使用標籤劑材料進行物品驗證的裝置的製作方法

2023-07-05 14:16:31 1

專利名稱：使用標籤劑材料進行物品驗證的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及驗證技術，更具體地說，涉及一種使用標籤劑材料進行物品驗證 的裝置及方法。
背景技術：
現已提出有關技術以打擊和減少防偽和平行進口商品。這些技術包含一種或多種 保護特點，其可通過用戶肉眼或特殊工具識別。根據不同的安全級別，可將這些測量方法進 行如下分類級別1的測量，其特點在於產品的終端用戶通過肉眼就可明顯地識別。相關技 術例如全息圖和光學變色油墨(OVI)形成的標記均屬於這一類。對於全息圖，用戶可尋找 特殊設計的全息圖案。對於0VI，當從不同的角度觀察時，標記圖案顯示不同的色彩。級別 2的測量，其特點涉及隱蔽或半隱蔽，這種測量需要一種簡單及容易獲得的檢測設備，例如 紙幣中的UV(紫外)AR(紅外)(上轉換)墨水。在該例子中，用戶僅需要UV燈或紅外激 光筆進行認證。當合適帶寬的光照射到υν/IR墨水上時，UV/IR墨水將放射可見光，其通過 肉眼即可容易地觀察到。級別3的測量，其特點僅由產品的品牌製造商熟悉，並可通過專用 工具進行驗證，這種工具在市場上是不能購買到的。發明內容本實用新型申請涉及一種用於驗證物品的物品驗證系統，其包括標籤劑材料， 其施用於物品上；資料庫，用於存儲與標籤劑材料的激勵-放射特性和所述物品的身份相 關的數據；及驗證讀取器，其包括激勵源，用於放射激勵所述標籤劑材料的光；放射檢測 設備，用於檢測所述經激勵的標籤劑材料的放射光；處理單元，用於分析所述經檢測的放 射光，將所述經檢測的放射光的物理特性包括輪廓圖等與所述資料庫中存儲的數據進行比 較，以驗證所述物品的身份；其中，所述標籤劑材料包括螢光材料；所述標籤劑材料通過與 所述物品的原材料相混合、通過與所述物品的一部分相集成或通過粘性材料附著於所述物 品，從而施用於所述物品。所述驗證讀取器進一步包括與所述處理單元連接的輸出設備，其用於將驗證結果 輸出給用戶。所述標籤劑材料在所述物品上形成圖案，所述圖案的不同部分具有不同的成分的 所述標籤劑材料。所述驗證讀取器進一步包括多個光發送光纖，用於將所述激勵源的放射光發送 到所述標籤劑材料；聚光光纖，用於將聚集所述經激勵的標籤劑材料放射的光，並將聚集放 射的光發送到放射檢測設備。所述放射檢測設備包括RGB傳感器，用於將所述經激勵的標籤劑材料的放射光的 RGB成分和總強度輸出給所述處理單元。所述放射檢測設備包括分光計，用於將所述經激勵的標籤劑材料的放射光的整個 放射光譜的光強度輸出給所述處理單元。[0009]根據本實用新型的另一個方面，提供一種用於驗證物品的方法，其包括以下步驟 將標籤劑材料施用於所述物品；通過激勵源的放射光激勵所述標籤劑材料；檢測所述經激 勵的標籤劑材料的放射光；及分析所述經檢測的放射光，將所述經檢測的放射光的物理特 性包括輪廓圖等與所述資料庫中存儲的數據進行比較，以驗證所述物品的身份；所述數據 庫中存儲的數據與所述標籤劑材料的激勵-放射特性和所述物品的身份相關；其中，所述 將標籤劑材料施用於所述物品的步驟包括將所述標籤劑材料與所述物品的原材料相混 合、與所述物品的一部分相集成或通過粘性材料附著於所述物品。根據本實用新型的再一方面，提供一種驗證物品的裝置，將標籤劑材料施用於所 述物品，所述裝置包括資料庫，用於存儲與標籤劑材料的激勵-放射特性和所述物品的身 份相關的數據；激勵源，用於放射激勵所述標籤劑材料的光；放射檢測設備，用於檢測所述 經激勵的標籤劑材料的放射光；多個光發送光纖，用於將所述激勵源的放射光發送到所述 標籤劑材料；聚光光纖，用於將聚集所述經激勵的標籤劑材料放射的光，並將聚集放射的光 發送到放射檢測設備；處理單元，用於分析所述經檢測的放射光，將所述經檢測的放射光的 物理特性包括輪廓圖等與所述資料庫中存儲的數據進行比較，以驗證所述物品的身份；與 所述處理單元連接的輸出設備，其用於將驗證結果輸出給用戶；其中，所述光發送光纖和聚 光光纖捆綁在一起以形成一探針。
