识别技术是多年来被广泛关注和发展的领域。普通的识别方法依赖于可 读标签的使用。这种标签的范围从可视范围内的序列号、全息图和机器可读 标签(例如条形码、磁条和射频识别(RFID)芯片)到精微的荧光油墨和微 米大小的离散粒子。
识别技术一直被关注的一个主要原因是诈骗的影响范围极大地归因于 以不安全的方式进行的交易。对更安全的交易系统的需要是显然的。例如， 需要在交易地点可靠地认证例如护照、证书、工作许可证、签证和驾驶执照 等个人文件以及例如ATM卡、信用卡、货币、支票和其他商业交易工具等 的商业工具。在另一个示例中，软件和娱乐行业将极大地受益于可以唯一地 对例如压缩光盘(CD)和数字化视频光盘(DVD)采指纹条以避免盗版的 使用。在另一个示例中，例如珍贵的石头、美术作品和古董等具有很大商业 价值的商品被交易的情况下，至关重要的是接收这些商品的机构可以在付款 前确定所述商品的身份。在更一般的水平，同样需要不昂贵且可靠的认证系 统用于任何需要随后验证其身份的物理物体。在商业上，这促进了“品牌保 护”。
一些识别方法是公知的并在以下说明。
一个众所周知的识别方法依赖于磁条中编码的信息，还被称作磁条形 码，如在信用卡上找到的。磁条通常由置于树脂中的小磁性粒子构成。粒子 被直接提供到卡上或在提供到卡的塑料衬背上被制造成条。所述条通过使这 些粒子(例如，铁粒子)的区域以特定方向磁化而被编码，即，条中的磁性 粒子的极性在局部上改变以定义信息位。通过改变沿条的长度的编码方向， 信息被写入并存储在条中。因此，例如用户帐号的识别信息首先由写入磁头 (write head)编程入磁条，并且随后通过由读取磁头(read head)读取所述 磁条而被验证。例如，用户之后通过对文件或帐单签名而被验证或者输入个 人身份号码以验证用户身份。
这种系统实质上是不安全的，因为签名和编码在磁条中的数据可以很容 易地被伪造。此外，当磁条紧密靠近磁场时，磁性介质易于损坏。
以下，将说明识别设备领域中的现有技术。
欧洲专利申请EP 0 824 242 A2描述了商品表面上平铺的任意的磁力棒、 纤维或细丝，所述磁力棒、纤维或细丝的位置之后被读取并用于提供唯一的 签名。
美国专利4,682,794公开了一种由夹在卡中的一些光纤构成的信用卡。 所述光纤以随机方式贯穿卡的相对的边缘从而当光被引入一边、通过光纤传 输并在卡的另一边被检测时提供卡唯一的签名。国际专利申请WO87/06041 描述了本质上相同的方法，该专利申请公开了例如其中结合了连续的 (continuous)光纤的钞票的物体，其中这种光纤具有置于物体边缘处的两 个端面。为验证物体的身份，因而WO 87/06041中的物体也从光纤的一个端 点被照亮并且经过光纤传送的光从第二端面被读取。英国专利申请GB2099 756描述了电话借记卡，其中光纤被嵌入在绝缘塑料材料中。例如，当传输 经过光纤的光被用于卡的验证时，光纤在卡的两个边缘之间延伸。
美国专利申请2001/0010333描述了测量被引导通过信用卡和其他平面/ 层叠结构的光的作用以及检测在物体边缘出现的唯一的图案。该参考文件还 涉及使用这种纤维的预定图案和随机图案以及自不透明和透明区域散射的 光的作用来产生图案以用于识别目的。
美国专利4,218,674描述了作为一种识别物体的手段的材料的随机表面 缺陷的测量。
PCT申请WO 2004/013735描述了一种识别工具，该识别工具使用例如 磁性墨粉被印制。这类似于二维(2D)条形码图案，并且是一种将安全信息 写入类似于位图的像素化形式的物体的工具。
PCT申请WO 87/01845和欧洲专利EP 0236 365 B1公开了随机纤维的 微波探询的使用，作为一种产生认证信号的手段。
欧洲专利申请EP 0 696 779 A1公开了印制在例如信用卡等物体的表面 上的磁性油墨的随机图案的使用。
欧洲专利EP 0 583 709 B1公开了通过电磁扫描在测量的卡的表面上粒 子的随机分布并且之后签名被链接到卡上的存储芯片。
欧洲专利EP 0 820 031 B1公开了将信用卡上的条替换为整个面积包含 磁性材料的卡。
PCT申请WO 03/017192涉及使用感应读取磁头探询的物体的表面上的 磁性纤维或细丝。
美国专利申请2002/0145050涉及在与其微观结构有关的卡的磁条中存 储数据，并且将该数据与生物测定数据链接。
欧洲专利1 031 115 B1公开了将磁性粒子指纹附着于文件的表面，以及 用于读取签名和将该指纹与另一个附着的标记交叉参考。
美国专利5,430,279探讨了用于检测和认证(使用校验和的方式)磁条 中的磁性抖动的方法和电路。
美国专利4,395,628公开了将磁性材料的微粒用作写入(例如使用激光 束)卡中以作为该卡的安全系统的一部分唯一图案。
美国专利4,557,550公开了两个条状物的使用，一个可记录以及一个永 久用于改善卡的安全性。
美国专利6,254,002B1公开了赌场芯片领域中的防伪造安全系统，该赌 场芯片具有随机分布的附着到赌场芯片的表面和/或边缘的磁性粒子以形成 磁性可读信息源。
