专利名称：安全成像系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种用于鉴别产品的系统，它是基于测量由真实产品或产品包装 的物理特征引起鉴别材料的吸收，反射，或发射预期变化。更具体地说，本发明提供一种用 于鉴别产品的系统，它是基于在测量多种鉴别材料的吸收，反射和/或发射时该鉴别材料 的吸收，反射，或发射预期微分效应。在部分产品或产品包装上测量各种鉴别材料的吸收， 反射和/或发射时，这种系统可以采用多种鉴别材料加到产品标签的背面以产生指纹。
背景技术：
U. S. Patent No. 5，735，511公开一种开发数据库以存储指纹型分析信息的自动化 方法。测量产品内发光材料与其他成分相互作用效应，例如，中性酒精，伏特加，特奎拉酒， 软饮料和婴儿代乳品，它可用于鉴别真实产品。指纹是由于发光化合物与产品液体样品组 合导致的发光强度，它可用于鉴别产品(Col. 4，Ln. 23-29)。该文件描述一种用于确定产品 中主要成分相对量的方法，其中通过产品曝光在发光化合物中存在的选取发光化合物。带 通和截止滤波器用于隔离激励波长与样品光发射形成的发射谱。U. S. Patent No. 6，232，124B1类似地公开一种测量发光材料与产品中主要成分相 互作用形成的光发射以鉴别产品的方法。该专利提出一种用于确定样品与真实材料或真实 材料中至少有一种选取特征的相关性，它要求样品与至少一种发光化合物进行组合以形成 样品混合物，并照射该混合物以形成指纹。诸如U. S. Patent No. 5，735，511和6，232，124描述的系统允许产品，例如，水，饮 料，和液体药物，利用诸如荧光染料的染料形成指纹以确定真实性，其中把试验品与真实 产品进行比较。然而，为了进行比较，必须把样品运输到合适配置的实验室。共同转让的 U. S. Patent Application No. 09/428，704提出的现场测试可以通过放置荧光染料到微芯 片上来完成。微芯片可以放置在产品中，并在现场与原始物比较作真实性测试。这种方法 提高真实性测试的便携性。共同转让的U. S. Patent Application No. 09/556, 280提出一种跟踪容器来源和/ 或鉴别容器的方法，其中利用发射检测装置和打印机以打印安全染料到产品的标签上。用 于标记容器的染料提供一种安全特征，它可用于确定产品的真实性和制造单位(track and trace)。然而，这种系统是很不明智的，因为专业人员可以去除标记。所以，我们需要一种改进的方法，便于便携式产品的指纹打印。“鉴别材料”是指用于鉴别，识别或标记产品的材料。在其他的物理性质中，鉴别材 料在激励源曝光下可以展示不同的吸收，反射，或发射。“发射模式(emission profile) ”可以包括，但不限于，相对发射的发射强度和时间。分析相对发射的发射强度和时间可以按照此处描述的方法和专业人员已知的方法进 行。专业人员可以测量的其他发射性质(例如，发射半衰期，发射衰减特征)也包含在术语 “发射模式”中。“指纹”是指由于鉴别材料与产品组合形成吸收，反射，或发射强度的数据组，它 在通过特定的媒体进行测量时粘附或混合到该产品，特定媒体包括包围产品的媒体，例如， 它的容器。因此，不同半透明容器中的相同产品，相同半透明容器中的不同产品，和不同 半透明容器中的不同产品相对于一种或多种鉴别材料都可以有不同的指纹。“指纹模式 (profile)”是各种指纹的集合。“光吸收化合物”响应于光照射而吸收光的化合物。光吸收可以是专业人员熟知 的任何化学反应结果。