專利名稱：使用可印刷染料和顏料創(chuàng)建和讀取多色共平面標記的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本^^開提供多色共平面標記，其施加于物體或它的包裝以追蹤和 /或驗證物體，并且防止假冒。本公開還提供使用用于追蹤和/或驗證 的需要化學顏料、光能源和濾譜器的個性化組合的使用多色共平面標 記的方法和系統(tǒng)以創(chuàng)建高級水平的加密。位圖掩^f莫可用于增加用于印 刷多色標記的印刷工藝的準確度、精密度和速度。
背景技術(shù)：
最近，商標安全已經(jīng)成為重要的問題。假冒商品的生產(chǎn)正在快速
地增加并且影響到大范圍的產(chǎn)品。在許多情況下，作i冒商品的質(zhì)量明 顯差于原物并且不能以計劃的方式安全地使用。
另一個問題是正品從它們的計劃銷售點轉(zhuǎn)手，其可以表明在它自 己那里相同的商品存在地區(qū)批發(fā)差價。在這樣的情況下，供應鏈可能 是迂回的并且難以監(jiān)管。商品中的一些可能未計劃在特定的國家銷售 并且當轉(zhuǎn)手時實際上與計劃在該國家的合法產(chǎn)品進行竟爭。
商標所有人對為他們的產(chǎn)品的安全并且知曉最終用戶購買合法 產(chǎn)品承擔責任感到更大的壓力。需要用于驗證并且用于追蹤和跟蹤產(chǎn) 品的高級然而標準化的方法。
現(xiàn)有的追蹤和跟蹤系統(tǒng)涉及在物體或它的包裝上印刷編碼有唯 一信息的標識，以便各個物體或包裝可以通過供應鏈追蹤。標識的示 例包括一維(l-D)和二維(2曙D)條形碼，例如Codel28、 UPC、 Aztec、 DataMatrix和PDF條形碼。這些條形碼被廣泛使用，因為條形碼可以 免稅使用并且因為存在可以編碼、印刷、探測、讀取和解碼這些標記 的商業(yè)上可用的裝置。這些標識的一些有利的屬性是高信息密度、小的物理尺寸和錯誤校正能力。
矩陣代碼是表示信息的二維方式。矩陣碼的示例是二維(2-D) 條形碼。2-D條形碼類似于一維(l-D,或線形的)條形碼(例如用于 追蹤食品的慣用UPC代碼等)，但2-D條形碼允許比l-D條形碼更 大的數(shù)據(jù)表示密度。
實際上，當使用當前可用的系統(tǒng)生產(chǎn)可印刷標識時存在問題。一 部分困難是系統(tǒng)的一些屬性必定彼此直接沖突。例如，標識理想地需 要盡可能地小(對于未授權(quán)的用戶更加難以查找)，但它的信息量需 要是高的。另 一個問題是難以在高速包裝線上用足夠的每英寸點 (DPI)印刷這樣的標識而不會由于箱子與箱子的摩擦、缺少干燥時 間、基底粘附問題和表面孔隙度而抹去標識，特別是如果標識施加到 多種基底和涂層上時。
當前可用的系統(tǒng)的另 一個問題是當標識印刷為隱蔽標識或標記 (即，在正常照明條件下不可見或與在其上印刷標記的基底的顏色融 為一體)時由于缺少足夠的對比率不能被商業(yè)上可用的電子圖像閱讀 器容易地讀取和解碼。解碼圖像的相同規(guī)則適用于隱蔽情況以及在白 色基底上的傳統(tǒng)黑色標識即，要求足夠的分辨率、對比率、印刷的 清晰度和信號的一致性。
印刷具有多色油墨的共平面標記或標識涉及附加的配準要求，其 中術(shù)語"配準"意思是印刷頭與在其上印刷標記的基底的準確定位和 對準?；椎臏蚀_配準的問題對于多色標記是特別嚴重的，因為相鄰 的顏色可能另外重疊或彼此融為一體，,人而干擾準確讀耳又和解碼。
假冒者和未授權(quán)用戶查找和仿造和/或復制標記的提高的高級度 (特別當與快速提高的印刷技術(shù)結(jié)合時)導致需要創(chuàng)建更加高級的系 統(tǒng)，其具有比當前可用的更多的化學和編碼排列，而當授權(quán)用戶使用 時不犧牲使用的方l更、經(jīng)濟或準確度。
因而，期望開發(fā)用于使用多色共平面標記追蹤和/或-瞼證物件的方 法和系統(tǒng)，多色共平面標記易于授權(quán)用戶應用、探測、讀取和解碼，并且具有高水平的加密使得極難被未授權(quán)用戶或假冒者復制或仿造。
實現(xiàn)這個目的的期望的方法和系統(tǒng)將具有使用來自多種供應商 的許多不同的化學顏料和/或染料的靈活性。在可能的情況下，使用的 硬件和關(guān)聯(lián)的軟件是"商業(yè)現(xiàn)貨供應，，(COTS)產(chǎn)品也是可取的， 以利用在這些技術(shù)中的巨大進展以及它們的低成本。
對于這樣的系統(tǒng)容納大量的化學染料/顏料、光源和濾譜器的組合 也將是可取的。這樣，各個客戶可以接收"定制"系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有 多個油墨(包含加顏料和/或加染料的油墨組成的安全標簽劑)、光源 和濾譜器的個性化、秘密的組合。該系統(tǒng)還應該是靈活的以便順應在 化學輸入、條形碼類型、光源和濾譜器中將來的發(fā)展。此外，客戶應 該能夠?qū)ο到y(tǒng)相對廉價地做出較小的變化，例如改變?yōu)V譜器組。另夕卜， 該系統(tǒng)還將具有利用標記的高信噪比的能力。本公開描述實現(xiàn)這些期 望的目的的方法和系統(tǒng)，并且公開本文使用的多色共平面標記。

發(fā)明內(nèi)容
本公開提供施加于物體或它的包裝的表面、用于識別、追蹤和/ 或驗證物體的標記。該標記是多色、共平面和發(fā)射的，并且包括兩個 或多個印刷圖案，其每個用不同顏色的油墨印刷，其中每個圖案編碼 了信息。可有施加于物體的單個多色標記或多個標記。該標記可是在 基底上可見的或隱蔽的。掩模可以用來輔助于準確地印刷多色標記以 最小化油墨的疊印面積(即使在噴墨、激光、熱或壓電印刷可用的高 印刷線速度下)。如本文公開的標記對于未授權(quán)的用戶是不可譯碼的， 其中"不可譯碼的"意思是標記不能被人眼或電子圖像閱讀器讀取和 /或解釋；然而，當標記用一個或多個光源的特定組合照射、引起光能 從用于形成標記的顏料和/或染料發(fā)射(光能然后通過特定組合的濾譜 器并且被電子圖像閱讀器和它關(guān)聯(lián)的軟件讀取和解碼)時，標記對于 授權(quán)用戶是可譯碼的。在該方法中以特定的組合使用的多個因素創(chuàng)建 高級水平的加密，其易于被授權(quán)用戶使用，但難以被未授權(quán)用戶或假冒者克服。


本專利或申請文件包含至少 一個以彩色作成的專利圖。帶有彩色 圖的這個專利或?qū)＠暾埞_的副本當請求并且支付必需的費用時 將由官方提供。
圖1是提供通過其創(chuàng)建本公開的標記的方法的概觀的圖表。
圖2是提供方法的概觀的圖表，通過該方法圖1的標記可由授權(quán) 用戶使用光源、濾譜器和電子圖像閱讀器的組合讀取和解碼。
圖3提供可以用來輔助于在圖1中創(chuàng)建多色、共平面標記的互補 掩模的示例。
圖4是圖示圖1的標記的實施例的圖表，圖1的標記通過組合用 第一顏色的油墨編碼"真，，信息的印刷圖案和用第二顏色的油墨編碼 "假，，信息的第二印刷圖案以形成總信號(標記)而創(chuàng)建。
圖5是圖示圖2的方法的實施例的圖表，圖2的方法用于編碼關(guān) 于物體的信息的矩陣代碼的恢復(以低或高分辨率)。
具體實施例方式
本公開是可以施加于或印刷到物體或包裝上的用于識別、追蹤和 /或驗證物體的多色、共平面發(fā)射標記。標記是包含或編碼信息的結(jié)構(gòu) 化圖像或標識。在本公開的上下文中，"標記"與它的復數(shù)形式"多 個標記，，可交換地〗吏用，因為可以有一個標記或超過一個標記施加到 物體以用于這些目的。標記可備選地叫做標識、圖像、驗證標識或安 全標識，并且這些術(shù)語本文可交換地使用，但在本公開中通常稱為"標蔽的。