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是依據本實用新型一實施例的運用標籤劑材料於一物品上的三種方法的示 意圖；圖2是由不同標籤劑材料或由不同濃度的相同標籤劑材料製成的標籤劑圖案的 不同部分的示意圖；圖3是依據本實用新型一實施例的物品驗證系統的原理框圖；圖4是圖3所示的物品驗證系統中光纖耦合光源的原理框圖；圖5是圖3所示的物品驗證系統中具有經標準化且可檢測劃分為RGB的區域的輸 出信號的放射檢測設備的RGB傳感器；圖6是依據本實用新型另一實施例的物品驗證系統的驗證讀取器探針的示意圖；圖7是依據本實用新型一實施例的典型的驗證工作流程圖；圖8是用於圖6所示的物品驗證系統中的分光計輸出的示意圖；圖9是依據本實用新型再一實施例的單峰放射示意圖(左邊)及其數位化直方圖 (右邊)的示意圖。
具體實施方式
如下參考本實用新型申請所公開的使用標籤劑材料進行物品驗證的裝置及方法 的一優選實施例的具體細節，並對其相應的示例進行了詳細描述。如下具體細節的詳細描 述是針對本實用新型申請所公開的使用標籤劑材料進行物品驗證的裝置及方法的示範性 實施例，但是為了清楚起見，並未對理解該裝置及方法不是特別重要的且對本領域的技術 人員來說是顯而易見的特點進行了描述。[0022]本實用新型的使用標籤劑材料進行物品驗證的裝置及方法是通過幾個具體實施 例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本實用新型範圍的情況下，還可以對本 實用新型進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本實用新型做 各種修改，而不脫離本實用新型的範圍。根據本實用新型的一優選實施例，該物品驗證系統可包括以下幾個方面標籤劑 材料的發展過程、將標籤劑材料用於物品的方法、存儲標籤劑材料放射特性的資料庫、包含 激勵源和放射檢測器的驗證讀取器及中央處理單元，例如MCU (微控制單元)，其包含在驗 證讀取器中以運行驗證算法。如下將對該實施例的以上方面進行描述。I.標籤劑材料用於本實施例的標籤劑材料包含至少一螢光材料，當其暴露於一特定範圍的激勵 電磁波時，例如X射線、UV(紫外)光、可見光或IR(紅外)光，該螢光材料具有一定的放射 光譜。該放射可以是如下其中之一或全部UV、可見或頂光譜範圍。該螢光材料可以是自 然界中的有機或無機材料，並可以是固態粉末或液態形式。每種螢光材料具有其自身特定 的激勵及放射光譜。該標籤劑材料也可以是由不同的螢光材料以不同的比例混合而成，這 些螢光材料具有不同的激勵及放射特性。該混合物的成分具有相同或不同的激勵波段。在本實用新型申請中，放射峰並不是關注的唯一特點。整個光譜輪廓圖也是很重 要的。甚至對於單峰放射，相鄰波長的放射強度也需要測量和考慮。另外，對於一些螢光材 料，放射的動態特性，例如放射響應時間和衰減時間也可用作重要的驗證標準。如下將對 放射輪廓圖的分析進行更詳細的描述。II.將標籤劑材料用於物品的方法圖1示出將標籤劑材料用於一物品上的三種方法。如圖1所示，該標籤劑材料可 與該物品的原材料相混成(圖1的A部分)或該物品的一些組成部件相集成(圖1的B部 分)。通過該方法，完成該物品的製造過程後，標籤劑材料將成為該物品的一組成部分。例 如，如果標籤劑材料為粉末，其可與許多塑料或玻璃產品中的塑料母粉、紙漿或粘合劑相混 合。