專利名稱：多波段邏輯組合紅外掃描識(shí)別條碼的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)防偽條碼的識(shí)別，是一種紅外掃描識(shí)別條碼的方法與裝置，尤其是涉及多波段邏輯組合紅外掃描識(shí)別條碼的方法與裝置。
普通一維條碼可以看成是一系列寬度不同的矩形“條”及矩形“空”相間按一定規(guī)則組成的圖案，圖案的左、右兩端以外必須有一定長(zhǎng)度的“空”。
條碼掃描閱讀設(shè)備由掃描器，解碼器及接口組成。掃描器中有光發(fā)射裝置及反射光接收傳感裝置。光發(fā)射裝置可以發(fā)射一束某一波長(zhǎng)的普通光或激光光束，一般來(lái)說(shuō)，這束光的波段帶寬比較窄(激光光束的頻率帶更窄)。反射光接收傳感裝置將發(fā)射裝置發(fā)射出去的光掃描時(shí)將反射到條碼每一點(diǎn)后反射回來(lái)的光信號(hào)連續(xù)地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)整形、放大后識(shí)別出表示“條”的部分及表示“空”的信號(hào)。一般來(lái)立，“條”是深色的，反射率低而吸收率高，所以傳感器轉(zhuǎn)換出來(lái)的電信號(hào)電位低，而“空”是淺色的，反射率高而吸收率低轉(zhuǎn)換出來(lái)的電信號(hào)電位高。如中國(guó)專利公開(kāi)1039916、1177408等公開(kāi)了條形碼的識(shí)別處理系統(tǒng)，主要由光筆、條形碼識(shí)別接口板、譯碼器、計(jì)算機(jī)等組成。譯碼器將上述電信號(hào)譯成計(jì)算機(jī)能接收的數(shù)字字符代碼輸入計(jì)算機(jī)。根據(jù)上述原理，條碼印制的基本要求即是印“條”的顏料必須要在掃描器工作波段對(duì)光有極強(qiáng)的吸收率(極低的反射率)，與“空”形成強(qiáng)烈對(duì)比。
如果掃描器發(fā)光光束的波長(zhǎng)落在可見(jiàn)光光譜范圍內(nèi)(400-700nm)，則肉眼能見(jiàn)到光束。例如發(fā)射光波長(zhǎng)為633nm的紅光掃描器是常用的可見(jiàn)光掃描器，而光譜吸收率特性曲線(簡(jiǎn)稱吸收特性曲線)，如圖2所示的一般顏料印制的條碼便能很好地被掃描器掃描而閱讀。如果掃描器發(fā)出的光束的波長(zhǎng)落入紅外光范圍(700-3000nm)則肉眼將見(jiàn)不到光束。此時(shí)要標(biāo)印制條碼的顏料必須對(duì)掃描器工作波段的紅外光有強(qiáng)烈的吸收。例如工作波長(zhǎng)為900nm的掃描器對(duì)具有圖2中曲線1、曲線2所示吸收特性的顏料所印制的條碼均能很好地掃描識(shí)別。
曲線2表示的是一種對(duì)紫外光，可見(jiàn)光及紅外光均吸收的材料的吸收特性，這種材料的典型例子是炭黑，即是我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)到的絕大部分黑色顏料的主要成份。通常條碼是用黑色顏料印制的。因此一般的條碼用可見(jiàn)光，紅外光掃描閱讀裝置均能掃描識(shí)別。但是，一般的黑色顏料印刷的條碼并不能防偽。
另一類材料的吸收特性曲線的紅外譜段中有一段象開(kāi)口向下的拋物線(如圖2中的曲線1)，亦即在紅外譜段有一帶寬較窄而吸收強(qiáng)烈(最高點(diǎn)的吸收率又接近100％)的吸收波段。掃描設(shè)備的工作波段選在此吸收波段頂點(diǎn)處即能識(shí)別。但是僅僅如此是不夠的。有一類廉價(jià)的寬帶吸收材料(例如炭黑)使得仿制者可以輕易地做到該波段與印制防偽記的特殊材料有相同的吸收率。
