CN108174613B - 光致发光验证装置、系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于验证的系统和方法包含：光致发光标签，其包含具有衰减时间的光致发光材料，所述光致发光材料经配置以吸收来自辐射源的入射辐射且在所述辐射源的移除之后发射具有光谱标志的发射辐射；以及传感器，其经配置以在所述衰减时间期间测量所述发射辐射中的所述光谱标志。
Description
技术领域
本申请大体上涉及用于验证物品的装置、设备、系统和方法。具体地说，本申请涉及用于验证物品的光致发光标签。
背景技术
伪造是在增长的商业和经济问题。各种产品和物品在经受伪造。举例来说，用于例如白酒和烟草、服装、鞋类、墨盒、货币、汽车零件和电子器件等产品的税戳记可全部经受伪造。伪造的产品常常难以检测且通常具有较差质量。伪造的产品对消费者和制造商都具有不利影响，且可能甚至对无戒心的消费者为有害的和/或危险的。
制造商尝试阻止且防止通过各种技术的伪造。举例来说，受到伪造者针对的产品的一些制造商已经在他们的产品上利用特殊的标记、全息图、戳记或其它特征。然而，伪造者通常会规避这些技术。另一种防伪技术是使用射频识别(RFID)标签；然而，RFID标签可为昂贵的，且识别由每一RFID标签发射的数据所需的技术并不容易由消费者使用。
因此，需要的是对消费者来说可达到且容易使用并且对伪造者来说难以规避的对产品的有成本效益且准确的验证。
发明内容
一般来说，在一个方面中，本发明的示范性实施例可提供一种用于验证的系统，其包含：光致发光标签，其包含具有衰减时间的光致发光材料，所述光致发光材料可经配置以吸收来自辐射源的入射辐射且在所述辐射源的移除之后发射具有光谱标志的发射辐射；以及传感器，其经配置以在所述衰减时间期间测量所述发射辐射中的所述光谱标志。
本发明的各种示范性实施例的实施方案可包含以下特征中的一个或多个。所述测得的光谱标志可包含在第一波长处的测得光谱强度和在第二波长处的测得光谱强度以界定测得代码。根据某些方面，测得的光谱标志可包含在第三波长处的测得光谱强度。这些波长可以在可见光或不可见光的光谱中。所述传感器可经配置以在光致发光材料的衰减时间期间执行测量。此衰减时间可为至少一秒，且所述光谱标志可包含光谱和空间图案。此外，可将测得的代码与预定代码进行比较以确定验证。所述传感器可为智能电话或平板计算机，且所述传感器可为成像装置。此外，所述光致发光标签可经配置以并入到货币中。
一般来说，在另一方面中，本发明的示范性实施例可提供一种包含光致发光材料的光致发光标签，所述光致发光材料经配置以吸收入射辐射且发射具有光谱标志的发射辐射，所述光致发光材料具有衰减时间且经配置以在所述光致发光材料的衰减时间期间被检测以使得可测量所述光谱标志。
本发明的各种示范性实施例的实施方案可包含以下特征中的一个或多个。所述光谱标志可包含在第一波长处的光谱强度和在第二波长处的光谱强度以界定代码，且所述光谱标志可包含光谱和空间图案。此外，所述光致发光材料可安置于织物上，且所述标签可包含多条丝线，其中所述多条丝线中的至少两条具有安置于其上的不同类型的光致发光材料。此外，多条丝线可以经过选择、图案化且组合以获得所述光谱标志。另外，所述衰减时间可为至少一秒，且所述测量可包含扫描和/或成像。
一般来说，在另一方面中，本发明的示范性实施例可提供一种用于验证物品的方法，其包含：用辐射源照射包含光致发光材料的标签，所述光致发光材料具有衰减时间且经配置以吸收入射辐射且在所述辐射源的移除之后发射具有光谱标志的发射辐射；用传感器在所述衰减时间期间测量所述发射辐射中的所述光谱标志；用计算装置基于所述光谱标志而产生代码；以及用所述计算装置将所述代码与预定参考代码进行比较。
本发明的各种示范性实施例的实施方案可包含以下特征中的一个或多个。所述标签可进一步经配置以使得所述光谱标志包含在第一波长处的光谱强度、在第二波长处的光谱强度，以及在第三波长处的光谱强度。此外，所述传感器可为智能电话或平板计算机。
附图说明
图1A是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光标签的图示；
图1B是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光标签的图示；
图1C是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光标签的图；
图2A是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光标签的图示；