事實上，對於合適載體，該粉末狀的標籤劑材料幾乎可添加到所有的材料，例如玻璃、金 屬、塑料、陶瓷、紙、衣物、皮革等等。如圖1的C部分所示，通過可良好地粘附於物品的墨水、塗料、環氧樹脂或清漆或 者物品的包裝材料，標籤劑材料也可用於物品的表面。該標籤劑材料也可在表面塗覆或修 整的過程中使用。進一步地，該標籤劑材料也可添加到印刷標籤或標牌，然後再附著於物品 上。當使用該可視標籤劑材料於物品上時，其可以是具有特定的幾何形狀的飾片或具 有一定的設計圖案，例如一維(I-D)或二維O-D)條形碼，或商標或圖形。其也可覆蓋於可 視的I-D或2-D條形碼上，或公司名稱或商標上。如圖2所示，不同的標籤劑材料可用於標 籤劑圖案的不同部分，或可選擇地將不同濃度的相同的標籤劑材料用於不同的部分。以上 技術的組合可使得驗證圖案具有唯一性。III.驗證讀取器驗證讀取器位於物品驗證系統中以獲取標籤劑圖案的信息，並基於獲取的信息， 執行分析和驗證物品。該驗證讀取器可包括激勵源、放射檢測設備及分析模塊，如圖3所 示，該分析模塊可包括處理單元(MCU，微控制單元)、資料庫和1/0(輸入/輸出)設備。[0033]1.激勵源激勵源的選擇取決於所使用的標籤劑材料或標籤劑混合物的類型。一般地，標籤 劑材料是而或頂光激勵。別的波長範圍的光也可用於激勵該標籤劑材料或混合物，例如 X射線。用於激勵源的光源可以是LED(發光二極體)、雷射二極體、氙燈或別的類型的光 (電磁波)放射設備。在驗證讀取器中，可具有多個相同類型的激勵源(以提高激勵功率)或不同類型 的激勵源(以適用於標籤劑混合物的不同成分)。不同類型的光發射源可設置為同時或順 次照射物品。依據該實施例，典型的驗證讀取器通常包括至少一個UV或頂光源。除了激勵源本身外，在驗證讀取器中還有光傳送光學器件，例如聚焦透鏡、濾色 鏡、反射鏡及用於發送優化光或光子的濾光片。如圖4所示，對於光纖光學光發送系統，需 要使用聚焦透鏡將光耦合到具有有限接收角度的較小的光纖核上。所使用的該聚焦透鏡必 須對於特定的光源波段具有良好的傳輸性能。2.放射檢測設備在該實施例中的標籤劑放射通常為可見光到頂光譜範圍，同時該光放射也可能 是別的波長範圍。在該實施例中，放射檢測設備包括RGB傳感器，其可用於獲得該標籤劑放 射的RGB成分或放射的最終色彩。因為不同的標籤劑材料具有不同的放射光譜或色彩，它 們的RGB輸出也不同，其可用作低成本應用的良好的識別器。圖5是示出物品驗證系統中具有經標準化且可檢測劃分為RGB的區域的輸出信號 的放射檢測設備的RGB傳感器。該RGB傳感器通常具有4個輸出信道，其分別對應於R、G 和B成分及總光強度W。因此，該RGB信道可提供標籤劑放射的顏色，及該總光強度信道標 示出該標籤劑的濃度。其輸出格式可以是電壓、電流或脈衝頻率。在本實用新型申請的另一實施例中，分光計可用於放射檢測設備中以提供更高級 的安全性。其可避免同色異譜現象，該現象是具有相同顏色不同放射光譜的標籤劑材料之 間產生的混亂。該標籤劑放射在較寬的波長範圍內具有輸出光強度，並且其解析度從幾納 米到小於1納米。通過使用分光計，可獲得完全的放射光譜輪廓圖。分光計的選擇(可應用 的波長範圍、靈敏度和解析度)取決於所使用的標籤劑材料和驗證所需的目標放射波長。對於放射檢測設備，相關的光學部件可包括聚光透鏡、濾色鏡、反光鏡及光纖。在 該實施例中，用於將激勵源產生的光發送到標籤劑材料的多光發送光纖和用於聚集經激勵 的標籤劑材料產生的光並將其發送到放射檢測設備的聚光光纖可以捆綁在一起以形成一 探針。該讀取器頭部結構可幫助降低讀取器頭部的大小並提供反射/放射聚光的有效方 法。為了提高信噪比，並由此測量較弱的信號，該光纖探針具有幾個特殊的結構特點。