专利名称：用于编码和解码电子代码的方法和相关的电子代码的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于编码和解码电子代码的方法的领域。更具体而言，本发明涉及电子代码、涉及用于增强电子代码的信息密度的方法，并涉及相关电子代码。
背景技术：
电子代码在现有技术中是已知的，电子代码被应用到对象以便能标识和/或跟踪该对象。编号为WO 2009/138571的国际专利申请描述了一种用于通过利用油墨的电学性质来生成电子代码，以使电子代码更难以克隆或复制的方法。 克隆电子代码意思是印刷代码而无需知道生成该代码的逻辑，复制电子代码意思是在知道其生成逻辑时印刷电子代码。根据上面提到的专利申请，通过分析包含根据所述方法印刷的电子代码的表面对射频如何反应来读取该代码。编号为W02009/138571的国际专利申请描述了一种构建于扫描仪中的电子电路，该电子电路用于通过射频激励将在油墨内生成的电流分解为实数分量和虚数分量。使用电极来向该电子代码提供交变(或以任何方式非恒定的)电信号，并随后再次通过使用该电极测量响应电流或电压。与其他射频电子代码扫描系统相比，上面提到的国际专利申请中所描述的方法确保了更可靠的扫描，这是由于分析油墨的导电性质所提供的信号的质量并由于获得所述信号的能力，即便在非接触的情况下扫描该代码的情况下，即，在电子代码已经被应用到的基底的背面上，或通过图形装饰层或针对外部因素保护该代码的保护层。编号为WO 2009/138571的国际专利申请描述了一种用于生成通常被称为“邮政编码”并由相对于代码扫描方向垂直布置的一系列条构成的代码的技术。所有印刷条具有相同的电学性质和相同的宽度。描述一段信息所需的条的数量等于该段信息的位的数量加上表示控制代码的一个条。使用编号为WO 2009/138571的国际专利申请的教导的电子代码I由图I以示例的方式示出。它包括元素3的序列，具体而言是竖条，它们具有单一的电子性质并使用相同油
IE 4 ψDLj ο电子代码中所包括的数字信息由条之间的距离确定。如果竖条之后的空白很短，则将认为该竖条表示例如O值位，而如果竖条之后的空白很长，则将认为该竖条表示例如I值位。基于此定义，图I的代码对应于位序列“00001001000010010000100110111000”的二
进制表示。然而,这种电子代码具有至少两个缺陷-信息密度，即，位的数量与该电子代码中的条的数量之间的比，相对较低；
-电子代码的内容是光学可见的，并且因此当油墨的电学性质已知时，该电子代码相对易于克隆。为了提高电子代码的安全性，后一个问题可通过使用难以看见和/或隐藏于图形之下的油墨来表示，但是配制具有明确的电学性质(诸如导电性)的透明油墨并不总是可能的。利用油墨的其他物理性质的代码也是已知的。尽管如此，利用这些性质提出了技术上和经济上的限制，或者因为所获得的代码可被很容易地复制而不适用于防伪领域。例如，可使用不同色彩的油墨并将不同的信息段归于每个色彩。然而，用这种技术获得的电子代码能够易于克隆且其扫描技术复杂且有时不是很可靠
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供一种增强电子代码的信息密度的方法和一种相关的电子代码。本发明的另一个目标是提供一种用于生成电子代码以便该代码非常难以复制或克隆的方法。本发明的进一步目标是提供一种用于生成可被可靠地扫描的电子代码的方法。通过如在所附权利要求书中所要求保护的用于编码和解码电子代码的方法和相关的电子代码，实现了本发明的这些和其他目标，其中权利要求书旨在作为本说明书的组成部分。简言之，本发明描述了一种用于生成包含信息的可通过分析构成该电子代码的元素的至少两种物质的电学性质来解码的电子代码的方法。具体而言，这些物质的电学性质可以是它们的导电性，用数学形式表示为电导的实部和虚部。用于生成电子代码的任何物质可通过其电学性质来具体表征，且这允许增加与电子代码的每个元素相关联的信息的密度。根据本发明的对电子代码的分析不限于检测构成代码本身的物质的存在或不存在，因为还检测其电学性质；因此，电子代码的每个元素可存储超过一个信息位，这与在仅分析电子代码物质的存在或不存在的时候不同。例如，假定存在具有不同电学性质的两种油墨，称为A和B，电子代码可由用所述油墨A和B的序列印刷的条构成，其中每个字母指示用所述油墨印刷的一个条，例如“ABBAABABBBAA”。如果用于生成电子代码的油墨的数量增加到4种，称为A、B、C、D，则相同信息例如可被包含在序列“ CDCCBA ”中。可以看出，4油墨代码包含的条的数量是2油墨代码的条的数量的50%，因此它具有双倍信息密度。根据本发明生成的电子代码还极难克隆，因为如果不能通过其他物理性质(例如，色彩)将它们相区分，则在不具体知道其技术并使用先进的分析设备的情况下不可能辨别出序列布置。根据本发明生成的电子代码从而特别难以克隆并且实际上难以复制。
