CN101326434A - 使用纳米粒子鉴别和识别对象 - Google Patents

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CN101326434A CNA2006800332956A CN200680033295A CN101326434A CN 101326434 A CN101326434 A CN 101326434A CN A2006800332956 A CNA2006800332956 A CN A2006800332956A CN 200680033295 A CN200680033295 A CN 200680033295A CN 101326434 A CN101326434 A CN 101326434A
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W·M·普芬宁格尔
J·肯尼
J·A·米德格雷
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Abstract

本发明涉及使用纳米粒子鉴别和识别对象。本文说明了使用纳米粒子鉴别和识别对象的装置、系统和方法。在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，包含用于执行以下处理的可执行代码：(1)基于标记的鉴别图像得出索引；(2)基于索引选择标记的基准图像；(3)将鉴别图像与基准图像相比较以确定鉴别图像是否与基准图像匹配；和(4)基于鉴别图像是否与基准图像匹配，产生关于真实性的指示。

Description

使用纳米粒子鉴别和识别对象
(对相关申请的交叉引用)
本申请要求在2005年9月12日提交的美国临时申请No.60/716656的优先权，通过引用该申请的公开的全部内容将其并入于此。
技术领域
本发明一般涉及纳米粒子。更具体而言，本发明涉及使用纳米粒子鉴别和识别对象。
背景技术
要被鉴别或识别的对象有时设置有特定的标记，该标记可以是对象本身的一部分或者可以与对象耦合。例如，一般使用的标记是条形码，条形码包含被直接印刷到对象上或印刷到与对象耦合的标签上的要素的线性阵列。这些要素通常包含条和间隔，其中不同宽度的条代表二进制1的串，并且不同宽度的间隔代表二进制0的串。虽然条形码对于跟踪对象的位置或身份是有用的，但这些标记很容易被复制，因此就防伪而言具有有限的效果。
针对这种背景，需要开发本文所说明的装置、系统和方法。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，包含用于执行以下处理的可执行代码：(1)基于标记的鉴别图像得出索引；(2)基于索引选择标记的基准图像；(3)将鉴别图像与基准图像相比较以确定鉴别图像是否与基准图像匹配；和(4)基于鉴别图像是否与基准图像匹配，产生关于真实性的指示。
还设想了本发明的其它方面和实施例。以上的发明概述和以下的详细说明并不意味着将本发明限制于任何特定的实施例，而仅是要说明本发明的一些实施例。
附图说明
为了更好地理解本发明的一些实施例的本质和目的，应结合附图参照以下的详细说明。
图1示出可根据本发明的实施例实现的系统。
图2示出针对纳米粒子的三个不同的随机阵列获得的三个不同的图像。
具体实施方式
定义
以下的定义适用于关于本发明的一些实施例而说明的要素中的一些要素。这些定义同样可在这里被详细描述。
本文使用的术语“组”是指一个或更多个元素的集合。一个组中的元素也可被称为该组的成员。一个组中的元素可以是相同的或不同的。在一些情况下，一个组中的元素会共有一个或更多个共同的特性。
本文使用的术语“任选的”和“任选地”意味着随后说明的事件或情况可以出现或者可以不出现，并且该说明包含事件或状况出现的情况以及不出现的情况。
本文使用的术语“紫外线区域”是指从约5纳米(“nm”)到约400nm的波长的范围。
本文使用的术语“可见光区域”是指从约400nm到约700nm的波长的范围。
本文使用的术语“红外线区域”是指从约700nm到约2毫米(“mm”)的波长的范围。
本文使用的术语“纳米范围”是指从约0.1nm到约10微米(“μm”)的尺寸的范围，诸如从约0.1nm到约500nm、从约0.1nm到约200nm、从约0.1nm到约100nm、从约50nm到约100nm、从约0.1nm到约50nm、从约0.1nm到约20nm、或者从约0.1nm到约10nm。
本文使用的术语“反射”和“反射的”是指光的弯曲或偏转。光的弯曲或偏转可基本上沿单一方向，诸如镜面反射的情况；或者可以沿多个方向，诸如漫反射或散射的情况。一般地，入射到材料上的光和从材料反射的光可具有相同或不同的波长。
本文使用的术语“发光”和“发光的”是指响应于能量激发的光发射。发光可基于从原子或分子的电子激发态的弛豫(relaxation)而发生，并可包含例如化学发光、电致发光、光致发光和它们的组合。例如，在电致发光中，可基于电激发而产生电子激发态。在可包含荧光和磷光的光致发光中，可基于诸如光的吸收的光激发而产生电子激发态。一般地，入射到材料上的光和由材料发射的光可具有相同或不同的波长。发光材料的示例包含本征半导体(例如，间接带隙半导体)、本征绝缘体(例如，宽带隙半导体)、本征荧光材料(例如，过渡金属和诸如镧系元素的稀土元素)以及掺杂有适当的发光材料的材料。
本文使用的术语“光致发光量子效率”是指由材料发射的光子的数量相对于由材料吸收的光子的数量的比率。
本文使用的术语“缺陷”是指晶体堆垛错误、陷阱(trap)、空位、介入(insertion)或杂质。
本文使用的术语“单层”是指材料的单一完整涂层，没有在该完整涂层上添加附加材料。
本文使用的术语“纳米粒子”是指具有纳米范围中的至少一个尺寸的粒子。纳米粒子可具有多个形状中的任一形状，并可由多种材料中的任何材料形成。在一些情况下，纳米粒子包含由第一材料形成的“核”，该核可任选地被由第二材料形成的“壳”或由“配位体层”包围。第一材料和第二材料可以相同或不同。根据纳米粒子的结构，纳米粒子可表现出与量子限制有关的尺寸依赖特性。但是，可以想到，纳米粒子也可基本上没有与量子限制有关的尺寸依赖特性，或者可在很低的程度上表现出这种尺寸依赖特性。在一些情况下，一组纳米粒子可被称为是“单分散的”。当将一组纳米粒子称为是单分散的时候，可以设想该组纳米粒子中的至少约60％(诸如至少约75％～约90％)落入特定的尺寸范围内。例如，一组单分散纳米粒子在尺寸上可偏离小于约20％均方根(“rms”)，诸如在尺寸上小于约10％rms或小于约5％rms。在一些情况下，一组纳米粒子可被称为是“基本无缺陷的”。当将一组纳米粒子称为是基本无缺陷的时候，可以设想少于每个纳米粒子1个缺陷，诸如少于每1000个纳米粒子1个缺陷、少于每106个纳米粒子1个缺陷或少于每109个纳米粒子1个缺陷。通常，如果纳米粒子内的缺陷数量少的话，就会转化成更高的光致发光量子效率。在一些情况下，基本无缺陷的纳米粒子可具有大于6％的光致发光量子效率，诸如至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％的光致发光量子效率。根据纳米粒子的结构，纳米粒子有时可具有高达90％(或更大)的光致发光量子效率。纳米粒子的示例包含量子点、量子阱和量子线。
