液态条形码和液态条形码读码器的制作方法

专利名称：液态条形码和液态条形码读码器的制作方法
技术领域：
本发明构思涉及一种使用由存储在液体容器(chamber)中的液态条纹形成的液 态条形码的产品认证和识别设备。
背景技术：
条形码包括代表二进制代码的黑白条纹形状的部分的组合。条形码用于快速地输 入数据，并且它们易于为计算机所读取。条形码可以具有由被连接到计算机的光学标记读 码器自动读取、随后被输入到计算机且存储或识别的形式。条形码指示符合通用产品代码 (UPC)的产品的类型，或被用于超市中的销售点(POS)系统的销售信息等。与条形码对应的 产品的价格能够被单独显示在显示设备上。条形码根据诸如UPC的标准进行编码，随后，通 过利用条形码扫描仪和解码器形成的读码器来解码。如果扫描仪读取条形码，则代码被传 递到解码器，并且解码该代码以使得该代码能够被转换为能够理解的信息。由扫描仪执行 条形码中的信息的解码。作为条形码的黑色条纹部分的黑色条纹允许较少量的光被反射到 扫描仪，而位于黑色条纹之间的白色间隔条纹反射更多光。反射光的量之间的差能够被扫 描仪中的光检测器转变为电信号，从而能够读取该信号。在读取条形码中，过去使用手持扫描仪。最近，已经主要使用激光类型的扫描仪。 在激光类型中，通过移动其上印有条形码的产品通过读码器，条形码被自动读取，从而可以 使得工作更加有效率。在工厂自动化领域中，条形码被附着到要处理的物体上，从而能够通 过认出批号和产品号而有助于识别作业所需的各种产品。同样，条形码能够用于各种目的， 包括商店中的销售信息和图书的管理、库中产品的标识的证明。除了纸张以外，条形码还能 够被印刷在各种材料上，并且具有期望的信息能够被迅速访问的优点。可是，由于条形码中 的信息的容量是有限的，所以条形码具有不能从条形码中完全知晓关于产品的全部类型的 信息的缺点。为了补偿该缺点，最近已经开发了 2维(2D)条形码，即，矩阵代码。虽然2D条形码与传统条形码不具有大的差别，但是它能够包括更多信息，因为与 在传统线性条形码中使用的线性排列不同，在黑白矩形的马赛克(mosaic)类型排列中能 够编码大约4000个字符。可是，这些2D条形码具有以下两个问题。首先，条形码能够被复 制，以致降低了从条形码获得的信息的可靠性和精确性。其次，因为通过黑和白以二进制代 码表示信息，所以包括2D条形码的所有传统条形码的信息的量是有限的。因此，为了克服 这些问题，本发明构思的实施例提供一种液态条形码，其中一系列的多个容器被形成为条 纹形状的液态条纹且被平行排列。传统的信用卡采用磁识别方法。如果诸如信用卡的磁卡通过用户而移过自动取款 机(ATM)或读卡器，则记录在卡上的磁信息被转换为电信号。信号被传递到读卡器的内部， 并且被转换为预定的二进制代码，从而输入包括在卡中的信息。对于磁卡，磁条被附着到诸 如普通信用卡的PVC卡，随后再使用。磁识别方法被广泛使用，因为其允许基本信息的记录 以及附加信息的容易记录及删除。然而，该方法具有可以复制的问题。

发明内容
技术问题本发明构思提供液态条形码和用于读取液态条形码的液态条形码读取器，其能够 用于薄膜化学分析器、信用卡和其他产品的产品认证和识别，薄膜化学分析器诸如为盘上 实验室(lab-on-a-disc)和生物盘片，在所述盘上实验室和生物盘片中集成了诸如片上实 验室(lab-on-a-chip)、蛋白质芯片和DNA芯片的生物芯片，以用于诊断和检测在液体中的 较少量的物质。技术方案下文中，将条纹形状的容器称为液态条纹。根据本发明构思的一方面，提供一种液态条形码，其中存储液体的一系列液态条 纹被平行地集成在塑料体中。例如，根据本发明构思的一方面，提供一种液态条形码，包括 液态条纹，由充满液体的条纹形状的容器形成；间隔条纹，形成在液态条纹之间的间隙中； 和塑料体，通过在其中平行排列和集成多个液态条纹和间隔条纹形成。该塑料体还可以选 择性地包括磁条。根据本发明构思的另一方面，提供一种液态条形码读取器，包括分光计，读取塑料 体和液态条形码的光学特性的光谱，在塑料体中集成了液态条形码。在液态条形码中，液态条纹还可以包括在条纹的底部或顶部的数字信息。数字信 息可以是产品项目代码、制造商代码或国家标识码。液态条形码的静止区的液态条纹可以存储背景(空白)溶液。可以利用包括不同尺寸的纳米粒子的一系列液态条纹来形成液态条纹。可以利用 包括不同密度的纳米粒子的一系列液态条纹来形成液态条纹。可以利用包括不同3维结构 的纳米粒子的一系列液态条纹来形成液态条纹。液态条形码能够通过存储在每个液态条纹 中的液体的种类、液态条纹的宽度、液态条纹的数量或间隔条纹的宽度的各种组合来包括
