專利名稱：用于識別電子代碼的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于檢測電子代碼的方法。
本發(fā)明還涉及一種擬用該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在貨物運(yùn)輸中既使用光學(xué)可讀條形碼又使用遠(yuǎn)程可讀RFID標(biāo)識 符。 條形碼的優(yōu)點(diǎn)在于其標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，但是這種技術(shù)需要可見標(biāo)記，而且還需要至少 在能見距離(sight distance)內(nèi)進(jìn)行的讀取技術(shù)，這就限制了應(yīng)用的行駛。可見標(biāo)記使得 該技術(shù)容易被濫用。 相比于前述條形碼技術(shù)，RFID技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括遠(yuǎn)程可讀性和將代碼完全 隱藏在產(chǎn)品中的可能性，這種可能性可用于防止代碼的偽造。然而，該技術(shù)中使用的標(biāo)識符 顯然比條形碼技術(shù)貴得多。 美國專利5， 818， 109公開了這樣一種解決方案，在該解決方案中，讀取設(shè)備被用 于測量被賦予貨幣值的電容性檢定電阻標(biāo)記(capacitance verification resistance marking)。這種機(jī)器允許在短距離內(nèi)非接觸式地進(jìn)行測量。在測量時(shí)，以每個(gè)電阻器的電阻 值應(yīng)該在特定的預(yù)定限制內(nèi)的這樣方式，通過同時(shí)測量來確定幾個(gè)(例如，8個(gè))電阻器的 數(shù)量級。因此，問題是使用"數(shù)字技術(shù)"來評估彩票的電正確性(electrical correctness)。 如果所有電阻器都在預(yù)定限制內(nèi)，則即使單個(gè)偏離將引起拒絕時(shí)，彩票也被接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在消除上述技術(shù)狀態(tài)的缺陷，并且為了這個(gè)目的，創(chuàng)造了一種完全新型 的用于讀取電子代碼的方法和設(shè)備。 本發(fā)明基于從幾條導(dǎo)電線形成代碼，借助于電極從這幾條導(dǎo)電線用電確定實(shí)部和 虛部，這些電極位于基本無損的表面上，以電流的顯著變化(substantial change)僅發(fā)生 在電流的虛部的這樣方式來對電流的實(shí)部和虛部進(jìn)行角度校正。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，以實(shí)部主要測量損耗的這樣方式通過角度校正來 對測量的實(shí)部和虛部進(jìn)行校正。 更具體地講，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于權(quán)利要求1的特征部分中所述的內(nèi)容。 對于這部分而言，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征在于權(quán)利要求12的特征部分中所述 的內(nèi)容。 借助于本發(fā)明，獲得相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)。 由于本發(fā)明的不可見性，因此，相對于條形碼，本發(fā)明提供明顯的優(yōu)點(diǎn)。除了其它 方面之外，不可見的代碼可用于容易地且成本高效地確定偽造產(chǎn)品。 實(shí)際上，本發(fā)明的應(yīng)用類似于RFID技術(shù)和條形碼技術(shù)的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的代碼
4可以是可見的，也可以隱藏在不透明的保護(hù)膜下。例如，根據(jù)本發(fā)明的代碼可用于訪問控制 應(yīng)用、產(chǎn)品數(shù)據(jù)編碼、認(rèn)證和產(chǎn)品來源的檢定。 由于可使用印刷技術(shù)來制造代碼，所以對于這部分而言，與電學(xué)可讀RFID標(biāo)簽相 比，本發(fā)明提供相當(dāng)可觀的成本優(yōu)勢。 由于對標(biāo)記的電性質(zhì)的優(yōu)化，可用更便宜的元件制造測量電子器件。