“光可变材料”通过吸收，反射，发射或其他方式改变入射到材料上电磁辐射的一 种材料。“光可变化合物”包括，但不限于，以下定义的“光敏”，“发光”和“光吸收”化合物。“发光材料”是响应于不同波长光的照射而形成光发射的化合物和其他材料。我们 感兴趣的光发射可以是磷光，化学发光，或荧光或偏振荧光的结果。“发光化合物”包括有一 个或多个以下性质的材料1)它们是荧光，磷光，或发光；2)与样品或基准或二者成分相互 作用而至少产生一种荧光，磷光或发光化合物；或3)与样品，基准或二者中至少一种荧光， 磷光或发光化合物相互作用以改变发射波长的发射。发射波长可以是任何可检测的波长， 包括可见光，红外光(含近红外光)，和紫外光。此处所用的光可以有任何的波长。发光化 合物还包括这样的化合物，它与基准或样品中的成分相互作用，从而改变喇曼散射的散射 或发射波长。喇曼效应的发生是来自强光源(通常是激光器)的光与材料相互作用的结果。 大部分的光被吸收或散射而没有波长变化，但一些光被散射成其他的波长(喇曼散射)。“光敏材料”在一个或多个波长曝光下能够被激励的材料，为的是按照物理可测 量方式发生变化。在公开内容的其余部分中，应当明白，我们也采用以上所定义的术语，不管这些术
语是否用首字母表示。
发明内容
本发明提供一种用于鉴别产品的系统，它是基于测量由真实产品或产品包装的物 理特征引起鉴别材料的吸收，反射，或发射预期变化。更具体地说，本发明提供一种用于鉴 别产品的系统，它是基于在测量各种鉴别材料的吸收，反射和/或发射时该鉴别材料的吸 收，反射，或发射预期微分效应。在一个优选实施例中，多种鉴别材料，最好是光敏材料，最好是光可变材料，最好 是光吸收，光反射，或发光材料，加到产品标签的背面以形成指纹。最好是，多个这种材料加 到标签的背面，从而允许在同一时间多重评价吸收，发射，发射等效应。最好是，标签放置在 它所加产品的侧面。最好是，鉴别材料是这样的，该材料具有或显示(例如，光波长的发射) 至少一种从标签非背面可以测量的性质。更好的是，鉴别材料有这样的性质(例如，发射强 度)，通过产品和/或产品容器可以检测这种性质。当标签加到产品容器上时，最好是，该容 器具有这样的结构(例如，半透明)，它不与入射到鉴别材料上的激励波长发生干涉，同样 地，也不与通过容器的鉴别材料性质读出发生干扰。同样地，鉴别材料性质的任何变化可以通过产品读出，在一个优选实施例中，通过容器的这种读出与该容器中的产品有关。专业人 员知道，最好应当选取这样的产品，产品容器和特定的鉴别材料，允许从产品容器的外部激 励鉴别材料，并允许从产品容器的外部测量鉴别材料的响应。优选的标签在它的背面(通常是与产品或盛产品的容器发生接触的部分)可以包 括多种鉴别材料，例如，发光材料。例如，标签可以在背面被标记，如以下所示，9种不同的鉴 别材料显示近红外激活性。标签可以放置在含产品的瓶子上，例如，含可乐或酒精的瓶子。可以使用能够激励 一种或多种鉴别材料的光源。最好是，多种染料可以被光源激励，因此，可以记录鉴别材料 的多种变化，从而可以得到相对的数值，例如，相对的荧光单位。一种能够发射激励源和接 收任何响应传输的装置，例如，荧光增强，它的优点是容易检测真实性。通过产品确定的相 对荧光单位等的作用是产品真实性，产品本身，和/或容器的指纹，它通常影响这种读出。 软件可用于识别预选的模式，而统计软件可用于计算产品何时是非真实的。传输和读出功 能可以包含在单个装置中，例如，Verigard 300。因此，本发明允许便携式产品指纹的技术转移到标签的内部。于是，标签可以加到 产品的侧面。多种鉴别材料是优选的，例如，红外染料，因为它们允许发射阵列传输通过产品。在利用鉴别材料时，例如，利用发光鉴别材料，检测的模式，例如，发光模式，可用 于确定几个因子⑴确定容器源的系列号；⑵容器是否真实；⑶内容是否真实；⑷若 在购买或饮用之前对饮料的内容，水样品，或药品成像，则可以作为安全性的度量。所以，本 发明的实施例对于产品跟踪，真实性和消费者安全性领域作出重大的进步。
