СИСТЕМА СИГНАЛОВ И ОПОЗНАВАНИЯ ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК G01N21/55 

Область техники

Приводится описание систем определения отличий спектральных характеристик различных оптических покрытий, расположенных между передатчиком и приемником, и соответствующих способов. Системы и способы позволяют определить, имеет ли оптическое покрытие авторизованную спектральную характеристику, которая может быть использована в различных применениях, включая определение того, авторизован или нет продукт с этим оптическим покрытием для использования с другим продуктом.

Уровень техники

В условиях современного конкурентного рынка непрерывно растут расходы на создание, поддержание и развитие новых рынков и доли на рынке. В результате увеличивается потребность в технологиях, которые без больших затрат гарантируют, что вложения компании ("первой компании") в продукт и(или) место на рынке защищены от попыток других компаний попасть на рынок вслед за первой компанией. Другими словами, компаниям требуются средства для защиты разработанного ими продукта от подделок и(или) попыток продажи по более низкой цене новичками рынка, которые, воспользовавшись результатами исследований и разработок первой компании, могут производить поддельный или более дешевый продукт, не затратив средств на его разработку. Кроме того, для первой компании, которая также могла вложить большие средства в создание торговой марки и(или) репутацию продукта, важно защитить торговую марку и(или) репутацию и соответствующие поступления от реализации продукта путем сокращения возможности конкурентам производить и продавать аналогичные или производящие впечатление схожести продукты, которые могут быть использованы вместе с продуктами компании.

Последнее особенно важно для компаний, продающих расходуемые продукты, и в случаях, когда конкурент может захотеть продавать конкурентный продукт для пополнения запаса, для использования совместно с некоторым устройством первой компании. Например, первая компания могла разработать систему раздачи продукта, в которой используется раздаточное устройство, включающее расходуемый компонент в форме картриджа или иной тары. В этом случае расходуемый компонент периодически пополняется после его использования, и первая компания может рассчитывать на возмещение расходов на разработку раздаточного устройства благодаря многократным продажам расходуемого компонента. Конкуренты часто стараются снижать цены расходуемых компонентов, производя "неавторизованные" расходуемые компоненты, которые могут быть использованы с раздаточным устройством первой компании, не неся при этом расходов на разработку ни более дорогого раздаточного устройства, ни(или) расходуемого компонента. Хотя в прошлом использовались различные решения, направленные на то, чтобы осложнить конкурентам успешное использование неавторизованного расходуемого компонента в различных раздаточных устройствах, все еще сохраняется потребность в более дешевых решениях, позволяющих предотвратить использование неавторизованного продукта с определенными устройствами с тем, чтобы защитить торговую марку и(или) доходы от реализации авторизованного продукта. Кроме того, менее дорогие решения могут способствовать увеличению числа продуктов, в которых процесс установления подлинности мог бы применяться к различным парам продуктов.

В известных системах используются самые разные методы, обеспечивающие сочетание основного продукта/расходуемого продукта, ограничивающее или предотвращающее возможность использования неавторизованных расходуемых продуктов с основным продуктом. Эти методы включают использование штрихкода, радиочастотных идентификаторов и др. В то время как каждый из этих методов может быть эффективным, все равно, как отмечалось выше, существует потребность в более дешевых решениях.

Обзор уровня техники показывает, что передатчики и приемники на светоизлучающих диодах (СД) в прошлом не использовались в качестве средств обеспечения взаимного кодирования пар "основной продукт/расходуемый продукт".

Например, в патентной публикации US 2009/0177315 (Goeking) раскрывается способ раздачи авторизованного продукта, загруженного в раздаточное устройство, посредством оптического распознавания идентифицирующего индикатора, ассоциированного с продуктом. Идентифицирующие индикаторы включают одну или более метку, фосфоресцирующую при освещении источником света.

В патентной публикации US 2010/0147879 (Ophardt) раскрывается сменный кодирующий компонент, включающий волновод с фотохромной частью. В процессе использования вводят электромагнитное излучение в один конец волновода и обнаруживают электромагнитное излучение на выходе волновода, по которому определяют, содержит ли материал одно или более совместимых фотохромных соединений.

В патентной публикации US 2010/0036528 (Minard) раскрывается раздаточное устройство, использующее систему управления, принимающую информацию, специфичную для упаковки, посредством оптического сканера или радиочастотного датчика. Радиочастотный датчик входит в систему приема данных, использующую технологию радиочастотной идентификации (RFID - от англ. radio frequency identification). Радиочастотные сканеры принимают и анализируют радиосигналы, излучаемые радиожетоном.

