Способ и устройство для маркировки изделий - RU2336571C2

Чертежи

Показать все 24 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к кодам, таким как графические метки или знаки, для идентификации, проверки аутентичности информации слежения или управления, относящейся к производимым товарам и/или их упаковке, картонным коробкам, ящикам, транспортировочным упаковкам, документации, банкнотам, наклейкам, лентам, упаковочной пленке, штампам, налоговым штампам, фискальным маркировкам, этикеткам, курьерским конвертам, ваучерам и к любому единичному изделию, продукту или предмету.

Уровень техники

Известная система для проверки легитивности изделия, такая как паспорт или кредитная карта, раскрыта в патенте США №5719939. В этой системе согласно уровню техники в изделие включается однозначный узор. Этот узор выполнен из волокон, которые уложены в двух- или трехмерный базовый материал, создавая тем самым однозначный узор, который нельзя воспроизвести. Затем этот узор разделяют на куски соответствующего размера и наносят на поверхность изделия или заделывают внутрь его так, что узор можно видеть с обеих сторон изделия. Затем часть узора оптически сканируют, по меньшей мере, с одного направления и из сканируемого узора получают информацию, которую преобразуют в цифровую форму, сжимают и при необходимости шифруют, и хранят вместе с любой информацией, относящейся к изделию. Для идентификации или проверки аутентичности изделия узор снова сканируют, а информацию преобразуют и сравнивают с ранее записанными данными.

Однако с этой системой связаны различные проблемы. Во-первых, нанесение узора во время массового производства изделий замедляет процесс и требует времени, поскольку узор сначала необходимо разрезать на требуемый размер и затем надежно наносить на изделие в желаемом месте. Это требует дополнительного машинного оборудования и должно выполняться на скоростях, соответствующих современным процессам массового производства. Во-вторых, возможно, что последующее сканирование узора приведет к слегка отличающимся измерениям по сравнению с уже записанными. Это может быть вызвано погрешностями параллакса, если измерение выполняется под слегка другим углом по сравнению с углом, под которым осуществлялось первоначальное измерение, и это представляет тем большую проблему, чем глубже узор. Различные результаты измерения могут быть получены при использовании источника света с отличающейся длиной волн, поскольку дифракция на узоре будет различной. Узор может также разрушаться и изменяться во время использования изделия, что изменяет узор. В-третьих, размер узора ограничивается процессом изготовления и используемыми волокнами. Таким образом, может быть затруднительным создавать узоры очень небольшого размера, что может быть важным для некоторых товаров.

Аналогичная система раскрыта в патенте США №5621219. Узор формируют посредством заделки волокон в прозрачный материал и его затем закрепляют на объекте, подлежащем идентификации. Согласно вариантам выполнения этого изобретения идентификацию узора осуществляют посредством проекции силуэта изображения узора с использованием, по меньшей мере, одного источника света. Использование более одного источника света повышает количество информации, получаемой от узора при его рассмотрении; эффекты параллакса и дифракции используют в этом изобретении для увеличения получаемой информации. Однако это требует использования идентичных комплектов сложного оборудования при необходимости идентификации узора; использование оборудования, выполненного с возможностью измерения узора по-другому, приводит к другим результатам. Кроме того, от каждого узора записывают огромное количество данных, так что для каждого узора требуется большой объем памяти данных. Указанные выше проблемы, связанные с изготовлением, относятся также к этой системе.

Имеется множество других символик двухмерного кодирования, примеры которых включают "матрицу данных" и "PDF 417". Они используются для идентификации изделий и в соответствии с этим используются различные технологии автоматического считывания.

Однако остается потребность в способе кодирования, который можно осуществлять с высокой скоростью, который гарантирует нанесение однозначных меток или знаков и который обеспечивает создание меток, которые имеют высокую устойчивость относительно повреждения или разрушения, т.е. которые можно надежно восстанавливать при считывании, даже когда существенная часть метки отсутствует или разрушена.

Раскрытие изобретения

Изобретение определено в независимых пунктах прилагаемой формулы изобретения, как будет указано ниже. Кроме того, предпочтительные признаки изобретения следуют из зависимых пунктов прилагаемой формулы изобретения.

Согласно одному аспекту изобретения созданы способ и устройство для создания и нанесения однозначной маркировки или однозначного знака на каждое из серии отдельных изделий, при этом каждый однозначный знак содержит комбинацию, по меньшей мере, из двух отдельных знаков, которые могут быть изменяемыми или неизменяемыми. Оба наносятся со сдвигом от изделия к изделию, на которые они наносятся. Другими словами, один знак и второй знак не накладываются друг на друга с идентичным узором или идентичным образом для любых двух изделий. Вместо этого они сдвинуты относительно друг друга от изделия к изделию, создавая тем самым однозначный составной знак. Таким образом, составной знак является однозначным для отдельных изделий. Каждый однозначный составной знак, связанный с каждым отдельным предметом или изделием, затем можно вносить в каталог или записывать каким-либо образом (например, посредством преобразования в алфавитно-цифровую форму) вместе с данными, информацией или т.п., описывающими изделие, обеспечивая тем самым высоко надежную, но доступную запись для каждого изделия и перечень совокупности изделий. Поскольку каждый составной признак является полностью однозначным и сам по себе не требует включения любой автономной или записанной информации, то уровень защиты маркировки является, по существу, абсолютным.

Согласно одному варианту выполнения изобретения каждый однозначный составной знак содержит первый знак, который фиксируется на подложке или на отдельном изделии, и второй знак, который накладывается на первый знак для создания составного узора, который является различным для каждого отдельного изделия. Первый и второй знаки могут состоять из геометрических форм, изображенных в двух измерениях, таких как линии, точки, многоугольники, круги, эллипсы и т.д. или их комбинации. В одном варианте выполнения первый знак является открытым узором или совокупностью форм в двух измерениях, а второй знак является замкнутой границей, охватывающей совокупность форм в двух измерениях. Для создания каждого отличного, отдельного и однозначного составного знака второй знак накладывают на первый знак в отличном и отдельном месте, называемом здесь, среди прочего, заданным местом. Таким образом заданное место для каждого составного знака является отличным и отдельным местом второго знака на первом знаке. Таким образом, никакие два составных знака не выполняются идентично.