大里^[曰息ο液态条纹之间的间隔可以形成间隔条纹。例如，液态条纹之间的间隙能够形成间 隔条纹。可以通过层压(laminate)上基底和下基底形成塑料体。可以通过由上基底和/ 或下基底蚀刻(engrave)的一系列条纹形状来形成液态条形码。塑料体的上基底还可以包括反射层。塑料体还可以包括磁条。根据本发明构思的另一方面，提供一种液态条形码读取器，包括分光计，读取液 态条形码的光学特性；和中央处理单元(CPU)，控制该分光计，或驱动生物盘片或薄膜化学 分析器。该液态条形码读取器还可以包括狭缝(slit)，允许光进入其中和从中出来。该液态条形码读取器还可以包括磁卡读取器，读取磁条的信息。在液态条形码中的液体可以是透明的、或可以是不透明的但是在可视波段透明。液态条形码可以被布置在薄膜化学分析器中，以提供用于该薄膜化学分析器的产 品认证和识别功能。液态条形码容器和磁条可以被布置于薄膜化学分析器上，从而使得能够被提供能够存储关于薄膜化学分析器的产品信息、存储分析结果并记录附加信息的液态条形码。例 如，由于液态条形码无法被复制，所以其能够用于薄膜化学分析器的产品的识别和认证，而 磁条能够用于存储关于薄膜化学分析器的产品信息、存储分析结果并记录附加信息。用于薄膜化学分析器的液态条形码和磁条可以被放置在薄膜化学分析器的外围。塑料体可以是胶带的形式。在这种情况下，液态条形码可以被附着到需要产品识 别和认证的产品上。薄膜主体可以形成产品的部分或可以附着到产品上，从而能够提供用于决定该产 品是否是真实的液态条形码，产品可以是奢华的手袋、艺术品、数字多用途盘(DVD)、生物盘 片、薄膜化学分析器、存储卡、信用卡、门卡或昂贵的产品。存储在液态条纹中的液体可以包括处于凝胶状态的液体。薄膜化学分析器可以包 括集成了薄膜分析器或用于诊断或检测液体中的较小量的生物物质(样本)或化学物质的 片上实验室(lab-on-a-chip)的生物盘片，诸如对其应用ELISA/CLISA分析方法的片上实 验室；对其应用快速测试方法的片上实验室；对其应用免疫学方法的片上实验室；对其应 用生化方法的片上实验室；或者用于检查食品中毒细菌、剩余抗生素、剩余农药、污染水中 的重金属、转基因食品、食品过敏、污染材料、诸如大肠杆菌和沙门氏菌的细菌、亲子鉴定、 肉的类型以及血缘的识别的片上实验室。剩余农药的检查可以包括广泛应用于蔬菜和水果 的农药中的有机磷酸酯和氨基甲酸盐杀虫剂的检查。生物材料(样本)可以包括从以下中选择的一个或多个DNA、低核苷酸、RNA、PNA、 配位基、受体、抗原、抗体、牛奶、尿、唾液、毛发、农作物和蔬菜样本、肉类样本、鱼类样本、鸟 类样本、污染水、家畜样本、食品样本、食品原料、贮藏食品、口腔细胞、组织细胞、口水、精 液、蛋白质或其他生物量。食品原料是用于准备食品的原料，并且可以包括，例如，用于炖的 原料、用于韩国泡菜的食品原料和用于汤的食品原料。当检查尿时，薄膜化学分析器可以执行白血球、血液、蛋白质、腈、pH、比重、葡萄 糖、酮、抗坏血酸维生素C、尿胆素原和胆红素的分析。当检查毛发时，与血液或尿分析比较， 能够更精确地测量包括矿物质的在人体中的营养和有毒物质的累积的历史记录。同样，能 够精确地知道在较长的时间段中无机材料的过量和缺乏，从而其变为用于找到有毒重金属 的量的样本，这对本领域技术人员是广为知晓的。生化分析可以包括GOT、GPT、ALP、LDH、 GGT、CPK、淀粉酶、T蛋白质、白蛋白、葡萄糖、T胆固醇、甘油三酸酯、T胆红素、D胆红素、BUN、 肌氨酸酐、I磷、钙和尿酸的分析。快速测试方法可以包括条带(strip)，其中许多类型的瘤标记或捕捉探针以行或 点的形式被固定在多孔隔膜上。快速测试方法和ELISA方法可以包括以行或点的形式固定 在基底上的许多类型的瘤标记或捕捉探针。瘤标记可以包括从以下中选择的一个或多个 AFP、PSA、CEA、CA19-9、CA125、胃癌标记、乳癌标记、肺癌标记和CA15-3。捕捉探针可以包括 用于固定谷氨酸盐合成酶的一个，这是Alzheimer特定标记。捕捉探针可以包括用于固定作为心肌梗塞标记的肌红蛋白、CK-MB和肌钙蛋白 I (TnI)的一个探针。在多孔隔膜上固定用于AIDS、AlZheimer、瘤标记、心肌梗塞、剩余抗生 素、剩余农用化学品、剩余重金属、过敏和乳癌检查、食品中毒细菌检查(例如，大肠杆菌、 沙门氏菌等)的一个或多个标记或捕捉探针之后，快速测试方法可以根据免疫化学方法执 行反应检查。免疫化学方法是组合免疫化学和色析法化验的检查方法，并且可以包括应用抗体对抗原的特别免疫反应、胶态金的染色特性和流速、多孔隔膜的毛细现象的分子运动 的检查方法。免疫化学方法可以将在传统多步免疫测量方法中见到的样本稀释、冲洗以及通过 合成酶与基底的反应的染色组合为一个步骤，由此使得能够进行快速检查。同样，容易、经 济优势和检查结果的迅速读取能够通过确定检查结果而获得无需使用预定的设备。免疫化 学方法和快速测试方法对本领域技术人员是公知的。对于作为薄膜的⑶和DVD，标准⑶能够例如通过12cm聚碳酸酯基底、反射金属层 和保护漆涂层形成。可以根据ISO 9660工业标准来描述⑶和⑶-ROM的格式。聚碳酸酯 基底可以是光学性能的透明的聚碳酸酯。