用于讀取基于固有無序的認證信息的集成單元的制作方法
用于讀取基于固有無序的認證信息的集成單元的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N用于自標簽或物體讀取識別和/或認證信息的認證單元。其包括：近場閱讀器，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征；以及遠場閱讀器，配置為讀取第二識別特征，例如條形碼、光學特性或RFID標簽。近場和遠場閱讀器可以被組合在單個集成掃描模塊中，單個集成掃描模塊也包括用于接收來自閱讀器的信號的電路以及用于與主機裝置通信的接口。
【專利說明】用于讀取基于固有無序的認證信息的集成單元[0001]相關申請的交叉引用[0002]本申請要求于2010年9月8日向美國專利商標局遞交的美國臨時申請 61/380, 735的優(yōu)先權以及于2010年9月8日向美國專利商標局遞交的美國臨時申請 61/380，746的優(yōu)先權，為所有目的，上述兩件臨時申請的全部內(nèi)容均并入本文?！炯夹g領域】[0003]本申請的實施例涉及用于讀取基于固有無序的認證和識別特征的裝置的領域。具 體地，本申請涉及可讀取基于固有無序的第一識別特征組、以及第二識別和/或認證特征 組的集成單元?！颈尘凹夹g】[0004]識別特征諸如條形碼、光學特性、射頻識別(RFID)、磁條或光學條以及其它識別或 認證物體的裝置已被用于識別、認證以及跟蹤和追蹤。近來，基于“固有無序”的物體特征 也已被單獨或與其它識別特征組合地使用，以唯一地識別物體并提供用于防偽目的的物體 認證?；凇肮逃袩o序”的特征是基于無序材料的特征，其中無序的結構用于識別物體。所 述無序材料可以是物體本身的一部分，或者可以是附綴在物體上的標簽的一部分。此外，所 述無序材料可以包括無序的涂層、組分或結構。[0005]存在許多先前已知的將固有無序用于識別和認證目的的示例。例如，英國倫敦 的Ingenia Technology Limited描述了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用以激光斑干涉測量法測繪 的紙張內(nèi)纖維的固有無序，以唯一地識別所述紙張。該技術的更完整的說明可在PCT申請 W02006/016114 中找到。[0006]另一先前已知的固有無序的使用見于轉讓給法國Montauben的Novatec, SA的美 國專利7，380，128。該專利示出將透明聚合物內(nèi)的隨機氣泡用于識別和認證的用法。光學 方法用于讀取聚合物內(nèi)的氣泡的三維布置?？梢允褂迷撔畔⑻峁┖茈y或不可能復制的“氣 泡標簽”的獨特標志。[0007]其它基于固有無序的識別和認證技術包括隨機分布的量子點或納米條形碼 的使用，包含以無序樣式設置的磁性粒子的墨水的使用，信用卡的磁條中的隨機“抖動 (jitter)”的使用，以及物品上的肉眼不可見的標簽粒子的隨機分布的使用(見PCT申請 W02005/104008)。[0008]本 申請人:(Bilcare Technologies (比爾凱科技))報告了附加的基于固有無序 的標簽，所述附加的基于固有無序的標簽使用磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子 和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的組合。在共有的PCT申請 TO2005/008294、TO2006/078220、TO2007/133164、W02007/133163 和 W02009/105040 中進一 步詳述了這些技術。[0009]使用基于光學效應、磁性效應和磁光效應的各種信號檢測系統(tǒng)來讀取這些固有無 序特征。一旦被讀取，固有無序特征的信息就可以在讀取裝置本身中或在后端計算機系統(tǒng)中被處理，以將該信息用于識別和/或認證目的。[0010]大多數(shù)情況下，這些固有無序特征是自極短的范圍(通常使閱讀器或檢測器與要 自其中讀取特征的表面進行物理接觸)讀取。這(部分地)是因為許多固有無序特征的較 小的尺寸，及其讀取典型地必須使用的較高的精度。[0011]在防偽和認證【技術領域】，有利的是將技術的組合用于強化的保護。因此有利的是 將固有無序特征與其它識別或認證特征(例如條形碼、磁條、光學特性、RFID)或其它識別 技術組合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]在一個實施例中，本申請?zhí)峁┮环N認證單元，包括:近場閱讀器，配置為讀取一個 或多個基于固有無序的第一識別特征；以及遠場閱讀器，配置為讀取一個或多個第二識別 特征。在一些實施例中，所述認證單元進一步包括外殼，所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器 均包含在所述外殼內(nèi)。[0013]在一些實施例中，所述近場閱讀器包括光學元件，所述遠場閱讀器包括光學元件， 且至少一個光學元件在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享。在一些實施例中，所 述至少一個共享的光學元件包括分束器。在一些實施例中，所述至少一個共享的光學元件 包括可切換反射鏡。在一些實施例中，所述至少一個共享的光學元件包括透鏡。在一些實 施例中，所述透鏡配置為可以在用于近場讀取的位置和用于遠場讀取的位置之間移動。[0014]在一些實施例中，所述認證單元進一步包括由所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器 共享的圖像傳感器。在一些實施例中，所述圖像傳感器可為CMOS圖像傳感器或CCD圖像傳 感器。在一些實施例中，所述圖像傳感器配置為相對于所述認證單元的近場部分和所述認 證單元的遠場部分機械地移動。在一些實施例中，所述圖像傳感器配置為在所述認證單元 的近場部分的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間可 滑動地移動。在一些實施例中，所述圖像傳感器配置為具有沿著所述認證單元的近場部分 的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間的角路徑的相 對移動。[0015]在一些實施例中，所述認證單元包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器，所述第 一圖像傳感器配置為被所述近場閱讀器用來讀取所述第一識別特征，且所述第二圖像傳感 器配置為被所述遠場閱讀器用來讀取所述第二識別特征。這些圖像傳感器中的每一個圖像 傳感器可為CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器[0016]在一些實施例中，所述近場閱讀器包括第一透鏡，所述遠場閱讀器包括第二透鏡。 所述第一透鏡和所述第二透鏡可以以相對于彼此的固定的空間關系被設置。[0017]在一些實施例中，所述認證單元進一步包括近距離傳感裝置。此處其將被稱為“近 距離傳感器”，雖然其可以是在所述閱讀器被推向表面時被按下的觸覺(tactile)開關或 其他開關。當所述近距離傳感器處于第一狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且當所述近距離 傳感器處于第二狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。在一些實施例中，所述近距離傳感可為按鍵 (例如觸覺開關或其它開關)。當所述按鍵處于被按下的狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且 當所述按鍵處于未被按下的狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。[0018]在一些實施例中，所述認證單元包括第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件，所述第一發(fā)光元件配置為當所述近場閱讀器被使用時被啟動，所述第二發(fā)光元件配置為當所述遠場閱 讀器被使用時被啟動。[0019]在一些實施例中，所述近場閱讀器配置為將用于讀取所述第一識別特征的光線沿 第一光學軸線投射，所述遠場閱讀器配置為將用于讀取所述第二識別特征的光線沿第二光 學軸線投射。所述第二光學軸線的至少一部分是不與所述第一光學軸線重合的。[0020]在一些實施例中，所述基于固有無序的第一識別特征包括包含在標簽或物體的磁 性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序設置。在一些這些實施例中，所述近場閱讀 器包括磁光襯底，所述磁光襯底允許所述磁性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序 設置被光學地檢測到。所述近場閱讀器可以進一步適用于讀取與所述標簽或物體上的所述 磁性指紋區(qū)域重疊的光學特征。在一些實施例中，所述光學特征可包括條形碼。在一些實 施例中，所述認證單元可以包括磁光襯底，所述磁光襯底配置為允許光線通過所述磁光襯 底，以讀取所述光學特征以及所述第一識別特征。所述近場閱讀器可包括:第一發(fā)光元件， 配置為發(fā)射具有用于讀取所述第一識別特征的第一波長的光線；以及第二發(fā)光元件，配置 為發(fā)射具有用于讀取所述光學特征的第二波長的光線。所述磁光襯底可包括波長選擇反射 鏡(例如分色反射鏡或介電反射鏡)，所述波長選擇反射鏡配置為反射所述第一波長的光 線，并允許所述第二波長的光線通過所述波長選擇反射鏡。本文以下可互換地使用術語“分 色”和“介電”反射鏡，以指能選擇性地反射可見光譜的一部分的反射鏡。替換或附加地，所 述磁光襯底可包括未遮蓋整個視場的反射鏡，使得存在用于使光線通過所述反射鏡并被所 述圖像傳感器檢測到的孔。[0021]在一些實施例中，配置為至少讀取基于固有無序的第一識別特征的所述近場閱讀 器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量 子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣 材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于對于不借助外力的肉眼可 為不可見的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導 體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器。在一些 實施例中，所述遠場閱讀器選自條形碼閱讀器、光學特性閱讀器以及射頻識別(RFID)閱讀 器。[0022]本申請的一些實施例提供一種掃描模塊，包括:與電路組合起來的如前述實施例 之一的認證單元，所述電路配置為接收來自所述認證單元的信號；以及接口，配置為與主機裝置通信。[0023]在一些實施例中，所述認證單元、所述電路以及所述接口均安裝在單個印制電路 板(PCB)上。在其它實施例中，所述認證單元通過電纜連接到上面配備有所述電路和接口 的PCB上。[0024]在一些實施例中，所述電路包括微控制器和存儲器。所述存儲器可包含指令，當所 述微控制器執(zhí)行所述指令時，使所述掃描模塊以選中的操作模式操作。[0025]本申請的進一步的實施例提供一種認證單元，包括:第一近場閱讀器，配置為讀取 基于固有無序的第一識別特征；以及第二近場閱讀器，配置為讀取第二識別特征，其中所述 第一識別特征和所述第二識別特征以相對于彼此的預定的非重疊的空間關系被設置。[0026]在一些實施例中，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征的所述第一近場閱讀器為以下所列之一:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨 機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或 弱磁性矩陣材料(例如墨水)的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于對 于不借助外力的肉眼可為不可見的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/ 或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒 子的閱讀器。在一些實施例中，所述第二近場閱讀器可為這些固有無序閱讀器中的任意一 個、磁條閱讀器、近場條形碼閱讀器或近場RFID閱讀器。[0027]在一些實施例中，所述認證單元適用于讀取來自第一識別特征組的第一信號和來 自第二識別特征組的第二信號，所述識別特征組封裝在待識別的標簽或物體之上、之中或 其附近，所述第一識別特征組包括無序材料，并且自所述第一識別特征組讀取的所述第一 信號依賴于所述材料的內(nèi)在無序。在一些這樣的實施例中，所述第二識別特征組可包括條 形碼、光學特性、射頻識別(RFID)標簽、智能芯片和/或寫在磁性介質上的磁性信息。在一 些這樣的實施例中，所述認證單元包括適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第 一信號和來自所述第二識別特征組的所述第二信號的讀取元件，而在其它實施例中，所述 認證單元包括:第一讀取元件，適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第一信號； 以及第二讀取元件，適用于讀取來自所述第二識別特征組的所述第二信號。[0028]在一些實施例中，所述認證單元進一步包括配置為至少部分地處理所述第一信號 和所述第二信號的處理元件。所述處理器可配置為:根據(jù)讀取所述第一信號和/或所述第 二信號的順序和/或時機，聯(lián)結所述第一信號和所述第二信號，或僅讀取所述第二信號。所 述處理器可配置為:根據(jù)對所述第一信號和/或所述第二信號在讀取中存在與否的確定， 一起或分別處理所述第一信號和/或所述第二信號。在一些實施例中，所述認證單元進一 步包括通信元件，所述通信元件適用于與封裝所述認證單元的裝置的其它組成部分可通信 地聯(lián)結，或者與遠程/外部裝置或遠程/外部系統(tǒng)直接通信。[0029]本申請的一些實施例提供一種系統(tǒng)，用于讀取并識別適用于被識別的標簽或物 體，所述系統(tǒng)包括:裝置；所述裝置包含上述的認證單元，以及下述中的一項或多項:鍵盤、 CPU、屏幕、用于外部通信的電路、電池、一個或多個按鍵、存儲器、以及固件。用于識別所述 標簽或物體的數(shù)據(jù)可被存儲在所述認證單元或所述裝置的存儲器中。替換地，所述系統(tǒng)可 包括存儲用于識別所述標簽或物體的數(shù)據(jù)的后端服務器，所述裝置與所述后端服務器通 信，以識別所述標簽或物體?！緦＠綀D】
【附圖說明】[0030]附圖中，同樣的附圖標記在不同視圖中通常指相同的部件。附圖不一定是按比例 的，相反重點通常放在顯示本申請的原理。在隨后的說明中，參考以下【專利附圖】
【附圖說明】了本申請的 各種實施例，附圖中:[0031]圖1A和圖1B分別示出根據(jù)本申請的實施例的作為固有無序特征的在待讀出的標 簽中使用的磁性粒子的俯視圖和透視圖；[0032]圖2A和圖2B示出根據(jù)本申請的實施例的具有可以被讀取的識別特征的進一步的 示例標簽；[0033]圖3A至圖3E示出根據(jù)本申請的實施例的可以被讀取的磁性信息和光學信息重疊于其上的示例標簽的各種視圖；
[0034]圖4示出用于讀取標簽的磁性特征的示例讀取元件的橫截面視圖；
[0035]圖5示出根據(jù)本申請的實施例的具有近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證特征閱讀器的認證單元的橫截面視圖；
[0036]圖6A和圖6B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的另一示例的橫截面視圖；
[0037]圖7A和圖7B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的進一步的示例的橫截面視圖；
[0038]圖8示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的又一示例的橫截面視圖；
[0039]圖9A和圖9B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的另一示例的橫截面視圖；
[0040]圖1OA和圖1OB示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的進一步的示例的橫截面視圖，所述示例通過透鏡系統(tǒng)的機械移動，以在讀取近場固有無序特征和讀取遠場特征之間切換；
[0041]圖1lA和圖1lB示出針對圖1OA和圖1OB的示例實施例的光學路徑；
[0042]圖12A和圖12B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的另一示例的橫截面視圖；
[0043]圖13A至圖13D示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的又一示例的視圖；
[0044]圖14A和圖14B示出包括根據(jù)本申請的實施例的認證單元的集成掃描裝置；
[0045]圖15示出利用包括根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊的讀取裝置的防偽系統(tǒng)的整體視圖；
[0046]圖16示出包括近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證閱讀器的認證單元的替換實施例；
[0047]圖17示出包括近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證閱讀器的認證單元的進一步的替換實施例；
[0048]圖18示出包括第一近場固有無序閱讀器和第二近場識別和/或認證閱讀器的認證單元的替換實施例；
[0049]圖19A和圖19B示出根據(jù)本申請的進一步的替換實施例的包括近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證閱讀器的讀取裝置；以及
[0050]圖20示出包括根據(jù)本申請的實施例的認證單元的系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0051]如上所述，在識別、認證和防偽系統(tǒng)中使用一種以上的識別技術以強化保護將是有用的。因此，本申請?zhí)峁┮环N單獨的集成單元，其包括固有無序型閱讀器和用于至少一種其它識別和/或認證特征的閱讀器。通過將這兩種閱讀器置入同一集成電路，能取得效益，例如共享部分光學器件。針對各種應用，可以由更大的主機裝置的制造商將包含這樣的閱讀器和解碼所述閱讀器提供的信號的電子裝置的單個集成單元(本文中稱為“掃描模塊”)集成到所述更大的主機裝置中，而不要求這樣的應用特有的主機裝置的制造商完全理解、設計或制造用于所述固有無序特征或所述至少一種其它識別和/或認證特征的閱讀器。
[0052]鑒于固有無序特征的讀取通常是近距離地(典型地在IOcm以下處，更典型地在小于3cm處)完成的，由于特征的尺寸和希望的讀取精度，根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊中的第一閱讀器能用于近距離處，或(在一些實施例中)所述閱讀器與待讀取的特征接觸。這樣的閱讀器將被稱作“近場”閱讀器，因為其在近距離處讀取特征，即在讀取所述特征的過程中的某一階段，所述閱讀器的至少一部分距離所述特征IOcm以內(nèi)。
[0053]鑒于其它識別特征(例如條形碼或RFID)典型地可在略遠的距離(例如對于條形碼，典型地在6cm到60cm之間；且對于RFID，根據(jù)RFID標簽的類型，通常在I米或更遠)處讀取，根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊中的第二閱讀器可以是更遠距離的閱讀器。這樣的閱讀器將被稱作“遠場”閱讀器，因為其在更遠的距離處讀取特征。
[0054]替換地，在一些實施例中，固有無序閱讀器和第二閱讀器均可以為近場閱讀器，所述近場閱讀器讀取具有預定的非重疊的空間關系的特征。
[0055]使用既具有近場閱讀器又具有遠場閱讀器的實施例允許根據(jù)本申請的實施例的讀取裝置用作例如“正常的”條形碼閱讀器，在顯示這樣的額外的安全認證可能有用時，該“正常的”條形碼閱讀器也能讀取基于空間固有無序的認證或防偽特征。例如，如果掃描條形碼或RFID標簽的用戶注意到附著于物體的標簽可能已被篡改，根據(jù)本申請的實施例，則可以使用包含同一集成掃描模塊的閱讀器使用基于固有無序的特征來進行復核，所述基于固有無序的特征是更難或實際上不可能篡改或偽造的。
[0056]本申請的第一示例實施例讀取固定區(qū)域中的基于磁性粒子的隨機位置的固有無序特征，使得所述區(qū)域以高分辨率擁有這樣的磁性粒子的獨特樣式。如下所示，使用本實施例的標簽包括形成磁性指紋區(qū)域的可磁化粒子或磁性粒子。
[0057]圖1A和圖1B分別示出根據(jù)本申請的實施例的作為固有無序特征的在要讀取的標簽102中使用的磁性粒子104 (優(yōu)選具有高磁矯頑力的)的俯視圖和透視圖。為獲得清楚的磁光信號，應該使用形成磁性指紋區(qū)域106的具有高磁通量的高矯頑力磁性材料的粒子104。圖1B顯示，在本實施例中，磁性粒子104形成夾在基層108和覆蓋層110之間的層?；鶎?08和覆蓋層110通常由材料薄膜形成，基層108提供對磁性粒子104的支撐，覆蓋層110提供抵抗環(huán)境和磨損的防護?？捎糜诟采w層110的最大厚度依賴于磁性粒子104產(chǎn)生的磁場強度(磁場強度本身是例如磁性粒子104的殘留磁化強度、其尺寸、磁性粒子104的取向以及磁取向的函數(shù))、粒子之間的距離和尺寸、用于讀取磁場的讀取元件的敏感度以及所期望的整個系統(tǒng)的分辨率。
