CN213659453U - 一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，包括外壳、安装在外壳上的包括电子识别模组的电子图像处理模块、电子摄像头，在所述的电子图像处理模块上设置850nm或900nm红外LED灯珠，在该红外LED灯珠的前方设置二层由扩散膜和扩散板构成的组合板，一层靠近灯珠，一层在有开孔的镜头遮光挡板上方，红外光透过二层组合板均匀射向反光包装材料表面；电子摄像头采用锥形镜头，锥形镜头正对着遮光挡板的开孔，该镜头的安装角为避开镜头本影的最小角度，在反光包装材料表面的可观察范围为15*10mm左右，该范围可根据隐形码设计尺寸适当调整。本发明便于携带和维护，解决了镜头本影和反光包装材料表面点光源的反光问题。

Description

一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置

技术领域

本实用新型涉及防伪技术，尤其是一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置。

背景技术

商品防伪大多采用油墨、纸张以及数字码实现防伪，不仅要求满足一般的大众鉴别的需要，还能符合政府部门监管仲裁作用，通过防伪信息的特殊性、个性化，来准确辨别真伪。这也就是现代防伪的新概念，即一线的大众防伪、二线的仪器识别和三线的专家智能鉴别防伪相结合，走一条综合防伪技术的道路。

最近一种利用红外油墨印刷数字码的隐形码技术，逐渐成为一个发展方向，是从根本上杜绝假防伪标签的行之有效的方法之一。而隐形码就是在纸介质上实现隐形码个性化数据的加载。在现有的印刷环境中通过本申请人开发的专用数字防伪码转化喷码程序，实现了在标签或包装盒表面喷出加密后的隐形码，并通过本申请人的专用识别仪器解析隐形码的相关内容信息

在现有的防伪印刷技术上，通常可分为显性及隐性两种。显性：就是消费者无需借助特殊工具，用肉眼或温度，光线即可鉴别真假。隐性：就是专业人士借助特殊工具鉴别真假。在解决消费者肉眼识别的同时，又如何满足管理者的稽查识别，而又不易被伪造，使造假者无法复制。为稽查人员提供质量追溯、召回、打假的信息支撑是本领域技术人员所追求的。

在应用环节中，为了降低成本和贴标工作量，产品的隐形码是直接喷涂在产品的包材表面，而很多包材为了美观，采用了多种类型的反光包装材料，当红外隐形油墨喷涂在反光包装材料表面后，使用普通的电子识别装置读取喷涂的隐形码时，会发生很强的反光情况，使得电子摄像头无法获取有价值的图片，从而无法通过图像识别进行隐形码的解析和识别，如何解决反光包装材料表面喷涂隐形码的识别问题是一个技术难题。

技术术语：

1．隐形码技术：隐性码就是考虑印刷网屏或喷码设备特性的信息埋入码。隐形码与二维条码不同，是它无需特定的空间就可以埋入大量信息。印刷物是通过网点来描绘图像的，但在印刷物的表面，我们肉眼是看不到这些小网点的，那么，如果通过改变这些小网点的几何学的或物理学的形态来记录信息，同时又不改变网点的灰度值，就可做到既不破坏印刷图像的质量，又可以隐形的形式记录信息从而代替条码，隐形码就是基于这种想法研发的。如：通过改变网点的不同位置、方向、形状、或将网点打散的方式，就可以很好将信息隐藏在图像中。

2．背光源技术：

1）液晶显示器，或称LCD(Liquid Crystal Display)为非发光性的显示装置，须要借助背光源才能达到显示的功能。背光源性能的好坏除了会直接影响LCD显像质量外，背光源的成本占LCD模块的3-5%，所消耗的电力更占LCD模块的75%，可说是LCD模块中相当重要的零组件。高精细、大尺寸的LCD，必须有高性能的背光技术与之配合，因此当LCD产业努力开拓新应用领域的同时，背光技术的高性能化（如高亮度化、低成本化、低耗电化、轻薄化等）亦扮演着幕后功臣的角色。