本公開的標記包含由化學顏料或染料或其的組合(在后文稱為 "顏料，，)構(gòu)成的油墨的印刷圖案。這些顏料當用紫外(UV)、可見和/或紅外(IR)范圍中的預定波長的光能照射而激勵時，發(fā)射以與吸
收的能量的波長相比不同波長的光能的一個或多個信號。發(fā)射的信號 通過濾譜器，濾譜器選擇成使特定波長的光通過而阻擋其他的，從而 使過濾信號通過。過濾信號可以用電子圖像閱讀器讀取，并且用與電 子圖像閱讀器關(guān)聯(lián)的計算機軟件解碼?？纱嬖谧鳛閷ξ词跈?quán)使用的附 加障礙的附加加密層，例如在組合以形成標記的印刷圖案中的真和假
信息的編碼。解碼信號或多個信號然后可以與對于正品唯一的或僅授 權(quán)用戶已知的單獨信息進行比較，以便追蹤物體或檢查它的真實性為 合法的(非假冒的)物體。
本文還/>開的是識別、追蹤和/或3ls正物體的方法，其通過印刷或 施加多色、共平面發(fā)射標記到物體或基底上，用一個或多個預定波長 的光能照射該標記而產(chǎn)生發(fā)射的信號或多個信號，通過一個或多個預 先選擇的濾譜器過濾發(fā)射的信號以形成過濾信號，然后用電子圖像閱 讀器和關(guān)聯(lián)的軟件讀取并且解碼該過濾的信號以提供關(guān)于物體的解 碼信息。所得的解碼信息可與對于物體或物體的種類唯一的或已知對 應于正品的單獨信息比較。
本公開還提供用于驗證或追蹤物體的系統(tǒng)，其具有如本文描述的 共平面標記、至少一個光源、至少一個濾譜器和電子圖像閱讀器。
本文描述的方法和系統(tǒng)向授權(quán)用戶提供現(xiàn)場易于使用的優(yōu)勢，以 用于追蹤或驗證物體，同時呈現(xiàn)非常難以被未授權(quán)用戶或假冒者克服 或復制的高級方法和系統(tǒng)。如本文使用的，"授權(quán)用戶"、"計劃用 戶"和"客戶，，可交換地使用以指人或人們或他們的被指派者，他們
已經(jīng)被合法地提供了用本文公開的方法和系統(tǒng)準確地譯解本公開的 標記所必需的材料和信息。
現(xiàn)在參考圖，圖1是提供通過其創(chuàng)建本公開的標記13的過程的 概觀的圖表。在圖1中圖示的特定實施例中，標記13由商業(yè)軟件創(chuàng) 建的兩個單獨的2-D條形碼(或2-D DataMatrix代碼)10、 20的組合 所形成。圖1圖示本公開的實施例，其中標記13用條形碼的組合制成，其中一個條形碼編碼"真"信息，而第二條形碼編碼信息。
更加具體地，圖1圖示加標"真，，的2-D條形碼10，其由商業(yè)上可用 的軟件產(chǎn)生以編碼"真"信息，其識別、描述以及另外給物體"加 標簽"用于追蹤和/或用于驗證目的。圖l還圖示并行過程，其中第二 2-D條形碼20 (加標H")由商業(yè)上可用的軟件產(chǎn)生以編碼"假，， 信息，其代表無意義的或故意誤導性的數(shù)據(jù)，其不識別、描述或另外 給物體"加標簽"用于追蹤和/或用于驗證目的。如在圖l中示出的， 兩個2-D條形碼10、 20組合以形成標記13。
圖l還圖示計算機化的位圖"掩模"15 (加標"掩模A")，其 通過計算機軟件邏輯"與"到2-D條形碼10以產(chǎn)生像素化的圖像11。 像素化的圖像11代表"地圖，，，其指引噴墨印刷頭以在對應于在地 圖上的該位置的像素的地址處噴出特定顏色的油墨。另 一個位圖掩 模，25 (加標"掩模B，，)通過軟件邏輯"與，，到Data Matrix 20以 產(chǎn)生像素化的圖像21。像素化的圖像21類似地指示用第二顏色的油 墨印刷的油墨的精確圖案，第二顏色的油墨是與用于印刷像素化的圖 像ll不同顏色的油墨。在圖1中圖示的實施例中，掩模A15和掩模 B25是"互補，，掩模。如本文使用的，掩模B25是掩模A15的"互 補，，掩模的公開的意思是在掩模A的地址處表示為"深色"或"1" 的每個像素在掩模B25中相同的地址處具有是"淺色"或"0"的對 應的像素，反之亦然。像素化的圖像11和21被組合和對準以在物體 的相同區(qū)域內(nèi)印刷，/人而創(chuàng)建標記13。然而，標記13，作為在圖1 中示出的實施例中的像素化的圖像11和21組合的產(chǎn)物，是"不可譯 碼的"圖像，其中"不可譯碼的"意思是標記不能被人眼或電子圖像 閱讀器讀取或解釋，直到它經(jīng)受本文描述的方法。如在圖l中圖示的 互補掩模的使用確保構(gòu)成標記13的每個獨立的像素將被指定包含不 超過一個顏色的油墨；即，每個獨立的像素可包含第一顏色的油墨， 或包含第二顏色的油墨，或根本不包含油墨，但不能包含疊印到彼此 上的第一和第二顏色的油墨兩者，除由于油墨滲色或基底不準確配準虧1起油墨顏色沿相鄰像素的邊緣的少量不可避免的疊印的情況之外。
圖1還提供提高本公開的實施例的可理解性的圖示圍在括號內(nèi) 的圖1的部分(標為"僅用于理解目的的部分，在實際應用中不實現(xiàn)"), 示出在像素化的圖像ll、 21中的化學顏料的UV光"激發(fā)"后、像素 化的圖像98、 99的細節(jié)。對于在圖1中示出的實施例，加括號的部 分示出標記13示出的"細節(jié)，，的起源；即，某些像素地址指定用藍 色油墨印刷，而其他像素地址用紅色油墨印刷，而再其他的像素地址 不接收油墨，但沒有單個像素地址被指定用藍色和紅色油墨兩者印 刷。此外，加括號的部分僅被包括用來輔助觀看以提高對共平面標記 如何形成的理解，但圖像98、 99實際上不是標記13的形成中的步驟， 并且不是公開的方法或系統(tǒng)的一部分。
盡管圖1圖示其中兩個軟件生成的印刷圖案組合以形成標記13 的實施例，本公開包括其他的實施例，其中三個或更多軟件生成的印 刷圖案組合以形成標記13。標記13有利地可包括兩個、三個、四個 或更多軟件生成的印刷圖案。
圖2提供為了追蹤和/或驗證物體而用于譯碼來自標記13的信息 的方法的總體概觀。在這個實施例中，標記13用從一個或多個光源 產(chǎn)生的一個或多個預定波長的光照射，其中光的波長在UV、可見和/ 或IR范圍中。構(gòu)成印刷圖案(其組合以形成標記13)的顏料和/或染 料被特別地選擇成吸收特定波長的光能，并且發(fā)射以與吸收的光能的 波長相比不同的波長的一個或多個波長的光能。然后/人標記13發(fā)射 的信號通過一個或多個濾譜器16、 26坤皮過濾，濾譜器介于標記13和 電子圖像閱讀器之間。濾譜器被選擇成使某些波長(或波長范圍)的 光能通過，而阻擋其他波長的光能。通過濾譜器16、 26的該波長的 光能然后被電子圖像閱讀器讀取為圖像12、 22。這些圖像然后被解構(gòu) 為原始的2-D條形碼(或DataMatrix代碼)。在圖2中圖示的特定實 施例中，濾譜器16使藍色波長的光通過("藍-通")但阻擋紅色波 長(由標記13發(fā)射的)，從而使圖像12 "通過"以被電子圖像閱讀形碼圖像14,從而提供關(guān)于物體的"真"信息。類似地，濾譜器26使紅色波長的光通過("紅通-")但阻擋藍色波長(由標記13發(fā)射的)，因此使圖像22通過，圖像22被電子圖像閱讀器讀取為2-D條形碼24，其被關(guān)聯(lián)軟件解碼為"假，，信息。沒有在圖2中示出的是數(shù)據(jù)矩陣圖像14、 24可進一步加密為附加的保護層來抵制未授權(quán)的使用或假冒。授權(quán)用戶將具有軟件程序以解碼附加的加密層。
