专利名称：识别目标物的方法，识别标签，适于被识别的目标物以及相关装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及识别目标物的方法，并且涉及包括识别信息的识别标签。本 发明还涉及具有适于被识别的识别信息的目标物，用于读取识别特征的读取 装置，以及识别系统。
背景技术：
在近年来，识别技术已经经历了快速成长，部分由于面临猖獗的盗版行 为而日益需要保护制造者和客户的利益。识别目标物的方法可从包含诸如条 形码的视觉上可察觉的信息的识别标签变动到使用电磁波传输信息的复杂
的射频身份(RFID)标签。用于识别或品牌保护的其它普通装置的例子包括 全息图和机器可读标签，例如磁条到荧光油墨和微米尺寸的散布粒子或者甚 至纸张或织物中的纤维。
对识别技术持续感兴趣的一个主要原因是日益出现几乎所有产品的盗 版行为——世界贸易组织估计所有世界贸易的5-7%是假货。通常被伪造的 物品包括个人文件，例如护照、证书、工作许可证、签证和驾驶证；金融 工具，例如银行券、信用卡和支票；工程构件，例如滤油器、刹车盘和衬垫; 内容，例如软件、音乐和视频；电子产品，例如存储器芯片和整个计算机和 电视机；奢侈品，例如手提袋和香水；以及生物医学产品，例如药物、植入 物和设备，等等。如经常被提到的，伪造"流行病"的绝对规模显然表明已 有的防伪方法是无效的，特别地由于复制方法变得渐进地更加高级。
考虑到这些问题，显然需要特别适于适应不同类型的物品的更可靠的识 别系统。例如，需要可靠地认证个人文件，例如护照、证书、工作许可证、 签证和驾驶证；以及商业工具，例如ATM卡、信用卡、货币、支票和交易
17场所的其它商业交易工具。此外，对于软件和音乐公司有利的是，能够唯一 地指纹鉴定例如光盘(CD)和数字通用光盘(DVD)的物品以防止盗版传 播。在又一例子中，在交易高商业价值的物品(例如宝石、艺术品和古董) 的情况下，至关重要的是，接收这种物品的那方在开立信用证之前能够确认 该物品的身份。购买例如名牌设计师的服装、手表、文具和皮革产品的奢侈 品的顾客例如将受益于能够确定他们正在购买的货物的真实性。同时，当鉴 定可疑物品的身份仅需要人读取目标物自身上的识别信息时，大规模识别街 上出售的假货变得可行。
产品制造者一般指定和固定例如产品序列号的唯一识别符到每个产品 作为识别的装置。然而，意图在他们制造的目标物上实施任何识别安全的制 造者所面临的问题是难以产生也足够通用以向上百万的单个物品提供唯一 识别符的防复制识别标签。目前，固定到目标物的可信的序列号代码一旦变 得可以被识别，就可被容易地复制并用在伪造品上。包括更复杂的二维条形 码的单个条形码通过复制条形码的印刷的图案可被复制。由于容易复制这种 识别符，因此已经试图改善识别符的复杂性以便防止它们的复制，并且这样 一来，不仅阻碍该识别符用于其上的产品的伪造，也提供鉴定装置。
已经试图以各种方式把作为机器可读安全数据的形式的唯一序列号嵌 入产品或其包装，使得嵌入的安全数据可随后被读取并用于鉴定产品和/或控 制未授权的使用。在软件产品的情况下，例如，在软件在用户的机器上的安 装期间，嵌入的安全数据可用于保证用户是授权的。在金融卡或出入卡(例 如，借记卡/信用卡、密码卡、公司证章)的情况下，例如，嵌入的安全数据 可用于启动门、终端或随后发生的交易。
其它复制保护和鉴定方法已经包括印刷或冲压难以复制的微观特征，例
如光学全息图。例如，美国专利5729365公开了微平版印刷标签，该微平版 印刷标签包括单个计算机产生的具有一系列特征尺寸的全息贴片的阵列。该贴片包含可借助适当波长的激光以适当的倾斜角度读取的识别信息。
而其它方法已经利用当遭受独特的物理剌激时展示可探测视觉响应的
材料和墨水，例如荧光染料或热变色墨水。例如，美国专利6264107描述了 包括磷光材料的标志，该磷光材料发出具有在大约450nm和大约1050nm之 间的范围内的波长的光。
电磁标签或标志用于防伪、鉴定和篡改保护在本领域中也是已知的。射 频识别(RFID)标签或签条被固定或嵌在目标物中。然后，目标物可由读取 器装置扫描，该读取器装置可确认标签的识别代码并将它与数据库中的已知 值比较(例如在美国专利6201474中示出的)。
隐写术(也称"数据隐藏")是用于对抗伪造和盗版的另一种方法。一 种特别形式的隐写术称为数字水印，该数字水印是一种在宿主信号或宿主目 标物中产生畸变以便将机器可读识别信息嵌入宿主的过程。可以修改宿主使 得嵌入的代码对于普通观察者在观察或回放时不可察觉或几乎不可察觉，但 可以通过自动探测过程被探测。多种数字水印方案可用于将数字水印嵌入到 任何数字或印刷介质上，例如通过隐蔽线、页面上的印刷字符的单词或字符 移位。在美国专利5862260中提供水印编码和解码方案的例子。
除了直接标志目标物或物品外，同样公知的是，将签条固定到目标物， 该签条具有可被分析以用于防伪和鉴定目的的物理性质。例如，美国专利 4558318描述了一种验证标签，该验证标签带有代表机器可读识别号码的穿 孔。
在生物测定学领域中，基于人的一生中不会显著改变的他/她的生理特 点通过图案识别进行人的识别(例如，见美国专利6356649)。例如，人的指 纹被扫描并存储在数据库中用于以后的验证。除指纹之外，眼中的虹膜的图 案以及面部和身体特征已经被用于识别目的。
生物测定学中隐含的想法已经延伸到例如珠宝的非动物目标物。对于识别宝石，Collectors Universe, Inc.的GemprintTM技术使用低功率激光来捕获钻 石的独特反射和衍射图案。由于当形成钻石的不同刻面时形成在钻石上的切 口的微小差别，当光源透过钻石时，每个钻石产生独特的衍射图案。由此引 起的反射和衍射图案被记录并且图像被存储在数据库中以用于在以后验证 钻石的身份。
发明内容
尽管存在这些识别方法，但它们中仍然存在具体限制，为此需要继续努 力以克服它们。本发明的目标是提供识别目标物的替代方法，该方法致力于 现有技术方法和装置的一些缺点。特别地通过如各个独立权利要求中限定的 方法、目标物和系统，解决了这个目标。
在第一方面，本发明提供一种识别具有识别信息的目标物的方法，所述 识别信息用于验证目标物的身份。这个方法包括
提供具有至少两组识别信息的目标物，所述至少两组识别信息包括第一 组识别信息和第二组识别信息，其中第一组识别信息的至少一个识别特征相 对于第二组识别信息的至少一个识别特征布置在目标物的不同表面、侧面或 平面上或结合在目标物的不同表面、侧面或平面中，从而使目标物适于被识 别，
其中第一组识别信息的所述至少一个识别特征和第二组识别信息的所 述至少一个识别特征相对彼此布置在固定的相对空间位置，所述固定的相对 空间位置用于得到用于识别目标物的标记，
提供读取装置，其中所述读取装置适于从布置在目标物的不同表面、侧 面或平面上或结合在目标物的不同表面、侧面或平面中的至少两组识别信息 的每一个的至少一个识别特征读取信号，并且其中，读取装置构造成限定将 被读取的第一组识别信息的第一离散区域和将被读取的第二组识别信息的第二离散区域之间的空间关系，以及
使用读取装置来确定第一组识别特征的至少一个识别特征的性质的至 少一个特性，从而获得第一信号，
使用读取装置来确定第二组识别特征的至少一个识别特征的性质的至 少一个特性，从而获得第二信号，
利用处理单元使用所述第一信号和所述第二信号(并且因此内在地或明 确地使用特征的空间关系)，来得到/形成/生成用于目标物的至少一个标记。
第一组识别信息的识别特征和第二组识别信息的识别特征相对彼此所 布置的固定的相对空间位置在此也称为"特征的空间关系"。特征的空间关 系是机器可确定的并且用于验证目标物的身份。
如上所述，读取装置构造成限定要被读取的第一组识别信息的第一离散 区域和要被读取的第二组识别信息的第二离散区域之间的空间关系。第一组 识别信息的第一离散区域和第二组识别信息的第二离散区域之间的这种空 间关系在此也称为"读数的空间关系"。
如在这里使用的术语"识别信息"指的是(始终)可被读取的任何机器 可读信息。识别信息包括一个或多个机器可分辩的"识别特征"。识别特征 展示一个或多个始终可测量的物理特性，例如但不限于磁场强度、电容、电 导、荧光性、反射率或颜色。因此，识别特征可以是一系列点、线图案、简
单的定时标志、1D和2D条形码、全息特征和诸如包含在纸或织物内的纤维
的随机标志。识别特征的其它例子包括磁性粒子、散布的量子点、气泡、孔 洞、物理起伏和粗糙性、或连续材料内的域或区域(例如磁畴)。在美国专
利申请20030014647中描述了使用气泡作为识别特征。可形成识别特征的随 机分布的材料的另一个例子包括随机分散在纸张中的纤维，或者两端布置在 层的一个或多个边缘上的连续的光管，例如PCT申请WO 87/00604或美国 专利4682794中描述的那个。其它识别特征的例子是随机分布的材料或粒子，
21这包括但不限于在美国专利申请2005017082A1或国际专利申请WO 2005/008284中描述的填充有磁性或导电材料的多孔材料，或在待决的PCT 申请PCT/SG2005/00012中描述的粒子，这些文献的全部内容以参考的方式 合并于此。术语"识别信息"也包括其它更多具体术语，例如"识别标签" 或"识别签条"或"识别图案"。虽然符号或图案具有可分辩的印刷的特征 是充分的，但也可以赋予不同的符号或图案不同的意义，例如字母或数字意 义，使得一系列字符或图案随后可被译解以获得关于标签或目标物的有意义 的信息。
通过确定一组识别信息的一个或多个特征的性质的至少一个特性(例如 大小)，获得代表这组识别信息的信号。如在这里定义的术语"信号"指的 是由读取装置作出的测量值。在条形码的例子中，当一束光越过条形码时通 过确定跨越条形码的表面的反射性质可获得的信号可以是反射率信号。在随 机磁性粒子散布在层中的磁性层的例子中，在磁性读取元件扫描过所述层时 可测量到的信号可以是磁场强度。在使用导电识别特征的情况下，可测量电 场强度。如果光活性粒子随机分散在识别层中，则可测量荧光强度或发光强 度。可选地，如果使用RFID标签，则可测量由标签产生的射频信号。从其 它类型的识别信息可测量其它可能的特性。
识别信息可包括识别层，在该识别层中至少部分地存在多个随机分布的 粒子。随机分布的粒子可包括一种材料，该材料展示一种或更多始终可测量 的物理性质，例如磁场强度、电容或电导。由于粒子的随机布置，因此，通 过借助读取装置确定这些性质的特性，例如识别层的一部分上的磁场强度的 大小，可以获得对于特定组的识别信息来说唯一的信号。同样，在这里"随 机分布的粒子"被理解为意味着物理上分离的粒子，但也理解为意味着连续 材料中的特征或变化(只要这些是基本上随机的或高度无序的)。例如，"随 机分布的粒子"包括孔洞、气泡或具有连续材料的磁畴、或者变化的反射率或电性质的区域。
在另一方面，本发明提供一种识别标签，该识别标签用于识别该识别标 签可附着到其上的目标物。该标签包括至少两组识别信息，所述至少两组识 别信息包括各布置在识别标签的不同表面、侧面或平面内的第一组识别信息 和第二组识别信息，并且所述第一组识别信息的识别特征和所述第二组识别 信息的识别特征相对彼此布置在固定的相对空间位置，所述固定的空间关系 用于识别目标物。
在另一方面，本发明提供一种识别标签，该识别标签用于识别该识别标 签可附着到其上的目标物。所述标签包括至少第一组识别信息并且所述目标 物包括至少第二组识别信息。 一旦所述标签附着到目标物使得每组识别信息 布置在目标物的不同表面、侧面或平面内，所述第一组识别信息的识别特征 和所述第二组识别信息的识别特征就以固定的空间关系相对彼此布置，所述 固定的空间关系用于识别目标物。
本发明的其它方面涉及包含至少两组识别信息的目标物，用于识别目标 物的识别系统，以及用于读取目标物的识别特征的读取装置。
在本发明中，至少两组识别信息的识别特征当它们组合时各包含在识别 标签或目标物、或识别标签和目标物、或两个或更多目标物的不同表面、侧 面或平面内。成组的识别信息和特征的空间关系一起提供对于那个目标物来 说唯一的识别数据以用于防伪和防篡改目的(或提供篡改证据)。读取装置 用于从成组的识别特征读取信号并确定它们的空间关系。从成组的识别信息 读取的信号使用特征的空间关系直接地、间接地或固有地被组合或链接，从 而形成"标记"以便唯一地识别目标物。使用特征的空间关系的这种组合或 链接意味着如果特征的空间关系显著改变则目标物的标记将不同。从成组的 识别信息的原始读取得到的标记可存储在数据存储装置内，例如存储在优选 地形成数据库的存储器装置内。这种标记被称为目标物或标签的"预存参考标记"。从目标物的随后读取获得的标记与预存参考标记进行比较以保证目 标物是真实的和/或没有被篡改。
标记可包括已经从目标物上的任何组的识别信息的读取获得的信号的 关联的数值数据，所述关联的数值数据包括第一信号和第二信号的关联的数 值数据，并且如果多于两组的识别信息被布置在目标物上，则也包括第一、 第二和另外信号的关联的数值数据。
有利地，本发明人已经发现，难以足够精确地伪造两个或更多分开定位 的成组的识别信息使得在伪造的复制件中维持原始的成组识别信息中的识 别特征的准确的相对空间位置和对准。依靠这个发现，可以从成组的识别信 息和它们特征的空间关系形成唯一的标记以便确定标签或目标物的真实性。 由于两组识别信息之间的相对布置可被分析下至微尺度或更好的任何不对 准，因此本发明提供几乎防复制的简单的识别方法。
这里，术语"目标物"指的是成组的识别信息可结合到其中或布置到其 上的单个目标物/标签。术语"目标物"也指的是两个或更多目标物(包括一 个或多个标签)，所述两个或更多目标物已经被组合成有效地形成单个目标 物以便贵重物品的识别目的。术语"目标物"在某些情况下将指的是要被识 别或添加识别标签的物品。
在根据本发明的方法中，适于被识别或制成可识别的目标物设置有至少 第一组识别信息和第二组识别信息，并且这些至少两组识别信息的特征的空 间关系用于确认目标物的身份。在这种情况下，当识别信息固定在目标物上 或结合在目标物中时，目标物适于被识别。当成组的识别信息形成在识别标 签上并且随后附着到目标物上时，这同样适用。根据上述限定，成组的识别 信息包括任何机器可读图案，例如，所述机器可读图案包括光学可读图案、 提供磁场强度图案的磁条、在表面上提供荧光强度图案的标签表面上的散布 的荧光粒子。不适于被识别的目标物可包括内在特征，然而，根据上述限定，这些内在特征不用于使目标物适于识别。
在使用识别层的本发明的一个实施方式中，识别层包括多个随机分布的
磁性或可磁化粒子，这些磁性或可磁化粒子得自元素Fe、 Ni、 Co、它们的
合金、氧化物、混合物及其组合。由于磁性粒子各施加磁场，因此多个随机 分布的磁性粒子提供唯一的磁场强度图案。因此，这种识别层的读取包括读 取磁场强度，从而获得磁场强度信号。也可以使用在识别层中具有例如发光 品质的随机分布的导体和/或半导体粒子或随机分布的光活性粒子。所述粒子
可具有大约10纳米和大约500微米之间的最大尺寸。在优选实施方式中， 这些随机分布的粒子可被一起保持在宿主粘结材料中，所述宿主粘结材料从 由金属、陶瓷和聚合物及其组合组成的组中选择。公开的美国专利申请 20050017082详细描述了这种识别层和制造它们的方法。下面也详细描述包 括识别信息的识别标签的另外细节。
给定使用不同类型的识别信息(条形码、磁性标签、RFID标签、荧光 粒子标签和导电粒子标签)的不同可能性，不同组的识别信息的不同组合的 识别特征之间的相对空间位置可用于识别目标物，该目标物包括但不限于诸 如条形码-条形码、条形码-磁性标签、条形码-荧光标签、磁性标签-磁性标 签、磁性标签-荧光标签等等的组合。
与所使用的识别信息的类型无关，第一和第二组识别信息都布置在或包 含在目标物或标签，或者目标物和标签的不同组的表面、侧面或平面中。布 置的数种组合是可能的。在一个实施方式中，第一组识别信息布置在目标物 的第一表面(例如顶表面)上并且第二组识别信息布置在目标物的第二表面 (例如侧表面或底表面)上。例如，第一和第二组识别信息可直接印刷在目 标物的表面上，或者两者都可以印刷在粘性片材上并随后固定到目标物的表 面。要结合这种方法使用的标签中的这种布置的一种实施是一种条带，该条 带在每个端部具有一组识别特征。这种条带可被折叠以形成环(见图13)，在另一实施方式中，第一组识别信息布置在目标物的第一侧面上并且第 二组识别信息布置在目标物的第二侧面上，所述第一侧面和第二侧面处于同 一平面。例如，成组的识别信息可印刷在杆形目标物或条形目标物上，因此 在限定目标物的表面的同一柱面上，然而，它们可以布置在目标物的不同的 物理侧面上。
在另外实施方式中，第一组识别信息布置在目标物内的平面中，并且第 二组识别信息布置在目标物的表面上。例如，在矩形块状目标物或标签中， 第一组识别信息可嵌在目标物或标签内的平面中，使得它在视觉上不可察 觉，而第二组识别信息布置在标签的表面上。
在又一实施方式中，构想到第一组识别信息布置在目标物上的标签的表 面上，并且第二组识别信息布置在标签内的平面中。这种布置也以一种标签 的形式被实施，这种标签具有夹在片材之间的一个或多个识别层，识别信息 可存在于该片材上。
成组的识别信息可布置到目标物的侧面，例如当布置在球形目标物或诸 如钻石的多刻面目标物上时，布置在目标物的一个侧面上的识别信息可面向 与布置在目标物的另一侧面上的识别信息相反的方向。在一个实施方式中， 该组识别信息包括布置在限定目标物的厚度的目标物的边缘上的识别层，所 述边缘例如信用卡、旅游票或光盘的平坦边缘。在这种布置中，识别层的可 读部分位于其最薄的尺寸处。这个部分被暴露成可访问，以便读取包含在识 别层中的识别特征。更优选地，从轨道读取识别特征，所述轨道暴露识别层 的最薄尺寸使得识别特征仅可从所述轨道有意义地读取。下面描述用于形成 这种识别层的方法的例子。在这一点上，两组识别信息均可从视野被隐藏或 覆盖，或者它可以完全暴露以便读取。如果隐藏，可机械地暴露识别信息。 例如，可以通过任何合适的机械手段来暴露识别层，所述机械手段例如简单