[0058]磁性粒子104可以分布在非磁性或弱磁性矩陣材料(例如聚合物材料、金屬材料、玻璃材料或陶瓷材料)內(nèi)。非磁性或弱磁性矩陣材料提供以下中的一種或多種:粒子防護(尤其是對水汽的防護，如果粒子容易受到腐蝕的話)；存在的其它層和粒子之間的凝聚力(即非磁性材料將磁性粒子鎖定在位置上——例如一種粘合劑形式)；以及便于將粒子應用于所述基層或覆蓋層。此時“磁性粒子104”理解為在適用的情況下包括非磁性或弱磁性矩陣材料。在某些情況下，可能沒有特定的基層108，磁性粒子104可以直接與標簽底部處的粘合層接觸，或者磁性粒子104可以是暴露的。
[0059]磁性粒子104可以包括高矯頑力材料。這樣的高矯頑力材料的示例是包括NcUFe和B的釹磁鐵。磁性粒子104可以包括鐵氧磁(ferrimagnetic)材料、反鐵磁材料、鐵磁材料或在連續(xù)材料內(nèi)的磁性質變化的域(包括引起可變磁性質的空隙)及其組合。鐵磁材料可以選自由以下材料組成的組:MnBi ；CrTe ；EuO ；Cr02 ；MnAs ；Fe ；Ni ；Co ；Gd ；Dy ;Fe、N1、Co、Sm、Gd、Dy及其組合的相應合金和氧化物。
[0060]圖2A和圖2B示出根據(jù)本申請的實施例的具有可以被讀取的識別特征的標簽102的進一步的示例。由于附加的識別特征提供附加的安全性或信息，因此可采用多項識別 特征。根據(jù)本申請的實施例可以被讀取的這些附加識別特征中的一些包括但不限于:磁 性條形碼、磁性邊界、磁性字母數(shù)字字符、磁性框標、光學條形碼(包括各種產(chǎn)業(yè)規(guī)范例如 DataMatrix的線性和二維的)、光學框標、光學字母數(shù)字字符以及其它可視標記。如進一步 的示例，標簽102可包括射頻識別(RFID)芯片、安全墨水或全息圖。條形碼202在圖2A中 顯示為與磁性指紋區(qū)域106重疊。條形碼202可以以常規(guī)墨水印制，或在一些實施例中可 以使用隱形墨水例如紫外或紅外“光學”墨水印制，所述“光學”墨水不能被肉眼在白色光 線下輕易檢測到、但能使用適當改造的讀取裝置或通過用電磁譜的一個或多個具體波長照 亮標簽102而被檢測到并讀取。磁性和光學識別特征可以通過使用多層而相對于掃描區(qū)域 被定位在同一位置處，或可以以任何其它預定的相對于彼此的空間關系(包括重疊構形和 非重疊構形)被定位。[0061]圖2A顯示具有磁性指紋區(qū)域106的標簽102。二維條形碼202與磁性指紋區(qū)域 106部分重疊，多個磁性字母數(shù)字字符206被定位在二維條形碼202的四個角處。注意雖然 磁性指紋區(qū)域106在圖2A和圖2B中示出，但指紋區(qū)域106可以處在印制有條形碼202的 不透明覆蓋層后。因此，用戶不一定實際見到指紋區(qū)域106。此外，當被放置在標簽102的 相同或不同的層上時，磁性和光學特征可以重疊。[0062]圖2B顯示具有磁性指紋區(qū)域106的標簽102的另一示例。二維條形碼202與磁 性指紋區(qū)域106重疊。二維條形碼202被邊界208包圍，第一框標210定位在邊界208的 右上角處。第二框標212定位在左上角處，鄰近第二框標208。磁性字母數(shù)字字符214定位 在邊界208附近。[0063]在一些實施例中，讀取元件可讀取標簽102的重疊的光學和磁性特征。重疊以及 類似術語理解為指處于相同的區(qū)域、重疊或在彼此上面。標簽102的光學和磁性特征可以 在標簽102的相同或不同的層上重疊。讀取重疊的光學和磁性特征可以允許更小的標簽 102。還可以提供磁性和光學特征之間的更精確的相關，因為用作磁性特征的指紋匹配的參 考的光學特征在物理上與磁性特征更接近了。以下說明用于讀取光學和磁性特征的集成掃 描模塊。在一些實施例中，可以使用集成掃描模塊的長程讀取部分在一距離處讀取標簽102 的光學特征，同時可使用集成掃描模塊的短程或接觸的讀取部分讀取標簽102的磁性特征 (即標簽的固有無序特征)。在一些實施例中，至少一些光學特征可以被集成掃描模塊的短 程和長程部分讀取。[0064]圖3A至圖3E示出磁性信息和光學信息重疊于其上的示例標簽102的各種視圖。 在圖3A中，標簽102可包括:覆蓋層110，在其上表面印制有光學條形碼(未示出)(本文 中“條形碼”視為包括數(shù)據(jù)矩陣碼和其它機器可讀的光學信息)；磁性指紋區(qū)域106，其為定 位在覆蓋層110下的層；以及定位在磁性指紋區(qū)域106下的粘合層302。注意僅出于示意 而將光學標記顯示為條形碼。本圖和其它圖的以下說明應視為是一般性的，并不僅限于條 形碼。[0065]圖3B顯示標簽102的俯視光學視圖。可以從標簽102的俯視圖中見到印制在標 簽102的表面上的條形碼202的光學信息。[0066]圖3C顯示標簽102的俯視磁性視圖。如果用戶能攝取標簽102的磁性圖像，用戶 能有效地看“穿”覆蓋層110和光學信息202，并“見到”包含在磁性指紋區(qū)域106內(nèi)的磁場或磁性粒子304。[0067]圖3D顯示合成圖像(即彼此疊加的光學和磁性特征)的俯視圖。當俯視時可清 除見到，條形碼202和磁性粒子304彼此重疊。[0068]當標簽102被僅能讀取給定區(qū)域中的光學或磁性特征的讀取元件掃描時，圖3E顯 示得到的掃描，其中為了說明的目的，掃描磁性指紋區(qū)域106的一半，掃描光學條形碼202 的另一半。當光學條形碼202為數(shù)據(jù)矩陣碼(如所示)或另一二維條形碼符號時，僅掃描 所述區(qū)域的一半可能不足以完全解釋條形碼中編碼的信息。[0069]根據(jù)本申請的實施例，可以使用例如讀取條形碼的常規(guī)方法在一距離處讀取所述 光學特征(即條形碼202)。例如，LED (發(fā)光二極管)或其它光源可以用于照亮條形碼202， 并且可以將條形碼202的圖像投射到電荷稱合器件(charge-coupled device, CCD)或互補 金屬氧化物半導體(complementary metal-oxi de-semi conductor, CMOS)圖像傳感器上。 然后可以解析來自所述圖像傳感器的圖像，以讀取存儲在條形碼中的信息。這種或其它種 類的條形碼閱讀器在領域中是已知的，并且可在根據(jù)本申請的實施例的集成掃描模塊的一 部分中使用任何遠場條形碼讀取技術。這種條形碼閱讀器一般適于讀取:多個一維條形碼 碼制(symbology)，包括(但不限于):EAN/UPC、RSS、編碼 39、編碼 128、UCC/EAN128、ISBN、 ISBT、交織(Interleaved)、矩陣(Matrix)、工業(yè)和規(guī)范(Industrial and Standard) 5 之 2、 條形碼(Codabar)、編碼93/931、編碼11、MS1、Plessey、Telepen和郵政編碼；以及二維條 形碼碼制，包括(但不限于):數(shù)據(jù)矩陣(Data Matrix)、PDF417、Micro PDF417、Maxicode、 QR、Aztec 以及 ΕΑΝ.UCC 復合體。[0070]圖4顯示用于讀取如圖1至圖3中示出的標簽的磁性特征(即固有無序特征)的 示例讀取元件402的橫截面視圖。將理解，參考圖4所述的讀取元件402是為了解釋讀取 所述磁性特征的過程。以下顯示并描述這樣的讀取元件的更加緊湊的設計，所述讀取元件 與根據(jù)本申請的實施例的至少用于第二識別或認證特征的讀取元件一起組合為集成認證單元。[0071]圖4中的讀取元件402包括光學處理單元404和磁光襯底406。光學處理單元404 包括多個組成部分，所述組成部分包括光源408、兩個偏振器410和412、分束器414、透鏡系 統(tǒng)416 (雖然圖4中僅示出了一個透鏡，但將理解，一般而言，可以使用一系列透鏡元件，以 實現(xiàn)良好品質的圖像)以及光學檢測器418 (例如CCD或CMOS圖像傳感器)。[0072]針對圖4顯示并描述的構形僅用于示意，并且所述構形可以變化。例如，透鏡系統(tǒng) 416和偏振器412的定位可以互換，或偏振器412可以被放置在透鏡系統(tǒng)416內(nèi)。此外，透 鏡系統(tǒng)416內(nèi)的一些透鏡可以被定位在分束器414前面，或分束器414可以位于透鏡系統(tǒng) 416中的系列透鏡內(nèi)。此外，如果光源408發(fā)射偏振光線，則可能僅需要一個偏振器，或例如 可以使用一個與偏振分束器組合起來的偏振器。[0073]磁光襯底406包括光學透明襯底420和多個磁光涂層，例如第一涂覆層422、第二 涂覆層424和保護層426?？梢杂懈鞣N適合的設置。例如，如在美國專利號5，920，538中所公 開的，光學透明襯底420可以是諸如可以進一步包含其它組成部分例如鈧(scandium)的釓 嫁石槽石(gadolinium gallium garnet)的單晶石槽石(mono-crystalIine garnet)，所述 第一涂覆層或磁光薄膜422可以是包括例如鐵氧體石槽石(ferrite-garnet)薄膜的法拉 第旋轉器，所述第二涂覆層或反射層424可以為包括例如禮鐵氧體(gadolinium ferrite)的克爾旋轉器，并且可以用反射或透明保護層426進一步涂覆第二涂覆層424。
[0074]光源408可以為偏振源或非偏振源。偏振源的一些示例包括某些類型的激光器，非偏振光源的一些示例包括發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)。此外,光源408可以是單色的，盡管其它可選方案例如白色光源也可以是適合的。來自光源408的光線通過第一偏振器410，然后入射到分束器414上。所述光線的相當大的部分被分束器414朝磁光襯底406反射。該光線的至少一部分被一個或多個磁光涂層422、424和426反射，并向分束器414折回。在抵達光學檢測器418之前，所述光線的相當大的部分通過分束器414，穿過透鏡系統(tǒng)416和第二偏振器412行進，光學檢測器418捕獲代表在磁光涂覆層422、424和426處存在的磁場的圖像。注意盡管在圖4中光路一般以箭頭代表，但這并不意味著光線僅沿該單個路徑行進。一般而言，光線可以在這樣的區(qū)域上，所述區(qū)域的寬度足以成像磁光襯底406的希望的區(qū)域。進一步注意，第二偏振器412相對于入射光線的偏振被轉動(在圖4中“入射光線的偏振”是指剛通過第一偏振器410之后的光線的偏振)。可以相對于入射光線的偏振來調諧第二偏振器148 (或反之)，以根據(jù)被測量的磁場來確保最大圖像對比度。注意當使用偏振源時，僅需要一個偏振器。
[0075]本文中所有圖像均不是按比例的。例如，較之其它圖，圖4(以及其它圖)中示出的磁光襯底通常被加厚，以允許各種涂覆層的清楚劃界。
[0076]保護層426用于保護所述第一涂覆層或磁光薄膜422和所述第二涂覆層或反射層424不受任何損害。保護層426可以是硬而薄的涂層例如類金剛石碳(diamond likecarbon, DLC)或四面體無定形碳(tetrahedral amorphous carbon, ta_C),或可以是透明的，例如氧化鋁(A1203)，但不限于此。根據(jù)所選材料及其內(nèi)部應力，保護層426的厚度在幾個納米至幾個微米的范圍內(nèi)，但不限于此。
[0077]光學處理單元404中的組成部分和磁光襯底406中的層設置可以具有相對于彼此固定的空間關系。這是指，至少主要光學組成部分(例如光學檢測器418、透鏡系統(tǒng)416、偏振器410和412、分束器414以及磁光襯底406)均相對于彼此固定，使得它們可以被視為形成固體組件，即讀取元件402。
[0078]讀取元件402可以使用標簽102的磁光讀取，其中光線被磁光襯底406在讀取元件402內(nèi)內(nèi)部地反射。這是指，用于解析磁場的光線不反射出標簽102的表面。如果是這樣，因為磁光襯底406僅允許極少或不允許光線通過，則處在標簽102表面上的光學信息就不能被讀取。
[0079]替換地，至少一些光線通過第一涂覆層422、第二涂覆層424和保護層426。假設標簽102的表面是充分地反射性的，則光線還將自標簽102表面的至少一些部分被反射，并折回通過讀取元件402，以被光學檢測器150捕獲。即，至少一部分光線自標簽102表面被反射，并且不在讀取元件402內(nèi)被內(nèi)部地反射。假設標簽102的至少一部分是充分地反射性的，則光學檢測器150將檢測被磁性特征和光學特征改變的光線的組合。
[0080]可以使用進一步的替換的設置用相同的讀取元件讀取磁性以及光學特征。例如，可以使用用于解釋條形碼和磁性特征的不同波長的光線。如果所述磁光襯底優(yōu)先在綠色域中工作，則可以使用該域讀取所述磁性信息，同時紅色域例如可以被用于解釋所述光學信息?？梢酝ㄟ^在所述讀取元件中使用兩個不同光源(例如綠色光源被偏振，而紅色光源未被偏振)而進一步改善這種系統(tǒng)。此外，可以使用波長選擇性的第二涂覆層424，諸如分色或介電反射鏡。分色和介電反射鏡是薄的薄膜反射鏡，其反射所選(或一范圍的)波長的光線，同時允許其它波長透射通過所述反射鏡。因此，第二涂覆層424可以包括反射綠色光線、但允許紅色光線透射的波長選擇性的反射鏡。該構形允許所述圖像的紅色域為光學圖像，同時綠色域為所述磁性特征的圖像。
[0081]現(xiàn)在參考圖5描述根據(jù)本申請的實施例的集成認證單元500的第一示意性實施例。光學處理單元(例如CMOS圖像傳感器)520安裝在印制電路板(printed circuitboard，PCB) 510上。分束器540在與所述成像的表面成45°處安裝在光學處理單元520前面。自上方通過分束器540的光線來自設計為獲取遠程物體或表面的光學圖像的光學器件。這些光學器件包括一系列透鏡元件570、571和572以及小孔560。優(yōu)選所述遠程物體或表面由發(fā)光元件550和551照亮(這些發(fā)光元件可以例如是發(fā)光二極管，即“LED”)。
[0082]被分束器540朝光學處理單元520反射的光線來自設計為自接觸或貼近磁光襯底580的物體或表面獲取(例如可以包含條形碼信息、框標等的)磁性和光學信息的認證單元500的磁光/光學成像部分。所述認證單元的該部分包括處在(可為LED的)發(fā)光元件553前面的第一偏振器590 ;還可以包括第二發(fā)光兀件552 (其可為與發(fā)光兀件553波長不同的LED)。反射鏡表面545 (可替換地為棱鏡的)用于再投射光線。所述認證單元500的該部分還包括一系列透鏡兀件573、574和575以及小孔561。還有第二偏振器591和磁光襯底580。此外，認證單元500具有保護性外殼530，外殼530保護該外殼的各個組成部分，同時確保使至少一些所述組成部分保持相對于彼此基本固定的空間關系。
[0083]注意分束器540可以是任何類型的分束器，例如平板分束器或立方分束器。替換地，分束器540可以被可切換反射鏡取代，并可使用可切換反射鏡、分束器、電子快門，棱鏡等的各種組合獲得相似的效應。該構形使認證單元500能遠程地讀取光學信息(例如條形碼)，并還能貼近或接觸磁光襯底580讀取磁性/光學信息(即固有無序特征)。
[0084]此外，在圖5和隨后的說明中，構思了磁光襯底580的外表面可以涂覆各種層，包括法拉第旋轉層、保護層和反射鏡層。反射鏡層可以是分色(或介電)反射鏡層，使得一范圍的波長的光線能通過所述涂層，同時另一范圍的波長被所述涂層反射。例如，所述分色反射鏡涂層可以選為基本透射波長長于?590nm的光線(例如橘紅色/紅色光線)，同時基本反射波長低于?590nm的光線(例如黃色/綠色/藍色/紫色光線)。通過控制自發(fā)光元件552和553發(fā)射的光線，該分色反射鏡涂層能同時提供同一襯底的干凈的磁性和光學圖像。例如，如果發(fā)光元件552 (優(yōu)選其前面不具有偏振器)選擇為紅色(即高于?590nm的波長)，則該無偏振紅色光線將通過所述分色反射鏡，并被所述磁光襯底前面的標簽或表面反射。該反射光線將再次通過分色反射鏡，并被投射至光學處理單元520。因此，(自該光學路徑)照射光學處理單元520的紅色光線將僅包含關于在磁光襯底580前面的表面或物體的光學信息。如果發(fā)光兀件553被選為發(fā)射(波長小于?590nm的)綠色光線,則該綠色光線將被偏振器590偏振，并將被所述分色反射鏡層反射。因此，照射光學處理單元520的該反射綠色光線將不攜帶關于在磁光襯底580前面的表面或物體的任何光學信息。相反，照射光學處理單元520的綠色光線攜帶關于在磁光襯底180前面的表面或物體的磁性信息。
[0085]通過相對于偏振器590的旋轉來旋轉偏振器591的偏振角而強化該“信息”。例如，讓我們假定理想的情況，其中如果在該點處存在強局域磁北場，則所述磁光襯底將所述反射綠色光線順時針局域地旋轉5°，但如果存在強局域磁南場，則所述磁光襯底將所述反 射綠色光線逆時針局域地旋轉5°。如果不存在局域磁場，則反射綠色光線保持其偏振角 并且不轉動。假設例如偏振器591的偏振角相對于偏振器590順時針轉動85°。如果不 存在磁場，則照射偏振器591的反射綠色光線將在自偏振器591的偏振角85°處偏振，因 此將幾乎沒有光線通過。但如果有局域南場，則所述反射綠色光線會被逆時針轉動5° ;因 此當照射偏振器591時，所述反射綠色光線將在與偏振器591成90°處偏振。這意味著即 便有也僅有極少光線會通過。但如果局域北場存在，則所述反射綠色光線將會順時針轉動 5° ;當照射偏振器591時，所述反射綠色光線因此將會僅在自偏振器591的偏振方向80° 處偏振。因此，北磁場將會顯現(xiàn)為光學處理單元520攝取的圖像上的亮斑，南磁場將會顯現(xiàn) 為局域暗色/黑色區(qū)域，非磁性區(qū)域將會顯現(xiàn)為暗色(但并不非常黑)的背景。使用這種 構形，所述反射綠色光線可以用于獲取來自與磁光襯底580接觸或貼近的表面或襯底的磁 性信息。[0086]注意某些光學處理單元例如CMOS傳感器非常適于將所述圖像分裂為紅色、綠色 和藍色組成部分，因為所述光學處理單元的表面是單個紅色、綠色和藍色光線傳感器的陣 列。因此以這樣的CMOS傳感器攝取的圖像被固有地分裂為所述圖像的各種紅色、綠色和藍 色組成部分(實際上，來自這樣的傳感器的全色圖像多少是這三個組成部分的人為組合)。 因此，如果將CMOS傳感器用于光學處理單元520，則緣于CMOS傳感器的性質，來自紅色光線 和綠色光線的圖像是自動地分裂的。應理解，自CMOS被測量的紅色、綠色和藍色信號不一 定分別是各紅色、綠色和藍色光線組成部分的純粹表征，可能需要一些數(shù)學減法/歸一化 步驟。這些技術是熟知的，因為該效應是許多CMOS傳感器中固有的，所以其制造商典型地 提供如何實現(xiàn)這一點的記錄文檔。[0087]但以上可能發(fā)生的一個問題是來自兩個不同光路的信號之間的串音(一個光路 適用于光學地成像遠程表面和物體，另一個光路適用于成像在磁光襯底580前面的磁性/ 光學表面和物體)。該問題能以各種方式得到解決，包括以下相對于替換的實施例討論的一 些方式。應對該問題的方式包括例如當希望讀取遠程光學表面或物體時，使發(fā)光元件550 和551發(fā)射綠色光線，使發(fā)光元件552和553關閉。此時，假設磁光襯底580涂覆有以上所 述的分色反射鏡層，則基本所有抵達光學處理單元520的綠色光線都將來自希望的遠程成 像光學路徑。此時為了成像所述襯底，可以忽略紅色和其它光線，因為其將包含來自包含 磁光襯底180的光學路徑的串音。當希望獲取來自包括所述磁光學襯底的光學路徑的信息 時，則可以關閉發(fā)光元件550和551，并可以(同時或相繼地)使用發(fā)光元件552和553照 射在磁光襯底580前面的表面/物體?？扉T(圖5中未不出)可以用于關閉小孔560。替 換地，如前所述，分束器540實際上可以為被激活為變得完全反射性的可切換反射鏡。[0088]注意在圖5和其它圖示中，各種非關鍵組成部分被故意地略去，以有助于關鍵組 成部分的清楚描述。圖5中故意地省去的組成部分的示例為使印制電路板510能與封裝認 證單元500的裝置中的另一母板(mother board)通信的柔性電路/電纜。還可以對設計 作各種變型。例如，盡管發(fā)光元件550、551、552和553被顯示為單個發(fā)光元件，但應理解， 可以使用多個發(fā)光元件取代這些發(fā)光元件中的每一個。此外還可以使用不同類型的照明器 (例如環(huán)形照明器)。此外，可以使用(例如示出在圖7A和圖7B中的)離軸設計，或其它 離軸照明器，從而不需要再使用分束器540。[0089]圖6A和6B顯示認證單元600的另一示例實施例，能遠程地讀取光學信息(例如條 形碼)，并能在與磁光襯底580貼近或接觸處讀取磁性/光學信息。在該實施例中，缺少反 射鏡545 (圖5中所示)，因此用于讀取遠程光學信息和接觸/貼近的磁性/光學信息的光 學路徑彼此成90°。認證單元600進一步包括外部外殼630、彈簧610和傳感器元件620。[0090]在圖6A中，在標準位置上示出所述認證單元，即彈簧元件610伸長，保護性外殼 530及其內(nèi)包含物被彈簧610自傳感器元件620推離。在該位置上，設計為獲取遠程物體 或表面的光學圖像的光學器件(其包括如參照圖5所述的相同的透鏡元件和發(fā)光元件等) 是在成像遠程物體/表面的位置上。如圖6A中可見，在該位置中小孔560和發(fā)光元件550、 551與在外部外殼630中的孔或縫隙對齊。這允許對遠程物體或表面作照明和成像。[0091]圖6B顯示認證單元600被向標簽640推。標簽640包括至少一組磁性或可自其 得到磁性信號的識別特征。標簽640附著于貴重物體650。當認證單元600被向標簽640 推時，彈簧610壓縮，直至最終具有足夠的推力，傳感器620由于貼近或接觸外殼530而被 激活。傳感器元件620可以是任何種類的貼近或接觸傳感器、開關或接觸按鈕，例如接觸外 殼530時被激活的按鈕。如果傳感器元件620不是機械或按鍵的"貼近傳感器"，而是傳 感外殼530的距離的電子貼近傳感器，則可將傳感器元件620設定為當外殼抵達距離傳感 器元件620的某個預定距離時則被激活。此時，用于成像遠程表面或物體的光學器件被外 部外殼630阻擋。如可見，小孔560及發(fā)光元件550和551被外部外殼630阻擋。因此，在 該位置中，基本所有抵達光學處理單元520的光線均來自設計為獲取來自與磁光襯底580 接觸或貼近的物體或表面的磁性/光學信息的光學器件。[0092]圖7A和7B顯示認證單元700的另一示例實施例。如圖7A中所示,該單元利用離 軸光學設計，其中用于讀取接觸/貼近磁性/光學信息的光學路徑與磁光襯底580和前透 鏡元件573、574的軸線不一致。在圖7B中示出用于自磁光襯底580向光學處理單元520 反射的光線的示意性光學路徑710。如可見，用于遠程光學成像(光線通過小孔560)的光 學路徑與用于讀取接觸/貼近磁性/光學信息的光學路徑成銳角地設置。圖7中所示構形 可以以各種方式做變型。例如，可以利用快門、可切換反射鏡等，以確保遠程成像系統(tǒng)和貼 近成像系統(tǒng)之間基本沒有串音。此外，可以做不同銳角或其它變型。[0093]圖8顯示認證單元800的進一步示例實施例，其使用兩個光學處理單元802和 804 (可以為例如CMOS圖像傳感器)，以在同一集成單元中讀取近場和遠場認證和/或識別 特征。認證單元800進一步包括在近場和遠場光學路徑中的透鏡806和808，和僅在遠場 光學路徑中的透鏡810和812。分束器814 (其可以可選地為可切換分束器或可切換反射 鏡)將光線投射至用于近場(即固有無序特征)的讀取的光學處理單元802 (并通過偏振 器816)以及用于遠場讀取識別或認證特征(例如條形碼)的光學處理單元804。[0094]當認證單元800用于近場讀取光學和磁性特征時，發(fā)光元件552和553可以被打 開，并且發(fā)光兀件550和551可以被關閉。來自發(fā)光兀件553的光線通過偏振器590,并攜 帶著磁光襯底580附近的磁性特征的信息被磁光襯底580 (其包括如上所述的分色或介電 反射鏡層)反射。該反射光線的至少一部分通過分束器814，然后通過偏振器816，以被光 學處理單元802讀取。來自發(fā)光元件552的光線通過磁光襯底580，并自被讀取的標簽或物 體的表面被反射。該光線的至少一部分通過分束器814，然后通過偏振器816，并也被光學 處理單元802讀取。圖示中許多組成部分的位置僅是為了方便和清楚。例如偏振器816示出為附著于光學處理單元802前表面處，但任何光學器件技術人員會清楚，該位置不一定是偏振器816的最佳位置，因為所述偏振器上的任何缺陷或劃痕均會被光學處理單元銳利地成像。留出一些間隙可以是更好的解決方案，但更難清楚地示出。