最终，美国专利申请2005017082A1和国际专利申请WO2005/008284 描述了将填充有磁性材料的无序的多孔材料作为用于安全应用的唯一的标 识符。
然而，仍需要适于被识别的识别标签或物体，该识别标签或物体能够以 简单并有效的方式被读取、在生产中廉价并且提供充分的安全验证，即，该 识别标签或物体的识别的可靠性非常高。

本发明的一个目的是提供这种标签和物体。该目的和其他目的由各个独 立权利要求定义的标签、物体和系统来解决。
在一个实施方式中，这种标签是一种用于识别该识别标签可以附着的物 体的识别标签，
所述识别标签包括容纳层，
其中所述容纳层包括至少一个容纳凹槽，其中该容纳凹槽包括至少部分 随机分布的材料，其中所述至少部分随机分布的材料形成可读识别特征以识 别物体。
在一个相关实施方式中，本发明针对具有附着于其上的这种识别标签的 物体。识别标签可以被附着于物体(的外表面)上从而使标签在物体上形成 接合轨迹，其中所述接合轨迹在形状上与读取设备读取位于识别层中的识别 特征的部分基本互补。通过该配置，接合轨迹允许容易地将读取设备与识别 特征对准并且从而允许用于识别标签所附着的物体的简单且可靠的方法。
在另一个实施方式中，本发明的标签是一种识别标签，该识别标签用于 识别可以附着有该识别标签的物体，所述识别标签包括空腔，
其中可读识别特征被布置在标签中从而使该识别特征可以由插入所述 空腔中以读取识别特征的读取设备的一部分读取，
其中所述空腔被设计以使接合轨迹形成在标签中，并且
其中所述接合轨迹在形状上与读取设备读取布置在标签中的识别特征 的部分基本互补，所述接合轨迹从而允许容易地将读取设备的所述部分关于 识别特征对准。
在另一个实施方式中，本发明的标签是一种识别标签，该识别标签用于 识别可以附着有该识别标签的物体，所述识别标签包括识别层，
其中可读识别特征位于识别层中并且其中所述识别特征至少部分地由 包括在识别层中的随机分布的材料形成，并且
其中所述识别层被布置在识别标签中从而使接合轨迹形成在标签中，其 中所述接合轨迹在形状上与读取设备读取位于识别层中的识别特征的部分 基本互补，所述接合轨迹从而允许容易地将读取设备的所述部分关于识别特 征对准。形成在标签中的接合可以是突起或凹槽的形式。在一个实施方式中， 其中接合轨迹被形成为凸起，标签被排除在外，其中识别层的最薄尺寸被暴 露出来以使至少部分可读识别特征仅可从识别层的最薄尺寸中被有意义地 读取。
本发明还涉及适于被识别的物体。
在一个实施例中，这种物体是包括空腔的物体，
其中可读识别特征被布置在物体中以使该识别特征可以由读取设备被 插入空腔以读取识别特征的部分读取，
其中所述空腔被设计以使接合轨迹形成在标签中，并且
其中所述接合轨迹在形状上与读取设备读取布置在物体中的识别特征 的部分基本互补，从而所述接合轨迹允许容易地将读取设备的所述部分关于 识别特征对准。
另一个实施方式针对适于被识别的物体，以及该物体包括识别层，
其中可读识别特征位于识别层中并且其中所述识别特征至少部分地由 包括在识别层中的随机分布的材料形成，并且
其中所述识别层被布置在物体中从而使接合轨迹形成在物体中，其中所 述接合轨迹在形状上与读取设备读取位于识别层中的识别特征的部分基本 互补。同样在本实施方式中，所述接合轨迹从而允许容易地将读取设备关于 识别特征对准。
在一个相关实施方式中，本发明还针对具有附着的识别标签的物体(此 处称作“识别标签物体”)，其中所述识别标签物体包括识别层，
其中可读识别特征位于识别层中并且其中所述识别特征至少部分地由 包括在识别层中的随机分布的材料形成，并且
其中所述识别标签被布置在物体的外表面上从而使标签在物体上形成 接合轨迹，其中所述接合轨迹在形状上与读取设备经由读取轨迹读取位于识 别层中的识别特征的部分基本互补，所述接合轨迹从而允许容易地将读取设 备与识别特征对准，附带条件是识别层不暴露以使至少部分可读识别特征仅 可从识别层的最薄尺寸中被有意义地读取。
在另一个实施方式中，本发明针对包括识别标签的物体，其中所述识别 标签物体包括识别层，
其中可读识别特征位于识别标签的识别层中并且其中所述识别特征至 少部分由包括在识别层中的随机分布的材料形成，并且
其中所述识别标签被布置在物体中从而由物体和识别标签在物体上形 成接合轨迹，其中所述接合轨迹在形状上与读取设备经由读取轨迹读取位于 识别层中的识别特征的部分基本互补，所述接合轨迹从而允许容易地将读取 设备与识别特征对准。
如上可见，本发明的基本观念是提供识别标签的识别特征位于其中的部 分或物体的识别特征位于其中的部分(且由此物体自身适于被识别)和读取 设备读取识别特征的的部分之间的形状的互补。所述物体或标签的部分和读 取设备的部分之间的互补在接合轨迹和接合元件之间提供了紧密的物理/机 械交互从而使读取元件可以容易地并可靠地与识别特征对准，其中所述物体 或标签的部分允许读取器访问识别特征(该部分在此处被称为“接合轨迹”)， 所述读取设备的部分包括适于读取识别特征的读取元件(该部分此处被称为 “接合元件”)。
根据上述内容，本发明提供了多种具有相应设计的读取设备。
一个这样的实施方式是用于读取位于识别标签或适于被识别的物体中 的识别特征的读取设备。
