CN108472983A - 包括信息的对象以及将信息应用于对象、读取对象上信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括印刷区域(2)的对象(1)；在所述印刷区域(2)中提供有光学可识别图案(3)，所述光学可识别图案(3)用包含可磁化和/或磁性颗粒(7)的有色印刷介质印刷而成，并且所述印刷区域(2)包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域(4、5)。

Description

包括信息的对象以及将信息应用于对象、读取对象上信息的 方法
技术领域
本发明涉及一种包括印刷区域的对象、用于将信息应用于所述对象的方法、以及用于从所述对象读取所述信息的方法。
背景技术
按惯例，产品以不同的方式加以识别。例如，产品可具有例如印刷在产品的包装上的条形码或QR码。条形码和QR码可通过光学方法来读取，并且产品可通过与数据库进行比较来识别。产品也可具有可例如镌刻到产品中的序列号。这里，序列号也可通过光学方法来读取。然而，不利的是，污染使光学方法容易出错。
也可磁性地识别产品。例如，停车单具有可通过磁化的方式来写入的磁性薄膜。然后可使用磁性方法来读取所写入的薄膜。
另外常规的是，在RFID(英文：radio-frequency identification)方法中，例如为产品或活体提供应答器。应答器具有可通过读写器装置来读取的标识码。然而，RFID方法具有成本相对较高的缺点，特别是应答器成本较昂贵。
发明内容
本发明的目的是创建以替代方式通过信息来标识的对象，以及用于应用信息的替代方法及用于读取信息的替代方法。
利用权利要求1、12以及15的特征来获得这种对象。
根据本发明的对象具有印刷区域，其中在所述印刷区域中提供有光学可识别图案，所述光学可识别图案用包含可磁化和/或磁性颗粒的有色印刷介质印刷而成，并且所述印刷区域包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域。
不同的磁学特性可主要在于：子区域被磁化或未被磁化；子区域是硬磁的或软磁的；子区域是磁各向异性的或磁各向同性的；子区域在空间的不同方向上是各向异性的；和/或子区域是铁磁的或非铁磁的。有色印刷介质可以是任何颜色，包括黑色和/或白色。印刷介质可以是例如磁性油墨。磁性油墨例如可用手或通过喷墨印刷机施加于对象。
通过所述对象，可有利地使用不同磁学特性在图案中容纳额外信息。因此可以以节省空间的方式来容纳关于对象的信息，或可在对象的区域中容纳比单独的图案更多的信息。具有不同磁学特性的子区域可以以它们对人眼不可察觉或者对光学测量方法不可见的方式被应用，以便在一定程度上可隐藏图案中的信息。
优选地，所述至少两个子区域以独立于光学可识别图案的方式放置，使得子区域中的一个被放置为：其至少边缘部分不与图案的单色图案区域的边缘部分重合。
优选地，印刷区域具有至少一个非均质区域，所述非均质区域具有均匀的颜色和不均匀的磁化，或均匀的磁化和不均匀的颜色。因此可有利地组合有色信息与磁性信息。可对信息进行编码，使得只有在有色信息和磁性信息结合的情况下才可读取此信息。因此，如果有色信息和磁性信息彼此分开进行加密，则可比可能的更安全地对信息进行加密。
优选地，印刷介质具有着色剂和/或颜料，所述颜料包含可磁化和/或磁性颗粒，和/或印刷介质具有体积填充度为40％至70％的可磁化和/或磁性颗粒。此外，印刷介质基本上包含粘合剂；除此之外还可提供溶剂。粘合剂确保了印刷介质与对象的粘附。可提供有溶剂以便溶解着色剂。体积百分比为40％至70％的可磁化和/或磁性颗粒有利地实现了图案的高磁化能力，同时具有强粘附性。就此而言，体积填充度约为50％是特别优选的。出于成本原因，特别有利的是，颜料包含有可磁化和/或磁性颗粒，因为这样就不必向着色剂和/或颜料额外提供可磁化颗粒。