大量标准印刷或复制的CD中的数据层可以是聚 碳酸酯基底的一部分，并且能够在注模过程中通过压模以一系列凹陷(Pit)的形式来蚀刻 数据。在该注模过程中，在高压下熔化的聚碳酸酯被注入到模子中，并且随后被冷却以具有 光滑(mirror)形状从而聚碳酸酯能够具有一个模子，在盘片基底上的压模或压模的镜像 图像和指示二进制数据的凹陷能够通过聚碳酸酯基底产生。冲压主盘一般是玻璃。该盘片 能够被修改和重新塑造为用于诊断和检测液体中的少量的物质的薄膜类型的分析器，如薄 膜化学分析器。在这种情况下，在注模过程期间，替代凹陷，能够在盘片表面上形成液体通 过其能够流动的沟道、能够存储缓冲液体的容器、洞和阀门。同样，能够通过在盘片上安装 条纹形状的容器来形成用于液态条形码的一系列液态条纹。盘片的直径可以是120mm、80mm 或 32mm。液态条形码可以适合作为用于诊断和检测液体中的少量生物或化学物质的薄膜 化学分析器的条形码，薄膜化学分析器诸如为片上实验室、蛋白质芯片和DNA芯片。下文 中，将其中薄膜化学分析器被集成到诸如CD-ROM和DVD的正常盘片的盘片称为“生物盘 片”。此外，液态条形码可以被集成到诸如正常⑶-R0M、DVD和生物盘片的盘片。塑料体 能够由各种材料替换，诸如玻璃、硅石和硅片。例如，因为经济原因、处理的容易以及与诸如 CD-ROM和DVD读取器的传统激光反射基本检测器兼容，故塑料较适合。例如，能够利用从聚 丙烯、聚乙烯、有机玻璃(PMMA)、循环烯烃共聚物(COC)和聚碳酸酯的组中选择的一个或多 个形成塑料体。在液态条形码读取器中，分光计的光源可以是激光模块，其中以模块的形式构成 具有不同波长的多个激光器。激光器可以是激光二极管。液态条形码读取器还可以包括滑动器，在其上安装分光计，并且在生物盘片上按 照径向方向将分光计移动预定位置；纺锤马达，旋转该生物盘片；和滑动马达，控制该滑动 器的运动。滑动器能够通过生物盘片的“径向方向移动”而移动到布置在生物盘片上的液 态条形码的径向位置。随后，通过旋转生物盘片，能够通过分光计读取液态条形码。“径向 方向移动”是用于按照径向方向移动该分光计的过程，并且能够通过移动该滑动器到一个 与生物盘片的中心距离r对应的位置来执行。通过滑动马达或滑橇马达的齿轮链接单元的 方式，滑动器能够执行可逆的移动从生物盘片的中心到外围方向或从外围到生物盘片的 中心。生物盘片还可以包括液态条形码的半径上的基准洞，从而在生物盘片的旋转期间 无论何时光检测器检测到基准洞，参考触发信号都能够被提供给液态条形码读取器。下文中，由距离r和角度θ来表示生物盘片上的2维位置。也即，能够由坐标(r，θ)来表示生 物盘片上的位置。例如，可以通过将基准洞作为零度线来计算角度θ。下文中，将假定液态 条形码的开始位置和结束位置分别为(r0，θ开始)和(r0，θ结束)。在液态条形码读取器中，例如，可以在读取生物盘片上的液态条形码之前，分光计 首先执行用于移动液态条形码到相应半径^的“径向方向移动”。“径向方向移动”是用于 按照径向方向移动该分光计的过程，并且能够通过将该滑动器移动到与生物盘片的中心距 离^对应的位置来执行。随后，在半径^上可能需要“方位角搜索”。可以在生物盘片被旋 转的同时执行“方位角搜索”。例如，可以通过参考所述参考触发信号和re信号由分光计在 半径α上获得的检测信号中仅取得液态条形码区域Ov Θ ^,-Θ 的一个信号来执行 “方位角搜索”，或通过识别静止区的分光计获得液态条形码区域来执行“方位角搜索”。在 三菱(Mitsubishi)半导体M63022FP (纺锤马达和5ch致动器驱动器)的数据表单中解释 了 re信号。re信号是与马达的旋转速度成比例的频率信号。一般，通过马达的霍尔传感器 或re传感器获得re信号，这是本领域技术人员熟知的。re信号的频率能够与马达的速度 成比例地增加。由于re信号的脉冲间隔对应于生物盘片的一个旋转，即，360度，所以可以 从参考触发中计算液态条形码区域(θ Θ 。能够通过与纺锤马达齿合的步进马达的旋转来执行用于“方位角搜索”的生物盘 片的方位角旋转。在液态条形码读取器中，CPU可以识别由分光计读取的液态条形码，经过因特网远 程地发送该液态条形码的信息，并且从远程服务器中接收关于产品是否是真实、产品标识 信息和产品信息。服务器可以是盘片制造商或信用卡公司的服务器。当产品不是真实的时 候，这可以分为两种情况。可以是在产品自身中不存在液态条形码的情况或虽然条形码存 在但条形码不匹配的情况。在任一情况中，无法接收来自(远程)服务器的产品标识信息， 并且在这种情况下，液态条形码读取器经过语音单元或显示单元向用户发送错误消息。有益效果根据实施例的液态条形码是薄膜类型的且不能被复制。因此，其能够被集成到诸 如CD-ROM和DVD的正常盘片以及诸如磁卡的薄膜中，由此增加产品的认证和识别的可靠 性。同样，与传统条形码比较，根据实施例的液态条形码由于液体的多样化特性能够无限制 地增加信息量。