圖3描繪五對不同的互補掩模，其可在本公開中使用。掩模是計算機生成的，并且被邏輯"與"到2-D條形碼10、 11以生成像素化的圖像ll、 21。因為在圖3中的掩模是"互補的"，至多一種顏色的油墨將被印刷在各個像素中。因為這個原因，當掩模被用于這個目的時，用于印刷標記的每種顏色的油墨需要單獨的掩模。對于多色標記，使用的掩模的數(shù)量等于在標記中油墨的總數(shù)。
圖4圖示通過組合三個單獨的2-D條形碼創(chuàng)建的標記的實施例。在這個實施例中加標為"總信號，，44的標記通過組合三個不同的印刷圖案(每個采用不同顏色的油墨(紅色、藍色和綠色))創(chuàng)建，其中印刷圖案中的兩個(分別紅色41和藍色42)編碼關(guān)于物體的"真"信息，而第三印刷圖案(綠色43)編碼"假"信息。作為對形象化構(gòu)成標記的條形碼的輔助，三個印刷圖案41、 42和43在受適當預定波長的光能來源照射后被圖示出。
圖5描繪用于恢復來自標記的信息的方法的實施例，該標記已經(jīng)用一個或多個預定波長的光輻射激勵。"總的+光源"51是用光能照射后的總信號44 (來自圖4 )。陷波濾光器(Notch Filter) 52使藍色和紅色光通過，并且阻擋綠色光。所得的過濾信號是可探測的信號，其可以被電子圖像閱讀器以低DPI (53)或以高DPI (54)讀取和解碼。在DP I水平上的差別與在電子圖像閱讀器中的照相機系統(tǒng)中的視場將"看到"作為圖像的內(nèi)容相關(guān)。如果包含圖像的視場具有非常少的像素(少于大約每最細線4個)，所得的圖像將趨向處于不良聚焦。說明書第9/23頁
相反地，如果存在大量的像素(大于大約每最細線4個)，那么所得的圖像趨于被較好地分辨，并且可以注意到細節(jié)。在分辨率上的這個差別可影響與電子圖像閱讀器關(guān)聯(lián)的軟件如何解釋這個圖像并且還可限制在過程中使用的掩模的數(shù)量。標記
本公開的標記通常被施加到物體的表面或包含該物體的包裝上。備選地，標記還可印刷到基底(例如粘貼標簽等)上，其然后可以粘貼到物體或包裝的表面。
標記具有用第 一預定顏色的油墨的第 一 印刷圖案、用第二預定顏色的油墨的第二印刷圖案，并且可具有 一個或多個附加的印刷圖案，其中附加圖案中的每個也用與任一之前顏色的油墨相比不同的預定顏色的油墨印刷。印刷圖案中的每個以軟件生成的標記的形式編碼信
息，軟件生成的標記例如2-D條形碼或矩陣代碼，包括但不限于例如DataMatrix、 Aztec 、 PDF417、 Ultracode、 SuperCode、 MiniCode，、MaxiCode,、以及QRCode等的示例。印刷圖案組合在一起以形成標記，其對于人眼或電子圖像閱讀器是不可譯碼的，但當用光能輻射照射標記、通過一個或多個濾傳器過濾從標記發(fā)射的信號并且探測、讀取和解碼過濾信號時，其對于授權(quán)用戶是可譯碼的。
施加到物體或包裝的標記在正常的照明條件下可以是可見的或隱蔽的。標記用包括多個化學顏料和/或染料的油墨制成，其中化學顏料和/或染料當用UV、可見或IR范圍內(nèi)的某波長的光照射時被激勵，并且發(fā)射與吸收的光能相比不同波長的光能。在標記中使用的化學顏料和/或染料中的至少一個具有吸收對發(fā)射的關(guān)系，其是UV對UV、UV對可見、UV對IR、可見對UV、可見對可見、可見對IR、 IR對UV、 IR對可見和/或IR對IR?？蓢娔幕瘜W顏料的發(fā)射和激發(fā)譜可選擇為窄的，以便提供具有增強安全性的驗證系統(tǒng)。
在一個實施例中，形成標記的印刷圖案中的至少一個編碼關(guān)于物體的唯一、真的信息。如本^Hf中使用的關(guān)于物體的"真"信息是指可以用于識別、追蹤和/或-驗證物體的信息。這可以通過使用不完整代 碼進一步增強，其中訊息的一部分可以用一種顏色印刷，而另一個部 分用另 一種顏色。過濾系統(tǒng)可以要求是相對于另 一個信號衰減一個信 號以便將整個訊息放置在有效幅度范圍內(nèi)。另 一個備選方案是編碼真 信息作為具有附加部分的完整代碼，其中整個訊息用 一個圖像印刷， 并且添加附加特征，其在光語上是緊密的以致使該圖像除非濾除該波 長否則為沒有意義的。
另一個實施例包括編碼信息的一個或多個印刷圖案，如在 圖1中圖示的，其提供是無意義的或故意錯誤的信息，以充當對假冒 的制止物并且防止物體凈皮未授權(quán)用戶識別、追蹤或-驗證。也就是說，
"假，，信息可用于使標記太復雜而不能譯碼，從而阻礙(如果不能防 范)假冒。
本公開的標記用共平面的多種顏色的油墨制成。在本公開中，術(shù)
語"共平面"意指還包括術(shù)語"共保形(co-conformal)"，其定義為 區(qū)域的一種排布，這些區(qū)域采用與表面或結(jié)構(gòu)(這些區(qū)域在該結(jié)構(gòu)上 分布)保形的基本不重疊的方式，而不管表面或結(jié)構(gòu)是否是真的平面 式或包含不平整部或彎曲部(假設不平整部或彎曲部保持能容許實現(xiàn) 本公開所需要的印刷圖像清晰度)。標記中的每個個體像素可具有在 該個體像素的地址處印刷的一種顏色或沒有顏色，但不能具有指定疊 印在該^^素相同地址處的兩種或更多顏色。因此組成本^^開的標記的 若干種顏色彼此交織，但幾乎沒有或沒有重疊。盡管共平面標記理想 地在相鄰像素之間不具有顏色的重疊，但本公開涵蓋了其中沿相鄰像 素的邊緣存在少量重疊油墨顏色的共平面標記。這種小程度的重疊顏 色可能由于某些顏色油墨的滲色或由于基底(標記在其上印刷)的不 準確配準引起(特別在本公開標記可能的高線速度下)。為了本公開， "共平面標記，，涵蓋那些沿標記內(nèi)相鄰像素的邊緣具有小于大約10 %的油墨顏色重疊的標記，并且優(yōu)選地涵蓋那些沿標記內(nèi)相鄰像素的 邊緣具有小于大約5%的油墨顏色重疊的標記。如本文使用的，小于大約10 %的重疊是指重疊油墨的寬度延伸小于大約相鄰像素總長度 的1/10。這個結(jié)果可以使用如本公開中描述的掩模最容易地實現(xiàn)。
標記如果在正常的可見照明條件下在物體上不是容易地可見的
或電子地可讀取的則是"隱蔽的"。"隱蔽的標記"用吸收uv、可
見或IR范圍內(nèi)的光能的化學顏料和/或染料制成，包括那些用吸收可 見光范圍內(nèi)的光而當印刷在合適的(通常暗色的)基底上時仍然保持 隱藏的或隱蔽的化學顏料和/或染料制成的標記。其他的隱蔽標記用吸 收位于可見光光譜邊緣(例如405納米(nm)和680nm )的波長的光 的化學顏料制成。 掩模
"掩模"(本文也可交換地稱為"位圖掩模")可在本公開中用 來輔助于準確并且并f密地印刷標記，并且輔助于實現(xiàn)印刷油墨的共平 面性(甚至在噴墨印刷機可能的高印刷速度下)。掩模是軟件工具， 其在待印刷的標記上操作使得顏色交織，但不重疊。掩模允許來自不 同的印刷頭來源的多個油墨以最小化油墨對油墨的交互作用(例如吸 收等)的方式印刷。所得的印刷表現(xiàn)出均勻強度的油墨在其中印刷的 圖像。當表示為2-D條形碼時，待印刷的標記的每個像素(或元素) 將具有對應的列和行地址。每個位圖掩模是與標記相同的尺寸，并且
還可以用相同的矩陣形式表示。作為一個示例，如果存在兩個印刷圖 案采用兩種不同顏色印刷并且組合為標記，那么將需要兩個位圖掩 模。第一掩模用第一印刷圖案操作，而第二掩模用第二圖案操作，以 及等等(對于與組合形成標記一樣多的印刷圖案)。掩模本質(zhì)是互補
