(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦軸を有する円筒形のアンプルとして形成され、前記縦軸に垂直に延在する複数のバーにより構成されているコードが取付けられている注入装置用カートリッジにおいて、
前記バーはほぼ透明であり、コードを取付けた表面に入射する光を回折し反射する光格子がそのバーの全長に沿ってそれぞれ設けられており、入射する光の小部分の光が１組の光ビームとして前記バーの表面から反射され、回折され、その１組の光ビームの少なくとも１つはその光ビームによりバーが照射されるときにそのバーの存在と、そのバーに記憶された情報を検出するように選択され、
前記各バーの光格子は予め定められた方向を有するライン含み、その予め定められた方向は少なくとも２つの予め定められた方向の１つとして選択されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記コードのバーは、光格子を有し、前記バーの領域を埋めている複数の間隔を有する条帯、ドットまたは、小さいアイランドから構成され、前記条帯、ドットまたは小さいアイランド間の間隔は読取り光フィールドの最小寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のカートリッジ。
【請求項３】
光格子のラインの方向はバーにより異なり、それによって異なるバーは回折されたビームのセットの異なる方向を規定することを特徴とする請求項１または２記載のカートリッジ。
【請求項４】
光格子のラインの方向は、各バーが２つの規定された方向の一方の方向を向いている有する光格子を有するように選択され、それによってバーからの反射は２進コードの“１”および“０”を表すものとして解釈されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のカートリッジ。
【請求項５】
２つの方向は直交していることを特徴とする請求項４記載のカートリッジ。
【請求項６】
２つの方向はそれぞれバーのエッジと４５°の角度を形成していることを特徴とする請求項５記載のカートリッジ。
【請求項７】
光格子はバー区域の材料の表面のひだにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のカートリッジ。
【請求項８】
ひだはバーを支持している材料の表面のバー領域に交互のリッジおよび溝として形成されていることを特徴とする請求項７記載のカートリッジ。
【請求項９】
ひだの断面は方形波形状を有していることを特徴とする請求項８記載のカートリッジ。
【請求項１０】
ひだの断面は鋸歯状波形状を有していることを特徴とする請求項８記載のカートリッジ。
【請求項１１】
バーはカートリッジの全長にわたって分布されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載２記載のカートリッジ。
【請求項１２】
バーはカートリッジの全周にわたって延在するバンド形状を有していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載のカートリッジ。
【請求項１３】
バーはカートリッジに接着されたラベル上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバーが照射されるときに読取りヘッドによりコードが読取られる複数のバーにより表されるコードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなコードは注射器およびポンプのような注入装置のカードリッジで使用されることができる。
【０００３】
頻繁に注入を受けなければならない患者はいわゆるペンインジェクタをしばしば使用し、それによって必要な量がインジェクタのカートリッジから配分されることができる。空であるとき、カートリッジは新しい充填したものと取替えられることができる。別の可能性はいわゆるポンプを使用することであり、それによって非常に少量が短い間隔で注入される。またポンプは液体をポンプ中の交換可能なカートリッジから注入を得る。
【０００４】
カートリッジにはカートリッジの内容を明白にしている情報が印刷されていなければならない。この情報はカートリッジ、またはカートリッジに接着されているラベル上に直接印刷されることができる。さらにカートリッジとその内容物の特別な識別値を規定するコードをカートリッジが有することが所望され、そのコードはコード読取り装置により自動的に読み取られることができる。このようなコード読取り装置はカートリッジを使用する注射器またはポンプに適切に取付けられ、それによってカートリッジが注入装置に取付けられるとき、コードは自動的に読取られる。これはディスプレイ上でカートリッジの内容物の情報を表示し、または注入装置で指示されていないか定められていないカートリッジが含む薬物を拒否することを可能にする。