图1是示出传统条形码系统的图；图2示出根据本发明构思的实施例的集成在塑料体中的液态条纹的各种实施例；图3是示出根据本发明构思的实施例的集成具有反射层的液态条纹的液态条形 码的图；图4示出根据本发明构思的实施例的在薄膜化学分析器的外围布置的液态条形 码和磁条；图5是示出根据本发明构思的实施例的在磁卡中布置的液态条形码的图；图6是根据本发明构思的实施例的读取在生物盘片上布置的液态条形码的液态 条形码读取器的剖面图7是根据本发明构思的实施例的滑动器的平面图，其中安装并布置了生物拾取 模块(BOPM)；图8是根据本发明构思的实施例的驱动和控制图6的薄膜化学分析器的液态条形 码读取器的侧面图；并且图9示出根据本发明构思的实施例的使用光栅镜的分光计。<附图的主要部分的解释>1 上基底2:中基底3 下基底4a、4b、4c 阀门关闭单元5a:阀门开启和关闭单元12:排出出口46:光检测器65a:开始静止区65b 结束静止区70a-71d:阀门99a 光源设备99b 反射层100 生物盘片IOOa 液态条形码读取器101 CPU102 纺锤马达103a:分光计103b 光学拾取设备104 压紧单元108a、108b 滑动臂109 滑动马达110:磁卡读取器110a:晶片或导线IlOb:柔性线缆111 输入和输出装置113:存储设备120:样本注入单元121 样本注入开启130、131、132、133、140、141、143、150、151、152、153 容器132 液态条纹134 间隔条纹140 电路板170 孔径
181转盘
188磁条
200液态条形码
211滑动器
300磁卡
具体实施例方式将参考附图更充分地描述本发明构思的示范实施例。图1是示出传统条形码系统的图。传统条形码可以包括粗的或细的条纹(黑色条 纹)和间隔条纹(白色条纹)的组合，它们被形成和排列以表示文字数字式字符或特殊符 号从而它们能够被容易读取。同样，根据条纹的粗度和间隔的宽度的比率，存在大约150种 类型的条形码系统。条形码可以根据每个代码系统来表示，并且在特定代码系统中的条形 码的这种表示被称为条形码符号。条形码符号在条形码的开始和结尾处具有空白间隔。空 白间隔被称为静止区(quiet zone) 0静止区被定义为是最窄的部分的10倍或更大。静止 区指示在开始字符之前的空白部分和在结束字符之后的空白部分。静止区对于实现条形码 的清楚的开始和结束通常是必要的。开始字符是记录在包含条形码的部分的符号的最前部 的字符，以及能够起到将数据的输入方向和条形码的类型通知条形码扫描仪的作用。结束 字符能够指示包含条形码的部分的符号结束，从而条形码扫描仪能够从条形码的任一端读 取该条形码。同样，条形码可以包括检查字符，其用于检查消息是否被准确地读取。检查字 符能够用于要求信息的精确性的场合。条形码符号可以在条形码的顶部或底部中包括被叫 做“解释行”的信息，它们能够为人眼所见(且可以包括数字、字符、符号等)。这些行可以 包括制造码和产品分类码。图2和图3示出根据本发明构思的实施例的集成在塑料体中的液态条纹132的各 种实施例。塑料体可以由上基底1、中基底2和下基底3形成。中基底2和下基底3可以由 一个基底同时制成，且在这种情况中，中基底2和下基底3不需要为了制造而区分。基底可 以形成能够在注模过程期间存储液体的液态条纹132。在本发明构思的实施例中，液态条纹的宽度、间隔条纹134的宽度以及条纹的数 量可以遵循条形码标准。在将中基底2和下基底3彼此粘附之后，液体能够被充入到液态 条纹132中。在这种情况下，液态条纹132能够通过使用毛细技术来容易地被液体充满。在本发明构思的实施例中，液态条纹132的下基底3的表面可以被涂上亲水材料。 如果它被涂上亲水材料，则可以容易地在液态条纹132中充满液体。最后，在充满液体之 后，上基底被粘附，由此做成由一系列液态条纹132和间隔条纹134形成的液态条形码200。 例如，在制造过程中，在其中按照层压的方式组合中基底2和下基底3的状态中，液体可以 通过分送器(dispenser)(用于注入预定数量的液态的注入单元)以预定的数量被注入到 液态条纹132中。随后，能够按照层压的方式组合上基底1。在本发明构思的实施例中，在形成液态条形码200的上基底1和下基底3中可以 没有洞(液体注入洞)。这是要防止由于液体注入洞的密封的不完整而引起的液体蒸发。 根据实施例的液态条形码不具有单独的液体注入洞，从而能够防止液体的蒸发。图2左边的图示出本发明构思的一实施例，其中反射层99b被集成到液态条形码