26切割、抛光或研磨识别层或层结构，如果使用支撑和/或覆盖层，则直到层的 最薄尺寸被暴露以便读取。
包括上述识别层的识别信息可以仅仅从其最薄尺寸可读取。然而，也可 能的是，识别层从其最薄尺寸以及从"主表面"可读取，从该"主表面"可 获得另一组识别信息。"主表面"在这里定义为较大的或更加显眼的表面中 的一个表面。例如，在图la中，由条形码符号占据的表面在这个定义下被 认为"主表面"，而暴露识别层的轨道是窄的边缘并且在这里使用的定义下 不构成"主表面"。这样，在本发明中，通常具有比要被识别的目标物或识 别标签的"主表面"面积小得多的表面积的表面通常用作用于提供暴露可读 识别层的轨道的表面。
用于读取每组识别信息的识别特征的读取装置适于从该组识别信息获 得所需信号。例如，在该组识别信息包括条形码的情况下，用于确定该组识 别信息的识别特征的性质的特性的读取装置适于读取条形码上的识别特征， 即黑色条形。可借助诸如激光扫描器的常规扫描器读取诸如条形码的印刷的 图案，该扫描器可用于测量例如来自条形码的反射率。在该组识别信息包括 具有随机磁性粒子的磁条的情况下，被使用的读取装置可包括磁场强度读取
器，例如高斯计或磁力计。从荧光计可获得荧光读数；残余计(residumeter) 可用于确定静态场强度测量而应答器可用于确定RFID信号，等等。
读取装置可具有一个或多个读取元件，该读取元件用于读取至少两组识 别信息。为了读取两组类似类型的识别信息(例如布置在目标物上的两个光 学可读符号体系)，读取装置可包括仅仅一个读取元件，在这种情况下，必 须顺序地执行读取，即第二组识别信息在第一组识别信息之后被读取。然而， 在这种情况下也可以使用具有两个类似读取元件的读取装置，每个读取元件 布置在对应于目标物上的识别信息的部位的位置。在存在两种不同类型的识 别信息(例如，磁条和光学可读符号体系)的情况下，读取装置可包括两个不同的读取元件。然而，在其它实施方式中，在第一和第二组识别信息为相 同类型的情况下，读取装置可包括单个读取元件。例如磁性读取元件或光学 读取元件的这种单个读取元件可以例如在两个固定位置(由读取装置限定) 之间可移动(自动地或手动地移动)以读取两组识别信息的每一组。这样， 在这个实施方式中，读取元件可在其间移位的这两个位置提供限定要被读取 的两组识别信息的两个离散区域之间的空间关系的构造。在仅具有单个读取 元件的读取装置的另一实施方式中，这个读取元件是静止的，并且读取装置 被设计成使得读取元件从两组识别信息的每一组的识别特征接收识别特征 的特性。例如，该读取装置可设计成具有光路，该光路例如配备有镜子，用 于将例如两组识别信息的每一组的识别特征引起的反射光或荧光辐射的光 学特性发送到静止的读取元件。在可选实施方式中，各包括读取元件的两个 读取器可物理连接且电连接，从而形成单个读取装置。
除了适于从识别信息获得所需信号之外，如上所述，读取装置具有限定 要由该装置读取的识别信息的至少两个离散区域的空间关系(如前面定义 的，这已知为读数的空间关系)的构造。这可能意味着读取装置的读取元件 布置成对应于目标物上的每组识别信息的位置。例如，如果第一组识别信息 布置在目标物的侧面上并且第二组识别信息布置在目标物的顶部上，则读取 装置可具有第一读取元件，布置成读取目标物的顶部的那组识别信息；和 第二读取元件，布置成读取目标物的侧面的那组识别信息(见图1C)。可选 地，并且如上所述，单个读取元件可在提供用于读取两组识别信息的两个位 置之间移动，或者读取装置可包括光路以将要被读取的特性引向静止的单个 读取元件。读取装置通常也限定要被读取的识别信息的区域的至少一个坐 标，例如它可限定所述区域离开目标物的角部或边缘多远。在其它实施方式 中，读取装置可限定绝对长度尺度和/或可以在形状上与被读取的目标物互 补。通过处理单元，使用第一组识别信息的至少一个识别特征和第二组识别 信息的至少一个识别特征之间的相对空间位置从第一信号和第二信号产生 标记。通过例如作为时间的函数或在空间域中获得第一信号和/或第二信号， 可以完成这个目的。这样做时，获得例如第一时间域数据的一组值和第二时 间域数据的一组值。在时间域中或相对于相对位置(即在空间域中)从第一 信号和/或第二信号获得的数据可以被标准化。可选地，数学函数可拟合到该 数据。使用第一和第二信号形成标记可包括从第一信号数据确定参考特征并 使用这些参考特征来标准化或映射第二信号数据到标准空间域。所述数据映 射到其中的标准域对于每个目标物来说可以相同或不同。如上所述，所述数 据涉及包括在成组的识别信息中的识别特征的选定性质的特性。通过把第一 组识别信息(或从每个识别特征读取的数据)的至少一个、多个(即至少两 个或更多)、或每一个识别特征与在空间上与其对准的第二组识别信息的至 少一个、多个或每一个识别特征关联，可确定两组识别信息之间的相对空间 位置。如应用于第一和第二组识别信息的识别特征的术语"对准"不仅指的 是平行或垂直对准的识别特征，而是包括识别特征之间的任何其它任意对 准，例如所述特征可以与水平面成45。的角度彼此对准。此外，对准不仅对 于相同物理尺寸的成组的识别信息来说是可能的，而且对于不同尺寸的成组 的识别信息来说也是可能的，不同尺寸使得每组识别信息的读取周期可以不
同(例如，来自小的RFID标签的电磁信号可以与来自物理上较大的条形码
的反射率信号关联)。
因此，可以使用基于每组识别信息的识别特征之间的空间对准用于将第 一信号结合或关联到第二信号的任何合适的方案。这种方案的例子可以关联 来自每个信号的数据(空间关联)，该信号代表位于标签/目标物上的具体位 置的每组识别信息的识别特征。通过彼此关联来自每个信号的数据点(临时 关联)，也可以间接确定这种空间对准，所述每个信号在同一时间或在很短
29的时间(例如在数微秒内)内被取得。下面将描述另外的例子。
在一个实施方式中，第一组识别信息的至少一个识别特征的读取是定时的。定时每组识别信息的读取得到时间域数据。术语"时间域数据"指的是与读取时间关联的物理量的任何读取。因此获得一组第一时间域数据，其中从第一和/或第二组识别信息的读取测量的物理量的特性(例如值)被表示为时间的函数。因此，第一组识别信息的至少一个识别特征的定时读取得到第一组时间域数据，并且第二组识别信息的至少一个识别特征的定时读取得到第二组时间域数据。
通过定时一组识别信息的识别特征的读取，例如定时跨越条形码的反射率值的读取，可获得模拟反射率信号。这种信息可被记录作为一组代表被测量的物理量的原始数据，和一组发生测量的相应的时间数据。通过把模拟信号转换为数字信号，例如通过使用模数转换器(ADC)以预定采样速率处理读数组，可以以特定的时间间隔从读数获得离散的数据。该离散的数据可提供多种功能，例如包括提供参考标志或定时标志以及测量特征的空间关系。在一组识别信息中给出标志的情况下，该标志可用作参考点，要从该参考点估算其它组的识别信息的特征的相对空间位置。
任何合适的方法，例如数值方法，可用于通过标准化或拟合来分析从第一和第二信号获得的数据。例如，通过拟合函数可模拟/拟合模拟信号，该拟
合函数使得信号能以数学方程的形式被表示为时间的函数。当例如读取1D
条形码时，签条上的暗色区域(例如，暗色条形)的中间点的位置可由插值函数标识(后面更详细地说明)，并且该中点可用于代表单个暗色条形码识别特征的部位。
在某些实施方式中，拟合函数可选自可对第一和第二信号插值或外推所述数据的任何合适的数学函数。通常，插值或外推包括从实验获得的一组离散的己知数据点制定数学函数，使得新的数据点可由这个函数计算出。可用于模拟/拟合或标准化数据的函数的例子包括线性函数、多项式函数、样条函数、谱函数(例如小波函数或傅立叶函数)和多元函数。为了插值目的，例如，可使用线性插值函数、多项式插值函数和多元插值函数。
如上所述，已经发现对插值来说有效的一类多项式函数包括样条函数。样条插值函数使用一系列低次多项式作为内插式在数据点的全部范围以分段的方式模拟每组区间。选择多项式段使得它们平滑地拟合在一起以内插实验数据。例如，当我们使用三次样条来内插六个点时，我们可使用分段三次曲线来模拟每个两点区间。为了把这些曲线连贯起来，我们设定每个分段三次曲线的端点处的二阶和一阶导数等于相邻的三次曲线的端点处的二阶和一阶导数，从而提供连续的二阶导数。这给出了穿过每个点的光滑的曲线，
从而内插这些点。关于样条曲线的更多信息，可参考以下标准文本Bartels,R. H.; Beatty, J. C; and Barsky, B. A. "An Introduction to Splines for Use inComputer Graphics and Geometric Modelling," San Francisco, CA: MorganKaufinann, 1998; de Boor, C. "A Practical Guide to Splines." New York:Springer隱Verlag, 1978; Dierckx, P. "Curve and Surface Fitting with Splines."Oxford, England: Oxford University Press, 1993.
在另外实施方式中，可相对于时间进行读取。通过首先从第一信号确定参考点，并使用所述参考点来标准化从第二组识别特征读取的信号，实现第一组识别信息到第二组识别信息的关联。在这个实施方式中，可通过内插相对于参考特征读取的识别特征的位置而间接确定特征的空间关系。标准化的信号可用作预存参考标记。可基于预定标准选择每个参考点或识别特征。选择标准的例子包括在第一时间域数据中选择最大值、最小值或最大值和最小值之间的中点。在这种情况下，术语"参考点"或"参考特征"指的是用作用于与第二组识别信息中的识别特征关联的结点的第一组识别信息中的识别特征。如在这里使用的术语"参考"不暗示对目标物的预存参考标记的任何参考。通过同时读取成组的识别信息，也可执行准时间独立关联。在一个实施方式中，使读取装置中的两个独立的读取元件(由中央处理单元控制)分别同时读取第一和第二组识别信息，使得从读取获得的数据可直接彼此匹配(并因此关联)而不必对一组原始数据执行数值运算。通过术语"同时地"，我们不仅指的是两组或更多组识别信息的识别特征的同时读取，每个特征借助对应的读取装置被读取，而且也指的是使用单个读取装置从第一组识别信息和第二组识别信息交替地读取数据，如可由读取装置的串行处理限制的，并且因此在读取器相对于目标物移动时也从不同传感器(即，从不同组的识别特征)交替读取。在上面描述中，其中"同时"读取实际上是从不同传感器交替读取，该读取彼此发生在很短的时间内(通常在数个微秒内)，因此对于解释数据的目的来说它们在效果上是同时的。
在一些实施方式中，可以沿类似的方向执行成组的识别信息的读取，即单向执行读取。可选地，也可以沿不同的方向执行读取。
当读取装置跨越识别信息而移动时，处理单元用于以合适的采样速率采样成组的识别信息的识别特征的读数，或者处理从两组分开的识别信息同时取得的读数。当前可使用的处理单元的例子包括任何微控制器，例如，可从
诸如ATMEL， Freescale Semiconductors和Analog Devices的制造商获得的诸如16位或32位微控制器。在所述读取期间的读取元件和识别特征之间的相对速度和/或扫描速度(其中，进行识别信息的扫描不一定移动读取元件)可用于确定用于从所述读取获取数据的处理单元的采样速率。通过读取装置读取第一组识别信息而得到的关于速度的信息也可用于控制用来从第二组识别信息获取数据的采样速度。
在读取元件和所述第一组识别信息之间的相对速度和/或扫描速度由读取装置确定的一个实施方式中，第一组识别信息包括标准格式。"标准格式"在这里意味着识别信息包括预定义的格式，该预定义的格式允许获得关于识
32别信息的预测认识。例如，(ID)条形码是这种标准格式，由于(ID)条形 码被预定义(已知)为条形是二元的(黑色或白色)，并且它们也具有标准 的厚度(即，如果薄的条形是l单元厚，则厚的条形是2单元且很厚的条形
是3单元，并且应当没有例如2.5单元厚的条形)。条形码的这种预定义的信 息是已知的，即使不知道分配给特定条形码的条形码号码。因此，通过故意 导致这种随机分布的过程制作的其中具有随机分布的材料的层不是如在此 使用的"标准格式"。
在实际情况中，如在上面两个段落中描述的数据获取速度的原位控制是 非常有用的，并且有时是必要的。例如，本发明人已经构造出用于从目标物 (例如图20a中所示)读取条形码和磁性识别信息的包括条形码读取元件和 磁性读取元件的手持式读取装置(例如图20b中所示)。该读取装置按照如 下进行工作当该装置用于目标物时，条形码读取元件感测到它位于白色反 射表面上方(即，它在条形码的开端之前位于目标物的上方)。当用户用读 取器挥击目标物时，条形码传感器感测到代表条形码的开始的黑色和白色区 域之间的快速改变。在这一点上，读取装置的微处理器(处理单元)被编程 为开始从条形码传感器和磁性传感器获取(并存储)数据。显然的是，数据 获取的这种启动是非常重要的，因为微处理器芯片通常具有有限的存储容 量，并且如果太多的数据被获取并存储，则它们的存储器将溢出。同样重要 的是，知道获取数据的速度。例如，如果用户缓慢挥击读取装置，则将相对
缓慢地完成数据获取，这是因为l)即使缓慢的获取速度也能为条形码和磁 性识别信息的精确读取采样足够的数据；和2)如果数据获取不相对缓慢，则 微处理器的存储器可能在完成读取之前溢出。然而，通常在手动挥击的情况 下，挥击速度(即，也是读取元件和被读取的那组识别特征之间的相对速度) 从读取的开始到读取的结束显著改变。即，如果用户从静止位置开始挥击， 则读取装置将一般在幵始时很慢地移动，但在挥击期间读取装置通常在整个读取期间加速，直到接近读取结束该装置以相当大的速度移动。如果数据获 取(和存储)速度保持在在条形码读取的开始所限定的相对慢的速度，则很 可能的是，到该装置靠近相关识别信息的端部时，数据获取速度将太慢而不 能获取足够的数据以充分读取成组的识别信息。因此，通过使用本发明的方 法在读取期间更新和改变数据获取速度，它允许在整个读取中使用适当的数 据获取(和存储)速度。如果如这里所述的，两个元件的挥击速度是相同的 (或至少彼此相关)，则根据第一组识别信息(在这个情况下是条形码)确 定的挥击速度可用于调节读取元件读取两组识别信息的数据获取速度。在提 到的这种情况下，对于读取信号，可以移动读取装置和读取元件，并且适于 被识别的目标物则可以不动，或者相反地，目标物可被移动，并且读取装置 和读取元件可被固定。当然也可以在读取识别信息时移动读取装置和目标
处理单元还可适于通过存储读取标记的数据作为更新的预存参考标记 来更新预存参考标记以便将来验证检查。当长期使用适于被识别的识别标签 或目标物时，作为识别标签的强烈使用的结果，可能发生轨道或整个识别层 的磨损。这种磨损可引起特性标记被改变。在预存参考标记将总是保持恒定 的静态系统中，这种磨损影响可具有识别标签不被该系统识别的结果。因此， 在本发明的一个实施方式中使用的动态系统更新探测的标记中的变化并存 储这种更新的标记作为预存参考标记。这样，可以考虑由于识别层的材料的 磨损引起的随时间的小的变化，因此改善系统的功能性，由于这避免了作为 磨损的结果的无效的标签或目标物的错误分类。
从成组的识别信息的读取得到的数据可存储在诸如硬盘或存储器芯片 的数据存储介质中。该数据可被存储为原始数据、压縮数据和/或加密数据。 存储使得处理单元能够随后对数据执行任何需要的数学过程并因此确定第 一和第二组识别信息之间的相对空间位置，或者当执行鉴定时，使得处理单元能够确定一组新近读取标记和预存参考标记之间的匹配。
预存参考标记不一定永远存储在读取装置的存储器中。更确切地，读取 装置可设计成能够接收存储在远程数据存储介质中的预存参考标记，该远程
数据存储介质可通过例如因特网的局域网(LAN)或广域网(WAN)而被
访问。可选地，读取装置可以能够接收存储在标签所附着的目标物或要被识 别的目标物中的预存参考标记。在这种情况下，注意到，目标物或标签可另 外存储另外的信息，例如目标物的价格、其制造者名称等等。这种信息可被 包括在常规条形码、二维条形码、磁条或存储器芯片中。因此，读取装置也 可适于读取常规条形码、二维条形码、磁条或存储器芯片。
然而，更加通常地，读取装置可设计成能够发送读取标记到存储预存参 考标记的远程装置(例如计算机)。那个远程装置对比所述标记并发送回识 别该物品和提供可能需要的任何另外信息的响应。通常，实际读取装置本身 通过通信装置(例如，蜂窝式电话、连接到因特网的计算机、或通过固定的 线路通信装置)与远程装置通信。在这个实施方式中，远程装置不需要将消 息发送回读取装置自身，而是可将消息发送回通信装置，然后该通信装置向 用户显示该信息。例如，如果读取装置通过蜂窝式电话通信，则远程装置仅 需要将消息发送回蜂窝式电话。蜂窝式电话可向用户显示信息而不将任何信 息发送回实际读取装置自身。
为了提供可以处理错误的更加稳健的系统，第一和/或第二组识别信息 的一个或两个可包括错误处理信息以便确定第一组识别信息和/或第二组识 别信息的读取值是否对应于它们的实际值。这可通过把校验和值包括到成组 的识别信息中来实现，如以后将在下面的例子中描述的。