本发明的进一步特征将在所附权利要求书中阐述，权利要求书旨在作为本说明书的组成部分。
从下面对用于编码和解码电子代码的方法和相关电子代码的详细描述中，并具体参考附图，所述目标将变得更显而易见。其中
-图I示出了根据现有技术的一种电子代码；
-图2描述了各种类型的油墨的电学行为；
-图3a_6a示出了根据本发明的电子代码的一些教导性示例；
-图3b_6b示出了根据本发明的电子代码的一些实际示例。
具体实施例方式现在参考图2，示出了表示多种油墨在它们经受交变或以任何方式可变的电场时的电学行为(具体而言是电导值Y)的图。所使用的每种类型的油墨具有不同的电学行为。例如在编号为W02009/138571的国际专利申请中，已经描述了能够辨别构成电子代码的导电油墨的各种电学行为的扫描仪。通过示例的方式，申请人已开发出能够生成具有明确的导电行为的电子代码元素的油墨和印刷技术具有绝缘导电行为的油墨Z ;纯实数型的油墨A (与射频激励同相)；纯虚数型的油墨B (与射频激励异相+90°到-90° );通过将A型和B型的油墨混合在一起获得的混合型的油墨C (具有实数分量和虚数分量，均为非零)。C型油墨实际上是无限的，就像A型和B型油墨一样。使用这些油墨创建了电子代码的元素的非常稳定的电学行为，并且允许开发即便在存在非常差的操作条件或非常低劣的质量时也能够解释形成该电子代码的元素的序列的软件。而且，编码可独立于所沉积的油墨的质量来进行，因为代码解密过程不使用电学信号的绝对幅度(意味着实数分量和虚数分量的幅度)的变化，而是使用信号的存在/不存在以及虚部和实部之间的比。关于此，申请人已修改了被创建用于扫描现有技术中的电子代码I的扫描仪的固件。固件修改涉及对电导的实数分量和虚数分量两者的同时分析，而不是简单地仅分析实数分量或两个分量的模。由于此修改，根据电导的实数分量和虚数分量之间的比将条分类为A、B、C和Z是可能的。随后，与用于编码过程的逻辑相反的逻辑允许解码代码内容。显然，所使用的油墨的数量越大，伪造者克隆或复制根据本发明所创建的电子代码就变得越难。对所使用的油墨的数量没有最大限制，因为唯一的物理限制是扫描仪的分辨能力。现在参考图3a到6a，并假定想要对前面提到的包含32个信息位的序列“00001001000010010000100110111000”编码，则后文将描述根据本发明的电子代码的四个可能实施例。注意，图3a_6a仅意味着便于本发明的理解，根据本发明的实际的电子代码是在图3b-6b中示出的那些。第一实施例
参考图3a和3b，假定，为了生成电子代码la，A和Z分别指代油墨和电气中性或绝缘的油墨(也被称为“辅助油墨”)，并且假定用油墨条A印刷了 O值位，并且用两个条印刷了 I值位，其中第一个条用油墨A印刷而第二个条用油墨Z印刷(条之间的距离总是恒定)，则前面提到的二进制表示“00001001000010010000100110111000”的编码结果将是由具有以下化学成分的油墨构成的元素的序列
AAAAAZAAAZAAAAAZAAAZAAAAAZAAAZAZAAZAZAZAAA+A
由两种油墨类型构成的总共42个条，以及用“+A”指代的最终控制条，其中控制条通常·是用于在解密处理器中处理逻辑所必需的。实际上，因为扫描仪一般不能辨别基底的电学性质以及条Z的油墨的电学性质，所以最后的条后跟着控制条是必须的，否则将会不可能知晓代码是以“O”结尾还是以“I”结尾。尽管不比现有技术的电子代码更紧凑，然而电子代码Ia更难以克隆，因为它是使用光学不可区分的油墨获得的。关于此，虚线仅用于解释性目的，以指示用Z型油墨(即，绝缘油墨)创建的元素3’。第二实施例