Таким образом, варианты выполнения изобретения являются особенно полезными, когда осуществляются с использованием двумерных знаков. Знак может содержать не только формы, линии и совокупности форм и линий в двух измерениях, но также изменяемые спектральные или цветные элементы в двух измерениях. Преимущества двумерных версий изобретения включают очень высокоэффективное по стоимости или недорогое создание таких маркировок.

Согласно другому варианту выполнения первый знак может быть узором из форм или конфигураций, а второй знак может быть узором из форм или конфигураций, который накладывается на первый узор, а третий знак может быть координатным маркером, который накладывается на часть или секцию составного узора, для задания тем самым общей исходной базы или заданного места для считывания или идентификации составного знака.

В другом варианте выполнения более двух узорчатых знаков могут накладываться друг на друга для создания составного узора в комбинации с маркировкой для определения однозначного заданного места.

Способ создания каждого однозначного составного знака может содержать печатание первого знака на изделии или подложке с последующим печатанием сверху второго знака, при этом первый и второй знаки расположены вместе однозначным образом в заданном месте для создания или определения тем самым серий отдельных и однозначных составных знаков.

В качестве альтернативного решения способ может включать печатание или включение первого двумерного знака на изделие, имеющее двумерную узорчатую подложку (узор пограничных зерен сплава или узор волокон ткани или бумажного материала). Таким образом, второй знак может содержать характеристику или узор подстилающей подложки вместо фиксированного, неизменяемого знака. Отдельный знак может быть также изменяемым. В любом случае составной знак дополнительно содержит идентификацию заданного места, такую как пограничный маркер.

В качестве другого примера первый знак можно выводить из открытого, но фиксированно повторяющегося узора, а второй знак может быть комплектом или сериями замкнутых узоров. Замкнутый узор определяется как фиксированный узор, имеющий границу или фиксированную опорную направляющую (например, узор с линией, задающей кромку узора, предпочтительно окружность узора, или, по меньшей мере, две пересекающиеся линии границы узора). Опорную направляющую можно создавать с помощью дополнительной стадии печати, которая включает, например, печать базовой линии на составном знаке или покрытие составной части первого и второго знаков.

Изменение (узор) первого и второго знаков может быть периодическим. Причем имеются два знака, изменение (узор) каждого из которых является периодическим, периоды изменения двух знаков, образующих в комбинации составные знаки, могут быть не равными, т.е. один период не составляет целое кратное другого периода. Там, где один из знаков имеет периодическое изменение (узор), а один из знаков является фиксированным, а его нанесение на следующие друг за другом изделия является периодическим, период изменения изменяемого знака и период нанесения фиксированного знака могут быть не равными, и первый не может быть целым кратным второго периода. Таким образом, изменением (узором) каждого составного знака можно управлять с использованием математических принципов, которые могут доставлять бесконечное число узоров.

По меньшей мере, один знак можно наносить на изделие с использованием средств печати. Печатное средство может печатать одну или более линий, точек, эллипсов и/или многоугольников в качестве одного или более элементов каждого простого знака.

Способ может содержать, по меньшей мере, одну дополнительную стадию печати, при этом указанная дополнительная стадия печати включает печать поверх изделия одного или более изображений, логотипов или цветных схем и оставление без печати указанного заданного места. Печать фиксированного знака может быть включена в стадию дополнительной печати. Составной знак может иметь границу в качестве средства создания ориентации составного знака. В качестве альтернативного решения ориентацию можно создавать с помощью опорной направляющей, которая может быть обеспечена с помощью стадии дополнительной печати, в которой на знаке печатают линию или в которой выполняют печать поверх части знака.

Изобретение обеспечивает также создание устройства для нанесения однозначных меток идентификации на последовательность изделий, при этом устройство содержит: первое печатное средство для печати изменяемого знака на изделии в заданном месте, и второе печатное средство для печати другого или второго знака на изделии в том же месте для формирования составного знака в заданном месте, при этом первое печатное средство содержит печатный узор, и при этом печатный узор включает один или более признаков, положение, направление или ориентация которых изменяется на поверхности печати, так что при печати положение, направление или ориентация элементов знака относительно заданного места на изделии изменяются для последовательных изделий и тем самым печатается составной знак, который является различным для каждого изделия.

Обычно элементы в каждом знаке содержат линии, точки, прямоугольники или другие многоугольники и/или эллипсы. Первое печатное средство может содержать первый печатный валик или цилиндр. Второе печатное средство может быть расположено для печати второго знака, который содержит фиксированный узор, который может быть из линий, точек, эллипсов и/или многоугольников и который может содержать линию рамки, границы или периметра, которая может служить для маркировки предела напечатанного составного знака. Предел составного знака можно задавать также в дополнительной стадии печати, такой как стадии печати сверху. Второе печатное средство может содержать второй печатный валик или цилиндр, который может быть расположен для печати при использовании последовательных вторых простых знаков на последовательных изделиях.

Первый и второй печатные валики/цилиндры могут быть расположены для печати без совпадения по фазе. Первый и второй валики/цилиндры могут иметь разные диаметры (окружности) и/или могут вращаться с разными скоростями. Скорость вращения одного или обоих валиков/цилиндров можно изменять. Все указанные выше технологии предназначены для создания однозначных составных знаков с недорогим, простым способом нанесения для каждого изделия.

Способ может дополнительно содержать стадии сохранения информации, полученной из составного знака посредством сканирования составного знака, вычисления одного или более математических свойств, относящихся к одному или более элементам составного знака, присвоения кода (например, цепочки алфавитно-цифровых символов) свойствам, который однозначно идентифицирует составной знак, и тем самым соответствующее изделие, и сохранения этого кода в базе данных вместе с любой другой необходимой или желаемой информацией относительно изделия, на которое наносится составной знак.