2）光源组成，主要由光源、导光板、光学用膜片、塑胶框等组成。背光源具有亮度高、寿命长、发光均匀等特点。目前主要有EL、CCFL及LED三种背光源类型，依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式。随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，侧光式CCFL式背光源成为目前背光源发展的主流。其中，电致发光（EL）背光源体薄、量轻，提供的光线均匀一致，它的功耗很低，要求的工作电压为80～100Vac，提供工作电压的逆变器可把5/12/24Vdc的输入变换为交流输出。但EL背光源的使用寿命有限（在50%亮度条件下的平均使用寿命为3000～5000小时，在更高的亮度水平上使用寿命将大为缩短），因此，理想的EL背面照明用逆变器允许输出电压和频率随着EL灯泡的老化而增加，从而延长采用EL的背面照明光源的显示器的有效使用寿命。

EL背面照明对于像手表、数字台式钟和单色PDA等需要极度微弱的照明以便在光线朦胧或昏暗条件下使用的小型反射式LCD应用而言是较为适用的。然而，低效率、低亮度以及短寿命使其不适用于诸如膝上型电脑和平板桌上型监视器所要求的大型LCD这样的透射型背面照明用途。

LED背光源的使用寿命比EL长（超过5000小时），且使用直流电压，通常应用于小型的单色显示器，比如电话、遥控器、微波炉、空调、仪器仪表、立体声音频设备等。但是，其亮度目前也不足以为大型透射式显示器提供背面光源。LED背光源与CCFL背光源在结构上基本是一致的，其中主要的区别在于LED是点光源，而CCFL是线光源。

小型冷阴极荧光灯(CCFL）提供了用于大型LCD所需的亮度和寿命（以及灯光管制能力），这就是它至今仍是背光照明最为常用的方法的原因。但是，热量堆积是一个值得关注的问题。

3）导光板，用于引导光的散射方向，用来提高面板的亮度，并确保面板亮度的均匀性，导光板的良莠对背光板影响甚大，因此，侧光式背光板中导光板的设计制作是关键技术之一。导光板是利用挤出成型的方法将丙烯压制成表面光滑的板块，然后，用具有高反射且不吸光的材料，在导光板的底面用网版印刷的方式印上扩散点，冷阴极荧光灯位于导光板侧边的厚端，冷阴极管所发出的光利用反射往薄的一端传导，当光线射到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出，利用各种疏密、大小不一的扩散点，可使导光板均匀发光。反射板的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。

导光板按照工艺流程不同又可分为印刷式及非印刷式，印刷式是在压克力平板上用具高反射率且不吸光的材料，在导光板底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点。非印刷式则是利用精密模具使导光板在射出成型时，在丙烯材料中加入少量不同折射率的颗粒状材质，直接形成密布的微小凸点，其作用有如网点。印刷法的效果不如非印刷法。非印刷法效果优异，使用人数少，速度快，效率高，但是技术门槛很高，需要掌握精密射出成型，精密模具，光学等技术才能掌握。目前世界上有三家企业精于此道，市场份额分别是旭化成（35%）、三菱（25%）、Kuraray（18%）、其余大多是印刷法生产的导光板。同时旭化成也是有机玻璃材料的最大提供商，占据市场超过50%的份额。而三菱在有机玻璃生产加工技术方面是全世界最优秀的。目前国内厂商大多仍采用印刷式的导光板作为导光组件，印刷式的导光板具有开发成本低及生产快速的优点，而非印刷式的技术难度较高，但在亮度上表现优异。

存在的技术瓶颈：根据形状可分为平板及楔形板，平板多应用于监视器，楔型板多用于笔记型计算机。至于扩散板的主要用途在于提高正面的亮度。扩散板让光的分布更加均匀，从正面看不到反射点的影子。由于光自扩散板射出后，其光的指向性非常差，必须利用棱镜片来修正光的方向，达到聚光的效果，提高正面的亮度。

可见，背光模组的作用无非就是把点光源或线光源发出的光通过漫反射使之成为面光源。但搭配不同数量的灯管时，其表面的纹理会有不同的变化，背光板的设计涵盖了光学设计、精密模具以及蚀刻、印刷等精密科技。