以下，參照附圖借助于實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行研究。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)測量裝置。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)測量對象。 圖3a示出當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的電極之間不存在待讀取的代碼時(shí)這些電 極之間的等效電路。 圖3b示出當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的電極之間存在待讀取的代碼時(shí)這些電極 之間的等效電路。 圖4用曲線圖示出從根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的角度看，待讀取的標(biāo)記的實(shí)分量和 虛分量隨著代碼電阻增加的行為。 圖5用曲線圖示出在對第一測量結(jié)果的角度校正之后的根據(jù)本發(fā)明的測量裝置， 在圖5中，實(shí)分量為下面的曲線，虛分量為上面的曲線。
圖6示出角度校正之后的導(dǎo)納的實(shí)分量。 圖7示出由根據(jù)本發(fā)明的測量裝置讀取的質(zhì)量差的代碼的測量結(jié)果。 圖8示出由根據(jù)本發(fā)明的測量裝置讀取的代碼的測量結(jié)果，該測量結(jié)果被分為虛
分量和實(shí)分量。
具體實(shí)施例方式
圖1示出測量裝置l，在測量裝置1中，通過振蕩器2饋給的兩個(gè)活電極(live electrode)4激勵電流，該電流通過被測量的表面，并且可能通過存在于該表面中的導(dǎo)電 結(jié)構(gòu)。在根據(jù)該圖的布置中，中間電極5用于測量信號。布線和放大器6的電容(CM0S或 JFET)通常非常大，以至于讀取電極5的阻抗表示電容性短路。如果情況不是這樣，則將電 流反饋供給放大器6，這樣可使得放大器6的輸入阻抗極低。通過使用相敏檢測器7來檢測 信號，該相敏檢測器7基于用與對象同相連接的交流電對信號進(jìn)行向下混頻(mix)，信號的 相位移位90度。如果測量不是差分的(differential)，則為了使電橋平衡，用反相信號來 抵消導(dǎo)體之間的電容連接。根據(jù)該圖中的布置的電路對表面的導(dǎo)納的虛分量9和實(shí)分量8 進(jìn)行測量。 圖2示出的情形是在基體10的頂部形成導(dǎo)電(非透明)代碼ll。基體10可以是 紙張、板材、塑料或者一些其它類似的典型的非導(dǎo)電表面。在該圖中，以代碼11的寬度恒定 而代碼之間的距離被調(diào)制的這樣方式來進(jìn)行編碼。因此，在代碼中，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)ll之間存 在短間隙12和長間隙13。在一些情況下，在代碼11的頂部存在薄塑料膜，該薄塑料膜減小 了與對象的電容連接。 如果用根據(jù)圖1的布置掃描根據(jù)圖2的代碼，則原則上導(dǎo)納將在兩個(gè)值之間變化。
5圖3a的電路描繪的情形是被測量的對象純粹是紙張，相應(yīng)地，在圖3b中描繪的情形是在基 體10的頂部存在導(dǎo)電層。由于場被分割，因此精確模型要求我們使用幾個(gè)電容器和電阻器 來描繪這種情形。如果在進(jìn)行掃描的表面上存在幾個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，則我們創(chuàng)建導(dǎo)納調(diào)制。在 這種情況下，當(dāng)以單個(gè)頻率進(jìn)行測量時(shí)，阻抗測量產(chǎn)生對象的導(dǎo)納的虛分量和實(shí)分量。就測 量而言，重要的問題是，與代碼既改變實(shí)分量又改變虛分量的情況相比，導(dǎo)納的虛分量和實(shí) 分量如何波動。