在一个实施方式中，目标物的身份被鉴定或验证。通过匹配从目标物读 取的标记与存储在数据库中的预存参考标记，可实现验证或鉴定具有识别信 息的目标物的身份的步骤。此外，验证可包括检查从任一组识别信息的识别
35特征的读取获得的单个信号(即匹配读取磁性信号与鉴定的磁性信号)或检 查识别信息中的任何其它信息(例如，诸如分配给各种条形码图案的O、 1、
2、 3、 4、 5到9的数值意义)。
如上所述，读取装置构造成限定要被读取的第一组识别信息的第一离散 区域和要被读取的第二组识别信息的第二离散区域之间的空间关系(如前面 定义的，这被称为读数的空间关系)。每个离散的区域可包括要被读取的整 组识别信息的局部部分，或者它可包括要被读取的整组识别信息的整个部 分。当为了构建预存参考标记的目的而读取成组的识别信息时，可以为了完 整性的目的而读取来自识别信息的整个部分的信号。然而，当以后执行验证 时，足以从成组的识别信息的局部部分读取标记。这种读取标记与预存参考 标记的片段关联，并且可与所述片段进行匹配。
在读取装置通过读取第一和第二组识别信息而获得模拟信号的情况下， 也可能的是，鉴定可包括检查代表时间域中的读取标记的图形并且将它与代 表预存参考标记的时间域图形匹配。随后，计算代表读取标记和预存参考标 记的图形之间的重叠的面积。给定读取中可能的随机和系统错误的情况下， 所述图形可能不会完美匹配，因此可设定门限匹配值。如果读取标记以大于 预定门限而不同于相应的预存参考标记(即重叠的量不充分大，例如，信号
之间的差异是0.1%、 1%、 3%、 5%、 10%、 20%或对于鉴定目的来说被认为 适当的任何其它值)，则鉴定失败。可选地，也可在没有模拟信号的情况下
执行鉴定。在这种情况下，可根据预存参考标记直接检查来自第一和第二组 识别信息的同时读取的标记而不必确定读取标记和预存参考标记之间的重 叠的面积。预存参考标记可存储在任何合适的数据存储介质(典型地存储器 芯片或硬盘驱动器)中，并且最优选地可使用适用于这个目的的任何方法进 行远程访问。例如，可以使用因特网(包括例如通用分组无线业务GPRS的 移动访问、协议)、固定线路访问、局域网、蓝牙协议、短信服务(SMS)或多媒体信息服务(MMS)信号等等来执行远程访问数据存储介质。
为了确认获得精度在数个毫米内、或小于数百微米、或数十微米、或优 选地数个微米的匹配，如由读取装置提供的信号的读取的分辨率应当优选地 是高的。
本发明的又一实施方式包括存储多于一个用于目标物的预存参考标记。 当随后读取目标物的标记时，读取标记可以例如与用于那个目标物的所有预 存参考标记比较或者可以与存储在数据库中的所有预存参考标记比较。例 如，当读取要用作目标物的预存参考标记的标记时，不同读取装置意味着可 使用至少两个(多个)读取装置。多个读取装置可构造成它们中的每一个不 同地限定第一组识别信息的第一离散区域和第二组识别信息的第二离散区 域之间的空间关系。构造的这种不同可以是固有的或故意引入的。例如，各 种读取装置的读取元件可以故意地相对彼此轻微不对准。这意味着对于每个 读取装置来说读取的空间关系将限定轻微的不同。因此，来自每个读取装置 的标记将轻微不同。通过存储所有这些预存标记和使用它们以便目标物的以 后验证，这使得验证更加稳健。例如，考虑读取识别特征的轨道。如果第一 读取装置的读取元件完美地对准，则提供可称为"对准的标记"的标记。如 果第二读取装置的读取元件向左轻微地不对准(例如，以大约1微米、io
微米、50微米或100微米)，则提供可称为"左标记"的标记。如果第三读 取装置的读取元件向右轻微地不对准(例如，以大约1微米、10微米、50 微米或100微米)，则提供可称为"右标记"的标记。通过存储对准的标记、 左标记和右标记作为预存参考标记，这增加如下所述的方法和系统的稳健 性。如果许多读取装置被制造用于商业销售，每个装置之间将存在一定的公 差和变化。假定在制造过程中容许的最大不对准是±50微米，则通过存储对 应于不对准的读取(包括至少士50微米的不对准)的一个或更多组的预存参 考标记，意味着即使最大不对准的生产，读取器仍然具有将与读取标记良好匹配的相应的预存标记。使用多个读取装置来得到多于一个预存参考信号的 另外例子是，如果读取元件本身在它们的特性中具有一些变化(例如，如果 磁性传感器具有变化的灵敏度)。通过使用具有一系列读取元件的一组读取 装置，可能的标记的谱与读取元件的种类可被记录。在这个实施方式中，随 后的读取标记因此可以与关联于特定目标物或一类目标物的所有预存标记 的至少一些进行比较。
在本发明的另外实施方式中，已经分配给目标物的条形码或诸如序列 号、二进制或十六进制信息或者字母数字代码(例如，名称)的另一系列化 的识别信息用作成组的识别信息中的一组，并且如果读取装置不能充分地、 完全地或正确地读取所述条形码或系列化的识别信息，则处理单元能够基于 分开地键入或扫描入的补充信息重新生成读取信号的遗漏部分。例如，如果 识别信息是条形码和关联的号码，则可借助替代装置来扫描条形码并且关联 的号码可用作补充信息以重新生成从读取信号的若干部分遗漏的数据或重 要分量(诸如参考点)。重新生成的数据或分量然后用于形成用于识别所述 目标物的标记。
在另外实施方式中，条形码或其它系列化的识别信息被用作主关键字， 预存参考标记与该主关键字一起被存储和/或检索。
虽然至此已经关于第一和第二组识别信息描述了本发明，但也可以在目 标物上包括一个或更多另外组识别信息。另外的一组或多组信息可布置在目 标物的任何表面、平面或侧面上，所述任何表面、平面或侧面包括含有第一 两组识别信息的表面、侧面或平面。可选地，这个至少第三组识别信息可布 置在目标物的第三表面、平面或侧面上或包括在目标物的第三表面、平面或 侧面中，所述第三表面、平面或侧面不同于第一和第二组识别信息布置在其 上或结合在其中的表面、平面或侧面。通过具有另外组识别信息，识别信息 的安全性变得更强，这是因为把所有三组或更多组识别信息相对彼此布置在特定的相对空间位置是必要的。在这个实施方式中，另外组识别信息的识别 特征相对于所述第一和所述第二组识别信息的识别特征布置在固定的另外 相对空间位置，并且为了使用本方法识别目标物，另外组识别信息的识别特 征之间的相对空间位置可用于与第一组识别信息的特征符合，并且另外组识 别信息也可用于与第二组识别信息符合，因此有效地构建两个或更多级别的 安全以便达到鉴定。
本发明可应用于可受益于具有真实性或识别标签的任何类型的目标物， 包括珠宝、设计师品牌服装、皮革货物、高端豪华手表、以及光盘、数字影 碟。其它目标物包括工程部件、织物、目标物周围的包装、容器或器皿的密 封件、信用卡、证书、银行券、安全出入卡、车辆密码卡、护照、身份证、 引线框架、电子器件封装、或媒介盘、或其组合(例如产品及其包装的组合)。
在其它方面，本发明提供可应用如上所述的识别方法的识别标签，以及 提供根据该方法适于被识别的目标物。在下面，描述本发明的识别标签和目 标物的优选实施方式。这些实施方式也可应用于读取装置、识别装置、识别 系统、用于形成识别标签的方法以及用于读取识别信息的方法。
根据本发明，提供识别标签以用于根据本发明的方法识别目标物。识别 标签包括至少两组识别信息，所述至少两组识别信息包括第一组识别信息和 第二组识别信息。第一组识别信息和第二组识别信息各布置在标签或目标物 的不同表面、侧面或平面中。第一组识别信息的识别特征和第二组识别信息 的识别特征相对彼此布置在固定的相对空间位置，所述固定的相对空间位置 用于形成/得到或生成用于识别目标物的标记。
在一个实施方式中，至少一组识别信息包括光学可读图案。任何光学可 读图案可用于这个目的，包括任何种类的印刷的符号，例如印刷的点、连续
号码的矩阵、 一维条形码和例如Aztec Code、 Code 1、 Code 49、 PDF 417、 QR Code、 Super Code和Ultra Code的二维条形码。在另一实施方式中，第一组识别信息和第二组识别信息的至少一个得自 至少一个识别层，可读识别特征位于所述至少一个识别层中。为了这个目的， 识别层可包括一层任何类型的合适的材料或具有一种或多种性质的材料的 组合，所述性质在可读物理量方面可量化。
识别层至少在其若干部分中可包括多个随机分布的粒子。在一些实施方 式中，识别层包括具有孔隙的宿主材料，其中至少一些所述孔隙包含粒子。 如下面说明的，所述粒子可由磁性或可磁化材料或大体上导电的材料组成。 在其它实施方式中，所述粒子可随机分散在基体中或所述粒子可通过溅射/ 离子植入提供(比较同样的例子)。通过提供在识别层中用粒子来限定识别 特征的这种(高度)无序的结构，只有以极大的努力和/或成本才可仿制所述 信息，因而改善识别系统的安全性。
在一个实施方式中，识别信息至少部分地包括多个随机分布的磁性或可 磁化粒子。通过把磁性(或可磁化)粒子实施为随机分布的和/或取向的粒子， 磁性读取头可用作沿暴露识别层的轨道移动的读取元件，因此从磁性(或可 磁化)粒子引起的磁场分布形成的识别特征读取信号，从而提供廉价且高度 可靠的识别结构。
展示磁性性质的任何材料可用在识别层中，包括但不限于诸如亚铁磁材 料、反铁磁材料和铁磁材料的磁性材料。所用的磁性材料包括但不限于铁磁
材料，例如Fe、 Ni、 Co、 Gd、 Dy、其相应的合金、氧化物和混合物、以及 诸如MnBi、 CrTe、 EuO、 002和MnAs的其它复合物。也预期用受磁性影 响的其它材料。这种材料的例子包括亚铁磁材料，例如尖晶石、石榴石和诸 如磁石的铁氧体。也预期用通常用于磁性介质中的其它材料，诸如Ce、 Cr、 Pt、 B、 Nd的合金(例如Nd-Fe-B、 Nd誦Fe-Co-B、 Nd-Pr陽Fe隱Co-Ti-Zr-B)、 Sm 的合金(例如SmCo5)、和诸如AlNiCo、镍铁导磁合金(Permalloy)和镍铁高 导磁合金(MuMetal)的合金。为了支撑磁性粒子，支撑层可布置在识别层下方。另外，标签或目标物 可包括覆盖层，使得识别层布置在支撑层和覆盖(顶)层之间。原则上，与 识别层相容的每一种材料可用作支撑层和/或覆盖层。合适的材料的例子包括 但不限于塑料、金属、陶瓷、织物、例如皮革或木材的天然材料及其组合。 合适的塑料的例子包括聚合物材料，诸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醚、聚 苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯(聚甲基丙烯酸酯)，这些聚合物材料通常 用于生产塑料物品，例如袋子、信用卡、包装材料、片材等。合适的陶瓷包 括但不限于玻璃、氧化铝、氧化硅、骨灰瓷、珐琅和玻璃料。
通过使用支撑层(在两层结构的情况下)或夹层结构(在三层结构的情 况下)，识别层在结构上受到支撑并且也可从下方被电磁屏蔽，并且在夹层 结构的情况下从上方被电磁屏蔽。
识别标签的层结构可包括布置在所述底层和所述顶层之间的至少一个 另外的识别层。通过提供一个或多个另外的识别层，识别特征可分开在多个 识别层中，因此进一步增加安全性，因为仿制包括在识别层中的信息所需的 努力由此显著增加。此外，这种措施可在系统中引入冗余，进一步增加识别 标签的可靠性。
所述层结构可包括布置在所述识别层和所述另外的识别层之间的至少 一个中间层。通过使用这种构造，不同识别层可在空间上彼此分幵，允许分 开和/或同时读取位于所述识别层中的信息。因此，可包括另外的冗余，该冗 余也改善本发明的识别标签或目标物的可靠性。
在存在识别层的另外实施方式中，本发明的标签或目标物也可包括布置 在顶层和底层之间的对准层，该对准层在读取识别特征的过程期间便于读取 元件的对准。
随机分布的磁性粒子可布置在多孔宿主材料中，在宿主材料中至少部分 地充满宿主材料的孔隙，所述宿主材料是基本上非磁性的材料。通常，至少
41基本上非磁性的(磁惰性的)或基本上电绝缘的任何多孔宿主材料都可用在本发明中。通常，这种宿主材料具有良好的机械、热和化学稳定性，以便孔隙中的材料到宿主材料的其它区域的迁移被防止或可忽略。此外，宿主材料的稳定性最小化孔隙中的材料的氧化和不希望的化学变化。这种性质使得从标签获得的磁性、电或电磁信号能够维持唯一地可识别。合适的宿主材料可
以例如包括通过铝膜的阳极氧化制备的多孔明矾石，如在美国专利5139884、5035.960或Nielsch et al., Journal of Magnetism and Magnetic Materials 249(2002)234-240中描述的。因此，标签的宿主材料可以是氧化铝。
其它合适的宿主材料包括多孔聚合物薄膜(通常是已经选择性地去除一种组分的二嵌段或三嵌段共聚物)或多孔半导体材料，诸如多孔硅或多孔III-V族材料(例如，见F6il et al., Advanced Materials, 15, 183-198 (2003))。适于在本发明中用作多孔宿主材料的III-V族材料的例子包括GaAs、 InP和AlAs。另一种合适的宿主材料是沸石。合适的沸石的例子包括沸石矿物群的任何一个成员，例如斜发沸石、菱沸石、钙十字沸石和发光沸石。其它合适的多孔材料包括无机氧化物，诸如氧化硅、氧化锌和氧化锡。
在一组识别信息包括磁性粒子的情况下，这组识别信息的读取可包括读取由磁性粒子产生的磁场的至少一种特性。磁场图案将高度取决于识别层中的磁性粒子的无序。在这种情况下，无序可涉及识别层的至少一种性质，例如孔隙的尺寸、形状和取向、孔隙间距离、孔隙填充百分比以及识别层中的磁性材料的晶体取向。例如，如果使用多孔宿主材料，则无序可以仅仅是宿主材料的特性。作为例子，可使用具有不同的孔隙尺寸和孔隙间距离的宿主材料，并且这种材料的孔隙可(相等地)填充有磁性材料。也可以使用具有有序孔隙的宿主，其中通过改变孔隙中的材料的填充程度来产生无序。当然也可以使用具有无序结构的识别层，并且也改变例如填充的孔隙的百分比或(在磁性材料的情况下)标签中的材料的晶体取向。可被操纵以在标签或目标物的识别层中产生无序的上述性质也可看作自由度。
在一个实施方式中，识别层在轨道的所述部分的磁场(所述信号)的至少一个特性的每个确定之前遭受磁场。在这个实施方式中，识别层内的磁性材料可在每次读取之前在磁场下被重新磁化。这增加了轨道的磁场信号以便容易读取。为了这个目的，均匀和不均匀磁场可用于重新磁化该识别层，例如由简单的条形磁体产生的磁场、或由螺线管或磁体的组合产生的磁场。
另外地或可选地，本发明的识别标签或目标物可包括多个导体或半导体
粒子。导电材料包括金属，例如但不限于Cu、 Sn、 Fe、 Ni或其合金。半导体材料的例子包括(多晶)硅、砷化镓、氮化镓、硅化铂、氮化硅或硅铬(SiCr)等等。根据这个实施方式，磁性读取头可用作读取元件来用于采样识别层以读取识别特征，所述识别特征由电流通过至少一些所述粒子引起的电磁场分布形成。类似地，使用合适的读取装置(诸如传导传感器)可探测作为识别层内的位置的函数的随机分布的导体或半导体粒子的如电阻率、传导率、阻抗等等的电参数。在多孔宿主材料的情况下，其孔隙可填充有导电粒子，可以使用上面结合磁性粒子列出的并且大体上绝缘的任何宿主材料。
另外地或者可选地，识别标签或目标物可包括识别层，该识别层包括多个光学反射、吸收或活性粒子。随机分散的光学可读识别特征可包括例如，包含在纸、光纤或光管中的纤维，或者甚至是透明聚合物中的随机分布的气泡。通过本申请中的"光活性"，意味着粒子改变穿过它们传输或从它们反射的光的波长和/或偏振平面。根据这个实施方式，光学探测器可用作读取元件来用于采样由识别层形成的轨道以读取识别特征。这些识别特征可由以下
各物形成例如，以特定波长发荧光的粒子、改变偏振平面的手性粒子、或
以不同波长发荧光和/或改变相互作用的光的偏振平面的粒子的混合物，等
等
本发明也可包括磁性和/或可磁化和/或导体和/或半导体和/或光活性粒子的组合，以进一步改善所述系统的可靠性和安全性。在一种情况下，例如，可以实施光学验证和磁性验证的组合。典型地，存在于识别层中的平均粒子可具有(但不限于)大约10纳米到大约500微米之间的最大尺寸。
在本发明的另外实施方式中，识别标签或目标物包含各包括识别特征的多个识别层，其中每个识别层可以与其它识别层独立地被读取。通过读取单个层，不同种类的信息可位于本发明的识别标签或目标物中(例如，识别特征和另外的信息，如标签可附着到其上的产品的价格或关于这种产品的背景信息)。
在另外实施方式中，成组的识别信息的一组或两组被保护涂层覆盖。原则上，可以使用适于在物理上保护识别信息免受损坏(例如，通过化学和/或机械降解)的每种材料，只要这种材料不阻止识别特征的至少一些被读取。可被包括在保护涂层中的合适的材料的例子包括但不限于聚合物涂层，例如聚四氟乙烯涂层、刚性聚合物、溶胶凝胶或蒸汽沉积的材料，所述蒸汽沉积的材料例如氧化物、氮化物、非晶金刚石、诸如类金刚石碳、四面体非晶碳的类金刚石材料(薄膜)、或旋转涂覆的漆。这种保护涂层(层)可以是"硬质"材料。"硬质"材料在这里被定义为优选地具有50兆牛顿每平方米(即
50MN/m2)或更大的体积应力的材料。充当硬质材料的合适的聚合物的例子是具有坚韧和透明的优点的聚甲基丙烯酸甲酯。通过用单体甲基丙烯酸甲酯溶液浸渍涂覆或旋转涂覆标签，可产生聚甲基丙烯酸甲酯的单个涂层。该单体溶液在涂覆期间或之后聚合。
现在将通过例子的方式来描述用于形成如上所述的识别标签或目标物的各种实施方式的方法。这些实施方式也可应用于读取元件、识别系统、识别装置和用于读取识别信息的方法。
通过形成布置在识别层的顶部上的覆盖层可制造包括识别层布置在目标物的限定目标物厚度的边缘上的一组识别信息的，并且其中识别层的可读部分位于其最薄尺寸处的识别标签的一个实施方式。此外，可形成至少一个识别层布置在底层和顶层之间的层结构。在这种情况下，例如通过把识别层夹在底层和顶层之间可产生层合结构，并且位于夹层的边缘的是暴露夹入的识别层的最薄尺寸的轨道。该轨道可以通过任何合适的技术形成，例如通过切割、研磨和/或抛光等等。