的，使得對于掩模的給定行和列地址，那里僅可以是一個"r ,并 且所有其他掩模對于相同地址提供的對應值必須是"o"。第一掩模
在第 一標記上地址接著地址地操作，其結(jié)果是印刷文件中每個元素的 值是標記在該地址的值("r，或"o")乘以掩模的值("r，或"o")。 例如，如果在行i、歹'n的特定地址處的第一2-D條形碼的值是"r，， 并且在相同地址處的掩模的值也是't，，那么印刷文件對于該像素將包含"r ,并且將指引印刷機在該像素內(nèi)印刷該顏色的油墨。相 反，如果在該地址處掩模值是"o"，那么印刷文件將包含"o"并且 將指示在該地址"不印刷"?；パa掩模的使用是確保標記將被印刷而 沒有指定在個體像素中將印刷重疊顏色油墨的一個技術(shù)。假定機械對
準(或"配準")；故正確完成并且實際上在標記內(nèi)的相鄰^^素的邊《彖
沒有油墨顏色的滲色，則缺乏重疊顏色創(chuàng)建了共平面標記。如上文指
出的，本公開的共平面標記沿相鄰像素的邊緣可以具有小于10%的油 墨重疊，并且優(yōu)選地在標記內(nèi)相鄰像素的邊緣具有小于5 %的油墨重 疊。
備選地，在油墨在邊緣"滲色"是不可避免的情況下，避免安全 標簽劑在像素水平的混合的 一種方法是選擇所有掩模，它們在特定地 址具有"0"，從而在相鄰印刷像素之間創(chuàng)建"無印刷"像素。
另 一個備選方案是在彼此的頂部上印刷多個2-D條形碼，其中每 個條形碼用單獨的發(fā)熒光的顏色印刷。濾光器可以用于移除除了期望 的顏色之外所有顏色，并且條形碼可以#皮讀取。然而，^使用這個纟支術(shù) 的困難是發(fā)熒光的油墨彼此會相互作用，使得標記中沒有一個可以被 解碼(即使每個都被正確地印刷)。該困難可以通過創(chuàng)建具有相同像 素數(shù)的兩個單獨的條形碼并且在印刷之前對每個條形碼圖像應用互 補的掩模(每個奇數(shù)像素專用于一個圖像而每個偶數(shù)像素專用于另一 個圖像)而克服。通過改變掩模并且使用基于2x2和3x3塊等等的 重復圖案而改變該比率從50/50到其他比率也是可能的。作為一個示 例，可以印刷一個圖像的3/4并且可以印刷另一個圖像的1/4。這個技 術(shù)的優(yōu)勢是明顯的，其中 一種顏色的油墨比其他顏色更加顯著發(fā)熒 光，因為發(fā)熒光較弱的油墨可以被分配更大的印刷百分比。
互補掩模通過創(chuàng)建相同尺寸的多個(22)陣列工作，其中一個陣 列在陣列地址位置中具有一 ("1")值而其他的對于該相同的地址 位置具有零("0")。系統(tǒng)的類型可以是隨機順序或明確限定的圖 案。掩模操作通過使用邏輯"與"算符、組合陣列掩模l與陣列l(wèi)的位像、陣列掩模2與圖像陣列2等等。合成圖像是所有之前掩模 /圖像集合的邏輯"或"，其中保持每個陣列的顏色值。塊體系統(tǒng)可用
于創(chuàng)建例如2x2的掩模，其中對角元素在一個方向上是黑色的而在
另一個方向上是白色的。使左邊是黑色的、右邊是白色的或相反也是 可能的。使上部是黑色的、底部是白色的或相反是可能的。因此，在
2x2掩才莫中，存在產(chǎn)生相同的50%灰度最終產(chǎn)物的6個可能的掩斗莫 排列。對于不同的灰度使2x2掩模具有每組3個黑色的("0")和 1個白色的("1")元素也是可能的。作為一個示例，如果圖像是 150 x 150個像素，并且創(chuàng)建兩個互補掩模，掩模中的每個將具有50 %的T和50%的"0"。兩個掩模的邏輯"或，,將是單個150x150 陣列，其中每個值是"p 。相同陣列的邏輯"與"將產(chǎn)生其元素都
是"0"的陣列。創(chuàng)建其中一個陣列中75%的元素是"1"而其他陣列 其25%包含"1"的陣列是可能的。
對于3x3子元素陣列，掩模的復雜性增加，其中黑色("0") 元素的數(shù)量可以在1至8范圍內(nèi)變化，并且圖案可以是更加復雜的。 復雜性后面的原因是要找到產(chǎn)生期望灰度的圖案但還允許照相機系 統(tǒng)識別大量子掩模部分作為結(jié)果"看起來"是灰色的"連續(xù)"塊的一 部分。掩?？梢员唤⑹沟秒娮訄D像閱讀器可以分辨子陣列并且嘗試 解碼子陣列為遠遠多于預期的元素所構(gòu)成的更加復雜的條形碼。對于 Hewlett Packard TIJ 2.5系統(tǒng)在300 DPI的設置下，典型的印刷像素在 尺寸上僅大約3毫英寸(0.0033英寸)，因此如果照相機系統(tǒng)不能分 辨到該水平，系統(tǒng)實際上看到次強圖像?；?-D照相機的條形碼閱 讀器具有內(nèi)部AGC (自動增益控制)，因此曝光時間凈皮》務改以確保為 系統(tǒng)讀取和成像收集足夠的強度。
通過用這個方法和系統(tǒng)的試驗已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在印刷過程中使用"非隨 機"位圖掩模產(chǎn)生比使用"隨機"位圖掩模更好的結(jié)果。使用隨機位 圖掩模，除了需要大量的計算能力之外，可導致更多情況，其中電子 圖像閱讀器不能識別2-D條形碼，從而不能讀取和解碼標記。這是因為2-D條形碼閱讀器需要沿條形碼圖像的左側(cè)和橫過條形碼圖像的底 部的列(形成"L"的形狀)是幾乎實心黑色的。如果使用隨機掩模， 印刷機可產(chǎn)生在形成"L"的兩個部分中具有大的斷開的條形碼。如 果在"L"中斷開是顯著的，電子圖像閱讀器將不能識別標記或條形 碼為可讀取的，因而不能追蹤或驗證物體。
本公開提供用于產(chǎn)生共平面標記的一組掩模，包括具有第一軟件 生成地址陣列的第一掩^i和具有第二軟件生成地址陣列的第二掩模， 其中這些第一地址和這些第二地址的組合對于一地址具有至多 一個 邏輯一 ("1")，其中地址標識共平面標記內(nèi)像素的位置。該組掩 模還可包括具有第三軟件生成地址陣列的第三掩模，其中這些第一地 址、這些第二地址和這些第三地址的組合對于一地址具有至多 一個邏 輯一 ("1")。該組掩模還可包括具有第四軟件生成地址陣列的第 四掩模，其中這些第一地址、第二地址、第三地址和第四地址的組合 對于一地址具有至多一個邏輯一 ("1")。該組掩模還可包括附加 掩模，其中對于特定地址，地址的組合具有至多一個邏輯一("1")。
位圖掩模盡管典型地包括規(guī)律的圖案(如在圖3中示范的)，不 限于組織良好的圖案。例如，在一個掩模當作為二維圖像觀視時示出 多邊形形狀的情況下，另 一個掩模將是該多邊形的輪廓線和達至該掩 模有效邊緣的所有相鄰元素，但不包括多邊形的任何元素。
"顏色"在本公開中用于指由物體發(fā)射的、透射的或反射的光能 引起的屬性。盡管顏色典型地是在對人眼可見的波長的反射光的屬 性，術(shù)語顏色也涵蓋發(fā)射的、透射或反射的光能的任何波長，包括 UV、可見和IR范圍中的那些波長。因此，采用僅發(fā)射IR光譜中的光 的顏料和/或染料制成的油墨的"顏色"的第一印刷圖案仍然認為具有 某種"顏色，，(即使該顏色對于人眼是不可見的)。另外，采用也僅 在IR光譜中發(fā)射的油墨的第二 "顏色，，的第二印刷圖案可以是與上 文描述的第一印刷圖案相比"不同的"顏色(即使兩個圖案都對人眼 顯得是無色的(不可見的))。如在本申請中^f吏用的，"預定的"和"預選的"可交換地^^用以 指在使用之前已經(jīng)被選擇的和已經(jīng)向該系統(tǒng)或方法的授權(quán)或計劃用 戶提供的或?qū)τ谄湟阎哪澄?。例如，需?一個或多個預定波長的 光輻射"的方法步驟是指授權(quán)用戶被提供有一個或多個光源，當開啟 時其將產(chǎn)生特定波長或組合波長的光輻射，和/或授權(quán)用戶知道光源的 哪個組合將開啟或保持關(guān)閉。備選地，授權(quán)用戶可以被告知用這個方 法正確地激活標記所需要的光的正確波長。類似地，"預定"顏色的 油墨將包含特定的顏料和/或染料或其的組合，其預先選擇給了特定的 授權(quán)用戶或客戶。