其中所述识别标签或物体包括形成为标签或物体中的空腔或凹槽的接 合轨迹，其中所述接合轨迹用于(精确地定位并且)读取识别特征，所述读 取设备包括适于读取位于识别标签或适于被识别的物体中的识别特征的读 取元件，
其中所述读取元件位于读取设备的接合元件内，其中所述接合元件在形 状上与识别标签或物体的接合轨迹基本互补。
另一个实施方式是用于读取位于识别标签或适于被识别的物体中的识 别特征的读取设备，其中所述识别标签或物体包括形成为标签或物体中的凸 起的接合轨迹，其中所述接合轨迹用于读取识别特征，
所述读取设备包括：
适于读取位于标签或物体中的识别特征的读取元件，其中该读取元件位 于在形状上与识别标签或物体的接合轨迹基本互补的非U形接合元件中。
读取设备的第三实施方式是用于读取位于识别标签或适于被识别的物 体中的识别特征的读取设备，其中所述识别标签或物体包括形成为标签或物 体中的凸起的接合轨迹，其中所述接合轨迹用于读取识别特征，
所述读取设备包括具有凹槽的接合元件，所述凹槽在形状上与识别标签 或物体的接合轨迹基本互补，其中所述接合元件包括在凹槽的横向区域中的 读取元件，该读取元件适于读取位于识别标签中的识别特征。
此外，本发明还包括用于识别所关注物体的识别系统。该系统包括此处 所述的识别标签或物体以及同样如此处所述的读取设备。识别系统还可以包 括数据存储介质，在该数据存储介质中存储从识别标签或物体的参考读取中 获得的“预存储的参考签名”。
本发明所使用的识别特征可以是目前用在安全技术中作为之后识别或 验证所关注物体的真实性的手段的任意已知的特征。所述识别特征例如可以 是存储在/位于芯片中的信息，所述芯片例如射频标签识别(RFID)芯片或 基于接触的芯片。信息特征还可以位于序列号或磁条或(布置为)传统的条 形码，一维或二维条形码或者例如全息图或标识语的任意其他光学标志。识 别特征还可以由随机分布的材料形成，例如包括随机分布的粒子的材料。随 机分布的粒子可以包括多个随机分布的磁性粒子或磁化粒子、多个随机分布 的传导和/或半传导粒子、多个随机分布的光学可读或光学活性粒子或所述粒 子的混合物。适合的随机材料或粒子的示例包括但不限于填充有如美国专利 申请2005017082A1或者国际专利申请WO2005/008284中所述的磁性传导材 料或者电传导材料的多孔材料，或者如未决的PCT申请PCT/SG2005/00012 中所述的粒子，这些申请的全部内容作为参考结合于此。可以形成识别特征 的随机分布的材料的其他示例包括纤维，例如，如美国专利申请20030014647 中所述的在纸张或泡沫中的随机分散纤维。其他示例包括连续的光管，该光 管如PCT申请WO87/00604或美国专利4,682,794所述的具有置于层的一个 或多个边缘上的两端。
在使用例如条形码或随机分布的粒子等识别特征的情况中，所述识别特 征可以被置于层或类似于层的结构中(例如一维条形码被印制在表面上，从 而类似于层)。在其他实施方式中(例如见图6和图7)，所述识别特征被布 置在更为线状或发丝状的构造中。在本文中，此处使用的术语将在下面参考 图1A和图1B加以说明。以下的讨论描述了其中识别层包括随机分布的例 如粒子的材料的实施方式。如图1A所示，本发明的标签或物体可以包括具 有一层或多层的层结构，例如具有两层或三层。
层1是识别层，其中可读识别特征位于该层，这种识别层具有a×b×c 维。这种识别层1通常包括至少位于该识别层1的一部分上的多个随机分布 的粒子，这些随机分布的粒子形成可读识别特征。通常，识别层1的厚度“a” 小于“b”或“c”，优选为小得多。不需要识别层1为矩形；其中示例b和c 是平面内形状的范围的最大尺寸。在此方面，需要注意的是“层”是指在二 维中基本上长的或伸长的并且在第三维中薄的结构。
如下所述，识别层1可以是自支撑的——例如，如图6所示的分散在一 片聚合体中或“容纳层”标签中的粒子，并且由此层2和/或3在使用随机分 布的材料的本发明的实施方式中可以不出现。
识别层1可以是不连续的——即单独的分布粒子，该粒子主要全部位于 平面内，其中示出了至少可以存在层2或层3以用于支撑和粘附。
如果存在层2和3，则该层2和3可以与层1处于不同尺寸中，并且层 2和3彼此也可处于不同尺寸中。不需要使a为了读取识别特征，读取元件(图1A中的参考标记6)可以通过沿主 表面移动而读取层结构的“主表面”。“主表面”此处被定义为是识别层的一 个较大的或较重要的表面。例如，在图1A中，位于b-c平面内的表面是“主 表面”，而位于a-c平面内的表面是狭窄边缘且不构成此处定义的“主表面”。 可选择地，同样如图1A所示，也可以使用表面面积通常远小于待识别物体 或识别标签的“主表面”面积的表面以读取识别特征。如果使用具有这种更 小表面面积的表面以读取识别特征，则通常使用识别层的最薄的尺寸。为了 暴露可读的识别层，由此读取轨迹4可以由层1的一个或多个边缘形成从而 使轨迹暴露识别层的最薄的尺寸(图1A中的尺寸“a”)。至少部分识别特征 仅可自该轨迹被有意义地读取。此处使用的“有意义地读取”意思是在读取 中(自主表面或自读取轨迹)，获得用于识别目的的唯一信号。