[0095]當認證單元800用于遠場讀取時，發(fā)光元件550和551可以被打開，發(fā)光元件552和553可以被關閉。光線自在一距離處被讀取的特征(例如條形碼)被反射，并通過磁光襯底580。該光線的至少一部分被分束器814反射，并通過透鏡810和812，以被光學處理單元804讀取。
[0096]圖9A和9B顯示認證單元900的進一步的實施例，其中分色反射鏡902和903以及反射鏡905和907將來自遠場讀取的光線沿光學路徑901 (如圖9A中所示)投射，并將來自近場讀取的光線沿光學路徑920 (如圖9B中所示)投射。
[0097]當認證單元900用于遠場讀取時，如圖9A中所示，發(fā)光元件550和551可以被打開，發(fā)光元件552和553可以被關閉。分色反射鏡902和903配置為使得它們允許來自發(fā)光元件550和551的光線通過(以投射到光學處理單元910上)，同時反射來自發(fā)光元件552和553的光線。
[0098]當認證單元900用于近場讀取時，如圖9B中所示，發(fā)光元件552和553可以被打開，發(fā)光兀件550和551可以被關閉。來自發(fā)光兀件552和553的光線自磁光襯底580的分色或反射層反射出，并被分色反射鏡902反射，以在被反射鏡905和907和分色反射鏡903投射到光學處理單元910之前，通過透鏡系統(tǒng)575和偏振器591。
[0099]盡管在圖9A和9B中示出的實施例中，在磁光襯底580中示出了可選的小孔560，但將會認識到，通過在磁光襯底580中使用分色反射鏡層，特定波長的光線可以在遠場讀取期間通過磁光襯底560，可以沒有小孔560。應理解，圖9A和9B的實施例為示例，并可以以各種方式做變型，和/或與參考其它實施例所述的元件組合。
[0100]還可以使用機械裝置，以在近場讀取固有無序特征和遠場讀取其它特征之間切換。圖1OA和IOB顯示認證單元1000的實施例，其中透鏡系統(tǒng)1002的位置確定所述系統(tǒng)是用于近場讀取還是遠場讀取。
[0101]當認證單元1000用于遠場讀取時，如圖1OA中所示，發(fā)光元件550和551可以被打開，發(fā)光元件552和553可以被關閉。透鏡系統(tǒng)1002可以機械地被定位在距離磁光襯底580相對較遠的位置處。透鏡系統(tǒng)1002的位置可以被預定，以允許在預定的距離處遠場掃描，或在一范圍內(nèi)可調，以允許所述系統(tǒng)聚焦在用于遠場掃描的一系列距離處。此外，自動聚焦系統(tǒng)(未被示出)可以用于確定在遠場掃描期間透鏡系統(tǒng)1002的適合位置。通過透鏡系統(tǒng)1002的光線被第二透鏡系統(tǒng)1004聚焦到光學處理單元1010上。
[0102]當認證單元1000用于近場讀取時，如圖1OB中所示，發(fā)光元件552和553可以被打開，發(fā)光元件550和551可以被關閉。透鏡系統(tǒng)1002可以被機械地定位在距離磁光襯底580相對較近的位置處，使得自磁光襯底580被反射的光線(即攜帶著磁光襯底580附近的磁場信息的光線)，以及自磁光襯底580附近的或與磁光襯底580接觸的物體被反射的光線被適當?shù)鼐劢沟焦鈱W處理單元1010上。
[0103]圖1lA和IlB顯示光束1102和1104通過如以上參考圖1OA和IOB所述的認證1000的透鏡系統(tǒng)1002和1004的路徑。圖1lA和IlB僅顯示相關的光學元件，光束聚焦到其上的光學處理單元1010和用于近場讀取的光束聚焦到其上的磁光襯底580 (如圖1OB和IlB中所示)。如圖1lA中可見，當遠場讀取發(fā)生時，透鏡系統(tǒng)1002在距離磁光學襯底580 相對較遠的位置處，并將光束1102在一距離處(圖中僅示出自通過磁光襯底580)聚焦到 光學處理單元1010上。在圖1lB中，當系統(tǒng)配置為用于近場讀取時，透鏡系統(tǒng)1002被定位 在距離磁光襯底580相對較近處,并可以將光束1104自磁光襯底580聚焦到光學處理單兀 1010 上。[0104]如圖12A和12B中所示實施例中可見，還可以使用其它機械裝置。在圖12A中顯示 的認證單元1200中，使用電動機械組成部分例如螺線管或馬達來改變光學處理單元1220 的位置。光學處理單元1220安裝在PCB510上，而PCB510安裝在移動結構1202上。螺線 管1204在光學處理單元1220用于近場讀取固有無序特征的位置和光學處理單元1220用 于遠場讀取另一特征(例如條形碼)的位置之間、在滑動側面輪廓1206內(nèi)移動所述移動結 構1202。檢測器開關1208和1210可以用于確定光學處理單元1220的位置，并在光學處理 單元1220在適當?shù)奈恢蒙蠒r停止螺線管1204。可以激活螺線管1204，以例如基于所述掃 描裝置上的掃描觸發(fā)按鈕或基于所述掃描裝置上的模式選擇而在用于讀取遠場特征的位 置以及用于讀取近場固有無序特征的位置之間移動所述光學處理單元。[0105]如圖12A中所示，當用于近場讀取固有無序特征時，光學處理單元1220(安裝在 PCB510上)在允許其近距離讀取固有無序特征的位置上。圖12B顯示處于允許光學處理單 元1220用于讀取遠場特征(例如條形碼)的位置上的光學處理單元1220。[0106]圖13A至圖13D顯示另一實施例，其中使用旋轉移動來定位用于在光學處理單元 1320上近場或遠場掃描的光學設置。如圖13A和13B中所示，認證單元1300的近場部分 1302和遠場部分1304配備在可轉體1306上。可轉體1306由步進馬達1308和齒輪組1310 轉動。如圖13A和13B中所示，對于固有無序特征的近場掃描，使近場部分1302轉動到光 學處理單元1320上。如圖13B中所示的檢測器開關1312可以用于確定所述裝置的“本來 (home) ” 位置。[0107]如圖13C和13D中所示，對于例如條形碼的遠場掃描，遠場部分1304可以轉動到 光學處理單元1320上方的位置上。步進馬達1308可以用于控制旋轉可轉體1306，以將遠 場部分1304定位在光學處理單兀1320上方的正確位置處。[0108]如以上所述各示例實施例中可見，基于固有無序的近場閱讀器(在這些示例中為 用于讀取磁性特征的閱讀器)與用于另一類型的特征的遠場閱讀器(例如光學條形碼閱讀 器)被組合在同一集成掃描模塊內(nèi)。通過將兩個閱讀器放置在同一集成模塊內(nèi)，可以共享 兩個閱讀器均具有的各種部件，例如參考圖5-7、圖9、圖12和圖13所述的實施例中的光學 處理單元520，和/或圖8的實施例中的光學路徑的部分。進一步地，至少包含固有無序閱 讀器和用于另一認證或識別特征的第二閱讀器的集成掃描模塊提供方便的單元，以可以容 易地集成為設計用于所述應用的其它裝置的形式包含了基本所有的用于各種各樣的應用 的認證/識別讀取能力。[0109]除參考以上示例實施例所述的組成部分外，附加的電子裝置可以用于接收來自光 學處理單元的信號并輸出指示例如編碼在條形碼或固有無序特征中的數(shù)據(jù)的信號。如圖 14A和14B中所示，在一些實施例中，集成掃描模塊1400可以包括認證單元1402(例如參考 圖5-13所述的認證單元)和包括電子組成部分的PCB1404，所述電子組成部分用于控制認 證單元1402,并解碼和傳達被認證單元1402接收的信號。在這些示例實施例中，PCB1404包括微控制器1406、存儲器1408和接口 1410。存儲器1408和接口 1410通過總線(未示出)連接到微控制器1406上。存儲器1408能存儲可被微控制器1406執(zhí)行的指令，以及自認證單元1402接收的數(shù)據(jù)和用于在解碼或與外部裝置通信期間使用的數(shù)據(jù)。接口 1410可以例如為具有明確定義的通信協(xié)議的標準通信接口，例如RS232接口、USB接口或I2C接口。接口 1410用于與外部裝置通信，其中所述掃描模塊1400被集成到所述外部裝置中。在一些實施例中，可以通過接口 1410提供用于掃描模塊1400的電力。在其它實施例中，可以通過單獨的電源連接器(未示出)向掃描模塊1400提供電力。
[0110]如圖14A中所示，認證單元1402可以直接地連接到PCB1404上，以形成完整的集成掃描模塊。替換地，如圖14B中所示，認證單元1402可以通過電纜1412連接到上PCB1404。電纜1412在中圖14B示出為帶狀電纜，不過應理解，也可以使用包括柔性電纜或柔性電路的其它類型的電纜。替換地，可以以其它方式連接認證單元1402和PCB1404，例如,通過在與認證單元1402相關的PCB或用于球形網(wǎng)格(ball-grid)陣列的PCB1404上提供焊盤(未示出)，或提供其它已知的要在認證單元1402和PCB1404之間形成的連接。
[0111]圖15示出利用包括根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊的讀取裝置1504的防偽系統(tǒng)1500的整體視圖。注意，盡管這里示出的系統(tǒng)1500顯示了通過移動裝置1506(例如移動電話)或計算機1510與數(shù)據(jù)服務器1508通信的基本的讀取裝置1504，但也構思了讀取裝置1504本身可以更加精細，并可以例如通過下述方法與數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)服務器1508通信；所述方法例如是使用數(shù)據(jù)電纜、局域網(wǎng)，藍牙，W1-F1、用于微波接入的全球互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX)技術，或甚至包括使用內(nèi)置通用分組無線服務(General Packet Radio Service, GPRS)芯片或3G/通用移動電信系統(tǒng)(UniversalMobile Telecommunication System,UMTS)芯片，以使讀取裝置 1504 本身作為移動電話裝置，以與數(shù)據(jù)服務器1508通信。盡管數(shù)據(jù)服務器1508示為一個計算機，但也理解，數(shù)據(jù)服務器1508實際上可以是其可以或不一定通過路由器或路由協(xié)議聯(lián)結的一系列計算機或服務器，因此構思了存儲數(shù)據(jù)和處理進來的認證信號的任何適合的方法。讀取裝置1504還可以包括用于與用戶直接通信的方法，例如屏幕和鍵盤，其可以允許用戶在讀取裝置1504本身上讀取和輸入信息。防偽系統(tǒng)1500可以包括至少一個標簽1502、讀取裝置1504、移動裝置1506或計算機1510 (如果讀取裝置1504和數(shù)據(jù)服務器1508之間不存在直接通信裝置)、和遠程數(shù)據(jù)服務器1508。各標簽1502包括至少兩組識別特征，包括一個固有無序特征，例如:磁性或可磁化粒子的無序陣列，隨機分布標簽或微條形碼，可以讀取紙張纖維的構形的區(qū)域，具有隨機分布的氣泡的一片透明聚合物，或另一固有無序特征。所述標簽還包括至少一個其它識別特征，例如:條形碼、光學可讀序列號、全息圖、RFID標簽或磁條。
[0112]如圖15中所示的示例識別特征包括形成磁性指紋區(qū)域1512的磁性或可磁化粒子的無序陣列，以及條形碼。各標簽1502附著于要被識別的物體或貴重物1562。讀取裝置1504 一般用于在一距離處讀取標簽1502上的條形碼。如果顯示標簽1502所附著的物體1562可能為偽造的，或標簽1502曾被改變或篡改，則可以貼近或接觸標簽1502使用讀取裝置1504，以讀取磁性指紋區(qū)域來核驗標簽1502。標簽1502的固有無序特征較之其它特征(例如條形碼)一般更難于偽造、改變或篡改。
[0113]讀取裝置1504能將自讀取所述兩種識別特征或其中之一所產(chǎn)生的信號發(fā)送至移動裝置1506或計算機1510?？梢酝ㄟ^無線連接或有線連接將來自讀取裝置1504的加密 信號向外發(fā)送至移動裝置1506或計算機1510。無線連接的一些示例包括藍牙和W1-Fi，有 線連接的一些示例包括推薦標準232 (Recommended Standard232, RS232)和通用串行總線 (UniversalSerialBus, USB)。計算機1510可以是個人計算機、工作站、筆記本電腦或掌上 電腦。移動裝置1506可以例如為移動(手機)電話或個人數(shù)字助理(PDA)。移動裝置1506 或計算機1510可以通過互聯(lián)網(wǎng)連接到遠程數(shù)據(jù)服務器1508上?？梢岳缡褂?G/UTMS技 術或GPRS通過局域網(wǎng)來連接移動裝置1506。[0114]在申請的一些實施例中，所述掃描模塊中有一定程度的內(nèi)置智能(例如基于被微 控制器執(zhí)行的編程代碼)，這允許根據(jù)讀取操作的順序以不同方式處理自所述識別特征讀 取的所述信號。例如，假定標簽具有兩組識別特征，其中第一組識別特征包括無序材料，第 二組識別特征包括條形碼。進一步假定，標準讀取程序是用戶將讀取元件推向所述標簽，使 得所述裝置或認證單元傳感(例如通過壓力開關/傳感器)自己應該開始讀取來自所述第 一組識別特征的信號。然后，用戶通過按壓所述閱讀器上的開關并將所述閱讀器在適于讀 取條形碼的距離處指向所述標簽，而掃描所述條形碼。如果以上述順序使用所述閱讀器，且 用于讀取條形碼的開關在讀取來自第一組識別特征的信號的一秒內(nèi)被按下，則所述掃描模 塊可以將自所述第一組識別特征得到的信號與自條形碼(即所述第二組識別特征)得到 的信號聯(lián)結。這樣，所述掃描模塊能將所述第一組識別特征與印制在所述標簽上的條形碼 號碼聯(lián)結。所述掃描模塊將該組合信息傳達給集成有所述掃描模塊的讀取裝置，而所述讀 取裝置將所述信息發(fā)送給遠程服務器，所述遠程服務器能自其數(shù)據(jù)庫核驗出(通過使用所 述標簽的條形碼號碼作為主要檢索關鍵詞)自第一組識別特征得到的信號與在之前的(參 考)讀取中針對該標簽讀取的信號是一致的。PCT申請W02009/105040提供了示例，顯示來 自第一組識別特征的信號可如何與來自第二組識別特征的信號一起使用，以及可以作為標 志被存儲在遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)，以及這些標志可如何被用于認證目的的檢索和匹配。[0115]繼續(xù)上述示例，如果使用的順序與以上所述的不同在于，用戶首先不試圖讀取所 述第一組識別特征，而是首先按下用于條形碼讀取的按鈕，則所述掃描模塊的內(nèi)置智能把 所述讀取當作獨立的條形碼讀取，而不期待讀取來自所述第一組識別特征的信號。然后，將 攜帶有標識(例如不同的標頭)的所述數(shù)據(jù)發(fā)送給所述讀取裝置，所述標識指示所述數(shù)據(jù) 將被不同地處理(例如條形碼號碼被展示給用戶)而不傳達任何信息給附加的裝置。[0116]在掃描模塊的內(nèi)置智能的另一實施例中，所述掃描模塊基本同時讀取所述兩組識 別特征。掃描模塊中的內(nèi)置智能確定何時成功獲取來自識別特征組的信號(例如對于條形 碼，可以是確定何時自條形碼信號成功解碼出號碼)。如果在預定時間未解碼出條形碼號 碼，則掃描模塊推斷不存在所述第二組識別特征(該示例中的條形碼)。所述內(nèi)置智能配置 為使得所述掃描模塊評估來自第一組識別特征的信號強度，并在所述信號強度超出視為成 功讀取和識別以待進一步處理的預設閾值時，才會處理該信號。類似地，掃描模塊的內(nèi)置智 能評估來自第二組識別特征的信號強度，并在所述信號強度超出視為成功讀取和識別以待 進一步處理的預設閾值時，才會處理該信號。例如，如果確定兩組識別特征均存在，則可以 一并處理。[0117]在另一實施例中，只要檢測和識別出第一組識別特征存在，則例如提示用戶確認 的確僅第一組識別特征存在。如果確認，則發(fā)送所述信號至用于進一步處理的附加的裝置(例如所述附加的裝置可以是遠程服務器和數(shù)據(jù)庫，其將所述信號與所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)存在的所有信號做匹配)。
[0118]在操作模式的另一實施例中，提示用戶通過所述裝置上的鍵盤手動輸入號碼(與第一組識別特征相關)，其中所述號碼用作主要關鍵詞，來檢索遠程數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以便找出匹配標志。如果用戶不確認僅第一組識別特征存在，則所述系統(tǒng)/掃描模塊立即重置以便再次掃描。
[0119]在操作模式的另一實施例中，只要條形碼存在，則系統(tǒng)使用報警裝置(例如嗶嗶聲)，以通知用戶條形碼被成功讀取，且條形碼號碼可以被傳達給附加的裝置進行存儲或處理。
[0120]上述非限制性的實施例示出改編和利用掃描模塊的內(nèi)置智能以使用來自多組識別特征的信號來執(zhí)行操作的一些模式。要理解，可以為掃描模塊中的內(nèi)置智能配備多種預設值，以響應操作要求(可以例如通過配置文件在開機時限定這樣的設定值，或可以被傳達給所述裝置，而所述裝置通過由用戶設定的撥動開關而被指令哪種設定值是適合的)。類似地，所述裝置配備有內(nèi)置智能，以與和掃描模塊相關的附加的裝置可操作地聯(lián)結，以讀取和識別來自標識組的信號。
[0121]盡管上述示例強調了需要匹配所述標志的數(shù)據(jù)被存儲在遠程數(shù)據(jù)庫中的情況，其它配置也是可能的。例如所述掃描模塊可以具有足夠的內(nèi)存，以存儲至少一些參考標志或數(shù)據(jù)，以便在所述認證單元本身內(nèi)處理讀取標志的匹配。本文中，術語“閉合回路”系統(tǒng)描述不需要為了發(fā)生匹配而將來自自第一組識別特征得到的信號的數(shù)據(jù)傳達給附加的裝置的任何系統(tǒng)(例如以上所述的系統(tǒng))。換言之，在閉合回路系統(tǒng)中，匹配發(fā)生在掃描模塊內(nèi)(在一些實施例中，甚至在所述認證單元內(nèi))，或所述裝置內(nèi)。另一閉合回路系統(tǒng)的示例是所述掃描模塊適用于能自外部存儲器裝置例如安全數(shù)字記憶卡(也稱為SD卡或SD記憶卡)讀取標志匹配信息，所述外部存儲器裝置被插入到所述掃描模塊或讀取裝置內(nèi)的插槽中，使得所述掃描模塊能獲取所需的數(shù)據(jù)或被傳遞所需的數(shù)據(jù)。替換地，所述裝置本身可以配備有足夠的存儲空間，以將該信息傳遞給所述掃描模塊。又一替換方案用于使讀取裝置能完成所述匹配，此時獲得的數(shù)據(jù)被自所述掃描模塊傳遞給所述讀取裝置以便進行匹配。
[0122]閉合回路系統(tǒng)的又一示例是匹配必需的信息被存儲在所述識別特征之一本身內(nèi)。例如，足夠大的數(shù)據(jù)矩陣條形碼能存儲相當多的信息，其中部分信息可以是用于匹配自與數(shù)據(jù)矩陣碼相關的同一標簽或物體相關的第一組識別特征得到的標志的加密數(shù)據(jù)。例如RFID標簽也適用于存儲這樣的數(shù)據(jù)并按照匹配所需而提供給所述掃描模塊或裝置。
[0123]如上所述，本申請的實施例可以使用在集成掃描模塊內(nèi)組合起來的各種各樣的近場和遠場閱讀器。圖16顯示一個這樣的附加的組合。圖16的認證單元1600包括類似于以上參考圖8所述的閱讀器的用于讀取光學和磁性特征的近場閱讀器1602。與參考圖8示出的閱讀器不同，閱讀器1602不包括用于遠場照明的發(fā)光元件或分束器，因為沒有與遠場閱讀器共享的光學路徑。但閱讀器1602的確包括發(fā)光兀件1652和1653、配備在發(fā)光兀件1653前面的偏振器1690、透鏡1606和1608、磁光襯底1680、小孔1661、第二偏振器1616和光學處理單元1618。這些部件以類似于圖8中示出的方式設置，并以與認證單元1600用作近場閱讀器時類似的方式操作，以讀取磁性固有無序特征。