这些构成部分说明书的附图叙述本发明当前最优选的实施例，它们与以上给出的 一般描述和以下给出的优选实施例详细描述一起解释本发明的原理。图1表示有9种鉴别染料加在标签的背面；图2表示有鉴别标签的瓶子，鉴别操作是读出标签正面的图1中鉴别染料的变 化；图3表示有本发明鉴别标签的瓶子，鉴别操作是通过瓶壁读出鉴别染料的变化；图4表示有本发明鉴别标签的瓶子，鉴别操作是通过瓶壁和通过产品读出鉴别染 料的变化；
图5是跨越空塑料瓶的标签上的NIR染料的图像及Imagequant频谱分析； 图6是通过整瓶的苏格兰威士忌的NIR染料的图像及Imagequant频谱分析； 图7是通过整瓶的另一种牌子的苏格兰威士忌的NIR染料的图像及Imagequant频谱 分析；
图8是通过整瓶的可乐的NIR染料的图像及Imagequant频谱分析；及 图9是通过整瓶的另一种牌子的可乐的NIR染料的图像及Imagequant频谱分析。
具体实施例方式专业人员都知道，若干种鉴别材料可用于实践本发明。以下的表1中列出一些优选材料。 我们做了一系列实验能够证实，利用本发明的方法可以改进瓶子中产品的鉴别， 以及可以获得其他的一些优点。例 1通过标签对染料成像。为了解决制作安全标记以防止擦去和溶剂去除的问题，近 红外荧光染料放置在标签以下，而商品化安全摄像机(Verigard 300摄像机)用于对染料 成像。9种染料放置在吸收剂材料上面(图1)，它们的激励范围是710-735nm。含染料的 标签放置成染料面与容器侧面相对(图2)。利用Verigard 300摄像机对染料成像(参照 Veritec美国专利申请序列号09/556，280)。Verigard 300有两个发光二极管功率源和一 个传感器，它用于检测740nm至约IlOOnm的光。在这个实验中，摄像机提供一种通过标签 检测发射的方法。然后，分析从Verigard 300得到的图像，其中从摄像机输出图像，并把它 输入至Ij称之为 Imagequant(Amersham Biosciences ；Piscataway, NJ)的软件程序中。此处 没有展示图像。例 2第二组实验设计成解决这样的问题，是否可以不仅通过标签对染料成像(如在 Gosselin and Walfredo在US 5，885，677中所描述的)，而且还可以通过容器对染料成像。 染料放置在吸收剂材料上面，如同在第一组实验中所描述的。在这个实验中，含染料的标签
7放置成染料面与容器侧面相对。然后，利用Verigard 300摄像机通过空容器对染料成像 (图3)。然后，输出图像，并利用Imagequant软件分析该图像(图5所示)。基于这个数 据，我们发现可以通过容器对NIR染料成像。例 3染料标签系统，Lab on a Label (LOL)，应用于充满产品的容器。在这组实验中，染 料的组成和放置在标签上与以上描述的相同。利用Verigard 300摄像机通过满瓶Scotch Whiskey (Johnnie WalkerRed Label )对LOL标签成像。然后，输出该图像，并利用 Imagequant软件分析该图像(图6所示)。基于这个数据，我们发现可以通过满容器对NIR 染料成像。