如本公開中使用的"多個"指超過一個。因此多個特定的物體指 示兩個、三個、四個或更多該特定的物體。
光源
本公開的方法和系統(tǒng)使用多個光源以產(chǎn)生一個或多個預定波長
的照射標記的光輻射。光源能夠輻射UV、可見或IR范圍內(nèi)的特定波 長的光能。如本公開中使用的，授權(quán)用戶被提供有超過一個光源，每 個產(chǎn)生不同波長的光能。授權(quán)用戶被提供關(guān)于在該方法中使用的特定 組合的光源的使用說明，指出哪些光源要開啟和哪些其他的光源要保 持關(guān)閉。例如，授權(quán)用戶可被指導對于特定的標記要開啟光源1、 3 和4，而要保持光源2關(guān)閉，從而用某些預定波長的光照射標記并且 使標記發(fā)射正確的信號，其然后通過濾譜器過濾、讀取和解碼。然而， 在這個示例中，如果光源2也與光源1、 3和4一起開啟(例如，被 沒有告知光源正確組合的未授權(quán)用戶開啟)，那么標記的編碼假信息 的部分可^皮激活，并且從而阻止標記的正確解碼。在該方法的另一個 實施例中，如果光源的錯誤組合被照亮，將僅發(fā)射追蹤和/或驗證物體 所要求的正確信號的 一部分，>^人而阻止標記的正確解碼。
濾i普器
與公開的系統(tǒng)和方法一起使用的濾i普器(也稱為光學濾光器)包 括但不限于長通濾光器、短通濾光器、可調(diào)諧濾光器、特定顏色濾光器和陷波濾光器。"長通濾光器"使較長波長的信號通過。長通濾光
器的一個示例是例如Schott Glass OG530 (其在530nrn處顯示50 %的 光學信號透射率)等的有色玻璃濾光器。低于530nm的光學透射率更 少，但超過530nm的光能的透射率更大。Schott Glass濾光器將阻擋 藍色發(fā)射，而使紅色發(fā)射通過。"短通濾光器"在它們的濾光性質(zhì)上 與長通濾光器相比通常是相反的，并且使小于指定波長的信號通過而 阻擋大于指定波長的信號?？梢姽庾V中使用有色玻璃的短通濾光器存 在較少的示例。大多數(shù)短通濾光器是干涉濾光器并且用玻璃、氣隙間 隔和薄膜涂層的組合制成。使用薄膜涂層技術(shù)創(chuàng)造的"陷波濾光器"
可以與透明基底一起使用，或與長通濾光器或短通濾光器組合以在光 譜位置和光譜寬度中創(chuàng)建特定的光譜透光帶。例如，典型的CCD照
相機像素元件具有在0.4至1.1微米范圍內(nèi)變化的光譜靈壽丈度。濾光 器可以供應為用螺釘固定的濾光器，其與在照相機上使用的慣用的濾 光器類似。該濾光器可能由若干具有多個薄膜層的玻璃部分構(gòu)成，并 且不太受由于老化、溫度或輸入角變化引起的光譜變化影響。在本公 開中使用的一個或多個濾譜器從陷波濾光器、特定顏色濾光器、長通 濾光器、短通濾光器和可調(diào)諧濾光器或它們的組合構(gòu)成的組中選擇。
多個等級的陷波濾光器可以用于創(chuàng)建可見光到紅外光光譜的非 常透明的和阻擋的部分。陷波濾光器商業(yè)上典型地在8英寸x 8英寸 的玻璃部分上創(chuàng)建，然后因為成本原因切割成一定的尺寸。典型的1/2 英寸xl/2英寸的陷波濾光器將是相對便宜的。在期望的光密度、未 阻擋區(qū)域中的透射百分數(shù)、陷波寬度和波長位置之間可以有大的折衷 空間。陷波濾光器用已經(jīng)限定的期望的化學顏料創(chuàng)建。
濾譜器組將僅使得具有透射窗口的部分(其將表現(xiàn)為白色的)通 過，而拒絕阻擋區(qū)域(其將表現(xiàn)為黑色的)。對比水平可以在濾譜器 設計中根據(jù)設計和預計出錯率而選擇。
對于條形碼閱讀器的所有照相機像素元件是非常小的光電探測 器。像素響應于射到它上的光強、曝光時間和像素光譜靈敏度。探測
23器通過電子系統(tǒng)被讀出，電子系統(tǒng)輸出與探測器上的總光量成比例的 信號。結(jié)果是在全黑到全白(飽和)范圍內(nèi)變化的灰度。顏色僅通過 光譜過濾和過濾的先驗知識的使用而創(chuàng)建。驗證的方法將實際上是安 全性設計的 一部分。使用有色玻璃濾光器和陷波濾光器的組合是優(yōu)選 的，因為陷波濾光器是可以直接應用到有色玻璃濾光器上以獲得非常 規(guī)整的光譜特征(可以以低損耗和失真)成像的薄膜。
2-D電子圖像閱讀器的備選方法是使用數(shù)字照相機。數(shù)字照相機
不具有正確的內(nèi)部信號處理，但包含某種濾光。典型的照相機濾光是
通過Bayer mosaic方法，而濾色器(color filter)覆蓋圖案中的個體像 素。典型地，這個圖案由設置在超級像素中的兩個綠色、 一個藍色和 一個紅色濾光器構(gòu)成。照相機基于來自相鄰像素的輸入和數(shù)學算法來 重構(gòu)這個顏色。這個方法的優(yōu)勢是吸收型濾光器已經(jīng)包括在照相機中 并且陷波濾光器將對邊緣進行整形。劣勢是算法已經(jīng)駐留在裝置中并 且不容易^t改變。
另外的備選方案是使用"可調(diào)諧的，，濾色器。這樣的技術(shù)在商業(yè) 上可從例如CRI， Inc. (Woburn, Massachusetts, U.S.A)等供應商獲 得。該裝置基于使用Lyot濾光器的偏振。調(diào)諧用液晶(其阻滯作用是 電壓可控的)實現(xiàn)。通過這些濾光器的光學質(zhì)量是優(yōu)秀的，如它們在 顯微鏡的對比度增強器以及多光譜成像中的使用證明的。典型的濾光 器具有20nm的非常窄的通帶。這可以通過改變Lyot濾光器的級數(shù)和 良好的設計原則而改良。典型的構(gòu)造由結(jié)晶石英板、液晶和偏振器板 構(gòu)成。偏振器趨于在這個領域中占支配地位，因為它們跨越可見光譜， 但除了 IR (或在損失可見光的情況下可以獲得近IR)。可調(diào)諧濾色 器趨向是貴的但提供用戶可選擇的開窗操作。該裝置實際上是波長可 變的帶通濾光器。光譜寬度將不是可變的。該單元還是依賴溫度的， 因此需要某個形式的熱補償。
電子圖像閱讀器
電子圖像閱讀器在本公開的方法和系統(tǒng)中使用以探測和"讀取"已經(jīng)通過濾語器的圖像。如在本公開中使用的，"電子圖像閱讀器" 涵蓋任何類型的電子"-見覺"系統(tǒng)，其與處理電子設備和解碼軟件和 /或固件結(jié)合。電子圖像閱讀器通常與解碼軟件關(guān)聯(lián)以解釋探測到的信
息?？梢员惶綔y和讀取的圖像的類型包括一維(l-D)和二維(2-D) 條形碼或數(shù)據(jù)矩陣代碼。電子圖像閱讀器的眾所周知的示例是2-D條 形碼閱讀器，商業(yè)上可用的如Symbol Technology的DS6607手持掃 描器(Symbol Technologies, Inc., Holtsville， New York, U.S,A.)。其他 的例子包括例如Cognex和Videk等公司生產(chǎn)的高速行閱讀器/檢驗器。 電子圖像閱讀器還涵蓋在數(shù)字照相機和蜂窩電話中找到的照相機。