В US 5862844 (Perrin) раскрывается система управления раздаточным устройством, имеющим один или более источников света и один или более оптических датчиков со схемой управления. Схема управления реагирует на по меньшей мере один из оптических датчиков, разрешая выдачу материала. Схема управления обеспечивает приведение в действие раздаточного устройства сверху, когда контейнер находится непосредственно под выходным отверстием.

В US 7621426 (Reynolds) раскрывается система для раздачи продукта, использующая кодирующее устройство с электронной запиткой и(или) идентификационный код из аутентичного сменного контейнера. Система использует частотный отклик в ближнем электромагнитном поле для определения совместимости сменного контейнера.

В патентной публикации US 2009/0276091 (Duha) раскрывается устройство для анализа считываемых меток для гарантии использования аутентичной краски в краскораспылителях.

Раскрытие изобретения

Приводится описание предложенных в изобретении систем для определения отличий спектральной характеристики различных оптических покрытий, расположенных между передатчиком и приемником, и соответствующих способов. Описанные системы позволяют определить, обладает ли оптическое покрытие авторизованной спектральной характеристикой и, далее, авторизован ли продукт с этим оптическим покрытием для применения с другим продуктом.

В соответствии с первой особенностью, предложена система для определения различий в спектральной характеристике одного или более оптических покрытий на подложке, находящейся между передатчиком и приемником, включающая: передатчик, функционально расположенный вблизи оптического покрытия для излучения первого светового сигнала на оптическое покрытие; приемник, функционально расположенный вблизи оптического покрытия для приема света, отраженного от оптического покрытия; и электронную схему приемника, функционально соединенную с приемником для интерпретации (дешифрирования) отраженного на приемник света в сравнении его с авторизованным сигналом и определения, является ли это оптическое покрытие авторизованным или неавторизованным оптическим покрытием. В предпочтительном варианте выполнения в качестве передатчика используется светодиодный (СД) источник света.

В другом варианте выполнения система включает по меньшей мере два передатчика, каждый из которых излучает на оптическое покрытие свет со своей, отличающейся, длиной волны.

В одном варианте выполнения передатчик излучает свет на общее оптическое покрытие, а оптическое покрытие имеет различные отражающие свойства на каждой длине волны света.

В другом варианте выполнения авторизованный сигнал представляет собой комбинацию принятых сигналов, поступивших от каждого передатчика.

В еще одном варианте выполнения оптическое покрытие включает по меньшей мере два оптических покрытия, и каждое оптическое покрытие сопряжено с соответствующей парой передатчик/приемник.

В другом варианте выполнения каждый передатчик каждой пары передатчик/приемник излучает свет на своей, отличающейся, длине волны. По меньшей мере два оптических покрытия могут также иметь различные отражающие свойства.

В другом варианте выполнения оптическое покрытие включает по меньшей мере два пространственно разделенные оптические покрытия и одну пару передатчик/приемник, при этом свет от передатчика отклоняется через оптическую систему на каждое из по меньшей мере двух пространственно разделенных оптических покрытий и отраженный свет от каждого из по меньшей мере двух пространственно разделенных оптических покрытий принимается в приемнике пары передатчик/приемник.

В одном варианте выполнения каждое из по меньшей мере двух пространственно разделенных оптических покрытия обладает разными отражающими свойствами.

В еще одном варианте выполнения подложка выполнена вращающейся и включает по меньшей мере одно оптическое покрытие, которое вращается мимо точки отражения на подложке для пары передатчик/приемник. Подложка также может включать по меньшей мере два оптических покрытия, имеющие разные отражающие свойства.

В одном варианте выполнения по меньшей мере два оптических покрытия имеют по существу одинаковый цвет и разные отражающие свойства.

В другом варианте выполнения СД представляет собой многоцветный СД, обеспечивающий последовательную генерацию излучения по меньшей мере на двух длинах волн, при этом приемник принимает соответствующий отраженный сигнал на по меньшей мере двух длинах волн.

В другом варианте выполнения используется импульсный входной световой сигнал(-ы).

Согласно другой особенности, в изобретении предложена система для определения различий в спектральной характеристике по меньшей мере двух оптических покрытий на подложке, включающая по меньшей мере одну пару передатчик/приемник, содержащую передатчик и приемник, причем передатчик предназначен для излучения светового сигнала на первое и второе оптические покрытия на подложке, система включает оптический элемент, расположенный вблизи передатчика для отклонения части оптического сигнала на второе оптическое покрытие для приема отраженного света от первого и второго оптических покрытий.