第 一、激勵光發送光纖可由石英材料製成，其具有較大的電磁輻射傳輸範圍，涉及紫外到紅外 光譜。第二、該聚光光纖可由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料製成，其可允許可見光通過， 但可較好地吸收紫外和紅外光。對於反射探針的材料組合其可將經激勵的可見放射有效地 從激勵源的光中分離，而無需使用分離帶通過濾器。第三、在該實施例中的多光發送光纖的 設置是不同於傳統的反射探針中的設置。在傳統的反射探針中，光發送光纖是排列成圓圈 且中間部分留空。在該實施例中，如圖6所示，多光纖是與探針中央的聚光光纖和聚光光纖 周圍的發送光光纖捆綁在一起以避免中央空洞。如圖6所示的設置可有效地增加激勵光的 聚集效果。[0042]3.分析模塊，資料庫和I/O設備分析模塊具有兩個方面分析硬體和分析軟體。該分析硬體包括MCU及用於存儲 和運行分析算法的相關電路。該放射檢測設備用於將放射光譜信息發送到MCU，其可以是 RGB成分或完全的光譜數據。在獲得放射數據後，MCU開始執行診斷分析。其從資料庫中讀 取現有的標籤劑數據，並與放射檢測設備發送的放射數據相比較。該比較結果將發送到輸 出設備以呈現給用戶。在該實施例中物品驗證系統中，分析硬體和輸出設備可以是臺式計算機或筆記本 電腦。在單機移動應用中(出勤使用類型)，該分析硬體可以是MCU部件及相關的電路，而 輸出設備可以是小型LCD(液晶顯示)面板。資料庫可以內置於系統中或通過有線或無線 方式與該系統連接，例如英特網或內聯網。MCU控制驗證處理流程。如圖7所示，在實施例中的典型的驗證處理過程包括1)將驗證讀取器或探針尖指向待驗證物品的特定部分；2)按壓掃描按鈕以觸發激勵光源放射，對於多激勵光源，可以編程設計為司時或 順次放射；3)通過聚光光學器件收集標籤劑放射的光，並發送到分光計或RGB傳感器；4)光譜或RGB數據發送到MCU進行分析；5)分析處理需要連接到資料庫進行物品驗證；6)驗證結果將發送到輸出設備；同時該結果也將存儲在驗證讀取器或資料庫中 作進一步分析。可以理解的，該系統可包括一個或多個輸入設備以便用戶可輸入指令從而直接或 間接地參與驗證處理。IV.驗證方法表示標籤劑放射的數據格式取決於所使用的放射檢測設備。在該實施例中，使用 的是RGB傳感器，其4個輸出分別對應於紅色、綠色、藍色和總強度。如圖5所示，而R、G和 B成分的相對強度可進行歸一化處理以提供r、g和b的比例值。對於特定的標籤劑放射顏 色，其r、g和b的值可作為該標籤劑的籤名。當考慮總光強度時，可引入另一保護層。其作為附加的驗證標準是與標籤劑的濃 度相關。對於一特定的產品，可簡單地加倍標籤劑濃度以作區別。也可通過快速響應RGB傳感器可實施另一保護層。可記錄標籤劑放射的響應時間 (增加時間和/或衰減時間)，並可將其設置為另一驗證標準。在該實施例中，對於特定的 標籤劑，資料庫記錄格式可以是標籤劑名稱_rgb值、強度、衰減時間-產品信息。在該實施例中使用分光計，該分光計具有波長色散元素，其可檢測完全放射光譜。 如圖8所示，分光計的數據輸出可以是相對于波長的相對強度形式。在該實施例中，記錄放 射峰，其可逐漸地成為標籤劑的指紋。在放射輪廓圖的分析中，具有三種安全級別。第一、 僅檢測放射強度峰處的波長(如下簡稱「峰波長」)。第二、檢測峰波長及峰波長處的放射 強度的相對幅度。第三、檢測峰波長、峰波長處的相對強度幅度及所有波長處的放射強度幅 度。對於每一種具有多個唯一的峰波長的多種標籤劑，第一級可足夠地唯一地驗證標籤 劑。對於具有多個共同的峰波長且僅在峰波長處具有不同的放射強度幅度的多個標籤劑， 需要第二級的分析。在該實施例中，可引入特定對的峰波長比例和別的邏輯約束。這些邏輯約束可包括放射強度幅度水平、其比值、其依據幅度的排序等等。