本文使用的术语“尺寸”是指特征物理维度。在表现出与量子限制有关的尺寸依赖特性的纳米粒子的情况下，纳米粒子的尺寸可指的是纳米粒子的量子限制物理尺寸。例如，在基本为球形的纳米粒子的情况下，纳米粒子的尺寸可对应于纳米粒子的直径。在基本为具有基本为圆形的截面的棒形的纳米粒子的情况下，纳米粒子的尺寸可对应于纳米粒子的截面直径。当将一组纳米粒子称为具有特定尺寸时，可以想到该组纳米粒子可具有该特定尺寸附近的尺寸分布。因此，如本文所使用的那样，一组纳米粒子的尺寸可指的是尺寸的分布模式，诸如尺寸分布的峰值尺寸。
本文使用的术语“量子点”是指基本上沿三个正交维度表现出诸如化学、磁、光和电特性的尺寸依赖特性的纳米粒子。量子点可具有多个形状中的任一形状，所述形状诸如为球形、四面体、三足体、盘形、角锥形、盒形、立方体形、以及多个其它的几何和非几何形状。包含被壳包围的核的量子点可被称为“核-壳量子点”。量子点的示例包含纳米球、纳米椭球、纳米四足体、纳米三足体、纳米多足体和纳米盒。
本文使用的术语“量子阱”是指基本上沿至多单一维度表现出诸如化学、磁、光和电特性的尺寸依赖特性的纳米粒子。量子阱的示例是纳米盘。
本文使用的术语“量子线”是指基本上沿至多两个正交维度表现出诸如化学、磁、光和电特性的尺寸依赖特性的纳米粒子。量子线的示例包含纳米棒、纳米管和纳米柱。
本文使用的术语“核”是指纳米粒子的内部部分。核基本上可包含单一的均匀单原子或多原子材料。核可以是晶体的、多晶的或非晶的，并且可任选地包含掺杂剂。核可以是基本无缺陷的，或者可以包含一定范围的缺陷密度。虽然核有时可被称为“晶体的”或“基本上为晶体的”，但可以想到核的表面可以是多晶或非晶的，并且该多晶或非晶表面可在核内延伸可测量的深度以形成“核-表面区域”。核-表面区域的潜在非晶性质没有改变这里提到的基本上为晶体的核的性质。核-表面区域有时可包含缺陷。在一些情况下，核-表面区域的深度范围可以为从约一个原子层到约五个原子层，并且可以是基本均匀的、基本不均匀的、或者根据核-表面区域内的位置而连续改变。
本文使用的术语“壳”是指纳米粒子的外部部分。壳可包含覆盖核的表面的至少一部分的材料层。界面区域可任选地位于核和壳之间。壳可基本上包含单一的均匀的单原子或多原子材料。壳可以是晶体的、多晶的或非晶的，并可任选地包含掺杂剂。壳可以是基本无缺陷的，或者可以包含一定范围的缺陷密度。在一些情况下，形成壳的材料的带隙能量比形成核的材料的带隙能量大。在其它情况下，形成壳的材料的带隙能量可以比形成核的材料的带隙能量小。形成壳的材料相对于形成壳的材料可具有带偏移，使得壳的导带可以比核的导带高或低，并且壳的价带可以比核的价带高或低。形成壳的材料可任意地被选择为具有接近形成核的材料的原子间距的原子间距。壳可以是“完整的”，使得壳基本上完全覆盖核的表面，从而例如基本上覆盖核的所有表面原子。作为替代方案，壳可以是“不完整的”，使得壳部分地覆盖核的表面，从而例如部分地覆盖核的表面原子。壳可具有一定范围的厚度，诸如从约0.1nm到约100nm。可以在形成壳的材料的单层的数量方面定义壳的厚度。在一些情况下，壳可具有从约0个到约10个单层的厚度。非整数数量的单层可对应于存在不完整单层的状态。不完整单层可以是均匀的或不均匀的，并可在核的表面上形成岛或块。壳可具有一致或不一致的厚度。在壳具有不一致厚度的情况下，可以想到不完整壳可包含材料的多于一个的单层。壳可任选地在洋葱状结构中包含一种或更多种材料的多个层，使得每个层用作下一最内层的壳。在各个层之间任选地存在界面区域。
本文使用的术语“界面区域”是指纳米粒子的两个或更多个部分之间的边界。例如，界面区域可位于核和壳之间或壳的两个层之间。在一些情况下，界面区域可表现出形成纳米粒子的一部分的材料和形成纳米粒子的另一部分的材料之间的原子离散过渡。在其它情况下，界面区域可以是形成纳米粒子的两个部分的材料的合金。界面区域可以是晶格匹配或不匹配的，并且可以是晶体的、多晶的或非晶的，并可任选地包含掺杂剂。界面区域可以是基本无缺陷的，或者可以包含一定范围的缺陷密度。界面区域可以是均匀的或不均匀的，并可具有诸如为了提供渐进或连续的过渡而在纳米粒子的两个部分之间被分级的特性。作为替代方案，过渡可以是不连续的。界面区域可具有一定范围的厚度，诸如从约1个原子层到约5个原子层。
本文使用的术语“配位体层”是指包围纳米粒子的核的一组表面配位体。包含配位体层的纳米粒子也可包含壳。同样，配位体层的一组表面配位体可以与核、壳或这两者(例如，在不完整壳的情况下)共价或非共价键合。配位体层可包含单一类型的表面配位体或两种或更多种类型的表面配位体的混合。表面配位体可至少在表面配位体的一部分上对于核、壳或这两者具有亲合力或者可以选择性地与它们键合。表面配位体可任选地在沿表面配位体的多个部分处被键合。表面配位体可任选地包含不特定地与核或壳相互作用的一个或更多个附加的活性基团。表面配位体可以为基本上亲水的、基本上疏水的或基本上两亲的。表面配位体的示例包括以下基团，诸如烷基、烯基、炔基、芳基、亚胺基(iminyl group)、氢化物基、卤代基(halo group)、羟基、烷氧基、烯氧基(alkenoxy group)、炔氧基(alkynoxy group)、芳氧基、羧基、烷羰氧基(alkylcarbonyloxy group)、烯羰氧基(alkenylcarbonyloxy group)、炔羰氧基(alkynylcarbonyloxygroup)、芳羰氧基(arylcarbonyloxy group)、硫代基(thio group)、烷硫基(alkylthio group)、烯硫基(alkenylthio group)、炔硫基(alkynylthio group)、芳硫基(arylthio group)、氰基、硝基、氨基、N-取代氨基(N-substituted amino group)、烷羰氨基(alkylcarbonylamino group)、N-取代烷羰氨基、烯羰氨基(alkenylcarbonylamino group)、N-取代烯羰氨基、炔羰氨基(alkynylcarbonylamino group)、N-取代炔羰氨基、芳羰氨基(arylcarbonylamino group)、N-取代芳羰氨基、甲硅烷基和硅氧基。表面配位体的其它示例包括聚合物(或用于聚合反应的单体)、无机配合物、分子链(molecular tether)、纳米粒子和外延的晶体结构。配位体层可具有一定范围的厚度。可以在形成配位体层的一组表面配位体的单层的数量方面定义配位体层的厚度。在一些情况下，配位体层具有单个单层或更小的厚度，诸如明显小于单个单层的厚度。