该层合结构可切割成不同的部分，其中每个部分可形成分开的识别标签或目标物。因此，切割边缘包含暴露包括可读识别特征的识别层的最薄尺寸的轨道。
如上所述，识别层可至少部分地包括多个随机分布的粒子。使用多个随机无序的结构/粒子可形成识别层，通过形成多孔基材并用合适的材料填充多孔基材的孔隙从而产生所述无序的结构/粒子。
例如，如果多孔基材由磁性或可磁化材料制成，并且孔洞或孔隙导致从信息层得到的被探测的信号的调制，则这种多孔基材，即具有许多随机分布的孔隙的固体，可形成识别层。可选地，在多孔材料为非磁性的情况下，孔隙填充有或至少部分地填充有磁性或可磁化材料。其它类型的材料也可用于填充孔隙，包括半导体材料、导电材料以及光活性材料。
可选地，识别结构可通过在多孔基材或衬底上植入离子被制造。根据这个实施方式，已经被热退火的植入的离子的统计学分布安排通常用于形成该识别结构。这种随机分布是植入的离子在热退火之后的随机聚结的结果。
可选地，可使用不可混合的二元聚合物的相分离来制造该识别结构。根据这个实施方式，两相系统用于形成层，并且随后自动分离所述两相。可去除这些相中的一个相并且由此引起的腔(或孔隙)随后用作可引入用于形成识别层的一部分的材料的部位。
本发明的另外方面包括读取装置，该读取装置用于读取要被识别的标签或目标物上的第一组识别信息和第二组识别信息中的识别特征。这种读取装置包括至少一个读取元件，它适于读取布置在目标物上或结合在目标物中的第一组识别信息；和至少一个第二读取元件，它适于读取第二组识别信息。所述读取装置适于读取来自布置在目标物的不同表面、侧面或平面上或结合在目标物的不同表面、侧面或平面中的至少两组识别信息的至少两个信号。
所述读取装置的另一方面是，其构造限定要被读取的识别信息的至少两个离散区域的空间关系。换句话说，读取装置中的读取元件与读取装置固定地布置，使得它们各扫描目标物上的特定位置，所述特定位置对应于将定位每组识别信息的部位。
在一个实施方式中，读取装置还包括处理单元，该处理单元用于将第一信号和所述第二信号关联或结合，从而获得关于第一组识别信息的识别特征和第二组识别信息的识别特征之间的相对空间位置的信息。所述处理单元可
包括用于处理读取信号的一个或多个微控制器，例如，从诸如ATMEL、Freescale Semiconductors和Analog Device的制造商可获得的16位或32位微控制器。
在另一实施方式中，读取装置还包括引导装置，该引导装置用于在第一和第二组识别信息上引导所述第一和所述第二读取元件。引导装置可包括适于容纳目标物的一部分的狭槽。
在又一方面，本发明涉及用于识别目标物的识别系统。该系统包括根
据本发明的识别标签，它用于识别所述识别标签可附着到其上的目标物；和
根据本发明的读取装置，用于读取被编码在识别标签中的识别信息。
在实际实施中，本系统可甩于构建产品的制造谱系。 一种示例性应用是构建制药药物的谱系。通过用根据本发明的各具有唯一标记的识别标签标志在制药药物的制造中使用的原始材料以及最终产品的包装，制药谱系有助于维持制药药物的谱系。通过在以原始材料的输送开始到产品最终输送到零售商的货架上的制造过程中实施检查措施，这种系统允许整个供应链被跟踪和
46追溯。
在一个实施方式中，原始材料被放入用根据本发明的识别标签标志的桶中。每个唯一标识的桶的标记被记录在数据库中，该数据库在局域网上或广域网上可访问。读取装置位于原始材料制造设备中，使得进入的桶可被读取并且该桶从原始材料制造设备的离开可被跟踪并且在数据库中更新。 一旦来自各种部位的原始材料到达中央制药药物生产设备，桶的到达被读取并且记录在数据库中。以这种方式，说明进入制药药物的所有原始材料。在生产制药药物之后，制药药物被包装在其中的每单个瓶也被标志并且再次读取所述标记并存储在数据库中。在将这批瓶输送到批发商之后，批发商随后可访问并查询数据库以确定他接收的瓶与制造商己经记录在数据库中的那些(即鉴定数据)匹配。
因此，在另一实施方式中，识别系统还包括计算机程序，该计算机程序能够处理当验证目标物的身份时试图鉴定读取标记的用户的查询。这种程序也可以能够对包含鉴定数据的数据库执行标准查询。计算机程序可用于处理试图鉴定读取标记的用户的査询。该计算机程序可包括适于确定读取标记和预存参考标记之间的匹配的任何方法。
根据以下描述、附图和非限制性例子，将更充分地理解本发明的这些方面。
现在将参考附图仅以非限制性例子的方式描述示例性实施方式，其中图la示出识别标签的透视图；图lb示出识别标签的读取；以及图1C
示出用于读取识别标签上的识别信息的读取装置的透视图。
图2a示出从包括随机分散的磁性粒子的识别特征读取磁性数据而获得
的模拟信号，该图示示出根据1D条形码的黑色和白色条形标绘的模拟信号；以及图2b示出当识别特征不对准时模拟信号和条形码条形之间的不匹配。
图3a示出两个光学标签将目标物夹在中间的布置；图3b示出目标物被夹在光学识别标签和识别层之间的布置。
图4a和4b示出可布置成环的条带形式的标签的优选实施方式。图5a和5b示出以可布置成环的条带的形式布置标签的另外的优选实施方式。
图6示出标签以条形或杆形的形式的实施方式。
图7和8示出标签，其中， 一组识别信息布置在标签和贵重物品之间的界面处。
图9示出在篡改时可容易地被破坏的防篡改标签布置。图10示出具有识别信息的标签布置在贵重物品的不同侧面上的目标物。图11示出一种目标物，在该目标物上具有一组识别信息，并且该目标
物具有包含另一组识别信息的印刷的标签。
图12示出本发明的一个实施方式，其中识别标签是非平面的。
图13示出环状标签，其中给出RFID标签作为一组识别信息。
图14a示出1D条形码的一部分的读数的图形表示；图14b描绘在条形
码读取期间由光学传感器在两个距离进行询问的1D条形码的区域。
图15示出条形码读取的信号的一部分的图形表示，以便说明如何可分
析信号。
图16示出条形码读取的信号的一部分的图形表示，以便说明如何可分析信号。
图17a和17b示出条形码读取的信号的一部分的图形表示，以便说明如何可分析信号。
图18示出用两个识别层标志的目标物和用于读取该目标物的读取装置，两个识别层中的一个识别层通过主表面可读并且另一个通过其边缘可读。图19描绘了用椭圆形区域的识别信息和三角形区域的识别信息标志的目标物。
图20a示出具有第一组印刷的识别信息的目标物，所述第一组印刷的识
别信息布置成邻近包含另外一组识别信息的一块矩形横截面材料；图20b示
出用于读取这种目标物的读取装置。
图21a描绘来自分开的成组识别信息的读数的时间域数据到空间域数据
的标准化。图21b到21d描绘来自不对准的标签的读取标记与预存参考标记
不匹配的各种情况。
图22a和图22b以图形的方式示出读取标记如何与预存参考标记匹配。
图23示出随机分布的磁性粒子嵌入倾斜平面的目标物。
图24示出使用致密的镍薄片和使用细长的镍薄片用于产生识别层的过程。
图25示出用于制造识别层的巻绕式过程。
图26示出用于制造识别层的可选步骤。
图27描绘使用铝箔制造识别层的准备。
图28描绘在铝箔中形成无序的宿主材料的阳极化过程。
图29示出孔隙形成步骤和阳极化铝箔之后的孔隙填充步骤。
图30示出流程图，该流程图示出识别本发明的目标物的方法的实施方式。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的一个实施方式的目标物(或标签)。在图la中，适于被识别的目标物(它也可理解为识别标签本身)100在其顶表面102上具有光学识别特征101。所述目标物在平面103内包含有另外的识别特征，即识别层。这些识别特征可以是诸如随机分布的磁性粒子的磁性特征，或例如散布在所述平面中的光学纤维的光学读取特征。也可以使用任何其它始终可识别的特征，诸如物理起伏。两组识别信息的特征之间的相对空间位置用于构建用来识别所述目标物的标记。如从图可见，平面103中的识别信息沿着暴露该识别信息的所述目标物的边缘可读取。
图lb示出识别标签109上的两组识别信息的读取，该识别标签109首先具有识别层110，该识别层IIO包括如上所述的包含在平面内的磁性特征；并且其次具有条形码符号130，该条形码符号130设置在识别标签109的表面上。识别层IIO布置在顶层112和底层111之间。沿其读取识别层110的边缘可用作轨道，当执行读取时，该轨道用于沿着识别层引导读取装置的移动。这个轨道由顶层和底层形成的边缘限定，并且当它要被读取时可装配到读取装置的狭槽中。可选地，轨道也可由在顶层和底层之间限定的凹槽形成，使得具有适合凹槽的探针状突起的读取元件可用于探测并读取识别层110。这种系统在轨道113的生产和读取中提供直接益处，S卩容易制造、容易定位并且容易读取，例如通过机械引导。
识别层110包括磁性粒子121。当读取元件108A沿着读取方向122移动时，代表磁性粒子121的磁场强度的第一读取信号123A被探测。同样，当读取元件108B沿着读取方向122移动时，代表条形码符号130的反射率的第二读取信号123B被探测。轨道113暴露识别层110的一部分并且允许读取元件108A访问其内的识别信息。印刷的图案从其主表面(如上所限定的)可访问，因此当执行读取时，不必需要轨道来引导读取元件108B。然而，如果需要，所述层的边缘也可用作引导部以保证读取元件108B正确跨越过印刷的图案。
通常，获得的信号是识别信息的物理性质的读数。所述读数可以是例如磁场、反射率、电磁场、电场、电导率、电容、电感、电磁波长、电磁波振幅、电磁极性中的变化、或其组合。通过将从第一组识别信息获得的第一信号关联到从它们的第二特征的空间关系获得的第二信号，可以构建标记。与 被测量的物理性质无关，通常沿着轨道的较长尺寸确定变化，使得探测器的 传感器元件优选地延伸跨越这个轨道的至少整个宽度。另外，可在识别的局 部部分上执行一组识别信息的识别特征的读取。例如，如果条形码的长度为 2.4cm，则要被读取装置读取的识别信息上的离散区域可包括例如条形码的
前沿部分的大约lcm的一部分或任何其它任意选定的起点。
图lc示出读取装置104的例子，该读取装置104适于读取包含在识别 标签100的表面102和平面103内的识别信息。该读取装置包括狭槽105， 该狭槽105的宽度足以允许目标物100滑过它。在狭槽的上边缘有光学读取 元件106，该光学读取元件106可以例如是条形码读取元件。这个光学元件 布置成当目标物IOO滑过狭槽105时读取光学识别特征101。在狭槽的另一 边缘上类似地布置另一读取元件107以读取包含在平面103内的识别特征。 通过将目标物IOO滑过狭槽105，或者相反地在保持目标物静止的同时通过 移动读取装置，同时读取识别特征101和包含在平面103内的那些识别特征。 图2图解地示出通过读取例如条形码的第一组识别信息而获得的数据如 何可提供参照系以便在第二组或另外一组识别信息中绘制出具体值。在这个 例子中，条形码的读取可提供信号202，该信号202可用作定时标志以便标 准化从其它识别特征读取的时间域中的数据。以磁性识别层为例，通过读取 在目标物100穿过狭槽105时由读取元件107读取的磁场强度中的变化，可 获取磁场强度信号201。图2a示出如何可组合两个分离的信号以形成唯一的 标记，借助该唯一的标记来识别目标物。特别地，通过标绘从条形码同时读 取的磁性波峰对于黑/白过渡的相对位置，可实现这目的。来自磁场强度信号 201的波峰203位于离左边条形大约IOO微米处的两个暗色的条形(在此绘 制成白色)之间。这个精确的位置可在高分辨率扫描下被容易地确定。它是 这两个信号的组合，即与定时标志相关联的磁性信号，该定时标志由形成目标物的标记的条形码提供。标准ID条形码通常具有大约250微米宽的黑色
和白色条形(例如，标准2.4cm长12数字UPC条形码)。借助一些基本的 插值函数，诸如关于图21描述的分段线性插值函数，可以使用条形码识别 特征来绘制磁性波峰的位置，取决于读取元件和装置的分辨率可达到这个距 离的大约十分之一的分辨率或者更好的分辨率，即达到25微米内。这还可 使用诸如用在光学鼠标中的光学定位系统来改善。例如Advanced Optical Components制造的产品具有如几微米那样细微的极好的分辨率。
通过以这种方式识别目标物，即使伪造者能够精确复制条形码和磁性识 别层，他们将仍然必须精确对准磁性识别特征与条形码识别特征。这是困难 的任务。在这一点上，注意到诸如背侧对准器的为微电子工业开发的技术能 够对准光学平坦的硅片的前侧和背侧上的光刻掩模而达到1微米的精度或更 好的精度。然而，这些系统是昂贵的并且不能容易地用于例如普通条形码印 刷系统或者磁性粒子的对准。因此，在普通塑料、纸或金属衬底的不同表面 或平面上故意复制并对准识别特征以产生伪造品(例如达到IOO微米的精度 或更好的精度)是困难的。
图2b示出在伪造者能够精确复制两组对准信息但不能将一组相对于另 一组精确对准的情况下的两组识别信息之间的不对准。将看到，磁场强度信 号201的波峰203向右轻微地移位。虽然这种不对准可能是非常细微的(很 可能对于肉眼来说是不可察觉的)，但当借助读取装置读取并与预存参考标 记对比时可被探测。根据要施加在目标物上的所需安全级别，探测精度可以 从用于实施高级别的识别安全的小于50pm到用于需要较低级别的识别安全 的较不昂贵的物品的大于200pim而改变。借助具有高分辨率的读取设备可 实现较高的精度，而借助相对低分辨率的读取设备可实现较低的精度。因此， 通过使用读取装置并使用数据库(或存储器装置、存储器芯片、或存储信息 的其它方法)来存储目标物的预存参考标记(所述预存参考标记取决于识别
52特征的空间关系)，这是增强防伪措施的强大的工具。
虽然已经在使用磁性识别层和条形码的情况下在上述例子中描述了本 发明，其它组合也是可能的。图3a示出本发明的另外实施方式，其中在两
条材料带301和303上印刷有诸如条形码的光学标志。它们随后(使用诸如 粘合或热粘结、焊接或缝合的方法)附着于贵重物品302 (例如一块织物或 金属)的任一侧。 一旦粘结在一起，包括所述贵重物品的材料带形成根据本 发明的目标物。适于读取包含两个光学读取元件305的目标物的读取装置 304在狭槽的任一侧上。即使可容易复制的1D条形码可在两条材料带上用 作识别信息，也仍然难以伪造或篡改所述目标物。虽然可以印刷在很大程度 上相同于印刷在每个材料带上的条形码的两个条形码，或将条形码从一个目 标物移动到另一个目标物，在两组识别信息之间相对彼此保持初始对准的任 务也是困难的。为了精确地对准它们，人将需要首先将条带粘结到所述贵重 物品并随后在其上印刷条形码，或者首先印刷条形码并随后将其精确粘结到 所述贵重物品。第一选项是困难的，这是因为a)将需要专门的两侧对准 印刷机，并且可能更加重要地，b)把贵重物品(例如，金属目标物和服装) 搬运和供给到专门的印刷机器中将是不切实际的。在第二选项中，即首先印 刷并随后将条带附着到所述贵重物品，困难在于试图把小的条带精确粘结到 目标物上。
图3b示出与图3a中示出的实施方式类似的实施方式。在图3b中，所 述目标物在材料带321上包括光学识别特征，该材料带321与包含平面327 的材料带323组合，该平面327包含在此已知为识别层的识别特征。读取装 置示出为具有适于从平面327的边缘读取识别特征的读取元件326。为了进 一步提高这种目标物的防篡改性质，平面327可强粘结到所述贵重物品，但 弱粘结到材料带323，因此如果某人试图通过用假货替换所述贵重物品来篡 改所述目标物，由于包含识别特征的平面粘附到初始贵重物品而不是所述材料带，因而很难转移该平面。本领域技术人员将清楚，可以使用各种组合。 例如，各包含识别特征的平面的两个条带可粘结到贵重物品的顶部和底部
——类似于图3a中示出的实施方式。
图4示出根据本发明的实施方式的识别标签。如图4a中所示，材料带 401在一个表面上具有两组识别特征402和403。通过将条带的端部粘结在 一起，该条带用于形成环，加图4b中所示。通过形成环，识别特征402变 得与识别特征403布置在不同的表面上。这种粘结构造现在构成如在本发明 中限定的目标物404^"它具有两组识别特征，这两组识别特征在这种构造 下处于已粘结的单元的不同表面上。在成环过程期间，材料带可穿过或围绕 贵重物品(或物品的一部分)以形成将该条带固定到物品的环。例如，所述 环可围绕一套眼镜(也已知为一副眼镜)的鼻梁结构紧密地穿过以便标识目 的。为了改善这种标签的安全性，同样优选的是，材料带的端部405和406 不容易对齐，因此增加对准两组识别信息的难度。在图4中，条带的端部示 出为切割成端部沿相反的方向逐渐变细，使得当条带被粘结成其最终构造时 难以对齐它们(图4b示出边缘不对齐的粘结构造的例子)。
为了篡改如上所述的目标物(例如以假货替换真眼镜框)，某人将需要 a)切割材料带的环并重新连接它使它不被注意到；或者b)他们将需要把所 述材料从自身脱离粘结并且把它在伪造物品上打环并随后重新粘结它。如果 例如材料带401由难以重新连接而不产生明显连接标志的薄塑料或一些其它 材料制成，重新连接切割的条带将是难以做到的。足够精确地完成充分地重 新对准目标物的任一侧上的识别特征将是极其困难的。如果材料带的端部 405和406如所示出的那样切割或以一些其它合适的方式切割，这将变得特 别困难。
图5a示出识别标签的另外实施方式。这里，材料带501示出为在粘结 以形成目标物之前。该条带是透明的，并且当它粘结在一起时，可从一侧读取两组识别信息502和503 (即读取装置不需要具有穿越目标物的两侧的读
