられてる。同じ構成がチャンネルＢについても 備えられている。ゲート２１２の機能は、さらに図９Ａと９Ｂを参照することに よって理解され、この図のフローチャートはＲＯＭに記憶されたプログラム命令 に従ってマイクロプロセッサ１２０により実行される。

上記したように、マイクロプロセッサ＋２０はカード検出回路１００から適切な 信号を受けると、走査が開始する（ステップ３００）。そして、マイクロプロセ ッサ１２０はデータ割り込みを準備する（ステ・ツブ３０２）。割り込みは、（ ｉ）データラインＤａとＤｂの初期状態をチェ・ツクし、（ｉｉ）用いられてい る割り込み方式に基づいてＸＯＲゲートの適切な出力となるレベルにコントロー ルラインＣ８とｃｂの出力をセットし、（ｉｉｉ）マイクロブロセ・ノサ１２０ が割り込みラインＩｓとＩｂ力１ら信号を受け取ることを可能にすることによっ て、セｙ　）される。たとえｌｆ、マイクロプロセッサ１２０が立ち上がり工・ ノブで割り込みがかかるとすると、すなわち、割り込みラインＩａがゲート２１ ２の出力が２進数で０から１に変わるときにイニンヤル信号が発生すると仮定す る。この場合には、ゲート２１２の出力は、初期および各変化後にはＯにセット されているはずである。もしその代わりに割り込みが立ち下がり方式であれば、 出力は初期および各変化後は１にセ・ノドされるはずである。

このことは、たまたま、コントロールラインが、（Ｉ）コントロールの出力と（ １１）割り込み方式に基づくゲート２１２の所望の出力との論理ＸＯＲと一致す る値をセットするということである。さらに例として、割り込みは立ち上がリエ ・ノブ方式であり、コンパレータ１９８の初期の出力（すなわち、変化前の出力 ）は２進数のＯであると仮定する。この場合には、コントロールラインＣａはま た、２進数のＯにセクトされるはずであり、ゲート２１２の出力結果は２進数の ０であり、これは、つぎのデータ変化において、立ち上がり工・ノブを生じる。

つねに、もしコンパレータの初期（すなわち、変化前）の出力が２進数の１であ れば、コントロールラインＣａは２進数の１にセットされ、ゲート２１２での出 力はずっと２進数のＯである。割り込みを作動させる他に多くの方法があり、た とえｉｆ、ＸＯＲゲートの代わりにＮＯＲゲートを用いることや、マイクロブロ セ・フサ１２０内での割り込みエツジ論理を変更することが挙げられる。

このようにデータ割り込みを作動後、マイクロブロセ・ノサ１２０ζよ変化の間 隔を計測開始する。しかし、最初は、ノく−コードの並びのエツジを見付ζする ためにタイムアウトの値を決めておくのが便利である（ステ・ノブ３０４）。こ れ＋ｉまた、種々の方法で実行されることができる。好ましい実施例では、“ス タービのパターンすなわち変化は実際のバーコードから太き（離れている。たと えば、もしバーコードが逆反射するラベルに印刷され、それが走査対象たる基材 にはり付られると、変化の開始は逆反射するラベルの縁となるかもしれない。こ れは５、背景領域への認識可能な変化をもたらす。開始変化から最初のセルまで 走査するのに要する時間の長さを、タイムアウト値を決定するのに用いるころが できる。開始変化は割り込み作動前に検出されるが、データ終了タイムアウト値 は作動後に実際に計算され、実際には、最初のデータ割り込み信号を受け取って からである。

マイクロプロセッサ１２０は、タイムアウト状態をチェックするために、ウオッ チド、グタイマをセットする。タイムアウトを待つ間、マイクロプロセッサ１２ ０は割り込みライン［ａにより発生された各割り込み信号の刻時（ｔｉｃｋ）カ ウント（時間）と、割り込みラインＩ８により発生されて各変化側り込み信号も 刻時カウント（ｔｉｃｋ　ｃｏｕｎｔ）とを記録する（ステップ３０８）。

タイムアウトが生じた後は、データ割り込みが解除され（ステップ３１０）、マ イクロブロセ、す１２０は刻時カウントデータをビット並びに変換を開始する。

刻時幅（時間間隔）から両方のチャンネルに対する各マークとスペースが計算さ れる（ステップ３１２）。つぎの数ステップ（ステップ３１／ｌ−３３０）は、 各マークまたはスペースについて短いか長いかを識別するためのしきい値を決定 することに関する。この点については、幅サイズの決定において幅は上記のよう にこれら２つのサイズに限定することによって単純化されることは、ここで、理 解されよう。そして、特性上、各刻時カウントを、短幅又は長幅にそれぞれ対応 する小値又は大仏に分類するのは容易である。