概要
本发明的实施例涉及使用纳米粒子来形成对象的标记。这些标记可用作难以复制的安全标记，由此可有利地被用于防伪应用中。例如，标记可被用于验证带有这些标记的对象是否是真的或原始的。另选地或相关联地，标记可用作识别标记并由此可有利地被用于存货应用中。例如，标记可被用于作为存货控制的一部分而跟踪带有这些标记的对象的身份或位置。
对于本发明的一些实施例，标记可包含多个要素，这些要素包含：(1)空间图案；和(2)用于基于纳米粒子的吸收、散射、发光和其它光学和非光学特性中的一种或更多种对一组签名进行编码的纳米粒子阵列。例如，墨水成分可被形成为包含分散于其中的一组光致发光纳米粒子，并且墨水成分可被印刷于关注的对象上以在其上形成标记。可以以诸如条形码的空间图案形成标记。虽然空间图案可被复制，但标记内的光致发光纳米粒子的随机分布是难以或事实上是不可能复制的。作为登记处理的一部分，可通过照射标记而获得该标记的基准图像，并且可以存储该基准图像以供以后进行比较。出于鉴别目的，可以获得标记的鉴别图像，并且可以将鉴别图像与基准图像相比较。如果在这两个图像之间存在足够的匹配，那么关注的对象可被视为是真的或原始的。有利的是，空间图案可被用于得出存储基准图像的索引，并且该索引可被用于选择或找到用于随后的图像比较的基准图像。这样，该索引使得可以在避免在多个基准图像中进行耗时搜索的同时迅速匹配图像。
安全系统
图1示出可根据本发明的实施例实现的系统100。如下面进一步说明的那样，系统100可作为安全系统工作，用以防止或减少诸如消费品、信用卡、身份证、护照和货币等的各种对象的伪造。
如图1所示，系统100包含多个站点，这些站点包含站点A 102、站点B 104和站点C 106。站点A 102、站点B 104和站点C 106通过任何有线或无线通信信道与计算机网络108连接。在示出的实施例中，站点A 102是对象110的制造站点、配送站点或零售站点，站点B 104是对象110的鉴别和登记站点，而站点C 106是顾客所处的站点。
可以参照可使用系统100执行的操作序列进一步理解示出的实施例。首先，在站点A 102，标记112被施加到对象110(或与对象110耦合或包住对象110的另一对象)上。标记112以诸如条形码的空间图案形成，并包含表现出光致发光的纳米粒子的随机阵列。作为登记处理的一部分，使用光学检测器114获得标记112的基准图像124，并且基准图像124与登记请求一起被传送到站点B 104。基准图像124包含空间图案以及由纳米粒子的随机阵列产生的光致发光图案的表示。在一些情况下，可通过对光学检测器114使用各种设置而获得标记112的多个基准图像。
其次，站点B 104接收基准图像124并存储基准图像124以供以后进行比较。为了能够迅速匹配图像，空间图案被用于分配或得出存储基准图像124的索引126。如图1所示，站点B 104包含计算机116，计算机116可以是诸如Web服务器的服务器计算机。计算机116包含标准计算机部件，这些标准计算机部分包含与存储器120连接的中央处理单元(“CPU”)118。存储器120可包含存储有基准图像124的数据库。存储器120还可包含用于执行各种图像处理操作的计算机代码。
第三，在站点C 106，顾客可能希望验证对象110是否是真的或原始的。作为鉴别处理的一部分，使用光学检测器122获得标记112的鉴别图像128，并且，鉴别图像128与鉴别请求一起被传送到站点B 104。与基准图像124类似，鉴别图像128包含空间图案以及由纳米粒子的随机阵列产生的光致发光图案的表示。可以使用当获得基准图像124时用于光学检测器114的类似设置来操作光学检测器122。如果希望的话，与基准图像124相比，鉴别图像128可以具有较低的分辨率和较高的压缩水平。在一些情况下，可以在鉴别请求中包含全球定位坐标，使得顾客或对象110的位置可被确定。
接着，站点B 104接收鉴别图像128并基于空间图案再次得出索引126。索引126被用于在存储器120中查找以选择用于与鉴别图像128进行比较的基准图像124。如果鉴别图像128与基准图像124充分匹配(例如，在特定的概率范围内)，那么站点B 104向在站点C 106的顾客发送确认对象110为真的消息。除了这种确认以外，站点B 104可发送与该对象有关的其它信息，诸如制造日期、制造位置和有效期等。另一方面，如果鉴别图像128不与基准图像124(或任何其它基准图像)充分匹配，那么站点B 104发送指示不能确认对象110为真(或对象110可能是复制品)的消息。站点B 104还可向站点A 102发送鉴别信息，使得伪造的水平可被监视。
虽然参照特定的位置说明了某些部件和操作，但可以想到可以类似地在各种其它位置实现这些部件和操作。因此，例如，可以在相同的位置或在图1没有示出的另一位置实现参照站点A 102、站点B 104和站点C 106说明的特定部件和操作。此外，虽然参照安全系统说明了系统100，但可以想到的是系统100也可以作为用于作为存货控制的一部分而跟踪各种对象的身份或位置的存货系统进行工作。
纳米粒子
各种纳米粒子可被用于形成这里说明的标记。纳米粒子可表现出吸收、散射、发光和其它光学和非光学特性，这些特性可提供用于鉴别和识别目的的特定签名。在一些情况下，纳米粒子的光学和非光学特性可响应于电场和磁场中的任一个或两者而表现出变化。取决于纳米粒子的结构，纳米粒子的光学和非光学特性可表现出与量子限制有关的尺寸依赖性。但是，可以想到的是纳米粒子的光学和非光学特性也可基本上没有尺寸依赖性。感光(例如，被紫外线区域中的光照射时发生氧化)的纳米粒子可被用于一次读取或读取敏感应用。
在散射的情况下，纳米粒子可散射紫外线区域、可见光区域、红外线区域或它们的组合中的光。散射光的强度可依赖于多个因素。例如，对于较短波长的入射光，会出现较高的散射强度。此外，散射光的强度可依赖于纳米粒子的散射截面，该散射截面进而可依赖于纳米粒子和周围材料之间的尺寸、形状和折射率差。在一些情况下，可通过形成具有折射率不同的核和壳的纳米粒子来增强散射截面。