在主表面或读取轨迹4上的读取中，获得此处称为“指纹”的例如磁/ 电/光信号的唯一信号。该指纹可以被读取和存储(以任意适合的处理方法， 仅举出少量例子，例如必要时编码、数字处理、加密、压缩、过滤)为“签 名”。这种指纹在识别特征不是通过随机分布的材料形成而是由唯一的标识 符形成的情况下当然也可以获得，所述唯一的标识符编码在RFID芯片中或 由例如唯一的条形码形成。
指纹可以通过使用读取元件读取识别特征的一部分或全部而获得。读取 元件可以沿物体或标记移动，优选为平行或“基本平行”(如下定义)于暴 露出识别特征的表面，其中接合手段(接合轨迹和接合元件)的交互确保读 取元件对于可读取的识别特征(例如包括在可读取的识别层中)的相对方位 以恰当的相互关系而维持从而使识别特征可以被准确且清晰地读出。
如果使用了暴露出的表面(即例如主表面或轨迹)，则指纹可以通过读 取所述表面的一部分或整个表面而获得。在此文中，需要注意当仅使用通常 由至少一个边缘形成的轨迹来采样识别层时，隐藏在识别层内的识别层的材 料(可以是层结构的一部分)也可以用于产生指纹及其签名，该签名被读出 并且该签名提供用于验证物体或标签的身份的识别信息。因此，仅暴露出识 别层的最薄尺寸使得更加难以伪造本发明的物体或标签。
读取识别特征由任何合适的读取元件执行。读取元件(或合成元件)的 尺寸(在图1B中的高度＝j)(“读取元件”是沿主表面或轨迹检测指纹的传 感器)可以等于(或大于)表面轨迹的宽度，从而读取元件穿过所述轨迹感 测全部指纹信息。如果读取元件窄于表面宽度(主表面的宽度或轨迹的宽 度)，则读取元件也可以被移动从而使其扫描宽度大于或等于表面宽度的区 域。扫描所述区域的示例性方法在图1C中显示—在此情况下，扫描宽度现 在被定义为“j”。在图1C中，读取元件120被显示为扫描包括识别特征的 轨迹150。此外，如果读取设备是基于例如磁发电机光学读取的远程读取技 术，则如上所述的“读取元件”和相关的尺寸“j”应该被理解为意思是由例 如与物理元件的尺寸相对的光束而扫描的区域宽度。图1C示出了“基本平 行”的扫描，即该扫描并非与轨迹精确平行，然而该扫描非常接近平行以使 读取元件在指纹的读取过程中横跨轨迹。因此，术语“基本平行”是相对术 语，因为其取决于所使用的读取元件的宽度、轨迹的宽度以及指纹读取的长 度。
参考图1A，应该注意到层1可以被包括作为物体本身的一部分(此外 例如层2和/或3的层也可以作为物体的一部分)。可选择地，在本发明的标 签中，层1、2和3是可以被附着到另一个物体的物体本身(标签)。
如在以下说明和附图中的详细描述，本发明中所使用的接合轨迹和接合 元件可采用任意可能的形状，只要它们的形状相互基本互补，从而基于接合 轨迹和接合元件的接合，读取元件对于可读识别特征的相对方位被维持在恰 当的相互关系中从而使识别特征可以被精确且清晰地读出。接合轨迹和接合 元件由此均可以是任意互补的规则或不规则形状。接合轨迹可以例如被设计 为凹槽(例如沟或缝)、凸起、空腔或能够物理/机械地与接合元件接合的其 他结构。例如缝或沟的凹槽可以例如具有多边形的形状(从横截面所示)， 例如三角形形状、四边形形状、矩形形状、梯形形状、五边形形状、六边形 形状或八边形形状。同样，当接合轨迹被设计为凸起时，该凸起从横截面看 去也可以具有这种多边形的形状，即三角形形状、矩形形状、梯形形状、六 边形形状或八边形形状。如果接合轨迹形成为物体或标签中的空腔，则该接 合轨迹当然也可以采用与接合元件的形状互补的任意规则或不规则的形状。 接合轨迹可以具有基本为圆形或多边形的形状，当从空腔的顶视图看时，例 如空腔具有圆形、半圆形或椭圆截面。可选择地，从顶视图看，空腔形接合 轨迹可以是多边形的形状，例如三角形形状、矩形形状、梯形形状、五边形 形状、六边形形状或八边形形状。
在本发明典型的实施方式中，本发明的物体或标签的接合轨迹具有至少 约50微米、150微米、200微米、250微米或500微米直至毫米(例如1或 2毫米)和厘米范围的延伸(当形成为凹槽时的深度或当形成为凸起时的高 度)。因此，读取设备的接合元件具有同样的相应高度或深度或者还可以是 更大的高度或深度从而避免读取器的其他部分接触标签或物体的表面区域 而妨碍读取过程。如果形成为空腔，则接合轨迹可以具有至少为50微米的 深度，但更优选为几百微米的深度或更大的包括毫米或厘米的深度，例如但 不限于，约1cm至约10cm。
在本文中，应该注意到如本发明此处所描述的，适于被识别的识别标签 和物体均自身包括识别特征，该识别特征可被读取以获得允许认证的签名。 因此，在一些实施方式中，识别标签和待识别的物体可以大体上具有相同的 物理结构。除了适于被识别的物体，本发明还针对通过附着于或结合于此处 所述的识别标签而表现为可以被识别的物体。总之，任意所关注的物体均可 以标记/装备有此处所述的识别标签或者可以成为适于被识别的物体。
在本文中，还应该注意术语“分别标记”和“识别”及其派生词可替换 地用作特别表示以某种方式标记事物从而使该事物可以与其他事物唯一地 区分。虽然例如“水印”的术语可能有时被用在本文中，但是这些术语一般 指将一组事物与其他组事物相区分，例如钞票水印将钞票与假钞相区分，但 是该钞票水印并不能使钞票与其他独立的真正的钞票相区别。术语“仿”、 “假”、“伪”和“复制”可互换使用。