しカル、実際上は、マイクロプロセッサ１２０が使用可能なメモ１バＲＯＭ）の 大きさが制約され、各データビットにより刻時幅が変動する（印刷の流れ具合や 、走査モータ６８の摩擦などによる）ので、このような分類分けを行なうことは 難しいかもしれない。たとえば、ある符号化方式（以下にさらに述べる）が各チ ャンネルについて５２データビツトを有するバーコードを用いる。理論的には、 これは５２の異なる刻時幅を生じる可能性がある。しかし、刻時幅値の個数は、 概ね刻時分解能（すなわち、ｌ刻時に対応する絶対時間）の設定による所定の範 囲に制限される。

それにもかかわらず、メモリの大きさが制限されるため、しきい値を決定におい ていくらかの余分なステップが必要となる。このようなステップの第１は、（１ チヤンネルだけにおける）最初のマークまたはスペースに関する刻時幅が短いと する仮定である（ステップ３１４）。そして、起こりうるしきい値のテーブルが 作成される（ステップ３１６）。このテーブルは（好ましい実施例では１５エン トリーに制限される）、しきい値を最初に見積もり、この値をテーブルの中央に 書き込むことにより、作成される。長幅は短幅の２倍であり、最初の刻時カウン トは短いと仮定しているので、最初の刻時幅の１．　５倍の値でしきい値を見積 もるのが当然である。たとえば、もし第１にマークまたはスペースの刻時幅が８ 刻時であるならば、しきい値の良好な見積値は１２刻時である。そして、テーブ ルは見積もられたしきい値の前後の連続する値で満たされる。たとえば１５エン トリーのテーブルは、つぎの刻時幅値、すなわち、５−６−７−８−９−１０− １１−１２−１３−１４−１５−１６−１７−１７−１９を含むはずである。

しきい候補テーブルを作成した後、起こり得ないしきい値は除かれる（ステップ ３１８）。起こり得ない値は、（ｉ）実際に記録された刻時幅値、（ｉｉ）実際 の刻時幅の最小値よりも小さい値、（ｉｉｉ　）実際の刻時幅の最大値より大き い値を含む。

上記例について続けると、もし仮に、第１のマークまたはスペースが実際に短幅 であるならば、実際に記録された刻時幅値は、（短幅に対し）７．８．９と（長 幅に対し）１５，１６．１７でなければならない。あり得ないしきい値を除くこ とにより、あり得るしきい値の候補として、つぎの値だけ、すなわち、１０，１ １．１２゜１３．１４だけが残る。あり得ない値を除いた後に残るこのような候 補が実際にあれば（ステップ３２０）、これらの候補のメジアン（ｍｅｄｉａｎ ）が（端数のメジアンの場合は切り捨てられる、すなわち、残った候補は偶数） 、しきい値として選択される（ステップ３２２）。

一方、ステップ３１４における仮定が誤りであれば、全体的に異なる結果が生じ るかもしれない。このように技術的に巧みなことから、もし初期刻時幅が長幅に 一致したならば、起こりえる値のしきい候補テーブルからの除去の結果、候補は 全く残らないことになろう。もしこの場合には、プログラムを修正し、最初のマ ークまたはスペースは長幅であると仮定し、もつと簡単なステップを繰り返す。

最後に、これ以上の注意を受けるに足りる特別な場合がある。ある一定の並びに おいて、マークまたはスペースのすべてが短幅であれば、最初のマークまたはス ペースの長さに関してどのように仮定しようとも、上記のアルゴリズムは起こり 得る候補を生じないであろう。もし、このようなことが生じれば、アルゴリズム は２回うまくいかず（ステップ３２６）、プログラムはすべての幅は短いと認識 し、実際に記録された最大の刻時幅を棹えるしきい値を任意にセ・ノドする。こ の全体手順は、両方のチャンネルのマークとスペースに対して繰り返される（ス テップ３３０）。

このように技術的にすぐれているため、上記仮定は、コードにおける適切な前置 部のような符号化における付加的な約束を、たとえば、最初の２つのデータセル が短いマークまたは短いスペースであると分かるような３ビ・ノドの前置部を用 いることにより回避することができる。データの終了をより良（認識するため、 両方のチャンネルにマークを含む後置部を備えることが、また、便利である。