對於僅具有一個或兩個 峰波長且具有特定的放射輪廓圖的標籤劑，優選第三級的分析。如圖9所示，可對整個放射光譜的放射強度進行數位化處理為連續段，以形成直 方圖，記錄和分析每個直方的幅度。例如，在可視波長範圍內，每個直方的寬度是25nm或 50nm。為了驗證特定的輪廓圖，每個直方圖的幅度應處於特定的上下限之間。許多UV螢光 混合物僅放射一個或兩個峰，但每種具有不同的放射輪廓圖。由於獲得完全的放射光譜，其 位於可見範圍，也可計算放射顏色。這也作為驗證特點。另外，可將分光計的積分時間設置 為與放射強度成比例。這將給驗證算法提供一個或多個維度。因此，對於該實施例中的特 定標籤劑資料庫記錄格式可以是標籤劑名稱-激勵源-相對波長範圍-峰波長，峰強度幅 度-放射顏色-延遲時間-邏輯約束-產品信息。值得注意的，在每個定義的波長範圍內， 具有一個或多個峰。進一步地，可對多個波長範圍進行分析。在該實施例中，當分析整個放射輪廓圖後，對於特定的標籤劑，資料庫記錄格式可 以是標籤劑名稱-激勵源-波長範圍-波長步進大小-直方幅度-放射顏色-衰減時間-產 品信息。如果有多於一個的激勵源，可擴展上述的資料庫格式。本實用新型是通過幾個具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不 脫離本實用新型範圍的情況下，還可以對本實用新型進行各種變換及等同替代。另外，針對 特定情形或具體情況，可以對本實用新型做各種修改，而不脫離本實用新型的範圍。因此， 本實用新型不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本實用新型權利要求範圍內的 全部實施方式。
權利要求1.一種用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，包括 標籤劑材料，其施用於物品上；資料庫，用於存儲與標籤劑材料的激勵-放射特性和所述物品的身份相關的數據；及 驗證讀取器，其包括激勵源，用於放射激勵所述標籤劑材料的光； 放射檢測設備，用於檢測所述經激勵的標籤劑材料的放射光； 處理單元，用於分析所述經檢測的放射光，將所述經檢測的放射光的物理特性與所述 資料庫中存儲的數據進行比較，以驗證所述物品的身份；其中，所述標籤劑材料包括螢光材料；所述標籤劑材料通過與所述物品的原材料相混 合、通過與所述物品的一部分相集成或通過粘性材料附著於所述物品，從而施用於所述物 品。
2.根據權利要求1所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述驗證讀取 器進一步包括與所述處理單元連接的輸出設備，其用於將驗證結果輸出給用戶。
3.根據權利要求1所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述標籤劑材 料在所述物品上形成圖案，所述圖案的不同部分具有不同的成分的所述標籤劑材料。
4.根據權利要求1所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述驗證讀取 器進一步包括多個光發送光纖，用於將所述激勵源的放射光發送到所述標籤劑材料； 聚光光纖，用於聚集所述經激勵的標籤劑材料放射的光，並將聚集放射的光發送到放 射檢測設備。
5.根據權利要求4所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述光發送光 纖和聚光光纖捆綁在一起以形成一探針。
6.根據權利要求5所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述聚光光纖 是由聚甲基丙烯酸甲酯製成，並設置在所述探針的中央，所述光發送光纖由石英製成，並設 置在所述聚光光纖的周圍。