根据本发明可以加标签的物体的示出的示例包括工程组件，例如难以针 对假冒安全地加标签或标记的金属组件。金属组件难以使用例如RFID加标 签，因为金属干扰来自RFID标签的信号。因此，在这些实施方式中，识别 特征通常(但不是绝对)由读取不受金属干扰的识别特征形成。这种识别特 征的示例是磁性的(对一定形式的金属)、半导体的、光学活性的或光学可 区分的粒子。工程组件的示例，仅例举几个，包括诸如制动圆盘、滤油器的 汽车组件，诸如驱动杆、发动机组、专用底盘(chasse)、空调外壳的驱动机 构组件、诸如压杆和减震器的悬浮组件。其他工程组件可以是用于飞行、电 力生成、建筑、基础设施(例如水资源管理)的军用或娱乐目的的组件。所 述工程组件可以由任意常规材料构成，例如金属、金属合金、陶瓷、聚合体 材料、碳纤维或合成材料。其他根据本发明可以被贴标签的物体或其中可以 集成识别层的物体是例如引线框架、封装材料的电子组件(例如制药产品、 电子器件、烟草产品和农产品)。物品的其他示例是信用卡、证书、钞票、 安全赊购卡、车辆密码卡、护照、身份证、媒体光盘(例如CD、DVD)或 例如手包、皮革制品、镜框(spectacle frame)等奢侈品。
以下，说明了本发明的识别标签和物体的一些目前优选的实施方式。这 些实施方式还可应用到读取设备、识别配置、识别系统、用于形成识别标签 的方法和用于读取识别信息的方法。
在一些实施方式中，本发明的标签或物体可以包括支撑层，在该支撑层 上布置有识别层。
在包括容纳层的标签的一个实施方式中，该容纳层包括至少一个容纳凹 槽(见图6)。而该容纳凹槽包括形成用于识别物体的可读识别特征的至少部 分随机分布的材料。该容纳凹槽可以被布置为基本在容纳层的纵向上，或可 选择地，被布置为基本在容纳层的横截面方向上或可选择地可被配置为在其 他方向上，例如相对于纵向成30度或40度角。所述容纳凹槽可以是连续的 或被打孔的。此处所使用的术语“容纳凹槽”包括配置在容纳层内的任意类 型的部分并且该容纳凹槽适于包含随机分布的材料。容纳凹槽可以是切口或 切断标志、孔洞、沟、沟渠、凹陷的区域或布置在容纳层中的通孔。容纳凹 槽可以被覆盖于物体或标签的最终形式中。此处所使用的术语“随机分布的 材料”涉及在表面上或在平面内或在这样的容纳凹槽内的随机分布的材料， 同时术语“随机分布的材料”涉及包括例如粒子或纤维的随机分布的特征的 材料或合成物。词语“粒子”当指随机分布的粒子时意思是也指可以被用于 识别目的的特征，例如物理粒子、空间、泡沫、域(例如包含磁场的材料) 和连续材料中的变化形式，例如粗糙和颜色变化。例如，在美国专利申请 20030014647中描述了将泡沫作为识别特征使用。
随机分布的材料可以例如通过使用固化(先质)液态聚合体合成物而包 括在整个容纳凹槽的一部分中，在该固化液态聚合体合成物中，粒子被随机 的散布或乳化(emulgate)。这种液态合成物可以例如通过将具有散布于其中 的材料的液态合成物的混合物印制、用橡胶滚轴压制或喷射到凹槽而与凹槽 接触。在先质凝固后，例如通过由红外(IR)线或紫外(UV)线的方式来 固化聚合体先质，这种合成物获得机械上的稳定和化学上的惰性基质从而确 保识别特征被安全地嵌入其中。此外，一旦凝固的合成物还可以协助容纳层 自支撑，并且从而如果需要，容纳层可以在不需要进一步支撑容纳层的层的 情况下被使用。在本文中，还要注意合成材料(由(固化的)基质材料和形 成识别特征的粒子形成)通常均匀地分布在至少一部分容纳凹槽或整个容纳 凹槽内，而形成识别特征的粒子被随机分布(嵌入)在基质材料中。
适合的合成物的示例包括聚合体粘合剂或墨水。适合的粘合剂或墨水的 组分的示出的示例包括传统的(绝缘的)IR固化和/或UV固化的有机聚合 体/树脂，例如聚苯乙烯、环氧树脂、聚烯属烃、聚酰亚胺、聚苯恶唑、聚丙 烯酸酯、聚醚、聚苯并恶唑(polybenzoxayole)、聚苯硫基甲烷(polythioayole)、 环氧化物、(甲基)丙烯酸盐或聚硅醚，这些例如也在美国专利申请 20040082098中进行了描述。其他合适的成分包括那些在美国专利申请 20050245633和20050245634中描述的那些。同样可以的是包括随机分布的 粒子的可印制成分可以包括(专有地)可熔化基质材料和形成分散其中的识 别特征的粒子。这种类型的适合的可熔化基质材料的实施例是热塑性材料， 例如聚苯乙烯或无机基质材料，例如金属(特别是低熔点金属和例如焊料的 金属合金)、绿陶瓷，这些热塑性材料由它们的低熔点相区别。因此，这种 成分的混合物和形成识别特征的粒子可以固体形式沉积在容纳凹槽中并且 通过加热至可熔化基质材料的熔点并在此后使熔解凝固而转换为合成材料。 可印制的合成物还可以基于水质液体、有机液体、至少两种有机液体的混合 物或有机—水质液体混合物。这种液体可作为溶剂，结果使得基质材料的先 质以及形成识别特征的粒子可以被分散或溶解在成分中。例如陶瓷的无机基 质材料通常以分散的形式存在于墨水中；然而，该无机基质材料还可以溶解 在水质或有机溶液中。溶解的无机基质材料的一个示例是钠(正)硅酸盐， 该钠(正)硅酸盐通过添加酸被凝固以及之后可以在有条件的步骤中烧结以 析出水。