本發(fā)明的中心思想是如何執(zhí)行測量，以使我們將能夠使測量的信噪比最大 化。 如果我們假設(shè)對象的電阻噪聲不顯著，則就電子器件而言，試圖使實(shí)分量或虛分 量的電流最大化。這通過制造寬電極和寬代碼，使代碼與測量電極的距離最小化，并且使與 對象的電容連接最大化來實(shí)現(xiàn)。然而，在高頻處，對象的噪聲通常確定信噪比，而根本不用 電子器件的噪聲。噪聲通常源于讀取器的"擺動(hunting)"和傾斜以及紙張(對象)的粗 糙度。由于大多數(shù)基體不導(dǎo)電，所以這些問題主要只是在導(dǎo)納的虛分量中引起噪聲。雖然 表面具有一定程度的損耗，但是實(shí)分量的噪聲一直保持比虛分量的噪聲小。噪聲還可源于 代碼的頂部。如果代碼是高度導(dǎo)電的，但是除了其它方面之外由于紙張的粗糙度而使得墨 保持"有污點(diǎn)"，則將存在的問題是，在代碼的頂部，虛分量和實(shí)分量都將有噪聲。由于電流 僅在導(dǎo)電良好的電橋之上從輸入電極行進(jìn)到測量電極，所以實(shí)分量也可保持非常小。
首先稍許以數(shù)學(xué)的方式對本發(fā)明進(jìn)行研究。我們?yōu)閷ο蠹僭O(shè)一個(gè)簡單的等效電 路，在該等效電路中，電容器和電阻器的串聯(lián)描繪當(dāng)讀取頭在代碼頂部時(shí)這一情形下的阻 抗。在代碼外部，對象幾乎是完全無損耗的，從而可僅用一個(gè)電容器來描繪對象?？赏ㄟ^以 下方程來獲得由電子器件接收的電流 J-t/fflC^^其中r = "CR (1)。 首先，應(yīng)該注意到，通過下述方式來使電流最大化，S卩，使用最高的可行頻率，并試 圖通過創(chuàng)建大電容來盡可能接近地測量導(dǎo)電代碼。 圖4借助于曲線40用曲線圖示出當(dāng)電阻增加時(shí)測量到的導(dǎo)納的實(shí)分量和虛分量 的行為。該圖為標(biāo)準(zhǔn)化表示，其中，測量距離恒定，因此，電容具有恒定的幅值。另外，在該 圖中繪制了橢圓43，橢圓43描繪沒有代碼時(shí)的導(dǎo)納。應(yīng)該注意到，當(dāng)在點(diǎn)44處r = 1時(shí)， 實(shí)分量的調(diào)制最大，其中，測量到的導(dǎo)納的虛分量和實(shí)分量的幅值相等，在這種情況下，測 量到的阻抗的實(shí)分量和虛分量的幅值自然也相等。在該圖中還繪制了對質(zhì)量好的導(dǎo)電表面 進(jìn)行測量的假想情形(黑色橢圓42)。圓41顯示對"有洞的(holely)"代碼進(jìn)行測量的情 形，在這種情形下，實(shí)分量和虛分量的變化都非常大。當(dāng)使用絕緣基體材料時(shí)，實(shí)分量的值 及其波動小，因而最好以r = 1的這樣方式選擇距離和墨的電導(dǎo)率，從而我們使導(dǎo)納的實(shí)分 量的信噪比最大。當(dāng)電阻增加到無窮大時(shí)，曲線向橢圓43靠近。 所述方法實(shí)質(zhì)上是基于將對象的導(dǎo)納的實(shí)分量和虛分量彼此分離。在高頻處，尤 其是當(dāng)使用方波時(shí)，沒有關(guān)于所謂的角度誤差的精確信息。對于包含高次諧波的方波，實(shí)分 量和虛分量的整個(gè)概念在某種程度上是錯誤的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，重要的事實(shí)是 以下角度校正方程針對的是測量到的實(shí)分量和虛分量
Re {Yu} = Re {Y} cos a +Im {Y} sin a Im{Yu} =-Re{Y}sina+Im{Y}cosa (2)。
下標(biāo)ii與角度被校正的導(dǎo)納有關(guān)。校正角度用a標(biāo)記。所述方法的基本思想是 當(dāng)在紙張(塑料)的表面上不存在代碼的點(diǎn)處對測量裝置進(jìn)行掃描時(shí)以使實(shí)分量的變化最 小化的這樣方式來選擇校正角度。 可通過有意地在紙張的表面上制造壓痕或者以距紙張表面的距離改變的這樣方 式擺動測量針尖(measure point)(筆)來改進(jìn)校準(zhǔn)(calibrate)。優(yōu)選在實(shí)施例中使用 的表面上進(jìn)行校準(zhǔn)。另一種替代方案是當(dāng)在不存在代碼的區(qū)域中掃描代碼時(shí)對角度進(jìn)行校 準(zhǔn)。