图2B是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光标签的图示；
图2C是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光标签的图；
图2D是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光标签的示范性空间图案的图示
图3是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光验证系统的图；
图4A是示出了根据本发明的某些示范性实施例的示范性辐射源的某些代表性光谱特性的图；
图4B是示出了根据本发明的某些示范性实施例的示范性发射辐射的某些代表性光谱特性的图；
图4C是示出了根据本发明的某些示范性实施例的示范性发射辐射的某些代表性光谱特性的图
图5是根据本发明的某些示范性实施例的示范性方法的流程图；
图6是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光验证系统的图；以及
图7是根据本发明的某些示范性实施例的示范性光致发光验证应用程序的示范性截屏的图示。
具体实施方式
本发明的示范性实施例大体上针对用于使用光致发光进行验证的装置、设备、系统和方法。具体地说，本发明的示范性实施例提供一种包含光致发光材料的标签以及可用以验证所述标签附连到的物品的相关联检测/感测机构。虽然主要相对于验证和/或防止伪造来描述本发明的示范性实施例，但其不限于此，且应注意，所述示范性光致发光标签可用以对其它类型的信息进行编码以用于其它应用。此外，本发明的示范性实施例可以与其它验证措施结合使用，例如全息图、水印和磁性编码。
本发明的示范性实施例提供包含光致发光材料的标签以及用以对编码于所述标签上的代码进行成像和/或读取的传感器或扫描器。根据本发明的示范性实施例，所述光致发光标签包含光致发光材料。所述光致发光材料可被配置成吸收入射辐射，且在入射辐射源的移除之后发射具有光谱标志的发射辐射。根据本发明的某些示范性实施例，所述光谱标志可包含在某些波长处的光谱强度，且所述光致发光材料可经选择且配置以使得所述发射辐射具有在特定波长处的已知强度。举例来说，可通过用被光致发光材料吸收的例如可见光等入射辐射照射光致发光材料来激发光致发光材料，且所述光致发光材料接着可发射具有光谱标志的辐射，例如在已知光谱强度处的红(“R”)、绿(“G”)和蓝(“B”)光中的每一种。替代地，光致发光材料可在特定空间图案中应用，且所述光谱标志可包含由经图案化光致发光材料发射的光谱强度。可包含例如在特定波长或经图案化光谱标志处的光谱强度的光谱标志可有效地用作代码。此代码例如可用以验证所述标签附接到的物品。此代码可用任何数目的选定光谱强度来产生，且因此，可通过使用在特定波长处的较大数目的选定光谱强度来产生更复杂且难以理解的代码。因此，可以具体来说针对入射辐射以及发射辐射中的所需光谱强度来选择光致发光材料。根据本发明的示范性实施例，所需光谱强度可包含特定波长以及在特定波长处的光谱强度的相对和绝对振幅。
优选地，所述光致发光材料具有长衰减时间，在此期间发射出发射辐射，所述长衰减时间例如大于1秒，例如磷光材料。根据本发明的某些示范性实施例，所述光致发光材料可具有任一长度的衰减时间，例如十分之一秒、四分之一秒、二分之一秒、一秒或多秒，例如2、3、4、5或更多秒。长衰减时间将使得用户有足够时间在衰减时间期间对光致发光标签进行扫描或成像，以使得用户可获得发射辐射的在特定波长处的光谱强度的测量。此外，所述光致发光材料可实际上应用于任何表面或材料，因此允许使用示范性光致发光标签用于广泛范围的应用。因此，示范性光致发光标签不限于平坦和/或光滑表面，且可在例如织物、纸和其它衬底等柔性材料上使用，且可并入到物品自身上。根据某些示范性实施例，涂层可安置于标签的表面之下，且可被激发且通过标签的表面而扫描和/或成像。
根据本发明的示范性实施例，图1A和1B示出了附接到消费产品的示范性光致发光标签100和110。虽然标签100是附接到打印机墨盒的全息标签，但标签100可附接到任何产品或产品封装，且可为其它类型的标签的部分，例如条码标签和QR代码。图1B示出了作为附连到烟草产品的税戳记的光致发光标签110。如同光致发光标签100，光致发光标签110可并入到实际上任何产品上的其它标签(例如戳记)上。图1C示出了光致发光标签100和110的放大一般化的横截面视图。如图1C中所示，光致发光材料102可施加于标签100的背面。