[0124]認證單元1600中的第二閱讀器為RFID閱讀器1604。RFID閱讀器1604包含在包括近場閱讀器1602的同一外殼1650中。RFID閱讀器1604包括用于在一距離處讀取RFID 標簽的已知的電路(未示出)。RFID閱讀器1604可以連接到天線(未示出)上。[0125]當在單個單元例如認證單元1600中使用光學閱讀器和非光學閱讀器的組合時， 一般不可能在所述閱讀器之間共享光學組成部分，因為所述閱讀器之一(即RFID閱讀器 1604)并不使用光學組成部分。但這樣的組合仍能共享用于解碼信號的掃描模塊的電子組 成部分(見以上圖14A和14B)以及共同的外殼。此外，這樣的組合可以提供相似的便于將 所述組合單元集成到應用特定的讀取裝置中的益處，以及相似的認證益處，因為當基于遠 場讀取的識別或真實性有任何問題時，則可以讀取固有無序特征，以認證標簽或物體。[0126]本申請的實施例還包括具有用于讀取固有無序特征的各種近場閱讀器的實施例。 例如，圖17顯示包括近場閱讀器1702的認證單元1700 ;如例如在轉讓給法國Montauben, SA的Novatec的美國專利7，380, 128中所述，近場閱讀器1702讀取一片透明聚合物內(nèi)(“氣 泡標簽”)的隨機分布氣泡的樣式。如在美國專利7，380，128中更詳細地描述的，所述閱讀 器可以包括穹窿形部分1720，穹窿形部分1720包括配備在穹窿形部分1720的周邊上的發(fā) 光元件1722和1724。當讀取氣泡標簽時，點亮發(fā)光元件1722和1724，以提供漫射照明，這 提供氣泡的輪廓的圖像。之后馬上攝取另一圖像，其中僅點亮發(fā)光元件1724，而發(fā)光元件 1722不亮，以給出提供氣泡陰影的圖像的直接照明。然后可以解析這些圖像，以提供獨特的 識別和/或認證信息。[0127]在圖17中示出的實施例中，上述包括氣泡標簽的圖像的光線通過透鏡系統(tǒng)1725， 并被反射鏡1726向分束器1744反射，分束器1744將所述光線的至少一部分投射至光學處 理單元1742，光學處理單元1742讀取氣泡標簽的圖像。光學處理單元1742與集成到認證 單元1700中的用于在一距離處讀取條形碼的第二閱讀器1704共享。[0128]第二閱讀器1704類似于以上參考圖5所述的遠場條形碼閱讀器。其包括發(fā)光元 件1746和1748和透鏡系統(tǒng)1750。當讀取條形碼時，條形碼被發(fā)光元件1746和1748照亮。 自條形碼反射的光線通過透鏡系統(tǒng)1750，且所述光線的至少一部分通過分束器1744，被光 學處理單元1742讀取。[0129]盡管認證單元1700顯示近場氣泡標簽閱讀器與遠場條形碼閱讀器的組合，由上 述示例可以理解，可以使用許多替換的組合。根據(jù)本申請的實施例，可以使用各種近場基于 固有無序的閱讀器，例如使用紙張內(nèi)纖維的固有無序的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機 分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱 磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外 力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、和/或用于磁性粒子和/或可磁化粒子 和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器。 類似地，用于各種識別和/或認證特征的各種其它遠場閱讀器可以與任何一個上述固有無 序閱讀器組合，包括用于條形碼、光學特性、RFID、或其它識別技術的閱讀器。一般而言，可 使本申請的實施例把這些近場固有無序閱讀器中任意一個與這些遠場識別和/或認證特 征閱讀器中任意一個組合使用。[0130]本申請另一實施例涉及兩個近場閱讀器的組合，所述兩個近場閱讀器中至少一個 為用于固有無序特征的閱讀器，使得所述近場閱讀器讀取以預定的相對彼此非重疊的空間 關系放置的特征。圖18中示出這樣的閱讀器。認證單元1800包括:第一固有無序閱讀器1802，其例如如上所述地讀取磁性粒子的配置。第二近場閱讀器1804(此處為如圖17中所示用于讀取氣泡標簽的第二固有無序閱讀器)與同一認證單元1800內(nèi)的近場閱讀器1802組合。
[0131]第一固有無序閱讀器1802包括發(fā)光元件1852和1853、配備在發(fā)光元件1853前面的偏振器1890、偏振器1891、磁光襯底1880、透鏡系統(tǒng)1873、透鏡系統(tǒng)1875、小孔1861、反射鏡1845、分束器1840和光學處理單元1820。這些元件設置為使得能如以上參考圖5所示讀取與條形碼重疊或在其下的近場磁性樣式。
[0132]第二近場閱讀器1804包括穹窿形部分1830，穹窿形部分1830包括配備在穹窿形部分1830的周邊上的發(fā)光元件1832和1834。透鏡系統(tǒng)1836使來自讀取氣泡標簽的光線通過分束器1840，以被光學處理單元1820讀取。這樣的氣泡標簽閱讀器的操作如以上參考圖17所述。
[0133]被認證單元1800讀取的標簽可以包括(例如如以上參考圖3所述)具有條形碼的磁性標簽和氣泡標簽，即包含隨機分布氣泡的一片透明聚合物。為用于認證單元1800，應將所述標簽以非重疊空間設置放置，使得當與所述標簽的磁性粒子部分貼近或接觸地放置第一固有無序閱讀器1802時，可以與所述氣泡標簽貼近或接觸地放置所述第二近場閱讀器。因此，在認證單元1800，所述閱讀器之間的間距符合標簽上近場特征的間距。
[0134]應理解，盡管認證單元1800包括磁性粒子閱讀器和氣泡標簽閱讀器，但還可以組合其它類型的近場閱讀器。根據(jù)本申請實施例，固有無序閱讀器(例如使用紙張內(nèi)纖維的固有無序的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、和/或用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器)可以與另一近場閱讀器(例如用于上列固有無序特征的閱讀器，或用于其它近場特征的閱讀器，例如磁條閱讀器、近場條形碼閱讀器或近場RFID閱讀器)組合。根據(jù)本申請實施例，所述閱讀器配置為讀取相對于彼此以預定的非重疊的空間關系設置的第二近場特征和近場固有無序特征。
[0135]一般而言，本申請實施例可以包括適用于讀取來自第一組識別特征的第一信號和來自第二組識別特征的第二信號的認證單元(其中識別特征組封裝在適合被識別的標簽或物體之上、之中或其附近)，并包括無序材料，自所述第一組識別特征得到的信號依賴于材料的內(nèi)在無序。所述第二組識別特征可以是基于或不基于固有無序的任何類型的識別特征。例如，所述第二組識別特征可以包括條形碼、光學特性、射頻識別(RFID)標簽、智能芯片、寫在磁性介質上的磁性信息等。
[0136]根據(jù)本申請實施例，所述認證單元可以包括至少一個讀取元件、處理元件和通信元件。如果所述認證單元僅包括一個讀取元件，則該讀取元件適用于至少讀取自所述第一組識別特征得到的第一信號和自所述第二組識別特征得到的第二信號。替換地，所述認證單元可以包括多于一個的讀取元件，而根據(jù)第二組識別特征，所述第二讀取元件為例如條形碼掃描器、RFID掃描器、智能芯片掃描器、適用于光學特性識別的傳感器或磁性讀取頭。在一些實施例中，一些組成部分可以在所述第一和第二讀取元件之間共享。
[0137]各種實施例中，所述處理元件配置為至少部分地處理自識別特征組得到的信號。一般而言所述處理元件至少包括具有微處理器單元的印制電路板組件(“PCBA”)、存儲器和 固件，以如上述智能地處理信號。所述認證單元還包括通信元件，以與封裝所述認證單元的 裝置的其它組成部分可通信地聯(lián)結，或所述認證單元可以適用于直接與遠程/外部裝置或 系統(tǒng)(例如互聯(lián)網(wǎng)和遠程服務器)通信。根據(jù)通信的模式，所述通信元件可以包括藍牙模 塊、以太網(wǎng)模塊、W1-Fi模塊、USB接口、GPIO接口、SPI接口、I2C接口、UART接口或RS232 接口。在一些變型中，所述通信元件封裝在包括所述處理元件的同一 PCBA上，并在一些實 施例中可被封裝在所述處理單元的微處理器中(即所述通信單元和所述處理單元為同一 單元)。[0138]根據(jù)各種實施例的認證單元適用于封裝在裝置內(nèi)。在最簡單的形式中，所述裝置 包括電源和容納所述認證單元的外殼。在另一實施例中，所述裝置可以包括具有用戶界面 (例如a屏幕、鍵盤、指示燈、按鈕、喇叭/蜂鳴器等)的外殼、中央處理單元、內(nèi)存、電力管 理、電源和控制所述裝置功能的處理邏輯(其包括固件和/或軟件)。在又一實施例中所述 裝置可以包括通信模塊或接口，以與其它裝置例如計算機和互聯(lián)網(wǎng)通信。對于移動裝置，所 述電源通常為電池或電池組。對于桌面或固定的裝置，所述電源一般為標準線源。在一些 實施例中，所述認證單元與所述裝置通信，而所述裝置與用戶和/或外部裝置通信，如上所 述。替換地，所述裝置可以為如上所述的“閉合回路”系統(tǒng)。[0139]如上所述，在許多實施例中，所述認證單元可以封裝在單個集成包或掃描模塊中， 所述閱讀器以及其它掃描相關的電路共享單個外殼或其它模塊化設置。但在一些實施例 中，所述閱讀器可以設置在單個裝置內(nèi)，但不在單個集成模塊內(nèi)。圖19A顯示這樣的設置， 其中單個讀取裝置1900(在圖19B中示出其外殼)包括遠場條形碼掃描器1902和如上所述 讀取磁性粒子的設置的近場固有無序閱讀器1904。所述兩個閱讀器仍共享共同的外殼(即 所述裝置的外殼)，并可以共享用于解碼來自所述兩個閱讀器的信號的掃描模塊的電子組 成部分(未不出)。[0140]所述認證單元、所述裝置以及(適合的話)附加的裝置(例如外部計算機系統(tǒng)、月艮 務器或包括數(shù)據(jù)庫或分布式數(shù)據(jù)庫的服務器網(wǎng))可通信地聯(lián)結，以形成用于讀取/認證/ 核驗適用于被識別的標簽或物體的“系統(tǒng)”。在圖20中示出這樣的系統(tǒng)，其中所述附加的裝 置在圖中示出為后端服務器。如圖可見，系統(tǒng)2000包括讀取裝置2010和后端服務器2020。 讀取裝置2010可以包括組成部分2030，例如用戶界面、鍵盤、PCB、CPU、屏幕、用于外部通信 的電路、電池或其它電源、按鈕和/或其它用戶界面元件、固件或其它存儲器等。所述讀取 裝置還包括如上述的適用于讀取來自第一組基于固有無序識別特征的第一信號和來自第 二組識別特征的第二信號的認證單元2040。[0141]雖然本申請是參考具體實施例具體地示出并描述的，本領域技術人員會理解，可 以就本文做各種形式和細節(jié)的改變，而不違背本申請所附權利要求的精神和范圍。本申請 的范圍因此由所附權利要求指示，且因此應包括所附權利要求的等價方案的范圍和含義所 涵蓋的所有改變。
【權利要求】
1.一種認證單元，包括:近場閱讀器，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征；以及遠場閱讀器，配置為讀取第二識別特征。
2.根據(jù)權利要求1所述的認證單元，其中該認證單元進一步包括外殼，所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器均包含在所述外殼內(nèi)。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述近場閱讀器包括光學元件， 所述遠場閱讀器包括光學元件，且至少一個光學元件在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享。
4.根據(jù)權利要求3所述的認證單元，其中在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享的所述至少一個光學元件包括下述中的至少一項:分束器、可切換反射鏡、以及棱鏡。
5.根據(jù)權利要求4所述的認證單元，其中在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享的所述至少一個光學元件進一步配置為影響光線的偏振。
6.根據(jù)權利要求3所述的認證單元，其中在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享的所述至少一個光學元件包括透鏡。
7.根據(jù)權利要求6所述的認證單元，其中所述透鏡配置為可以在用于近場讀取的位置和用于遠場讀取的位置之間移動。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，進一步包括由所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器共享的圖像傳感器。
9.根據(jù)權利要求7所述的認證單元，其中所述圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器或CCD 圖像傳感器。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的認證單元，其中所述圖像傳感器配置為相對于所述認證單元的近場部分和所述認證單元的遠場部分機械地移動。
11.根據(jù)權利要求10所述的認證單元，其中所述圖像傳感器配置為在所述認證單元的近場部分的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間可滑動地移動。
12.根據(jù)權利要求10所 述的認證單元，其中所述圖像傳感器配置為具有沿著所述認證單元的近場部分的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間的角路徑的相對移動。
13.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的認證單元，進一步包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器，所述第一圖像傳感器配置為被所述近場閱讀器用來讀取所述第一識別特征， 且所述第二圖像傳感器配置為被所述遠場閱讀器用來讀取所述第二識別特征。
14.根據(jù)權利要求13所述的認證單元，其中所述第一圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器，并且所述第二圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。
15.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述近場閱讀器包括第一透鏡， 所述遠場閱讀器包括第二透鏡，并且所述第一透鏡和所述第二透鏡以相對于彼此的固定的空間關系被設置。
16.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，進一步包括具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的近距離傳感器，所述認證單元配置為當所述近距離傳感器處于所述第一狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且當所述近距離傳感器處于所述第二狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。
17.根據(jù)權利要求16所述的認證單元，其中所述近距離傳感器包括按鍵。
18.根據(jù)權利要求17所述的認證單元，配置為當所述按鍵處于被按下的狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且當所述按鍵處于未被按下的狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。
19.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，進一步包括第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件，所述第一發(fā)光元件配置為當所述近場閱讀器被使用時被啟動，所述第二發(fā)光元件配置為當所述遠場閱讀器被使用時被啟動。
20.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述近場閱讀器配置為將用于讀取所述第一識別特征的光線沿第一光學軸線投射，所述遠場閱讀器配置為將用于讀取所述第二識別特征的光線沿第二光學軸線投射，所述第二光學軸線的至少一部分與所述第一光學軸線不一致。
21.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述基于固有無序的第一識別特征包括包含在標簽或物體的磁性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序設置。
22.根據(jù)權利要求21所述的認證單元，其中該認證單元包括磁光襯底，所述磁光襯底配置為允許所述磁性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序設置被光學地檢測到。
23.根據(jù)權利要求21或22所述的認證單元，其中所述近場閱讀器進一步適用于讀取與所述標簽或物體上的所述磁性指紋區(qū)域重疊的光學特征。
24.根據(jù)權利要求23所述的認證單元，其中所述光學特征包括條形碼。
25.根據(jù)權利要求23或24所述的認證單元，其中該認證單元包括磁光襯底，所述磁光襯底配置為允許光線通過所述磁光襯底，以讀取所述光學特征以及所述第一識別特征。
26.根據(jù)權利要求25所述的認證單元，其中所述近場閱讀器包括:第一發(fā)光元件，配置為發(fā)射具有用于讀取所述第一識別特征的第一波長的光線；以及第二發(fā)光元件，配置為發(fā)射具有用于讀取所述光學特征的第二波長的光線。
27.根據(jù)權利要求26所述的認證單元，其中所述磁光襯底包括波長選擇反射鏡，所述波長選擇反射鏡配置為反射所述第一波長的光線，并允許所述第二波長的光線通過所述波長選擇反射鏡。
28.根據(jù)權利要求26所述的認證單元，其中所述波長選擇反射鏡包括分色反射鏡或介電反射鏡。
29.根據(jù)權利要求1或2所述的認證單元，其中配置為讀取基于固有無序的第一識別特征的所述近場閱讀器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、 用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒`子的閱讀器。
30.根據(jù)權利要求29所述的認證單元，其中所述遠場閱讀器選自條形碼閱讀器、光學特性閱讀器、以及射頻識別(RFID)閱讀器。
31.一種掃描模塊，包括:如前述權利要求中任一項所述的認證單元；電路，配置為接收來自所述認證單元的信號；以及接口，配置為與主機裝置通信。
32.根據(jù)權利要求31所述的掃描模塊，其中所述認證單元、所述電路以及所述接口均安裝在單個PCB上。
33.根據(jù)權利要求31所述的掃描模塊，其中所述認證單元通過電纜連接到上面配備有所述電路和接口的PCB上。
34.根據(jù)權利要求31至33中任一項所述的掃描模塊，其中所述電路包括微控制器和存儲器。
35.根據(jù)權利要求34所述的掃描模塊，其中所述存儲器包含指令，所述指令當被所述微控制器執(zhí)行時，使所述掃描模塊以選中的操作模式操作。
36.一種認證單元,包括:第一近場閱讀器，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征；以及第二近場閱讀器，配置為讀取第二識別特征，其中所述第一識別特征和所述第二識別特征以相對于彼此的預定的非重疊的空間關系被設置。
37.根據(jù)權利要求36所述的認證單元，其中配置為讀取基于固有無序的第一識別特征的所述第一近場閱讀器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器。
38.根據(jù)權利要求37所述的認證單元，其中所述第二近場閱讀器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和 /或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器、磁條閱讀器、近場條形碼閱讀器以及近場RFID閱讀器。
39.一種認證單元，配置為識別適于被識別的標簽或其它物體，所述認證單元適用于讀取來自第一識別特征組的第一信號和來自第二識別特征組的第二信號，所述識別特征組封裝在待識別的標簽或物體之上、之中、或其附近，所述第一識別特征組包括無序材料，并且自所述第一識別特征組讀取的所述第一信號依賴于所述材料的內(nèi)在無序。
40.根據(jù)權利要求39所述的認證單元，其中所述第二識別特征組包括條形碼、光學特性、射頻識別(RFID)標簽、智能芯片和/或寫在磁性介質上的磁性信息。
41.根據(jù)權利要求39或40所 述的認證單元，包括適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第一信號和來自所述第二識別特征組的所述第二信號的讀取元件。
42.根據(jù)權利要求39或40所述的認證單元，包括:第一讀取元件，適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第一信號；以及第二讀取元件，適用于讀取來自所述第二識別特征組的所述第二信號。
43.根據(jù)權利要求39至42中任一項所述的認證單元，其中所述認證單元進一步包括配置為至少部分地處理所述第一信號和所述第二信號的處理元件。
44.根據(jù)權利要求43所述的認證單元，其中所述處理器配置為:根據(jù)讀取所述第一信號和/或所述第二信號的順序和/或時機，聯(lián)結所述第一信號和所述第二信號，或僅讀取所述第二信號。
45.根據(jù)權利要求43或44所述的認證單元，其中所述處理器配置為:根據(jù)對所述第一信號和/或所述第二信號在讀取中存在與否的確定，一起或分別處理所述第一信號和/或所述第二信號。
46.根據(jù)權利要求39至45中任一項所述的認證單元，其中該認證單元進一步包括通信元件，所述通信元件適用于與封裝所述認證單元的裝置的其它組成部分可通信地聯(lián)結，或者與遠程/外部裝置或遠程/外部系統(tǒng)直接通信。
47.一種系統(tǒng)，用于讀取并識別適用于被識別的標簽或物體，所述系統(tǒng)包括:裝置；所述裝置包含:根據(jù)權利要求39至46中任一項所述的認證單元，以及下述中的一項或多項: 鍵盤、CPU、屏幕、用于外部通信的電路、電池、一個或多個按鍵、存儲器、以及固件。
48.根據(jù)權利要求47所述的系統(tǒng)，其中用于識別所述標簽或物體的數(shù)據(jù)被存儲在所述認證單元或所述裝置的存儲器中。
49.根據(jù)權利要求47所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)進一步包括存儲用于識別所述標簽或物體的數(shù)據(jù)的后端服務器，所述裝置與所述后端服務器通信，以識別所`述標簽或物體。
【文檔編號】G06K9/00GK103503003SQ201180043484
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年9月8日 優(yōu)先權日:2010年9月8日