Согласно еще одной особенности, в изобретении предлагается способ оценки подложки, имеющей оптическое покрытие, по отношению к основному устройству, при выполнении которого: а) располагают оптическое покрытие на подложке в рабочем положении относительно основного устройства; б) излучают, из основного устройства, первый световой сигнал на оптическое покрытие; в) принимают в основном устройстве отраженный световой сигнал от света, отраженного от оптического покрытия; г) сравнивают отраженный световой сигнал с заранее определенной характеристикой сигнала и определяют, соответствует ли отраженный световой сигнал заранее установленной характеристике сигнала; д) вырабатывают, по результатам шага г), ответный сигнал.

В другом варианте выполнения на шаге б) используют по меньшей мере второй световой сигнал.

1. В еще одном варианте выполнения оптическое покрытие представляет собой по меньшей мере два оптических покрытия, при этом каждое оптическое покрытие сочетается с соответствующей парой передатчик/приемник так, что на шагах а)-в) располагают, излучают и принимают соответствующими парами передатчик/приемник.

2. В еще одном варианте выполнения каждое из по меньшей мере двух оптических покрытий обладает своими, отличающимися, отражающими свойствами.

Краткое описание чертежей

Изобретение описано со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

на фиг.1 представлен эскиз системы кодирования с авторизованным оптическим покрытием в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения;

на фиг.1А представлен эскиз системы кодирования с неавторизованным оптическим покрытием в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения;

на фиг.2 представлен эскиз системы кодирования с авторизованным оптическим покрытием в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения;

на фиг.2А представлен эскиз системы кодирования с неавторизованным оптическим покрытием в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения;

на фиг.3 представлен эскиз системы кодирования с авторизованным оптическим покрытием в соответствии с третьим вариантом выполнения изобретения;

на фиг.3А представлен эскиз системы кодирования в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, в котором оптическая система позволяет использовать пару передатчик/приемник с двумя разделенными оптическими покрытиями;

на фиг.3Б представлен эскиз системы кодирования в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, в котором вращающаяся подложка позволяет использовать более сложное кодирование совместно с одним передатчиком/приемником;

на фиг.4 представлен эскиз системы кодирования в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, представляющим собой парный продукт;

на фиг.5 представлена спектральная зависимость коэффициента отражения для типичной краски, на которой показаны три возможных длины волны, которые могли бы быть использованы в варианте выполнения изобретения.

Подробное описание осуществления изобретения

Ниже приводится описание систем сигналов и опознавания для применения в кодировании, в которых отражательные свойства различных оптических покрытий, включающих, помимо прочих, типографские краски, краски, пигменты и красители, которые используются как индикаторы того, является или нет предмет, на который нанесено оптическое покрытие, авторизованным предметом. Система описана со ссылками на различные примеры, в которых рассматриваются основные принципы работы. Как показано более подробно, описанные здесь принципы могут быть использованы в различных вариантах выполнения и применениях для достижения целей изобретения.

Согласно особенностям изобретения, описано использование одного или более светодиодных (СД) передатчиков, приемников и оптических покрытий, включая краски, которые могут быть использованы в различных конструкциях для кодирования. В этих вариантах выполнения используются поглощающие и отражающие свойства оптических покрытий, позволяющие выполнить анализ спектральных характеристик. Сочетая один или несколько СД источников света с одним или более оптическими покрытиями, можно получить спектральную характеристику отраженного сигнала, содержащую ряд спектральных признаков, которые могут быть использованы для определения конкретной авторизованной характеристики сигнала.

Важно отметить, что система, предложенная в изобретении, обладает рядом преимуществ по сравнению с другими системами, включая использование более низких уровней мощности для осуществления кодирования, а также более дешевых материалов, в основном, благодаря применению отражения вместо флюоресценции или фосфоресценции для маркировки и кодирования.

Согласно настоящему изобретению, может быть создано любое число вариантов взаимного кодирования между двумя связанными продуктами при применении описанных здесь принципов, которые могут быть использованы производителями/потребителями для индикации широкого круга значений и инициирования различных действий. Кроме того, как должно быть понятно специалистам, электронные схемы, используемые для генерирования и интерпретации сигналов и выполнения последующих действий, которые могут быть инициированы ассоциированными электронными схемами, могут быть самыми разными, однако легко интегрируемыми в описанные здесь технические решения.