Сканирование составного знака можно также осуществлять, например, с использованием известной технологии распознавания отпечатков пальцев.

Способ может включать средства для записи и последующего вызова информации, связанной с каждым однозначным составным знаком, посредством вычисления математического свойства знака с использованием алгоритма для создания однозначного кода и корреляции кода с базой данных. По меньшей мере, одно математическое свойство знака, которое вычисляется, может быть функцией пространственного соотношения, по меньшей мере, некоторых элементов составного знака к каждому другому элементу и/или границе вокруг составного знака или другому граничному условию составного знака.

Знак можно печатать на упаковку или на само изделие. Знак можно включать в штриховой код, который идентифицирует изделие. Знак можно печатать непосредственно на упаковке или изделии во время его изготовления, или его можно печатать на части упаковки (например, на отрывной ленте или этикетке), в которую затем упаковывают изделие. Знак можно наносить на любую поверхность, такую как поверхность стекла, пленки, бумаги, пластмассы, металла, дерева или любую другую поверхность, на которой можно печатать. Составные знаки можно печатать с использованием любой технологии, такой, как, например, глубокая печать, флексография, высокая печать, лазерная печать, струйная печать, точечная печать, термопечать или офсетная печать в зависимости от доступного оборудования и/или характера поверхности, подлежащей печати.

Согласно другому аспекту данного изобретения составной знак создается для представления или кодирования информации об изделии, на который наносится знак, при этом составной знак содержит два знака и является одним из серий такого составного знака, при этом, по меньшей мере, один из знаков в каждом составном знаке изменяется для последовательных составных знаков в сериях.

Изобретение также включает серии составных знаков для представления или кодирования информации об изделиях, на которые нанесены знаки, при этом составные знаки содержат каждый два знака, один из которых изменяется для последовательных составных знаков в сериях.

Один из знаков может изменяться для последовательных составных знаков в сериях, а другой может оставаться фиксированным. В качестве альтернативного решения оба знака могут изменяться для последовательных составных знаков в сериях.

Каждый однозначный составной знак может представлять или кодировать информацию за счет содержания машинно-считываемых элементов, пространственное расположение, по меньшей мере, некоторых из которых относительно друг друга и/или границы вокруг знака можно преобразовывать в цепочку однозначных символов, такую как цифровая величина, определяющая составной знак. Цепочку символов можно сохранять в базе данных компьютера с любой необходимой информацией об изделии, на которое наносится составной знак.

После сохранения информации в базе данных ее можно извлекать с помощью машинного считывания составного знака для определения однозначной цифровой величины информации идентификации, связанной со знаком, и получения информации, соответствующей указанной информации идентификации или цепочке символов, из базы данных.

Поэтому изобретение связано с различными однозначными знаками; к способу создания таких знаков; устройству для создания таких знаков; и к способам выполнения действий и коммерческой деятельности с использованием таких знаков.

Таким образом, каждая маркировка состоит или создается в двумерном примере посредством комбинирования (расположения в одном месте или наложения друг на друга), по меньшей мере, первого узора и второго узора, при этом каждая комбинация сдвинута (расположена рядом) относительно каждой другой комбинации. Изобретение может быть также выражено такими комбинациями исходных знаков, которые имеют три измерения и/или которые зависят от времени. Комбинации снова являются однозначными, поскольку они сдвинуты относительно друг друга. Относительно составных знаков, производных от фиксированных узоров в двух измерениях, первый узор может не иметь границ, так же как второй узор. В этом случае комбинация может дополнительно включать окно или границу для создания условия несовпадения производных составных знаков. В качестве альтернативного решения каждый составной знак можно по отдельности выводить посредством расположения рядом наложенного сверху исходного знака при выражении каждого отдельного составного знака. Предпочтительным способом является приспособление прежнего способа выражения (использование пограничных условий или окна) и создание однозначных знаков посредством комбинирования прежнего способа с последним, т.е. комбинирования, по меньшей мере, двух исходных знаков и выражения их узора с помощью граничного условия или выполнения этого для серий расположенных рядом исходных знаков.

Таким образом, целью изобретения является создание технологии для создания однозначных маркировок для индивидуальных или дискретных изделий.

Другой целью изобретения является создание высокоэффективного по стоимости способа создания таких однозначных маркировок.

Дополнительной целью изобретения является создание средств для создания таких однозначных маркировок с использованием способов и комбинаций способов, которые легко выполнять и которые являются экономичными.

Другой целью изобретения является создание технологии для создания дискретных или однозначных маркировок для отдельных предметов, при этом сами маркировки не должны включать информацию, тем не менее их можно анализировать и каталогизировать с использованием различных инструментов анализа, включая технологии преобразования с помощью алгоритмов, для выражения маркировки в машинно-считываемых понятиях.

Другой целью изобретения является создание протокола для создания и использования однозначных маркировок для отдельных изделий, при этом каждую маркировку, связанную с каждым изделием (последовательно или в любом другом порядке), можно каталогизировать или включать в перечни вместе с другими данными или информацией, связанной с изделием.

Дополнительной целью изобретения является создание серий маркировок, которые являются однозначными и которые являются результатом комбинирования, по меньшей мере, первого знака со вторым знаком с образованием составного знака, и при этом комбинация является в любом случае однозначным результатом.

Другой целью изобретения является создание серий однозначных составных знаков с использованием, по меньшей мере, двух знаков, которые создаются в виде узоров в двух измерениях.