根据本发明的某些示范性实施例，光致发光材料102可包含存储磷光体和长衰减磷光体，其含有稀土金属和过渡金属，以及包含例如磷酸盐和铝硅酸盐等玻璃的各种主体。此外，此光致发光材料可在标签的制造过程期间作为涂层添加到任一标签，且确切地说，可包含于附接到标签的底部的粘结剂材料中。优选地，粘合剂或其它附连元件104可施加于光致发光材料上方以使得标签可附连到产品或封装。替代地，光致发光材料102可施加于标签的前部或顶部，且保护涂层可施加于光致发光材料102上方。根据本发明的又另一个实施例，光致发光材料102可直接施加于例如货币等物品，其可能需要验证物品自身而不是封装。
图2A和2B示出了根据本发明的某些示范性实施例的进一步示范性光致发光标签200和210。如图2A和2B中所示，光致发光标签200和210是可附接到某些服装(例如如图2A中所示的光致发光标签200)或鞋类(例如如图2B中所示的光致发光标签210)的织物标签。
类似于光致发光标签100和110，光致发光标签200和210可包含光致发光材料，其可作为具有打印或空间图案的涂层施加到构成光致发光标签200和210的织物上。替代地，如图2C中所示，光致发光标签200和210可由带有光致发光材料的个别丝线构成。举例来说，根据本发明的示范性实施例，丝线201、202、203和204中的至少一条丝线可含有光致发光材料，且丝线201到204可编织在一起以产生光致发光标签200和210。根据某些示范性实施例，丝线201、202、203和204可全部含有相同的光致发光材料。替代地，丝线201、202、203和204中的每一丝线可含有不同的光致发光材料，其中的每一种可具有不同的吸收和发射特性。此外，丝线的旦尼尔数(例如，20到80)可变化以改变每一丝线上含有的光致发光材料的量。因此，丝线的旦尼尔数以及施加于丝线中的每一丝线的光致发光材料的类型可经具体选择和/或图案化以获得光谱和空间标志，例如用以产生某些光谱强度或光谱和空间图案的特定发射特性，以产生唯一代码。举例来说，丝线201和203可具有某一旦尼尔数且含有第一类型的光致发光材料，且丝线202和204可具有不同的旦尼尔数且含有第二类型的光致发光材料。替代地，丝线201到204可各自含有不同类型的光致发光材料。在一些实施例中，丝线201到204中的一些可以不含有任何光致发光材料。因此，可以利用不同旦尼尔数和光致发光材料的任何组合或排列且进行图案化以具体来说获得由光致发光标签200和210发射的辐射中的光谱和空间标志，例如所需发射特性和光谱强度或所需光谱和空间图案，以产生唯一代码。图2D示出了示范性标签220，其中加阴影部分表示可由光致发光标签200和210发射的示范性光谱和空间图案222。
图3示出了根据本发明的示范性实施例的示范性系统300。如图3中所示，系统300可包含辐射/激发源302、传感器304以及光致发光标签306。辐射/激发源302可以是供应将由光致发光标签306吸收的例如可见光、紫外线、无线电或微波等辐射308的任何源。光致发光标签306可再发射处于相同波长的发射辐射310或者发射处于不同波长的发射辐射310。传感器304可包含能够接收、成像和/或测量由光致发光标签304发射的辐射的光谱的任何检测、感测、成像或扫描装置，例如光度计或数码相机。根据本发明的某些示范性实施例，辐射/激发源302可包含数码相机的闪光灯，且传感器304可包含数码相机的光学组件和传感器。在一个示范性实施例中，辐射/激发源302可包含智能电话或平板计算机相机(例如，苹果iPhone、苹果iPad、三星Galaxy或其它安卓装置)的光源，且传感器304可包含智能电话或平板计算机的相机。举例来说，智能电话或平板计算机相机的光源和透镜可移动跨越光致发光标签306的表面，以通过用智能电话或平板计算机的光源照射光致发光标签306而循序地激发光致发光标签306，且在所述激发已移除之后，在单一运动中用所述智能电话或平板计算机相机测量发射辐射的光谱。此外，光致发光标签306可包含本文所描述的光致发光标签100、110、200或210中的任一个，且可以附接或附连到可能需要进行验证的任何产品或物品，例如税戳记、服装、货币或鞋类。