各チャンネルに対するしきい値が一旦確定すると、各刻時幅を短いか長いかによ り分けるのは簡単なことである。この情報から、各チャンネルに対する元々のビ ット並びを復元するのは基礎的である（ステ・ツブ３３２）。なぜなら、マイク ロプロセッサ１２０は、刻時幅が連続的に変化するマークおよびスペースに一致 することが分かっているからである。一旦、両方のチャンネルに対するビ・ノド 並びが復元されたならば、連続するデータセルにおけるビット対のＸＯＲ演算行 なうことはまた、基礎的である（ステップ３３４）。結果は、／イーコードに符 号化された２進数データと一致し、後の処理のために記憶されることができる（ ステ・ツブ３３６）。

ここまで読めば、マークまたはスペースがただ２つのサイズしか備えていないこ とに関するいくつかの利点が理解されるであろう。まず第１に、この比率は、し きい候補テーブルをよりコンパクトにし、これはまた、メモリーの制限にとって もＩ！要である。また、この技術を用いると、しきい候補テーブルを書き込むた めには、マイクロプロセッサ１２０内のクロックは含まれる値を概算するために ″調整“されるべきではあるが、一定のマークまたはスペースの現実の絶対幅と を無関係となる。このような調整は、たとえば初期の予備走査にもとづき、行な われてよい。最後に、長短のマークとスペースの２＝１の比率はエラーチェクの 方式となる。２：ｌの比率は、上記の交互クロ・ツク符号化方式の直接の結果で ある。

したがって、本発明に係るバーコードの好ましい実施例は交互クロック、２チヤ ンネルバーコードである。

コンパレータ１９８に直接接続されるＸＯＲゲートのような簡単な構成ではなく 、マイクロプロセッサ１２０のデータラインに接続されたＸＯＨの出力を用いる という、このいくらか複雑な手順が用いられているのはなぜかと、読者は疑問に 想うかもしれない。この前者の構成は理論的には可能である（そして、データの 解読におけるマイクロプロセッサ１２０の最も一般的な機能は等価である）が、 走査中の光機械的状態やコンパレータのしきいレベルなどの変動のような、この ような単純な構成に関するいくつかの問題がある。上記のアルゴリズムは、この 種の問題によるエラーをできるだけ少なくし又は取り除くのに役立つ。

また、周期的な冗長、トリプル冗長（ｔｒｉｐｌｅ　ｒｅｄｕｎｄａｎｃｅ）な どのような、他の種類のエラーチェクが２チヤンネルＸＯＲコードに組み込まれ てもよい。イメージアクセスシステムで用いるために以下においてさらに述べる 実施例において、検査合計（ｃｈｅｃｋｓｕ＋１）がデータの妥当性の確認のた め用いられる。上記したように、バーコードは５２ビ・ノドにコード化される。

これらのビットの３つは前置部ヲ形成し、２つは後置部を形成し、３９が実際の データのために用いられ、８つが検査合計のために用いられる。

ステップ３３４の結果による最終のデータ並びはさらにマイクロプロセッサ１２ ０内で処理され、あるいは、ＵＡＲＴにより２１０で示されるように、他の中央 演算装置（ＣＰＵ）に接続される。たとえば、上記イメージアクセスシステムに おいて、メージアクセスカード上に符号化されたデータは、電気的に記憶された イメージの記憶アドレスと一致する。データは、実際の記憶アドレス、あるいは 、参照テーブルにより記憶アドレスと関係付けられることが可能な割り当てナン バーであればよい。このようなシステムにおいては、マイクロプロセッサ１２０ がアクセスデータをＣＰＵに出力するならば、ＣＰＵはイメージの記憶アドレス を決定して、イメージ情報を受け取り、表示デバイスにそれを転送する。

関連する出願番号第４５５８３４号明細書において述べたように、ｃｐｕ（すな わち、たとえば、マイクロクロセッサ１２０）は、妥当なデータ列の確認のため にプログラムされてよい。もし読み取り器４０による最初の走査がこのような妥 当な列であれば、マイクロプロセッサ１２０はパワー回路１０２へのコントロー ル信号を切る。一方、妥当でない列が記録されていれば、パワー回路１０２への コントロール信号は再びオンに切り替えられ、２回目のコントロール信号がモー タコントール回路１０４に送られ、もう一度走査することとなる。これは、妥当 なデータが得られるまで、無限に繰り返されてよい。しかし、好ましくは、３回 の走査に制限され、その後は、依然としてデータが妥当でなければ、読み取り器 ４０の呼び出し表示装置（図示せず）が点灯し、ユーザーに可能性のある問題、 たとえば、カード７２のバーコードの損傷、カバー４４へのカードの載置不良へ の注意を喚起するのがよい。