Эти и другие цели, преимущества и признаки изобретения следуют из приведенного ниже описания.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится описание вариантов выполнения изобретения лишь в качестве примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - многоступенчатое печатное устройство, в котором в ступенях А, В и С комбинируются различные знаки для формирования множества однозначных составных знаков на листе этикеток согласно первому варианту выполнения изобретения;

фиг.2 - ступень А многоступенчатого устройства согласно фиг.1 в увеличенном масштабе;

фиг.3 - двумерный узор, который можно использовать в ступени А печатного устройства согласно фиг.2;

фиг.4 - ступень В многоступенчатого устройства согласно фиг.1, в увеличенном масштабе;

фиг.5 - пример выполнения составного знака, который можно печатать с помощью ступеней А и В, показанных на фиг.2 и 4;

фиг.6 - ступень С многоступенчатого устройства согласно фиг.1 в увеличенном масштабе;

фиг.7 - альтернативные варианты выполнения знаков ступеней А - С согласно фиг.1;

фиг.8-11 - некоторые изделия, на которые нанесены однозначные составные знаки согласно данному изобретению;

фиг.12-15 - многоступенчатое печатное устройство, в котором в ступенях А, В и С комбинируются различные знаки для формирования множества однозначных составных знаков на листе этикеток согласно второму варианту выполнения изобретения;

фиг.16 - пример выполнения ввода в базу данных, относящегося к коду, производному от составного знака, и к информации о соответствующем изделии согласно одному варианту выполнения изобретения;

фиг.17 - примеры комбинирования составного знака с обычным штриховым кодом согласно одному варианту выполнения изобретения;

фиг.18 - пример выполнения отрывной ленты согласно варианту выполнения изобретения;

фиг.19 - случайно ориентированный составной знак, нанесенный на упаковку;

фиг.20 - знак согласно фиг.16, как его распознает считывающее устройство;

фиг.21 - знак согласно фиг.16, уточненный считывающим устройством;

фиг.22 - диаграмма информации знака;

фиг.23 - графическая схема процесса распознавания знака и сохранения информации в базе данных;

фиг.24 - графическая схема процесса извлечения информации из базы данных; и

фиг.25 - альтернативный вариант выполнения знаков в ступенях согласно фиг.12.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показано обозначенное в целом позицией 10 многоступенчатое печатное устройство для формирования однозначных составных знаков в виде этикеток, которые затем можно прикреплять к изделиям (не изображены). Устройство 10 содержит подающие и приемные валики 12, 14, между которыми проходит бумажная лента 16, на которой подлежит формировать этикетки, каждая из которых содержит однозначный составной знак. Пары печатных валиков 18, 20 и 22 соответственно для ступеней А, В и С и направляющие/натяжные валики 24 направляют и натягивают ленту при ее прохождении с подающего валика 12 на приемный валик 14.

Каждая из ступеней А, В, С имеет резервуар 26, содержащий печатную краску 28, и содержит прижимной валик 18а или 20а, или 22а и формный цилиндр 18b или 20b, или 22b глубокой печати. При прохождении ленты 16 между, например, прижимными валиками 18а и 18b на нее наносится печать в соответствии с узором на цилиндре 18b. То же относится и к другим ступеням.

На фиг.2 показана более подробно ступень А с прохождением ленты 16 между прижимным валиком 18а и формным цилиндром 18b глубокой печати. Цилиндрическая печатная поверхность цилиндра 18b имеет узор, который показан на фиг.2 в виде множества коротких наклонных линий. Таким образом на ленту 16 наносится печать с узором из линий, которые повторяются в зависимости от окружности цилиндра 18b. Вставка Х показывает более детально печатный узор цилиндра 18b.

Обычно для обеспечения печати непрерывного узора печатная поверхность цилиндра 18b включает узор, который является непрерывным и расположен без разрывов по окружности цилиндра 18b. На фиг.3 показан двумерный узор 15, который можно использовать для обеспечения соответствующего узора на печатной поверхности цилиндра 18b. Для обеспечения непрерывного и безразрывного узора на цилиндрической поверхности с использованием узора 15 отдельные элементы узора 15 расположены на поверхности, имеющей размеры, соответствующие размерам печатной поверхности, так что они не проходят через поперечные кромки 17а, 17b узора 15. Элементы могут проходить через продольные кромки 19 узора 15 без вызывания разрыва в узоре на печатной поверхности. Узор 15 проходит по поверхности цилиндра 18b и двум поперечным кромкам 17а, 17b, приведенным в контакт друг с другом для создания цилиндрической печатной поверхности, свободной от частично сформированных элементов узора в зоне, где сходятся кромки 17а, 17b, хотя узор может содержать частично сформированные элементы на концах 21 цилиндра 18b.

На фиг.4 показана более подробно ступень В. Лента 16 проходит между прижимным валиком 20а и формным цилиндром 20b глубокой печати, при этом последний наносит на ленту второй печатный узор. Печатный узор на цилиндре 20b содержит серии дискретных простых знаков, показанных на фиг.4 в виде квадратной рамки, содержащей множество наклонных линий. Простые знаки являются все идентичными на фиг.4, однако они могут быть в качестве альтернативного решения разными. Созданный печатный узор может быть аналогичным узору, созданному цилиндром 18b в ступени А. Один или более элементов узора простых знаков является отличным от остальных элементов, показанных в данном случае в виде двух смежных сторон рамки, которые утолщены для обеспечения опоры для ориентации знака. В качестве альтернативного решения опорная линия может быть напечатана внутри знака со сдвигом в одну сторону. Кроме того, остаток поверхности цилиндра 20b может содержать бланкирующий фон, который закрывает пространства между окруженными рамкой знаками на ленте для сокрытия лишних линий от первой печатной ступени. Бланкирующий фон может быть выполнен с возможностью закрывания части знака для обеспечения опорной полосы посредством выполнения части знака невидимой. Любой бланкирующий фон может быть обеспечен дополнительно или вместо него с помощью печатной ступени С, описание которой будет приведено ниже. На вставке X' показан более подробно простой знак в виде рамки. На вставке Y показан составной знак на ленте после ступеней А и В.

Составной знак может иметь любую форму, например, любого многоугольника или круга. Показанный на фиг.4 составной знак является квадратом, содержащим множество наклонных линий. Нет двух точно одинаковых составных знаков вследствие изменения в узоре из линий из ступени А, и вследствие того, что узоры рамок из ступени В, хотя и являются также периодическими, не совпадают по фазе с узором ступени А. Желательно сохранять узор ступени А не совпадающим по фазе с узором ступени В для большого количества оборотов цилиндров с целью увеличения числа печатаемых однозначных составных знаков.