【０００５】
カートリッジの内容を視覚的に点検できるようにするために、このようなカートリッジは主に透明な材料から作られ、印刷されたテキストおよびコードを有するラベルは少なくとも部分的に透明でなければならない。印刷されたテキストは文字間およびライン間に幾らかの空白を残し、テキストはカートリッジ表面全体をカバーする必要はない。
【０００６】
これと異なるのはコード化である。問題を説明するために、普通に使用されているカートリッジを考えると、円筒形のガラス管の形状を有し、一方の端部が針が貫通できる薄膜により閉じられ、その針を通してカートリッジ中の液体がチューブの他方の端部を閉じているピストンを押すことにより押出されることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
コードはカートリッジの縦軸に垂直に延在するバーを有するバーコードとして通常設けられている。コードを安全に読取ることを確実にするために、バーとスペースとの間の最大のコントラストが目標とされる。したがってバーは黒い不透明なラインである。注入装置中の読取装置はカートリッジが装置へその軸方向に通過されるときこのコードを読取る。しかしながら、カートリッジの回転位置がカートリッジの取り付け中に慎重に観察されないならば、コードのバーが読取り装置の読取り範囲を通過することを確実にできない。バーをカートリッジの全周を囲んで延在させることによってこの問題を解決することができるが、バーコードによりカバーされる部分ではカートリッジの内容の視覚的点検を困難にする。コード区域は約１ｃｍに制限され、この区域では点検が必要とされないように、カートリッジが十分に充填されているときピストンが位置される位置に限定される。
【０００８】
ラベル上に通常の印刷技術を使用する市場で利用可能なバーコードでは、最も細いバーまたは最小のスペースに対応する最小の基本的なモジュールは約０．２ｍｍである。この良好な基本的モジュールでさえも、１ｃｍの空間は非常に限定された情報のための空間を残すのみである。普通のバーコードは多数の開始および終了ビットを必要とし、これはバーコードと、さらに複数のチェックビットが読取られていることを読取り装置へ通知し、それによってコードを雑音に感応させないように十分な冗長を与えるようにしていることによって、情報量はさらに減少される。
【０００９】
前述の良好な基本的モジュールの使用を不可能にする別の故障の原因は、十分正確にカートリッジ周辺にラベルを巻付けることが困難であることである。ラベルのエッジがバーの終端部に到達する箇所は相互に関して数１０分の１ミリメートル変位されてもよい。これはバーコードの読取りがラベルの両側のエッジの向合ったラインに沿った位置で行われるときにエラーが生じないようにするためにはバーコードのさらに粗い基本的モジュールを必要とする。
【００１０】
本発明の目的はカートリッジのラベルを付けられた内容物を識別するため機械的に読取り可能なコードを記載することであり、それによってコードの前述の問題は防止または緩和される。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的は複数のバーにより表され、バーが光で照射されたときに読取りヘッドにより読取られるコードにより達成される。このコードでは、バーはほぼ透明であり、コードを有する表面に入射する光を回折し反射する光格子がその全長に沿ってそれぞれ設けられ、入射する光の小部分の光が１組の光ビームとしてバー表面から反射され回折され、その１組の光ビームのうち少なくとも１つのビームは前記バーの存在と、前記バーが読取り光により照射されるときにこのバーに記憶された情報の存在とを指示するために検出されるように選択されることを特徴とする。
【００１２】
カートリッジはカートリッジの縦軸にほぼ垂直である複数のバーにより表されるコードを有する。バーは主として透明であり、コードを有する表面に入射する光を回折する光格子がその全長に沿ってそれぞれ設けられ、それによってこの光の小部分が１組の光ビームとしてバー表面から反射され回折され、その１組の光ビームのうち少なくとも１つのビームは前記バーが読取り光フィールドを通過するとき、バーの存在を指示するために検出されるように選択される。
【００１３】
読取りはこのようなカートリッジを使用する装置のカートリッジの挿入中にバーが読取り装置を通過するときの連続的なバーの照射によって行われることができる。
【００１４】