當(dāng)通過測量針尖對這樣的無代碼的無損表面進(jìn)行掃描時(shí)，原則上，僅有無損的測量分量 變化。這意味著可以以使導(dǎo)納的實(shí)分量的變化最小化的這樣方式找到角度。如果以針尖在 紙張上的放置不影響角度的實(shí)分量的這樣方式選擇角度，則實(shí)分量的噪聲也被最小化。實(shí) 際上，如果讀取頻率不改變，則僅需執(zhí)行角度校準(zhǔn)一次。是否必須對每個(gè)測量點(diǎn)執(zhí)行分別的 獨(dú)立的校準(zhǔn)取決于電子器件的制造中的變化。 因此，角度校正的意圖在于從測量信號消除由于紙張的性質(zhì)和針尖的位置的變化 而引起的變化，并使得該變化僅取決于代碼的性質(zhì)。背景噪聲被去除。 在角度校正的過程中，以對象中的無損電介質(zhì)材料的變化不出現(xiàn)在角度被校正的 Re信號中的這樣方式選擇坐標(biāo)集的旋轉(zhuǎn)角度。 這個(gè)目的通過對于測量針尖僅產(chǎn)生無損電容率的變化來實(shí)現(xiàn)，例如，通過將針尖 降低到紙張上來實(shí)現(xiàn)。在此之后，對角度被校正的信號Re和Im進(jìn)行研究。對角度a進(jìn)行 調(diào)整，直到由調(diào)整而引起的變化僅出現(xiàn)在Im信號中或者實(shí)現(xiàn)Re信號的最小化為止。在校 正之后，對Re信號進(jìn)行測量，在Re信號中，變化將僅出現(xiàn)在代碼處。 圖5示出這樣的測試，在該測試中，以50MHz工作的導(dǎo)納針尖通過薄塑料對代碼進(jìn) 行掃描。請注意，即使虛分量50明顯強(qiáng)于實(shí)分量51，虛分量50的噪聲也非常大。這是由于 紙張的粗糙度而引起。在對代碼進(jìn)行掃描之前，對實(shí)分量51進(jìn)行測量，并通過約28度的角 度校正對虛分量50進(jìn)行校正。在不進(jìn)行角度校正的情況下，將主要通過電容調(diào)制來確定這 兩個(gè)分量。 圖6僅示出導(dǎo)納的實(shí)分量60。盡管在所談及的情況下沒有對代碼的電導(dǎo)率進(jìn)行優(yōu) 化，但是實(shí)分量的信噪比也是非常良好的。事實(shí)上，在這個(gè)測量中，通過所使用的數(shù)字化來 確定紙張頂部的噪聲。少量噪聲是由于下述事實(shí)而引起，即，我們將觸發(fā)電平設(shè)置為接近于 實(shí)分量的零點(diǎn)，從而即使是差的代碼也可被讀取。 圖7示出這樣的特殊情形，S卩，從非常近處讀取代碼，但是由于紙張的粗糙度，代 碼變成"有污點(diǎn)的"。由于在這種特殊情形下，實(shí)分量71與虛分量70的比率不是最佳，所以 實(shí)分量71保持比虛分量70小得多。另一方面，由于代碼變成"有污點(diǎn)的"，所以在代碼頂 部，這兩個(gè)分量都有噪聲。在這樣的情況下，最好是也將虛分量包括在測量中。這種情況顯 示在圖4中，在圖4中，假設(shè)在代碼頂部這兩個(gè)噪聲都大。 應(yīng)該注意的是，在這些測量中，代碼的電導(dǎo)率太大，并且由于此，從虛分量獲得的 信號占主導(dǎo)。 對于這部分而言，圖8表示一種典型的測量情況，在該情況下，虛線描繪虛分量， 完全的實(shí)線描繪測量的阻抗的實(shí)分量。從該圖可看出，實(shí)分量的信噪比明顯優(yōu)于虛分量的 信噪分量。 所述方法的一個(gè)中心思想是以將實(shí)分量和虛分量彼此區(qū)分的這樣方式來對用作
7測量頭的筆進(jìn)行校準(zhǔn)。這可通過以當(dāng)筆置于無損電介質(zhì)表面上時(shí)該筆不產(chǎn)生實(shí)分量的變化 的這樣方式對校正角度進(jìn)行調(diào)整來進(jìn)行。另一種方式是，當(dāng)在電介質(zhì)表面上進(jìn)行掃描時(shí)， 刮擦該表面并確保在實(shí)分量中不發(fā)生波動。在實(shí)際的測量情況下，在紙張的表面上重置實(shí) 分量，并預(yù)先設(shè)置觸發(fā)電平，或者算法基于信號強(qiáng)度來求解合適的觸發(fā)電平。由于實(shí)分量 中的噪聲小，所以可將觸發(fā)電平設(shè)置為非常接近于零。