参考图4a和图4b，为了生成电子代码lb，这个实施例使用第一和第二油墨A、B (或C)和第三油墨Z，第三油墨Z是绝缘的并且因此不能被扫描仪检测到，然而是光学可见的。所述油墨Z可能会由空的空白取代。仅为解释之目的，第二油墨B用一系列叉号表示，而第三油墨Z用虚线表示。例如，假定“ 000 ” 等于 “ AA ”、“ OIO ” 等于 “ AB ”、“ 100 ” 等于 “ AZ ”、“ 001” 等于“ BA ”、“011” 等于等于 “BZ”、“110” 等于 “ZA”，而 “111” 等于 “ZB”，数字序列 “00001001000010010000100110111000”的编码结果将是由具有以下化学成分的油墨构成的元素3的序列
AAABABAAAZAZBABABZZAAA+A
总共22个元素加上由符号“+A”指代的控制条。与现有技术的电子代码相比，现有技术电子代码仅使用一个油墨和一个空的空白，获得了元素3的数量的约55%的减少，如通过将图I与图Ib进行比较可以清楚地推出的那样。在此情况下，生成具有恒定节距和长度以及相同信息密度的电子代码Ib是可能的，这带来了代码安全性和图形方面的优势。克隆电子代码Ib变得极为困难，因为A型油墨和B型油墨具有仅可使用类似在编号为WO 2009/138571的国际专利申请中描述的电路的电路来辨别的电学性质。第三实施例
参考图5a和5b，电子代码Ic是使用两种油墨(分别用A和B来指代)和第三油墨(用Z来指代)编码的，该第三油墨是绝缘的并且因此不能被扫描仪检测到，然而是光学可见的(在与第二实施例相同的油墨数量)。所述辅助油墨Z可能会由空的空白取代。例如，假定“00”对应于A，“01”对应于A之后跟着Z，“ 10”对应于B，而“ 11”对应于B之后跟着Z，序列“00001001000010010000100110111000”的编码结果将是由具有以下
化学成分的油墨构成的元素的序列
AABAZAABAZAABAZBBZBA+A
总共20个元素加上由符号“+A”指代的控制条。与仅使用一种油墨和一个空的空白的现有技术的电子代码相比，获得约50%的长度减少。这种技术不允许同时获得恒定节距和恒定长度，但是信息强度比第二实施例中所示的情况在统计上更高。
第四实施例
参考图6a和图6b，电子代码Id是使用分别用A、B、C和Z指代的四种油墨编码的，其中，仅为解释之目的，油墨C用比油墨Z更密集的虚线表示。例如，假定“00”等于A、“01”等于B、“10”等于C、而“11”等于Z，则序列“00001001000010010000100110111000”的编码结果将是由具有以下化学成分的油墨构成的元素的序列
AACBAACBAACBCDCA+A
总共16个元素加上由符号“+A”指代的控制条。与只使用一种油墨和一种空的空白的现有技术的电子代码I相比，获得了大于60%的长度减少，同时有元素3的数量是恒定的附加优势。该第四实施例所提供的编码允许同时获得恒定的节距和恒定的长度。电子代码Id比代码la、Ib和Ic明显更短，并且包含多种油墨，使其变得极为难以克隆。在根据本发明的电子代码Ic和Id中，在非常短的序列中存储很多信息是可能的，因为信息不仅包含在电子代码lc、ld的元素3的几何布置中，而且在其电学性质中。因为电子代码la、lb、lc、ld的所有元素3可具有相同色彩，则克隆这样的电子代码la、lb、lc、Id变得极为费力。电子代码la、lb、Ic和Id还可以是透明的。上面描述的四种实施例应当被认为是仅仅为解释性的示例，因为也可构想许多其他实施例。重要的是确保逻辑的一对一'丨生(biunivocity),即，扫描仪所读取的预定序列必须返回生成该预定序列的“ O ”和“ I ”的完全相同的序列。该编码必须被选择作为所采用的扫描技术和印刷技术的限制的功能。例如，通过使用三种油墨和在第四实施例中描述的编码技术，申请人已利用喷墨打印机成功地印刷了小至75mm2或更小并包含40个有用信息位再加上安全冗余(其占用了可用空间的约30%)的电子代码ld，而利用图I的、仅使用一种油墨和一种空的空白的现有技术的编码技术，需要约300mm2的最小区域，而印刷分辨率和扫描仪尺度相等。上面提到的示例已经清晰地示出了用于增加电子代码的信息密度的方法，该方法包含以下步骤
a)将一个或多个符号与具有各自不同的电导值的多个物质相关联；