В соответствии с изобретением и как показано на фиг.1А и 1Б, в первом варианте выполнения система 10 включает передатчик 12 и приемник 14. Обычно передатчик излучает свет с определенной длиной волны на оптическое покрытие 16, от которого свет отражается в сторону приемника 14. В зависимости от свойств оптического покрытия 16 (см. фиг.5) принятый в приемнике сигнал может изменяться в зависимости от степени отражения и(или) поглощения света оптическим покрытием. В качестве примера на фиг.1 показано, что передатчик излучает луч желтого света 12a, а оптическое покрытие 16 было спроектировано так, чтобы отражать желтый свет таким образом, чтобы излучаемый сигнал 12а был по существу таким же, что и принимаемый приемником сигнал 14a, показанный сплошной линией. Типичная зависимость для излучаемого и принимаемого сигналов показана сигналами 12b, 14b, у которых как длина волны, так и величина сигнала в целом одинаковы.

Если, напротив, оптическое покрытие 16а обладает свойством поглощения желтого света, то, как показано на фиг.1А, принимаемый сигнал 14c, 14d будет служить индикатором поглощения желтого света оптическим покрытием. Частично поглощенный сигнал показан пунктирной линией. Аналогично, если передатчик 12 переключится на излучение красного света, в то время как оптическое покрытие рассчитано на отражение желтого света, будет наблюдаться другой принимаемый сигнал.

В результате, изменяя цвет излучаемого света и(или) оптического покрытия и контролируя отражение от оптического покрытия, по относительным различиям или сходствам в спектральной зависимости отражения можно определить, является или нет авторизованным данное оптическое покрытие, что и может быть выполнено соответствующей электронной схемой. Таким образом, при нанесении оптических покрытий на продукты это техническое решение может быть использовано для создания кодированной информации, способной эффективно разрешить или предотвратить использование одного продукта совместно с другим продуктом (или иные функции) при работе совместно с соответствующей электронной схемой.

Кроме того, описанные выше основные принципы могут быть распространены на более сложные ответные сигналы и, следовательно, относительно более сложное взаимное кодирование двух продуктов, что будет показано ниже более подробно.

Как показано на фиг.2, 2А и 3, система может быть расширена применением освещения, использующего более одного источника света и(или) оптического покрытия для получения более сложных реакций системы.

Со ссылкой на фиг.2 приводится описание схемы 20 построения, имеющей два передатчика 22a, 22b, в которой передатчик 22a излучает свет одного цвета (например, оранжевого), а передатчик 22b излучает инфракрасное излучение. В данном случае оптическое покрытие 24 отражает оранжевый свет, но не отражает инфракрасное излучение. Как показано, излучаемый сигнал может содержать чередующиеся импульсы оранжевого 26a и инфракрасного 26b излучения, в результате чего принимаемый на приемнике 30 сигнал 28 состоит из сигнала большей интенсивности 28a (соответствующего принимаемому оранжевому свету) и сигнала меньшей интенсивности 28b (соответствующего принимаемому инфракрасному излучению). В этом случае чередующиеся сигналы большой и малой интенсивности могут указывать на авторизованное оптическое покрытие.

Для сравнения, на фиг.2А показано неавторизованное оптическое покрытие 42, которое может поглощать оранжевый свет и быть отчасти отражающим для инфракрасного излучения, в результате чего принятый сигнал 44 не соответствует авторизованной характеристике сигнала. При этом ассоциированная электронная схема не распознает этот сигнал как авторизованный сигнал.

На фиг.3 представлена другая комбинация 50. В этом случае используются раздельные оптические покрытия на одной подложке 51, с отдельными парами передатчик/приемник. Первое оптическое покрытие 52 образует комбинацию с первым передатчиком 54 и первым приемником 56, а второе оптическое покрытие 58 образует комбинацию со вторым передатчиком 60 и вторым приемником 62. В этом примере передатчики 54 и 60 излучают одинаковый свет на разные оптические покрытия 52 и 58 так, что излучаемые сигналы 64 и 66 идентичны, однако принимаемые сигналы 68 и 70 различны. В результате ассоциированная электронная схема определит, соответствуют ли сигналы, принимаемые в обеих парах передатчик/приемник, авторизованному сигналу.