僅在代碼的電導(dǎo)率被錯誤地定尺寸 (dimension)或者代碼"有污點(diǎn)"這樣的情況下，才值得使用矢量的縱向調(diào)制來代替實(shí)分量 的調(diào)制。原則上，一般來講，可通過以對信噪比進(jìn)行優(yōu)化的這樣方式以彼此合適的比率對實(shí) 分量和虛分量的長度進(jìn)行加權(quán)來檢測代碼。 原則上，我們可從導(dǎo)納的實(shí)分量和虛分量對代碼的正確電導(dǎo)率進(jìn)行測量。由于場 被分割，所以以數(shù)學(xué)的方式進(jìn)行描繪非常困難。描繪取決于筆的平均距離、與電極寬度相比 的代碼寬度等等。然而，如果我們?yōu)樘囟☉?yīng)用對筆進(jìn)行校準(zhǔn)，則我們可以以變量r在代碼頂 部和外部的變化與小的距離變化無關(guān)的這樣方式通過實(shí)驗(yàn)(或者使用FEM計(jì)算以數(shù)值的方 式)求解以下表示<formula>formula see original document page 8</formula>
這僅僅是由于下述事實(shí)，即，這兩項(xiàng)與距離成比例，從而通過使用這兩個(gè)變量，我 們可估計(jì)距離變化。應(yīng)該注意到，所談及的方法不對代碼的絕對電阻率進(jìn)行測量，而是代碼 的絕對電阻率與代碼和紙張的電阻率之差成比例。如果我們對傳感器信息進(jìn)行測量，則這 樣的更精確的電導(dǎo)率測量是很重要的。然而，如果除了測量線之外我們還將其電導(dǎo)率已知 的參考線放在代碼中，或者如果結(jié)合代碼信息給出測量線的值，則我們可將傳感器信息的 測量返回到實(shí)分量的測量。在這種情況下，我們可從以下導(dǎo)納Y的實(shí)分量和虛分量的方程 計(jì)算傳感器的電阻率的電阻值r :
<formula>formula see original document page 8</formula> 在該方程中，下標(biāo)ref表示參考代碼的測量，下標(biāo)a表示傳感器的測量。當(dāng)然，僅 當(dāng)參考物的幾何形狀與傳感器的幾何形狀類似時(shí)，才能可靠地使用該方程。如果實(shí)分量或 虛分量對導(dǎo)納起主導(dǎo)作用，則當(dāng)然可以使該方程簡化。另一方面，通常發(fā)生虛分量在參考物 和傳感器的頂部幾乎相同的情況，由于這個(gè)原因，通常通過簡單的數(shù)學(xué)獲得傳感器的大致 電導(dǎo)率。應(yīng)該注意到，在方程4中，導(dǎo)納Y描繪角度被校正的導(dǎo)納。 可以以幾種不同的方法制造代碼。 一種可行的方法是"復(fù)制"條形碼中使用的方 法。然而，這里，介紹一種這樣的方法，該方法允許以自然的方式消除用筆或鼠標(biāo)掃描時(shí)發(fā) 生的速度變化。另外，所描述的方法基于被設(shè)置成接近于紙張的阻抗的觸發(fā)電平，因而不使 用作為"零參考物"的代碼。在圖2的代碼中，信息存儲在線的寬度調(diào)制中，導(dǎo)電線的寬度 恒定。如果我們對在代碼(非導(dǎo)電材料)的時(shí)間期間累積的采樣的數(shù)量進(jìn)行分割并且將此 除以一個(gè)數(shù)，則我們將獲得描繪兩條線彼此之間的距離相對于相鄰線的寬度的標(biāo)準(zhǔn)化代碼 信息，所述一個(gè)數(shù)為接近于采樣數(shù)量的導(dǎo)電代碼的最大值或者來自附近導(dǎo)電區(qū)域的累積采 樣的數(shù)量的平均值。這個(gè)數(shù)與速度無關(guān)。另一方面，使用已知代碼和固定的觸發(fā)電平，長代 碼和短代碼之間的比率恒定，這允許檢測或錯誤讀取。這種編碼還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，如 果使線的寬度最小，則存在比被讀取的表面中的代碼更純凈的紙張，并且我們可保持更少的代碼被觀察到。在使用好材料的長時(shí)間段內(nèi)，我們甚至可實(shí)現(xiàn)40 m寬的線，在這種情況 下，代碼的可見度將進(jìn)一步降低。合適的短代碼的寬度的數(shù)量級與導(dǎo)電區(qū)域的寬度的數(shù)量 級相同，并且相應(yīng)地，根據(jù)讀取的信噪比和所選擇的誤差校正算法，寬間隙可以為1.5-3倍 寬。如果系數(shù)僅為1.5，則我們獲得每單位行程1/2.25比特的信息密度。