在发光的情况下，纳米粒子可发射紫外线区域、可见光区域、红外线区域或它们的组合中的光。发射光的强度可依赖于多个因素。例如，发射光的强度以及偏振可依赖于纳米粒子的形状。此外，发射光的强度可依赖于入射光的强度和纳米粒子的单位面积的质量密度。而单位面积的质量密度进而可依赖于纳米粒子的尺寸和单位面积的纳米粒子数量。
在一些情况下，可能希望在检测标记的图像时区分发光和散射特性。因此，例如，可能希望在明显减少、去除或滤除来自散射光的贡献的同时获得标记的光致发光图像。特别地，标记可包含分散于聚合物粘合剂中或加入诸如纸的基底内的一组纳米粒子，并且得到的图像可另外包含来自与污物对应的散射中心或来自其它背景散射(例如，来自聚合物粘合剂或基底)的贡献。可以基于多个因素来区分光致发光特性和散射特性。例如，发射光和散射光可表现出对入射光的强度和波长的不同依赖性。具体而言，与光致发光材料不同，非光致发光材料通常以线性依赖于入射光强度且与入射光波长的负四次方成比例的强度对光进行散射。因此，通过适当地调整入射光的强度和波长，发射光和散射光的相对强度可被调到希望的水平。作为另一示例，散射光可包含第一组波长，而发射光可包含与第一组波长不同的第二组波长。具体而言，第二组波长可在下变换的情况下包含更长的波长(或在上变换的情况下包含更短的波长)。因此，通过适当地利用这种波长差，可以主要从发射光或散射光获得图像。
对于本发明的某些实施例，纳米粒子可包含由表现出发光性的材料形成的核。核可具有从约1nm到约100nm的范围内的尺寸，并且核可被具有从约1个单层到约100nm的范围内的尺寸的壳包围。
可用于形成核的材料例如包括氧化物(例如，过渡和后过渡金属氧化物、宽带隙半导体氧化物、间接带隙半导体氧化物以及任何其它稳定的氧化物)、硫化物和磷酸盐。氧化物、硫化物和磷酸盐可掺杂有表现出发光性的过渡金属或稀土元素。因此，例如，核可由以下材料形成：掺杂有Mn的ZnO、掺杂有Mn的TiO2、掺杂有Ce或其它稀土元素的LaPO4、掺杂有过渡金属或稀土元素的硅氧化物、或掺杂有过渡金属或稀土元素的宽带隙半导体氧化物。可用于形成核的材料的其它示例包含：间接带隙半导体，包含诸如Si和Ge的第1V族元素；和金属，诸如贵金属金、银、铜和在紫外线区域、可见光区域或红外线区域中具有等离子体共振(例如，吸收边沿)的其它金属。
可用于形成核的材料的其它示例包含具有希望的吸收波长(或能量)、希望的发射波长(或能量)和希望的光致发光量子效率的光致发光材料。表1提供了具有这些希望的特性的材料的具体示例：
表1
光致发光材料        吸收波长     发射波长
SrY2O4:Eu3+         250nm        611nm
Bi4Ge3O12           270nm        485nm
Gd3Ga5O12:Cr3+      365nm        730nm
K2La2Ti3O10:Eu3+    365nm        594nm
K2La2Ti3O10:Eu3+    365nm        617nm
K2La2Ti3O10:Eu3+    365nm        702nm
ZnGa2O4             250nm        460nm
ZnGa2O4:Mn2+        270nm        505nm
ZnO:Bi3+            430nm        645nm
ZnO:Ga3+            250nm        388nm
CaO:Zn2+            250nm        370nm
CaO:Eu3+            410nm        600nm
CaO:Tb3+            420nm        560nm
Y2O2S:Er3+          980nm        548nm
ZnO:S               250nm        500nm
ZnS:Mn2+            580nm        350nm
ZnS:Eu2+            540nm        400nm
可用于形成壳的材料例如包含本征半导体、本征绝缘体、氧化物(例如，硅氧化物、铝氧化物、钛氧化物和锆氧化物)和金属。壳可为核提供环境保护和隔离。壳还可提供对纳米粒子分散于其中的涂层或墨水成分的化学兼容性。在一些情况下，可使用配位体层来代替壳，或者可与壳组合地使用配位体层。
形成纳米粒子的方法包括水热沉淀和化学沉淀、烧结以及通过球研磨或其它研磨的粉末化。得到的纳米粒子可以是单分散的或多分散的。
使用纳米粒子形成的标记
对于本发明的一些实施例，标记可包含可用于鉴别目的、识别目的或这两种目的的多种要素。在一些情况下，标记可包含以下要素：(1)空间图案；和(2)纳米粒子阵列。根据具体的应用，标记可以是外显的、隐藏的或它们的组合。外显标记是可见的标记，而隐藏标记是使用某些类型的装置才可检测到的标记。
A.空间图案
标记可以以诸如条形码、数字、标识或文本的空间图案形成。空间图案可以在不需要更先进的图像分析的情况下提供初始级别的鉴别或识别。因此，例如，标记可形成为条形码并可简单地被条形码读取器读取。此外，空间图案可用作在获得标记的图像时帮助将标记相对于光学检测器适当地对准的定向提示。可以手动地或使用各种光和磁成像方法来执行标记的对准。还可以想到的是空间图案可用于图像的存储和匹配期间的图像对准。有利的是，空间图案还可允许标记的图像的迅速匹配。具体地说，作为登记处理的一部分，空间图案可用于得出存储标记的基准图像的索引。接着，作为鉴别处理的一部分，空间图案可被再次使用以得出该索引，使得可将标记的鉴别图像与基准图像直接比较，由此避免了在多个基准图像中进行耗时搜索。
B.纳米粒子阵列
标记可包含基于纳米粒子的吸收、散射、发光和其它光学和非光学特性中的一种或更多种来提供一组签名的一组纳米粒子。在一些情况下，纳米粒子可分布成二维或三维阵列，并可被加入诸如条形码的空间图案中。还可以想到纳米粒子的位置可与空间图案分开。如下面进一步说明的那样，纳米粒子可随机分布以提供基本上唯一的签名。
用于形成标记的纳米粒子可具有单一尺寸或多个尺寸。由于纳米粒子的光学特性可以是尺寸依赖的，因此，使用多个尺寸会导致多种颜色(例如，在减色(subtractive)意义上或在发射意义上)。