Повтор составного знака, который может произойти в результате вращения цилиндров в фазе, можно исключить с использованием различных технологий. В качестве примера если используется несколько цилиндров, то, по меньшей мере, один цилиндр можно приводить в движение с отличной скоростью относительно скоростей вращения одного или более остальных цилиндров. В качестве другого примера можно выполнять различными диаметры/окружности цилиндров. Окружности и/или диаметры цилиндров можно выбирать так, чтобы отношение между ними обеспечивало несовпадение по фазе и чтобы поэтому они не начинали дублировать знаки до их полного износа. В частности, если один из цилиндров имеет окружность, которая составляет простое число раз единиц измерения окружности другого цилиндра (других цилиндров), то количество однозначных составных знаков, которое может быть обеспечено, вполне достаточно для большинства применений, прежде чем узоры на цилиндрах снова придут в фазу. При изменении окружностей небольшие отличия в размере окружностей (например, 600.7534 мм для цилиндра А и 601,757 мм для цилиндра В) могут сохранять несовпадение цилиндров по фазе для большого количества оборотов. Срок службы большинства вращающихся печатных формных цилиндров глубокой печати (пока печатная поверхность не станет непригодной) составляет 1 миллион оборотов, и точный выбор размеров окружностей обеспечивает, что цилиндры не приходят снова в фазу в течение срока эксплуатации.

Преимущество использования печатных цилиндров состоит в том, что их поперечное положение относительно ленты 16 можно регулировать при каждой замене рулона ленты для обеспечения большего числа комбинаций знаков.

Когда второй знак является фиксированным узором линий, то его можно наносить вместе с границей (например, как показано на фиг.4) либо с помощью цилиндра (такого как цилиндр 20b), так что в этом случае узор может повторяться вдоль печатной поверхности цилиндра, либо его можно наносить с помощью других печатных средств, включая цифровые печатные средства, такие как струйный принтер. В любом случае необходимо следить за тем, чтобы обеспечивалось печатание второй части знака не точно в том же самом положении относительно цикла печатного цилиндра, печатающего первую часть знака, для последовательных изделий. Другими словами, период печати последовательных вторых, фиксированных знаков не должен быть одинаковым с периодом изменения знака (от первого печатного цилиндра), а также последний не должен быть точно кратным первому. Это необходимо для исключения повторения составного знака.

На фиг.5 показан пример выполнения составного знака 100, который напечатан в ступени А (например, цилиндром 18b) и в ступени В (например, цилиндром 20b), как показано на фиг.2 и 4. Составной знак 100 содержит множество наклонных линий, таких как наклонные линии 103 и 105. В этом примере выполнения опорная полоса или граничное условие 101 включено в бланкирующий фон (затенена серым в данном примере). Ориентация знаков при любом последующем считывании знака обеспечивается посредством идентификации опорной полосы 101 и границ 109 и 111 (более подробное описание считывания и ориентации знака приведено ниже). Важные индивидуальные признаки составного знака могут быть связаны с пересечениями различных наклонных линий, таких как наклонные линии 103 и 105. Согласно этому варианту выполнения место пересечения (например, координаты пересечения относительно опорной рамки, которая может быть обеспечена границами 109 и 111) можно соотнести с однозначным кодом (например, цепочкой алфавитно-цифровых символов), который связывается с составным знаком 100. В этом варианте выполнения составной знак 100 можно сканировать вдоль опорной линии 101, которая содержит полосу составного знака 100. Вследствие природы индивидуальных признаков составного знака 100 необходимо обрабатывать лишь часть составного знака для определения соответствующей информации (например, кода, который можно вывести из составного знака 100, как будет описано ниже). При обработке опорной линии определяется местоположение каждой наклонной линии для вывода соответствующей стандартизованной, т.е. усредненной, нормализованной, приведенной или, по существу, одномерной линии (например, линии 107, связанной с наклонной линией 103), которая обрабатывается далее. В данном варианте выполнения для вывода стандартизованной линии наклонной линии обрабатывают статистически изображение наклонной линии для идентификации центра наклонной линии.

На фиг.6 показана дополнительная третья печатная ступень С, в которой лента 16 проходит между прижимным валиком 22а и печатным цилиндром 22b. В этой ступени, как показано более подробно во вставке X", печатный цилиндр 22b наносит коммерческий графический рисунок на ленту, показанный на фигуре в виде орла. Изображение орла имеет пустой квадрат или окно, которое при печати на ленту в ступени С совпадает с составным знаком из предыдущих печатных ступеней, с образованием изображения, показанного в рамке Z. Знак может быть включен в графическое изображение, например, в какую-нибудь надпись. Печатание графического изображения может обеспечивать изображение с границей, если не напечатана другая граница. Эта печатная ступень может также снабжать знак опорной полосой или граничным условием, которое облегчает ориентацию и распознавание знака при его последующем считывании. Эта опорная полоса может быть линией, напечатанной на знаке, или же может быть частью бланкирующего фона, который напечатан поверх части знака. При последующем считывании знака эта опорная полоса обеспечивает также линию фокусирования для камеры в считывающем устройстве.

Ниже приводится описание другого варианта выполнения со ссылками на фиг.12-15. В этом варианте выполнения вместо неизменяемой второй части знака (т.е. ступени В на фиг.1 и 4) можно применять также изменяемую вторую часть, т.е. ее можно создавать так, чтобы последовательно напечатанные знаки были разными. Это можно обеспечить аналогично печатанию первой части знака (ступень А). В этом случае вторую часть знака можно формировать с использованием печатного цилиндра, имеющего на нем узор из элементов, таких как точки, эллипсы, многоугольники или линии. При использовании этого подхода может быть необходимой отдельная ступень для печати границы или любой опорной линии (как указывалось выше).