若NIR染料的放置是利用连续喷墨打印机(CIJ)或其他的打印方法，则摄像机 可以读出标签背面的安全代码。该图像对于肉眼是不可见的，但可以提供瓶子产地的标记， 并确定瓶子是否真实。例 4在这组实验中，染料的组成和放置在标签上与以上描述的相同。利用Verigard 300摄像机对LOL标签成像，LOL标签与以上实验中所用的相同。这次的情况是标签面向不 同但密切相关的 ScotchWhiskey 瓶子(Johnnie Walker Blaek )。在利用 Imagequant 软 件分析之后，形成的模式检测到两种Scotches之间的差别(图7)。在相同一组实验中，利 用相同的LOL标签，在通过容器成像时，该系统可以区分Pepsi 可乐(图8)与！^匚 可乐
(图9)之间的差别。这种技术可用于验证产品的安全性或它的真实性。例 5我们的研究是为了确定V-300是否可以通过不同标签的相对侧读出，以及当它们 放置在标签的内侧并从瓶子的另一端读出时，研究各种染料组合的荧光变化，瓶子是充满 液体的瓶子或是空瓶子。染料配制 染料的组成是按照以上列出的浓度halo minus varnish (678)，并利用微量滴管 加在上面。每滴分配1微升。染料的顺序如以下表中所示。
在加上染料对之后，允许它们干燥90分钟。在干燥之后，拍摄各种图像。标签粘贴到24液体盎司Pepsi 瓶，并对满瓶拍摄图像。此后使瓶子成为空瓶，再对空瓶拍摄图像。 然后，再使瓶子充满RCG()la ，并利用V300摄像机拍摄第三个图像。相同的Pepsi 标签 粘贴到1. 75L的Johnny Walker Blaek Whiskey (满)玻璃瓶，并对此满瓶拍摄图像。最 后，标签粘贴到 1. 75L 的 Johnny Walker Red Label Whiskey (满)玻璃瓶。
虽然本发明的描述是结合优选实施例，但是专业人员容易明白，在不偏离所附权 利要求书限定本发明精神和范围的条件下，可以作出各种变化和/或改动。此处所引用的 所有文件全文合并在此供参考。
权利要求
一种用于确定包装内所含产品真实性的方法，该包装上有粘贴的标签，该标签有与其相联系的多种鉴别材料，在激励源激励鉴别材料之后，至少两种所述鉴别材料引发至少一种可测量的不同性质，所述方法包括以下步骤(a)借助于被引导通过所述包装和所述产品到达所述至少两种鉴别材料的所述激励源，激励所述至少两种鉴别材料；(b)在借助于所述激励源的激励之后，监测所述至少两种鉴别材料中每种鉴别材料的所述至少一种激励有关性质；(c)在借助于所述激励源的激励之后，研究所述至少两种鉴别材料中每种鉴别材料的所述至少一种激励有关性质之间的相对关系模式；(d)比较步骤(c)中所述相对关系模式与在借助于所述激励源的激励之后所述至少两种鉴别材料相对于真实包装中所含具有真实标签的真实产品的标准的相对关系模式特征；(e)当步骤(c)中所述相对关系模式对应于所述标准的相对关系模式时，宣告证实所述产品。
2.按照权利要求1的方法，其中监测步骤(b)包括监测来自所述鉴别材料的多个发 射波长。
3.按照权利要求2的方法，其中利用被定位用于在所述发射波长传输通过所述产品和 所述包装之后接收所述发射波长的监测器，完成监测步骤(b)。
4.按照权利要求1的方法，其中监测步骤(b)包括监测所述激励源激励所述鉴别材 料引发的吸收变化。
5.按照权利要求1的方法，其中监测步骤(b)包括监测所述激励源激励所述鉴别材 料引发的反射变化。
6.按照权利要求1的方法，其中监测步骤(b)包括监测所述激励源激励所述鉴别材 料引发的发射变化。
7.按照权利要求1的方法，其中所述鉴别材料是光吸收复合物，并且被监测的性质是 光吸收性质。