b)根据步骤a)的关联通过使用多个物质以图形表示元素的序列，所述元素的序列形成所述电子代码。
用于解码如此生成的电子代码的相应方法包括以下步骤
c)根据构成电子代码的每个元素的物质的电导值，利用适当的扫描仪来分析每个元
素；
d)根据在编码过程期间使用的逻辑将电子代码的每个元素与各自的符号或符号组相关联。除了上面描述的第二实施例的非恒定数量的元素外，根据本发明所生成的电子代码彼此可能是光学不可区分的。用于创建本发明的电子代码的物质可以例如利用传统喷墨打印机印刷到表面上，其中该喷墨打印机的墨盒包含具有适当电导值的物质(尤其是油墨)。该代码还可使用利用不同印刷技术的许多其他印刷设备来印刷，其中例如，苯胺 印刷、胶印、凹版印刷或热熔转印。本发明的特征及其优点从以上描述中显而易见。本发明的第一个优点在于根据本发明的电子代码比任何现有技术的电子代码具有更高的信息密度，而同时使复制和克隆更难。本发明的第二个优点在于用于特征化物质的技术非常可靠，因为它与所沉积的物质的量和基底质量无关。事实上，油墨分类仅与实数分量和虚数分量之间的比值有关，而与电导值的模和单一分量的绝对值无关。本发明的另一个优点在于根据本发明的电子代码的扫描极为可靠。本发明的进一步的优点在于可用与包含在专利WO 2009/138571中描述的电路的扫描仪相同的扫描仪来读取代码。本文中以示例的方式描述的用于编码和解码电子代码的方法和相关的电子代码可经受许多可能的变形而不背离该创新性思想的新颖精神；而且还显然，在本发明的实际实现中所示出的细节可具有不同形状或用其他技术上等同的元素取代。例如，本文中描述的电子代码包括竖条形式的一系列元素。然而，这些元素还可被表示为点或曲线。例如，本文中描述的电子代码是被由油墨构成的一系列元素形成的。然而，可使用其他物质，这些物质具有不同的电导值，诸如例如涂覆材料或纺织线或具有可控电学性质的另一材料。因此很容易理解，本发明不限于用于编码和解码电子代码的方法并且不限于相关的电子代码，而是可经受等同部件和元素的许多修改、改进或取代而不背离创新性思想，如在以下权利要求书中明确指出的那样。
权利要求
1.一种电子代码(la ；lb ；lc ;ld)，所述电子代码包括多个元素(3)，所述元素(3)中的每一个由信息段表示且所述元素被布置为形成序列，其特征在于，所述元素(3 )能通过至少具有第一电导值的第一物质和具有第二电导值的第二物质获得，所述第二电导值不同于所述第一电导值。
2.如权利要求I所述的电子代码，其中所述元素(3)是条、线、或点。
3.如权利要求I所述的电子代码，其中所述物质是油墨；涂覆材料；纺织线；具有可控电导性的材料。
4.如权利要求I所述的电子代码，其中所述信息段包括一个或多个信息符号。
5.如权利要求I所述的电子代码，其中所述元素(3)均是相同色彩的。
6.如权利要求I所述的电子代码，其中所述元素(3)是透明的。
7.如权利要求I所述的电子代码，其中所述物质的电导具有以下行为中的一项绝缘的；纯实数的；纯虚数的；具有实数分量和虚数分量；均非零。
8.一种用于增加电子代码的信息密度的方法，包括以下步骤 a)将一个或多个符号与具有各自不同的电导值的多个物质相关联，所述物质特别是油墨； b)根据步骤a)的关联通过使用多个物质以图形表示元素(3)的序列，所述元素的序列形成所述电子代码。
9.一种用于解码电子代码的方法，包括以下步骤 c)根据构成电子代码的每个元素的物质的电导值，利用适当的扫描仪来分析每个元素，所述物质特别是油墨； d)根据在编码过程期间使用的逻辑将电子代码的每个元素与各自的符号或符号组相关联。
10.一种适用于以图形重现根据权利要求I到7中的一个或多个权利要求的电子代码的印刷设备。
全文摘要
本发明描述了一种电子代码(1a；1b；1c；1d)，所述电子代码包括多个元素(3)，所述元素(3)中的每一个由信息段表示且所述元素被布置为形成序列，其中所述元素(3)能通过至少具有第一电导值的第一物质和具有第二电导值的第二物质获得，所述第二电导值不同于所述第一电导值。
文档编号G06K19/067GK102906764SQ201180014210
公开日2013年1月30日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年3月15日
发明者P.威尔金森, A.加罗福洛 申请人:尼坎蒂责任有限公司