この点に関しては、マイクロプロセッサ１２０は、カードが読み取り器４０から 取り外されるときを、すなわち、コンパレータ１２８と１３０の状態がその高い セツティングから変化するときを識別するようにプログラムされている。このよ うにすると、１枚のカードが読み取り器４０から取り外されてそこに別の１枚を 置くとき、上記の手順が繰り返され、つぎのカードのデータ列をとらえるように なる。

本発明は特定の実施例を参照して記述されたが、この記述は、限定する意味で説 明されているということではない。開示した実施例の種々の変形例は、本発明の 別の実施例と同様に、本発明の記述を参照することにより、技術的に熟練した人 にとって明らかとなるであろう。たとえば、２チヤンネル／＜−コードは、図６ Ｂに示したのと全く同じフォーマットである必要はない。もし、ふたつの排他的 論理和の組み合わせでデータが予め符号化されるならば、様々な／ｅリエーシコ ン（たとえば、図６八に示したものと同様な位相的にシフトするセル）を採用す ること力呵能である。実際、上下チャンネルに結び付きまたは同期させる限り、 上下チャンネルは接近したり、また細長かったりする必要はない。請求の範囲を 参照すると、このことは、′セル”はふたつの接近した細長いマークまたはスペ ースから構成される必要がないことを意味する。したがって、独立クレームは、 本発明の真の観点に含まれる変形例をカバーするものと予想されている。