8.按照权利要求1的方法，其中所述鉴别材料是光可变化材料，并且被监测的性质是 光可变化性质。
9.按照权利要求1的方法，其中所述鉴别材料是发光材料，并且被监测的性质是发光 性质。
10.按照权利要求1的方法，其中所述鉴别材料是光敏材料，并且被监测的性质是光敏 性质。
11.按照权利要求1的方法，其中所述产品是液体。
12.按照权利要求1的方法，其中所述包装是透明的。
13.按照权利要求1的方法，其中所述至少两种鉴别材料是在所述标签内。
14.按照权利要求1的方法，其中所述至少两种鉴别材料是在粘贴到所述包装的所述 标签的侧面上。
15.按照权利要求1的方法，其中所述至少两种鉴别材料是在粘贴到所述包装的所述 标签的前侧面上。
16.一种用于确定含产品的包装的真实性的方法，所述包装有粘贴的标签，该标签有与 其粘贴侧相联系的多种鉴别材料，在激励源激励鉴别材料之后，至少两种所述鉴别材料引 发至少一种可测量的不同性质，所述方法包括以下步骤(a)借助于被引导通过所述包装，但不通过所述产品，到达所述至少两种鉴别材料的所 述激励源，激励所述至少两种鉴别材料；(b)在借助于所述激励源的激励之后，监测所述至少两种鉴别材料中每种鉴别材料的 所述至少一种激励有关性质；(c)在借助于所述激励源的激励之后，研究所述至少两种鉴别材料中每种鉴别材料的 所述至少一种激励有关性质之间的相对关系模式；(d)比较步骤(c)中所述相对关系模式与在借助于所述激励源的激励之后所述至少两 种鉴别材料相对于具有真实标签的真实包装的标准的相对关系模式特征；(e)当步骤(c)中所述相对关系模式对应于所述标准的相对关系模式时，宣告证实所 述包装。
17.按照权利要求16的方法，其中监测步骤(b)包括监测来自所述鉴别材料的多个 发射波长。
18.按照权利要求16的方法，其中利用被定位用于在所述发射波长传输通过所述包装 之后接收所述发射波长的监测器，完成监测步骤(b)。
19.按照权利要求16的方法，其中监测步骤(b)包括监测所述激励源激励所述鉴别 材料引发的吸收变化。
20.按照权利要求16的方法，其中监测步骤(b)包括监测所述激励源激励所述鉴别 材料引发的反射变化。
21.按照权利要求16的方法，其中监测步骤(b)包括监测所述激励源激励所述鉴别 材料引发的发射变化。
22.按照权利要求16的方法，其中所述鉴别材料是光吸收复合物，并且被监测的性质 是光吸收性质。
23.按照权利要求16的方法，其中所述鉴别材料是光可变化材料，并且被监测的性质 是光可变化性质。
24.按照权利要求16的方法，其中所述鉴别材料是发光材料，并且被监测的性质是发 光性质。
25.按照权利要求16的方法，其中所述鉴别材料是光敏材料，并且被监测的性质是光 敏性质。
26.按照权利要求16的方法，其中所述包装是透明的。
27.按照权利要求16的方法，其中所述至少两种鉴别材料是在所述标签内。
28.按照权利要求16的方法，其中所述至少两种鉴别材料是在粘贴到所述包装的所述 标签的侧面上。
29.按照权利要求16的方法，其中所述至少两种鉴别材料是在粘贴到所述包装的所述 标签的前侧面上。
全文摘要
一种检测鉴别产品的方法和系统，它是基于利用摄像机(300)检测由于发射与产品和容器相互作用所引起的发射特征变化。
文档编号G09F3/02GK101871890SQ20091022642
公开日2010年10月27日 申请日期2003年5月20日 优先权日2002年5月20日
发明者亨利·F·迈克纳尼, 安托尼·萨格里姆贝尼, 拉科什·维格, 皮特·米勒 申请人:太阳化学公司