10200的上基底1中，并且包括光源设备99a和光检测器46的分光计103a被布置在液态条形 码200的下面。由光源设备99a产生的预定波长的光通过液态条纹132，且由光检测器46 来测量在反射层99b上反射的光，由此测量液态条纹132的吸光量。具有该反射层99b的液 态条形码能够被手持扫描仪形式的液态条形码读取器所读取。同时，图2的右边的图示出 没有反射层99b的液态条形码。在这种情况下，能够通过将光源设备99a布置在液态条形 码200的一侧(在该示例中示出为液态条形码200的下方)并将光检测器46布置在液态 条形码200的另一侧(在该示例中示出为液态条形码200的上方)来读取该液态条形码。 图3是示出根据本发明构思的实施例的、如图2的左边图所示的集成具有反射层99b的液 态条纹的液态条形码的图。图4示出根据本发明构思的实施例的其中图2的液态条纹被布置在生物盘片100 的外围的液态条形码200。在这种情况下，按圆周方向被嵌入在生物盘片中的一系列液态条 纹能够被分光计103a所读取。这里，光源设备99a选择和输出预定波长的光到每个液态条 纹，并且通过测量相对于波长的吸收率，而可以读取液态条形码。在本发明构思的实施例中，例如，通过在滑动器211上安装分光计103a，“径向方 向移动”和“方位角搜索”可以在由分光计103a读取液态条形码之前。分光计的光检测器 46可以是CXD图像传感器、CMOS图像传感器或线图像传感器。在本发明构思的实施例中，线图像传感器可以是线性传感器阵列或接触图像传感 器(CIS)。分光计还可以读取生物盘片的生化反应容器133的反应结果。生化反应容器可 以是其中执行对于生物材料(样本)的生物或生化反应或者执行对于样本的特定绑定反应 的捕获探针被固定的容器。参考数字188指示磁条。图5是示出根据本发明构思的实施例的在磁卡300中布置的液态条形码200的 图。在这种情况中，在同时读取液态条形码200时读取磁条188，由此组合或比较磁条188 和液态条形码200的信息，从而能够确定磁条188的可靠性。磁条188和液态条形码200 可以存储单独的加密信息和用于磁卡的认证所需的信息，由此防止卡的复制或防止他人未 经许可使用该卡。在根据本发明构思的实施例的液态条形码读取器中，例如，经过读取磁卡300上 的液态条形码200或读取液态条形码200和磁条188，能够识别当前加载在液态条形码读取 器IOOa上的塑料体是否是真实的信用卡。参考数字65a和65b分别指示开始静止区和结束静止区。图6是根据本发明构思的实施例的读取在生物盘片100上布置的液态条形码200 的液态条形码读取器IOOa的剖面图。参考图6，在生物盘片100中，分析的整个过程被集成 在片上实验室(lab-on-a-chip)上，它是像一般与正常⑶-ROMA或DVD相似的盘片的薄膜。 例如，存储分析所需的各种缓冲器液体，并且能够在生物芯片100上集成用于执行各种化 学处理的容器130、131、132、140、141、142、150、151、152和153、用于移动处理过的液体和 缓冲器液体的沟道、和用于控制沟道的开启和关闭的阀门70a、70b、70C、70d、70e、70f、70g、 7la、7lb、7Ic和7Id。参考数字4a、4b和4c指示对应阀门的关闭单元，而参考数字5a指示 可移动阀门关闭和开启单元。参考数字121指示用于注入样本的孔径，而参考数字120指 示用于注入样本的单元。参考数字12指示排出出口(exhaustion outlet) 0参考数字211 指示安装了分光计103a的滑动器，且滑动器211能够被连接到滑动马达109并且被驱动和
11控制。滑动器211能够安装用于读取液态条形码200或执行生化反应容器133的定量或定 性分析的分光计103a，以及用于再现(播放)正常光盘上(⑶或DVD)上的数据的光学拾 取单元103b。通过控制滑动马达109在空间上移动分光计103a到对应位置来执行生物盘 片100上的生化反应容器133或液态条形码200的空间寻址。在这种情况下，分光计103a 能够读取生化反应容器133和液态条形码200。能够通过控制滑动马达109来执行径向方 向移动。能够通过控制纺锤马达102的短暂(short)旋转或持续旋转、或在停止该滑动器 211的同时控制步进马达来将生物盘片100旋转预定角度，以执行“方位角搜索”。步进马 达可以耦接到纺锤马达的轴上的齿轮而操作。参考数字IlOb指示柔性线缆，用于传递滑动 器211上的分光计103a和光学拾取设备103b所需的各种控制信号，且能够通过晶片或导 线IlOa连接到中央处理单元(CPU) 101。参考数字181指示要在其上放置生物盘片100的 转盘，并且利用盘片的中央孔径170，该盘片能够被正面或朝上加载在转盘181上。在本发明的构思的实施例中，例如，液态条形码读取器IOOa可以将读取液态条形 码200或磁条188的结果存储到存储设备Il3中，或者通过输入和输出设备111向外发送 该结果。也即，利用输入和输出设备111，CPU 101提供通信单元，其识别分光计读取的液态 条形码，经过因特网远程发送液态条形码的信息，并且从服务器接收关于产品是否是真实 的信息、产品标识信息和产品信息、或认证信息。