对于某些应用，纳米粒子可随机分布在基质材料中，诸如分布在涂层、膜、厚片或其它对象中。希望基质材料是基本透明的，使得可在得到的图像中区分由纳米粒子产生的发射光或散射光。例如，基质材料可包含：聚合物，诸如聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚氯乙烯；或者无机玻璃，诸如硅酸盐、硼硅酸盐或磷酸盐。可以想到基质材料不需要是基本上透明的，并且例如可包含纸。在诸如厚度为约10μm或更薄的薄膜的情况下，纳米粒子可被有效视为单一光学平面中的二维阵列。在较厚的膜或自支撑厚片的情况下，纳米粒子可被视为三维阵列。在这种情况下，得到的纳米粒子的图像可依赖于光学检测器的视角。如果希望的话，可以从多个方向和角度观察纳米粒子，从而得到不同的图像。
在一些情况下，纳米粒子可被加入可具有各种尺寸和形状的更大的粒子中。例如，纳米粒子可被加入具有从约20nm到约1μm的尺寸的透明珠体中，使得在单个珠体中存在多个纳米粒子。每个珠体的纳米粒子的数量会影响发射光或散射光的强度。通过在单个珠体中加入不同尺寸或类型的纳米粒子，可以在该珠体中加入多种颜色。包含纳米粒子的珠体可以以与上述方式类似的方式被加入涂层、膜、厚片或其它对象中。使用珠体允许一般用个体纳米粒子无法实现的混合的变化。
用于形成标记的纳米粒子可提供多个签名，所述多个签名提供(除了通过空间图案提供的初始级别以外的)多个安全或识别级别。每个签名可与其它签名无关地使用，并且，在一些情况下，对于降低的安全级别(但也降低了成本和处理时间)，可省略或跳过某些签名。还可以想到的是，提供较低安全级别的签名可被用于减小提供较高安全级别的另一签名的搜索空间。
在一些情况下，多个签名可与诸如以下编码方案的各个编码方案相关联：
(1)颜色编码
标记的颜色可提供可用于防伪和存货应用的特定光学签名。可以用视觉、用光学检测器或用这两者来检测颜色。
如上所述，可以由包含一组单个纳米粒子或被加入诸如珠体的更大粒子中的一组纳米粒子的墨水成分形成标记。纳米粒子可具有比量子限制尺寸小的尺寸，以表现出与量子限制有关的尺寸依赖特性。因此，例如，纳米粒子的吸收光谱可依赖于纳米粒子的尺寸。量子限制尺寸可依赖于形成纳米粒子的材料并且可处于从小于约1nm到约4nm的范围中。如果纳米粒子大于量子限制尺寸，那么吸收光谱则是形成纳米粒子的材料所固有的(例如，主要依赖于材料的成分)。
在一些情况下，可以用视觉检测标记的颜色，因此，标记可用作外显的安全或识别标记。特别地，标记可由具有颜色(例如，吸收可见光区域中的光)的一组纳米粒子形成。在这种情况下，标记的颜色通常是减色或反射色。在其它情况下，标记可由主要吸收紫外线区域、红外线区域或这两者中的光的一组纳米粒子形成。结果，标记看起来为无色或白色，并且可用作隐藏的安全或识别标记。在这种情况下，可以用对紫外线区域或红外线区域中的光敏感并且包含用于选择紫外线区域或红外线区域中的光的滤过器或分光计的光学检测器来确定标记的颜色。
标记还可由表现出发光性的一组纳米粒子形成。这里，入射光和发射光可具有不同的波长。因此，例如，纳米粒子可发射与入射光相比波长更长或能量更低的光。入射光可处于紫外线区域或可见光区域中，而发射光可处于紫外线区域、可见光区域或红外线区域中。在紫外线激励的纳米粒子的情况下，纳米粒子可很少吸收或不吸收可见光区域中的光，并且标记在减色意义上看起来是无色的。但是，发射光可处于可见光区域中，并且标记在被照射时看起来是带颜色的。在其它情况下，发射光可处于紫外线区域或红外线区域中，并且标记可在被照射时保持无色。
可以使用发光光谱法来确定发射光和入射光的强度和波长。在一些情况下，发光光谱法的操作可依赖于一组纳米粒子的半峰全宽(“FWHM”)和斯托克司频移。FWHM通常指的是纳米粒子的发射带的宽度，而斯托克司频移通常指的是纳米粒子的发射带和吸收带之间的分离。较小的FWHM通常转化成较小的斯托克司频移，该斯托克司频移是分辨特定光学签名所需要的。对于给定的FWHM，发射带和吸收带之间的不完全分离有时会由于来自入射光的背景噪声而导致不希望的信噪比水平。因此，可希望纳米粒子具有大的斯托克司频移以及高的发射光强度。在一些情况下，发光也可以是反斯托克司的(例如，上变换)，使得纳米粒子可发射与入射光相比波长较短或能量较高的光。这种上变换可通过某些稀土元素而得以展现，并且可在用红外线区域中的光照射时引起发射可见光区域中的光。
(2)构图编码
标记的不同颜色还可提供可用于防伪和存货应用的特定光学签名。可以用视觉、用光学检测器或用这两者来检测颜色。
如上所述，可以以诸如条形码的空间图案形成标记。可以由具有特定颜色的各种墨水成分形成标记的不同部分。因此，例如，每个条可被形成为具有特定的颜色。这样，标记可被形成为具有特定的颜色图案。还可以想到的是，标记的每个部分可被形成为具有另一特定特性，诸如特定的散射特性。可以使用诸如喷墨印刷、胶印、苯胺印刷或凹雕印刷的标准印刷方法来印刷标记。使用的墨水成分可依赖于特定的印刷方法和特定的基底(例如，基底是诸如纸的吸收性基底还是诸如塑料的非吸收性基底)。
(3)随机编码
一组纳米粒子的随机位置可提供包含与随机代码类似的基本上唯一的光学签名的得到的图像。不同的光学签名的数量可依赖于多个因素，诸如离散的散射或发光中心的数量和光学检测器的分辨率、通信信道以及存储器。由于离散的散射或发光中心的数量可能相对较大(例如，大于约1000)，因此，不同的光学签名的数量足够大(例如，大于约1030)从而使得难以或者事实上不可能再现。在一些情况下，图像可被分成具有多个网格位置的网格。每个网格位置可具有或不具有位于该网格位置处或附近的纳米粒子。网格位置的数量(例如，网格的尺寸)可对应于光学检测器的空间分辨率。例如，每个网格位置可对应于一定数量的像素，诸如10个像素。因此，具有106个像素的1百万像素照相机会产生具有105个网格位置的网格。对于该示例，可以产生多达2100000约1030000个不同的光学签名。作为另一示例，对于102μm2的网格，不同的光学签名的数量可大于10100。由于纳米粒子的位置可相对于网格的X和Y方向基本连续地变化，因此光学检测器的空间分辨率通常对不同的光学签名的数量限制或设置了上界。但是，可以想到的是，可以使用子像素分辨率方法来增加不同的光学签名的数量。还可以想到的是，通过检测多个光学特性(例如，吸收、散射和发光)来增加不同的光学签名的数量，在这种情况下，不同的光学签名的数量可对应于光学特性的数量乘以光学检测器的空间分辨率。
在光致发光的情况下，发射光可依赖于入射光的强度和波长，并且可关于入射光的强度和波长中的任一个或这两者对光学签名进行编码。标记有时会由于污物、表面刮擦和其它损伤而劣化。但是，由于污物和表面刮擦通常具有与一组光致发光纳米粒子不同的强度和波长响应，因此仍可检测到光学签名。入射光的多个强度和波长可帮助光学签名的检测。在一些情况下，得到的图像可包含来自一组纳米粒子的不同的强度水平。在这种情况下，图像的强度以是多级的，而不是关于在每个网格位置处有还是没有纳米粒子的简单双态。如上所述，纳米粒子可被加入可用作墨水成分中的颜料或涂层成分中的载体的更大的粒子中。这样，可以通过改变该更大的粒子内的纳米粒子的浓度或数量来实现不同的强度水平。