7.根據權利要求1所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述放射檢測 設備包括RGB傳感器，用於將所述經激勵的標籤劑材料的放射光的RGB成分和總強度輸出 給所述處理單元。
8.根據權利要求1所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述放射檢測 設備包括分光計，用於將所述經激勵的標籤劑材料的放射光的整個放射光譜的光強度輸出 給所述處理單元。
9.根據權利要求7所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述處理單元 用於分析所述經激勵的標籤劑材料的放射光的所述RGB成分、所述總強度及光衰減時間。
10.根據權利要求8所述的用於驗證物品的物品驗證系統，其特徵在於，所述處理單元 用於分析所述經激勵的標籤劑材料的放射光在強度峰處的波長、所述強度峰的幅度或所述 經激勵的標籤劑材料的整個放射光譜的強度值。
11.一種驗證物品的裝置，將標籤劑材料施用於所述物品，其特徵在於，所述裝置包括資料庫，用於存儲與標籤劑材料的激勵-放射特性和所述物品的身份相關的數據；激勵源，用於放射激勵所述標籤劑材料的光； 放射檢測設備，用於檢測所述經激勵的標籤劑材料的放射光； 多個光發送光纖，用於將所述激勵源的放射光發送到所述標籤劑材料； 聚光光纖，用於聚集所述經激勵的標籤劑材料放射的光，並將聚集放射的光發送到放 射檢測設備；處理單元，用於分析所述經檢測的放射光，將所述經檢測的放射光的物理特性與所述 資料庫中存儲的數據進行比較，以驗證所述物品的身份；與所述處理單元連接的輸出設備，其用於將驗證結果輸出給用戶；其中，所述光發送光 纖和聚光光纖捆綁在一起以形成一探針。
12.根據權利要求11所述驗證物品的裝置，其特徵在於，所述聚光光纖是由聚甲基丙 烯酸甲酯製成，並設置在所述探針的中央，所述光發送光纖由石英製成，並設置在所述聚光 光纖的周圍。
13.根據權利要求11所述驗證物品的裝置，其特徵在於，所述放射檢測設備包括RGB 傳感器，用於將所述經激勵的標籤劑材料的放射光的RGB成分和總強度輸出給所述處理單 元；所述處理單元用於分析所述經激勵的標籤劑材料的放射光的所述RGB成分、所述總強 度及光衰減時間。
14.根據權利要求11所述驗證物品的裝置，其特徵在於，所述放射檢測設備包括分光 計，用於將所述經激勵的標籤劑材料的放射光的整個放射光譜的光強度輸出給所述處理單 元；所述處理單元用於分析所述經激勵的標籤劑材料的放射光在強度峰處的波長、所述強 度峰的幅度或所述經激勵的標籤劑材料的整個放射光譜的強度值。
專利摘要本實用新型涉及一種用於驗證物品的物品驗證系統，其包括標籤劑材料，其施用於物品上；資料庫，用於存儲與標籤劑材料的激勵-放射特性和所述物品的身份相關的數據；及驗證讀取器，該驗證讀取器包括激勵源，用於放射激勵所述標籤劑材料的光；放射檢測設備，用於檢測所述經激勵的標籤劑材料的放射光；處理單元，用於分析所述經檢測的放射光，將所述經檢測的放射光的物理特性與所述資料庫中存儲的數據進行比較，以驗證所述物品的身份；其中，所述標籤劑材料包括螢光材料；所述標籤劑材料通過與所述物品的原材料相混合、通過與所述物品的一部分相集成或通過粘性材料附著於所述物品，從而施用於所述物品。
文檔編號G01N23/223GK201837586SQ20092027379
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月27日 優先權日2008年12月13日
發明者鄧樹端 申請人:亞力高亞洲科技(香港)有限公司