优选地，可磁化颗粒具有颜料、陶瓷颗粒和/或稀土金属；磁性颗粒具有硬磁颗粒、颜料、微磁体、陶瓷颗粒和/或稀土金属；和/或可磁化和/或磁性颗粒的粒度分布的平均值小于2μm。硬磁颗粒是有利的，因为它们具有强磁场强度。颜料是有利的，因为它们既用作磁体又用作着色剂。陶瓷金属由于其耐化学性因而是有利的。稀土金属具有高磁场强度。如果可磁化颗粒是例如球形的，则粒度指示粒径。如果可磁化颗粒的形式是非球形的，则粒度是可磁化颗粒中出现的最长尺寸。由于颗粒粒度小，因此可磁化和/或磁性颗粒特别是在它们是已经处于磁化状态的硬磁颗粒时特别容易在外部磁场中定向，从而允许实现子区域的特别强的磁化。
优选地，印刷区域具有各向异性区域；各向异性区域具有带有优选磁化方向的磁各向异性；并且印刷区域具有另一各向异性区域，其中所述各向异性区域的所述优选磁化方向不同于另一各向异性区域的优选磁化方向。因此，可基于磁场强度矢量方向的改变以有利的简单方式来检测从一个子区域到另一子区域的转变。所述图案也可容纳通过磁场强度矢量的方向进行编码的附加信息。
优选地，来自一组的一条信息可根据该组中所包含的另一条信息来进行估计，所述组包括可从所述子区域磁性读取的一条信息，以及所述光学可读图案内所包含的一条光学可读信息。这允许信息被有利地编码。对信息进行的解码只有在读取光学可读数据和磁性可读数据两者的情况下才能发生。就此而言，优选地，来自所述组的一条信息具有逻辑密钥，并且可使用所述逻辑密钥来解码所述组中所包含的另一条信息和/或验证所述组中所包含的另一条信息。因此，用于解码加密数据的密钥与对象一起被提供。
所述对象优选地具有工业产品、工业生产的产品、活动门票、当地公共交通车票、通行费票、停车单、订单包装、产品包装、标签、和/或药物包装，并且优选地可从所述至少两个子区域推得产品标识、生产批号、生产地点、生产日期、有效期限、对象的测试机构认证标志、产品名称、序列号、特色产品符号和/或时间。
优选地，从所述至少两个子区域，可推得关于所述对象(1)在为使用所述对象而提供的装置中进行使用的用法信息。因此可实现装置中对象使用的自动化。
优选地，所述至少两个子区域中的一个基本上未被磁化，所述至少两个子区域中的一个具有垂直或平行于印刷区域的印刷表面的磁极定向和/或磁各向异性，和/或所述至少两个子区域具有可使用磁性读取方法来读取的二进制编码。当从基本上未磁化的子区域转变为磁化的子区域时或者当磁场强度矢量的定向垂直于或平行于印刷表面时，可发生有利的无误差读取。特别是在二进制编码是通过基本上未磁化的子区域和磁化的子区域来执行，或通过具有沿相反方向定向的磁场强度矢量的子区域来执行的情况下，可以以同样简单的方式来读取二进制编码。
根据本发明的用于将信息应用于包括印刷区域的对象的方法，其中在印刷区域中，提供有光学可识别图案，所述光学可识别图案用包含可磁化和/或磁性颗粒的有色印刷介质印刷而成，所述方法具有以下步骤：
提供印刷区域的彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域。所述提供可在将印刷区域应用于对象期间发生，或可在随后的任何点发生。优选地，通过所述至少两个子区域写入的信息可被删除和/或用新信息重写。因此可有利地以可变的方式在印刷区域中容纳信息。
为防止印刷之前可磁化和/或磁性颗粒的附聚，可搅拌印刷介质和/或可在印刷介质流中提供筛网，所述筛网的网孔被设定了尺寸，以便个别可磁化和/或磁性颗粒可穿透筛网，但是颗粒附聚物被筛网保留。
优选地，所述方法具有以下步骤：对印刷区域的至少一个子区域进行磁化，以便印刷区域包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域。