【發(fā)明者】P·M·莫蘭, 那拉楊·納布德利, 馬博, 李祈偉 申請人:比爾凱科技新加坡有限公司
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N用于自標簽或物體讀取識別和/或認證信息的認證單元。其包括：近場閱讀器，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征；以及遠場閱讀器，配置為讀取第二識別特征，例如條形碼、光學特性或RFID標簽。近場和遠場閱讀器可以被組合在單個集成掃描模塊中，單個集成掃描模塊也包括用于接收來自閱讀器的信號的電路以及用于與主機裝置通信的接口。
【專利說明】用于讀取基于固有無序的認證信息的集成單元[0001]相關申請的交叉引用[0002]本申請要求于2010年9月8日向美國專利商標局遞交的美國臨時申請 61/380, 735的優(yōu)先權以及于2010年9月8日向美國專利商標局遞交的美國臨時申請 61/380，746的優(yōu)先權，為所有目的，上述兩件臨時申請的全部內(nèi)容均并入本文?！炯夹g領域】[0003]本申請的實施例涉及用于讀取基于固有無序的認證和識別特征的裝置的領域。具 體地，本申請涉及可讀取基于固有無序的第一識別特征組、以及第二識別和/或認證特征 組的集成單元?！颈尘凹夹g】[0004]識別特征諸如條形碼、光學特性、射頻識別(RFID)、磁條或光學條以及其它識別或 認證物體的裝置已被用于識別、認證以及跟蹤和追蹤。近來，基于“固有無序”的物體特征 也已被單獨或與其它識別特征組合地使用，以唯一地識別物體并提供用于防偽目的的物體 認證?；凇肮逃袩o序”的特征是基于無序材料的特征，其中無序的結構用于識別物體。所 述無序材料可以是物體本身的一部分，或者可以是附綴在物體上的標簽的一部分。此外，所 述無序材料可以包括無序的涂層、組分或結構。[0005]存在許多先前已知的將固有無序用于識別和認證目的的示例。例如，英國倫敦 的Ingenia Technology Limited描述了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用以激光斑干涉測量法測繪 的紙張內(nèi)纖維的固有無序，以唯一地識別所述紙張。該技術的更完整的說明可在PCT申請 W02006/016114 中找到。[0006]另一先前已知的固有無序的使用見于轉讓給法國Montauben的Novatec, SA的美 國專利7，380，128。該專利示出將透明聚合物內(nèi)的隨機氣泡用于識別和認證的用法。光學 方法用于讀取聚合物內(nèi)的氣泡的三維布置?？梢允褂迷撔畔⑻峁┖茈y或不可能復制的“氣 泡標簽”的獨特標志。[0007]其它基于固有無序的識別和認證技術包括隨機分布的量子點或納米條形碼 的使用，包含以無序樣式設置的磁性粒子的墨水的使用，信用卡的磁條中的隨機“抖動 (jitter)”的使用，以及物品上的肉眼不可見的標簽粒子的隨機分布的使用(見PCT申請 W02005/104008)。[0008]本 申請人:(Bilcare Technologies (比爾凱科技))報告了附加的基于固有無序 的標簽，所述附加的基于固有無序的標簽使用磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子 和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的組合。在共有的PCT申請 TO2005/008294、TO2006/078220、TO2007/133164、W02007/133163 和 W02009/105040 中進一 步詳述了這些技術。[0009]使用基于光學效應、磁性效應和磁光效應的各種信號檢測系統(tǒng)來讀取這些固有無 序特征。一旦被讀取，固有無序特征的信息就可以在讀取裝置本身中或在后端計算機系統(tǒng)中被處理，以將該信息用于識別和/或認證目的。[0010]大多數(shù)情況下，這些固有無序特征是自極短的范圍(通常使閱讀器或檢測器與要 自其中讀取特征的表面進行物理接觸)讀取。這(部分地)是因為許多固有無序特征的較 小的尺寸，及其讀取典型地必須使用的較高的精度。[0011]在防偽和認證【技術領域】，有利的是將技術的組合用于強化的保護。因此有利的是 將固有無序特征與其它識別或認證特征(例如條形碼、磁條、光學特性、RFID)或其它識別 技術組合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]在一個實施例中，本申請?zhí)峁┮环N認證單元，包括:近場閱讀器，配置為讀取一個 或多個基于固有無序的第一識別特征；以及遠場閱讀器，配置為讀取一個或多個第二識別 特征。在一些實施例中，所述認證單元進一步包括外殼，所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器 均包含在所述外殼內(nèi)。[0013]在一些實施例中，所述近場閱讀器包括光學元件，所述遠場閱讀器包括光學元件， 且至少一個光學元件在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享。在一些實施例中，所 述至少一個共享的光學元件包括分束器。在一些實施例中，所述至少一個共享的光學元件 包括可切換反射鏡。在一些實施例中，所述至少一個共享的光學元件包括透鏡。在一些實 施例中，所述透鏡配置為可以在用于近場讀取的位置和用于遠場讀取的位置之間移動。[0014]在一些實施例中，所述認證單元進一步包括由所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器 共享的圖像傳感器。在一些實施例中，所述圖像傳感器可為CMOS圖像傳感器或CCD圖像傳 感器。在一些實施例中，所述圖像傳感器配置為相對于所述認證單元的近場部分和所述認 證單元的遠場部分機械地移動。在一些實施例中，所述圖像傳感器配置為在所述認證單元 的近場部分的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間可 滑動地移動。在一些實施例中，所述圖像傳感器配置為具有沿著所述認證單元的近場部分 的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間的角路徑的相 對移動。[0015]在一些實施例中，所述認證單元包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器，所述第 一圖像傳感器配置為被所述近場閱讀器用來讀取所述第一識別特征，且所述第二圖像傳感 器配置為被所述遠場閱讀器用來讀取所述第二識別特征。這些圖像傳感器中的每一個圖像 傳感器可為CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器[0016]在一些實施例中，所述近場閱讀器包括第一透鏡，所述遠場閱讀器包括第二透鏡。 所述第一透鏡和所述第二透鏡可以以相對于彼此的固定的空間關系被設置。[0017]在一些實施例中，所述認證單元進一步包括近距離傳感裝置。此處其將被稱為“近 距離傳感器”，雖然其可以是在所述閱讀器被推向表面時被按下的觸覺(tactile)開關或 其他開關。當所述近距離傳感器處于第一狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且當所述近距離 傳感器處于第二狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。在一些實施例中，所述近距離傳感可為按鍵 (例如觸覺開關或其它開關)。當所述按鍵處于被按下的狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且 當所述按鍵處于未被按下的狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。[0018]在一些實施例中，所述認證單元包括第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件，所述第一發(fā)光元件配置為當所述近場閱讀器被使用時被啟動，所述第二發(fā)光元件配置為當所述遠場閱 讀器被使用時被啟動。[0019]在一些實施例中，所述近場閱讀器配置為將用于讀取所述第一識別特征的光線沿 第一光學軸線投射，所述遠場閱讀器配置為將用于讀取所述第二識別特征的光線沿第二光 學軸線投射。所述第二光學軸線的至少一部分是不與所述第一光學軸線重合的。[0020]在一些實施例中，所述基于固有無序的第一識別特征包括包含在標簽或物體的磁 性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序設置。在一些這些實施例中，所述近場閱讀 器包括磁光襯底，所述磁光襯底允許所述磁性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序 設置被光學地檢測到。所述近場閱讀器可以進一步適用于讀取與所述標簽或物體上的所述 磁性指紋區(qū)域重疊的光學特征。在一些實施例中，所述光學特征可包括條形碼。在一些實 施例中，所述認證單元可以包括磁光襯底，所述磁光襯底配置為允許光線通過所述磁光襯 底，以讀取所述光學特征以及所述第一識別特征。所述近場閱讀器可包括:第一發(fā)光元件， 配置為發(fā)射具有用于讀取所述第一識別特征的第一波長的光線；以及第二發(fā)光元件，配置 為發(fā)射具有用于讀取所述光學特征的第二波長的光線。所述磁光襯底可包括波長選擇反射 鏡(例如分色反射鏡或介電反射鏡)，所述波長選擇反射鏡配置為反射所述第一波長的光 線，并允許所述第二波長的光線通過所述波長選擇反射鏡。本文以下可互換地使用術語“分 色”和“介電”反射鏡，以指能選擇性地反射可見光譜的一部分的反射鏡。替換或附加地，所 述磁光襯底可包括未遮蓋整個視場的反射鏡，使得存在用于使光線通過所述反射鏡并被所 述圖像傳感器檢測到的孔。[0021]在一些實施例中，配置為至少讀取基于固有無序的第一識別特征的所述近場閱讀 器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量 子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣 材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于對于不借助外力的肉眼可 為不可見的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導 體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器。在一些 實施例中，所述遠場閱讀器選自條形碼閱讀器、光學特性閱讀器以及射頻識別(RFID)閱讀 器。[0022]本申請的一些實施例提供一種掃描模塊，包括:與電路組合起來的如前述實施例 之一的認證單元，所述電路配置為接收來自所述認證單元的信號；以及接口，配置為與主機裝置通信。[0023]在一些實施例中，所述認證單元、所述電路以及所述接口均安裝在單個印制電路 板(PCB)上。在其它實施例中，所述認證單元通過電纜連接到上面配備有所述電路和接口 的PCB上。[0024]在一些實施例中，所述電路包括微控制器和存儲器。所述存儲器可包含指令，當所 述微控制器執(zhí)行所述指令時，使所述掃描模塊以選中的操作模式操作。[0025]本申請的進一步的實施例提供一種認證單元，包括:第一近場閱讀器，配置為讀取 基于固有無序的第一識別特征；以及第二近場閱讀器，配置為讀取第二識別特征，其中所述 第一識別特征和所述第二識別特征以相對于彼此的預定的非重疊的空間關系被設置。[0026]在一些實施例中，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征的所述第一近場閱讀器為以下所列之一:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨 機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或 弱磁性矩陣材料(例如墨水)的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于對 于不借助外力的肉眼可為不可見的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/ 或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒 子的閱讀器。在一些實施例中，所述第二近場閱讀器可為這些固有無序閱讀器中的任意一 個、磁條閱讀器、近場條形碼閱讀器或近場RFID閱讀器。[0027]在一些實施例中，所述認證單元適用于讀取來自第一識別特征組的第一信號和來 自第二識別特征組的第二信號，所述識別特征組封裝在待識別的標簽或物體之上、之中或 其附近，所述第一識別特征組包括無序材料，并且自所述第一識別特征組讀取的所述第一 信號依賴于所述材料的內(nèi)在無序。在一些這樣的實施例中，所述第二識別特征組可包括條 形碼、光學特性、射頻識別(RFID)標簽、智能芯片和/或寫在磁性介質上的磁性信息。在一 些這樣的實施例中，所述認證單元包括適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第 一信號和來自所述第二識別特征組的所述第二信號的讀取元件，而在其它實施例中，所述 認證單元包括:第一讀取元件，適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第一信號； 以及第二讀取元件，適用于讀取來自所述第二識別特征組的所述第二信號。[0028]在一些實施例中，所述認證單元進一步包括配置為至少部分地處理所述第一信號 和所述第二信號的處理元件。所述處理器可配置為:根據(jù)讀取所述第一信號和/或所述第 二信號的順序和/或時機，聯(lián)結所述第一信號和所述第二信號，或僅讀取所述第二信號。所 述處理器可配置為:根據(jù)對所述第一信號和/或所述第二信號在讀取中存在與否的確定， 一起或分別處理所述第一信號和/或所述第二信號。在一些實施例中，所述認證單元進一 步包括通信元件，所述通信元件適用于與封裝所述認證單元的裝置的其它組成部分可通信 地聯(lián)結，或者與遠程/外部裝置或遠程/外部系統(tǒng)直接通信。[0029]本申請的一些實施例提供一種系統(tǒng)，用于讀取并識別適用于被識別的標簽或物 體，所述系統(tǒng)包括:裝置；所述裝置包含上述的認證單元，以及下述中的一項或多項:鍵盤、 CPU、屏幕、用于外部通信的電路、電池、一個或多個按鍵、存儲器、以及固件。用于識別所述 標簽或物體的數(shù)據(jù)可被存儲在所述認證單元或所述裝置的存儲器中。替換地，所述系統(tǒng)可 包括存儲用于識別所述標簽或物體的數(shù)據(jù)的后端服務器，所述裝置與所述后端服務器通 信，以識別所述標簽或物體?！緦＠綀D】
【附圖說明】[0030]附圖中，同樣的附圖標記在不同視圖中通常指相同的部件。附圖不一定是按比例 的，相反重點通常放在顯示本申請的原理。在隨后的說明中，參考以下【專利附圖】
【附圖說明】了本申請的 各種實施例，附圖中:[0031]圖1A和圖1B分別示出根據(jù)本申請的實施例的作為固有無序特征的在待讀出的標 簽中使用的磁性粒子的俯視圖和透視圖；[0032]圖2A和圖2B示出根據(jù)本申請的實施例的具有可以被讀取的識別特征的進一步的 示例標簽；[0033]圖3A至圖3E示出根據(jù)本申請的實施例的可以被讀取的磁性信息和光學信息重疊于其上的示例標簽的各種視圖；
[0034]圖4示出用于讀取標簽的磁性特征的示例讀取元件的橫截面視圖；
[0035]圖5示出根據(jù)本申請的實施例的具有近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證特征閱讀器的認證單元的橫截面視圖；
[0036]圖6A和圖6B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的另一示例的橫截面視圖；
[0037]圖7A和圖7B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的進一步的示例的橫截面視圖；
[0038]圖8示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的又一示例的橫截面視圖；
[0039]圖9A和圖9B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的另一示例的橫截面視圖；
[0040]圖1OA和圖1OB示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的進一步的示例的橫截面視圖，所述示例通過透鏡系統(tǒng)的機械移動，以在讀取近場固有無序特征和讀取遠場特征之間切換；
[0041]圖1lA和圖1lB示出針對圖1OA和圖1OB的示例實施例的光學路徑；
[0042]圖12A和圖12B示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的另一示例的橫截面視圖；
[0043]圖13A至圖13D示出根據(jù)本申請的實施例的認證單元的又一示例的視圖；
[0044]圖14A和圖14B示出包括根據(jù)本申請的實施例的認證單元的集成掃描裝置；
[0045]圖15示出利用包括根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊的讀取裝置的防偽系統(tǒng)的整體視圖；
[0046]圖16示出包括近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證閱讀器的認證單元的替換實施例；
[0047]圖17示出包括近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證閱讀器的認證單元的進一步的替換實施例；
[0048]圖18示出包括第一近場固有無序閱讀器和第二近場識別和/或認證閱讀器的認證單元的替換實施例；
[0049]圖19A和圖19B示出根據(jù)本申請的進一步的替換實施例的包括近場固有無序閱讀器和遠場識別和/或認證閱讀器的讀取裝置；以及
[0050]圖20示出包括根據(jù)本申請的實施例的認證單元的系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0051]如上所述，在識別、認證和防偽系統(tǒng)中使用一種以上的識別技術以強化保護將是有用的。因此，本申請?zhí)峁┮环N單獨的集成單元，其包括固有無序型閱讀器和用于至少一種其它識別和/或認證特征的閱讀器。通過將這兩種閱讀器置入同一集成電路，能取得效益，例如共享部分光學器件。針對各種應用，可以由更大的主機裝置的制造商將包含這樣的閱讀器和解碼所述閱讀器提供的信號的電子裝置的單個集成單元(本文中稱為“掃描模塊”)集成到所述更大的主機裝置中，而不要求這樣的應用特有的主機裝置的制造商完全理解、設計或制造用于所述固有無序特征或所述至少一種其它識別和/或認證特征的閱讀器。
[0052]鑒于固有無序特征的讀取通常是近距離地(典型地在IOcm以下處，更典型地在小于3cm處)完成的，由于特征的尺寸和希望的讀取精度，根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊中的第一閱讀器能用于近距離處，或(在一些實施例中)所述閱讀器與待讀取的特征接觸。這樣的閱讀器將被稱作“近場”閱讀器，因為其在近距離處讀取特征，即在讀取所述特征的過程中的某一階段，所述閱讀器的至少一部分距離所述特征IOcm以內(nèi)。
[0053]鑒于其它識別特征(例如條形碼或RFID)典型地可在略遠的距離(例如對于條形碼，典型地在6cm到60cm之間；且對于RFID，根據(jù)RFID標簽的類型，通常在I米或更遠)處讀取，根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊中的第二閱讀器可以是更遠距離的閱讀器。這樣的閱讀器將被稱作“遠場”閱讀器，因為其在更遠的距離處讀取特征。
[0054]替換地，在一些實施例中，固有無序閱讀器和第二閱讀器均可以為近場閱讀器，所述近場閱讀器讀取具有預定的非重疊的空間關系的特征。
[0055]使用既具有近場閱讀器又具有遠場閱讀器的實施例允許根據(jù)本申請的實施例的讀取裝置用作例如“正常的”條形碼閱讀器，在顯示這樣的額外的安全認證可能有用時，該“正常的”條形碼閱讀器也能讀取基于空間固有無序的認證或防偽特征。例如，如果掃描條形碼或RFID標簽的用戶注意到附著于物體的標簽可能已被篡改，根據(jù)本申請的實施例，則可以使用包含同一集成掃描模塊的閱讀器使用基于固有無序的特征來進行復核，所述基于固有無序的特征是更難或實際上不可能篡改或偽造的。
[0056]本申請的第一示例實施例讀取固定區(qū)域中的基于磁性粒子的隨機位置的固有無序特征，使得所述區(qū)域以高分辨率擁有這樣的磁性粒子的獨特樣式。如下所示，使用本實施例的標簽包括形成磁性指紋區(qū)域的可磁化粒子或磁性粒子。
[0057]圖1A和圖1B分別示出根據(jù)本申請的實施例的作為固有無序特征的在要讀取的標簽102中使用的磁性粒子104 (優(yōu)選具有高磁矯頑力的)的俯視圖和透視圖。為獲得清楚的磁光信號，應該使用形成磁性指紋區(qū)域106的具有高磁通量的高矯頑力磁性材料的粒子104。圖1B顯示，在本實施例中，磁性粒子104形成夾在基層108和覆蓋層110之間的層?；鶎?08和覆蓋層110通常由材料薄膜形成，基層108提供對磁性粒子104的支撐，覆蓋層110提供抵抗環(huán)境和磨損的防護?？捎糜诟采w層110的最大厚度依賴于磁性粒子104產(chǎn)生的磁場強度(磁場強度本身是例如磁性粒子104的殘留磁化強度、其尺寸、磁性粒子104的取向以及磁取向的函數(shù))、粒子之間的距離和尺寸、用于讀取磁場的讀取元件的敏感度以及所期望的整個系統(tǒng)的分辨率。
[0058]磁性粒子104可以分布在非磁性或弱磁性矩陣材料(例如聚合物材料、金屬材料、玻璃材料或陶瓷材料)內(nèi)。非磁性或弱磁性矩陣材料提供以下中的一種或多種:粒子防護(尤其是對水汽的防護，如果粒子容易受到腐蝕的話)；存在的其它層和粒子之間的凝聚力(即非磁性材料將磁性粒子鎖定在位置上——例如一種粘合劑形式)；以及便于將粒子應用于所述基層或覆蓋層。此時“磁性粒子104”理解為在適用的情況下包括非磁性或弱磁性矩陣材料。在某些情況下，可能沒有特定的基層108，磁性粒子104可以直接與標簽底部處的粘合層接觸，或者磁性粒子104可以是暴露的。