На фиг.12 показано обозначенное в целом позицией 46 другое многоступенчатое печатное устройство. Оно аналогично устройству на фиг.1, и одинаковыми цифровыми позициями обозначены аналогичные признаки. Однако в этом варианте выполнения печатный цилиндр 20b второй ступени (В) имеет другой узор из коротких наклонных линий, несколько напоминающий узор цилиндра 18b первой ступени (А) (см. фиг.13 и 14). Таким образом, на ленту 16 печатают два узора, каждый из которых изменяется относительно друг друга, а также относительно получаемого составного знака при вращении цилиндров, и в этом случае комбинация двух узоров является сложным наложением друг на друга линий. Как указывалось выше применительно к варианту выполнения, согласно фиг.1 два цилиндра 20b и 18b имеют разные окружности, выбранные с возможностью обеспечения того, что будет выполнено очень большое количество оборотов, прежде чем цилиндры будут снова в фазе и тем самым прежде чем возникнет опасность выполнения одинакового составного знака. В ступени С снова печатается коммерческое графическое изображения и оно образует границу для составного знака. В качестве промежуточной стадии перед печатью в ступени С можно наносить на ленту бланкирующую печать, оставляя лишь необходимые части составных знаков и бланкируя другие части узора. Эта промежуточная стадия бланкирующей печати может также обеспечивать опорную полосу или граничное условие на знаке, как указывалось выше.

На фиг.15 в ставке X'" показано коммерческое графическое изображение, напечатанное на ленту цилиндром 22b, а в ставке Z' показано комбинированное действие трех печатных ступеней А, В и С. Этот вариант выполнения, в котором составной знак сформирован из двух простых знаков, каждый из которых изменяется для составных знаков, обеспечивает еще большее число однозначных составных знаков. Цилиндр, печатающий вторую часть знака, может быть тем же цилиндром, который печатает первую часть знака, так что в этом случае изделие, подлежащее печати, необходимо два раза приводить в контакт с печатным цилиндром 18b. В качестве альтернативного решения можно использовать также второе печатное устройство, которое может содержать второй печатный цилиндр 20b, как показано на фиг.12.

После печати составного знака его можно записать или зарегистрировать в любое время, прежде чем он понадобится. Это можно выполнить посредством оптического сканирования знака для получения цифрового изображения и использовать компьютер для вычисления математического свойства знака, которое может быть функцией пространственного соотношения между, по меньшей мере, некоторыми элементами знака и/или между элементами и границей, или же использовать характеристики так называемых индивидуальных признаков, известных из технологий распознавания отпечатков пальцев. Затем к этим данным применяют алгоритм, который преобразовывает знак в код (например, число). Этот код можно сохранять в базе данных вместе с информацией, относящейся к изделию. В данном варианте выполнения информацию можно передавать и извлекать из базы данных с использованием Интернета, внутрикорпоративной сети на основе Интернета, радиочастотный интерфейс с возможностью идентификации (PFID) или беспроводной службы, такой как служба коротких сообщений (SMS).

Как показано на фиг.5, индивидуальные признаки составного знака 100 используются для определения однозначного алфавитно-цифрового кода, который связывается с составным знаком. Две опорные линии (например, наклонные линии 103 и 105) могут пересекаться в одном месте пересечения (например, в месте 113 пересечения). Координаты каждого пересечения обеспечивают компонент однозначного кода. В качестве примера выполнения однозначный код можно определять посредством сочленения координат (х, у) пересечения. Например, при двух пересечениях, имеющих координаты (x₁, у₁) и (х₂, у₂), код можно определить сочленением х₁х₂у₁у₂. Диапазон кода можно расширить при больших возможных пересечениях. Например, если (x₁, y₁) соответствует (0,013 единиц, 0,071 единиц), а (х₂, у₂) соответствует (0,051 единиц, 0,083 единиц), то соответствующий код можно получить как сочленение 13517183, где каждая координата умножена на 1000 для получения целых чисел.

На фиг.16 показан пример ввода 200 в базу данных, относящегося к коду (например, числу) 201, выведенному из составного знака (например, знака 100), и к информации о соответствующем изделии согласно одному варианту выполнения изобретения. Например, в случае быстро перемещающихся товаров потребления (FMCG) можно записывать читаемый человеком (HR) номер 203, отметку 205 времени, дату 211, местоположение производителя 209, тип 207 марки, номер партии и срок годности (если имеется). Данные могут быть также зашифрованы, разряжены или сжаты с помощью подходящих средств перед сохранением.

Данные хранятся в базе данных центрального компьютера хранения, доступной, например, через Интернет. При последующем считывании знака на изделии компьютер преобразует оптические данные в код с использованием того же алгоритма. Затем компьютер находит код в базе данных и вызывает информацию, хранящуюся под этим кодом. Таким образом, поддельные товары, имеющие фальшивый знак, могут быть обнаружены, поскольку не будет найдена запись в компьютере (или явно неправильная запись). Многие товары, имеющие копии одного и того же знака, также будут обнаружены как поддельные. Систему можно выполнить так, что она выдает сигнал предупреждения, если один и тот же знак считывается в двух разных местах или если один и тот же знак считывается в одном месте в разное время; обе эти ситуации будут указывать на наличие подделки.

Если первоначально из составного знака взято достаточно деталей, то процесс вызова информации остается точным даже в случаях, когда знак разрушен или он на до 70% или более отсутствует за счет использования избыточных характеристик знака. Избыточность характеристик может составлять около 85%.

При изменении варианта выполнения выбранный код (например, алфавитно-цифровое число) можно обрабатывать так, что индивидуальные признаки созданного составного знака соответствуют выбранному коду. (Как указывалось выше, код определяется из составного знака. В вариации варианта выполнения составной знак определяется из выбранного кода). Например, выбранный код может быть выражен номером х₁, х₂, ..., х_n, у₁, у₂, ..., у_n. Из номера можно определить координаты (х, у) пересечения элементов (например, точек пересечения линий) с целью конструирования составного знака, имеющего соответствующие индивидуальные признаки. Затем сконструированный составной знак можно анализировать (как указывалось выше применительно к фиг.5) для получения выбранного кода. Указанную вариацию варианта выполнения можно использовать для передачи информации между сторонами, имеющими связь, посредством определения выбранного кода, конструирования соответствующего составного знака, передачи сигнала, содержащего составной знак, и анализа составного знака с целью получения выбранного кода.