Важно отметить, что для невооруженного глаза цвет и внешний вид оптических покрытий могут казаться по существу одинаковыми, поэтому в отсутствие относительно сложного оборудования повторить эти оптические покрытия оказывается сложно. Более того, как понятно специалистам, относительно небольшого отличия в химическом составе оптического покрытия и физическом разделении/расположении оптических покрытий может быть достаточно для существенного изменения спектральной характеристики, поэтому копирование или повторение оптического покрытия может вызвать затруднения.

В других частных вариантах могут быть использованы другие комбинации. Например, системы могут включать большее число передатчиков, облучающих одно оптическое покрытие, разные передатчики и пространственно разделенные оптические покрытия и(или) разное количество приемников. В других вариантах выполнения могут быть использованы дублирующие системы передатчик/приемник, в которых оба принятых сигнала должны совпадать в пределах порогового значения с тем, чтобы подтвердить авторизацию.

На фиг.4 показано типичное размещение системы, в которой первый продукт 80 является спаренным со вторым продуктом 82. Показано, что первый продукт включает электронную схему 84 для создания излучаемого сигнала и электронную схему 86 приемника для приема и дешифровки (интерпретации) принятого сигнала для определения того, является ли оптическое покрытие 80а на втором продукте 82, а значит, и второй продукт 82, авторизованным для использования с первым продуктом 80. Как отмечалось выше, специалистам должно быть понятно, что электронная схема 84 и электронная схема 86 приемника могут быть предназначены для выполнения самых различных функций.

ПРИМЕРЫ

Пример 1 - Величина сигнала

Эксперименты с величиной сигнала проводились для определения напряжения при приеме отраженного излучения светодиода от подложки с отражающей краской. СД (3,5 В; 5 мА) располагался вблизи отражающей краски, содержащей пигмент 10С873 (компания Shepard Color Company). Отраженный свет принимался преобразователем "свет-напряжение" (LTV - от англ. light-to-voltage) типа TS252 с нагрузкой 10 кОм, имеющим встроенный объектив и оптимизированным для работы в видимом свете и ближнем инфракрасном (ИК) диапазоне. Сигнал величиной 3,5 В на выходе LTV-преобразователя продемонстрировал, что на выходе LTV-преобразователя может быть получен большой сигнал.

Пример 2 - Модуль СД датчика

Были проведены испытания фотодиода (Hamamatsu S2386-18L), спектральная зависимость чувствительности которого аналогична характеристике фотодиода из Примера 1, совместно со светодиодами, излучающими на длинах волн 410 и 680 нм и 430 и 650 нм, соответственно. Испытания продемонстрировали большую величину сигнала фотодиода.

Пример 3 - Использование двух красок, внешне аналогичных, но имеющих различные отражающие характеристики

Две черные краски, Черная 30С591 и Черная 20F944 (компания Shepard Color Company), были нанесены на подложку параллельно рядом друг с другом и освещались СД на длине волны 950 нм. Принятый на LTV сигнал составил 3,25 В для Черной 30С591 и 1,25 В для Черной 20F944, показывая тем самым, что подложки, имеющие в целом одинаковый цвет, могут обеспечить получение четко различимой отражательной картины от различных областей подложки с покрытием на фиксированной длине волны падающего света.

Пример 4 - Двухцветное освещение

Краски с неравномерной спектральной зависимостью отражения освещались на двух отличающихся длинах волн, и выполнялось сравнение отраженных сигналов. Краска Коричневая 10С873 (компания Shepard Color Company) освещалась СД оранжевого света (595 нм) и излучением ИК СД (950 нм). Для приема отраженного света использовался фотодатчик TSL 252. Полученные результаты показали, что на длине волны 595 нм отраженный сигнал практически отсутствует, в то время как на длине волны 950 нм имеется значительный отраженный сигнал. Эти результаты показывают, что одна краска может давать четко различимую отражательную картину при использовании различных СД источников света.

Во втором эксперименте пигмент Желтый 10Р270 (компания Shepard Color Company) освещался синим СД (470 нм) и красным СД (650 нм). Результаты показали, что отражение на длине волны 640 нм было примерно в 6 раз выше, чем на 470 нм.

В этом эксперименте проводилось сравнение окрашенных испытательных подложек с контрольной подложкой (бумажная поверхность без краски), которое показало, что коэффициент отражения неокрашенной подложки как на длине волны 470 нм, так и на длине волны 650 нм приблизительно одинаков (±5%).