例如，40ym線將 傳送1/90比特/ym，即，96比特EPC代碼將需要約9mm長的代碼。實(shí)際上，筆狀針尖的舒 適的掃描長度為3cm-5cm，從而EPC代碼將需要至少250 y m的代碼寬度。甚至更長的距離 也可用筆掃描，尤其是如果我們使用鼠標(biāo)式接口，則距離可容易地為5cm-10cm。這意味著， 甚至更大數(shù)量的比特也可被電編碼。另外，如果用相應(yīng)方法制造2D代碼，則信息量可能是 這種方法的許多倍。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可如下對代碼的讀取進(jìn)行優(yōu)化。 一旦電極結(jié)構(gòu)、距代碼 的距離和讀取頻率被決定，就以電容的電抗的數(shù)量級與導(dǎo)電墨的電阻的數(shù)量級相同的方式 對墨的電導(dǎo)率進(jìn)行優(yōu)化。借助于測量電子器件，以僅實(shí)分量測量有損耗的方式通過角度校 正來對測量的導(dǎo)納的實(shí)分量和虛分量進(jìn)行校正。這可通過使針尖靠近非導(dǎo)電電介質(zhì)表面而 容易地觀察到。結(jié)合電容電橋，或者在混頻之后，可以模擬地進(jìn)行校正。在AD校正之后，還 可使得數(shù)字地進(jìn)行校正。在角度校正之后，主要根據(jù)實(shí)分量進(jìn)行代碼解釋。例如，如果由于 對墨的來源的研究而使得我們需要更好的電導(dǎo)率信息，則我們可借助于導(dǎo)納來計(jì)算阻抗的 實(shí)分量，并從此決定代碼的電導(dǎo)率。 還可如下描述本發(fā)明。被測量的電介質(zhì)材料(紙張、板材、塑料)的電容率是復(fù)數(shù)
的，包含有損分量(lossy component)和無損分量(lossless component)。根據(jù)本發(fā)明的
讀取器測量有損分量和無損分量的這兩個(gè)分量。無損分量由極化(polarization)形成。有
損分量由極化相關(guān)的損耗或者電導(dǎo)率損耗形成。干凈的紙張的電容率幾乎完全是無損的。 當(dāng)在被測量的對象(紙張、板材、塑料)的表面上不存在代碼的地方移動讀取器的
針尖時(shí)，通過讀取器的針尖測量的與無損電容率成比例的信號由于以下原因而改變，所述
針尖例如用圖3a和圖3b的電極5和4來表示 1、由于紙張的纖維的性質(zhì)，不同點(diǎn)處的電容率不同。 2、紙張吸收的濕氣在不同的地方以不同的方式改變電容率。 3、當(dāng)針尖傾斜時(shí)，從針尖到紙張的連接改變，并影響信號。 根本不存在與有損電容率成比例的信號。 與所述無損電容率成比例的信號出現(xiàn)在兩個(gè)角度被校正的信號(Re—orig和Im— orig)中，這是由于調(diào)制和解調(diào)之間的相差而引起的。通過改變校對角度a ，可改變這個(gè)相 差(也稱為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn))。通過改變該角度，可形成新的信號Re和Im。通過適當(dāng)?shù)慕嵌?，?于無損電容率的變化而引起的信號僅出現(xiàn)在Im分量中。同時(shí)，它完全從Re信號中消失。
因此，實(shí)際上，通過下述方式來執(zhí)行角度校正，S卩，在干凈的紙張上移動讀取器并 調(diào)整角度a ，直到由移動引起的變化僅出現(xiàn)在虛分量中為止，或者直到如果在實(shí)分量中出 現(xiàn)變化，則這些變化是最小的、且極其微小的為止。因此，在這種情況下，實(shí)分量僅僅測量阻 抗的有損的電阻分量。 因此，由于僅在代碼處存在有損電容率，則Re信號僅在代碼處變化。 上述角度校正操作的本質(zhì)典型地為一次性的(one-off)，僅需要執(zhí)行一次，或者以
相對不頻繁的間隔重復(fù)執(zhí)行(一個(gè)月一次至一年一次)。
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可使用電壓或電流輸入來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在這種情況下，電壓輸入用于測量測量電 極之間的電流，電流輸入用于測量測量電極之間的電壓。更通常，測量變量(電流或電壓) 可稱為測量信號。