На фиг.19 показана часть изделия 260 с нанесенным на нее составным знаком 262. На изделии был напечатан подходящий логотип или коммерческое изображение 264, показанное штриховыми линиями. Графическое изображение напечатано так, что знак разделен на малую часть 266 и большую часть 268 частью 279 графического изображения, которая обеспечивает опорную характеристику. Составной знак может иметь любую ориентацию на изделии. Как указывалось выше, при нанесении составного знака на изделие информация, относящаяся к этому изделию, сохраняется в базе данных, соответствующей нанесенному на это изделие знаку. Сначала составной знак считывается камерой, соединенной с компьютером. Камера может быть установлена с возможностью считывания заданной части изделия, такой как часть, показанная на фиг.19. Камера сканирует заданную часть составного знака. Камера может быть расположена с фокусировкой на опорной полосе. Если камера неправильно сфокусирована на составном знаке, то в вычисления и в распознавание могут быть внесены большие ошибки. Программное обеспечение, хранящееся в компьютере, находит кромки знака и опорную полосу на изображении, считываемом камерой. Это позволяет компьютеру ориентировать составной знак и игнорировать коммерческую графику, напечатанную на изделии, как показано на фиг.20. Снабжение знака прямоугольной формой также облегчает ориентацию знака. В данном примере компьютер также ориентирует знак так, что меньшая часть 266 знака находится слева, как показано на фиг.20. Программное обеспечение может также увеличивать знак. После ориентации знака 262 программное обеспечение убирает опорную полосу 270 и меньшую часть 266 знака, так что остается лишь большая часть 268 знака. Знак, показанный на фиг.19-21, состоит из линий 272. Программное обеспечение может существенно уменьшить ширину линий, остающихся в большой части знака, так что они являются, по существу, одномерными. Это можно сделать с помощью нормирования, усреднения или любого другого подходящего способа. Уменьшение таким образом ширины линий уменьшает любую возможную погрешность, которая может быть связана с толщиной линий. Оставшийся знак показан на фиг.21. Затем вычисляются различные математические свойства этого знака, как показано на фиг.22. В данном примере используются две линии знака на фиг.21. Вычисляются углы между линиями и между линиями и кромками. Затем к этим данным применяют подходящий алгоритм для преобразования данных в алфавитно-цифровой код. Затем этот код сохраняется в базе данных вместе с любой другой подходящей информацией об изделии, на которое нанесен знак. Процесс считывания знака и сохранения информации, относящейся к нему, в базе данных показан в графической схеме на фиг.23.

При последующем считывании знака считывающая камера и программное обеспечение находят и обрабатывают код, как указывалось выше. Затем из знака указанным выше образом определяется алфавитно-цифровой код. Затем выполняется запрос в базу данных (например, с помощью любых средств, указанных выше) для извлечения любой информации, относящейся к алфавитно-цифровому коду. Затем информацию передают обратно в считывающее устройство. Этот процесс показан на фиг.24.

В других вариантах выполнения знаки согласно данному изобретению могут быть включены в штриховые коды, которые широко применяются для идентификации товаров, например, в местах продажи. Знак может быть напечатан внутри одного из штрихов или же за или над штриховым кодом, если знак печатается ультрафиолетовой или инфракрасной краской, так что товары имеют как штриховой код, так и составной знак, оставаясь тем самым совместимыми с широко используемым оборудованием. На фиг.17 показаны некоторые примеры такого расположения. Хотя нет необходимости во включении или заделывании информации или данных, относящихся к изделию или предмету, внутрь составного знака (однозначных маркировок), тем не менее маркировку можно выполнять с включением информации при сохранении однозначного и абстрактного характера знака. Например, можно использовать комбинации со штриховым кодом, как показано на фиг.17, или использовать цвет или другие считываемые знаки. Таким образом, цвет или номер могут быть связаны с классом товаров, таким как, например, код SKU.

Данные для знаков, относящихся к таким изделиям, как товары с коротким сроком использования, можно стирать после подходящего периода времени, что уменьшает количество данных, подлежащих хранению.

Поскольку количество возможных вариаций составного знака является очень большим, возможно 10ⁿ или более, где n может быть более 30, можно обеспечить однозначный знак и тем самым однозначный код идентификации для очень большого числа изделий. Количество возможных однозначных кодов идентификации зависит от числа элементов, таких как линии, точки, эллипсы или прямоугольники, а также от диаметра (диаметров) печатного цилиндра (печатных цилиндров), если используется печатная технология. Использование зигзагообразных линий приведет также к увеличению количества возможных однозначных кодов идентификации. Кроме того, за счет простоты, с которой однозначные составные знаки можно печатать на изделиях, знаки можно наносить автоматически с высокой скоростью с помощью существующих способов печати. Затем знаки можно считывать за доли секунды с помощью оптических сканирующих средств.

Возможно невидимое или скрытое кодирование посредством печатания составных знаков, например, ультрафиолетовой, магнитной, ультразвуковой, радиоактивной или инфракрасной краской. Это, в частности, полезно, когда внешний вид изделия страдает от печати на нем видимого знака.

Знаки могут быть голографическими, металлизированными или вдавленными и их можно использовать в качестве налоговых штампов и/или фискальной маркировки. Знаки можно печатать на отдельных фармацевтических продуктах, таких как пилюли или таблетки. Знаки можно наносить с помощью лазерной гравировки. Знаки можно печатать более чем одним цветом. Знаки можно вышивать, например, на этикетках одежды.