还可以在不需要被嵌入基质的容纳凹槽中使用形成识别特征的材料。这 种材料可以是在沉积到凹槽中后能够永久地(或者至少在使用识别标签期 间)保持在凹槽中的同一位置处的任意材料。适当材料的示例包括粘结粒子 或纤维，例如荧光的、磁性的或放射性的乳胶或涂覆有熔珠(bead)的乳胶。 这种熔珠可以例如被分散到液体，印制到容纳凹槽并且然后通过热处理固定 于其中，所述热处理同时还可以蒸发用于粒子印制的液体。可选择地，材料 本身可以包含识别特征，例如包括域(例如磁场或变化的反射率的域等)的 连续的材料。
包括容纳层的识别标签与此处所述的其他标签类似地适于使其可附着 于待识别的物体。为此目的，容纳层的至少一个表面被至少部分粘结或至少 部分适于进行热焊接。由于容纳层可以自支撑(见上)，因此这种标签可以 在没有任何进一步的支撑层的情况下使用。然而，如果需要，也可以在支撑 层上布置容纳层。如果使用支撑层，则与接触容纳层的表面相对的支撑层的 表面可以至少部分地粘结或至少部分地适于进行热焊接。因此，容纳层或支 撑层(如果后者存在的话)可以包括可以被热焊接或例如被胶合在物体上而 不影响标签的完整特别是不影响包括识别特征的容纳层的完整的任意材料 或由这种材料组成。适合的材料包括聚合体材料(有机和无机聚合体)、金 属、陶瓷和例如皮革的天然有机材料以及如棉纺织品的经处理的天然有机材 料。聚合体材料的示出的示例从包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二 甲酸乙二酯、聚醚、聚碳酸酯、聚醚砜(polyethersulfone)、环氧树脂、聚苯 乙烯、聚亚安酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、有机硅聚合物的组中选择，所举 例子只是其中一部分。
上述标签以及本发明的任何其他标签或物体可以包括覆盖层。在此情况 下，随机分布的材料不被嵌入自支撑的基质，覆盖层或支撑层可以被使用以 支撑凹槽中的随机分布的材料，例如，通过将随机分布的材料固定在支撑层 或覆盖层的与容纳凹槽接触的区域中。如果存在支撑层，则识别层可以被布 置在支撑层和覆盖层之间。原则上，与识别层兼容的每种材料可以被用作支 撑层和/或覆盖层。适合的材料的示例再次包括但不限于塑料、金属、陶瓷、 纺织品、例如皮革或木材的天然有机材料、玻璃及这些材料的组合。适合的 塑料的示例包括聚合体材料，例如通常用于例如包、信用卡、包装材料、薄 片等塑料物品的生产的聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、聚碳酸酯、 聚(甲基)丙烯酸酯。适合的玻璃和陶瓷包括但不限于氧化铝、硅石、骨灰 瓷、瓷釉和玻璃质釉料。
通过使用覆盖层或支撑层(在两层结构的情况下)或夹层结构(在三层 结构的情况下)，识别层可以(进一步)在结构上被支撑并且还可以从下面 和上面被电磁屏蔽(在夹层结构的情况下)。如果需要，这种层结构进一步 允许暴露识别层的最薄的尺寸(自边缘)。识别层的最薄的尺寸可以通过与 识别层或层结构的平面成大于10度的角度(或在一些实施方式中为基本垂 直所述平面)的简单切割、抛光或摩擦识别层(如果使用支撑层和/或覆盖层， 则或为层结构)而被容易地暴露(并且由此从识别层的一个或多个边缘获得 的轨迹也可被容易地暴露)。
识别标签的层结构可以包括置于所述底层和所述顶层之间的至少一个 又一个识别层。
通过提供一个或多个额外的识别层，识别特征可以被分在多个识别层 中，因此进一步提高了安全性，由于仿制包括在识别层中的信息所需要的精 力由此显著地增大。此外，这种测量可以在系统中引入冗余从而进一步提高 识别标签的可靠性。
所述层结构可以包括置于所述识别层和所述又一个识别层之间的至少 一个中间层。
如果识别层的最薄的尺寸被用于读取，则不同的识别层可以通过采取这 种测量而被从空间上相互分开。这允许分别和/或同时读取位于所述识别层中 的信息。因此，可以还包括冗余，该冗余同样提高了本发明的识别标签或物 体的可靠性。
本发明的标签或物体还可以包括对准标记，该对准标记进一步促使度假 区器的读取部分在读取所述识别特征的处理期间的对准。
识别层可以至少在所述层的一部分中包括多个随机分布的粒子。在一些 实施方式中，如美国专利申请2005017082A1或国际专利申请WO 2005/008284所述，识别层包括具有孔的主材料，其中至少部分所述孔包含 粒子。粒子可以包括磁性材料或磁化材料或者包括充分导电的材料。在其他 实施方式中，粒子可以被随机分散在基质中或者粒子可以通过溅射/离子注入 而被提供。
通过提供这种具有粒子的(高)无序结构来定义识别层中的识别特征， 只有利用极大的精力和/或成本才可能仿造信息，由此提高了识别系统的安全 性。