權(quán)利要求
一種用于讀取電子代碼的方法，該方法包括借助于電極(4，5)將交流電信號引入到被測量的代碼(11)；和對通過電極(4，5)的電流或者這些電極(4，5)上的電壓進(jìn)行測量，其特征在于，定義電流的實(shí)分量(8)和虛分量(9)，或者相應(yīng)地定義電壓的實(shí)分量(8)和虛分量(9)，以及電極(4，5)位于基本無損的表面上，并且以電流或電壓的顯著變化僅發(fā)生在電流或電壓的虛分量(9)中的這樣方式對電流的實(shí)分量(8)和虛分量(9)進(jìn)行角度校正，或者相應(yīng)地對電壓的實(shí)分量(8)和虛分量(9)進(jìn)行角度校正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，以通過測量裝置(1)觀察到的電容的電抗 的數(shù)量級與通過測量裝置觀察到的導(dǎo)電墨的電阻的數(shù)量級相同的方式，選擇測量裝置(1) 的測量頻率、測量頭距代碼(11)的讀取距離和代碼(11)的電阻率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述測量被實(shí)現(xiàn)為從接觸距離起的掃
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 、2或3所述的方法，其特征在于，通過改變導(dǎo)電代碼線之間的非導(dǎo)電 區(qū)域來形成所述代碼。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，在手動掃描中，考慮掃描速度的 變化。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，當(dāng)通過下述方程 描繪由測量裝置(1)接收的電流時(shí)，以盡可能精確地滿足條件r = 1的這樣方式來選擇測 量系統(tǒng)的讀取距離、代碼的電性質(zhì)和測量頻率<formula>formula see original document page 2</formula>其中，R和C描繪被讀取的標(biāo)記的阻抗的電阻和電容部分。
7. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，通過以當(dāng)筆置于 無損電介質(zhì)表面上時(shí)該筆不產(chǎn)生實(shí)分量變化的這樣方式調(diào)整校正角度來對測量裝置進(jìn)行 校準(zhǔn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，通過以下方式對 測量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)即，刮擦電介質(zhì)表面，測量刮擦的表面，并以當(dāng)在刮擦的表面上進(jìn)行掃 描時(shí)在測量結(jié)果的實(shí)分量中不發(fā)生波動的這樣方式對測量裝置進(jìn)行調(diào)整。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在測量情況下，在 未編碼的材料(8)的表面上重置測量結(jié)果的實(shí)分量(8)，并預(yù)先基于重置的實(shí)分量(8)設(shè)置 使測量開始的電子器件(1)的觸發(fā)電平。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在測量情況下， 算法基于信號的強(qiáng)度求解使測量開始的合適的觸發(fā)電平。
11. 一種用于讀取電子代碼的設(shè)備，該設(shè)備包括用于借助于電極(4，5)將交流電信號引入到被測量的代碼(11)的部件；禾口 用于測量通過電極(4，5)的電流或者這些電極(4，5)之間的電壓的部件， 其特征在于，該設(shè)備還包括用于定義電流或電壓的實(shí)分量(8)和虛分量(9)的部件(2，4，5，3，6，7)，以及 用于以電流或電壓的顯著變化僅發(fā)生在電流或電壓的虛分量(9)的這樣方式對電流或電壓的實(shí)分量(8)和虛分量(9)進(jìn)行角度校正的部件，其中，電極(4，5)位于基本無損的表面上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括這樣的部件，該部件用于以 通過測量裝置(1)觀察到的電容的電抗的數(shù)量級與通過測量裝置(1)觀察到的導(dǎo)電墨的電 阻的數(shù)量級相同的這樣方式，選擇測量裝置(1)的測量頻率、測量頭距代碼(11)的讀取距 離和代碼的電阻率。