2-D條形碼閱讀器通常包含黑色和白色電荷耦合器件(CCD)陣 列(典型為亞百萬像素)。為了方便使用，該裝置配置成具有寬的視 場、長和短的焦距，并且可以在遠離法向入射的角度而不考慮圖像取 向、用低對比率讀取和解碼條形碼。這些單元可以解碼是黑在白上或 白在黑上的圖像而沒有偏好。
本公開的方法克服當使用電子圖像閱讀器讀取標記時可能通常 是問題的缺乏足夠的對比率。用 一個或多個預定波長的光能的多個光 源照射標記，接著光譜過濾所發(fā)射的信號，提高了對比率，從而改進 通過電子圖像閱讀器的標記的探測、讀取和解碼。
印刷機
用于多色印刷的噴墨技術(shù)可以在上文描述的方法中使用。期望的 標記標識是小的，典型地小于0,25平方英寸。在12x 12或14x 14元 素中的EC200的DataMatrix標識將提供合理數(shù)量的字母數(shù)字字符。典 型的工業(yè)等級印刷頭在300DPI下運行良好，但在600DPI下可噴出過 多油墨。油墨可以滲色到相鄰區(qū)域中，實際上降低印刷的可分辨的 DPI數(shù)。在1/4英寸DataMatrix尺寸和300DPI時，條形碼將由正好 75 x 75個像素構(gòu)成。DataMatrix代碼的"L"形部分(沿條形碼的左 側(cè)和底部的實心條)對于取向目的是要求的，并且必須被電子圖像閱 讀器認出。為了保持較大的隱蔽度，在"L"部分中具有與在條形碼元素中各個顏色的相同比例是可取的。這將僅留下少數(shù)像素以創(chuàng)建該部分。電子圖像閱讀器將不得不將個體像素作為完整的行來解釋。掩?？梢源_保圖像強度在整個條形碼中仍然是均勻的，其有助于解碼過程。條形碼圖像越小，越是需要顏色之間更好的位置配準。
準確配準的問題在本公開中通過包含多個印刷頭(每個具有它自己的供應油墨，盡管一些油墨可包含多個噴頭)的方法解決。這些印刷頭被機械地配準和定位。輸送系統(tǒng)也具有附加的要求以最小化輸送帶搖動和輸送帶移動對編碼器誤差。這產(chǎn)生合理質(zhì)量的印刷而沒有與油墨較大的配準誤差或光學吸收問題。
噴墨技術(shù)主要用于創(chuàng)建本公開的標記，因為噴墨技術(shù)允許以包裝線運輸速度在單位箱水平的產(chǎn)品的獨特序列化的按需求印刷。
如本文使用的"油墨"或"多個油墨"指包含用于渲染圖像到表面或基底的顏料和/或染料的液體油墨或干粉。該圖像對于人眼可以是可見的或隱蔽的。如本公開中使用的，油墨包括但不限于由噴墨印刷機使用的液體油墨以及由激光印刷機使用的色粉。噴墨兼容的油墨包括但不限于水基和溶劑基配方。
激光噴射印刷機通常使用色粉，而不使用油墨，但這樣的色粉可以以
與用于;^^開的油墨相同的方式包含顏料和/或染料。色粉包含其他的材料，其允許色粉當被加熱時結(jié)合到表面。色粉可使用樹脂、石蠟或類似的材料作為粘結(jié)劑，并且配方還可包括脫離劑、電荷控制劑和其
處理色粉(CPT)方法制成。色粉顆?？梢允欠浅Ｐ〉?一個微米或更小)使得色粉顆粒的實際體積可以比在印刷單點的過程期間釋放的噴墨油墨的體積小很多。用激光類型的印刷機的最小可辨認的點尺寸可以被調(diào)節(jié)成更小或更大，這取決于使用的印刷系統(tǒng)的類型。
印刷對基底的粘附力要求考慮要被印刷的基底的孔隙度和表面能以及油墨的表面能、表面類型、粘度和化學組成。可使用化學或電暈(corona)預處理，盡管這些是昂貴的處理，其一般不用于紙，但可以用于油墨將無法粘附于表面的地方。
下列列表描述用于印刷的各種基底材料的表面能
基底材料聚四氟乙烯聚丙烯聚氯乙烯尼龍6
聚對苯二曱酸乙二醇酯
纖維素
聚碳酸酯
玻璃
聚醚砜(polyether sulfone)
表面能(dynes/cm)183139424444
46
4750
基底材料的實際表面能可基于生產(chǎn)方法和各種涂層和表面處理的使用而改變。油墨配方可基于特定基底材料的表面能的知識而優(yōu)化。
印刷對基底的粘附力可用若干種規(guī)程測量。 一個這樣的協(xié)議是摩擦測試。標準規(guī)程是用于印刷材料的Sutherland摩擦測試ASTMD5264-98 (2004)。
桌面噴射噴墨印刷機(其可以是熱噴墨或壓電類型的印刷機)可以用于印刷本乂>開的共平面標記，并且在本文7>開的方法和系統(tǒng)中使用。桌面噴射噴墨印刷機提供非常高質(zhì)量的印刷的益處，并且在需要很少標記的地方或以高速印刷不是關(guān)鍵性的地方是有用的。桌面噴射印刷機對于為高價值商品印刷標記是特別有用的。
用于這些應用的印刷機通常是非接觸類型的，其中要用標記標識的物體或包裝在印刷機頭下面(或與印刷機頭相鄰)移動。這與典型的消費者桌面噴墨印刷機的操作不同，消費者桌面噴墨印刷機情況中印刷機頭非常準確地在要印刷的物件之上的表面上移動，而不是反過來另一種方式。典型的噴墨印刷機使用從印刷機頭噴射油墨的熱或壓電方法。每種類型的裝置具有還必須滿足的不同的油墨要求。
用于本公開的印刷系統(tǒng)的典型示例是Hewlett Packard TIJ 2.5系統(tǒng)(Hewlett Packard Specialty Printing Systems, San Diego, California,U.S.A.),其是熱噴墨印刷系統(tǒng)。這個類型的印刷頭可以以高達600 DPI印刷，其取決于線速度條件。
某形式的運輸系統(tǒng)用于移動物件或包裝到適當位置，并且某形式
的對準裝置用于確保物體或包裝的正確面朝向印刷機頭。線速度通過編碼器輪測量并且直接關(guān)系到移動的距離。主觸發(fā)由光對笨測器單元那
樣的部件產(chǎn)生使得物體或包裝的位置是已知的?；谖恢煤退俾视嬎阊舆t，使得標記或標識印刷在期望的位置。
在這個類型的系統(tǒng)中的誤差可以涉及運輸帶的橫向移動、帶的厚度變化和/或編碼器輪和帶驅(qū)動輥的可變性。定向物件或包裝的任何對準裝置可以產(chǎn)生摩擦，摩擦可能改變了待印刷標記與標記被設想位于的地方相比的相對位置。這可以導致小的但影響重大的配準誤差。在這個上下文中"配準"用于指物體或包裝的機械對準和/或取向使得標記可以施加在計劃的位置，并且具有最小的疊印。
本公開的優(yōu)勢是它提供了用于將標記施加于處于噴墨印刷可能的高處理速度的物體或包裝上的可行方法。用這個方法的這樣的處理速度或線速度在從大約每分鐘1英尺到大約每分鐘240英尺的范圍內(nèi)變化，其中典型的處理速度或線速度是大約每分鐘20英尺或更快。處理速度或線速度通過串聯(lián)和/或交叉式放置一個或多個噴墨印刷頭而實現(xiàn)，其中每個印刷頭用不同顏色的油墨印刷。噴墨印刷頭通過計時物體在帶上的速度而被安排施加油墨到物體的表面上。標記可以用這個方法在這些處理速度準確地施加(即使在標記編碼關(guān)于物體的個性化的、非順序式序列化的數(shù)據(jù)的情況)。 一個或多個噴墨印刷頭優(yōu)選地串聯(lián)放置使得多個顏色可以準確地并且以較高速度印刷。在這個方法中^f吏用的標記可以以大約300 DPI或更大印刷。 一個噴墨輸送頭的使用大大簡化該任務，因為印刷頭到印刷頭的配準是不需要的。對于多色油墨印刷，標記在像素接像素的基礎上創(chuàng)建。
標記的多色印刷提供更多的化學和編碼排列而因此創(chuàng)建高級系統(tǒng)用于追蹤和/或驗證物體，其易于授權(quán)用戶使用但極難被未授權(quán)用戶仿造或假冒。用于創(chuàng)建標記的商業(yè)上可用的油墨中的許多彼此相互作用，因此組合各種化學顏料和/或染料在一起并且用單個組合的油墨印