图4A、4B和4C是根据本发明的示范性实施例的表示入射和发射辐射的某些代表性特性的示范性曲线图。曲线图400、410和420中的描绘仅是代表性的，且本发明的示范性实施例可以采用衰减时间以及光谱强度特性的任何变化，所述光谱强度特性例如所使用光谱强度的数目、光谱强度测得所在的波长以及光谱强度的振幅。图4A示出了示范性入射辐射/激发源的代表性光谱强度的示范性曲线图400。举例来说，曲线图400示出了在两个不同模式中使用的智能电话相机光源的光谱强度。如曲线图400中所示，示范性入射辐射包含在450nm和550nm波长附近的较高光谱强度，其大体上分别对应于蓝光和绿光。应注意，各种光源的光谱强度可大幅变化，且由光致发光标签吸收的入射辐射的光谱强度可以影响由光致发光标签发射的辐射的光谱特性。
图4B示出了根据本发明的示范性实施例的可用以编写示范性代码的发射辐射的代表性光谱强度的示范性曲线图410，且图4C示出了发射辐射的某些波长的代表性相对衰减时间的示范性曲线图420。如图4B中所展示，示范性曲线图410描绘了辐射的示范性光谱的代表性相对光谱强度。根据本发明的某些示范性实施例，在光谱中的点A、B和C或任一其它点处的光谱强度可用以产生编码于光致发光标签上的唯一代码。根据本发明的某些示范性实施例，可以使用可见光谱或不可见光谱中的波长。
图4C示出了发射辐射的某些波长的代表性相对衰减时间的示范性曲线图420。如曲线图420中所示，发射辐射中的辐射的每一波长可以不同速率衰减。鉴于某些波长的可变衰减时间，基于特定波长的相应衰减时间而选择特定波长可能是有利的。举例来说，具有将允许用户有足够时间对由光致发光标签发射的辐射进行扫描和/或成像的衰减时间的波长更优于那些快速衰减且将不为用户提供足够时间对光致发光标签进行扫描和/或成像的波长。
图5示出了说明用于验证物品的光致发光系统(例如图3中所示的系统300)的示范性操作的示范性流程图500。如步骤510中所描述，辐射/激发源302可照射光致发光标签306。在光致发光标签306已经吸收辐射之后，光致发光材料发射出发射辐射。因此，如步骤520中所示，传感器304用以测量发射辐射中的光谱标志。如本文中所描述，可包含经图案化光谱或空间图案或某些光谱强度的光谱标志界定了编码于光致发光标签306中的代码。在步骤530中，从测得的光谱标志确定所述代码。在步骤540中，对照存储于数据库中的参考代码比较从测得的光谱标志确定的代码。取决于经解密代码与所存储参考代码是否匹配，此比较提供了光致发光标签306附接到的物品的验证。任选地，如果发现物品是不真实的，那么可重复所述过程以验证后续物品。
图6示出了可用于使用本文所描述的光致发光标签验证物品的示范性系统600。举例来说，系统600包含计算装置602，其可包含辐射/激发源302和传感器304。计算装置602可为可并入辐射/激发源302和传感器304的任何计算装置，例如智能电话、平板计算机或个人数据助理(PDA)。替代地，辐射/激发源302和传感器304可为独立于计算装置而操作的单独装置。如本文中所描述，辐射/激发源302可照射示范性光致发光标签，且传感器304可测量由光致发光标签发射的辐射，其包含光谱标志。计算装置602接着可从由光致发光标签发射的辐射的测得光谱标志确定所述代码。替代地，此处理可由远程计算装置执行。随后，可将所述代码或测得的光谱标志与参考代码或光谱标志的数据库进行比较。参考代码的数据库可本地存储于扫描、成像或感测装置上或者远程存储于单独计算装置上。如图6中所示，为了完成验证，计算装置602可将所述代码或测得的光谱强度与存储于数据库604中的参考代码或光谱标志进行比较。虽然图6说明经由网络606与远程数据库604执行此比较，但其它实施例预期数据库604是计算装置602本地的。
此外，在一些实施例中，正验证的物品可包含识别标签，例如条码、QR代码磁性代码，以实现所述代码或测得的光谱强度与正验证的物品的相关。在其中计算装置602为智能电话或平板计算机的特定实施例中，经由网络606的发射可以在蜂窝式数据连接或Wi-Fi连接上完成。替代地，这可以用有线连接或任何其它数据输送机制来执行。
在其中例如智能电话或平板计算机等计算装置用于验证物品的本发明的某些实施例中，可使用软件应用程序来简化验证过程。图7示出了可在智能电话上用于验证物品的软件应用程序的示范性屏幕快照。所述示范性应用程序可经配置以在任何移动平台上执行，例如苹果的iOS或谷歌的安卓移动操作系统。当所述应用程序运行时，所述软件应用程序可向用户提供关于正确地照射/激发以及扫描或成像光致发光标签的指令。一旦光致发光标签的照射和扫描完成，所述应用程序便可促进测得的光谱标志和/或测得的代码与存储某些参考代码或光谱标志的参考数据库的比较以验证物品。此外，所述应用程序可提供消息或其它指示符来向用户告知验证的结果。举例来说，所述应用程序可在智能电话的屏幕上提供文字、图形或其它视觉指示符来示出验证的结果。替代地，所述应用程序可提供传达验证的结果的听觉和/或触觉指示符。