取元件)。此外，通过在条带的不同侧上印刷两组识别信息，使得印刷区域 的一个位于连接两个端部的界面，条带的任何篡改，例如打开条带的行为， 将破坏或至少改变标志的完整性使得它们此后不能被适当读取。
图5b示出识别标签的又一实施方式。材料带521示出为在粘结以形成 目标物之前。所述条带在其顶表面具有光学标志522并且在另一表面上具有 包含随机分布的磁性粒子523的非磁性粘合剂。 一旦粘结在一起，就可使用 包含光学读取元件和磁性读取元件的读取装置读取目标物。
图6a示出识别标签的另外实施方式。这里，具有正方形横截面的识别 标签601 (下文称为"条形标签")在三个表面上具有光学标志602、 603和 604。该标签使用任何合适的手段(未示出)附着或嵌入贵重物品，例如在 模制标签时将其基部粘合、软焊或嵌入物品。例如，使用具有布置在正方形 狭槽周围的三个光学读取元件的读取装置可读取该标签。可选地，如果标签 是透明的，则读取元件可用于从两个相对的表面读取光学标志。容易地制造 这种标签的一种方法将是将背部有粘胶的条形码标签固定到正方形横截面 物体的侧面。
图6b示出本发明的又一实施方式。这里，具有圆形横截面的识别标签 621 (下文称为"杆形标签")在同一表面的三侧上具有光学标志602、 603 和604。该标签使用诸如热粘结(未示出)的任何合适的手段附着或嵌入贵 重物品。例如，使用具有布置在圆形狭槽周围的三个光学读取元件的读取装 置可读取该标签。容易地制造这种标签的一种方法将是将背部有粘胶的条形 码标签固定到圆形横截面物体的侧面。
根据前面的图，显然的是，在本发明中，包含在任何数量(多于一个) 的侧面、表面或平面内的识别特征可组合使用以形成目标物。此外，显然的 是，几乎任何形状的目标物是合适的，例如，三角形、"T"或"H"横截面目标物对于伪造者来说难以对准其上的识别特征。
图7a示出在粘结到贵重物品704之前的目标物(或标签)701。该目标 物由透明材料制成并且在其顶和底表面上分别具有光学识别信息702和 703。由于目标物由透明材料制成，故在目标物附着到贵重物品时，可读取 顶表面上的成组的光学识别信息和底表面上的成组的光学识别信息。在底表 面上的光学识别信息703可设计成如果目标物从贵重物品移除，则其识别特 征的至少一些保持粘附到贵重物品而不是与目标物的其余剥离(或者可选地 变得不可能读取)。这类似于许多已有的防篡改签条如何工作，并且用于实 现这种效果的方法在本领域中是公知的。
图7b示出与图7a中所示类似的目标物(标签)。在这种情况下，目标 物721包括与表面上的识别特征723结合的平面中的识别特征722。目标物 再次被示出为在粘结到贵重物品724之前。
图8a示出识别特征的一组802布置在透明材料801的条带上而第二组 803布置在贵重物品本身804上。在粘结之前，不存在根据本发明的"目标 物"，即使存在这种目标物的部件，即不同的表面、侧面或平面上的两组识 别特征802和803。仅一旦图8a中示出的所有部件被粘结在一起，粘结的部 件就随后形成根据本发明的目标物。这里，贵重物品形成本发明的目标物的 一部分。为了防篡改目的，优选的是将识别特征803粘结到贵重物品，使得 在条带801从贵重物品强制分离的情况下它们保持至少部分地附着到贵重物 品804。对于本领域技术人员来说将显然的是，在上述例子中，804不需要 是贵重物品，而可选地可以是要附着到贵重物品的合成目标物的另一部分。
图9示出本发明的又一实施方式。这里，分别各具有它们自身的成组识 别特征903和904的两条分离的材料带901和902粘结到贵重物品905。由 于两组识别特征903和904存在于不同的(例如在物理上)表面上但作为一 个单元(即目标物)的一部分，因此粘结的单元形成根据本发明的目标物。图10a示出本发明的另一实施方式。这类似于图8中示出的实施方式。 一组识别信息1002印刷在材料带1001上。然而，第二组识别信息1003布 置在贵重物品1004的表面上，即垂直于材料带的顶表面的表面上。在这个 例子中，每组识别信息位于不同的表面上。
图10b示出本发明的另一实施方式。这类似于图9中示出的实施方式。 分别各具有它们自身的成组识别特征1003和1004的两条分离的材料带1001 和1002各粘结在贵重物品1005的表面上。由于两组识别特征1003和1004 存在于不同的表面上但作为一个单元(即目标物)的一部分，因此粘结的单 元形成根据本发明的目标物。不同于图9，图10b中的识别特征位于彼此垂 直的平面中。
图11示出本发明的另一实施方式。这类似于图8中示出的实施方式。 图lla示出粘结在一起之前的部件。再一次，在粘结之前，不存在根据本发 明的"目标物"，即使存在目标物的构成部分，即不同的表面、侧面或平面 上的两组识别特征1102和1103。 一组识别特征1102在材料带1101上，而 第二组1103在贵重物品自身1104上。图llb示出一旦图lla中示出的所有 部件被粘结在一起的情况。粘结的部件现在形成根据本发明的目标物。再一 次，贵重物品现在形成目标物的一部分。不同于图8中示出的情况，这里， 材料带1101不需要是透明的。
图12示出本发明的另一实施方式。图12a示出根据本发明的目标物1201 的横截面视图。该目标物具有在其内嵌有识别特征1202的平面。图12b以 平面视图示出目标物1201。在目标物的一个表面上可以看到另外的一组识别 特征1203。图12c示出适于读取该目标物的读取装置1221。读取装置成形 为使其两个读取元件1222和1223对准以分别读取识别特征1202和1203。
图13示出本发明的另一实施方式，其中RFID芯片1302 (它可以是有 源的或无源的RFID芯片)用作识别装置中的一个识别装置，该一个识别装
57置与另一识别装置(诸如磁性材料524)协作，在这种情况下使用例子格式
404。 RFID芯片可提供参考标志或定时标志。例如，当RFID标签传输规则 的RF波时，它可以用作用于绘制识别信息524的坐标。例如，RF信号的强 度轮廓随后可以与位置一起被记录并用于提供一种信号，借助该信号来关联 其它信息。
这个实施方式可通过具有小的天线(分开地附着到RFID芯片，并且在 形成的目标物的一个平面上，或者作为芯片上的天线)付诸实施，所述小的 天线仅提供足够的信号以在目标物的离开RFID芯片的最远点处被减小到零 或零附近。 一个方案是，当读取器越过或靠近RFID芯片时，它将触发RFID 芯片以发送识别信息，并且随后它发送一系列的开/关信号、方波形或正弦波 形信号，当读取器离开RFID芯片并且沿着其它识别材料移动时，信号的衰 减可被测量并且用作连续定位的传感器。当信号变得不可探测或在预定门限 值之下时，这可以与波峰(在RFID读取器穿过RFID芯片的上方时)或端 点相关。
图14a描绘标准1D条形码的一部分1401。该部分由宽的黑色条形1410、 窄的白色条形1411和窄的黑色条形1412组成。在条形码的这部分下方，示 出从用于笔形条形码读取器的条形码传感器(这种传感器的例子是Agilent HBCS-llOO光学传感器)获得的典型的相应模拟信号1402。在Agilent HBCS-llOO光学传感器的情况下，较高的输出信号对应于较低的感测到的反 射率，因此在这里论述的例子中，黑色条形示出为信号最大值，而白色条形 对应于最小值。然而，明显不同的传感器基于测得的反射率提供不同的信号， 因此黑色区域对应于最大值还是最小值与本发明无关。在传感器读取从白色 区域到黑色条形1410的变化时，该信号由上升的信号强度1403组成。此后， 在传感器从黑色条形1410读取黑色反射时，该信号由信号平稳段1404组成。 然后，在传感器读取从黑色条形1410到白色条形1411的过渡时，该信号在斜坡1405处减小。该信号随后达到对应于白色条形1411的最小值1406。此 后，在传感器开始感测下一个黑色条形1412时，信号沿斜坡1407再次增加。 然后，它达到对应于从黑色条形1412读取的最大信号的最大值1408。此后， 在传感器感测在黑色条形1412之后回到白色区域的过渡时，信号沿斜坡 1409再次减小。
如从图14a可看到的，最大值(1404和1408)不指示相同的强度。类 似地，最小值(1406和在信号段的开端和末端处示出的最小值)也不指示相 同的强度。如果条形码传感器的分辨率不足够精细以完全分辩条形码中的最 小条形，那么这是典型的情况。如在图14b中示意性地示出的，该图描绘条 形码的一部分，该部分由宽的黑色条形1420、窄的黑色条形1421和所述条 形之间的白色区域组成。传感器在圆形区域上感测条形码反射率。圆形区域 1422示出当传感器越过宽的黑色条形时由传感器感测的区域。圆形区域1423 示出当传感器越过窄的黑色条形时由传感器感测的区域。如从图可看到的， 在传感器越过宽的黑色条形时，由传感器感测的区域是完全黑色的，而当传 感器越过窄的黑色条形时，其感测区域决不完全黑色，总是一些白色在被感 测的区域内。这意味着当传感器越过宽的黑色条形时的最大信号将大于当传 感器越过窄的黑色条形时的最大信号。对于不同宽度的白色区域的信号最小 值，这也是正确的。如果传感器具有足够的分辨率但没有适当地聚焦在条形 码上，或者如果获得的数据点的数量不足以充分分辩条形码中最窄的条形， 那么也发生这种情况。例如，如果仅仅为窄的条形获得少量数据点，则很可 能不适当地记录最大值，这是因为获得的数据点可能不对应于当传感器完全 对准到黑色区域时的情况。如果扫描速度高或数据获取速度相对较低，则可 能发生这种情况。条形码的退色或变色，例如弄脏、刮擦的其它形式的损伤， 或者诸如条形码传感器和条形码之间的不对准的物理问题，也可影响最大值 和最小值的强度。这些情况也可影响所获得的信号中的噪音。虽然这里针对ID条形码描述了这些情况，但对于包括例如2D条形码和字符码的其它识别 特征，它也以各种形式发生。
由于本发明依靠两组不同的识别特征之间的精确的位置感测，因此通常
保证精确确定识别特征的位置。使用1D条形码例子，本发明人已经发现，
黑色和白色区域之间的过渡点的中心或者黑色和白色条形的中间点可被精
确地确定并用作位置参考点。任何合适的数学方法可用于这个目的。图15
示出如何根据条形的反射率信号来确定条形的位置。该图示出感测到的信号
1500的对应于感测黑色条形的一部分。获得黑色和白色条形之间的过渡的中 心的简单方法将是确定信号的平均并且随后找出每个过渡在何处穿越这个 平均值。然而，发现这种方法相当不精确，这是由于这种方法对选定的平均 值高度敏感。例如，如果所述平均太高1501，则在图15示出的例子中，黑 色条形将显得太窄(如图中所示，黑色条形的测量宽度将是Wl)并且白色 条形显得太宽。相反，如果所述平均太低，则白色条形显得太窄而黑色条形 显得太宽(如图中所示，黑色条形的测量宽度将是W2)。两个测量之间的错 误由灰色阴影区域1503描绘，该灰色阴影区域突显出，除非找到正确的平 均，否则错误可能是相当大的。由于条形码可沿其长度变色而有效地导致跨 越其长度的变化的平均，因此找出正确的平均可能是困难的。此外，所述平 均可能是难以确定的，这是因为所述平均不一定是所有读取的数据的平均 (如果那样的话，它将意味着黑色和白色的正好相等的区域被读取并且它们 的反射率在条形码的整个长度上是均匀的)。
然而，已经发现，在本发明的情况下，测量黑色和白色条形的中间点对 于选定的平均值比较不敏感。再次使用图15中示出的平均1501和1502，通 过测量测量宽度Wl和W2的中点来找出中间点，这在两种情况下都给出黑 色条形的中心1504。这表明，如果平均线用于测量，则在一些实施方式中更 加可靠的是，把(黑色和白色)条形的中点用作相关位置以与被感测的其它
60识别特征的位置比较。
图16示出在传感器感测黑色条形时的传感器信号1600的一部分。在图 中，白色到黑色的过渡1603和黑色到白色的过渡1605的斜坡的角度是不等 的(如果例如沿条形的斜坡1605的白色的反射率与条形的1603侧上的白色 的反射率不太一样，例如，已经出现一些污迹或局部变色，则将出现这种情 况)。下面描述在这种情况下为黑色条形获得精确的中间点的一种方法。找 出斜坡1603的最小值点1610和最大值点1611，以及斜坡1605的最小值点 1613和最大值点1612。点1610和1611的平均强度(即Y轴值)给出斜坡 1603的平均强度(在图中，该平均强度被标绘在Y轴上)。类似地，由点1612 和1613的平均强度给出斜坡1605的平均强度。基于这些计算，将1603的 平均值示意性地示出为线1601并且1605的平均值由线1602示出。然后由 斜坡1603与线1601以及斜坡1605与线1602的交点给出斜坡1603和1605 的中点的X轴值。然后由两个斜坡的中点之间半途的点给出黑色条形(由 1604表示)的中间点(在X轴上)。
一旦一组识别特征的参考点己经被确定，它们随后就可用于标绘其它组 识别特征的相对位置(如图2所示)，即它们可用于标准化从其它组识别特 征获得的数据。
已经发现有利的是，从成组的识别特征同时测量数据，因为识别特征的 位置需要彼此对比并且这可通过对同一微处理器进行编程以从每组识别信 息的读数同时获得数据来实现。例如，读取器内的微处理器可从条形码传感 器读取一个点，然后从另一传感器(例如，测量来自一组识别特征的磁场的 强度的传感器)读取一个点；然后将重复这个过程直到所有的有用数据已经 被收集。以这种方式，由于从各种传感器获得的数据点之间的时间被精确关 联，因此从不同组的识别特征接收的数据容易相对彼此进行比较和标准化。 例如，如果从1D条形码获取数据的读取器使用这种方法以便标准化从随机的组的磁性粒子获取的数据，并且对于条形码的每个黑色或白色条形采样至 少十个数据点，则也同时获得磁性信号的至少十个相应的数据点。这意味着 相对于条形码中的条形的位置，以每个黑色和白色条形的宽度的大约1/10 的精度，已知磁性数据点的位置(假定读取器以均匀的速度穿越每个条形)。
因此，假定条形码中的黑色条形的平均尺寸是大约500nm，则磁性数据位置 的精度可以在大约士50)am的区域中(假定读取器以均匀的速度穿越目标物)。 图17a示出在传感器感测黑色条形时的读取信号1700的一部分。图17b 示出在传感器感测同一黑色条形时的读取信号1710的相应部分，但其中条 形码和传感器之间的相对运动比较慢(例如，传感器更加缓慢地在条形码上 移动)。如从图可看到的，信号1700和1710是相同的，除了 1710在X轴方 向更加"伸展"(这里Y轴代表由传感器记录的信号的强度且X轴代表时间)。 由于传感器更加缓慢地移动，因此跨越过条形所用的时间显著较长。如果传 感器由手移动而跨越过条形码，则传感器在不同的读取之间并且也在同一条 形码读取中移动的速度将存在变化(即传感器将不会以完全均匀的速度跨越 过条形码)。如果读取器内的微处理器以均匀的速率(即数据读取之间的均 匀的时间)获取数据，那么与1710相比，对于1700，将获得相对少的数据 点。
在极端情况下，这可能意味着在1700的情况下获取太少的数据点以充 分分辩条形，而在1710的情况下，可获取那么多的数据点从而在读取条形 码的末端之前完全使用了微处理器的存储器(即存储器"溢出")。防止这种 情况的一种方法是使用白色和黑色(1701和1711)之间和黑色和白色(1702 和1712)之间的过渡的斜坡，以便估计读取器和条形码之间的相对运动的速 度。由于这些过渡的斜坡在速度相同的大多数情况下相对均匀，故这些斜坡 的梯度可用于估计读取器在那点上相对于条形码行进的速度。如果例如测量 陡峭的斜坡(诸如1701和1702)，则微处理器读取数据的速率将是高的(以便采样足够的数据点)。而如果斜坡不陡峭(诸如1711和1712)，则数据采
样速率将较低(以便防止存储器溢出)。由于当手动读取时读取器相对条形 码的速度是不均匀的，故可对微处理器进行编程从而根据每次识别斜坡时的 读取速度(根据斜坡的梯度计算出)动态调节其采样速率。这允许在沿着条 形码的所有点处使用适当的数据采样速率。只要存储每次读取的釆样速率或 时间，如果必要的话，这允许在时间域中给出数据。
在执行两种不同类型的识别信息的读取中，重要的是保证识别特征的位 置相对彼此进行比较或标准化(不一定是测量每个数据的时间，除非它可与 位置相关)。如果一组识别特征由已知量(例如，黑色和白色之间的过渡的 斜坡是相当均匀的识别特征的条形码)组成并且其它组的识别信息是未知量 (例如，在很难或不可能预测应当均匀的任何识别特征的情况下从各种尺寸 和形状的随机分散的磁性粒子获取的信号)，则已知和未知识别特征的数据 采样的速率可由针对已知识别特征确定为最佳的速率确定。换句话说，假定 在条形码传感器相对于条形码移动时其它传感器以相同的相对速度相对磁 性数据移动，并且分辨磁性数据所需的分辨率类似于条形码数据的分辨率， 则用于条形码采样的采样速率也可用于从其它传感器采样磁性信息。如果所 需的分辨率高于或低于条形码数据，则可使用成比例地较高或较低的采样速
率(例如，2倍的因子，不管在那点条形码采样速率被确定为多少)。
在涉及图17的上述段落中，描述了在实际扫描期间过渡1701、 1702、 1711和1712的斜坡如何可用于估计扫描速度。假定如果扫描速度为常数， 则斜坡的梯度应当相对均匀。然而，对于图16，示出斜坡可由条形的变色等 影响。因此，本发明人已经发现，使用在过渡的长度上获取的数据点的数量 可以更加精确地计算扫描速度。例如，使用X数据点每秒的数据获取速度， 如果在1603过渡期间(即从斜坡的底部到斜坡的顶部)获取P个点，则所 述过渡耗费P/X秒。如果当读取器到达1605过渡时读取器仍然以该相同的速度(相对于条形码)移动，那么，即使所述过渡是到变色的条形的过渡(即 具有不同的斜坡)，也期望在过渡期间获取的点的数量为P。这是因为所述 过渡当传感器开始感测新的条形时开始且当传感器己经完全感测新的条形 时(即当它不再看到任何旧的条形)结束，即过渡的开端和结束点是关于感 测区域的宽度的物理现象并且对条形本身的实际颜色不敏感。通过计算在过 渡期间获取的数据点的数量，可以获得与通过使用过渡的斜坡的梯度的情况 相比更加精确的估计。