优选地，所述方法具有以下步骤：在所述印刷介质的粘合剂固化之前，在所述印刷区域的至少一个部分中形成磁场，从而沿着磁场的场线来定向所述印刷介质的所述可磁化和/或磁性颗粒，以便生成磁各向异性区域。这特别适合于在印刷介质中已经处于磁化状态的硬磁颗粒。具有不同磁学特性的子区域得以产生，因为可磁化和/或磁性颗粒由磁场定向，并且此定向通过粘合剂的固化而冻结在适当位置。使用至少两个子区域写入的信息可通过熔化粘合剂并在印刷区域的至少一部分中产生新的磁场而被删除和/或用新信息重写。
根据本发明的用于从包括印刷区域的对象读取信息的方法，其中在所述印刷区域中提供有光学可识别图案，所述光学可识别图案用包含可磁化和/或磁性颗粒的有色印刷介质印刷而成，并且其中所述印刷区域包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域，所述方法具有以下步骤：确定可从所述图案推得一条光学编码信息，以及确定可从磁性子区域磁性读取的一条磁编码信息。也可在光学编码信息和磁性编码信息中冗余地容纳一条信息。在此情况下，如果发生污染，仍可从磁性编码信息中可靠地读取信息。类似地，如果磁性编码信息已由磁场重写，则仍可从光学编码信息中可靠地读取信息。
优选地，所述方法具有以下步骤：根据所述光学编码信息和所述磁性编码信息确定一条额外的信息。优选地，磁性编码信息具有图案的子区域的磁各向异性。
附图说明
以下将基于随附示意图更详细地解释本发明。在附图中：
图1示出了第一对象，
图2示出了图1的细节，
图3示出了第二对象，
图4示出了第三对象，
图5示出了第四对象，以及
图6示出了第五对象。
附图标记列表
1 对象
2 印刷区域
3 图案
4 第一子区域
5 第二子区域
6 非均质区域
7 可磁化和/或磁性颗粒
8 有效期限
9 用法信息
10 认证标志
11 二进制编码
12 逻辑密钥
13 加密信息
14 边缘部分
具体实施方式
从图1以及图3至图6可见，对象1具有印刷区域2。在所述印刷区域2中提供有光学可识别图案3，所述光学可识别图案3用包含可磁化和/或磁性颗粒7的有色印刷介质印刷而成。所述印刷区域2包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域4、5。
不同的磁学特性可能是由于：所述至少两个子区域4、5被磁化或未被磁化；子区域4、5是硬磁的或软磁的；子区域4、5是磁各向异性的或磁各向同性的；子区域4、5在空间的不同方向上是各向异性的；和/或子区域4、5是铁磁的或非铁磁的。
印刷介质可以是例如磁性油墨。印刷介质或油墨具有体积填充度为40％至70％、特别是约体积填充度为50％的可磁化和/或磁性颗粒7。其余基本上是溶剂和/或粘合剂。印刷介质或油墨可具有着色剂和/或颜料。颜料可包含可磁化和/或磁性颗粒7，和/或颜料可由可磁化和/或磁性颗粒7组成。
可磁化和/或磁性颗粒7可具有硬磁颗粒、颜料、微磁体、陶瓷颗粒、和/或稀土金属。可磁化和/或磁性颗粒也可具有小于2μm的可磁化和/或磁性颗粒7的粒度分布的平均值。例如，可磁化和/或磁性颗粒7可以是球形的。在此情况下，粒度是粒径。也可设想可磁化和/或磁性颗粒7的形状是非球形的。在此情况下，粒度是在可磁化和/或磁性颗粒7中出现的最长尺寸。
在根据图1的第一对象1中，至少两个子区域4、5以独立于光学可识别图案3的方式放置，使得子区域4、5中的一个被放置为：其至少边缘部分14不与图案3的单色图案区的边缘部分重合。在第一对象1中，印刷区域2以单色印刷并且具有矩形形状。印刷区域2具有两个子区域4、5，其中子区域5具有特定的可读形状。在此情况下，特定的可读形状是字母，但也可设想它具有任何其他形状。印刷区域2的其余部分由子区域4构成。
图2示出了图1的细节，特别是印刷区域2的包含子区域4和子区域5两者的部分。从图2可见，子区域4、5都包含可磁化和/或磁性颗粒7。根据图2的可磁化和/或磁性颗粒7具有北极和南极，这意味着它们已被磁化。例如，根据图2的可磁化和/或磁性颗粒7可以是硬磁颗粒。在子区域5中，可磁化和/或磁性粒子7全部以相同方向定向，从而在子区域5中获得宏观磁化，这意味着子区域5被磁化。子区域4中的可磁化和/或磁性粒子7在空间方向上统计地定向，以便不会获得宏观磁化，这意味着子区域4未被磁化。