根据本发明的某些示范性实施例，示范性光致发光标签还可具有防篡改特征。举例来说，光致发光标签可经配置以使得在光致发光材料粘附到表面之后，可以维持光致发光材料和/或光致发光标签的完整性的方式防止个人使光致发光材料和/或光致发光标签脱离。举例来说，光致发光标签100、110、200或210中的任一个可以经配置以使得所述标签无法完整地移除，使得如果个人将篡改标签，那么将使光致发光标签不可操作或者产生光致发光标签已经被篡改的清晰视觉指示。
以上的实施例和实例是说明性的，且在不脱离本发明的精神或所附权利要求的范围的情况下可对其引入许多变化。举例来说，在本公开的范围内，本文的不同说明性和示范性实施例的元件和/或特征可彼此组合和/或彼此取代。为了更好理解本发明、其操作优点以及通过其使用达到的特定目的，应当参考其中说明本发明的示范性实施例的附图和描述性主题。
Claims (13)
1.一种用于验证的系统，所述系统包括：
标签，其具有表面并且包括光致发光材料，所述光致发光材料能够吸收来自辐射源的入射辐射且在辐射源移除之后发射具有光谱标志的发射辐射，所述光致发光材料具有衰减时间；以及
光验证装置，所述光验证装置包括：
辐射源，其经配置以向直接邻近的光致发光材料提供入射辐射；以及
相机，其经配置以在所述衰减时间期间测量来自直接邻近的光致发光材料的所述发射辐射，
其中所述光谱标志包括在所述衰减时间内的在第一波长处的光谱强度和在第二波长处的光谱强度，以及
其中所述光验证装置经配置以在光验证装置跨越所述标签的表面的移动期间提供来自所述辐射源的入射辐射并且通过所述相机测量发射辐射。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述光谱标志界定测得代码。
3.根据权利要求2所述的系统，其中将所述测得代码与预定代码进行比较以确定验证。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述光谱标志包含光谱和空间图案。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述光谱标志包含在衰减时间的在第三波长处的光谱强度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述光验证装置是智能电话或平板计算机。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射辐射中的所述第一和第二波长中的至少一者是在可见光的光谱内。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射辐射中的所述第一和第二波长中的至少一者是在不可见光的光谱内。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述标签经配置以并入到货币中。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述衰减时间是至少一秒。
11.一种用于验证物品的方法，其包括：
用辐射源照射具有表面并且包含光致发光材料的标签，所述光致发光材料具有衰减时间且经配置以吸收入射辐射且在辐射源移除之后发射具有光谱标志的发射辐射；
用相机在辐射源移除之后的所述衰减时间期间测量来自所述光致发光材料的所述发射辐射；
用计算装置基于所述光谱标志产生代码；以及
用所述计算装置将所述代码与预定参考代码进行比较，
其中光验证装置包括辐射源、相机和计算装置，
其中所述光谱标志包括在衰减时间内的在第一波长处的光谱强度和在第二波长处的光谱强度，
其中所述辐射源经配置以向直接邻近的光致发光材料提供入射辐射，
其中所述相机经配置以测量来自直接邻近的光致发光材料的所述发射辐射，
其中所述标签在衬底上使用，
其中所述光验证装置经配置以在光验证装置跨越所述衬底的表面的移动期间提供来自所述辐射源的入射辐射并且通过所述相机测量发射辐射。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述光谱标志界定测得代码。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述光验证装置是智能电话或平板计算机。
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