虽然前述论述己经讨论了 1D条形码形式的光学图案，但完全是为了容 易说明而选择它们的。本领域技术人员将理解到，可使用类似于所述方法的 方法，而与什么类型的识别特征被读取无关。例如，它将用于光学字符识别、 2D条形码的若干长条、以及固定间隔定时标志的若千部分(其中这些标志 可以是例如光学的、磁性的或纹理的)。
如果条形码用于识别参考位置点以标准化来自第二组识别特征的信号， 则条形码的错读可潜在地意味着难以以其存储在数据库(或其它数据存储介 质)中的预存参考标记适当匹配和识别读取标记。为了解决这种问题，在下 面的段落中将考虑错误处理装置。
用于错误处理的一种装置涉及允许用户分开地键入(打入或输入)条形 码号码。可选地，另一种装置可用于分开地读取条形码并发送读取信息用于 调解，例如扫描激光读取器，该扫描激光读取器从一定距离处读取条形码的 较大部分并且可能不容易受条形码中的小的缺陷影响。如果已经正确读取条 形码的重要部分，通常可以重新生成条形码过渡点以及黑色和白色条形的中 间点，以便重新生成标准化读取标记所需的位置数据，以便将它与相关的预
存参考标记比较。另外，1D通用产品代码("UPC")类型的条形码例如具
有三组定时标志，这些定时标志由被窄的白色条形分开的两个窄的黑色条形 组成。这种定时标志中的一组存在于条形码的开端， 一组存在于中央并且一组存在于末端。此外，条形码中的数字由黑色和白色条形的已知组合组成， 它们已经被选择以保证它们不容易彼此混淆。此外，条形码的最后数字是"校 验和"，即从其余数字计算出的以便校验已经被读取的东西是否正确的数字。 例如，12数字UPC条形码实际上具有可由用户限定的后面紧跟着一位校验 和数字的11位数字。校验和数字的值通过以下得到3乘以(奇数位数字的
和，即数字1、 3、 5、 7、 9、 11的和)+ (偶数位数字的和，即数字2、 4、 6、 8、 IO的和)+校验和是10的倍数。例如，取11数字号码"00123456807"。 3乘以奇数位=3 X(0+l+3 + 5 + 8 + 7)=72并且偶数位数字的和=(0 + 2 + 4 + 6 + 0) = 12，因此两者之和=72 + 12 = 84。大于84的最接近的10的倍数是 卯。84 + 6 = 90，因此校验和数字是6。因此，全部的12数字UPC条形码 号码是"001234568076"。
此外，条形(白色或黑色)的厚度可选定为彼此的整数倍，因此如果条 形码中的最窄的条形是1单元宽，则条形码可包含2单元宽和3单元宽的条 形，但不能包含例如1.5单元或2.5单元宽的条形。假定最窄的白色条形被 限定为"0"并且最窄的黑色条形被限定为"1"，则12数字UPC条形码中 的号码5将是"0110001"(如果它在条形码的中点之前出现)。这意味着号 码"5"被限定为最窄的白色条形，最窄的白色条形后面跟着中等厚度的黑 色条形(两个"1"成一排，即黑色条形具有两个最窄黑色条形的厚度)，中 等厚度的黑色条形后面跟着很宽的白色条形(即具有三个最窄白色条形的厚 度的白色条形)，很宽的白色条形后面跟着最窄的黑色条形。号码"5"的这 种限定明显不同于号码"6"，号码"6"被限定为"0101111"(当它出现在 条形码的中点之前时)。通过以"0"和"1"的明显不同的组合限定号码， 任何号码将不太可能混淆为任何其它号码，而且，通过具有校验和使得这种 可能性更加小(由于在号码被接受为正确之前校验和也将需要合计)。
在条形码被错读的情况下(它可能被损坏，例如一个条形被弄脏并且不可从其它条形分辩出)。在正常的现有应用中，例如在超市付款台当条形码 被错读且需要用户(例如，超市出纳员)手动键入条形码号码时，键入的号 码将被接受为正确的而不会与扫描器实际读取的内容进行任何比较。然而， 为了保证扫描器读取的位置数据是正确的，可以存储扫描的数据并且键入的 号码用于重新生成任何遗漏的(或不正确地读取的)信息或信息的重要分量
(例如参考点)。在重新生成条形码定时或位置数据时的一个假定是，在小 的距离上，扫描器相对于条形码移动的速度不会显著改变。换句话说，虽然 在条形码的开端和末端处的扫描速度可以显著不同(因为条形码的开端和末 端之间的距离通常是数个厘米)，但跨越一个窄的条形的距离(它典型地大 约为200微米宽)，扫描速度将不会显著改变。这种假定通常是有效的，这 是因为为了在小的距离上改变速度，加速度需要是非常高的。发现通常可接 受的是，假定速度在窄的条形的宽度上(或者甚至在数个条形上)是线性的
(即，如果已知条形的开端处的速度和条形的末端处的速度，则可以假定这 两个点之间的速度是从条形的开端处的速度到条形的末端处的速度的线性 过渡)。例如，如果扫描的数据遗漏一个条形(知道遗漏那个特定的条形是 因为键入的信息允许扫描器生成条形码应当被扫描成的样子)，则可以知道 该条形应当所在之处的开端处和末端处的速度，并且可相当精确地估计条形 的中间点应当在何处。类似地，如果数个连续的条形被错读或者如果条形码 内的不同位置处的各种条形己经被扫描器错读，也可以实现这种效果。为了 实现这种类型的重新生成，有必要存储来自扫描数据的信息(原始数据本身 或相应信息，例如关于己经被读取的条形的中间点或过渡点的位置的信息) 并将它与应当已经被读取的信息比较。由于即使没有正确读取条形码，读取 标记仍然可以与预存的参考标记进行比较，因此重新生成条形码位置信息的 这种能力使得我们的技术方案显著地更加稳健并且在商业上有价值。
如果条形码或一些其它形式的机器可读序列号(或者诸如字母数字代码
66的序列信息)被用作一组识别特征，则预存参考标记可存储在使用那个序列 号(或者其它序列信息)的数据存储介质内作为"主关键字"(或者索引号 码)，以便快速访问那个预存参考标记(在数据库中，"主关键字"是用于访 问数据库内的信息的主要来源)。这意味着所述标记仅仅与对应于其序列号 (或其它序列信息)的预存参考标记进行匹配。这允许非常迅速地完成标记 匹配而不必试图将进入的标记与数据库中的所有预存参考标记进行匹配。由 于进入的标记不与其它不相关的预存参考标记比较，因此这也减小发生假匹 配的机会。
图18示出与图3b中示出的实施方式类似的实施方式。不同之处是图18 包含两组磁性识别信息。在图18中，材料带1800在其上表面上包含磁性识 别特征1801。平面1807包含第二组磁性识别特征。这个平面被第二材料带 1803覆盖。它们使用关于图3a描述的方法附着到贵重物品1802的任一侧。 一旦粘结在一起，如通过两组磁性识别信息被识别的贵重物品形成根据本发 明的目标物。适于读取该目标物的读取装置1804包含两个磁性读取元件 1805和1806，这两个磁性读取元件1805和1806布置成分别读取识别特征 1801和包含在平面1807中的那些识别特征。所述磁性识别特征可以例如由 可写磁条(诸如用于信用卡的)、印刷的磁性条形码、或随机分散在非磁性 基体材料中的磁性粒子形成。作为例子，识别特征1801将由可写磁条形成 并且包含在平面1807中的识别特征由随机分散在非磁性材料中的磁性粒子 形成。这种构思也可应用于非磁性识别特征，例如识别特征1801和包含在 平面1807中的那些识别特征可以是随机散布的发光粒子。
图19示出类似于图10a中所示实施方式的实施方式。然而，在图19的 情况下，识别特征不形成线性轨道。在图19中，目标物1901 (在这种情况 下，目标物是标签)包含椭圆区域的识别特征1902。该标签附着到包含三角 形区域的识别特征1903的贵重物品1904。识别特征可以例如通过在每组识别特征上同时光栅扫描读取元件，或者通过足够宽以在它们扫过识别特征时 覆盖每个区域的整个宽度的读取元件的一个线性扫描，或者通过内在地能够 "成像"二维区域的读取元件(或元件组)(例如，如电荷耦合器件或磁性 传感器阵列的光学成像装置)被读取。
图20示出本发明的又一实施方式。图20a示出适于附着到贵重物品(未 示出)的目标物2003 (在这个情况下目标物是标签)。该标签包括矩形横截 面的块状材料2000，该块状材料2000包含一组识别特征2001 。矩形横截面 的材料已经附着到薄膜材料2002，该薄膜材料2002包含第二组识别特征 2004 (在这个例子中是1D条形码)和可印刷另外的信息的区域2005 (印刷 在这里的信息不需要是机器可读的并且不需要被认为是根据这里给出的定 义的"识别信息"，它可包括可由与本发明分离的装置读取的或者可设计成 由人读取的信息，例如公司名称、标识语、制造日期、批号和序列号以及另 外的信息)。该标签在其后表面(即，与包含2000、 2004和2005的那面相 对的、在图中未示出的表面)上具有粘合剂层。
图20b示出适于读取图20a中示出的目标物2003的读取器2010。该读 取器包含适于读取识别特征2001的读取元件2011和适于读取识别特征2004 的第二读取元件2013。
也构想，在不怀疑伪造或篡改的某些情况下，执行至少一组识别特征的 仅仅一组的测量/感测。例如，如果目标物是诸如图20a中所示标签的标签， 则它很可能以在已经被巻成一巻轴材料的长巻薄膜上彼此相邻地粘附的标 签的形式(很多标签目前以这种形式提供)被提供给客户(在这种情况下， 很可能是贵重物品的制造商)。在这种情况下假定试图防止伪造的是制造商 自己，则可以假定在他们的生产线上所用的标签和制造的产品是真的。因此, 当标签附着到生产线中的产品时，没有必要检査标签是否是真的。在这种情 况下，可能有利的是，仅读取一组识别信息以识别正被附着到产品的标签。作为例子，考虑一巻轴标签2003被用于制造设备。在到达制造场所之前， 每个标签的识别特征已经被读取并且其预存参考标记已经被存储在数据库 中，例如，当标签被制造时。所述数据库将包含例如每个标签的序列号(即 对应于条形码本身的印刷在标签上的条形码的号码)(下文称为"标签号") 和用于那个特定的标签的识别特征2001的对应预存参考标记。在制造线上，
可能有利的是，在区域2005上印刷人可读的信息，例如标签被附着到其上 的产品的批号和序列号(这将允许标签被读取而不需要读取装置和连接到存 储标签号和预存参考标记的数据库)。有利的是，把在制造线上印刷在标签 上的信息与标签号及其预存参考标记一起存储在数据库中。同样有利的是， 在生产过程允许的情况下，产品序列号是预印刷的标签序列号。恰好在另外 的信息被印刷到标签上之前或之后通过读取标签号(不一定需要读取标签的 标记)可实现这种效果。
在快速生产线中，可使用非接触式激光扫描条形码读取器从1D或2D 条形码读取这种信息，或者如果序列号被存储在RFID芯片上，则可通过使 用RFID读取器读取所述数据。诸如随机分布在非磁性材料中的磁性粒子的 识别信息例如将通常需要比较慢的基于接触的读取。读取这种信息可能潜在 地减慢生产线并使得系统更倾向于机械堵塞(由于接触式读取装置比非接触 式读取装置更倾向于堵塞)。此外，由于标记已经存储在数据库中，并且在 这个例子中是合法的生产线，这个时候标签的真实性没有意义，因此不必再 次读取所述标记。
这些成组的信息然后被发送到已经存储标签号和预存参考标记的数据 库。这些成组的信息在数据库中被链接，使得当使用标签号查询数据库时， 标签的其它信息与标签号关联。另外的信息也可存储在数据库中并且与这三 组信息关联，例如制造产品的时间和日期、产品销售给谁、产品有效曰期、 其授权的地理范围等。通过标签号与标签相关联，也容易在数据库中移除或标志已经丢失的、 被偷的或损坏的标签。例如，如果一巻轴标签被报告为丢失的，则通过在数 据记录中简单地放置指示它们可疑的标志，那些标签立即从数据库被"无 效"。如果后来读取这种标签，数据库的所有者或用户可立即被警报(例如) 该标签据推测被破坏并且数据库系统可返回错误信息到读取装置以声明该 标签是可疑的。这种类型的警报系统对于如下问题也很有用，诸如产品警报 或召回或者在产品己经从工厂运走之后关于产品的变得可用的信息。 一旦标 签已经被读取，数据库中的标志可允许数据库立即将任何新的关于标签的有 关信息返回到读取装置。
图21描绘一种用于标准化从同一目标物的分开的读取获得的数据的方 法。在这个例子中，目标物具有两组识别信息，第一组是1D条形码并且第 二组得自随机分散的磁性粒子。"条形码读数l"示出从条形码的第一读取获 得的数据(波峰代表当探测黑色条形时来自传感器的数据并且波谷代表当探 测白色条形时来自传感器的数据)。"磁性读数1"示出从磁性识别信息的同 时的第一读取获得的数据。如在此使用的术语"同时"已经在上面被定义。
数据的X轴代表从获得第一数据点开始的时间并且Y轴代表从传感器读取 的信号的强度(因此条形码数据代表来自条形码传感器的信号的强度并且磁 性数据代表从磁性传感器获得的数据的强度)。由于数据由同一微处理器同 时读取，来自"条形码读数1"和"磁性读数1"的相应数据来自沿着成组 的识别信息的相应位置。例如，可以从条形码传感器获取一个数据并且在同 一时刻从磁性传感器获取相应的数据。在微处理器中，通常能够在每隔几个 微秒内获取读数——例如，ATMEL AT91SAM7S64微处理器例如能够每2.4 微秒从其模数转换器(ADC)获取数据点，这对于大多数用途来说可认为是 即时的或同时的，即在同一时间。然后，例如，在从磁性传感器获取磁性信 号的数据点号码300的同时获取从条形码传感器获取的数据点号码300。在上面的论述中，数据点取自沿着成组的识别特征的相应的相关位置。 通过一起使用构造成如图la中所示那样的目标物与构造成如图lc中所示那 样的读取器，条形码传感器和磁性传感器相对于条形码识别特征和磁性识别 特征的相对位置被固定。读取装置中的读取元件布置成使得它们在目标物上 的对应于定位每组识别信息的部位的特定位置进行扫描。通过固定读取装置 中的读取元件的位置，具有同一时间值的数据点(即，在同一时刻读取的数 据点)被获取以彼此对应。换句话说，从条形码读取的数据点和由磁性传感 器在同一时刻获取的数据点将分别从沿着条形码和磁性识别特征的相应的 位置被获取(显然在一定容差内)。
匹配具有同一时间值的数据点的上述方法使得由条形码传感器和磁性 传感器同时获得的数据能被直接关联，使得同时读取的数据点可被假定为来
自沿着条形码/磁性识别信息的相应的位置，如图21a所示。这种关联允许通
过使用位置参考点将取自同一目标物的分开的读取的数据映射到空间域 (即，根据目标物上的物理位置标绘的数据)并进行比较，即从分开的读取 获得的标记可以彼此比较。
在图21a中，白色条形的中间点被用作位置参考点。图21a中示出的虚 线对应于白色条形的中间点(即示出的条形码读数中的最小值)。在条形码 读数l和磁性读数l中，所述数据处于时间域中(即，根据读取它的相对时 间标绘的数据)并且第一数据点在时间"O"被获取且最后数据点在时间"Tr
被获取。通过使用位置参考点将获得的磁性数据映射到"标准"空间域，实 现磁性数据的"空间映射1"。如果磁性数据根据其相对位置而不是根据其相 对时间被标绘，则磁性数据看起来像标准空间域。由于两组识别信息之间的 位置是相对的，因此每个磁性读取的开始位置可标准化到"0"单元并且在 标准化到"1"单元的位置结束(如在图21a的"空间域"区域中示出的)。 在这种情况下，磁性读取的开始位置总是取为与从条形码读数获得第一位置参考点时一致，并且结束位置与获得最后位置参考点的位置一致。由于条形 码是已知的，在空间域中沿着条形码的长度的位置参考点的相对定位也是已 知的。如果使用分段线性映射方法，则可以假定读取器在两个邻近的位置参 考点之间移动的速度是线性的。因此，如果探测第一参考点的时间取为时间
"0"(如图21a中所示)并且在时间"H"探测下一个参考点，但那个参考 点已知为从第一参考点起的"J"单元(由于条形码号码是已知的，因此条 形的中间点也应当是已知的)，然后，获取的数据的所有时间应当通过使用 以下方程在读取的开始和第一位置参考点之间被映射到它们的相应的空间 位置
数据的空间位置=《获得数据点的实际时间)X J/H。
使用对于沿着读取的单个数据的时间/位置来说适当的方程，在随后的 参考点之间获得的数据以类似的分段线性方式被映射。使用从条形码读数1 获得参考点的磁性读数1的映射通过操作"空间映射1"在图21a中以图形 的方式表示出。用于磁性读数1的这种空间域数据代表从目标物的第一读取 中的数据读取的标记，该标记在图21a中以图形的方式被示出为"标记1"。 这可以存储在数据库中作为用于目标物的预存参考标记，即数据库可以至少 包含用作数据的主关键字的条形码号码和标记1，该标记1可以是预存参考 标记，随后的读取与该预存参考标记进行比较。
从目标物的随后读取获得的数据以图形的方式示出为"条形码读数2" 和"磁性读数2"。这个读取在相对时间"0"开始并且在相对时间"T2"完 成。"空间映射2"以图形的方式示出如何使用与针对空间映射1描述的类似 的分段线性方法将数据映射到同一标准"空间域"作为标记1。映射到标准 空间域的磁性数据现在包括从目标物读取的第二标记(在图中示出为"标记 2")。在这个例子中，唯一的条形码号码假定用于每个目标物，因此读取的 条形码号码可用于保证仅通过比较标记2和标记1 (它被用作目标物的预存