所述识别层可以包括多个磁性(或磁化)粒子。通过将磁性(或磁化) 粒子实施为随机分布的和/或定向的粒子，磁性读取磁头可以被用作沿暴露出 识别层的轨迹移动的读取元件，因此读取由通过磁性(或磁化)粒子引起的 磁场分布而形成的识别特征的指纹，从而提供了廉价且高可靠性的识别结 构。具有磁性特性的任何材料均可用于识别层中，包括但不限于例如亚铁磁 材料、反铁磁性材料和铁磁体材料等的磁性材料。使用的磁性材料包括但不 限于例如Fe、Ni、Co、Gd、Dy及这些元素的相应合金、氧化物和混合物以 及例如MnBi、CrTe、EuO、CrO2和MnAs的其他化合物的铁磁体材料。也 考虑受磁力影响的其他材料。这种材料的示例包括例如尖晶石、石榴石的铁 磁体材料和例如磁铁矿的铁素体。通常用在磁性介质中的其他材料，例如 Ce、Cr、Pt、B、Nd的合金(例如Nd-Fe-B、Nd-Fe-Co-B、Nd-Pr-Fe-Co-Ti-Zr-B)、 Sm(例如SmCo5)以及例如AlNiCo的合金，透磁合金和镍铁铜铬合金 (MuMetal)同样可以被考虑。识别信息还可以由在连续材料内的改变磁性 特性的域而形成，所述连续材料包括位于材料中的空间，该空间引起可变的 磁性特性。由此这种改变的磁性特性的域包含在术语“磁性或磁化粒子”中。
在使用其孔被至少部分被填充的多孔材料中的情况下，主材料是充分非 磁性材料。一般地，至少充分非磁性(有磁力地惰性)或充分电绝缘的任意 多孔主材料均可被用在本发明中。通常，这种主材料具有良好的机械稳定性、 热稳定性和化学稳定性从而避免或忽略孔中的材料移动到主材料的其他区 域。此外，主材料的稳定性使孔中材料的氧化和不期望的化学改变最小化。 这种性质促使从标签获得的磁性信号、电信号或电磁信号保持唯一的可识别 特征。适合的主材料可以例如包括如在美国专利5,139,884和5,035,960或 Nielsch等人发表在Journal of Magnetism and Magnetic Materials 249(2002)234-240中所述的通过铝薄膜的阳极氧化制备的多孔耐酸铝。因此， 标签的主材料可以是氧化铝。
其他适合的主材料包括多孔聚合体薄膜(通常为两块或三块的共聚物， 其中一种成分被选择性地去除)或多孔的半传导材料，例如多孔硅或者多孔 III-V材料(见例如等人的Advanced Materials，15，183-198(2003))。 适于用作本发明中的多孔主材料的III-V材料的实施例包括GaAs、InP和 AlAs。另一种适合的主材料是沸石。适合的沸石的示例包括沸石矿石族中的 任意一个成员，例如斜发沸石、菱沸石、钙十字沸石和发光沸石。其他适合 的多孔材料包括例如硅氧化物、锌氧化物和锡氧化物的无机氧化物。
另外地或可选择地，本发明的识别标签或物体可以包括多个传导或半传 导粒子。同样在传导或半传导粒子的情况下，识别信息还可以由连续材料内 变化的传导特性的域来形成，所述连续材料包含引起可变传导特性的材料中 的空间。由此这种变化的磁性特性的域包括在术语“传导或半传导粒子”中。 导电材料包括金属，例如但不限于Cu、Sn、Fe、Ni或者其合金。半传导材 料的示例包括(多晶)硅、砷化镓、氮化镓、硅化铂、氮化硅或硅铬(SiCr)， 仅例举出其中的小部分。根据本实施方式，磁性读取磁头可以被用作对识别 层采样以读取识别特征的读取元件，所述识别特征形成自因电流通过至少部 分所述粒子而引起的电磁场分布。类似地，可以使用适合的读取设备(例如 传导传感器)来检测类似于电阻系数、传导率、阻抗或类似于作为识别层内 的位置的函数的随机分布传导或半传导粒子的电参数。在多孔主材料的情况 下，多孔主材料的孔可以填充有导电粒子，可以使用以上给出的与磁性粒子 有关的相同的主材料。
另外地或可选择地，识别标签或物体可以包括识别层，该识别层包括多 个光反射、光吸收或光学活性粒子。“光学活性”在本申请中意思是改变波 长和/或光的极化平面的粒子，其中光传输经过所述极化平面或从该极化平面 反射。根据本实施方式，光检测器可以被用对由自识别层形成的轨迹采样以 读取识别特征的读取元件。这些识别特征可以形成于，例如在特定波长的发 荧光的粒子、改变极化平面的手性粒子(chiral particle)或以不同波长发出 荧光和/或改变相互作用的光的极化平面的粒子的混合物，仅举出一部分可能 的粒子。还可以使用光学可区分的粒子作为识别特征。光学可区分的粒子的 示例包括金属粒子、陶瓷粒子、聚合体粒子、天然形成的粒子，例如纸张中 或空间中或泡沫中的纤维和连续材料内变化的光特性的域以及上述这些物 质的混合物和组合。
本发明还包括磁性和/或磁化和/或传导和/或半传导和/或光学活性粒子 和/或光学可区分粒子的组合以进一步改善系统的可靠性和安全性。在一种情 况中，例如，可以使用光确认和磁化确认的组合。通常，对包括空间和存在 于识别层中的域的指纹具有显著影响的平均粒子可以具有(但不限于)约10 纳米至约500微米之间的最大尺寸。
在本发明的识别标签或物体中，考虑具有每个均包括识别特征的多个识 别层，其中每个识别层均与其他识别层独立地可读。
通过读取单独的层，不同种类的信息可以被置于本发明的识别标签或物 体中(例如，识别特征和类似于标签所附着的产品的价格或关于这个产品的 背景信息的额外信息)。