為了防偽，市場(chǎng)上經(jīng)常使用的如水印、紫外線熒光標(biāo)記、激光分全息圖案標(biāo)記等傳統(tǒng)防偽方法的原理已經(jīng)廣為人知，具有特殊紅外、紫外光吸收特性的材料作為印刷防偽材料已經(jīng)出現(xiàn)，例如用于印刷鈔票和有價(jià)證券，上述防偽方法要防制仍然比較容易，如使用的防偽材料和設(shè)備公開(kāi)有售，例如紫外線熒光油墨在一般印刷商店隨時(shí)有售。而激光全息圖案標(biāo)記的設(shè)計(jì)制作設(shè)備整套有售。目前并沒(méi)有用于條碼的防偽，而關(guān)鍵是其識(shí)別的方法和設(shè)備問(wèn)題。
就現(xiàn)在的市場(chǎng)而言，商品防偽是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，條形碼又是現(xiàn)代商品物流的最基本標(biāo)志和手段，其防偽手段的解決意義極為重大，然而目前仍未有理想的方法出現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是提供一種能防偽條碼識(shí)別方法和裝置，尤其是涉及多波段邏輯組合紅外掃描識(shí)別條碼的方法與裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種設(shè)備的兼容性好、功能多的防偽條碼識(shí)別裝置。
本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種防偽條碼的方法，其特征是組合二種或者二種以上的且工作在一個(gè)以上的掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器，對(duì)具有特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記進(jìn)行掃描，從而二個(gè)或二個(gè)以上的條形碼掃描器的接收端具有相應(yīng)的條空信號(hào)，再經(jīng)過(guò)邏輯組合判斷及輸出。
還可用二種具有相異特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記，用一種或二種以上的且工作在一個(gè)以上的掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器進(jìn)行掃描。
還可用一種具有相異特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記，用三種以上的且工作在三個(gè)掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器進(jìn)行掃描。
還可組合二只到四只且工作在二個(gè)掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器，對(duì)具有特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記進(jìn)行掃描。
本發(fā)明的機(jī)理如下如果單用工作波長(zhǎng)為HW1的紅外掃描器掃描這三種材料所印制的條碼，效果是一樣的。然而通過(guò)觀察它們吸收特性曲線的全貌及其差別，便能產(chǎn)生利用多波段掃描來(lái)區(qū)別這兩種材料的方法。
例如單標(biāo)記三波段掃描設(shè)計(jì)方案所謂單標(biāo)記即只選一種在某波段(假設(shè)中心點(diǎn)為HW1)吸收的特殊紅外吸收藏物質(zhì)印成防偽條碼標(biāo)記，圖2中曲線1表示其吸收特性。用工作波長(zhǎng)分別為HW0，HW1，及HW2(HW0、HW1、HW2)的三種掃描設(shè)備對(duì)其進(jìn)行掃描。
此時(shí)，只有掃描結(jié)果附表所示的邏輯組合的標(biāo)記才是真正用特殊紅外材料(曲線1為其吸收特性)印制的。而任何其它的可能的邏輯組合所表示的掃描結(jié)果均表明查到了假冒仿造的標(biāo)記。(參見(jiàn)表1)
例如用有著圖2中曲線2所示的吸收特性的寬帶吸收材料印制的條碼標(biāo)記進(jìn)行三波段掃描將有著表2這樣邏輯組合。(表2)