[0059]磁性粒子104可以包括高矯頑力材料。這樣的高矯頑力材料的示例是包括NcUFe和B的釹磁鐵。磁性粒子104可以包括鐵氧磁(ferrimagnetic)材料、反鐵磁材料、鐵磁材料或在連續(xù)材料內(nèi)的磁性質變化的域(包括引起可變磁性質的空隙)及其組合。鐵磁材料可以選自由以下材料組成的組:MnBi ；CrTe ；EuO ；Cr02 ；MnAs ；Fe ；Ni ；Co ；Gd ；Dy ;Fe、N1、Co、Sm、Gd、Dy及其組合的相應合金和氧化物。
[0060]圖2A和圖2B示出根據(jù)本申請的實施例的具有可以被讀取的識別特征的標簽102的進一步的示例。由于附加的識別特征提供附加的安全性或信息，因此可采用多項識別 特征。根據(jù)本申請的實施例可以被讀取的這些附加識別特征中的一些包括但不限于:磁 性條形碼、磁性邊界、磁性字母數(shù)字字符、磁性框標、光學條形碼(包括各種產(chǎn)業(yè)規(guī)范例如 DataMatrix的線性和二維的)、光學框標、光學字母數(shù)字字符以及其它可視標記。如進一步 的示例，標簽102可包括射頻識別(RFID)芯片、安全墨水或全息圖。條形碼202在圖2A中 顯示為與磁性指紋區(qū)域106重疊。條形碼202可以以常規(guī)墨水印制，或在一些實施例中可 以使用隱形墨水例如紫外或紅外“光學”墨水印制，所述“光學”墨水不能被肉眼在白色光 線下輕易檢測到、但能使用適當改造的讀取裝置或通過用電磁譜的一個或多個具體波長照 亮標簽102而被檢測到并讀取。磁性和光學識別特征可以通過使用多層而相對于掃描區(qū)域 被定位在同一位置處，或可以以任何其它預定的相對于彼此的空間關系(包括重疊構形和 非重疊構形)被定位。[0061]圖2A顯示具有磁性指紋區(qū)域106的標簽102。二維條形碼202與磁性指紋區(qū)域 106部分重疊，多個磁性字母數(shù)字字符206被定位在二維條形碼202的四個角處。注意雖然 磁性指紋區(qū)域106在圖2A和圖2B中示出，但指紋區(qū)域106可以處在印制有條形碼202的 不透明覆蓋層后。因此，用戶不一定實際見到指紋區(qū)域106。此外，當被放置在標簽102的 相同或不同的層上時，磁性和光學特征可以重疊。[0062]圖2B顯示具有磁性指紋區(qū)域106的標簽102的另一示例。二維條形碼202與磁 性指紋區(qū)域106重疊。二維條形碼202被邊界208包圍，第一框標210定位在邊界208的 右上角處。第二框標212定位在左上角處，鄰近第二框標208。磁性字母數(shù)字字符214定位 在邊界208附近。[0063]在一些實施例中，讀取元件可讀取標簽102的重疊的光學和磁性特征。重疊以及 類似術語理解為指處于相同的區(qū)域、重疊或在彼此上面。標簽102的光學和磁性特征可以 在標簽102的相同或不同的層上重疊。讀取重疊的光學和磁性特征可以允許更小的標簽 102。還可以提供磁性和光學特征之間的更精確的相關，因為用作磁性特征的指紋匹配的參 考的光學特征在物理上與磁性特征更接近了。以下說明用于讀取光學和磁性特征的集成掃 描模塊。在一些實施例中，可以使用集成掃描模塊的長程讀取部分在一距離處讀取標簽102 的光學特征，同時可使用集成掃描模塊的短程或接觸的讀取部分讀取標簽102的磁性特征 (即標簽的固有無序特征)。在一些實施例中，至少一些光學特征可以被集成掃描模塊的短 程和長程部分讀取。[0064]圖3A至圖3E示出磁性信息和光學信息重疊于其上的示例標簽102的各種視圖。 在圖3A中，標簽102可包括:覆蓋層110，在其上表面印制有光學條形碼(未示出)(本文 中“條形碼”視為包括數(shù)據(jù)矩陣碼和其它機器可讀的光學信息)；磁性指紋區(qū)域106，其為定 位在覆蓋層110下的層；以及定位在磁性指紋區(qū)域106下的粘合層302。注意僅出于示意 而將光學標記顯示為條形碼。本圖和其它圖的以下說明應視為是一般性的，并不僅限于條 形碼。[0065]圖3B顯示標簽102的俯視光學視圖。可以從標簽102的俯視圖中見到印制在標 簽102的表面上的條形碼202的光學信息。[0066]圖3C顯示標簽102的俯視磁性視圖。如果用戶能攝取標簽102的磁性圖像，用戶 能有效地看“穿”覆蓋層110和光學信息202，并“見到”包含在磁性指紋區(qū)域106內(nèi)的磁場或磁性粒子304。[0067]圖3D顯示合成圖像(即彼此疊加的光學和磁性特征)的俯視圖。當俯視時可清 除見到，條形碼202和磁性粒子304彼此重疊。[0068]當標簽102被僅能讀取給定區(qū)域中的光學或磁性特征的讀取元件掃描時，圖3E顯 示得到的掃描，其中為了說明的目的，掃描磁性指紋區(qū)域106的一半，掃描光學條形碼202 的另一半。當光學條形碼202為數(shù)據(jù)矩陣碼(如所示)或另一二維條形碼符號時，僅掃描 所述區(qū)域的一半可能不足以完全解釋條形碼中編碼的信息。[0069]根據(jù)本申請的實施例，可以使用例如讀取條形碼的常規(guī)方法在一距離處讀取所述 光學特征(即條形碼202)。例如，LED (發(fā)光二極管)或其它光源可以用于照亮條形碼202， 并且可以將條形碼202的圖像投射到電荷稱合器件(charge-coupled device, CCD)或互補 金屬氧化物半導體(complementary metal-oxi de-semi conductor, CMOS)圖像傳感器上。 然后可以解析來自所述圖像傳感器的圖像，以讀取存儲在條形碼中的信息。這種或其它種 類的條形碼閱讀器在領域中是已知的，并且可在根據(jù)本申請的實施例的集成掃描模塊的一 部分中使用任何遠場條形碼讀取技術。這種條形碼閱讀器一般適于讀取:多個一維條形碼 碼制(symbology)，包括(但不限于):EAN/UPC、RSS、編碼 39、編碼 128、UCC/EAN128、ISBN、 ISBT、交織(Interleaved)、矩陣(Matrix)、工業(yè)和規(guī)范(Industrial and Standard) 5 之 2、 條形碼(Codabar)、編碼93/931、編碼11、MS1、Plessey、Telepen和郵政編碼；以及二維條 形碼碼制，包括(但不限于):數(shù)據(jù)矩陣(Data Matrix)、PDF417、Micro PDF417、Maxicode、 QR、Aztec 以及 ΕΑΝ.UCC 復合體。[0070]圖4顯示用于讀取如圖1至圖3中示出的標簽的磁性特征(即固有無序特征)的 示例讀取元件402的橫截面視圖。將理解，參考圖4所述的讀取元件402是為了解釋讀取 所述磁性特征的過程。以下顯示并描述這樣的讀取元件的更加緊湊的設計，所述讀取元件 與根據(jù)本申請的實施例的至少用于第二識別或認證特征的讀取元件一起組合為集成認證單元。[0071]圖4中的讀取元件402包括光學處理單元404和磁光襯底406。光學處理單元404 包括多個組成部分，所述組成部分包括光源408、兩個偏振器410和412、分束器414、透鏡系 統(tǒng)416 (雖然圖4中僅示出了一個透鏡，但將理解，一般而言，可以使用一系列透鏡元件，以 實現(xiàn)良好品質的圖像)以及光學檢測器418 (例如CCD或CMOS圖像傳感器)。[0072]針對圖4顯示并描述的構形僅用于示意，并且所述構形可以變化。例如，透鏡系統(tǒng) 416和偏振器412的定位可以互換，或偏振器412可以被放置在透鏡系統(tǒng)416內(nèi)。此外，透 鏡系統(tǒng)416內(nèi)的一些透鏡可以被定位在分束器414前面，或分束器414可以位于透鏡系統(tǒng) 416中的系列透鏡內(nèi)。此外，如果光源408發(fā)射偏振光線，則可能僅需要一個偏振器，或例如 可以使用一個與偏振分束器組合起來的偏振器。[0073]磁光襯底406包括光學透明襯底420和多個磁光涂層，例如第一涂覆層422、第二 涂覆層424和保護層426?？梢杂懈鞣N適合的設置。例如，如在美國專利號5，920，538中所公 開的，光學透明襯底420可以是諸如可以進一步包含其它組成部分例如鈧(scandium)的釓 嫁石槽石(gadolinium gallium garnet)的單晶石槽石(mono-crystalIine garnet)，所述 第一涂覆層或磁光薄膜422可以是包括例如鐵氧體石槽石(ferrite-garnet)薄膜的法拉 第旋轉器，所述第二涂覆層或反射層424可以為包括例如禮鐵氧體(gadolinium ferrite)的克爾旋轉器，并且可以用反射或透明保護層426進一步涂覆第二涂覆層424。
[0074]光源408可以為偏振源或非偏振源。偏振源的一些示例包括某些類型的激光器，非偏振光源的一些示例包括發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)。此外,光源408可以是單色的，盡管其它可選方案例如白色光源也可以是適合的。來自光源408的光線通過第一偏振器410，然后入射到分束器414上。所述光線的相當大的部分被分束器414朝磁光襯底406反射。該光線的至少一部分被一個或多個磁光涂層422、424和426反射，并向分束器414折回。在抵達光學檢測器418之前，所述光線的相當大的部分通過分束器414，穿過透鏡系統(tǒng)416和第二偏振器412行進，光學檢測器418捕獲代表在磁光涂覆層422、424和426處存在的磁場的圖像。注意盡管在圖4中光路一般以箭頭代表，但這并不意味著光線僅沿該單個路徑行進。一般而言，光線可以在這樣的區(qū)域上，所述區(qū)域的寬度足以成像磁光襯底406的希望的區(qū)域。進一步注意，第二偏振器412相對于入射光線的偏振被轉動(在圖4中“入射光線的偏振”是指剛通過第一偏振器410之后的光線的偏振)。可以相對于入射光線的偏振來調諧第二偏振器148 (或反之)，以根據(jù)被測量的磁場來確保最大圖像對比度。注意當使用偏振源時，僅需要一個偏振器。
[0075]本文中所有圖像均不是按比例的。例如，較之其它圖，圖4(以及其它圖)中示出的磁光襯底通常被加厚，以允許各種涂覆層的清楚劃界。
[0076]保護層426用于保護所述第一涂覆層或磁光薄膜422和所述第二涂覆層或反射層424不受任何損害。保護層426可以是硬而薄的涂層例如類金剛石碳(diamond likecarbon, DLC)或四面體無定形碳(tetrahedral amorphous carbon, ta_C),或可以是透明的，例如氧化鋁(A1203)，但不限于此。根據(jù)所選材料及其內(nèi)部應力，保護層426的厚度在幾個納米至幾個微米的范圍內(nèi)，但不限于此。
[0077]光學處理單元404中的組成部分和磁光襯底406中的層設置可以具有相對于彼此固定的空間關系。這是指，至少主要光學組成部分(例如光學檢測器418、透鏡系統(tǒng)416、偏振器410和412、分束器414以及磁光襯底406)均相對于彼此固定，使得它們可以被視為形成固體組件，即讀取元件402。
[0078]讀取元件402可以使用標簽102的磁光讀取，其中光線被磁光襯底406在讀取元件402內(nèi)內(nèi)部地反射。這是指，用于解析磁場的光線不反射出標簽102的表面。如果是這樣，因為磁光襯底406僅允許極少或不允許光線通過，則處在標簽102表面上的光學信息就不能被讀取。
[0079]替換地，至少一些光線通過第一涂覆層422、第二涂覆層424和保護層426。假設標簽102的表面是充分地反射性的，則光線還將自標簽102表面的至少一些部分被反射，并折回通過讀取元件402，以被光學檢測器150捕獲。即，至少一部分光線自標簽102表面被反射，并且不在讀取元件402內(nèi)被內(nèi)部地反射。假設標簽102的至少一部分是充分地反射性的，則光學檢測器150將檢測被磁性特征和光學特征改變的光線的組合。
[0080]可以使用進一步的替換的設置用相同的讀取元件讀取磁性以及光學特征。例如，可以使用用于解釋條形碼和磁性特征的不同波長的光線。如果所述磁光襯底優(yōu)先在綠色域中工作，則可以使用該域讀取所述磁性信息，同時紅色域例如可以被用于解釋所述光學信息?？梢酝ㄟ^在所述讀取元件中使用兩個不同光源(例如綠色光源被偏振，而紅色光源未被偏振)而進一步改善這種系統(tǒng)。此外，可以使用波長選擇性的第二涂覆層424，諸如分色或介電反射鏡。分色和介電反射鏡是薄的薄膜反射鏡，其反射所選(或一范圍的)波長的光線，同時允許其它波長透射通過所述反射鏡。因此，第二涂覆層424可以包括反射綠色光線、但允許紅色光線透射的波長選擇性的反射鏡。該構形允許所述圖像的紅色域為光學圖像，同時綠色域為所述磁性特征的圖像。
[0081]現(xiàn)在參考圖5描述根據(jù)本申請的實施例的集成認證單元500的第一示意性實施例。光學處理單元(例如CMOS圖像傳感器)520安裝在印制電路板(printed circuitboard，PCB) 510上。分束器540在與所述成像的表面成45°處安裝在光學處理單元520前面。自上方通過分束器540的光線來自設計為獲取遠程物體或表面的光學圖像的光學器件。這些光學器件包括一系列透鏡元件570、571和572以及小孔560。優(yōu)選所述遠程物體或表面由發(fā)光元件550和551照亮(這些發(fā)光元件可以例如是發(fā)光二極管，即“LED”)。
[0082]被分束器540朝光學處理單元520反射的光線來自設計為自接觸或貼近磁光襯底580的物體或表面獲取(例如可以包含條形碼信息、框標等的)磁性和光學信息的認證單元500的磁光/光學成像部分。所述認證單元的該部分包括處在(可為LED的)發(fā)光元件553前面的第一偏振器590 ;還可以包括第二發(fā)光兀件552 (其可為與發(fā)光兀件553波長不同的LED)。反射鏡表面545 (可替換地為棱鏡的)用于再投射光線。所述認證單元500的該部分還包括一系列透鏡兀件573、574和575以及小孔561。還有第二偏振器591和磁光襯底580。此外，認證單元500具有保護性外殼530，外殼530保護該外殼的各個組成部分，同時確保使至少一些所述組成部分保持相對于彼此基本固定的空間關系。
[0083]注意分束器540可以是任何類型的分束器，例如平板分束器或立方分束器。替換地，分束器540可以被可切換反射鏡取代，并可使用可切換反射鏡、分束器、電子快門，棱鏡等的各種組合獲得相似的效應。該構形使認證單元500能遠程地讀取光學信息(例如條形碼)，并還能貼近或接觸磁光襯底580讀取磁性/光學信息(即固有無序特征)。
[0084]此外，在圖5和隨后的說明中，構思了磁光襯底580的外表面可以涂覆各種層，包括法拉第旋轉層、保護層和反射鏡層。反射鏡層可以是分色(或介電)反射鏡層，使得一范圍的波長的光線能通過所述涂層，同時另一范圍的波長被所述涂層反射。例如，所述分色反射鏡涂層可以選為基本透射波長長于?590nm的光線(例如橘紅色/紅色光線)，同時基本反射波長低于?590nm的光線(例如黃色/綠色/藍色/紫色光線)。通過控制自發(fā)光元件552和553發(fā)射的光線，該分色反射鏡涂層能同時提供同一襯底的干凈的磁性和光學圖像。例如，如果發(fā)光元件552 (優(yōu)選其前面不具有偏振器)選擇為紅色(即高于?590nm的波長)，則該無偏振紅色光線將通過所述分色反射鏡，并被所述磁光襯底前面的標簽或表面反射。該反射光線將再次通過分色反射鏡，并被投射至光學處理單元520。因此，(自該光學路徑)照射光學處理單元520的紅色光線將僅包含關于在磁光襯底580前面的表面或物體的光學信息。如果發(fā)光兀件553被選為發(fā)射(波長小于?590nm的)綠色光線,則該綠色光線將被偏振器590偏振，并將被所述分色反射鏡層反射。因此，照射光學處理單元520的該反射綠色光線將不攜帶關于在磁光襯底580前面的表面或物體的任何光學信息。相反，照射光學處理單元520的綠色光線攜帶關于在磁光襯底180前面的表面或物體的磁性信息。
[0085]通過相對于偏振器590的旋轉來旋轉偏振器591的偏振角而強化該“信息”。例如，讓我們假定理想的情況，其中如果在該點處存在強局域磁北場，則所述磁光襯底將所述反射綠色光線順時針局域地旋轉5°，但如果存在強局域磁南場，則所述磁光襯底將所述反 射綠色光線逆時針局域地旋轉5°。如果不存在局域磁場，則反射綠色光線保持其偏振角 并且不轉動。假設例如偏振器591的偏振角相對于偏振器590順時針轉動85°。如果不 存在磁場，則照射偏振器591的反射綠色光線將在自偏振器591的偏振角85°處偏振，因 此將幾乎沒有光線通過。但如果有局域南場，則所述反射綠色光線會被逆時針轉動5° ;因 此當照射偏振器591時，所述反射綠色光線將在與偏振器591成90°處偏振。這意味著即 便有也僅有極少光線會通過。但如果局域北場存在，則所述反射綠色光線將會順時針轉動 5° ;當照射偏振器591時，所述反射綠色光線因此將會僅在自偏振器591的偏振方向80° 處偏振。因此，北磁場將會顯現(xiàn)為光學處理單元520攝取的圖像上的亮斑，南磁場將會顯現(xiàn) 為局域暗色/黑色區(qū)域，非磁性區(qū)域將會顯現(xiàn)為暗色(但并不非常黑)的背景。使用這種 構形，所述反射綠色光線可以用于獲取來自與磁光襯底580接觸或貼近的表面或襯底的磁 性信息。[0086]注意某些光學處理單元例如CMOS傳感器非常適于將所述圖像分裂為紅色、綠色 和藍色組成部分，因為所述光學處理單元的表面是單個紅色、綠色和藍色光線傳感器的陣 列。因此以這樣的CMOS傳感器攝取的圖像被固有地分裂為所述圖像的各種紅色、綠色和藍 色組成部分(實際上，來自這樣的傳感器的全色圖像多少是這三個組成部分的人為組合)。 因此，如果將CMOS傳感器用于光學處理單元520，則緣于CMOS傳感器的性質，來自紅色光線 和綠色光線的圖像是自動地分裂的。應理解，自CMOS被測量的紅色、綠色和藍色信號不一 定分別是各紅色、綠色和藍色光線組成部分的純粹表征，可能需要一些數(shù)學減法/歸一化 步驟。這些技術是熟知的，因為該效應是許多CMOS傳感器中固有的，所以其制造商典型地 提供如何實現(xiàn)這一點的記錄文檔。[0087]但以上可能發(fā)生的一個問題是來自兩個不同光路的信號之間的串音(一個光路 適用于光學地成像遠程表面和物體，另一個光路適用于成像在磁光襯底580前面的磁性/ 光學表面和物體)。該問題能以各種方式得到解決，包括以下相對于替換的實施例討論的一 些方式。應對該問題的方式包括例如當希望讀取遠程光學表面或物體時，使發(fā)光元件550 和551發(fā)射綠色光線，使發(fā)光元件552和553關閉。此時，假設磁光襯底580涂覆有以上所 述的分色反射鏡層，則基本所有抵達光學處理單元520的綠色光線都將來自希望的遠程成 像光學路徑。此時為了成像所述襯底，可以忽略紅色和其它光線，因為其將包含來自包含 磁光襯底180的光學路徑的串音。當希望獲取來自包括所述磁光學襯底的光學路徑的信息 時，則可以關閉發(fā)光元件550和551，并可以(同時或相繼地)使用發(fā)光元件552和553照 射在磁光襯底580前面的表面/物體?？扉T(圖5中未不出)可以用于關閉小孔560。替 換地，如前所述，分束器540實際上可以為被激活為變得完全反射性的可切換反射鏡。[0088]注意在圖5和其它圖示中，各種非關鍵組成部分被故意地略去，以有助于關鍵組 成部分的清楚描述。圖5中故意地省去的組成部分的示例為使印制電路板510能與封裝認 證單元500的裝置中的另一母板(mother board)通信的柔性電路/電纜。還可以對設計 作各種變型。例如，盡管發(fā)光元件550、551、552和553被顯示為單個發(fā)光元件，但應理解， 可以使用多個發(fā)光元件取代這些發(fā)光元件中的每一個。此外還可以使用不同類型的照明器 (例如環(huán)形照明器)。此外，可以使用(例如示出在圖7A和圖7B中的)離軸設計，或其它 離軸照明器，從而不需要再使用分束器540。[0089]圖6A和6B顯示認證單元600的另一示例實施例，能遠程地讀取光學信息(例如條 形碼)，并能在與磁光襯底580貼近或接觸處讀取磁性/光學信息。在該實施例中，缺少反 射鏡545 (圖5中所示)，因此用于讀取遠程光學信息和接觸/貼近的磁性/光學信息的光 學路徑彼此成90°。認證單元600進一步包括外部外殼630、彈簧610和傳感器元件620。[0090]在圖6A中，在標準位置上示出所述認證單元，即彈簧元件610伸長，保護性外殼 530及其內(nèi)包含物被彈簧610自傳感器元件620推離。在該位置上，設計為獲取遠程物體 或表面的光學圖像的光學器件(其包括如參照圖5所述的相同的透鏡元件和發(fā)光元件等) 是在成像遠程物體/表面的位置上。如圖6A中可見，在該位置中小孔560和發(fā)光元件550、 551與在外部外殼630中的孔或縫隙對齊。這允許對遠程物體或表面作照明和成像。[0091]圖6B顯示認證單元600被向標簽640推。標簽640包括至少一組磁性或可自其 得到磁性信號的識別特征。標簽640附著于貴重物體650。當認證單元600被向標簽640 推時，彈簧610壓縮，直至最終具有足夠的推力，傳感器620由于貼近或接觸外殼530而被 激活。傳感器元件620可以是任何種類的貼近或接觸傳感器、開關或接觸按鈕，例如接觸外 殼530時被激活的按鈕。如果傳感器元件620不是機械或按鍵的"貼近傳感器"，而是傳 感外殼530的距離的電子貼近傳感器，則可將傳感器元件620設定為當外殼抵達距離傳感 器元件620的某個預定距離時則被激活。此時，用于成像遠程表面或物體的光學器件被外 部外殼630阻擋。如可見，小孔560及發(fā)光元件550和551被外部外殼630阻擋。因此，在 該位置中，基本所有抵達光學處理單元520的光線均來自設計為獲取來自與磁光襯底580 接觸或貼近的物體或表面的磁性/光學信息的光學器件。[0092]圖7A和7B顯示認證單元700的另一示例實施例。如圖7A中所示,該單元利用離 軸光學設計，其中用于讀取接觸/貼近磁性/光學信息的光學路徑與磁光襯底580和前透 鏡元件573、574的軸線不一致。在圖7B中示出用于自磁光襯底580向光學處理單元520 反射的光線的示意性光學路徑710。如可見，用于遠程光學成像(光線通過小孔560)的光 學路徑與用于讀取接觸/貼近磁性/光學信息的光學路徑成銳角地設置。圖7中所示構形 可以以各種方式做變型。例如，可以利用快門、可切換反射鏡等，以確保遠程成像系統(tǒng)和貼 近成像系統(tǒng)之間基本沒有串音。此外，可以做不同銳角或其它變型。[0093]圖8顯示認證單元800的進一步示例實施例，其使用兩個光學處理單元802和 804 (可以為例如CMOS圖像傳感器)，以在同一集成單元中讀取近場和遠場認證和/或識別 特征。認證單元800進一步包括在近場和遠場光學路徑中的透鏡806和808，和僅在遠場 光學路徑中的透鏡810和812。分束器814 (其可以可選地為可切換分束器或可切換反射 鏡)將光線投射至用于近場(即固有無序特征)的讀取的光學處理單元802 (并通過偏振 器816)以及用于遠場讀取識別或認證特征(例如條形碼)的光學處理單元804。[0094]當認證單元800用于近場讀取光學和磁性特征時，發(fā)光元件552和553可以被打 開，并且發(fā)光兀件550和551可以被關閉。來自發(fā)光兀件553的光線通過偏振器590,并攜 帶著磁光襯底580附近的磁性特征的信息被磁光襯底580 (其包括如上所述的分色或介電 反射鏡層)反射。該反射光線的至少一部分通過分束器814，然后通過偏振器816，以被光 學處理單元802讀取。來自發(fā)光元件552的光線通過磁光襯底580，并自被讀取的標簽或物 體的表面被反射。該光線的至少一部分通過分束器814，然后通過偏振器816，并也被光學 處理單元802讀取。圖示中許多組成部分的位置僅是為了方便和清楚。例如偏振器816示出為附著于光學處理單元802前表面處，但任何光學器件技術人員會清楚，該位置不一定是偏振器816的最佳位置，因為所述偏振器上的任何缺陷或劃痕均會被光學處理單元銳利地成像。留出一些間隙可以是更好的解決方案，但更難清楚地示出。