在本发明构思的实施例中，例如，输入和输出设备111可以遵循通用串行总线 (USB)、IEEE1394、ATAPI、SCSI或因特网通信网络的通信标准。参考数字110指示用于读取 磁条188的磁卡读取器。图7是根据本发明构思的实施例的滑动器211的平面图，其中安装并布置了分光 计103a和光学拾取设备103b。以转盘181为中心的滑动器211的可逆的径向方向移动能 够由连接到滑动器马达109的蜗轮连接单元109a和109b来控制。滑动器211能够通过使 用滑动臂108a和108b作为引导按照滑动的方式来移动。滑动臂108a和108b能够经过螺 丝钉110a、110b、IlOc和IlOd与液态条形码读取器IOOa的主体耦接。参考数字IOOb指示 柔性线缆，其能够使用晶片或导线而被连接。参考数字181指示由纺锤马达102旋转的转盘。在本发明构思的实施例中，可以在嵌入生物盘片之后布置磁条。在这种情况下，磁 条能够被保护以免受外部的损坏。参考数字5a指示安装在滑动器211上的可移动的阀门 开启和关闭单元。图8是根据本发明构思的实施例的驱动和控制图6所示的生物盘片100的液态条 形码读取器IOOa的侧面图。参考数字300指示支撑液态条形码读取器IOOa的主体。在液 态条形码读取器的下方，电路板140被接合和耦接到液态条形码读取器IOOa的主体300。 用于控制液态条形码读取器100a、和存储设备113、或输入和输出设备111的CPU 101被布 置和设计在电路板140上。CPU 101控制用于旋转或停止生物盘片100的纺锤马达102，此 外，通过滑动马达109的控制来控制安装于滑动器211上的光学拾取设备103b的移动，以 及能够移动用于读取液态条形码200和生化反应容器133的分光计103a的位置。同样，CPU 101确定当前加载到液态条形码读取器IOOa上的盘片是正常光盘(例如，音乐⑶、⑶-R、游 戏⑶、DVD等)还是生物盘片100。如果是正常光盘，则CPU 101执行光盘的正常操作，诸 如从光学拾取设备103b发送从盘片中读取的内容(数据)到存储设备113或到输入和输出设备111，或发送要被写入光学拾取设备103b的内容(数据)，并且提供读取和/或写入 所需的各种控制信号到各个单元。如果盘片是生物盘片，则CPU 101能够发送用于控制片 上实验室的处理的各种控制指令信号到各个单元。在本发明构思的实施例中，例如，在加载生物盘片时，条形码读取器IOOa可以读 取液态条形码200或磁条188以便确定生物盘片的有效性、薄膜化学分析器的产品信息，以 及执行生物盘片的产品认证。在本发明构思的实施例中，例如，通过读取生物盘片100的液态条形码或磁条来 识别生物盘片100的唯一标识，CPU 101可以识别当前加载到液态条形码读取器IOOa上的 盘片是否为生物盘片。在本发明构思的实施例中，例如，读取液态条形码200或生化反应容器133的结果 可以通过连接到滑动器211的柔性线缆1 IOb而被发送到CPU 101或存储设备113或输入和 输出设备111。参考数字104指示加载到转盘181上的生物盘片100的压紧(compression) 单元，并且压紧单元104可以被设计为使得按垂直方向移动并执行空转。分光计的光源设 备输出用于测量透射率或吸收率的多个光波长，且能够使光检测器测量相对于特定波长的 光的透射率或吸收率。例如，分光计由光源、波长选择器、样本贮存器(测试管或生化反应 容器133)以及光检测器形成，这对本领域的技术人员是公知的。分光计能够通过使用空白 溶液(blank solution)来将透射率调整为100% (零吸收率)，随后，能够测量样本溶液的 吸收率。光源可以包括能够发出具有在样本分析所需的波长范围中足够能量的稳定量的光 的一个光源。作为光源，能够使用钨丝灯、氢或氘灯、白光发光二极管(LED)、电子闪光、和激 光。根据本发明构思的实施例，光源可以是白光LED、RGB激光器、集成多个LD的激光二极 管(LD)模块，或电子闪光。RGB激光器是其中发出红、绿和蓝光的三种激光器被形成为一个 模块的设备。通过组合这三种激光输出功率，能够获得在样本分析中所需的具有各种波长 的光。通过使具有不同波长的多个LD模块化来获得LD模块，并且通过依次开启发出预定 波长的光的LD，能够测量样本相对于该波长的样本的吸收率。波长可以是从340nm、405nm、 450nm、505nm、546nm、570nm、600nm和700nm中选择的一个或多个。在开启电子闪光时,光检 测器能够测量用于测量的物体的吸收率。白光LED或RGB激光器或LD模块或者电子闪光 能够减小光源设备的尺寸。如果从光源发出的光是白光，则对分光计十分重要的是从光源 发出的光中获得预定波长的光。在理想的情况中，获得严格的单色辐射。然而，由于这在实 际中非常困难，故可以通过指定频谱的带宽来表示说明任意范围的波长分布的光的单色化 的程度。接近于光源的单个波长的光能够增加测量的灵敏度和辨析度。可以使用波长选择 器来获得具有期望波长的光。