从图1和图2可见，印刷区域2具有至少一个非均质区域6，所述非均质区域6具有均匀的颜色和不均匀的磁化。作为对此的替代，可设想非均质区域6具有均匀的磁化和不均匀的颜色。也可设想印刷区域既具有带有均匀的颜色和不均匀的磁化的至少一个非均质区域6，也具有带有不均匀的颜色和均匀的磁化的至少另一个非均质区域6。
根据图3的第二对象1与根据图1和图2的第一对象1的不同之处在于子区域5是以有效期限8的形式来体现。此外，印刷区域2并非单色，而是包含写入。
根据图4的第三对象1具有至少两个子区域4、5，可根据所述至少两个子区域4、5推得第三对象1的测试机构认证标志10。从所述至少两个子区域4、5，也可推得关于所述对象1在为使用所述对象1而提供的装置中进行使用的用法信息9。例如，此用法信息可以是关于第三对象1插入装置中应取的方向的信息。
根据图4的至少两个子区域4、5继而具有可使用磁性读取方法来读取的二进制编码11。
根据图5的第四对象1是停车单。第四对象1具有光学可读信息印刷于其上的印刷区域2。应用可从至少两个子区域磁性读取的信息，例如时间。
根据图6的第五对象1特征在于：来自一组中的一条信息可根据该组中所包含的另一条信息进行评估，该组包括可从子区域4、5磁性读取的一条信息以及光学可识别图案3内所包含的一条光学可读取信息。来自组的一条信息具有逻辑密钥12，并且可使用该逻辑密钥12来解码组中所包含的另一条信息和/或验证该组中所包含的另一条信息。在根据图6的第五对象1中，逻辑密钥12由至少两个子区域4、5构成，并且加密信息13是通过光学可识别图案3来确定的。然而，也可设想逻辑密钥12由光学可识别图案3构成，并且加密信息由至少两个子区域4、5构成。
根据图1至图6的对象1可以是工业产品、活动门票、当地公共交通车票、通行费票、停车单、订单包装、产品包装、和/或药物包装。从根据图1至图6的对象1的至少两个子区域4、5，可推断出产品标识、生产批号、生产地点、生产日期、有限期限8、对象1的测试机构认证标志10、和/或时间。
用于将信息应用于根据图1至图6的对象1的方法具有以下步骤：将印刷区域2中的至少两个子区域4、5磁化成彼此具有不同的磁学特性。所述方法也可具有以下步骤：在印刷介质的粘合剂固化之前，在印刷区域的至少一部分中形成磁场，从而沿着磁场的场线来定向印刷介质的可磁化和/或磁性颗粒7，以便生成磁各向异性区域。所述方法也可具有以下步骤：在印刷介质的粘合剂固化之前，在印刷区域的另一部分中形成其磁场线沿着与磁场相反的方向来定向的另一磁场，从而沿着另一磁场的场线来定向印刷介质的可磁化和/或磁性颗粒7，以便生成另一磁各向异性区域。
用于从根据图1至图6的对象1读取信息的方法具有以下步骤：确定可从图案3推断出的一条光学编码信息，以及确定可从磁性子区域4、5磁性读取的一条磁编码信息。磁性编码信息可例如通过测量感应、霍尔效应、和/或磁电阻效应来确定。此外，所述方法可具有以下步骤：根据所述光学编码信息和所述磁性编码信息确定一条附加信息。磁性编码信息可具有图案的子区域的磁各向异性。
以下将基于四个实施例更详细地解释本发明。
在第一实施例中，对象1具有印刷区域2；在所述印刷区域2中提供有光学可识别图案3，所述光学可识别图案3用包含可磁化和/或磁性颗粒7的有色印刷介质印刷而成，并且所述印刷区域2包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域4、5，其中所述子区域4具有铁磁颗粒作为可磁化和/或磁性颗粒7，并且子区域5不具有可磁化和/或磁性颗粒7。