Пример 5 - Вращающаяся подложка

Со ссылкой на фиг.3Б приводится описание одного варианта 70 выполнения кодирующей системы, в которой подложка объединена с вращающейся поверхностью 73, при этом передатчик 71 и приемник 72 расположены так, чтобы излучать 71a свет на вращающуюся поверхность и принимать 72a свет от вращающейся поверхности. Важно отметить, что в данном варианте выполнения в подложку могут быть введены значительно более сложные коды без необходимости использования или усложнения дополнительных пар передатчик/приемник. Например, подложка может включать несколько полос 74 на наружной или внутренней стороне вращающейся подложки так, чтобы каждая полоса проходила точку отражения пары передатчик/приемник при вращении подложки. Понятно, что при этом относительная сложность кодов, которые могут быть реализованы на вращающейся подложке, может быть существенно повышена путем варьирования таких параметров, как окраска (т.е. тип) полос, ширина полос и(или) форма подложки. В качестве примера на фиг.3Б показан входной сигнал 7lb, который, с учетом параметров полос, может создать принимаемый сигнал 72b, характеризуемый показанной зависимостью. В этом примере менялись как ширина полос, так и тип краски для создания авторизованного сигнала, распознаваемого и дешифрируемого ассоциированной электронной схемой. Так же как и ранее, каждая из полос может иметь в целом одинаковый цвет с любой подстилающей подложкой и каждой из других полос, благодаря чему невооруженный глаз по существу не в состоянии распознать в ней код.

Пример 6 - Трехцветное освещение

Было проведено исследование возможности использования одной краски (например, желтой 10Р270) со светодиодами трех различных цветов. В этом случае спектральная зависимость коэффициента отражения краски может быть использована для контроля различных форм входного сигнала на разных длинах волн. Как показано на фиг.5, зависимость отражения краски имеет различные максимумы и провалы, которые могут быть сопоставлены с длинами волн излучения светодиодов с тем, чтобы интервалы длин волн входного сигнала могли быть использованы для определения отраженных сигналов, обеспечивающих ожидаемые абсолютные или дифференциальные сигналы. Например, для показанной зависимости коэффициента отражения ожидаемый входной сигнал на длинах волн 400-470 нм соответствует 10% отражению, в то время как на длинах волн 690-700 нм и 940-950 нм ожидаемый сигнал соответствует 60% и 90% отражению, соответственно. При этом может быть проведено сравнение абсолютных величин и(или) соотношений сигналов для определения авторизованного кодового сигнала.

Примеры выполнения

Трехцветный СД

Для получения более сложного кодового сигнала может быть использован единый трехцветный светодиод (СД) в более компактном корпусе, как это было описано применительно к фиг.5. Например, трехцветные (красный, зеленый, синий) СД могут быть настроены для создания выходного светового сигнала разных цветов определенной последовательности и формы в общем луче. При этом свет может быть легко направлен на общую подложку, и для приема сигналов всех цветов требуется один приемник. Кроме того, более одного трехцветных СД может быть сопряжено с соответствующими приемниками и красками для генерирования дополнительных отражательных кодов, которые могут быть объединены для получения авторизованного сигнала.

Невидимый штрихкод

Система кодирования, аналогичная штрихкоду, может использовать комбинацию красок, в целом одинаковых для невооруженного глаза, но обладающих определенными отраженными сигналами при специальном освещении. В этом случае, как отмечалось выше, краски могут быть выбраны так, чтобы соответствовать цвету подложки/продукта с тем, чтобы "код" был по существу невидимым для случайного наблюдателя.

Этот вариант выполнения был испытан с штрихкодом, для которого использовались две черные краски (Черная 30С591 (обозначает 0) и Черная 20F944 (обозначает 1)) и содержащим три чередующихся полоски каждой краски, нанесенные на подложке и освещаемые СД на длине волны 950 нм. Другими словами, комбинация штрихкода была 010101. Код считывался последовательным смещением штрихкода относительно пары СД/датчик. В результате получена различимая картина отражения с соответствующим сигналом x высокого напряжения и сигналом у низкого напряжения, т.е. xyxyxy.

В различных вариантах выполнения штрихкода ассоциированная электронная схема может соответствовать физическим характеристикам пары продуктов и(или) относительной сложности кода. При этом штрихкод может быть реализован с использованием одной пары СД/датчик, когда код считывается движением пары СД/датчик относительно кода либо где несколько пар СД/датчик расположены над каждым элементом штрихкода (т.е. цвет или полоска).