[0095]當認證單元800用于遠場讀取時，發(fā)光元件550和551可以被打開，發(fā)光元件552和553可以被關閉。光線自在一距離處被讀取的特征(例如條形碼)被反射，并通過磁光襯底580。該光線的至少一部分被分束器814反射，并通過透鏡810和812，以被光學處理單元804讀取。
[0096]圖9A和9B顯示認證單元900的進一步的實施例，其中分色反射鏡902和903以及反射鏡905和907將來自遠場讀取的光線沿光學路徑901 (如圖9A中所示)投射，并將來自近場讀取的光線沿光學路徑920 (如圖9B中所示)投射。
[0097]當認證單元900用于遠場讀取時，如圖9A中所示，發(fā)光元件550和551可以被打開，發(fā)光元件552和553可以被關閉。分色反射鏡902和903配置為使得它們允許來自發(fā)光元件550和551的光線通過(以投射到光學處理單元910上)，同時反射來自發(fā)光元件552和553的光線。
[0098]當認證單元900用于近場讀取時，如圖9B中所示，發(fā)光元件552和553可以被打開，發(fā)光兀件550和551可以被關閉。來自發(fā)光兀件552和553的光線自磁光襯底580的分色或反射層反射出，并被分色反射鏡902反射，以在被反射鏡905和907和分色反射鏡903投射到光學處理單元910之前，通過透鏡系統(tǒng)575和偏振器591。
[0099]盡管在圖9A和9B中示出的實施例中，在磁光襯底580中示出了可選的小孔560，但將會認識到，通過在磁光襯底580中使用分色反射鏡層，特定波長的光線可以在遠場讀取期間通過磁光襯底560，可以沒有小孔560。應理解，圖9A和9B的實施例為示例，并可以以各種方式做變型，和/或與參考其它實施例所述的元件組合。
[0100]還可以使用機械裝置，以在近場讀取固有無序特征和遠場讀取其它特征之間切換。圖1OA和IOB顯示認證單元1000的實施例，其中透鏡系統(tǒng)1002的位置確定所述系統(tǒng)是用于近場讀取還是遠場讀取。
[0101]當認證單元1000用于遠場讀取時，如圖1OA中所示，發(fā)光元件550和551可以被打開，發(fā)光元件552和553可以被關閉。透鏡系統(tǒng)1002可以機械地被定位在距離磁光襯底580相對較遠的位置處。透鏡系統(tǒng)1002的位置可以被預定，以允許在預定的距離處遠場掃描，或在一范圍內(nèi)可調，以允許所述系統(tǒng)聚焦在用于遠場掃描的一系列距離處。此外，自動聚焦系統(tǒng)(未被示出)可以用于確定在遠場掃描期間透鏡系統(tǒng)1002的適合位置。通過透鏡系統(tǒng)1002的光線被第二透鏡系統(tǒng)1004聚焦到光學處理單元1010上。
[0102]當認證單元1000用于近場讀取時，如圖1OB中所示，發(fā)光元件552和553可以被打開，發(fā)光元件550和551可以被關閉。透鏡系統(tǒng)1002可以被機械地定位在距離磁光襯底580相對較近的位置處，使得自磁光襯底580被反射的光線(即攜帶著磁光襯底580附近的磁場信息的光線)，以及自磁光襯底580附近的或與磁光襯底580接觸的物體被反射的光線被適當?shù)鼐劢沟焦鈱W處理單元1010上。
[0103]圖1lA和IlB顯示光束1102和1104通過如以上參考圖1OA和IOB所述的認證1000的透鏡系統(tǒng)1002和1004的路徑。圖1lA和IlB僅顯示相關的光學元件，光束聚焦到其上的光學處理單元1010和用于近場讀取的光束聚焦到其上的磁光襯底580 (如圖1OB和IlB中所示)。如圖1lA中可見，當遠場讀取發(fā)生時，透鏡系統(tǒng)1002在距離磁光學襯底580 相對較遠的位置處，并將光束1102在一距離處(圖中僅示出自通過磁光襯底580)聚焦到 光學處理單元1010上。在圖1lB中，當系統(tǒng)配置為用于近場讀取時，透鏡系統(tǒng)1002被定位 在距離磁光襯底580相對較近處,并可以將光束1104自磁光襯底580聚焦到光學處理單兀 1010 上。[0104]如圖12A和12B中所示實施例中可見，還可以使用其它機械裝置。在圖12A中顯示 的認證單元1200中，使用電動機械組成部分例如螺線管或馬達來改變光學處理單元1220 的位置。光學處理單元1220安裝在PCB510上，而PCB510安裝在移動結構1202上。螺線 管1204在光學處理單元1220用于近場讀取固有無序特征的位置和光學處理單元1220用 于遠場讀取另一特征(例如條形碼)的位置之間、在滑動側面輪廓1206內(nèi)移動所述移動結 構1202。檢測器開關1208和1210可以用于確定光學處理單元1220的位置，并在光學處理 單元1220在適當?shù)奈恢蒙蠒r停止螺線管1204。可以激活螺線管1204，以例如基于所述掃 描裝置上的掃描觸發(fā)按鈕或基于所述掃描裝置上的模式選擇而在用于讀取遠場特征的位 置以及用于讀取近場固有無序特征的位置之間移動所述光學處理單元。[0105]如圖12A中所示，當用于近場讀取固有無序特征時，光學處理單元1220(安裝在 PCB510上)在允許其近距離讀取固有無序特征的位置上。圖12B顯示處于允許光學處理單 元1220用于讀取遠場特征(例如條形碼)的位置上的光學處理單元1220。[0106]圖13A至圖13D顯示另一實施例，其中使用旋轉移動來定位用于在光學處理單元 1320上近場或遠場掃描的光學設置。如圖13A和13B中所示，認證單元1300的近場部分 1302和遠場部分1304配備在可轉體1306上。可轉體1306由步進馬達1308和齒輪組1310 轉動。如圖13A和13B中所示，對于固有無序特征的近場掃描，使近場部分1302轉動到光 學處理單元1320上。如圖13B中所示的檢測器開關1312可以用于確定所述裝置的“本來 (home) ” 位置。[0107]如圖13C和13D中所示，對于例如條形碼的遠場掃描，遠場部分1304可以轉動到 光學處理單元1320上方的位置上。步進馬達1308可以用于控制旋轉可轉體1306，以將遠 場部分1304定位在光學處理單兀1320上方的正確位置處。[0108]如以上所述各示例實施例中可見，基于固有無序的近場閱讀器(在這些示例中為 用于讀取磁性特征的閱讀器)與用于另一類型的特征的遠場閱讀器(例如光學條形碼閱讀 器)被組合在同一集成掃描模塊內(nèi)。通過將兩個閱讀器放置在同一集成模塊內(nèi)，可以共享 兩個閱讀器均具有的各種部件，例如參考圖5-7、圖9、圖12和圖13所述的實施例中的光學 處理單元520，和/或圖8的實施例中的光學路徑的部分。進一步地，至少包含固有無序閱 讀器和用于另一認證或識別特征的第二閱讀器的集成掃描模塊提供方便的單元，以可以容 易地集成為設計用于所述應用的其它裝置的形式包含了基本所有的用于各種各樣的應用 的認證/識別讀取能力。[0109]除參考以上示例實施例所述的組成部分外，附加的電子裝置可以用于接收來自光 學處理單元的信號并輸出指示例如編碼在條形碼或固有無序特征中的數(shù)據(jù)的信號。如圖 14A和14B中所示，在一些實施例中，集成掃描模塊1400可以包括認證單元1402(例如參考 圖5-13所述的認證單元)和包括電子組成部分的PCB1404，所述電子組成部分用于控制認 證單元1402,并解碼和傳達被認證單元1402接收的信號。在這些示例實施例中，PCB1404包括微控制器1406、存儲器1408和接口 1410。存儲器1408和接口 1410通過總線(未示出)連接到微控制器1406上。存儲器1408能存儲可被微控制器1406執(zhí)行的指令，以及自認證單元1402接收的數(shù)據(jù)和用于在解碼或與外部裝置通信期間使用的數(shù)據(jù)。接口 1410可以例如為具有明確定義的通信協(xié)議的標準通信接口，例如RS232接口、USB接口或I2C接口。接口 1410用于與外部裝置通信，其中所述掃描模塊1400被集成到所述外部裝置中。在一些實施例中，可以通過接口 1410提供用于掃描模塊1400的電力。在其它實施例中，可以通過單獨的電源連接器(未示出)向掃描模塊1400提供電力。
[0110]如圖14A中所示，認證單元1402可以直接地連接到PCB1404上，以形成完整的集成掃描模塊。替換地，如圖14B中所示，認證單元1402可以通過電纜1412連接到上PCB1404。電纜1412在中圖14B示出為帶狀電纜，不過應理解，也可以使用包括柔性電纜或柔性電路的其它類型的電纜。替換地，可以以其它方式連接認證單元1402和PCB1404，例如,通過在與認證單元1402相關的PCB或用于球形網(wǎng)格(ball-grid)陣列的PCB1404上提供焊盤(未示出)，或提供其它已知的要在認證單元1402和PCB1404之間形成的連接。
[0111]圖15示出利用包括根據(jù)本申請的實施例的掃描模塊的讀取裝置1504的防偽系統(tǒng)1500的整體視圖。注意，盡管這里示出的系統(tǒng)1500顯示了通過移動裝置1506(例如移動電話)或計算機1510與數(shù)據(jù)服務器1508通信的基本的讀取裝置1504，但也構思了讀取裝置1504本身可以更加精細，并可以例如通過下述方法與數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)服務器1508通信；所述方法例如是使用數(shù)據(jù)電纜、局域網(wǎng)，藍牙，W1-F1、用于微波接入的全球互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX)技術，或甚至包括使用內(nèi)置通用分組無線服務(General Packet Radio Service, GPRS)芯片或3G/通用移動電信系統(tǒng)(UniversalMobile Telecommunication System,UMTS)芯片，以使讀取裝置 1504 本身作為移動電話裝置，以與數(shù)據(jù)服務器1508通信。盡管數(shù)據(jù)服務器1508示為一個計算機，但也理解，數(shù)據(jù)服務器1508實際上可以是其可以或不一定通過路由器或路由協(xié)議聯(lián)結的一系列計算機或服務器，因此構思了存儲數(shù)據(jù)和處理進來的認證信號的任何適合的方法。讀取裝置1504還可以包括用于與用戶直接通信的方法，例如屏幕和鍵盤，其可以允許用戶在讀取裝置1504本身上讀取和輸入信息。防偽系統(tǒng)1500可以包括至少一個標簽1502、讀取裝置1504、移動裝置1506或計算機1510 (如果讀取裝置1504和數(shù)據(jù)服務器1508之間不存在直接通信裝置)、和遠程數(shù)據(jù)服務器1508。各標簽1502包括至少兩組識別特征，包括一個固有無序特征，例如:磁性或可磁化粒子的無序陣列，隨機分布標簽或微條形碼，可以讀取紙張纖維的構形的區(qū)域，具有隨機分布的氣泡的一片透明聚合物，或另一固有無序特征。所述標簽還包括至少一個其它識別特征，例如:條形碼、光學可讀序列號、全息圖、RFID標簽或磁條。
[0112]如圖15中所示的示例識別特征包括形成磁性指紋區(qū)域1512的磁性或可磁化粒子的無序陣列，以及條形碼。各標簽1502附著于要被識別的物體或貴重物1562。讀取裝置1504 一般用于在一距離處讀取標簽1502上的條形碼。如果顯示標簽1502所附著的物體1562可能為偽造的，或標簽1502曾被改變或篡改，則可以貼近或接觸標簽1502使用讀取裝置1504，以讀取磁性指紋區(qū)域來核驗標簽1502。標簽1502的固有無序特征較之其它特征(例如條形碼)一般更難于偽造、改變或篡改。
[0113]讀取裝置1504能將自讀取所述兩種識別特征或其中之一所產(chǎn)生的信號發(fā)送至移動裝置1506或計算機1510?？梢酝ㄟ^無線連接或有線連接將來自讀取裝置1504的加密 信號向外發(fā)送至移動裝置1506或計算機1510。無線連接的一些示例包括藍牙和W1-Fi，有 線連接的一些示例包括推薦標準232 (Recommended Standard232, RS232)和通用串行總線 (UniversalSerialBus, USB)。計算機1510可以是個人計算機、工作站、筆記本電腦或掌上 電腦。移動裝置1506可以例如為移動(手機)電話或個人數(shù)字助理(PDA)。移動裝置1506 或計算機1510可以通過互聯(lián)網(wǎng)連接到遠程數(shù)據(jù)服務器1508上?？梢岳缡褂?G/UTMS技 術或GPRS通過局域網(wǎng)來連接移動裝置1506。[0114]在申請的一些實施例中，所述掃描模塊中有一定程度的內(nèi)置智能(例如基于被微 控制器執(zhí)行的編程代碼)，這允許根據(jù)讀取操作的順序以不同方式處理自所述識別特征讀 取的所述信號。例如，假定標簽具有兩組識別特征，其中第一組識別特征包括無序材料，第 二組識別特征包括條形碼。進一步假定，標準讀取程序是用戶將讀取元件推向所述標簽，使 得所述裝置或認證單元傳感(例如通過壓力開關/傳感器)自己應該開始讀取來自所述第 一組識別特征的信號。然后，用戶通過按壓所述閱讀器上的開關并將所述閱讀器在適于讀 取條形碼的距離處指向所述標簽，而掃描所述條形碼。如果以上述順序使用所述閱讀器，且 用于讀取條形碼的開關在讀取來自第一組識別特征的信號的一秒內(nèi)被按下，則所述掃描模 塊可以將自所述第一組識別特征得到的信號與自條形碼(即所述第二組識別特征)得到 的信號聯(lián)結。這樣，所述掃描模塊能將所述第一組識別特征與印制在所述標簽上的條形碼 號碼聯(lián)結。所述掃描模塊將該組合信息傳達給集成有所述掃描模塊的讀取裝置，而所述讀 取裝置將所述信息發(fā)送給遠程服務器，所述遠程服務器能自其數(shù)據(jù)庫核驗出(通過使用所 述標簽的條形碼號碼作為主要檢索關鍵詞)自第一組識別特征得到的信號與在之前的(參 考)讀取中針對該標簽讀取的信號是一致的。PCT申請W02009/105040提供了示例，顯示來 自第一組識別特征的信號可如何與來自第二組識別特征的信號一起使用，以及可以作為標 志被存儲在遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)，以及這些標志可如何被用于認證目的的檢索和匹配。[0115]繼續(xù)上述示例，如果使用的順序與以上所述的不同在于，用戶首先不試圖讀取所 述第一組識別特征，而是首先按下用于條形碼讀取的按鈕，則所述掃描模塊的內(nèi)置智能把 所述讀取當作獨立的條形碼讀取，而不期待讀取來自所述第一組識別特征的信號。然后，將 攜帶有標識(例如不同的標頭)的所述數(shù)據(jù)發(fā)送給所述讀取裝置，所述標識指示所述數(shù)據(jù) 將被不同地處理(例如條形碼號碼被展示給用戶)而不傳達任何信息給附加的裝置。[0116]在掃描模塊的內(nèi)置智能的另一實施例中，所述掃描模塊基本同時讀取所述兩組識 別特征。掃描模塊中的內(nèi)置智能確定何時成功獲取來自識別特征組的信號(例如對于條形 碼，可以是確定何時自條形碼信號成功解碼出號碼)。如果在預定時間未解碼出條形碼號 碼，則掃描模塊推斷不存在所述第二組識別特征(該示例中的條形碼)。所述內(nèi)置智能配置 為使得所述掃描模塊評估來自第一組識別特征的信號強度，并在所述信號強度超出視為成 功讀取和識別以待進一步處理的預設閾值時，才會處理該信號。類似地，掃描模塊的內(nèi)置智 能評估來自第二組識別特征的信號強度，并在所述信號強度超出視為成功讀取和識別以待 進一步處理的預設閾值時，才會處理該信號。例如，如果確定兩組識別特征均存在，則可以 一并處理。[0117]在另一實施例中，只要檢測和識別出第一組識別特征存在，則例如提示用戶確認 的確僅第一組識別特征存在。如果確認，則發(fā)送所述信號至用于進一步處理的附加的裝置(例如所述附加的裝置可以是遠程服務器和數(shù)據(jù)庫，其將所述信號與所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)存在的所有信號做匹配)。
[0118]在操作模式的另一實施例中，提示用戶通過所述裝置上的鍵盤手動輸入號碼(與第一組識別特征相關)，其中所述號碼用作主要關鍵詞，來檢索遠程數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以便找出匹配標志。如果用戶不確認僅第一組識別特征存在，則所述系統(tǒng)/掃描模塊立即重置以便再次掃描。
[0119]在操作模式的另一實施例中，只要條形碼存在，則系統(tǒng)使用報警裝置(例如嗶嗶聲)，以通知用戶條形碼被成功讀取，且條形碼號碼可以被傳達給附加的裝置進行存儲或處理。
[0120]上述非限制性的實施例示出改編和利用掃描模塊的內(nèi)置智能以使用來自多組識別特征的信號來執(zhí)行操作的一些模式。要理解，可以為掃描模塊中的內(nèi)置智能配備多種預設值，以響應操作要求(可以例如通過配置文件在開機時限定這樣的設定值，或可以被傳達給所述裝置，而所述裝置通過由用戶設定的撥動開關而被指令哪種設定值是適合的)。類似地，所述裝置配備有內(nèi)置智能，以與和掃描模塊相關的附加的裝置可操作地聯(lián)結，以讀取和識別來自標識組的信號。
[0121]盡管上述示例強調了需要匹配所述標志的數(shù)據(jù)被存儲在遠程數(shù)據(jù)庫中的情況，其它配置也是可能的。例如所述掃描模塊可以具有足夠的內(nèi)存，以存儲至少一些參考標志或數(shù)據(jù)，以便在所述認證單元本身內(nèi)處理讀取標志的匹配。本文中，術語“閉合回路”系統(tǒng)描述不需要為了發(fā)生匹配而將來自自第一組識別特征得到的信號的數(shù)據(jù)傳達給附加的裝置的任何系統(tǒng)(例如以上所述的系統(tǒng))。換言之，在閉合回路系統(tǒng)中，匹配發(fā)生在掃描模塊內(nèi)(在一些實施例中，甚至在所述認證單元內(nèi))，或所述裝置內(nèi)。另一閉合回路系統(tǒng)的示例是所述掃描模塊適用于能自外部存儲器裝置例如安全數(shù)字記憶卡(也稱為SD卡或SD記憶卡)讀取標志匹配信息，所述外部存儲器裝置被插入到所述掃描模塊或讀取裝置內(nèi)的插槽中，使得所述掃描模塊能獲取所需的數(shù)據(jù)或被傳遞所需的數(shù)據(jù)。替換地，所述裝置本身可以配備有足夠的存儲空間，以將該信息傳遞給所述掃描模塊。又一替換方案用于使讀取裝置能完成所述匹配，此時獲得的數(shù)據(jù)被自所述掃描模塊傳遞給所述讀取裝置以便進行匹配。
[0122]閉合回路系統(tǒng)的又一示例是匹配必需的信息被存儲在所述識別特征之一本身內(nèi)。例如，足夠大的數(shù)據(jù)矩陣條形碼能存儲相當多的信息，其中部分信息可以是用于匹配自與數(shù)據(jù)矩陣碼相關的同一標簽或物體相關的第一組識別特征得到的標志的加密數(shù)據(jù)。例如RFID標簽也適用于存儲這樣的數(shù)據(jù)并按照匹配所需而提供給所述掃描模塊或裝置。
[0123]如上所述，本申請的實施例可以使用在集成掃描模塊內(nèi)組合起來的各種各樣的近場和遠場閱讀器。圖16顯示一個這樣的附加的組合。圖16的認證單元1600包括類似于以上參考圖8所述的閱讀器的用于讀取光學和磁性特征的近場閱讀器1602。與參考圖8示出的閱讀器不同，閱讀器1602不包括用于遠場照明的發(fā)光元件或分束器，因為沒有與遠場閱讀器共享的光學路徑。但閱讀器1602的確包括發(fā)光兀件1652和1653、配備在發(fā)光兀件1653前面的偏振器1690、透鏡1606和1608、磁光襯底1680、小孔1661、第二偏振器1616和光學處理單元1618。這些部件以類似于圖8中示出的方式設置，并以與認證單元1600用作近場閱讀器時類似的方式操作，以讀取磁性固有無序特征。