根据第一实施例的对象1可以以这样一种方式生产，从而使得彼此具有不同磁学特性的所述至少两个子区域4、5通过使用两种不同的印刷介质来在所述印刷区域2中进行磁化，其中子区域4的印刷介质包含铁磁颗粒，而子区域5的印刷介质不包含铁磁颗粒。所述两种印刷介质可具有相同颜色或可具有不同颜色。
在第二实施例中，一种用于将信息应用于包括印刷区域2的对象1的方法，其中在所述印刷区域2中提供有光学可识别图案3，所述光学可识别图案3用包含可磁化和/或磁性颗粒7的有色印刷介质印刷而成，所述方法具有以下步骤：在印刷图案3和/或输送印刷介质之前、在印刷图案3之前，通过筛网对印刷介质进行的搅拌，所述筛网的网孔被设定尺寸，以便个别可磁化和/或磁性颗粒7可穿过所述筛网，但颗粒附聚物被所述筛网保留；在所述印刷区域2中，对至少两个子区域4、5进行彼此具有不同磁学特性的磁化。第二实例在所述印刷介质是油墨的情况下特别合适。
在第三实施例中，对象1具有印刷区域2，在所述印刷区域2中设置有用包含可磁化和/或磁性颗粒7的有色印刷介质印刷而成的光学可识别图案3以便所述印刷区域2具有光学可读信息，并且其中所述印刷区域2具有彼此带有不同磁学特性的至少两个子区域4、5以便所述印刷区域2包含磁性可读信息，其中所述光学可读信息和所述磁性可读信息包含相同信息。在此情况下，图案3可与所述子区域4、5中的至少一个完全相同。同样地，所述至少一个子区域4、5可与所述图案3不同。在此情况下，例如，图案3正在写入，并且所述至少两个子区域4、5形成二进制码。
在第四实施例中，一种对象1具有印刷区域2，其中在所述印刷区域2中设置有光学可识别图案3，所述光学可识别图案3用包含可磁化和/或磁性颗粒7的有色印刷介质印刷而成，并且其中所述印刷区域2具有彼此带有不同磁学特性的至少两个子区域4、5。来自一组中的一条信息可根据该组中所包含的另一条信息进行评估，该组包括可从子区域4、5磁性读取的一条信息以及光学可识别图案3内所包含的一条光学可读取信息。来自所述组的一条信息具有逻辑密钥12，其中可使用所述逻辑密钥12来解码所述组中所包含的另一条信息和/或验证该组中所包含的另一条信息。在此情况下，子区域4、5中的至少一个是正方形，并且逻辑密钥12是所述正方形的大小。可替代地，图案3具有正方形，并且逻辑密钥12是正方形的大小。

Claims (17)

1.一种包括印刷区域(2)的对象(1)，其特征在于：
在所述印刷区域(2)中提供有光学可识别图案(3)，所述光学可识别图案(3)用包含可磁化和/或磁性颗粒(7)的有色印刷介质印刷而成，
所述印刷区域(2)包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域(4、5)。
2.根据权利要求1所述的对象(1)，其特征在于，所述至少两个子区域(4、5)以独立于所述光学可识别图案(3)的方式放置，使得所述子区域(4、5)中的一个被放置为：其至少一个边缘部分(14)不与所述图案(3)的单色图案区域的边缘部分重合。
3.根据权利要求1或2所述的对象(1)，其特征在于：
所述印刷区域(2)具有至少一个非均质区域(6)，所述非均质区域(6)具有：
均匀的颜色和不均匀的磁化，或均匀的磁化和不均匀的颜色。
4.根据前述权利要求中任一项所述的对象(1)，其特征在于：
所述印刷介质具有着色剂和/或颜料，
所述颜料包含所述可磁化和/或磁性颗粒，和/或
所述印刷介质具有体积填充度为40％至70％的可磁化和/或磁性颗粒。
5.根据前述权利要求中任一项所述的对象(1)，其特征在于：
所述可磁化颗粒(7)具有颜料、陶瓷颗粒、和/或稀土金属，
所述磁性颗粒具有硬磁颗粒、颜料、微磁体、陶瓷颗粒、和/或稀土金属，和/或
所述可磁化和/或磁性颗粒(7)的粒度分布的平均值小于2μm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的对象(1)，其特征在于：
所述子区域中的一个是各向异性区域，所述各向异性区域具有优选磁化方向的磁各向异性，并且