在电致发光的情况下，发射光可依赖于所施加电场的强度，并且可关于该强度对光学签名进行编码。另外，发射光的强度和波长可依赖于用于形成标记的墨水成分的构成。墨水成分可包含分散于导电粘合剂中的一组电致发光纳米粒子。当形成标记时，可最初在基底上淀积导电材料以形成第一导电层。接着，可以在第一导电层上淀积墨水成分以形成标记，并且可以在标记上淀积相同或不同的导电材料以形成第二导电层。这样，标记可桥接这两个导电层之间的平面间隙。这两个导电层然后可与电源连接，并且随着电流流过标记，标记内的纳米粒子可发光。
图2示出针对纳米粒子的三个不同的随机阵列获得的三个不同的图像200、202和204。如图2所示，各阵列内的纳米粒子的随机位置可提供基本上唯一的光致发光图案。
(4)光谱编码
标记可通过混合具有不同的吸收谱和发射谱的纳米粒子而形成。不同的吸收谱和发射谱还可为防伪和存货应用提供特定的光学签名。可以使用发光光谱法来检测特定的光学签名。
(5)偏振编码
根据形成标记的一组纳米粒子的特定特性，标记可表现出双折射并由此可对于入射光、发射光或这两者的偏振敏感。这种偏振敏感性还可为防伪和存货应用提供特定的光学签名。在偏振编码中使用的纳米粒子可具有大于1的纵横比，诸如纳米棒或纳米椭球，并可诸如使用流动感应式配向而沿优选方向配向。可以理解，偏振通常指的是光的电场分量的方向。电场分量的方向在线性偏振的情况下可与光的传播方向垂直，但在圆偏振的情况下也可是旋转的。可以使用光学检测器和可旋转线性偏振器来确定偏振程度。如果光是非偏振的，那么光学检测器处的强度通常不受线性偏振器的旋转的影响。但是，如果光是偏振的，那么，随着线性偏振器从与光的偏振垂直的方向旋转到与光的偏振平行的方向，线性偏振器的旋转可使光学检测器处的强度从0％改变到100％。
在一些情况下，偏振和强度之间的关系可由下式表示：P＝(Iparrallel-Iperpendiular)/(Iparrallel+Iperpendiular)。这里，Iparrallel是具有与入射光的偏振平行(或与一组纳米粒子的配向平行)的偏振的发射光的强度，Iperpendiular是具有与入射光的偏振垂直(或与纳米粒子的配向垂直)的偏振的发射光的强度。P是偏振程度，并且对于随机配向的纳米粒子可从0到1/2变化，而对于沿优选方向配向的纳米粒子可从0到1变化。
在随机配向的纳米粒子(或纵横比约为1的纳米粒子)的情况下，对于入射光和发射光，通常存在很少或不存在偏振敏感性。在沿优选方向配向的纳米粒子的情况下，吸收的强度可依赖于入射光的偏振。与具有与纳米粒子的配向方向垂直的偏振的入射光相比，具有与该配向方向平行的偏振的入射光会被更强烈地吸收。作为较大的吸收强度的结果，对于具有与该配向方向平行的偏振的入射光，发射光的强度也会较大。随着纳米粒子的纵横比增加(例如，随着它们的形状从球形变为盘变为棒)，偏振敏感性的程度增加。
(6)磁编码
根据形成标记的一组纳米粒子的特定特性，标记还可表现出铁磁性。在磁编码中使用的纳米粒子可具有大于1的纵横比，并可沿优选方向配向。另外，纳米粒子可以具有铁磁性。铁磁性纳米粒子的示例包含由掺杂有Mn的ZnO形成的纳米粒子和由其它的铁磁性材料形成的纳米粒子。这些铁磁性纳米粒子可被加入诸如珠体的更大的粒子中。还可以想到的是，非铁磁性纳米粒子可以与铁磁性材料组合以形成诸如复合珠体的复合粒子。
(7)其它类型的编码
可以通过磁场和电场来改变一组纳米粒子的吸收谱和发射谱。这些场可被用于为防伪和存货应用提供其它类型的编码方案。
(i)塞曼效应编码：可以通过施加磁场将原子或分子的能级分开。例如，当施加约1特斯拉的磁场时，由掺杂有Eu的氧化物或由掺杂的磷酸盐形成的纳米粒子可以以约20nm的波长发光。
(ii)斯塔克效应编码：可以通过施加电场将原子或分子的能级分开。例如，当施加约10V/μm的电场时，由掺杂有Eu的氧化物或由掺杂的磷酸盐形成的纳米粒子可以以约10nm的波长发光。
作为特定的示例，标记可提供三个安全或识别级别。可通过可用视觉或用光学检测器读取的条形码或数字来提供初始级别。可通过标记的颜色来提供第二级别。接着，可通过基于一组纳米粒子的随机分布(例如，二维或三维形式)和这些纳米粒子的一组光学和非光学特性的基本上唯一的光学签名来提供第三级别，即最高级别。
标记的形成
可以使用各种方法来形成这里说明的标记。在一些情况下，涂层、墨水或清漆成分可被形成为包含分散于其中的一组纳米粒子。该成分可包含作为颜料成分的纳米粒子以及以下成分中的一种或更多种：溶剂、润湿剂(例如，表面活性剂)、聚合物粘合剂(或其它媒介物)、抗泡沫剂、防腐剂和pH值调整剂。接着，可以使用涂敷或印刷方法在作为基底的所关注对象(或者耦合到或包住所关注对象的另一对象)上淀积该成分。因此，例如，可以使用诸如滚涂或喷涂的标准涂敷方法或使用诸如丝网印刷、喷墨印刷、胶印、凹版印刷、苯胺印刷、凹雕印刷或丝网印刷的标准印刷方法，来形成标记。使用标准涂敷或印刷方法，可将纳米粒子在允许图像的对准和匹配的空间图案内淀积为随机阵列。
为了实现更高的安全级别，涂层、墨水或清漆成分可包含当使用化学分析方法时提供混合成分签名的一组惰性掩蔽剂。此外，该成分可包含相对较低的浓度的纳米粒子(例如，每个标记几微克)，由此使得难以进行化学分析。此外，纳米粒子的尺寸依赖特性可提供不能容易地以批量形式通过相同的物质成分复制的一组签名。
在其它情况下，可以通过所关注对象(或耦合到或包住所关注对象的另一对象)内加入一组纳米粒子来形成标记。因此，例如，纳米粒子可以在形成所关注对象的过程中被加入而不是之后进行淀积。特别地，包含纳米粒子的基质材料可被铸成膜、厚片或任何其它形状。
光学检测器
可以使用各种光学检测器来检测这里说明的标记。如上所述，标记可提供多个安全或识别级别，并且光学检测器可检测所有级别或者为了简单和降低成本而检测有限的一组级别。
在一些情况下，光学检测器包含光源和与光源耦合的读取器。为了帮助进行对象的登记以及随后对这些对象的鉴别和识别，可以使用便携式计算装置作为光学检测器。便携式计算装置的示例包含膝上型计算机、掌上型计算机、平板计算机、个人数字助理、照相机和蜂窝电话。
A.光源