[0124]認證單元1600中的第二閱讀器為RFID閱讀器1604。RFID閱讀器1604包含在包括近場閱讀器1602的同一外殼1650中。RFID閱讀器1604包括用于在一距離處讀取RFID 標簽的已知的電路(未示出)。RFID閱讀器1604可以連接到天線(未示出)上。[0125]當在單個單元例如認證單元1600中使用光學閱讀器和非光學閱讀器的組合時， 一般不可能在所述閱讀器之間共享光學組成部分，因為所述閱讀器之一(即RFID閱讀器 1604)并不使用光學組成部分。但這樣的組合仍能共享用于解碼信號的掃描模塊的電子組 成部分(見以上圖14A和14B)以及共同的外殼。此外，這樣的組合可以提供相似的便于將 所述組合單元集成到應用特定的讀取裝置中的益處，以及相似的認證益處，因為當基于遠 場讀取的識別或真實性有任何問題時，則可以讀取固有無序特征，以認證標簽或物體。[0126]本申請的實施例還包括具有用于讀取固有無序特征的各種近場閱讀器的實施例。 例如，圖17顯示包括近場閱讀器1702的認證單元1700 ;如例如在轉讓給法國Montauben, SA的Novatec的美國專利7，380, 128中所述，近場閱讀器1702讀取一片透明聚合物內(nèi)(“氣 泡標簽”)的隨機分布氣泡的樣式。如在美國專利7，380，128中更詳細地描述的，所述閱讀 器可以包括穹窿形部分1720，穹窿形部分1720包括配備在穹窿形部分1720的周邊上的發(fā) 光元件1722和1724。當讀取氣泡標簽時，點亮發(fā)光元件1722和1724，以提供漫射照明，這 提供氣泡的輪廓的圖像。之后馬上攝取另一圖像，其中僅點亮發(fā)光元件1724，而發(fā)光元件 1722不亮，以給出提供氣泡陰影的圖像的直接照明。然后可以解析這些圖像，以提供獨特的 識別和/或認證信息。[0127]在圖17中示出的實施例中，上述包括氣泡標簽的圖像的光線通過透鏡系統(tǒng)1725， 并被反射鏡1726向分束器1744反射，分束器1744將所述光線的至少一部分投射至光學處 理單元1742，光學處理單元1742讀取氣泡標簽的圖像。光學處理單元1742與集成到認證 單元1700中的用于在一距離處讀取條形碼的第二閱讀器1704共享。[0128]第二閱讀器1704類似于以上參考圖5所述的遠場條形碼閱讀器。其包括發(fā)光元 件1746和1748和透鏡系統(tǒng)1750。當讀取條形碼時，條形碼被發(fā)光元件1746和1748照亮。 自條形碼反射的光線通過透鏡系統(tǒng)1750，且所述光線的至少一部分通過分束器1744，被光 學處理單元1742讀取。[0129]盡管認證單元1700顯示近場氣泡標簽閱讀器與遠場條形碼閱讀器的組合，由上 述示例可以理解，可以使用許多替換的組合。根據(jù)本申請的實施例，可以使用各種近場基于 固有無序的閱讀器，例如使用紙張內(nèi)纖維的固有無序的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機 分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱 磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外 力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、和/或用于磁性粒子和/或可磁化粒子 和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器。 類似地，用于各種識別和/或認證特征的各種其它遠場閱讀器可以與任何一個上述固有無 序閱讀器組合，包括用于條形碼、光學特性、RFID、或其它識別技術的閱讀器。一般而言，可 使本申請的實施例把這些近場固有無序閱讀器中任意一個與這些遠場識別和/或認證特 征閱讀器中任意一個組合使用。[0130]本申請另一實施例涉及兩個近場閱讀器的組合，所述兩個近場閱讀器中至少一個 為用于固有無序特征的閱讀器，使得所述近場閱讀器讀取以預定的相對彼此非重疊的空間 關系放置的特征。圖18中示出這樣的閱讀器。認證單元1800包括:第一固有無序閱讀器1802，其例如如上所述地讀取磁性粒子的配置。第二近場閱讀器1804(此處為如圖17中所示用于讀取氣泡標簽的第二固有無序閱讀器)與同一認證單元1800內(nèi)的近場閱讀器1802組合。
[0131]第一固有無序閱讀器1802包括發(fā)光元件1852和1853、配備在發(fā)光元件1853前面的偏振器1890、偏振器1891、磁光襯底1880、透鏡系統(tǒng)1873、透鏡系統(tǒng)1875、小孔1861、反射鏡1845、分束器1840和光學處理單元1820。這些元件設置為使得能如以上參考圖5所示讀取與條形碼重疊或在其下的近場磁性樣式。
[0132]第二近場閱讀器1804包括穹窿形部分1830，穹窿形部分1830包括配備在穹窿形部分1830的周邊上的發(fā)光元件1832和1834。透鏡系統(tǒng)1836使來自讀取氣泡標簽的光線通過分束器1840，以被光學處理單元1820讀取。這樣的氣泡標簽閱讀器的操作如以上參考圖17所述。
[0133]被認證單元1800讀取的標簽可以包括(例如如以上參考圖3所述)具有條形碼的磁性標簽和氣泡標簽，即包含隨機分布氣泡的一片透明聚合物。為用于認證單元1800，應將所述標簽以非重疊空間設置放置，使得當與所述標簽的磁性粒子部分貼近或接觸地放置第一固有無序閱讀器1802時，可以與所述氣泡標簽貼近或接觸地放置所述第二近場閱讀器。因此，在認證單元1800，所述閱讀器之間的間距符合標簽上近場特征的間距。
[0134]應理解，盡管認證單元1800包括磁性粒子閱讀器和氣泡標簽閱讀器，但還可以組合其它類型的近場閱讀器。根據(jù)本申請實施例，固有無序閱讀器(例如使用紙張內(nèi)纖維的固有無序的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、和/或用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器)可以與另一近場閱讀器(例如用于上列固有無序特征的閱讀器，或用于其它近場特征的閱讀器，例如磁條閱讀器、近場條形碼閱讀器或近場RFID閱讀器)組合。根據(jù)本申請實施例，所述閱讀器配置為讀取相對于彼此以預定的非重疊的空間關系設置的第二近場特征和近場固有無序特征。
[0135]一般而言，本申請實施例可以包括適用于讀取來自第一組識別特征的第一信號和來自第二組識別特征的第二信號的認證單元(其中識別特征組封裝在適合被識別的標簽或物體之上、之中或其附近)，并包括無序材料，自所述第一組識別特征得到的信號依賴于材料的內(nèi)在無序。所述第二組識別特征可以是基于或不基于固有無序的任何類型的識別特征。例如，所述第二組識別特征可以包括條形碼、光學特性、射頻識別(RFID)標簽、智能芯片、寫在磁性介質上的磁性信息等。
[0136]根據(jù)本申請實施例，所述認證單元可以包括至少一個讀取元件、處理元件和通信元件。如果所述認證單元僅包括一個讀取元件，則該讀取元件適用于至少讀取自所述第一組識別特征得到的第一信號和自所述第二組識別特征得到的第二信號。替換地，所述認證單元可以包括多于一個的讀取元件，而根據(jù)第二組識別特征，所述第二讀取元件為例如條形碼掃描器、RFID掃描器、智能芯片掃描器、適用于光學特性識別的傳感器或磁性讀取頭。在一些實施例中，一些組成部分可以在所述第一和第二讀取元件之間共享。
[0137]各種實施例中，所述處理元件配置為至少部分地處理自識別特征組得到的信號。一般而言所述處理元件至少包括具有微處理器單元的印制電路板組件(“PCBA”)、存儲器和 固件，以如上述智能地處理信號。所述認證單元還包括通信元件，以與封裝所述認證單元的 裝置的其它組成部分可通信地聯(lián)結，或所述認證單元可以適用于直接與遠程/外部裝置或 系統(tǒng)(例如互聯(lián)網(wǎng)和遠程服務器)通信。根據(jù)通信的模式，所述通信元件可以包括藍牙模 塊、以太網(wǎng)模塊、W1-Fi模塊、USB接口、GPIO接口、SPI接口、I2C接口、UART接口或RS232 接口。在一些變型中，所述通信元件封裝在包括所述處理元件的同一 PCBA上，并在一些實 施例中可被封裝在所述處理單元的微處理器中(即所述通信單元和所述處理單元為同一 單元)。[0138]根據(jù)各種實施例的認證單元適用于封裝在裝置內(nèi)。在最簡單的形式中，所述裝置 包括電源和容納所述認證單元的外殼。在另一實施例中，所述裝置可以包括具有用戶界面 (例如a屏幕、鍵盤、指示燈、按鈕、喇叭/蜂鳴器等)的外殼、中央處理單元、內(nèi)存、電力管 理、電源和控制所述裝置功能的處理邏輯(其包括固件和/或軟件)。在又一實施例中所述 裝置可以包括通信模塊或接口，以與其它裝置例如計算機和互聯(lián)網(wǎng)通信。對于移動裝置，所 述電源通常為電池或電池組。對于桌面或固定的裝置，所述電源一般為標準線源。在一些 實施例中，所述認證單元與所述裝置通信，而所述裝置與用戶和/或外部裝置通信，如上所 述。替換地，所述裝置可以為如上所述的“閉合回路”系統(tǒng)。[0139]如上所述，在許多實施例中，所述認證單元可以封裝在單個集成包或掃描模塊中， 所述閱讀器以及其它掃描相關的電路共享單個外殼或其它模塊化設置。但在一些實施例 中，所述閱讀器可以設置在單個裝置內(nèi)，但不在單個集成模塊內(nèi)。圖19A顯示這樣的設置， 其中單個讀取裝置1900(在圖19B中示出其外殼)包括遠場條形碼掃描器1902和如上所述 讀取磁性粒子的設置的近場固有無序閱讀器1904。所述兩個閱讀器仍共享共同的外殼(即 所述裝置的外殼)，并可以共享用于解碼來自所述兩個閱讀器的信號的掃描模塊的電子組 成部分(未不出)。[0140]所述認證單元、所述裝置以及(適合的話)附加的裝置(例如外部計算機系統(tǒng)、月艮 務器或包括數(shù)據(jù)庫或分布式數(shù)據(jù)庫的服務器網(wǎng))可通信地聯(lián)結，以形成用于讀取/認證/ 核驗適用于被識別的標簽或物體的“系統(tǒng)”。在圖20中示出這樣的系統(tǒng)，其中所述附加的裝 置在圖中示出為后端服務器。如圖可見，系統(tǒng)2000包括讀取裝置2010和后端服務器2020。 讀取裝置2010可以包括組成部分2030，例如用戶界面、鍵盤、PCB、CPU、屏幕、用于外部通信 的電路、電池或其它電源、按鈕和/或其它用戶界面元件、固件或其它存儲器等。所述讀取 裝置還包括如上述的適用于讀取來自第一組基于固有無序識別特征的第一信號和來自第 二組識別特征的第二信號的認證單元2040。[0141]雖然本申請是參考具體實施例具體地示出并描述的，本領域技術人員會理解，可 以就本文做各種形式和細節(jié)的改變，而不違背本申請所附權利要求的精神和范圍。本申請 的范圍因此由所附權利要求指示，且因此應包括所附權利要求的等價方案的范圍和含義所 涵蓋的所有改變。
【權利要求】
1.一種認證單元，包括:近場閱讀器，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征；以及遠場閱讀器，配置為讀取第二識別特征。
2.根據(jù)權利要求1所述的認證單元，其中該認證單元進一步包括外殼，所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器均包含在所述外殼內(nèi)。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述近場閱讀器包括光學元件， 所述遠場閱讀器包括光學元件，且至少一個光學元件在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享。
4.根據(jù)權利要求3所述的認證單元，其中在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享的所述至少一個光學元件包括下述中的至少一項:分束器、可切換反射鏡、以及棱鏡。
5.根據(jù)權利要求4所述的認證單元，其中在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享的所述至少一個光學元件進一步配置為影響光線的偏振。
6.根據(jù)權利要求3所述的認證單元，其中在所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器之間共享的所述至少一個光學元件包括透鏡。
7.根據(jù)權利要求6所述的認證單元，其中所述透鏡配置為可以在用于近場讀取的位置和用于遠場讀取的位置之間移動。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，進一步包括由所述近場閱讀器和所述遠場閱讀器共享的圖像傳感器。
9.根據(jù)權利要求7所述的認證單元，其中所述圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器或CCD 圖像傳感器。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的認證單元，其中所述圖像傳感器配置為相對于所述認證單元的近場部分和所述認證單元的遠場部分機械地移動。
11.根據(jù)權利要求10所述的認證單元，其中所述圖像傳感器配置為在所述認證單元的近場部分的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間可滑動地移動。
12.根據(jù)權利要求10所 述的認證單元，其中所述圖像傳感器配置為具有沿著所述認證單元的近場部分的光學路徑中的位置和所述認證單元的遠場部分的光學路徑中的位置之間的角路徑的相對移動。
13.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的認證單元，進一步包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器，所述第一圖像傳感器配置為被所述近場閱讀器用來讀取所述第一識別特征， 且所述第二圖像傳感器配置為被所述遠場閱讀器用來讀取所述第二識別特征。
14.根據(jù)權利要求13所述的認證單元，其中所述第一圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器，并且所述第二圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。
15.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述近場閱讀器包括第一透鏡， 所述遠場閱讀器包括第二透鏡，并且所述第一透鏡和所述第二透鏡以相對于彼此的固定的空間關系被設置。
16.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，進一步包括具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的近距離傳感器，所述認證單元配置為當所述近距離傳感器處于所述第一狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且當所述近距離傳感器處于所述第二狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。
17.根據(jù)權利要求16所述的認證單元，其中所述近距離傳感器包括按鍵。
18.根據(jù)權利要求17所述的認證單元，配置為當所述按鍵處于被按下的狀態(tài)時啟動所述近場閱讀器，并且當所述按鍵處于未被按下的狀態(tài)時啟動所述遠場閱讀器。
19.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，進一步包括第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件，所述第一發(fā)光元件配置為當所述近場閱讀器被使用時被啟動，所述第二發(fā)光元件配置為當所述遠場閱讀器被使用時被啟動。
20.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述近場閱讀器配置為將用于讀取所述第一識別特征的光線沿第一光學軸線投射，所述遠場閱讀器配置為將用于讀取所述第二識別特征的光線沿第二光學軸線投射，所述第二光學軸線的至少一部分與所述第一光學軸線不一致。
21.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的認證單元，其中所述基于固有無序的第一識別特征包括包含在標簽或物體的磁性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序設置。
22.根據(jù)權利要求21所述的認證單元，其中該認證單元包括磁光襯底，所述磁光襯底配置為允許所述磁性指紋區(qū)域中的磁性粒子或可磁化粒子的無序設置被光學地檢測到。
23.根據(jù)權利要求21或22所述的認證單元，其中所述近場閱讀器進一步適用于讀取與所述標簽或物體上的所述磁性指紋區(qū)域重疊的光學特征。
24.根據(jù)權利要求23所述的認證單元，其中所述光學特征包括條形碼。
25.根據(jù)權利要求23或24所述的認證單元，其中該認證單元包括磁光襯底，所述磁光襯底配置為允許光線通過所述磁光襯底，以讀取所述光學特征以及所述第一識別特征。
26.根據(jù)權利要求25所述的認證單元，其中所述近場閱讀器包括:第一發(fā)光元件，配置為發(fā)射具有用于讀取所述第一識別特征的第一波長的光線；以及第二發(fā)光元件，配置為發(fā)射具有用于讀取所述光學特征的第二波長的光線。
27.根據(jù)權利要求26所述的認證單元，其中所述磁光襯底包括波長選擇反射鏡，所述波長選擇反射鏡配置為反射所述第一波長的光線，并允許所述第二波長的光線通過所述波長選擇反射鏡。
28.根據(jù)權利要求26所述的認證單元，其中所述波長選擇反射鏡包括分色反射鏡或介電反射鏡。
29.根據(jù)權利要求1或2所述的認證單元，其中配置為讀取基于固有無序的第一識別特征的所述近場閱讀器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、 用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒`子的閱讀器。
30.根據(jù)權利要求29所述的認證單元，其中所述遠場閱讀器選自條形碼閱讀器、光學特性閱讀器、以及射頻識別(RFID)閱讀器。
31.一種掃描模塊，包括:如前述權利要求中任一項所述的認證單元；電路，配置為接收來自所述認證單元的信號；以及接口，配置為與主機裝置通信。
32.根據(jù)權利要求31所述的掃描模塊，其中所述認證單元、所述電路以及所述接口均安裝在單個PCB上。
33.根據(jù)權利要求31所述的掃描模塊，其中所述認證單元通過電纜連接到上面配備有所述電路和接口的PCB上。
34.根據(jù)權利要求31至33中任一項所述的掃描模塊，其中所述電路包括微控制器和存儲器。
35.根據(jù)權利要求34所述的掃描模塊，其中所述存儲器包含指令，所述指令當被所述微控制器執(zhí)行時，使所述掃描模塊以選中的操作模式操作。
36.一種認證單元,包括:第一近場閱讀器，配置為讀取基于固有無序的第一識別特征；以及第二近場閱讀器，配置為讀取第二識別特征，其中所述第一識別特征和所述第二識別特征以相對于彼此的預定的非重疊的空間關系被設置。
37.根據(jù)權利要求36所述的認證單元，其中配置為讀取基于固有無序的第一識別特征的所述第一近場閱讀器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、以及用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和/或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器。
38.根據(jù)權利要求37所述的認證單元，其中所述第二近場閱讀器選自:讀取紙張內(nèi)纖維的固有無序的特征的閱讀器、氣泡標簽閱讀器、用于隨機分布的量子點或納米條形碼的閱讀器、用于包含以無序樣式設置的磁性粒子的非磁性或弱磁性矩陣材料的閱讀器、用于信用卡的磁條中的隨機抖動的閱讀器、用于很難被不借助外力的肉眼檢測到的隨機分布的標簽粒子的閱讀器、用于磁性粒子和/或可磁化粒子和/或導體粒子和/或半導體粒子和 /或光學活性粒子和/或光學可辨識粒子的閱讀器、磁條閱讀器、近場條形碼閱讀器以及近場RFID閱讀器。
39.一種認證單元，配置為識別適于被識別的標簽或其它物體，所述認證單元適用于讀取來自第一識別特征組的第一信號和來自第二識別特征組的第二信號，所述識別特征組封裝在待識別的標簽或物體之上、之中、或其附近，所述第一識別特征組包括無序材料，并且自所述第一識別特征組讀取的所述第一信號依賴于所述材料的內(nèi)在無序。
40.根據(jù)權利要求39所述的認證單元，其中所述第二識別特征組包括條形碼、光學特性、射頻識別(RFID)標簽、智能芯片和/或寫在磁性介質上的磁性信息。
41.根據(jù)權利要求39或40所 述的認證單元，包括適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第一信號和來自所述第二識別特征組的所述第二信號的讀取元件。
42.根據(jù)權利要求39或40所述的認證單元，包括:第一讀取元件，適用于至少讀取來自所述第一識別特征組的所述第一信號；以及第二讀取元件，適用于讀取來自所述第二識別特征組的所述第二信號。
43.根據(jù)權利要求39至42中任一項所述的認證單元，其中所述認證單元進一步包括配置為至少部分地處理所述第一信號和所述第二信號的處理元件。
44.根據(jù)權利要求43所述的認證單元，其中所述處理器配置為:根據(jù)讀取所述第一信號和/或所述第二信號的順序和/或時機，聯(lián)結所述第一信號和所述第二信號，或僅讀取所述第二信號。
45.根據(jù)權利要求43或44所述的認證單元，其中所述處理器配置為:根據(jù)對所述第一信號和/或所述第二信號在讀取中存在與否的確定，一起或分別處理所述第一信號和/或所述第二信號。
46.根據(jù)權利要求39至45中任一項所述的認證單元，其中該認證單元進一步包括通信元件，所述通信元件適用于與封裝所述認證單元的裝置的其它組成部分可通信地聯(lián)結，或者與遠程/外部裝置或遠程/外部系統(tǒng)直接通信。
47.一種系統(tǒng)，用于讀取并識別適用于被識別的標簽或物體，所述系統(tǒng)包括:裝置；所述裝置包含:根據(jù)權利要求39至46中任一項所述的認證單元，以及下述中的一項或多項: 鍵盤、CPU、屏幕、用于外部通信的電路、電池、一個或多個按鍵、存儲器、以及固件。
48.根據(jù)權利要求47所述的系統(tǒng)，其中用于識別所述標簽或物體的數(shù)據(jù)被存儲在所述認證單元或所述裝置的存儲器中。
49.根據(jù)權利要求47所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)進一步包括存儲用于識別所述標簽或物體的數(shù)據(jù)的后端服務器，所述裝置與所述后端服務器通信，以識別所`述標簽或物體。
【文檔編號】G06K9/00GK103503003SQ201180043484
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年9月8日 優(yōu)先權日:2010年9月8日
【發(fā)明者】P·M·莫蘭, 那拉楊·納布德利, 馬博, 李祈偉 申請人:比爾凱科技新加坡有限公司
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