本方法選取一引起特殊的紅外吸收材料制成防偽油墨或墨水等，經(jīng)過(guò)調(diào)色配比，制版印刷或打印，印成條碼(bar code)形式的防偽標(biāo)記。該種防偽標(biāo)記只能用專門(mén)設(shè)計(jì)的裝有多種波長(zhǎng)工作波長(zhǎng)的掃描器并能根據(jù)不同波段掃描結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷的條碼掃描設(shè)備來(lái)識(shí)別。識(shí)別的同時(shí)，還能將防偽標(biāo)記里所表示的字符輸入電腦等設(shè)備。“多波段邏輯組合式紅外吸收掃描”是本方法能成功應(yīng)用的關(guān)鍵。
單用紅外吸收原理來(lái)制作防偽產(chǎn)品會(huì)遇到一個(gè)極大的困難--即存在一類寬帶紅外吸收材料(例如碳黑)，能輕易地被用來(lái)仿制或模擬成所選的特殊紅外吸收材料，一般很難區(qū)別。而用“多波段邏輯組合式紅外吸收掃描”這樣的方法就能有效地進(jìn)行甄別，分清破真?zhèn)巍?br> 防偽標(biāo)記目前被設(shè)計(jì)成一維普通條碼形式，但由于是使用上述防偽材料制成的，因此它不可能象普通條碼一樣，用彩色復(fù)印復(fù)制或用電子分色、電腦精密照排等方法再制版重印即可得到功能相同的復(fù)制品。
總之通過(guò)多波段邏輯組合掃描，可精確識(shí)別所選特殊波長(zhǎng)紅外吸收的防偽標(biāo)記材料，防止用寬帶紅外吸收材料的仿冒。
本發(fā)明方法的特點(diǎn)是1)精確用專門(mén)設(shè)計(jì)制作的檢測(cè)設(shè)備精確掃描識(shí)別，完全排除肉眼辨別的不精確性。2)安全本方法使用了特殊的防偽機(jī)理并從防偽材料到防偽標(biāo)記設(shè)計(jì)上均注意加強(qiáng)抗復(fù)制及抗仿制能力。本方法所設(shè)計(jì)的防偽標(biāo)記用普通印刷工藝負(fù)責(zé)制，可與其他需要印刷的圖文在同一工序中完成制作。包裝物及印刷品大都有成本極低，實(shí)用的防偽產(chǎn)品必須避免大幅提升其成本。本方法能達(dá)到這一要求。能將防偽標(biāo)記表示的數(shù)字字符住處直接輸入計(jì)算機(jī)，這個(gè)特點(diǎn)使得本方法可以脫機(jī)(無(wú)需計(jì)算機(jī))使用，更可以聯(lián)機(jī)、聯(lián)網(wǎng)使用。其應(yīng)用范圍要比那些只能單純?cè)诒稒C(jī)關(guān)狀態(tài)或單純?cè)诼?lián)面或聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下使用的方法寬廣。
以下結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為本發(fā)明多波段邏輯組合式掃描裝置結(jié)構(gòu)框2為吸收特性的顏料的吸收特性曲線圖3為多波段邏輯組合式掃描裝置實(shí)施例示意4為另一種多波段邏輯組合式掃描裝置實(shí)施例示意5為雙標(biāo)記雙波段掃描曲線示意1為多波段邏輯組合式掃描裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖所示多波段紅外掃描頭掃描和接收反射信號(hào)后先經(jīng)多路掃描電信號(hào)緩存，然后經(jīng)譯碼器后經(jīng)多路譯碼結(jié)果緩存再經(jīng)過(guò)邏輯組合判斷及輸出。
1.HW1，HW2，…HWn及其相應(yīng)的箭頭表示多個(gè)波段發(fā)射的及經(jīng)掃描防偽條碼標(biāo)記反射接收的紅外光。
2.掃描頭部分及譯碼識(shí)別器部分系兩個(gè)獨(dú)立的裝置，互相用電纜連接。
3.多路掃描信號(hào)緩存及多路設(shè)碼結(jié)果緩存的設(shè)置以及它們與譯碼器之間用時(shí)序聯(lián)結(jié)，使得一個(gè)譯碼器可為多路信號(hào)譯碼。即HW1波段的掃描信號(hào)先譯碼并將結(jié)果存入相應(yīng)緩存，再對(duì)HW2路的信號(hào)譯碼處理，最后是HWn。