バーがほぼ透明であるとき、これらはカートリッジの内容物の視覚的点検を妨害せずにカートリッジの全長にわたって分布されてもよく、それによって設けられる良好な空間はより多くの情報と、バー間に大きなスペースを与えるために使用されることができる。大きなバーとバー間の大きなスペースとにより、読取りヘッドの光学部分の正確性の要求は減少され、それにより読取りヘッドの廉価の構成が可能になる。
【００１５】
光格子はバーをカバーする一体構造を形成する必要はない。バーは格子を有しバー区域を埋める隔てられた条帯、ドットまたは、小さいアイランドからなり、そこでは条帯、ドットまたは小さいアイランド間の間隔は読取り光フィールドの最小寸法よりも小さい。
【００１６】
格子のラインの方向付けはバーにより異なり、それによって異なるバーからの回折された干渉ビームのセットによって規定される平面は異なる方向付けを有する。
各バーが２つの規定された方向の一方を有する格子を具備するように選択されるならば、バンドからの反射は２進コードで“１”および“０”を表すものとして解釈されることができる。
【００１７】
格子ラインの２つの規定された方向が使用されるとき、２つの方向は相互にほぼ垂直であり、これらのバーのエッジと４５°の角度を形成するようにバー上で方向付けされる。
【００１８】
格子はバー上の良好な反射ラインとして、またはバーを有する材料表面のバー区域のひだにより形成されることができる。
【００１９】
ひだはバーを有する材料の表面のバー区域の交互するリッジおよび溝として設けられてもよい。
【００２０】
ひだの断面は正弦波、方形波または鋸歯状波の形態を有することができる。
【００２１】
バーはカートリッジの全長にわたって分布され、周囲を囲んで延在するバンド形状を有するバーを具備した回転対称形状のアンプルであってもよい。
【００２２】
特に、カートリッジがプラスティック材料で形成されているとき、格子はカートリッジ自体の表面に形成されるが、カートリッジにラベルが接着されて設けられてもよい。
【００２３】
コードは医療装置のカートリッジについての使用に関連して説明されているが、普通のバーコードが外見上劣化するかコードを有する部分の検査を妨害する場合に任意に使用されてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
図１は円筒形アンプル１として形成されているカートリッジを概略的に示しており、その長さに沿って複数の隔てられたバンド２、３、４、５が設けられ、そのバンドはこのアンプルの縦軸に垂直なアンプルの周囲全体を囲んで延在し、それぞれ光格子を形成する構造を有している。個々のバンド上の格子の方向付けはバンドにより異なる。しかしながら、示されている例では、バンドの格子の方向付けはバンドのエッジまたは円筒形カートリッジの母線と４５°の角度を形成する２つの規定された直交する方向の一方である。バンド２、３、５は２つの規定された直交方向の一方で方向付けされ、バンド４は直交方向の他方に方向付けされる。
【００２５】
この例では、２つの主方向は２進コードを獲得するように選択されるが、さらに可能な方向がさらに高い基本番号を有するコードを獲得するように選択されることができる。２つの主方向により、直交する方向付けは“０”と“１”を表す反射されたビーム間の最大の弁別を獲得するように選択される。母線との４５°の角度は検出器が便宜的な位置を得ることができるように選択される。
【００２６】
バンド上の光格子はカートリッジの材料表面またはそのカートリッジに接着するラベルのひだの形状により与えられる。ひだは格子の断面が図２で示されている方形波形状を有するように作られることができ、これは表面にリッジ６と溝７が設けられている態様を概略的に示している。さらに矢印８により示される１方向で到着する入射光ビームが矢印９により示される異なる方向に回折される態様を概略的に示している。カートリッジの材料とその可能なラベルが透明であるので、ほとんどの入射光は回折せずに通過するが、表面の格子構造を通過する光の小部分が回折され、表面に入射する光の小部分が矢印９により示される方向に回折される。第１、第２、第３次等の次数の回折を表すこれらの方向は入射光の波長と、次式を使用する格子の寸法に基づいて計算されることができる。
ｎｓｉｎθ＝ｄλ
ここでｎはビームの次数であり、ｄは格子のライン間の距離であり、λは入射光の波長である。モノクロ光の使用は良好に規定されたビームを確実にするが、白色光の使用は各ビームを虹色の扇状のように見せることが認められる。
【００２７】
図３に示されているように鋸歯状波形状の断面を有する波形が使用されるならば、入射光は、入射する光の矢印８と、反射される干渉光ビームの矢印９により示されているように入射するビームの一方の面の側面方向のみに反射される。この種類の格子によって、“０”と“１”をそれぞれ表す２つの格子の方向は相互に関して１８０°回転されることができ、ここで９０°は図２で示されている形状を有する格子によって最大にされる。