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括用于將從接觸距離起 的測量實(shí)現(xiàn)為掃描測量的部件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括用于通過定義導(dǎo)電 代碼線(11)之間的非導(dǎo)電區(qū)域來讀取代碼的部件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11、12、13或14所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括用于在手動掃 描中考慮掃描速度變化的部件。
16. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，如果通過以下方 程描繪由測量裝置(1)接收的電流，則所述設(shè)備包括用于以盡可能精確地滿足條件r = 1 的這樣方式選擇測量系統(tǒng)的讀取距離、代碼的電性質(zhì)和測量頻率的部件J-[/fiX:^^其中，r = "CR (1) 一"，其中，R和C描繪被讀取的標(biāo)記的阻抗的電阻和電容部分。
17. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述測量裝置包 括校準(zhǔn)部件，通過該校準(zhǔn)部件，可以以當(dāng)測量裝置(1)的讀取筆(4， 5)置于無損電介質(zhì)表面 上時(shí)該筆不產(chǎn)生實(shí)分量變化的這樣方式對校正角度進(jìn)行調(diào)整。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11-16中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括這 樣的部件，通過該部件，可通過以下方式對測量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)即，刮擦電介質(zhì)表面、測量刮 擦的表面，并以當(dāng)在刮擦的表面上進(jìn)行掃描時(shí)在測量結(jié)果的實(shí)分量中不發(fā)生波動的這樣方 式對測量裝置進(jìn)行調(diào)整。
19. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括這樣 的部件，在該部件中，在測量情況下，可在無代碼的材料(8)的表面上重置測量結(jié)果的實(shí)分 量(8)，并可預(yù)先基于重置的實(shí)分量(8)設(shè)置使測量開始的電子器件(1)的觸發(fā)電平。
20. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括這樣 的部件，通過該部件，在測量情況下，基于信號強(qiáng)度，可借助于算法來檢測使測量開始的合 適的觸發(fā)電平。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于讀取電子代碼的方法和裝置。根據(jù)該方法，借助于電極(4，5)將交流電信號引入到被測量的代碼(11)，并對通過電極(4，5)的電流或電壓進(jìn)行測量。根據(jù)本發(fā)明，定義電流的實(shí)分量(8)和虛分量(9)，或者相應(yīng)地定義電壓的實(shí)分量(8)和虛分量(9)，電極(4，5)位于基本無損的表面上，以電流的顯著變化僅發(fā)生在電流或電壓的虛分量(9)中的這樣方式對電流或電壓的實(shí)分量(8)和虛分量(9)進(jìn)行角度校正。
文檔編號G06K7/08GK101790737SQ200980100253
公開日2010年7月28日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者A·勞蒂埃寧, H·塞帕, H·西波拉, P·赫利斯托 申請人:芬蘭技術(shù)研究中心