72参考标记)来验证该目标物，即读取标记仅需要与预存参考标记比较，该预 存参考标记与同一条形码号码关联。明显地，如果许多目标物具有相同的条 形码号码，则进入的标记需要与与其条形码号码关联的所有预存参考标记比 较，从而看出哪一个匹配并因此识别它是哪个目标物。例如，如果成批标记 产品，即一批许多产品将具有相同条形码号码，则可以使用这种情况，即许 多预存参考标记可以与所使用的相同条形码号码关联，但单个物品将具有不 同的标记。
虽然上面给出的例子描述了分段线性映射，但也可以考虑使用任何相关 映射方法，例如基于多项式的映射、样条函数映射等等。此外，在某些情况
下，标准化读取的磁性数据的强度(即Y轴)也可能是有用的，用于实现它 的简单方法的例子将是把数据的强度映射到标准"0"到"1"区间，其中对 于每个读取，读取的最低(Y轴)数据被映射到"0"值且最高数据被映射 到"1"值，通过使用数据到这种标准的线性映射(或任何其它适当映射) 可再次实现这个目的。
为说明插值函数如何可用于模拟如图21a中示出的信号或标记，将描述 以下例子。在参考点(例如，条形码中的条形的中间点)之间插值的一种方 法是把曲线(例如多项式曲线)拟合到读取的参考点数据，即该曲线将模拟 读取参考点的时间和读取元件在参考点之间行进的距离的关系曲线。例如， 使用插值，信号的离散的数据被拟合到曲线。曲线(即数学描述的函数)一 旦被获得，它就可以用于预测不同于参考点的点处的时间和位置的关系。例 如，考虑4个参考点各间隔开1单元的简单情况。第一单元由读取器在时间 ("T") =0读取(或识别)，第二单元在T=l单元被读取，第三单元在T二4 单元被读取且最后的单元在T=9单元被读取。这些数据可被拟合到数学函数 X = TA0.5 (其中X是从第一参考点行进的距离)。借助这个方程，可以预测 读取器在读取参考点的时间之间的任意时间已经行进了多远。例如，在时间T=1.5单元时，读取器将已经从第一参考点行进了(1.5)A().5 = 1.225单元的距 离。在相对于被读取的参考点读取(例如)磁性数据的情况下，这种插值允 许数据模拟。
图21b、21c和21d描绘了从如图la中示出的识别标签获得的各种读数。 如在图21b(i)中示意性地示出的，第一组识别信息包括条形码且第二组识别 信息包括识别层(下文中称为"磁性层")，该识别层包括随机分布的磁性粒 子。条形码的读取得到如A^表示的第一信号(下文中称为"条形码信号")， 该第一信号示出条形码上的黑色条形和白色空间的位置。与条形码的读取同 时地执行磁性层的读取，并且该读取得到第二信号(下文中称为"磁性信 号")，该第二信号包括代表沿着磁性层的一部分的磁场强度的大小的离散值 Amag。通过将第一信号中的值关联到在同一时间读取的第二信号中的值，可 以看到黑色条形充当参考标志来标志出磁性信号中的具体值。这允许磁性信 号中的具体点与条形码中的黑色条形关联，由此允许选择A^g中的值。正是 选定值A^皿t^形成所述标记。这种标记使用条形码中的识别特征和磁性层 中的识别特征之间的相对空间位置，基于该相对空间位置根据本发明的一个 实施方式识别目标物。除了根据预存参考标记验证标记之外，也可以匹配单 个读取信号(即来自条形码的磁性信号或反射率信号)与分别存储的验证磁 性信号或反射率信号。
存在得自读取数据的标记与其相应的预存标记不形成匹配的数种情况。 图21b(ii)描绘了从相同条形码获得的读取的条形码信号Rbar，但该条形码相 对于磁性层不对准，特别地，向上移位。如果条形码从其初始位置被移除并 随后重新附着到目标物，可出现这种情况。由于条形码的位置的改变，条形
码中的五个黑色的条形在读取的磁性信号Rmag中标志出完全不同的一组值，
导致完全不同于预存参考标记的读取标记。图21c描绘出条形码与磁性层适 当地重新对准但其条形中的一个条形不对准的情况。该不对准的条形随后被关联到不同于Asig^ure中的值的读取的磁性信号Rmag中的值，导致不匹配的 读取标记。如果条形码处于在重新附着期间伸展或起铍的薄膜材料上，则可 出现这种情况，即一个或多个条形不对准。图21d描绘了一种情况，在这种 情况中，磁性层是伪造的并且得自该磁性层的信号不完全匹配信号Amag。虽 然条形码和磁性层对准得相当好，条形码中的黑色条形对着磁性层上的正确 部位，但这些部位施加不同于A^^^中的那些磁场强度值的磁场强度值， 因此导致不匹配的标记。
图22a示出一种方法，通过这种方法可以将标记(预存参考标记以及要
与预存参考标记匹配的读取标记)彼此比较以看看它们是否匹配。示出了两
个标记的若干部分；这些部分均在类似的位置和高度包含一个波峰。预存参 考标记的波峰下的面积被示出为"面积Aref"，而读取标记的波峰下的面积被 示出为"面积Aread"。使用诸如梯形法的简单数值积分方法，可以容易地计
算每个波峰下的面积。面积Aref与面积A^d重叠，如由"面积A。ver"示出的。
比较所述数据的一种方法是使用如下方程，与两个波峰下的总面积相比，看
看存在多少重叠面积
比较值-2X面积A,/(面积Aw+面积Aread)
如果所述波峰之间存在完美的匹配(即它们关于X和Y轴完全相同)，
则比较值将等于l，然而，如果根本不匹配，即不存在重叠，则比较值将等
于0。通过使"面积Aref"等于预存参考标记中的所有波峰下的面积，并且 "面积Aread"是读取标记中的所有波峰下的面积，且"面积A。ve/'等于所有 波峰的重叠的总面积，这种构思可延伸到标记的整个图形表示(即不仅仅一 对波峰)。预定的门限比较值用于判断标记是否匹配，例如，如果门限比较 值选为0.9，那么，如果计算出的比较值大于0.9，则标记被确定为匹配的标 记(即目标物的身份被验证)，然而，如果计算出的比较值小于此值，则标 记根据此标准不匹配并且目标物不被系统验证。在示出本发明的应用的示例性例子中，识别标签被固定有UPC 12条形 码和具有随机分布的磁性粒子的磁性层，如图la中所示。条形码的反射率 信号和磁性层的磁场强度信号被读取。相对于时间标绘条形码和磁条的信号
强度(时间域数据)。根据关于图21描述的方法，通过把时间域数据变换为
空间域数据，其中条形码信号被用作位置参考以标准化磁场强度信号，标记 被获得并存储为预存参考标记。随后，对相同识别标签执行类似程序而不改 变识别标签(但读取元件相对彼此具有故意的微小不对准)以获得读取标记。
两个标记均被标绘在同一组轴上并且进行比较。如从图22b可看到的，与预 存参考标记2202的波峰匹配的读取标记2201的波峰具有大约lOOpm的不 对准，如波峰的分解部分中所示的。因此，可以以大约100nm或更好的精度 确定相对空间位置。通过使用具有高分辨率的读取装置，匹配的精度可进一 步改善到小于100|im、或小于50(im、或者甚至小于25(im。
对于某些类型的数据，上述方法是简单但有效的匹配算法。在文献中， 描述了信号识别、图案识别或数据匹配的许多不同的方法，例如使用小波和 其它光谱方法。匹配方法的有效性取决于被匹配的数据的类型。理想地，应 当基于数据(标记)的期望形式和对读取装置的优点和缺点的了解选择匹配 算法。例如，读取装置可能在其空间分辨率上是非常精确的但读取信号的强 度可能随温度改变。由于这个原因，较大的权重(或重要性)可放在如下事
实上波峰的位置(或信号的任何其它识别特征特性)彼此匹配，而不是波
峰的实际强度彼此匹配。借助某些装置读取磁性和条形码信号的本发明人的 一些实验例如在空间匹配上好于强度匹配，这是因为，如果在整个读取期间 磁性传感器不紧密接触目标物，则磁场衰减很快。因此，虽然磁性波峰是清 楚的，但其强度可能不会完美地匹配先前的读取，而其位置将匹配良好。
图23示出根据本发明的另外实施方式的目标物。图23a示出目标物的 等距视图，而图23b提供从目标物的正面(即等距视图中示出的正面)观察的横截面视图。这里，包含随机分布的磁性粒子的平面2307嵌入到贵重物
品2302中。该平面与暴露识别特征2301的轨道的目标物的顶表面相交。并 且该平面也与暴露识别特征2304的第二轨道的目标物的侧壁相交。即使识 别特征2301和2304包含在材料的相同平面2307内，它们也由目标物的不 同表面暴露并且从目标物的不同表面被读取，因此它们根据我们的定义"包 含"或"布置"在目标物的不同表面内。在这个实施方式中，材料平面可以 在中心断开并且识别特征仍然可被有意义地读取。
下面将描述制造具有识别层的识别标签或把识别层直接形成到目标物 上的各种示例性方法。
图24A到图24D示出可用于生产这种标签或目标物的过程。首先，如 图24A中所示，镍薄片2400被刷在聚合物层合片材2401的含有胶的面上。 然后，如图24B中所示，叠加另一层合片材2402，并且通过使叠层的材料 在110。C和最低的预设速度(速度l)下穿过常规的办公文具层合机将叠层 的材料层压在一起。然后抛光边缘横截面以保证暴露包含识别层的轨道2403 的光滑表面，如图24C中所示。然后可使用磁场传感器读取这个边缘以提供 信号2404，如图24D中所示，其中粒子在磁场中引起波峰，该波峰随后与 信号中的波峰重合。合适的磁场传感器包括感应头、AMR头、GMR头和磁 光克尔效应探测器。图24F到图24H中示出的用于制造本发明的标签或目标 物的过程与图24A到图24D的过程相同，例外之处在于，使用布置在识别 层的平面中的细长的镍薄片或纤维或晶须。因为镍薄片的不同尺寸和形状， 通过读取所述轨道获得的信号2404当然不同于图24D中的信号。细长形状 给出附加的优点，即从轨道探测到的磁性信号是大体上平面外的磁性信号， 使得信号比较容易探测并且标签更难伪造。
不仅可以以这里描述的批量过程，也可以以绕巻式过程容易地制造本发 明的标签或目标物。图25示出用于制造包括单侧聚合物层状材料的巻材2501的这些标签或目标物的绕巻式过程。在这种情况下，绕巻过程的速率和
粒子从粒子分配器2500的脉冲沉积限定每组识别信息之间的长度和空间。 在己经通过圆形刷2502之后，通过用于冲压/挤压的后面紧跟着层合辊2505 的辊2503，该层合辊2505可在110 。C的温度下工作，但不限于110。C。另 外，提供废料路径2504用于所执行的任何边缘修剪。通过在压紧滚轮2510 后包括抛光装置2506，并且包括读取/分度装置2507，可以制造这些标签或 目标物，成一行地读取并分度它们，并以高的容积和低的成本将它们缠绕到 巻轴上准备用于这个目的。在最后，可能在2509提供的衬背巻材或第二载 体薄膜上产生完工的聚合物巻材2508。通过分度，意味着当从巻轴分配标签 时，知道哪个标签被读取并具有现有的预存参考标记。
参考图26，将描述用于制造根据本发明的第三实施方式的识别标签的可 选步骤。如图26中所示，可以生产宽幅层状材料2600并使用切割装置2601 切割成条带，使得若干识别层2602变得暴露并且可被单个地抛光、读取、 分度和存储以便箭头2603指示的以后的使用。
在下面，参考图27，将描述在用于制造根据本发明的一个实施方式的识 别标签的方法期间的视图。图27A到图27E示出使用图27A中示出的铝箔 2700制备层合的标签的示例性过程。首先，与异丙醇(IPA) —起使用无棉 绒抹布并紧接着使用去离子水，清洁铝箔2700。然后，如图27B中所示， 箔2700被放置在两个聚合物层合片材2701、 2702之间，使它与胶面接触， 其中箔2700的一部分伸出。通过在例如110。C和最低的预设速度(速度l) 下使叠层的材料通过常规办公文具层合机而将叠层的材料层压在一起，如图 27C中所示。然后，层合薄膜2703使用Stmers EpoFix安放到环氧树脂模型 2704中并让它硬化例如过夜，如图27D中所示。制备的最后步骤是两步法 抛光。用从等级500到1200到2400到4000的抛光纸连续地抛光样品，接 着使用具有3微米颗粒和1微米颗粒的金刚石悬浮液进行精细抛光。图27E示出以这种方式制备的层合的铝薄膜的底视图。
接下来，如图28中所示，样品和铂网2801被放入烧杯1500，并且使用 热控制装置2802将冷板2802的温度设为例如4°C的所需温度。当溶液的温 度达到设定温度时，使用突出的箔2700作为用于标签前体的接触件，如所 示那样与设定到150V的电源2803连接。这种阳极化过程产生孔隙随机分布 在含铝层的边缘的无序的多孔氧化铝。在此之后，样品被放入加宽溶液(例 如，5 wt。/。的磷酸)以将孔隙的尺寸加大到所需尺寸。最后，样品和铂网2801 被放在包含30克MS04.6H20、 4.5克NiCl2.6H20和4.5克H3B03的镍电镀 溶液中。电镀电压被设定在例如-1.4V。在电镀后，镍被随机填充在孔隙内。 这个区域现在构成所需要的识别层。
图29提供在用于制造根据本发明的上述实施方式的识别标签的示例性 方法期间的视图，示出孔隙形成和孔隙填充方法的步骤。图29A示出铝箔 2700在层合片材2701、 2702之间的部分。图29B示出在阳极化方法步骤之 后，使得孔隙2900形成在铝箔2700中的图29A的阵列。图29C示出在镍 电镀方法步骤之后，使得镍粒子2901形成在铝箔2700的一些孔隙2900中 的图29B的阵列。图29D示出在图29C中示出的识别标签上由读取元件捕 获的信号2910。因此，图29A到图29D示出形成包含识别层的标签的过程。 如针对在层状材料中使用磁性粒子的上述情况描述的，现在可使用合适的磁 场探测器从识别层的轨道读取这种识别层(或者更准确地，包含在其内的识 别特征)。
最后，图30示出识别具有识别信息的目标物的方法3000，其中所述识 别信息用于验证所述目标物的身份。该方法包括步骤3002，在步骤3002中 提供具有至少两组识别信息的目标物。这个目标物包括第一组识别信息和第
二组识别信息，其中第一组识别信息的至少一个识别特征相对于第二组识别 信息的至少一个识别特征布置在目标物的不同表面、侧面或平面上或者结合
79在目标物的不同表面、侧面或平面内。因此，该目标物适于被识别。第一组 识别信息的至少一个识别特征和第二组识别信息的至少一个识别特征相对 彼此布置在固定的相对空间位置，所述固定的相对空间位置用于得到用来识 别目标物的标记。
所述方法包括提供读取装置的步骤3004。可以在步骤3002之前或之后 执行这个提供步骤3004。读取装置适于从布置在目标物的不同表面、侧面或 平面上或结合在目标物的不同表面、侧面或平面中的至少两组识别信息的每 一个的至少一个识别特征读取信号。此外，读取装置构造成限定要被读取的 第一组识别信息的第一离散区域和要被读取的第二组识别信息的第二离散 区域之间的空间关系。在步骤3006中，使用读取装置确定第一组识别特征 的至少一个识别特征的性质的至少一个特性。因此获得第一信号。在步骤 3008中，使用读取装置确定第二组识别特征的至少一个识别特征的性质的至 少一个特性。因此获得第二信号。可同时地和以任何希望的次序顺序地执行 步骤3006和3008。然后，使用所述第一和所述第二信号，在步骤3010中通 过处理单元得到用于目标物的至少一个标记。
虽然已经根据优选实施方式描述了本发明，但必须理解，可在不偏离如 在以下权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，作出许多变化和修 改。
权利要求
1. 一种识别具有识别信息的目标物的方法，所述识别信息用于验证所述目标物的身份，所述方法包括提供具有至少两组识别信息的目标物，所述至少两组识别信息包括第一组识别信息和第二组识别信息，其中所述第一组识别信息的至少一个识别特征相对于所述第二组识别信息的至少一个识别特征布置在所述目标物的不同表面、侧面或平面上或结合在所述目标物的不同表面、侧面或平面中，从而使所述目标物适于被识别，其中所述第一组识别信息的至少一个识别特征和所述第二组识别信息的至少一个识别特征相对彼此布置在固定的相对空间位置，所述固定的相对空间位置用于得到用于识别所述目标物的标记，提供读取装置，其中所述读取装置适于从布置在所述目标物的不同表面、侧面或平面上或结合在所述目标物的不同表面、侧面或平面中的所述至少两组识别信息的每一组的所述至少一个识别特征中读取信号，并且其中，所述读取装置构造成限定将被读取的所述第一组识别信息的第一离散区域和将被读取的所述第二组识别信息的第二离散区域之间的空间关系，以及使用所述读取装置来确定所述第一组识别特征的所述至少一个识别特征的性质的至少一个特性，从而获得第一信号，使用所述读取装置来确定所述第二组识别特征的所述至少一个识别特征的性质的至少一个特性，从而获得第二信号，利用处理单元使用所述第一信号和所述第二信号来得到用于所述目标物的至少一个标记。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组识别信息和/或所述第 二组识别信息包括光学可读图案。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述第一组识别信息包括条形码符号。
4. 根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中所述第一组识 别信息和/或所述第二组识别信息各包括至少一个识别层，可读识别特征位于 所述至少一个识别层中。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述至少一个识别层至少部分地包括多个随机分布的粒子。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一个识别层包括多个随机 分布的磁性或可磁化粒子。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中读取所述第一组识别信息和/或所 述第二组识别信息的所述至少一个识别特征包括读取所述识别层的一部分 的磁场强度。
8. 根据权利要求5至7中任一权利要求所述的方法，其中所述至少一个 识别层包括多个随机分布的导体和/或半导体粒子。