За счет относительной простоты распознавания и считывания в условиях рынка знаки можно использовать в широком спектре операций, включая гарантию качества, возврат денег покупателю (в качестве доказательства покупки), управления запасами, отслеживание и локализация изделий, защиту фабричных марок и контроль в реальном времени за продуктами, и знаки можно использовать в совокупности с другими системами этикетирования и кодирования для обеспечения, например, удобного хранения данных о нескольких изделиях в одном устройстве хранения, таком как этикетка с возможностью радиочастотной идентификации (PFID), которая может быть расположена на внешней стороне упаковки и которая может содержать однозначный код знаков отдельных изделий внутри упаковки.

Примеры

Ниже приводится описание примеров, предназначенных для иллюстрации данного изобретения и не ограничивающих или другим образом суживающих изобретение.

Пример 1

На фиг.7 показаны примеры составных знаков, которые могут быть образованы согласно изобретению. В каждом случае знак проходит от ступени А до ступени С на фиг.1. Знак не должен состоять только из линий, но может содержать другие элементы и формы, такие как точки, прямоугольники или эллипсы, или же любые комбинации этих элементов.

Пример 2

На фиг.8-11 показаны различные изделия, снабженные знаками, согласно изобретению. На фиг.8 знак нанесен непосредственно на упаковку 30, на отрывные ленты 32 или на ярлык 34.

На фиг.9 показан относительно большой составной знак 37 на наружной стороне картонной коробки 36.

На фиг.10 показаны почтовая марка 38 (которая в качестве альтернативного решения может быть налоговым штампом), банкнота 40 и конверт 42, на каждом из которых нанесен составной знак 39, 41, 43, согласно данному изобретению, в то время как на фиг.11 показан конверт 44, обычно называемый конвертом для документов, такой как используется почтовой курьерской службой для пересылки срочных документов, на котором также нанесен составной знак 45, описанный выше.

Пример 3

Составной знак напечатан на одной стороне отрывной ленты, которая обычно используется для начала открывания упаковочной обертки или т.п. Отрывная лента имеет ширину примерно 2,9 мм. Знак напечатан с использованием процесса глубокой печати для обеспечения отдельных узоров в виде черных линий. Каждый напечатанный составной знак имеет размеры около 1,9 мм на около 1,9 мм.

Пример 4

На фиг.18 показан пример отрывной ленты 251 согласно одному варианту выполнения изобретения. Часть отрывной ленты 251 содержит однозначный составной знак 253 (который может соответствовать знаку 100, показанному на фиг.5). Часть отрывной ленты 251 может быть прикреплена к изделию (например, бутылке с алкогольным напитком) или упаковке (например, пачке сигарет), в которой содержится изделие, с целью идентификации изделия. Каждому изделию присваивается составной знак, так что каждое изделие может быть связано с информацией об изделии, которая может храниться в базе данных. На фиг.15 показан пример ввода 200 в базу данных, в котором бутылка с алкогольным напитком однозначно идентифицирована с помощью однозначного кода 201 (определяемого из составного знака 253), считываемого человеком номера 203, отметки 205 времени, фабричной марки/типа 207, идентификации 209 фабрики и даты 211. В этом примере при доставке бутылки с алкогольным напитком в место назначения составной знак можно сканировать и осуществлять доступ в базу 200 данных через Интернет. Затем можно обновлять информацию о запасах или распределении товаров. Кроме того, можно проверить подлинность товара и отсутствие подделки.

Пример 5

На фиг.25 показаны примеры составных знаков, которые можно формировать, согласно изобретению. В каждом случае составной знак является результатом прохождения через ступени А - С на фиг.12. Знак не обязательно должен состоять только из линий, а может содержать другие элементы и формы, такие как точки, прямоугольники или эллипсы, или любые комбинации из этих элементов. Согласно фиг.12а печатают два изменяемых знака в ступенях А и В. В дополнительной печатной ступени печатают границу на составном знаке для получения одного из составных знаков, показанных в нижней части фигуры.

Таким образом, обычно первый и второй знаки выполняют с наложением друг на друга с образованием составного знака. Составной знак будет в каждом случае, когда первый и второй знаки (узоры) накладываются друг на друга, отличным от каждого другого составного знака. Совокупность отличных составных знаков можно дополнительно увеличить посредством идентификации отдельных частей или секторов каждого полученного наложением составного знака. Например, граничное условие можно применять к различным отдельным секторам составного знака. Затем, если граничное условие применяется к сериям разных составных знаков, то результирующие комбинации в любом случае будут однозначными, даже если граничное условие является одинаковым. Естественно, каждый составной знак может иметь несколько граничных условий. В результате с помощью указанного способа создается множество однозначных знаков с помощью простых, недорогих технологий с использованием комбинаций уже существующих технологий.

Как понятно для специалистов в данной области техники, можно использовать компьютерную систему с соответствующим считываемым компьютером носителем информации, содержащим команды управления компьютерной системой, для осуществления раскрытых выше примеров выполнения. Компьютерная система может включать по меньшей мере один компьютер, такой как микропроцессор, процессор обработки цифровых сигналов и соответствующие периферийные электронные схемы.

Следует понимать, что приведенные выше варианты выполнения лишь иллюстрируют принципы изобретения и специалисты в данной области техники могут создавать различные вариации без отхода от объема изобретения. Поэтому подразумевается, что такие вариации входят в объем формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к области маркировки изделий для их идентификации и верификации. Изобретение обеспечивает высокую скорость нанесения уникальных меток, которые при этом имеют высокую устойчивость относительно повреждения и разрушения. Способ и устройство предназначены для нанесения уникальных составных знаков или маркировок на последовательность изделий, в которых каждый уникальный составной знак содержит два или более знаков. По меньшей мере, часть каждого из знаков может быть расположена совместно в заданном месте на изделии, при этом такое совместное расположение является уникальным или индивидуальным для каждого составного знака для каждого изделия. Из составного знака можно вывести код (например, алфавитно-цифровой код), который сохраняется в базе данных. Затем можно получить доступ к коду для идентификации или верификации изделия со знаком. 19 н. и 65 з.п. ф-лы, 25 ил.

Формула