所述子区域中的另一个是另一各向异性区域，所述各向异性区域的所述优选磁化方向不同于该另一各向异性区域的优选磁化方向。
7.根据前述权利要求中任一项所述的对象(1)，其特征在于，来自一组的一条信息可根据该组中所包含的另一条信息来进行估计，其中，所述组包括：可从所述子区域(4、5)磁性读取的一条信息，以及所述光学可读图案(3)内所包含的一条光学可读信息。
8.根据权利要求7所述的对象(1)，其特征在于，来自所述组的一条信息具有逻辑密钥(12)，并且所述逻辑密钥(12)可用来解码所述组中所包含的另一条信息和/或验证所述组中所包含的另一条信息。
9.根据前述权利要求中任一项所述的对象(1)，其特征在于：
所述对象(1)具有工业产品、工业生产的产品、活动门票、当地公共交通车票、通行费票、停车单、订单包装、产品包装、标签、和/或药物包装，并且
可从所述至少两个子区域(4、5)推得产品标识、生产批号、生产地点、生产日期、有效期限(8)、对象(1)的测试机构认证标志(10)、产品名称、序列号、特色产品符号、和/或时间。
10.根据权利要求9所述的对象(1)，其特征在于，还可从所述至少两个子区域(4、5)中推得关于所述对象(1)在为使用所述对象(1)而提供的装置中进行使用的用法信息(9)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的对象(1)，其特征在于：所述至少两个子区域(4、5)中的一个(4)基本上未被磁化，
所述至少两个子区域(4、5)中的一个具有垂直于或平行于所述印刷区域的印刷表面的磁极方向和/或磁各向异性，和/或
所述至少两个子区域(4、5)具有可使用磁性读取方法来读取的二进制编码(11)。
12.一种用于将信息应用于包括印刷区域(2)的对象(1)的方法，其特征在于，在所述印刷区域(2)中提供有光学可识别图案(3)，所述光学可识别图案(3)用包含可磁化和/或磁性颗粒(7)的有色印刷介质印刷而成，所述方法包括：
提供所述印刷区域(2)的彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域(4、5)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，包括：
对所述印刷区域(2)的至少一个子区域(4、5)进行磁化，以使得所述印刷区域(2)包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域(4、5)。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，包括：
在所述印刷介质的粘合剂固化之前，在所述印刷区域的至少一个部分中形成磁场，从而沿着所述磁场的场线来定向所述印刷介质的所述可磁化和/或磁性颗粒，以用来生成磁各向异性区域。
15.一种用于从包括印刷区域(2)的对象(1)读取信息的方法，其特征在于，在所述印刷区域(2)中提供有光学可识别图案(3)，所述光学可识别图案(3)用包含可磁化和/或磁性颗粒(7)的有色印刷介质印刷而成，并且所述印刷区域(2)包含彼此具有不同磁学特性的至少两个子区域(4、5)，所述方法包括：
确定可从所述图案(3)推得的一条光学编码信息，以及
确定可从所述磁性子区域(4、5)磁性读取的一条磁性编码信息。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，包括根据所述光学编码信息和所述磁性编码信息确定一条额外的信息。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述磁性编码信息具有所述图案的子区域的磁各向异性。
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