Понятно, что используя эти принципы, можно создать сигналы самых разнообразных форм, с использованием различных комбинаций параметров СД, датчиков, красок, физической ориентации и движения элементов и размеров и формы окрашенных подложек.

Также понятно, что ассоциированная электроника может быть предназначена для обеспечения различных функций конкретным вариантам выполнения, например, включающих энергосбережение, направленное на сведение к минимуму или уменьшение потребляемой мощности благодаря использованию датчиков наличия объекта и(или) импульсных сигналов. В различных вариантах выполнения система может также включать один или более оптических элементов 61, позволяющих направить излучение одного источника света на различные оптические покрытия, как это показано на фиг.3А. В этом случае оптические элементы могут быть использованы для расщепления луча передатчика по разным оптическим путям, направленным к различным оптическим покрытиям. В зависимости от геометрии и характеристик приема приемника один приемник может быть использован для приема отраженного света от обоих оптических покрытий.

Взаимоотношение между продуктами пары

Физическое взаимоотношение между продуктами пары может служить дополнительным признаком при создании кода. Вообще, конкретная конструкция системы кодирования может определяться имеющимся физическим пространством, разделением компонентов и(или) их движением один относительно другого. Могут быть использованы такие элементы, как датчики наличия объекта и импульсное питание, для снижения энергопотребления, что должно быть понятно специалистам.

Краски

Как было показано выше, в соответствии с изобретением, для использования отражающих свойств красок может быть использовано несколько различных красок. Окончательный выбор красок, как должно быть понятно специалистам, будет основываться на конкретном применении кодирования и будет учитывать ряд факторов, относящихся к этому применению, включая, помимо прочего, такие факторы, как требуемый уровень защиты, форма и размер подложки и цвет подложки.

При нанесении красок на подложки могут использоваться различные технологии, известные в производстве.

Светодиоды

При выборе подходящих СД учитываются, помимо прочих, такие факторы, как спектральная характеристика излучения, пространственные измерения (например, угловые измерения) характеристик излучения и цвет излучения.

Фотодатчики

Выбор фотодатчиков может быть основан на факторах, включающих, помимо прочих, спектральную чувствительность (например, видимая область, ближний ИК), пространственную область чувствительности, размер (например, толщина и размеры) и быстродействие. Фотодатчики могут включать фотодиоды, фототранзисторы и преобразователи "свет-напряжение".

Хотя настоящее изобретение было описано и продемонстрировано на примере его предпочтительных вариантов выполнения и способов использования, для специалистов понятно, что оно не ограничено только ими, поскольку в нем могут быть сделаны модификации и изменения, попадающие в полную предполагаемую область притязаний изобретения.

Изобретение относится к системам и способам для определения различий спектральных характеристик разных оптических покрытий, находящихся между передатчиком и приемником. Изобретение позволяет определить, обладает ли оптическое покрытие авторизованной спектральной характеристикой и, далее, авторизован ли продукт с этим оптическим покрытием для применения с другим продуктом. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Система для авторизации использования второго продукта первым продуктом на основе определения различий спектральных характеристик одного или более оптических покрытий на подложке, расположенных на втором продукте между передатчиком и приемником первого продукта, содержащая:
электронную схему передатчика, формирующую часть первого продукта и размещенную в рабочем положении смежно с оптическим покрытием для излучения первого светового сигнала на оптическое покрытие;
электронную схему приемника, формирующую часть первого продукта и размещенную в рабочем положении смежно с оптическим покрытием для приема света, отраженного от оптического покрытия с возможностью интерпретации отраженного светового сигнала в сравнении с авторизованным сигналом и определения, является ли оптическое покрытие авторизованным или неавторизованным оптическим покрытием, так что:
если определено, что оптическое покрытие является авторизованным, система позволяет использование второго продукта первым продуктом, а
если определено, что оптическое покрытие не является авторизованным, система предотвращает использование второго продукта первым продуктом.

2. Система по п. 1, в которой передатчик является светодиодным (СД) источником света.

3. Система по п. 1, включающая в себя по меньшей мере два передатчика, каждый из которых способен излучать на оптическое покрытие свет на своей, отличающейся длине волны.

4. Система по п. 3, в которой каждый передатчик способен излучать свет на общее оптическое покрытие, которое обладает различными свойствами отражения на каждой длине волны света.

5. Система по п. 3, в которой авторизованный сигнал представляет собой комбинацию принятых сигналов от каждого передатчика.