根据标记的特定特性，光源可产生具有处于紫外线区域、可见光区域、红外线区域或它们的组合中的一组波长的入射光。对于光致发光图像的检测，可使入射光的波长与一组纳米粒子的吸收带匹配。对于纳米粒子的混合物，入射光可具有与不同的吸收带匹配的多个波长。使用多个波长可允许基于这些波长产生一组不同的光致发光图像。对于散射图像的检测，散射光的强度可依赖于多个因素，诸如入射光的波长、一组纳米粒子的散射截面和纳米粒子的成分(例如，形成纳米粒子的核和壳的成分)。对于标记的不同区域，入射光的一致性会影响发射光和散射光的相对强度。入射光的偏振对于检测基于各向异性或不规则成形的纳米粒子产生的图像来说是重要的因素。另外，入射光可以诸如由激光器产生或被透镜聚焦那样被校准(或准校准)，并且校准的程度会影响一组纳米粒子(特别是各向异性的纳米粒子)的发光和散射特性。在一些情况下，入射光的强度可被调制(例如，针对连续或变化的频率来调制频率)，并且这种强度调制可被有利地用作编码方案的一部分、用作图像检测的一部分或同时用作这两者的一部分。
光源的示例包含白炽光源、发光二极管、激光器、太阳光和环境光源。一组纳米粒子的光致发光和散射特性可依赖于光源的光谱。具体而言，环境和白炽光源通常具有较宽的波长范围上的连续光谱输出，而发光二极管和激光器具有较窄的波长范围上的光谱输出。在一些情况下，由于激光器提供可用于诸如使用斑纹图案的相位敏感检测的相干光，因此激光器是所希望的。在其它情况下，彩色视频监视器、计算机监视器屏幕或其它彩色显示屏(诸如蜂窝电话的彩色显示屏)可被用作波长范围(通常为约100nm的半峰全宽)相对较窄的光源。在其它情况下，可以使用诸如照相机或配备有照相机的蜂窝电话的闪光灯单元作为光源。
B.读取器
读取器可包含诸如多维成像器的成像器以及位于成像器和标记之间的光学单元。读取器相对于标记和光源的相对取向(例如，角度和距离)可以是固定的，或者可在读取期间确定，即通过照射标记并检测从标记获得的图像的特性来确定。在一些情况下，读取器相对于光源的相关取向会影响发射光和散射光的相对强度，并可被编码用于图像的匹配。此外，读取器的空间分辨率、谱分辨率和视野大小会影响得到的图像中的可分辨的光学签名的数量。另外，读取器的谱响应会影响诸如对于固定线宽纳米粒子可被分辨的可能颜色的范围和数量。
在一些情况下，成像器可包含电荷耦合器件，诸如在数字照相机中包含的电荷耦合器件。数字照相机可用于记录用于数字存储的图像。数字照相机可与计算机网格连接，或者可被用于在诸如闪存棒的本地存储装置中存储图像，用于在以后下载到计算机网络。例如，数字照相机可以是可向计算机网络提供图像的无线传输的蜂窝电话的一部分。
光学单元可包含一组光学元件，诸如镜头、光圈、滤光片、偏振器和它们的组合。在诸如用于加入厚膜或厚片中的标记的深度可分辨编码方案的情况下，光学单元可被用于确定标记的三维分辨率。在提供相干光的激光器的情况下，可以使用相位敏感检测以提高安全级别。在这种情况下，光学单元可包含分光路径。可以使用其它类型的光学元件来选择关注的光学特性，诸如特定的一组波长、特定的偏振或特定的强度范围。在一些情况下，可以使用滤光片来去除来自光源的贡献。该滤光片可以是短波长截止滤光片、长波长截止滤光片或陷波滤光片。例如，可以使用短波长截止滤光片来去除550nm以下的波长。
图像处理
可以使用各种方法将标记的原始图像转换成适于传送和存储的格式(例如，数字格式)。具体而言，可以使用诸如基于傅立叶的方法和基于小波的方法的各种图像变换方法以及诸如与运动图象专家组(“MPEG”)或联合图像专家组(“JPEG”)相关的图像压缩方法的各种图像压缩方法，来传送和存储图像。在一些情况下，可以将图像划分成具有多个网格位置的网格。每个网格位置可与发射光或散射光的强度值相关。该位置和强度信息可进一步与例如偏振信息、光谱信息、深度、照射或检测的角度、相位信息以及由标记编码的其它信息相关。为了帮助进行随后的图像匹配，可将从原始图像得出的该组信息存储在诸如关系数据库的数据库中。具体而言，可以关于从条形码或与标记相关的其它空间图案得出的索引来存储该组信息。
可以使用各种方法来比较标记的图像以确定是否存在足够的匹配。如上所述，标记可以以多个安全或识别级别对信息进行编码，并且可以在所有级别进行图像比较，或者为了简化和降低成本而在有限的一组级别进行图像比较。
应当认识到，上述的本发明的实施例是作为示例提供的，并且本发明提供了各种其它的实施例和优点。
例如，参照图1，可以想到站点B 104可向顾客发送其它信息，这些信息包含诸如以下信息的营销和广告信息：(1)廉价出售或特别促销；(2)来自相同或不同制造商的免费赠送产品；(3)顾客可能感兴趣的其它产品；和(4)顾客可能感兴趣的网站。通过以上述方式操作，站点B 104可提供以下益处：(1)顾客可验证他们正在购买真的产品；(2)顾客可购买其它相关产品；(3)验证产品真伪的能力可提供产品区分；(4)制造商可确定零售店的存货是否是真的；(5)制造商可通过鉴别请求的次数来跟踪产品关注度(即使没有实际的购买)；以及(6)制造商可基于全球定位坐标或其它信息(例如，手机号码)来跟踪购买的产品。在一些情况下，站点B 104可基于以下各项中的一个或更多个而得到收入：(1)标记112(或用于形成标记112的墨水成分)；(2)图像的存储；(3)帮助访问制造商；(4)确认产品是否是真的；(5)与产品相关的广告；和(6)帮助访问其它网站。
作为另一示例，标记可同时包含外显和隐藏的要素以提供多个安全级别。初始基准图像可代表标记的外显和隐藏的要素。对于较低的安全级别，随后的鉴别图像可具有较低的分辨率并可包含较小的图像面积。此外，鉴别图像可仅代表标记的外显要素。对于较高的安全级别，鉴别图像可具有较高的分辨率并且还可代表标记的隐藏要素。例如，标记可以由可见的(例如，有颜色的)纳米粒子和无色的纳米粒子形成。具体而言，一组纳米粒子看起来是带颜色的，而另一组纳米粒子在没有照射的情况下看起来是无色的，但在照射时看起来是带颜色的。一组纳米粒子的吸收/发射特性的可能组合包含：紫外线区域/紫外线区域、紫外线区域/可见光区域、紫外线区域/红外线区域、可见光区域/可见光区域、可见光区域/红外线区域、以及红外线区域/可见光区域(例如，通过上变换)。
作为另一示例，可以使用多光谱成像以获得标记在多个波长上的一系列彩色图像。彩色图像可基于光的吸收、光的发射或这两者，并且得到的颜色可以是减色意义上的、发射意义上的或这两方面的。例如，标记可以由具有以下吸收/发射特性的四组纳米粒子形成：250nm/611nm、365nm/730nm、410nm/600nm和430nm/645nm。具体而言，这四组纳米粒子可由以下材料形成：SrY2O4:Eu3+、Gd3Ga5O12:Cr3+、CaO:Eu3+和ZnO:Bi3+。对于不同的波长，可以使用不同的光源。光源的示例包含以254nm和365nm发光的放电灯(例如，汞灯)和在360nm～980nm的范围内发光的发光二极管和激光二极管。可对于所有波长使用相同的读取器。可以以两种方法之一获得彩色图像。在一种方法中，在一次用多个波长照射标记的同时会在标记和读取器之间出现波长间隔。该方法可包含使用一组滤光片，这组滤光片可被一次一个地用来获得彩色图像。在另一方法中，依次用不同的波长照射标记，并且读取器依次获得彩色图像。该方法使读取器更为简单并且不需要移动部分。