刷不是總是可能的。在某些情況下，油墨賦形劑(ink vehicle)是不兼容的。最小化相互作用要求油墨以像素水平準確地放置，使得個體印刷像素與它的相鄰像素大大分隔開。這暗示配準準確度必須保持在亞像素水平，或保持在實現(xiàn)相鄰印刷的像素之間未印刷像素而使用的緩沖區(qū)。
本公開的方法使用標記以追蹤和/或驗證物體，其是通過施加標記到物體或它的包裝、用光輻射照射標記、使從標記發(fā)射的信號通過一個或多個濾語器、并且用電子圖像閱讀器探測、讀取和解碼過濾信號。物體可通過比較解碼信號與該物體的"簽名，，(其在施加標記的時候為該物體創(chuàng)建并且注冊)而追蹤或駘r證。在這個方法中使用的標記具
有用第 一預定顏色的油墨的第 一 印刷圖案、用第二預定顏色的油墨的第二印刷圖案并且可具有 一 個或多個用預定顏色的油墨的附加的印刷圖案，其中每個印刷圖案編碼信息，并且其中每個預定顏色的油墨
是與之前施加的任何其他預定顏色的油墨相比不同的顏色。
本公開的另一個實施例提供用于驗證物體的方法，其包括步驟施加隱蔽標記到要驗證的物體；用一個或多個預定波長的光輻射照射隱蔽標記使得隱蔽標記發(fā)射處于與吸收的波長相比不同的波長的一個或多個波長的光能；通過一個或多個濾譜器過濾發(fā)射的信號；并且用電子圖像閱讀器讀取過濾信號(其用軟件解碼)。在已經(jīng)使用額外的加密層的情況下，解碼步驟可包含額外的軟件解密。所得的解碼信息然后與對于物體唯一的以用于追蹤或盤點存貨的和/或已知與正品
關(guān)聯(lián)的單獨信息進行比較。在該實施例中的隱蔽標記具有用第一預定顏色的油墨的第 一 印刷圖案，用第二預定顏色的油墨的第二印刷圖案，并且可具有一個或多個用預定顏色的油墨的附加的印刷圖案；其 中印刷圖案中的每個解碼采用軟件生成標記的形式的信息；并且其中 每個預定顏色的油墨是與之前在隱蔽標記內(nèi)施加的任何其他預定顏 色的油墨相比不同的顏色。隱蔽標記用多色油墨(其是共平面的)制 成，并且在將位圖掩模與每個編碼關(guān)于物體信息的標記邏輯"與，，之 后印刷。
本公開的另一個實施例是用于施加標記到物體或包裝的表面用 于追蹤和/或-瞼證物體的過程，包括在表面上選擇位置以施加標記； 配準物件以對準物件以準確地印刷標記；并且使用噴墨印刷機以施加 多個化學顏料和/或染料到物體或包裝的表面作為第一標記和第二標 i己，它們組合以形成標4己。
應該理解前面的說明僅是對本/>開的說明。各種備選方案和修改 可以被那些本領域內(nèi)技術(shù)人員想出而不偏離4^>開。因此，本公開意 在包括所有這樣應落入附上的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的備選方案、修改和 變化。
權(quán)利要求
1.一種施加到物體表面的標記，包括用包括染料和/或顏料的第一油墨的第一印刷圖案；以及用包括染料和/或顏料的第二油墨的第二印刷圖案；其中所述第一油墨不同于所述第二油墨并且所述第一印刷圖案和所述第二印刷圖案組合以形成共平面標記。
2. 如權(quán)利要求1所述的標記，其中所述第一印刷圖案和所述第二印刷圖案中的至少 一個編碼真信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的標記，其中所述第一印刷圖案和所述第二印刷圖案中的至少 一個編碼-假信息。
4. 如權(quán)利要求l所述的標記，還包括用包括染料和/或顏料的至少第三油墨的至少第三印刷圖案，其中所述至少第三油墨不同于所述第一油墨和所述第二油墨，并且所述第一印刷圖案、所述第二印刷圖案和所述至少第三印刷圖案組合以形成共平面標記。
5. 如權(quán)利要求4所述的標記，其中所述第一印刷圖案、所述第二印刷圖案和所述至少第三印刷圖案中的至少 一個編碼真信息。
6. 如權(quán)利要求5所述的標記，其中所述第一印刷圖案、所述第二印刷圖案和所述至少第三印刷圖案中的至少兩個編碼真信息。
7. 如權(quán)利要求4所述的標記,其中所述第一印刷圖案、所述第二印刷圖案和所述至少第三印刷圖案中的至少 一個編碼假信息。
8. 如權(quán)利要求4所述的標記，其中互補掩模用于形成所述共平面標記。
9. 如權(quán)利要求8所述的標記，其中互補掩模的數(shù)量等于構(gòu)成所述標記的油墨的總數(shù)。
10. 如權(quán)利要求l所述的標記，其中所述共平面標記是隱蔽的。
11. 如權(quán)利要求l所述的標記，其中所述共平面標記用一個或多個光源、 一個或多個濾語器和/或其組合是可譯碼的。
12. 如權(quán)利要求11所述的標記，其中所述共平面標記只有在所述標記用光輻射照射使得所述標記發(fā)射出發(fā)射信號時才是可譯碼的，其中所述發(fā)射信號接著通過一個或多個濾i普器過濾以產(chǎn)生過濾信號，并且其中所述過濾信號用電子圖像閱讀器讀取和解碼。
13. 如權(quán)利要求12所述的標記，其中所述光輻射包括紫外、可見和/或紅外范圍及其組合中的一個或多個預定波長的光。
14. 如權(quán)利要求12所述的標記，其中所述一個或多個濾i普器從陷波濾光器、特定顏色濾光器、長通濾光器、短通濾光器和可調(diào)諧濾光器和/或其組合中選擇。
15. 如權(quán)利要求l所述的標記，其中所述共平面標記的相鄰像素具有至多10%的所述第一油墨和第二油墨的重疊。
16. 如權(quán)利要求l所述的標記，其中互補掩模用于形成所述共平面標記。
17. 如權(quán)利要求16所述的標記，其中互補掩模的數(shù)量等于構(gòu)成所述標記的油墨的總數(shù)。
18. 如權(quán)利要求l所述的標記，其中所述共平面標記通過直接印刷在物體表面上而施加到所述物體表面上。
19. 如權(quán)利要求l所述的標記，其中所述共平面標記印刷到可以粘附到所述物體表面的基底上。
20. 用于產(chǎn)生共平面標記的一組掩^H包括具有第 一軟件生成地址陣列的第 一掩模和具有第二軟件生成地址陣列的第二掩模，其中這些第 一地址和這些第二地址的組合對于一地址具有至多一個邏輯一 (1)，其中地址標識所述共平面標記內(nèi)像素的位置。
21. 如權(quán)利要求20所述的一組掩模，還包括具有第三軟件生成地址陣列的第三掩;f莫，其中這些第一地址、這些第二地址和這些第三地址的組合對于一地址具有至多一個邏輯一 (1 )，其中地址標識所述共平面標記內(nèi)像素的位置。
22. 如權(quán)利要求21所述的一組掩模，還包括具有第四軟件生成地址陣列的第四掩;f莫，其中這些第一地址、這些第二地址、這些第三地址和這些第四地址的組合對于一地址具有至多一個邏輯一 (1)，其中地址標識所述共平面標記內(nèi) <象素的位置。
23. —種用于識別、追蹤和/或驗證物體的方法，包括步驟(a)施加共平面標記到所述物體；(b )用光輻射照射所述共平面標記以使所述共平面標記發(fā)射信(c) 使所述發(fā)射的信號通過一個或多個濾譜器；(d) 使用電子圖像閱讀器處理所述過濾的信號；以及(e) 將所述處理的信號與識別、追蹤和/或驗證信息進行比較。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述共平面標記包括用包括染料和/或顏料的第一油墨的第一印刷圖案；以及用包括染料和/或顏料的第二油墨的第二印刷圖案；其中所述第一油墨不同于所述第二油墨并且所述第一印刷圖案和所述第二印刷圖案組合以形成所述共平面標記。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述共平面標記還包括用包括染料和/或顏料的至少第三油墨的至少第三印刷圖案，其中所述至少第三油墨不同于所述第一油墨和所述第二油墨，并且所述第一印刷圖案、所述第二印刷圖案和所述至少第三印刷圖案組合以形成共平面標記。
26. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述處理步驟還包括附加的加密層，其在所述比較步驟之前被解碼。
27. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述共平面標記是隱蔽的。
28. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述光輻射包括紫外、可見和/或紅外范圍及其組合中的一個或多個預定波長的光。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述一個或多個預定波長的光由一個或多個光源產(chǎn)生。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述一個或多個光源中的 每個光源根據(jù)授權(quán)用戶已知的預定組合是開啟的或是關(guān)閉的。
31. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述一個或多個濾譜器從 陷波濾光器、特定顏色濾光器、長通濾光器、短通濾光器和可調(diào)諧濾 光器和/或其組合中選擇。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述一個或多個濾譜器包 括至少一個使編碼真信息的發(fā)射信號通過的濾譜器，和至少一個阻擋 編碼假信息的發(fā)射信號的濾譜器。
33. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述第一印刷圖案和所述 第二印刷圖案中的至少 一個編碼真信息。
34. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中兩個或更多印刷圖案中的 每個編碼所述真信息的一部分。
35. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述印刷圖案中的至少一 個編碼假信息。
36. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括使用一個或多個掩模以 產(chǎn)生形成所述共平面標記的所述第一印刷圖案和第二印刷圖案的步 驟，其中所述共平面標記的相鄰的像素具有至多10%的所述第一油墨 和第二油墨的重疊。
37. 如權(quán)利要求36所述的方法，其中掩^f莫的數(shù)量等于油墨的總數(shù)。
38. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述共平面標記通過從噴 墨、熱、壓電和激光印刷機構(gòu)成的組中選擇的印刷機施加到所述物體。
39. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述印刷機是具有一個或 多個噴墨印刷頭的噴墨印刷機。
40. 如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述一個或多個噴墨印刷 頭串聯(lián)放置。
41. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述共平面標記以大約每 英寸300個點或更大來印刷。
42. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述共平面標記以大于每 分鐘20英尺的線速度印刷在物體或包裝上。
43. —種用于驗證物體的方法，包括步驟 施加隱蔽標記到要驗證的物體；用一個或多個預定波長的光輻射照射所述隱蔽標記使得所述隱 蔽標記發(fā)射一個或多個發(fā)射的信號；通過一個或多個濾譜器過濾所述一個或多個發(fā)射信號以使一個 或多個過濾信號通過；使用電子圖像閱讀器探測、讀取和解碼從所述濾譜器中通過的所 述一個或多個過濾的信號；以及將所述電子圖像閱讀器解碼的信息與授權(quán)用戶已知的與正品關(guān) 聯(lián)的單獨信息進行比較，其中所述隱蔽標記是多色和共平面的。
44. 如權(quán)利要求43所述的方法，其中所述隱蔽標記包括 用包括染料和/或顏料的第一油墨的第一印刷圖案；以及用包括染料和/或顏料的第二油墨的第二印刷圖案；其中所述第 一油墨不同于所述第二油墨并且所述第一印刷圖案和所述第二印刷 圖案組合以形成所述共平面標記。
45. 如權(quán)利要求44所述的方法，還包括用包括染料和/或顏料的 至少第三油墨的至少第三印刷圖案，其中所述至少第三油墨不同于所 述第一油墨和所述第二油墨，并且其中所述第一印刷圖案、所述第二 印刷圖案和所述至少第三印刷圖案組合以形成所述共平面標記。
46. 如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述共平面標記的相鄰像 素之間具有至多10%的油墨的重疊。
47. —種標記，包括用包括染料和/或顏料的第一油墨印刷第一印刷圖案；以及 用包括染料和/或顏料的第二油墨印刷第二印刷圖案，其中所述 第一油墨不同于所述第二油墨，并且所述第一印刷圖案和所述第二印刷圖案組合以形成共平面標記。
48. 如權(quán)利要求47所述的標記，還包括用包括染料和/或顏料的 至少第三油墨印刷至少第三印刷圖案，其中所述至少第三油墨不同于 所述第一油墨和所述第二油墨，并且所述第一印刷圖案、所述第二印 刷圖案和所述至少第三印刷圖案組合以形成共平面標記。
49. 一種用于驗i正或追蹤物體的系統(tǒng)，包括共平面標記，其具有用第一油墨的第一印刷圖案、用第二油墨的 第二印刷圖案，其中所述第一油墨不同于所述第二油墨，并且所述第 一印刷圖案和所述第二印刷圖案組合以形成所述共平面標記；至少一個光源；至少一個濾譜器；以及電子圖像閱讀器。
50. 如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述共平面標記還包括用 至少第三油墨的至少第三印刷圖案，其中所述至少第三油墨不同于所 述第一油墨和所述第二油墨，并且所述第一印刷圖案、所述第二印刷 圖案和所述至少第三印刷圖案組合以形成所述共平面標記。
全文摘要
用于識別、追蹤和/或驗證物體的方法和系統(tǒng)，其易于計劃用戶應用和使用，但極難被非計劃的用戶假冒或損害利益。同樣公開的是用多種油墨的印刷圖案的組合制成的多色、共平面標記。印刷的圖案可用軟件生成掩模修改以確保圖案是共平面的。該標記是不可譯碼的，除非用指定波長的光輻射來照射、通過指定濾譜器過濾并且用電子圖像閱讀器讀取和解碼。該標記可是可見的或隱蔽的。該標記編碼關(guān)于物體的唯一真信息并且可編碼無意義的或故意的錯誤信息作為對未授權(quán)使用的進一步的阻礙。該方法允許標記以噴墨印刷所可能的高處理速度施加到物體。
文檔編號G06K19/06GK101681440SQ200880019260
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者H·A·弗雷恩克爾, K·J·史密斯, W·R·拉波波特 申請人:霍尼韋爾國際公司