9. 根据权利要求5至8中任一权利要求所述的方法，其中所述至少一个 识别层包括多个随机分布的光活性粒子。
10. 根据权利要求5至9中任一权利要求所述的方法，其中所述识别层 包括宿主材料，所述宿主材料从由金属、陶瓷、聚合物、自然存在的有机材 料及其组合组成的组中选择。
11. 根据权利要求6至10中任一权利要求所述的方法，其中所述粒子包括磁性材料，该磁性材料从由Fe、 Ni、 Co及其合金、氧化物、混合物以及 上述的组合组成的组中选择。
12. 根据权利要求5至11中任一权利要求所述的方法，其中平均粒子具 有大约10纳米和大约500微米之间的最大尺寸。
13. 根据权利要求4至12中任一权利要求所述的方法，其中，用于读取 所述第一组识别信息和/或所述第二组识别信息的所述识别特征的轨道暴露 所述识别层的最薄尺寸，使得至少一些所述识别特征仅能从所述轨道有意义 地读取。'
14. 根据权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中所述目标物 是贵重物品或识别标签。
15. 根据权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中所述目标物 是识别标签所附着到的贵重物品，其中至少一组识别信息布置在所述识别标 签上并且所述第二组识别信息布置在所述贵重物品上。
16. 根据权利要求1至14中任一权利要求所述的方法，其中所述第一组 识别信息布置在所述目标物的第一表面上并且所述第二组识别信息布置在 所述目标物的第二表面上。
17. 根据权利要求14所述的方法，其中所述第一组识别信息布置在所述 识别标签的第一表面上并且所述第二组识别信息布置在所述识别标签的第 二表面上。
18. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一组识别信息布置在所述目标物的第一侧面上并且所述第二组识别信息布置在所述目标物的第二 侧面上，所述第一侧面和第二侧面处于同一平面。
19. 根据权利要求14或15所述的方法，其中，布置所述第一组识别信 息和所述第二组识别信息以形成层布置。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中，在所述层布置中，所述第一组 识别信息被布置作为第一层，并且所述第二组识别信息被布置作为第二层。
21. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一组识别信息布置在布 置于所述目标物上的标签的表面上，并且所述第二组识别信息布置在所述标 签内的平面中。
22. 根据权利要求1至21中任一权利要求所述的方法，其中所述第一组 识别信息和/或所述第二组识别信息中的至少一组包含错误处理信息。
23. 根据权利要求1至22中任一权利要求所述的方法，其中，被确定的 所述第一组识别信息和所述第二组识别信息中的每一组的所述至少一个识 别特征的性质各包括从反射率、磁场强度、发光性和电场强度中独立地选择 的物理性质。
24. 根据权利要求1至23中任一权利要求所述的方法，其中，所述第一 信号作为时间的函数而被获得，从而获得一组第一时间域数据值。
25. 根据权利要求1至24中任一权利要求所述的方法，其中，所述第二信号作为时间的函数而被获得，从而获得一组第二时间域数据值。
26. 根据权利要求24或25所述的方法，其中，根据时间，即在时间域 中，或根据相对位置，即在空间域中，获取来自所述第一信号和/或所述第二 信号的数据，并且将所述数据标准化或将数学函数拟合到所述数据。
27. 根据权利要求26所述的方法，其中所述标准化或拟合函数包括插值 函数。
28. 根据权利要求27所述的方法，其中所述标准化或拟合函数包括外推 函数。
29. 根据权利要求27或28所述的方法，其中所述标准化或拟合函数从 由线性函数、多项式函数、样条函数、诸如小波或傅立叶函数的谱函数以及 多元函数组成的组中选择。
30. 根据权利要求26至29中任一权利要求所述的方法，其中对第一组 数据和/或第二组数据的标准化或拟合由所述处理单元执行。
31. 根据权利要求1至30中任一权利要求所述的方法，其中在所述读取 期间读取元件和所述识别特征之间的相对速度和/或扫描速度被用于确定用 来从所述读取获取数据的所述处理单元的采样速率。
32. 根据权利要求1至31中任一权利要求所述的方法，其中，同时读取 所述第一组识别信息的至少一个识别特征和所述第二组识别信息的至少一 个识别特征。
33. 根据权利要求1至32中任一权利要求所述的方法，该方法还包括使用数据存储介质存储至少一个所述标记，从而生成至少一个预存参考标记。
34. 根据权利要求24至33中任一权利要求所述的方法，其中使用所述 第一信号和所述第二信号得到标记包括根据从所述第一信号获取的数据来确定参考特征，使用所述参考特征将从第二信号数据获得的数据标准化或映射到与所 述参考特征的所述相对位置关联的标准空间域或标准时间域，从而获得用于 识别所述目标物的标记。
35. 根据权利要求34所述的方法，其中所述数据被映射到的标准域对于 每个目标物是不同的。
36. 根据权利要求33至35中任一权利要求所述的方法，其中，被存储 作为所述目标物的预存参考标记的所述标记用于确定所述目标物的所述标 准空间域或时间域，并且其中，读取标记随后被映射到标准域以便与所述目 标物的预存参考标记对比。
37. 根据权利要求1至36中任一权利要求所述的方法，该方法还包括验 证所述目标物的身份。
38. 根据权利要求37所述的方法，其中验证包括对照所述至少一个预存 参考标记来检查所述读取标记。
39. 根据权利要求38所述的方法，该方法还包括对照存储的或已知的所 述第一信号的值来检査所述第一信号的数据的值。
40. 根据权利要求38或39所述的方法，该方法还包括对照存储的或已 知的所述第二信号的值来检査所述第二信号的数据的值。
41. 根据权利要求38至40中任一权利要求所述的方法，其中所述验证 包括获得代表所述读取标记的图形或数学函数；对照代表所述预存参考标记的图形或数学函数来检查所述读取标记的 所述图形或数学函数；以及确定所述读取标记的图形或数学函数和所述预存参考标记之间的重叠 或相似程度。
42. 根据权利要求38至41中任一权利要求所述的方法，其中，如果所 述读取标记的数据的值以小于预定门限而不同于所述预存参考标记的相应 的值，则所述目标物的身份被验证。
43. 根据权利要求37至42中任一权利要求所述的方法，其中所述预存 参考标记存储在可远程访问的数据存储介质中。
44. 根据权利要求43所述的方法，其中，使用因特网、固定线路访问、 局域网、蓝牙协议、短信服务(SMS)或多媒体信息服务(MMS)信号， 对所述数据存储介质执行远程访问。
45. 根据权利要求1至44中任一权利要求所述的方法，该方法还包括在 数据存储介质中存储所述第一信号和所述第二信号。
46. 根据权利要求1至45中任一权利要求所述的方法，其中所述目标物具有一组或更多组的另外组识别信息，并且其中，所述另外组识别信息的识 别特征相对于所述第一组识别信息和/或所述第二组识别信息的识别特征布 置在固定的另外的相对空间位置。
47. 根据权利要求46所述的方法，其中所述固定的另外的相对空间位置用于形成用来识别所述目标物的身份的标记。
48. 根据权利要求31所述的方法，其中所述第一组识别信息包括标准格 式，并且其中，所述读取元件和所述第一组识别信息之间的速度和/或所述扫 描速度由所述读取装置确定。
49. 根据权利要求48所述的方法，其中，通过所述读取装置读取所述第 一组识别信息而得到的关于所述速度的信息被用于控制用来从所述第二组 识别信息获取数据的采样速度。
50. 根据权利要求33至49中任一权利要求所述的方法，其中，通过使 用至少两个不同的读取装置读取所述目标物而得到多于一个的预存参考标 记。
51. 根据权利要求50所述的方法，其中所述至少两个读取装置之间具有 固有的或故意设计的差异，并且其中所述差异影响所述读取并因此影响关联 的标记。
52. 根据权利要求33至51中任一权利要求所述的方法，其中所述读取 标记随后与所有所述预存参考标记对比，所述预存参考标记与所述目标物关 联或与一族目标物关联。
53. 根据权利要求33至52中任一权利要求所述的方法，其中所述读取 标记随后与所述数据库中的所有所述预存参考标记对比。
54. 根据权利要求33至53中任一权利要求所述的方法，其中系列化的 识别信息用作所述至少两组识别特征中的一组，并且其中，如果所述读取装 置没有充分地、完全地或正确地读取所述系列化的识别信息，则所述处理单 元适于重新生成从所述读取信号的部分中遗漏的数据或重要分量。
55. 根据权利要求54所述的方法，其中从所述读取信号的部分中遗漏的 所述数据或重要分量基于分开地键入或扫描入的补充信息而被重新生成或 者能被估计，所述补充信息涉及没有被充分地或正确地读取的所述识别信息。
56. 根据权利要求55所述的方法，其中，所述重新生成的数据或分量用 于形成用来识别所述目标物的标记。
57. 根据权利要求33至56中任一权利要求所述的方法，其中所述系列 化的识别信息用作主关键字，借助所述主关键字来存储和检索所述数据库中 的预存参考标记。
58. 根据权利要求54至57中任一权利要求所述的方法，其中所述系列 化的信息是条形码、序列号、二进制或十六进制信息、或者已经被分配给所 述目标物的字母数字代码。
59. —种用于识别目标物的识别标签，所述识别标签可附着到所述目标 物，所述标签包括至少第一组识别信息和第二组识别信息，其中所述第一组识别信息的至 少一个识别特征相对于所述第二组识别信息的至少一个识别特征以固定的 相对空间位置布置在所述标签的不同表面、侧面或平面上或结合在所述标签 的不同表面、侧面或平面中，其中所述标签适于通过读取装置和处理单元而被识别，从而得到用于识 别所述标签的标记，所述处理单元使用所述识别特征的所述固定的相对空间 位置。
60. 根据权利要求59所述的识别标签，其中从光学可读图案得到所述第 一组识别信息和/或所述第二组识别信息中的至少一组。
61. 根据权利要求60所述的识别标签，其中所述光学可读图案包括条形码符号。
62. 根据权利要求59至61中任一权利要求所述的识别标签，其中，所 述第一组识别信息和所述第二组识别信息中的至少一组得自至少一个识别 层，可读识别特征位于所述至少一个识别层中。
63. 根据权利要求62所述的识别标签，其中所述至少一个识别层至少部 分地包括多个随机分布的磁性或可磁化粒子。
64. 根据权利要求59至63中任一权利要求所述的识别标签，其中所述 第一组识别信息和所述第二组识别信息均布置在光学透明条带的同一侧面上。
65. 根据权利要求59至63中任一权利要求所述的识别标签，其中所述第一组识别信息和所述第二组识别信息各布置在光学透明条带的不同侧面 上。
66. 根据权利要求65所述的识别标签，其中，所述光学透明条带的两端被粘结在一起以形成环。
67. 根据权利要求59至66中任一权利要求所述的识别标签，其中所述 第一组识别信息包括条形码符号，并且所述第二组识别信息包括识别层，其 中所述可读识别特征位于所述识别层中，所述识别层至少部分地包括多个随 机分布的磁性或可磁化粒子。
68. 根据权利要求59至63中任一权利要求所述的识别标签，其中所述 第一组识别信息和所述第二组识别信息布置在具有规则形状的材料的不同 侧面上。
69. 根据权利要求68所述的识别标签，其中所述材料的横截面形状是圆 柱形、四边形、梯形、三角形、T形、H形、U形或Y形。
70. 根据权利要求69所述的识别标签，其中所述第一组识别信息和所述 第二组识别信息各包括条形码符号。
71. 根据权利要求59至63中任一权利要求所述的识别标签，其中，布 置所述第一组识别信息和所述第二组识别信息以形成层布置。
72. 根据权利要求71所述的识别标签，其中，衬底插在所述第一组识别 信息和所述第二组识别信息之间。
73. 根据权利要求72所述的识别标签，其中所述层布置被布置在所述衬 底上，从而所述第二组识别信息被夹在所述第一组识别信息和所述衬底之 间。
74. 根据权利要求71至73中任一权利要求所述的识别标签，其中所述 第一组识别信息包括条形码符号，并且所述第二组识别信息包括识别层，其 中所述可读识别特征位于所述识别层中，所述识别层至少部分地包括多个随 机分布的磁性或可磁化粒子。
75. 根据权利要求74所述的识别标签，其中，用于读取所述识别层的所 述识别特征的轨道暴露所述识别层的最薄尺寸，使得至少一些所述识别特征 的仅能从所述轨道有意义地读取。
76. 根据权利要求59至75中任一权利要求所述的识别标签，该识别标 签包括一组或更多组的另外组识别信息，并且其中，所述另外组识别信息的 识别特征相对于所述第一组识别信息和/或所述第二组识别信息的识别特征 布置在固定的另外的相对空间位置。
77. —种适于被识别的目标物，所述目标物包括至少第一组识别信息和第二组识别信息，所述第一组识别信息的至少一 个识别特征相对于所述第二组识别信息的至少一个识别特征以固定的空间 位置布置在所述目标物的不同表面、侧面或平面上或结合在所述目标物的不 同表面、侧面或平面中，其中所述目标物适于通过读取装置和处理单元而被识别，从而得到用于 识别所述目标物的标记，所述处理单元使用所述识别特征的所述固定的相对空间位置。
78. 根据权利要求77所述的目标物，其中所述第一组识别信息和/或所述第二组识别信息包括布置在所述目标物上的印刷的条形码。
79. 根据权利要求77所述的目标物，其中所述第一组识别信息包括布置 在所述目标物的第一表面上的印刷的条形码，并且所述第二组识别信息包括 具有识别层的标签，所述标签布置在所述目标物的第二表面上。
80. 根据权利要求77至79中任一权利要求所述的目标物，其中所述目 标物包括奢侈品、工程部件、织物、目标物周围的包装、容器或器皿的密 封件、信用卡、证书、银行券、安全出入卡、车辆密码卡、护照、身份证、 引线框架、电子器件封装或媒介盘。
81. —种用于读取至少两组识别信息的读取装置，所述读取装置包括至 少一个读取元件，其中，所述读取装置适于从包括第一组识别信息和第二组识别信息的至少两 组识别信息读取信号，所述第一组识别信息和所述第二组识别信息各布置在 目标物的不同组的表面、侧面或平面上或结合在目标物的不同组的表面、侧 面或平面中，所述不同组的表面、侧面或平面布置在所述目标物的不同表面、 侧面或平面上或结合在所述目标物的不同表面、侧面或平面中，并且其中， 所述第一组识别信息的识别特征和所述第二组识别信息的识别特征相对彼 此布置在固定的相对空间位置，其中所述固定的相对空间位置用于得到用来 识别所述目标物的标记，并且所述读取装置构造成限定将被读取的所述第一组识别信息的第一离散区域和将被读取的所述第二组识别信息的第二离散区域之间的空间关系。
82. 根据权利要求81所述的读取装置，其中所述读取装置包括用于读取 所述第一组识别信息的第一读取元件和用于读取所述第二组识别信息的第 二读取元件。
83. 根据权利要求82所述的读取装置，其中所述第一读取元件和所述第 二读取元件从由条形码激光扫描器、高斯计、磁力计、荧光计、残余计和应 答器组成的组中独立地选择。
84. 根据权利要求81至83中任一权利要求所述的读取装置，该读取装 置还包括处理单元，在所述标记取决于所述识别特征的所述固定的相对位置 的情况下，所述处理单元能够利用来自所述第一信号和所述第二信号的数据 来形成用于识别所述目标物的标记。
85. 根据权利要求81至84中任一权利要求所述的读取装置，该读取装 置还包括引导装置，所述引导装置用于在所述第一组识别信息的区域和所述 第二组识别信息的区域上引导所述至少一个读取元件。
86. 根据权利要求85所述的读取装置，其中所述引导装置包括适于与部 分所述目标物机械地接合的狭槽。
87. —种用于识别识别标签的识别系统，该识别系统包括 根据权利要求59至76中任一权利要求的用于识别目标物的识别标签，所述识别标签可附着到所述目标物；根据权利要求81至86中任一权利要求的用于读取识别信息的读取装置，所述识别信息布置在所述识别标签的不同组的表面、侧面或平面上或结 合在所述识别标签的不同组的表面、侧面或平面中。
88. —种用于识别目标物的识别系统，该识别系统包括根据权利要求77至80中任一权利要求的适于被识别的目标物； 根据权利要求81至86中任一权利要求的用于读取识别信息的读取装置，所述识别信息布置在所述目标物的不同组的表面、侧面或平面上或结合在所述目标物的不同组的表面、侧面或平面中。
89. 根据权利要求88所述的识别系统，该识别系统还包括用于存储数据 的数据存储介质。
90. 根据权利要求88至89中任一权利要求所述的识别系统，该识别系 统还包括计算机程序元件，所述计算机程序元件用于根据预存参考标记来验 证从所述识别标签读取的标记。
全文摘要
提供了一种验证目标物(322)的身份的方法，该目标物具有至少两组识别信息(321和327)，所述至少两组识别信息各布置在目标物的不同表面上或结合在目标物的不同表面中并且彼此处于固定的相对空间位置。为了识别目标物，读取装置(324)从目标物的第一组识别信息和第二组识别信息分别获取第一信号(325)和第二信号(326)，确定两组信息之间的相对空间位置，并确定目标物的标记。
文档编号G06K19/10GK101479750SQ200680055212
公开日2009年7月8日 申请日期2006年5月11日 优先权日2006年5月11日
发明者A·P·伯登, P·M·莫兰, 梁至千 申请人:奇异编号有限公司