4）扩散膜，多数扩散膜的基本结构是在透明基材上如PET膜的两面涂上光学散光颗粒。光线透过以PET作为基材的扩散层，会从折射率相异的介质中穿过，使得光发生许多折射、反射与散射的现象，可修正光线成均匀面光源以达到光学扩散的效果。

在背光源结构中主要起到修正扩散角度的作用，会使光辐射面积增大，但是降低了单位面积的光强度，即减低辉度。发光光源经扩散材料扩散之后，能变成面积更大，均匀度较好，色度稳定的2次光源。具有扩散光线的作用，即光线在其表面会发生散射，将光线柔和均匀的散播出来。

LCD显示器的分类，有侧投式，直下式两类，其中，用于侧投式的扩散材料称为扩散膜（或扩散片）；在直下式背光光源中则应用到了两种扩散材料，一种是扩散膜，一种是扩散板。扩散膜的重要指标为全光透过率及雾度。XLK100扩散膜功能为提供液晶显示器一个均匀的面光源，一般传统的XLK100扩散膜主要是在扩散膜基材中，加入一颗颗的化学颗粒，作为散射粒子，而现有之扩散板其微粒子分散在树脂层间，所以光线在经过扩散层时，会不断的于2个折射率相异的介质中穿过，故光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便造成了光学扩散的效果。正常情形下，背光模块需要上、下两片扩散膜，其中上扩散膜的部分，由于靠近观察者视线，质量要求高、对瑕疵容忍度低，售价高于下扩散膜。

5）分离膜，一种具有微细多孔结构的金属膜片。微孔可限制普通气流，而容许扩散流通过，因此可以利用质量差异来进行同位素分离。如气体扩散法分离铀同位素时，分离膜大多采用烧结镍，也有采用陶瓷或聚四氟乙烯制成。每平方厘米的膜片上有几亿个微孔，孔径约为0.01-0.03微米。它们必须满足分离工艺的要求，在热的、有腐蚀性的六氟化铀工艺气体中，仍然保持稳定性、可靠性和一定的机械强度。

传统电子影像识别装置中光源处理形式不满足针对反光包装材料表面隐形码电子图像识别使用需求；摄像头本身在反光包装材料表面有本影，影响后期图像识别效果。通过新的光源结构设计，解决反光包装材料表面点光源的反光问题。

需要采用特殊的光源处理和图像识别方法，才能实现获取一张满意的反光包装材料表面的隐形码电子照片，从而通过图像识别技术，解析加密的隐形码内容。

发明内容

本实用新型目的在于，提供一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，通过特殊的镜头处理和观察角度变化，解决镜头本影和反光包装材料表面点光源的反光问题，从而获取一张相对清楚的隐形码电子图像。

本实用新型目的通过下述方案实现：一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其目标识别平面为反光包装材料表面，包括外壳、安装在外壳上的电子图像处理模块、电子摄像头，其中，

在所述的电子图像处理模块上设置850nm或900nm红外LED灯珠，在该红外LED灯珠的前方设置二层由扩散膜和扩散板构成的组合板，一层靠近灯珠，一层在有开孔的镜头遮光挡板上，红外光透过二层组合板均匀射向反光包装材料表面；

所述的电子摄像头采用锥形镜头，锥形镜头正对着遮光挡板的开孔，该镜头的安装角为避开镜头本影的最小角度，在反光包装材料表面的可观察范围为15*10mm左右，该范围可根据隐形码设计尺寸适当调整。

本实用新型参考了液晶屏制造工艺环节的相关工艺和材料，而设计的一种新型的反光材质表面隐形码电子识别装置，通过使用扩散膜和扩散板相结合的形式，将LED红外灯珠的光线均匀的照射在反光材质的表面；另外，通过改变电子摄像头的观察角度，避开镜头在反光材料表面的本影，从而获取一张清晰度较好的电子图片，不仅解决了在反光的物体表面识别隐形码的问题，同时该设备也能应用于低反光材料表面的隐形码识别。