6. Система по п. 1, в которой оптическое покрытие включает по меньшей мере два оптических покрытия и каждое оптическое покрытие спарено с соответствующей парой передатчик/приемник.

7. Система по п. 6, в которой каждый передатчик из пары передатчик/приемник способен излучать свет на своей, отличающейся, длине волны.

8. Система по п. 6, в которой по меньшей мере два оптических покрытия обладают различными отражающими свойствами.

9. Система по п. 7, в которой каждое оптическое покрытие обладает отличающимися отражающими свойствами.

10. Система по п. 1, в которой оптическое покрытие включает по меньшей мере два пространственно разделенных оптических покрытия и одну пару передатчик/приемник, при этом обеспечивается отклонение света, изучаемого передатчиком, через оптическую систему на каждое из по меньшей мере двух пространственно разделенных оптических покрытия и прием отраженного света от каждого из по меньшей мере двух пространственно разделенных оптических покрытий приемником пары передатчик/приемник.

11. Система по п. 10, в которой каждое из по меньшей мере двух пространственно разделенных оптических покрытий имеет отличающиеся отражающие свойства.

12. Система по п. 1, в которой подложка представляет собой вращающуюся подложку, включающую по меньшей мере одно оптическое покрытие, которое способно вращаться мимо совмещенной с подложкой точки отражения пары передатчик/приемник.

13. Система по п. 12, в которой подложка имеет по меньшей мере два оптических покрытия с различными отражающими свойствами.

14. Система по п. 12, в которой по меньшей мере два оптических покрытия представляют собой полосы краски.

15. Система по п. 14, в которой по меньшей мере два оптических покрытия имеют по существу одинаковый цвет и различные отражающие свойства.

16. Система по п. 2, в котором СД является многоцветным и обеспечивает последовательную генерацию излучения по меньшей мере двух длин волн, а приемник способен принимать соответствующий отраженный сигнал излучения по меньшей мере двух длин волн.

17. Система по п. 1, в которой первый световой сигнал является импульсным.

18. Система по п. 1, содержащая по меньшей мере одну пару передатчик/приемник, так что передатчик предназначен для излучения светового сигнала на первое и второе оптические покрытия на подложке, и система включает оптический элемент, расположенный смежно с передатчиком с возможностью отклонения части светового сигнала на второе оптическое покрытие, а приемник функционально размещен смежно с первым и вторым оптическими покрытиями для приема отраженного от них света.

19. Способ оценки подложки, имеющей оптическое покрытие на втором продукте, по отношению к первому продукту, при выполнении которого:
а) располагают оптическое покрытие подложки на втором продукте в рабочем положении относительно первого продукта;
б) излучают из первого продукта первый световой сигнал на оптическое покрытие;
в) принимают на первом продукте отраженный световой сигнал от света, отраженного от оптического покрытия на втором продукте;
г) сравнивают отраженный световой сигнал с заранее установленной характеристикой сигнала и определяют, является ли оптическое покрытие авторизованным, на основе соответствия отраженного светового сигнала заранее установленной характеристике сигнала;
д) вырабатывают, по результатам сравнения на шаге (г), ответный сигнал, обеспечивающий:
если определено, что оптическое покрытие является авторизованным, возможность использования второго продукта первым продуктом, а
если определено, что оптическое покрытие не является авторизованным, предотвращение использования второго продукта первым продуктом.

20. Способ по п. 19, в котором на шаге (б) излучают по меньшей мере второй световой сигнал.

21. Способ по п. 19, в котором оптическое покрытие включает по меньшей мере два оптических покрытия и каждое оптическое покрытие сочетается с соответствующей парой передатчик/приемник так, что на шагах (а)-(в) располагают, излучают и принимают применительно к соответствующим парам передатчик/приемник.

22. Способ по п. 21, в котором каждое из по меньшей мере двух оптических покрытий обладает отличающимися отражающими свойствами.

23. Система по п. 4, в которой определение, является ли спектральная характеристика авторизованной, включает один или несколько анализов следующего:
абсолютной величины степени поглощения;
абсолютной величины степени отражения;
соотношения степеней поглощения;
соотношения степеней отражения; и
соотношения степени поглощения и степени отражения.

24. Система по п. 1, в которой оптическое покрытие включает одну краску.

25. Система по п. 1, в которой первый продукт представляет собой раздаточный продукт, а второй продукт представляет собой расходуемый продукт.