【００２８】
図４は入射光の方向から見たカートリッジ部分を示している。カートリッジの全周を囲んで延在するバンドには前記方向でライン11により示されているように表面のリッジの方向付けを有する格子が設けられている。区域12のバンド表面に入射する光ビームの一部はライン13により示されている平面のビームで回折される。ライン11により示されている格子に直交する格子により、回折されるビームは破線14により示されている平面で見られる。それぞれの平面の検出器15、16はこれらがそれぞれバンドから選択された次数の回折された干渉ビームを検出できるように位置されている。問題としているバンドの格子が図４で示されているように方向付けされているならば、干渉ビームは検出器15に入射し、一方示されている格子に直交する格子を有するバンドからの干渉ビームは共振ビームを検出器16に入射させる。このように、１つの検出器からの信号は“０”を表し、他の検出器からの信号は“１”を表すことができる。両者の検出器から同時に発生する信号は両者の検出器がバンド外のカートリッジの表面からの拡散反射により入射されることを示しており、検出器からではない信号は光ビームがバンドではない吸収または非反射区域に入射していることを示している。
【００２９】
記載されたコードにより、検出器15または16の一方からの信号またはそのうちのただ１つからの信号はコードに属するバンドが検出器を通過していることを示している。可変幅の交互のバーとスペースとにより生じる光の変化が検出され、情報を形成する通常のバーコードにより、コードが読取られようとしていることを読取装置に知らせるためバーとスペースとのあるシーケンスで開始することが必要である。このような開始コードなしでは、光のランダム変化は情報として誤って解釈される可能性がある。
【００３０】
図５では、区域12およびドット17間の空間をカバーする読取り光フィールドの直径が少なくとも１つのドットが光フィールドによりカバーされるように構成されている限り、単一のバンドが光格子を有するドット17によって構成されている態様を示している。個々の領域はここでは円形ドットとして示されているが、同様に条帯または規則的または不規則な形態を有する小さいアイランドであってもよい。格子を有する区域の任意の部分が読取り光フィールド内に位置されるならば、信号は検出器15または16の一方により受信される。
【００３１】
光源と検出器は回路板に取付けられるように設計された電子部品である。しかしながら、光源は入射する光ビームが読取られるコードを有する表面に対してほぼ垂直であるように位置されるべきであり、検出器は選択され回折された光ビームがそれらに入射するように配置されるべきである。これらの要求を満たすため、図６で示されているような読取りヘッド20が設けられる。読取りヘッド20は透明な材料から作られ、回路板21に取付けられることができ、読取装置によって読取られるコードへ光が送信され光がそこから受信される表面22を有する。図６で示されている読取りヘッドには、光源ビームの光線の通路に重要である穴23と回折され反射されるビームに重要である穴24および25が設けられている。
【００３２】
図７は読取りヘッドの断面図を示している。この図では光源の出力ウィンドウ26と、検出器の１つへの入力ウィンドウ27が見られる。光源の出力ウィンドウ26上に、穴28が読取りヘッド20の材料中に設けられており、その穴は光源からの光の方向に垂直な表面29により上方向で限定され、その表面を通して光は回折せずに通過する。光ビームは穴23の底部の傾斜した表面30に衝突し、表面22に垂直な水平ビームとして反射される。光検出器は回路板21の穴に同様に取付けられ、これは回路板に平行な表面により上方向で限定され、その上には傾斜角度の表面が穴24および25の底部に設けられている。しかしながら、ここでは光線の通路は反対であり、表面22を通って回折されたビームが穴24および25の底部の傾斜した表面により反射され、最終的に検出器に入射するように下方に導かれる。穴31はコードバーに適切な光スポットを形成するため光源から光ビームのための開口を形成するために設けられる。
【００３３】
図８は読取りヘッドと光源と検出器がこの回路板の反対側に取付けられる態様を示し、穴24の底部に全反射する表面32が存在することを示すための回路板21上の読取りヘッド20のファントム図を示しており、この表面32は反射され回折されたビームを検出器33の方向へ導く。
【００３４】