过滤器或光栅镜(grating mirror)或者它们的组合被用作 波长选择器。光栅镜能够起到按色散的方式反射入射光的一类棱镜的作用。图9示出根据本发明构思的实施例的使用光栅镜的分光计108 (未示出)。分光计 108可以由光源设备99a和光检测器46形成。参考图9，来自光源41的白光由透镜42聚 焦以产生光束，然后，光束通过第一 H狭缝和V狭缝45a，由此产生点波束(spot beam)。如 果使得点波束入射到光栅镜43，则在光栅镜43上反射的光能够按照关于波长的相位间隔 来分离。第二 H狭缝和V狭缝45b被固定且按照预定角度布置，从而仅能够从在光栅镜43 上反射之后的按相位间隔分离的光中获得具有预定波长的光。在这种情况下，通过使用步 进马达44旋转光栅镜43，能够调整通过第二 H狭缝和V狭缝45b的光的波长。也即，通过控制光栅镜43的旋转角度，当光从中穿过时，能够从第二 H狭缝和V狭缝45b的出口中获 得期望的预定波长区域的光。由此获得的具有预定波长的光通过生化反应容器133和液态 条纹132，然后，光检测器46测量该光。这样，测量色彩的吸收率或透射率或强度，并且能够 定量分析液体的光学特性。作为使用分光计的生化反应容器133的定性或定量分析方法， 能够使用本领域技术人员公知的诸如末端点方法、速率衡量方法和初始速率方法的方法。 参考数字41指示分光计108的光源。能够利用用于控制光栅镜43的旋转角度的步进马达 44、用于聚焦来自光源的光的透镜42、用于从聚焦的光束产生点波束的第一 H狭缝和V狭缝 45a、用于关于波长而分离点波束的光栅镜43和用于仅通过从光栅镜43反射的预定角度的 光束(即，具有预定波长的光)的第二 H狭缝和V狭缝45b来形成波长选择器。由光源41 和波长选择器获得的具有预定波长的光被传递到生化反应容器133或液态条纹132，并且 光检测器46测量光的吸收量。如此，生化反应容器133的化学反应结果能够被定性或定量 分析，或者能够读取液态条形码。通过旋转步进马达44，各种波长的光能够通过生化反应容 器133或液态条纹132，且能够相对于波长来测量光的吸收量。在本发明构思的实施例中，可以使用光纤来代替第一 H狭缝和V狭缝或第二 H狭 缝和V狭缝。下文中，光源41、透镜42、第一 H狭缝和V狭缝45a、光栅镜43以及第二 H狭 缝和V狭缝的组合将被称为光源设备99a。LD模块和RGB模块可以形成光源设备99a，而 在这种情况下，能够简化光源设备99a。静止区65a和65b的液态条纹可以存储空白溶液。 在调整分光计从而使得空白溶液100%的透射率(零吸收率)之后，能够测量数据区域中 的液态条纹内的液体的吸收率。在旋转生物盘片的同时，通过将空白溶液的吸收率设置为 总是“0”并且基于静止区65a和65b的每个具有是最窄的部分的宽度的10倍的宽度的事 实，能够识别静止区65a和65b，并且因此，能够识别液态条形码的开始和结束。因此，在旋 转生物盘片的同时，也可以进行液态条形码的空间寻址和读取。此外，例如，通过使得开始 静止区65a和结束静止区65b的宽度彼此不同，能够将它们彼此进行区分。在根据本发明构思的液态条形码读取器中，例如，CPU 101可以识别所读取得液态 条形码或磁条的信息，并且如果确定正常光盘(CD或DVD)或不可用的生物盘片被加载，则 可以从液态条形码读取器中弹出该盘片或向用户发送警告消息。此外，在磁条中，可以存储 关于该盘片是否是先前使用过几次的生物盘片的信息、或有效期限信息、或期望诊断的疾 病的类型。也即，当一次性生物盘片在使用的当中或使用完成之后被弹出时，在磁条中记录 该历史。如果该生物盘片此后被加载，则用户能够被通知该生物盘片无法用于诊断。同样， 根据有效期限信息，如果其有效期限过期的生物盘片被加载，则用户能够被通知该生物盘 片无法用于诊断。尽管已经参考本发明的示范实施例具体地示出和描述了本发明构思，但是本领域 普通技术人员将理解在不背离由以下所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况 下，可以在这里进行形式和细节上的各种改变。示范实施例应该仅被看成描述性的意义而 非限制的目的。因此，本发明的范围不是由本发明构思的详细说明所限定的而是由所附权 利要求来限定，在该范围内的所有差别将被推断为被包括在本发明的构思中。
权利要求
一种液态条形码，包括液态条纹，由充满液体的条纹形状的容器形成；间隔条纹，在液态条纹之间的间隙中形成；和塑料体，通过在其中平行排列和集成多个液态条纹和间隔条纹形成，其中该塑料体还选择性地包括磁条。
2.根据权利要求1所述的液态条形码，其中，液态条形码的静止区的液态条纹存储空 白溶液。
3.根据权利要求1所述的液态条形码，其中，利用包括不同尺寸、或不同密度、或不同3 维结构的纳米粒子的液体来形成液态条纹。
4.根据权利要求1所述的液态条形码，其中，塑料体还包括反射层。