特表千６−５０４６３８　（１Ｑ） ＰＣＴ／ＬＩＳ　９１１０８４１５ 国際調査報告

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．光学的に読み取ることが可能なフォーマットで符号化されたデータを有する 物品であって、基材と、該基材に印刷されたバーコードとを備え、該バーコード は略平行の第１および第２チャンネルを有し、該各チャンネルは第１または第２ ビット列をそれぞれ表す一連のマークとスペースよりなり、該第１ビット列の各 ビットは上記第２ビット列の各ビットと協働して、一連の協働ビット対を形成し 、データが上記一連のビット対の排他的論理和の組み合わせに符号化されている 物品。
2. ２．上記バーコードは、背景部に移行する背景部トランジット領域をさらに有し 、該背景部トランジット領域は上記各チャンネルから離れている請求項１の物品 。
3. ３．上記第１および第２チャンネルの両方がマークから開始する請求項１の物品 。
4. ４．上記第１および第２チャンネルの両方がマークで終了する請求項１の物品。
5. ５．上記第１および第２チャンネルが接近し、一定の協働ビット対を表すマーク 又はスペースがまた接近してひとつのセルをさらに形成し、上記チャンネルの少 なくとも一方の上記チャンネルの上記セル間にマーク／スペースの変化がある請 求項１の物品。
6. ６．上記マークおよびスペースのそれぞれは、短幅および長幅の２つの幅寸法の いずれかである請求項１の物品。
7. ７．データがエラーチェク手段とともに上記バーコード内に符号化される請求項 １の物品。
8. ８．少なくとも一つのマーク／スペースの変化が上記チャンネル間で連続して交 互に起こる請求項５の物品。
9. ９．上記長幅が上記短幅の２倍に略等しい請求項６の物品。
10. １０．上記バーコードは、３ビットの前置部を含み、該３ビットの前置部のうち の最初の２ビットはマークとスペースによりそれぞれ表され、該マークとスペー スは上記短幅のもののみである請求項６の物品。
11. １１．上記エラーチェック手段は、上記バーコードに組み込まれた検査合計２進 数列からなる請求項７の物品。
12. １２．その上に印刷されたバーコードを有する基材を光学的に走査してバーコー ドを解読するための装置であって、バーコードは略平行の二つのチャンネルを有 し、該各チャンネルは第１および第２ビット列をされぞれ表す一連のマークとス ペースよりなり、該第１ビット列の各ビットは上記第２ビット列の各ビットと協 働して、一連の協働ビット対を形成し、データが上記一連のビット対の排他的論 理和の組み合わせに符号化されており、ハウジング手段と、 該ハウジング手段内に設けられた、光を供給するための手段と、上記ハウジング 手段内に設けられた、走査対象たる基材を横切る光路に沿って上記光を配光する ためのレンズ手段と、上記ハウジング手段内に設けられた第１および第２受光検 出手段と、基材上のバーコードの両方のチャンネルから反射された光を集光し、 かつ、（ｉ）第１のチャンネルから反射された光を上記第１検出手段へ、（ｉｉ ）第２のチャンネルから反射された光を上記第２検出手段へ導くための手段と、 上記第１および第２検出手段と接続された、（ｉ）上記第１および第２検出手段 の出力を上記第１および第２ビット列にそれぞれ変換し、（ｉｉ）上記第１およ び第２ビット列のビットを一連の協働ビット対に相互に関係付け、（ｉｉｉ）該 一連の協働ビット対の排他的論理和の組み合わせを決定するためのプロセッサ手 段とを備えた装置。
13. １３．バーコードはチャンネルから間隔を置いて設けられた開始移行部を備え、 上記プロセッサ手段は、（１）該開始移行部とチャンネルとの間の走査時間に基 づくタイムアウト値を決定するための手段と、（ｉｉ）該タイムアウト値に基づ いてタイムアウト状態を決定するためのウォチドッグタイマ手段とを備える請求 項１２の装置。
14. １４．上記プロセッサ手段を上記第１および第２検出手段と接続するインターフ ェース手段をさらに備える請求項１２の装置。
15. １５．上記プロセッサ手段は、（ｉ）各チャンネルの各マーク／スペースの変化 を検出し、（ｉｉ）該各変化間の時間間隔を計測し、該時間間隔が各マークとス ペースの幅に一致し、（ｉｉｉ）上記時間間隔に基づいて上記ビット列を構成す ることによって、上記第１および第２検出手段の出力を上記第１および第２ビッ ト列に変換する請求項１２の装置。
16. １６．上記プロセッサ手段は第１および第２データラインと、第１および第２割 り込みラインと、第１および第２コントロールラインとを備え、上記インターフ ェース手段は、２つの入力と１つの出力とをそれぞれ有する第１および第２ＸＯ Ｒゲートからなり、 上記第１検出手段の上記出力は上記第１ＸＯＲゲートの上記入力の一方および上 記第１データラインと接続され、上記第１コントロールラインは上記第１ＸＯＲ ゲートの上記出力の他方と接続され、上記第１ＸＯＲゲートの上記出力は上記第 １割り込みラインに接続され、 上記第２検出手段の上記出力は上記第２ＸＯＲゲートの上記入力の一方および上 記第２データラインと接続され、上記第２コントロールラインは上記第２ＸＯＲ ゲートの上記出力の他方と接続され、上記第２ＸＯＲゲートの上記出力は上記第 ２割り込みラインに接続される請求項１４の装置。
17. １７．バーコードのマークおよびスペースの各幅寸法は、短幅か長幅かのいずれ かであり、長幅は短幅の２倍に略等しく、上記プロセッサ手段は、上記長幅又は 上記短幅に対応する上記時間間隔のそれぞれのいずれであるかを決定するための １つのしきい値を定めることによって、上記ビット列を構成することを特徴とす る請求項１５記載の装置。
18. １８．その上に印刷されたバーコードを有する基材を備え、該バーコードは略平 行の二つのチャンネルを有し、該各チャンネルは第１および第２ビット列をそれ ぞれ表す一連のマークとスペースよりなり、該第１ビット列の各ビットは上記第 ２ビット列の各ビットと協働して、一連の協働ビット対を形成し、データが上記 一連のビット対の排他的論理和の組み合わせに符号化される光学マーク読み取り システムであって、 ハウジングと、 光源と、 上記ハウジング内に設けられた、上記基材を横切る光路に沿って上記光源からの 光を配光するためのレンズ手段と、 上記ハウジング内に設けられた第１および第２受光検出手段と、上記バーコード の上記各チャンネルから反射された光を集め、かつ、（ｉ）第１の上記チャンネ ルから反射された光を上記第１検出手段へ、（ｉｉ）第２の上記チャンネルから 反射された光を上記第２検出手段へ導くための手段と、上記第１および第２検出 手段に接続されたマイクロプロセッサであって、（ｉ）上記第１および第２検出 手段の出力を上記第１および第２ビット列にそれぞれ変換する手段と、（ｉｉ） 上記第１および第２ビット列のビットを一連のビット対に相互に関係付けるため の手段と、（ｉｉｉ）該一連のビット対の排他的論理和の組み合わせを決定する ための手段とを含むマイクロプロセッサとを備える光学式読み取り器。
19. １９．上記マイクロプロセッサは、上記符号化されたデータを付加的処理手段に 出力するための手段をさらに備える請求項１８のシステム。
20. ２０．上記マイクロプロセッサは、上記符号化されたデータが妥当なデータ列で あるか否かを確認するための手段を備える請求項１８のシステム。