図９は回路板21に取付けられた読取りヘッド20の側面断面図を示し、光線の通路を示している。光源35からの光ビーム34は光源の出力ウィンドウ26から放射され、表面29を通過し、表面30に入射し、反射され、カートリッジ38上で読取られるコードに衝突するように読取りヘッドの表面22を通過する。読取りコードのバーの凹凸パターン方向に基づいて、反射され屈折されたビーム39は穴24または25の一方の底部の全反射表面に向けて送られる。図９で示されているビーム39は図示されていない穴25の底部の全反射表面の方向に回折されるビームであり、その表面によって、ビームは検出器40の入力ウィンドウ27へ導かれる。
【００３５】
図１０は、図９の読取りヘッドの平面図を示しており、カートリッジ38上のコードからの回折されたビームが穴24方向へ回折され、検出器33の入力ウィンドウへ入るためにこの穴の底部の全反射表面32により反射されることを示している。この可能な回折されたビームは破線41として示されている。ビーム39と41が表面22に垂直に入射しないために、これらのビームがこの表面を通過するときに僅かに屈折されることに注意すべきである。
【００３６】
反射され回折された光の２つの検出器からの信号はホログラフフィールドでコード化されたコードの検出に使用される。
【００３７】
２つの検出器からの信号の典型的なセットは図１１に示されている。
【００３８】
検出システムの目的は検出器の信号からコード情報を抽出することである。
【００３９】
２つの基本的に異なる検出原理が存在する。すなわち、
１．主にハードウェアベースのシステムと、
２．主にソフトウェアベースのシステムとである。
【００４０】
［ハードウェアベースのシステム］
ハードウェアベースの検出システムは各チャンネルに対して固定した検出しきい値を使用することにより動作し、それによってこのレベルより下の任意の信号は“低”レベルであり、このレベルより高い任意の信号は“高”レベルである。
【００４１】
２つの検出チャンネル０と１からのしきい値処理された信号はＸＯＲ原理を使用することにより有効な信号に対して解析され、即ち有効な信号が存在するならば、１つのチャンネルにのみ“高”レベル信号が存在する。この状態はＸＯＲゲートを示すハードウェア部分により検出され、このゲートからの出力はクロック信号の発生によって有効な信号が存在することを例えばマイクロプロセッサに通知するために使用される。これは図１２で示されている。
【００４２】
マイクロプロセッサがクロック信号を受信するとき、これは検出器の０および１の信号の値を読み、これからコードビットの対応する値を決定する。
【００４３】
［ソフトウェアベースのシステム］
ソフトウェアベースのシステムは光検出器からの２つのアナログ信号をデジタル形態に変換し、その後デジタル形態で記憶された信号を解析することによって動作する。これは図１３で示されている。
【００４４】
検出器０および１からのアナログ信号は好ましくはシステムのマイクロプロセッサに含まれているアナログデジタル変換器ＡＤ０とＡＤ１へ送られる。ＡＤ変換器はデータをデジタル形態へ変換する。
【００４５】
データが記録されるとき、コード検出アルゴリズムは検出器の信号に埋設されたコード情報を抽出するために使用される。ソフトウェアベースのシステムの使用は、ハードウェアベースのシステムと比較するときマイクロプロセッサを非常に大きい要求をするが、さらに発展した検出原理の使用の可能性を開く。これには検出器の信号中の雑音の抑制および濾波、検出器の変化する感度の補償等が含まれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  光格子が設けられている周囲を囲んで延在するバンドが設けられているアンプルの概略図。
【図２】  表面の方形波の波形により与えられている光格子の断面の概略図。
【図３】  表面の鋸歯状波の波形により与えられる光格子の断面の概略図。
【図４】  光格子を有するバンドに入射する光ビームが反射され、回折される状態を示す概略図。
【図５】  バンドが光格子を有するドットにより構成されている図４に対応する図。
【図６】  回路版に取付けられた読取りヘッドの斜視図。
【図７】  読取りヘッドを半分に切断した図６に対応する斜視図。
【図８】  図７のファントム図。
【図９】  光路が示されている図７に対応する図。
【図１０】  図９の平面図。
【図１１】  理想的な検出器信号のグラフ。
【図１２】  主としてハードウェアベースの検出システムの概略図。
【図１３】  主としてソフトウェアベースの検出システムの概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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