作为另一示例，标记可由纳米粒子形成，使得得到的标记的图像难以通过诸如喷墨印刷的标准印刷方法进行复制。具体而言，得到的图像可具有难以通过使用用于喷墨印刷的标准墨水成分进行复制的特性(例如，隐藏的特性)。此外，纳米粒子可被选择为不容易分散于标准粘合剂中，由此使得通过喷墨印刷进行复制变得更加困难。例如，标记可由具有不同的吸收/发射特性的多组纳米粒子形成。纳米粒子可被加入诸如珠体的较大的粒子中，使得有不同的纳米粒子被加入同一较大的粒子中。通过适当地选择纳米粒子，可使得难以适当地配制用于复制得到的图像的墨水成分。具体而言，配制墨水成分通常需要在粘合剂中分散颜料而不是聚集这些颜料。因此，通过在较大的粒子中加入不同的纳米粒子，可以使纳米粒子以难以复制的方式有效地聚集。
本发明的某些实施例涉及计算机存储产品，该计算机存储产品具有包含数据结构的计算机可读介质和用于执行一组计算机实现的操作的计算机代码。该介质和计算机代码可以是出于本发明的目的而专门设计和构建的，或者它们可以是对于计算机软件领域的普通技术人员来说公知并且可用的类型。计算机可读介质的示例包含：诸如硬盘、软盘和磁带的磁介质；诸如光盘只读存储器(“CD-ROM”)和全息装置的光学介质；诸如光磁软盘的磁光介质；和被特别配置为存储和执行计算机代码的硬件装置，诸如专用集成电路(“ASIC”)、可编程逻辑器件(“PLD”)、只读存储器(“ROM”)装置和随机存取存储器(“RAM”)装置。计算机代码的示例包含诸如由编译器产生的机器代码和包含通过使用解释器由计算机执行的高级代码的文件。例如，可使用Java、C++或其它面向对象的编程语言和开发工具来实现本发明的实施例。计算机代码的其它示例包含加密的代码和压缩的代码。此外，可以作为计算机程序产品下载本发明的实施例，该计算机程序产品可经由传输信道通过在载波或其它传播介质中实现的数据信号从远程计算机被传送到进行请求的计算机。因此，如这里使用的那样，载波可被视为计算机可读介质。可以代替计算机代码或与其组合地以硬接线电路实现本发明的另一实施例。
虽然本领域普通技术人员在开发这里说明的实施例时不需要附加的解释，但仍可通过检查以下的专利而找到一些有帮助的指导：Lee等的在2004年11月16日授权的发明名称为“Optical Devices with Engineered Nonlinear Nanocomposite Materials”的美国专利No.6819845；Lee等的在2004年9月21日授权的发明名称为“Methods ofForming Quantum Dots of Group IV Semiconductor Materials”的美国专利No.6794265；Lee等的在2004年3月23日授权的发明名称为“Nanocomposite Materials with Engineered Properties”的美国专利No.6710366；以及Lee的在2006年2月28日授权的发明名称为“Quantum Dots，Nanocomposite Materials with Quantum Dots，Devices with Quantum Dots，and Related Fabrication Methods”的美国专利No.7005669，在此加入它们的公开的全部内容作为参考。本领域技术人员还可以通过检查Lee的在2002年8月2日提交的发明名称为“Quantum Dots of Group IV Semiconductor Materials”的美国专利申请No.10/212001(美国专利申请公报No.2003/0066998)而找到一些有帮助的指导，在此加入该专利申请的公开的全部内容作为参考。
虽然已参照本发明的特定实施例说明了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不背离由所附权利要求限定的本发明的真实精神和范围的条件下，可以进行各种改变并且可以替换等同物。另外，可进行许多修改以使得特定的情况、材料、物质成分、方法或处理适应于本发明的目的、精神和范围。所有这些修改应处于所附权利要求的范围内。特别地，虽然已参照按特定次序执行的特定操作说明了本文公开的方法，但应该理解，这些操作可以被组合、细分或重新排序以形成等同的方法，而不背离本发明的教导。因此，除非在本文中特别指明，操作的次序和分组不是对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种计算机可读存储介质，包含用于执行以下处理的可执行代码：
基于标记的鉴别图像得出索引；
基于索引选择标记的基准图像；
将鉴别图像与基准图像相比较以确定鉴别图像是否与基准图像匹配；和
基于鉴别图像是否与基准图像匹配，产生关于真实性的指示。
2.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其中，鉴别图像包含在标记中包含的空间图案的表示，并且用于得出索引的可执行代码包含用于基于空间图案的表示而得出索引的可执行代码。
3.根据权利要求2所述的计算机可读存储介质，其中，空间图案对应于条形码、数字、标识和文本中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，还包含用于执行以下处理的可执行代码：
基于基准图像得出索引；和
相对于索引存储基准图像。
5.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其中，鉴别图像包含在标记中包含的纳米粒子阵列的第一表示，基准图像包含该纳米粒子阵列的第二表示，并且用于将鉴别图像与基准图像相比较的可执行代码包含用于将第一表示与第二表示相比较的可执行代码。
6.根据权利要求5所述的计算机可读存储介质，其中，第一表示与由纳米粒子阵列产生的第一光致发光图案相对应，并且第二表示与由纳米粒子阵列产生的第二光致发光图案相对应。
CNA2006800332956A 2005-09-12 2006-09-08 使用纳米粒子鉴别和识别对象 Pending CN101326434A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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