圖2中，如果掃描器發(fā)出的光束的波長(zhǎng)落入紅外光范圍(700-3000nm)則肉眼將見(jiàn)不到光束。此時(shí)要標(biāo)印制條碼的顏料必須對(duì)掃描器工作波段的紅外光有強(qiáng)烈的吸收。例如工作波長(zhǎng)為900nm的掃描器對(duì)具有圖2中曲線1，曲線2所示吸收特性的顏料所印制的條碼均能很好地掃描識(shí)別。
圖2中曲線1為某種紅外吸收防偽材料的吸收特性曲線，它在紅外波長(zhǎng)HW1處有極強(qiáng)的吸收率，在其它波段則吸收率很小。曲線2為炭黑之類材料的吸收特性曲線，它表示該材料在所有波段全部強(qiáng)烈吸收光線。曲線3為炭黑之類的材料混合了某些有色顏料后的吸收特性曲線，在HW1這一點(diǎn)與曲線1所表示的材料吸收特性相仿，但在其它點(diǎn)不一致。
圖3中多波段掃描檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)框圖，作為多波段掃描檢測(cè)裝置防偽標(biāo)記掃描檢測(cè)裝置。本發(fā)明工作穩(wěn)定可靠、能有效的演示上述原理并同時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)RS-232C接口輸入電腦。關(guān)鍵是光筆掃描頭，可以將多個(gè)掃描頭與掃描方向并行或垂直緊密排列的一體化設(shè)計(jì)等。掃描筆可以采用美國(guó)INTERMEC或SYMOL公司的產(chǎn)品，本發(fā)明的實(shí)施例中，可以采用三支掃描筆并聯(lián)，也可以采用一筆套內(nèi)同時(shí)設(shè)有三支掃描頭的裝置，當(dāng)其掃描圖2中曲線2的條形碼時(shí)，有如下結(jié)果。
1.圖中的防偽條碼標(biāo)記只能用HW1波段的掃描筆識(shí)別。<
>2.譯碼識(shí)別器根據(jù)上述邏輯結(jié)果組合判斷真?zhèn)尾⑤敵鲎詈蠼Y(jié)果。
圖4為另一種多波段邏輯組合式掃描裝置示意圖，用二枝筆或四支筆掃描用兩種紅外吸收材料制成防偽條碼標(biāo)記，這兩種材料的吸收特性曲線分別為圖5中的曲線3及曲線2，它們的吸收波段中的最大吸收率點(diǎn)分別為HW1及HW2。對(duì)這兩種標(biāo)記均用工作波長(zhǎng)為HW1及HW2的掃描閱讀裝置進(jìn)行掃描。正確的掃描閱讀結(jié)果應(yīng)如表4所示的邏輯組合。任何其它的掃描結(jié)果邏輯組合均說(shuō)明查到了仿冒的標(biāo)記。
二波段邏輯組合式識(shí)別標(biāo)記，其中掃描裝置示意圖說(shuō)明1.雙聯(lián)防偽條碼標(biāo)記上部為只能用波長(zhǎng)為HW1的掃描筆識(shí)別，而下部只能用波長(zhǎng)為HW2的掃描筆識(shí)別。掃描頭中如圖集成了兩種工作波長(zhǎng)的四枝掃描光筆。
2.各波長(zhǎng)單獨(dú)的掃描結(jié)果應(yīng)如下表4
3.譯碼識(shí)別器根據(jù)上述邏輯組合來(lái)區(qū)別真?zhèn)尾⑤敵鲎詈蠼Y(jié)果。
4.四枝光筆的集成設(shè)計(jì)是方便用戶只掃描一次就能得到結(jié)果，如用兩枝光筆集成的方案則要在掃描一遍后翻轉(zhuǎn)掃描頭再掃描一遍才能進(jìn)行邏輯組合識(shí)別。
更進(jìn)一步的拓展，可以設(shè)計(jì)三種標(biāo)記、三波段甚至更多標(biāo)記更多波段的邏輯組合掃描方案，也可以將兩種或幾種特殊波長(zhǎng)的紅外吸收材料混合做成復(fù)合吸收特性的標(biāo)記，當(dāng)然，這將增加產(chǎn)品的復(fù)雜度及成本。