5.根据权利要求1所述的液态条形码，其中，塑料体被集成在磁卡、生物盘片或薄膜化 学分析器之上。
6.一种液态条形码读取器，包括分光计，读取从如权利要求1、2和5所述的条形码的组中选择的液态条形码的光学特 性；和中央处理单元(CPU)，控制该分光计，和/或驱动生物盘片或薄膜化学分析器。
7.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，其中，分光计的光源是从白光发光二极 管(LED)、RGB激光器、LD (激光二极管)模块和电子闪光中选择的任意一个。
8.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，还包括狭缝，允许塑料体进入其中和从 中退出。
9.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，还包括磁卡读取器，读取能够包括在塑 料体中的磁条的信息。
10.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，还包括滑动器，在其上安装分光计，在生物盘片上按照径向方向将分光计移动预定位置；纺锤马达，旋转生物盘片；和滑动马达，控制该滑动器的运动。
11.根据权利要求10所述的液态条形码读取器，其中，在滑动器上还安装光学拾取设备。
12.根据权利要求10所述的液态条形码读取器，其中，在读取生物盘片上的液态条形 码之前，分光计首先通过滑动器执行径向方向移动，随后执行方位角搜索。
13.根据权利要求12所述的液态条形码读取器，其中，方位角搜索通过如下操作来执 行在生物盘片旋转的同时参考参考触发信号和re(频率发生器)信号从分光计中获得的 检测信号中取得液态条形码区域中的信号，或参考静止区从分光计获得的检测信号中取得 液态条形码区域中的信号。
14.根据权利要求12所述的液态条形码读取器，其中，通过使用当生物盘片旋转时静 止区的吸收率总是“0”且静止区具有是最窄的部分的宽度的10倍的宽度的信息识别静止 区来执行方位角搜索。
15.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，其中，CPU还包括提供通信单元的输入 和输出装置，其识别由分光计读取的液态条形码，远程地发送该液态条形码的信息，并且从远程服务器中接收关于产品是否是真实的信息、产品标识信息和产品信息、和/或认证信 肩、ο
16.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，其中，CPU识别液态条形码或磁条的信 息，并且如果其确定正常光盘(压缩盘(CD))、数字多用途盘(DVD)或不可用的生物盘片被 加载，则弹出盘片或向用户发送警告消息。
17.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，其中，CPU识别从加载的生物盘片中读 取的液态条形码或磁条的信息，并且如果其确定该生物盘片是在过去使用的一个，则弹出 盘片或向用户发送警告消息。
18.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，其中，CPU识别从加载的生物盘片中读 取的液态条形码或磁条的信息，并且如果其确定该生物盘片的有效期限过期，则弹出盘片 或向用户发送警告消息。
19.根据权利要求6所述的液态条形码读取器，其中，通过读取液态条形码、或信用卡 上的液态条形码和磁条，识别该信用卡是真实的。
20.根据权利要求11所述的液态条形码读取器，其中，CPU确定在液态条形码读取器上 加载的盘片是正常光盘还是生物盘片，以及如果确定是正常光盘，则CPU执行用于光盘的 正常操作，包括发送由光学拾取设备从盘片中读取的数据到存储设备或输入和输出装置， 或发送要被写入光盘的数据，并且提供再现或记录所需的各种控制信号到光学拾取设备， 而如果盘片是生物盘片，则CPU提供用于控制片上实验室的处理的各种控制指令信号到纺 锤马达、滑动马达和分光计。
21.根据权利要求10所述的液态条形码读取器，其中，分光计还读取在生物盘片中的 生化反应容器的反应结果。
全文摘要
本发明构思涉及一种使用由存储在液体容器的液态条纹形成的液态条形码的产品认证和识别设备。例如，能够提供根据本发明构思的液态条形码和用于读取液态条形码的液态条形码读取器、信用卡或其他产品，其中液态条形码用于薄膜化学分析器的产品认证和识别，薄膜化学分析器诸如为盘上实验室和生物盘片，在生物盘片中集成了用于诊断和检测在液体中的较少量的物质的诸如片上实验室、蛋白质芯片和DNA芯片的生物芯片。
文档编号G06K19/06GK101911102SQ200880122479
公开日2010年12月8日 申请日期2008年10月21日 优先权日2007年10月23日
发明者柳在泉 申请人:三星电子株式会社