在上述方案基础上，所述的遮光挡板采用白色的表面磨砂的不透明塑料板材，以保证遮光挡板不被红外线穿透，利用了红外线摄像头对于高反光和白色的无热量物体表面，呈现出白色的特点，将摄像头在反光包装材料表面约直径12mm的本影部分缩小至2-3mm直径的本影，大大缩小了摄像头的本影，同时避免了镜头观察角度过大，造成摄像头捕获的图像畸变过大的问题。

在上述方案基础上，利用光线的折射原理，将识别设备底部切割一个角度，达到锥形摄像头与识别材料表面略微倾斜一定角度，以避开镜头本影的最小角度，一般经验值是8-10°左右，即可避开摄像头的本影，获取一张清晰的反光材质表面喷涂的隐形码的电子图像，也避免角度过大造成捕获图片内容畸变太大。从而可以通过专用的软件解析隐形码的内容，并访问云平台，获取隐形码相关联产品信息。

在上述方案基础上，所述的组合板采用PET扩散膜和厚度为1-2mm的扩散板，该PET扩散膜粘贴在扩散板上。

所述的PET扩散膜可以为0.075mm左右的膜材。

在上述方案基础上，第一层组合板的PET扩散膜朝上，对着红外LED灯珠的距离不小于5mm，第二层组合板与第一层组合板安装方向相同，且二层组合板的间距不小于10mm。

在上述方案基础上，所述的镜头遮光挡板厚度为1-2mm，开孔的直径为锥形镜头尺寸增加0. 5mm。

在上述方案基础上，在电子图像处理模块中，有USB接口，通过OTG数据线与手机或电脑连接。

所述的电子识别模组的分辨率以不低于50万像素为宜，如50、100、150、200、250、300等，以100万像素左右为宜。

在上述方案基础上，在识别装置的底部切出一个与避开镜头本影的最小角度相同角度的斜面，并在宽度的2/3处开始，再切出一个4-5°的切角，以应对表面不平整或圆弧面的隐形码识别情况。

在上述方案基础上，所述的反光包装材料主要包有金银卡纸、铝箔、银光纸、真空镀铝膜、镭射膜或镭射纸等。

上述反光包装材料表面红外隐形码识别装置应用方法如下：将该红外隐形码识别装置通过自带的USB数据线8与手机或电脑连接，下载专用识别软件识别出隐形码，并访问云数据平台，获取相关隐形码关联的相关信息，然后在访问端展示与隐形码相关联的信息。

本实用新型与现有识别设备比，优越性在于：通过比较简单的结构实现了特殊隐形码的电子识别图像，从而降低了设备的成本。

本实用新型识别设备采用免驱设计，连接电脑和手机极其方便，便于设备的使用和推广。

本实用新型识别设备便于携带和维护，有利于特殊隐形码的应用推广。

附图说明

图1本实用新型结构示意图；

图2组合板一51剖面示意图；

图3锥形镜头与遮光挡板结构示意图；

图4为实施例1组合板安装位置示意图；

图5为实施例2本实用新型结构示意图；

图6用于弧形面反光包装材料识识别的示意图；

图中标号说明：

1——外壳；

2——电子图像处理模块；

3——电子摄像头；

4——红外LED灯珠

5——扩散组合板；51、52——组合板一、二；

6——遮光挡板；61——开孔；

7——反光包装材料；71——镜头本影；72——可观察范围；

7’——弧形反光包装材料；

8——USB数据线；

9——手机或电脑类终端；

10——云数据平台。

具体实施方式

实施例1

如图1至4所述，一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其目标识别平面为反光包装材料7的表面，包括筒状的外壳1、安装在该外壳1上的包括电子识别模组的电子图像处理模块2、电子摄像头3，如图1所示，该外壳1上自上而下依序设有电子图像处理模块2、电子摄像头3、850nm红外LED灯珠4、扩散组合板5和遮光挡板6，其中，在所述的电子图像处理模块2安装在外壳1的顶部，在该电子图像处理模块2的下方围绕电子摄像头3均布二个以上的850nm或900nm红外LED灯珠，在该红外LED灯珠4下方设置二层由扩散膜和扩散板构成的组合板5，组合板一51靠近红外LED灯珠4，组合板二52在有开孔61的遮光挡板6上方，红外光透过二层组合板均匀射向反光包装材料7反光表面；