要說(shuō)明的是，為了說(shuō)明原理的方便，以上吸收特性曲線圖中的曲線均是實(shí)際曲線的理想化。實(shí)際曲線的開(kāi)頭有各種不同類型的不規(guī)則及變化，因此，防偽標(biāo)記的設(shè)計(jì)印制及掃描設(shè)備的研制過(guò)程還必須考慮種種復(fù)雜因素，采取相應(yīng)的技術(shù)措施。這些復(fù)雜性卻增強(qiáng)了本方法的抗復(fù)制仿制能力。
本方法所設(shè)計(jì)的防偽標(biāo)記用普通印刷工藝，可與其他需要印刷的圖文在同一工序中完成制作。包裝物及印刷品大都成本極低，實(shí)用的防偽產(chǎn)品必須避免大幅提升其成本。實(shí)施例中選用南京盛企電子技術(shù)有限公司的防偽墨水印刷，至于用美國(guó)EPOLIN公司的紅外吸收顏料墨水也是本發(fā)明方法的實(shí)施例。這樣的墨水印刷品已經(jīng)具有類似圖2的紅外吸收曲線。
本發(fā)明可以采用二、三、四支掃描筆并聯(lián)，并可在同一筆套內(nèi)設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種防偽條碼的方法，其特征是組合二種或者二種以上的且工作在一個(gè)以上的掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器，對(duì)具有特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記進(jìn)行掃描，從而二個(gè)或二個(gè)以上的條形碼掃描器的接收端具有相應(yīng)的條空信號(hào)，再經(jīng)過(guò)邏輯組合判斷及輸出。
2.由權(quán)利要求1所述的防偽條碼的方法，其特征是用二種具有相異特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記，用一種或二種以上的且工作在一個(gè)以上的掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器進(jìn)行掃描。
3.由權(quán)利要求1所述的防偽條碼的方法，其特征是用一種具有相異特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記，用三種以上的且工作在三個(gè)掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器進(jìn)行掃描。
4.由權(quán)利要求2所述的防偽條碼的方法，其特征是組合二種且工作在二個(gè)掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器，對(duì)具有特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記進(jìn)行掃描。
5.一種防偽條碼的設(shè)備，由掃描筆、條形碼識(shí)別接口板、譯碼器、計(jì)算機(jī)等組成，其特征是掃描筆可以采用二、三、四支掃描筆并聯(lián)，或采用一筆套內(nèi)設(shè)有二-四支掃描筆。
全文摘要
一種防偽條碼的方法,組合二種或者二種以上的且工作在一個(gè)以上的掃描波長(zhǎng)的條碼掃描器,對(duì)具有特殊紅外光吸收特性的材料作為防偽材料來(lái)印制的條碼防偽標(biāo)記進(jìn)行掃描,從而二個(gè)或二個(gè)以上的條形碼掃描器的接收端具有相應(yīng)的條空信號(hào),再經(jīng)過(guò)邏輯組合判斷及輸出。本發(fā)明方法精確:用專門(mén)設(shè)計(jì)制作的檢測(cè)設(shè)備精確掃描識(shí)別;安全性好。本發(fā)明防偽標(biāo)記用普通印刷工藝。
文檔編號(hào)G06K5/00GK1260549SQ00112040
公開(kāi)日2000年7月19日 申請(qǐng)日期2000年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月20日
發(fā)明者薛士權(quán) 申請(qǐng)人:南京大學(xué)