所述的电子摄像头3采用锥形镜头，锥形镜头正对着遮光挡板6的开孔61，该锥形镜头的安装角α为避开镜头本影71的最小角度，在反光包装材料7高反光表面的可观察范围为15*10mm。

如图1或3所示，所述的遮光挡板6采用白色的表面磨砂的不透明塑料板材，利用红外线摄像头对于高反光和白色的无热量物体表面，呈现出白色的特点，将摄像头在反光包装材料表面约直径12mm的本影部分缩小至约2-3mm直径的本影。

本实施例中，所述的锥形摄像头的安装角α为8-10°。

本实施例中，组合板一、二51、52有相同的层状结构，如图2所示，为组合板一51剖面示意图，组合板一51采用PET扩散膜511和厚度为1-2mm的扩散板512，该PET扩散膜511通过粘贴层513粘贴在扩散板512上。

如图1和4所示，组合板一51的PET扩散膜511朝上，对着红外LED灯珠4的距离不小于5mm，组合板二52与组合板一51相同方向安装，且组合板一、二的间距不小于10mm。

如图1或3所示，所述的遮光挡板6厚度为1-2mm，开孔的孔径为锥形镜头尺寸增加0.5mm。

在电子图像处理模块2中，有USB接口，经USB数据线8与电脑或手机等移动终端连接。

本实施例选取电子识别模组的分辨率约100万像素。

本实施例中各模块的工作逻辑原理：

通过图1的结构，计算出避开镜头在反光包装材料表面的本影角度，调节设备底部的切角使得锥形镜头在反光包装材料表面可视范围内避开自身的本影。按照图2对扩散膜或扩散板进行改进，构成PET扩散膜和扩散板的扩散组合板，并按照图3制作镜头遮光挡板；扩散组合板的安装位置，如图4所示。

然后再识别装置的底部切出一个相同角度的斜面，如图5，其中在图5中，识别设备的底部除了切出一个避开镜头本影的最小角度以外，还会从宽度的2/3处开始，再切出一个4°左右的切角，以应对表面不平整或圆弧面的隐形码识别情况；

将设备至于反光包装材料表面，将设备的USB线连接到电脑或手机，通过专用的软件，实时展现设备观察到的图片信息，当软件中识别图像内出现红外隐形码后，系统将自动识别隐形码的内容，并访问隐形码云服务器，获取该隐形码的关联数据信息。

本实用新型通过比较简单的结构实现了特殊隐形码的电子识别图像，从而降低了设备的成本。采用免驱设计，连接电脑和手机极其方便，便于本实用新型的使用和推广。识别设备结构简单，便于携带和维护，有利于特殊隐形码的应用推广。

实施例2

如图5所示，其他结构与实施例1相同，只是为应对表面不平整或圆弧面的隐形码识别情况，对外壳的底部作了结构改进。

一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其目标识别平面为反光包装材料7反光表面，包括筒状的外壳1、安装在该外壳1上的包括电子识别模组的电子图像处理模块2、电子摄像头3，如图5所示，该外壳1上自上而下依序设有电子图像处理模块2、电子摄像头3、850nm或900nm红外LED灯珠4、扩散组合板5和遮光挡板6，其中，在所述的电子图像处理模块2安装在外壳1的顶部，在该电子图像处理模块2的下方围绕电子摄像头3均布二个以上的850nm红外LED灯珠，在该红外LED灯珠4下方设置二层由扩散膜和扩散板构成的组合板5，组合板一51靠近红外LED灯珠4，组合板二52在有开孔61的遮光挡板6上方，红外光透过二层扩散组合板均匀射向反光包装材料7反光表面；

所述的电子摄像头3采用锥形镜头，锥形镜头正对着遮光挡板6的开孔61，该锥形镜头的安装角α为避开镜头本影71的最小角度，在反光包装材料7反光表面的可观察范围为15*10mm左右。

在识别装置的底部外壳切出一个与避开镜头本影的最小角度相同角度的斜面，经验值一般是8～10°，并在宽度的2/3处开始，再切出一个向上4～5°的切角。在弧面反光包装材料7’的表面，可以将识别设备从第一个切面转动到第二个切面，操作如图6里的箭头指示，在识别设备转动过程中，软件图像视窗里会实时显示反光材料表面的隐形码，在出现相对较清楚的隐形码图案后，即可停止转动识别设备，此时识别软件一般即可识别出该隐形码，此时间小于1秒。

如图6，将隐形码识别装置通过自带的USB数据线8与手机或电脑终端9连接，下载专用识别软件，该软件会自动解析识别出隐形码，并访问云数据平台10，获取相关隐形码关联的相关信息，然后再访问端展示隐形码相关联的信息，按下述步骤：

将设备通过自带的USB连接到电脑或手机；

电脑或手机下载并安装识别隐形码的专用程序；

打开识别软件，连接本实用新型装置，软件提示设备已连接成功后，将本实用新型隐形码识别装置至于被识别物体的表面，移动隐形码识别设备，并观察软件监控界面的图像，是否出现隐形码的图像；

当软件界面里出现隐形码图像时，软件会自动识别出隐形码图案的响应隐形码内容，并自动访问云数据平台，查询之前该隐形码关联的相关产品信息并展示。

Claims (11)

1.一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其目标识别平面为反光包装材料表面，包括外壳、安装在外壳上的包括电子识别模组的电子图像处理模块、电子摄像头，其特征在于，

在所述的电子图像处理模块上设置850nm或900nm红外LED灯珠，在该红外LED灯珠的前方设置二层由扩散膜和扩散板构成的组合板，一层靠近灯珠，一层在有开孔的镜头遮光挡板上方，红外光透过二层组合板均匀射向反光包装材料表面；

所述的电子摄像头采用锥形镜头，锥形镜头正对着遮光挡板的开孔，该镜头的安装角为避开镜头本影的最小角度，在反光包装材料表面的可观察范围为15*10mm。

2.根据权利要求1所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，所述的遮光挡板采用白色的表面磨砂的不透明塑料板材，利用红外线摄像头对于高反光和白色的无热量物体表面，呈现出白色的特点，将摄像头在反光包装材料表面直径约12mm的本影部分缩小至约2-3mm直径的本影。

3.根据权利要求1所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，所述的锥形镜头通过识别设备底部切割角度为8～10°的斜边，使得锥形镜头和识别表面的夹角在8～10°之间，避开镜头开孔在反光表面的本影。

4.根据权利要求1所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，所述的组合板采用PET扩散膜和厚度为1-2mm的扩散板，该PET扩散膜粘贴在扩散板上。

5.根据权利要求1或4所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，所述的扩散膜为PET扩散膜，厚度为0.075mm。

6.根据权利要求1或4所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，第一层组合板的PET扩散膜朝上，对着红外灯珠的距离不小于5mm，第二层组合板与第一层组合板同向安装，且两层组合板的间距不小于10mm。

7.根据权利要求1或2所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，所述的遮光挡板厚度为1-2mm，开孔的孔径为锥形镜头尺寸增加0. 5mm。

8.根据权利要求1所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，在电子图像处理模块中，有USB接口。

9.根据权利要求1或8所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，选取电子识别模组的分辨率不低于50万像素。

10.根据权利要求1或3所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，在识别装置的底部外壳切出一个与避开镜头本影的最小角度相同角度的斜面，并在宽度的2/3处开始，再切出一个4-5°的切角。

11.根据权利要求1所述的一种反光包装材料表面红外隐形码识别装置，其特征在于，反光包装材料包括金银卡纸、铝箔、银光纸、真空镀铝膜、镭射膜或镭射纸。

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