在又一个实施方式中，暴露出识别层的表面由保护涂层覆盖。原则上， 可以使用适合物理地保护识别层免受环境损坏(例如，化学和/或机械老化) 的每种材料，只要这种材料不阻止至少部分识别特征可从轨迹上有意义地读 取。可以包括在保护涂层中的适合的材料的示例包括但不限于例如聚四氟乙 烯(Teflon)涂层、刚性聚合物、溶胶凝胶体的聚合体涂层或例如氧化物、 氮化物、无定形金刚石的蒸气沉积材料、类似于金刚石的材料(薄膜)例如 类似于金刚石的碳、四面体无定形碳或旋转涂覆的漆。这种保护涂层(层) 可以是“坚硬的”材料。此处“坚硬的”材料被定义为优选具有每平方米50 兆牛顿的容积屈服应力的材料，即50MN/m2，或更大。作为坚硬材料的适合 的聚合体的一个示例是具有强韧和透明的优点的聚甲基异丁烯酸盐。聚甲基 异丁烯酸盐的单独的涂层可以由以单节显性聚异丁烯酸盐溶液浸渍或旋转 涂覆标签而产生。单体溶液在涂覆期间或涂覆后被聚合。
以下，将描述本发明的读取设备的优选实施方式。这些实施方式同样可 应用于识别标签、适于被识别的物体、识别系统、用于形成识别标签的方法 和用于读取识别信息的方法。
所述读取元件可以适于从包括在识别层中的多个随机的无序粒子中读 取信息。
因此，读取元件可以适于从提供唯一的指纹(和签名)的随机的被定向 的粒子的特征配置中检测信号结果。
所述读取元件可以适于从包括在识别层中的多个磁性或磁化粒子中读 取信息。在此示例中，读取元件是磁性读取元件。
所述读取元件还可以适于从包括在识别层中的多个传导和/或半传导粒 子中读取信息。根据本实施方式，读取元件是电或电磁或磁性读取元件，该 读取元件读出随机的无序粒子的配置的电参数特征。
所述读取元件还可以适于从包括在识别结构中的多个光学活性或光学 可区分粒子中读取信息。根据本实施方式，所述读取元件是光学读取器或检 测器，该光学读取器或检测器可以读出例如反射系数或荧光强度、光学各向 异性等光学参数。所述读取元件还可以适于检测从包括在标签或所述物体的 识别层中的多个随机分布的光学可区分的粒子反射或偏转的光子。
还可以使用具有例如磁的和光的，或者电和磁的至少两种不同类型的读 取性能的读取元件。这样，安全性可以被进一步改善。
所述读取设备可以进一步包括跟踪元件。该跟踪元件适于进一步促进或 测量读取元件关于识别特征的对准或运动，所述识别特征在读取识别特征的 过程期间被读取。
为此，跟踪元件可以适于根据识别特征对读取元件光学定位。跟踪元件 还可以适于光学测量读取元件对被读取的识别特征的相对位置。根据这些实 施方式，视觉标记可以被提供作为物体或识别标签上的位置参考标记或作为 对准标记以表示读取元件应该被引导的沿着的路径以便进一步促进位于识 别层中的识别特征的无故障检测。作为示例，光学传感器和链接到读取元件 的驱动机构的反馈回路可以实现上述功能。
所述读取设备还可以被提供以使跟踪元件适于沿用于读取识别特征的 表面电磁地引导读取元件。跟踪元件还可以适于电磁测量读取元件对于被读 取的识别特征的相对位置。根据这些实施方式，可读取的电磁引导层或特征 被提供作为位置参考标记或对准标记。这可以是例如铁磁体材料结构，该铁 磁体材料结构允许跟踪元件的辅助感测元件跟随其可以捕捉到指纹的路径。
根据又一个实施方式，所述读取设备可以具有处理装置，该处理装置适 于将由读取元件读取的指纹的签名与预存储的参考签名相比较，并且如果从 识别标签读取的签名与预存储的参考签名的差别小于阈值，则该处理装置确 认识别标签有效。
换句话说，预存储的参考签名可以作为一组参数被存储在读取设备的数 据存储介质中(或存储在位于远程的存储介质中，该位于远程的存储介质可 以被访问以验证读取的签名——这样的一个示例是连接到因特网从而允许 由远程设备读取的签名被验证的数据库)。这组参数可以与在特定情况下检 测的签名相比较，其中该被测量的签名与存储在数据存储介质中的预存储的 参考签名相比较。如果被测量的签名和预存储的参考签名之间的偏差小于阈 值，则识别被视为通过验证。而这样的物体或附着有所述标签的物体可以被 视为真品。然而，不需要使预存储的参考签名永久地存储在读取设备的存储 器中。而是，读取设备可以被设计为使其可以接收存储在相对于读取设备远 程的数据存储介质中的预存储的参考签名。可选择地，所述读取设备可以接 收存储在附着有所述标签的物体或待识别的物体中的预存储的参考签名。在 本文中，应该注意到本发明的物体或标签可以另外地存储其他信息，例如物 体的价格、物体的制造商等。这些信息可以被包括在传统的条形码、二维条 形码、磁条或存储器芯片中。所述读取设备由此还可以适于从传统的条形码、 二维条形码、磁条或存储器芯片中读取这种签名。另一个可选择的方式是所 述读取设备适于发送读取信号(可以通过诸如连接到因特网的计算机的通信 设备，或通过诸如手机移动通信设备)到位于远程的设备(例如服务器计算 机)，其中预存储的参考签名的数据库被收录，并且所述位于远程的设备可 以将读取的签名与相关的预存储的参考签名相比较。基于使读取的签名与预 存储的参考签名相匹配，位于远程的设备可将消息发送回读取设备(或发送 回通信设备)以验证信息并提供给使用者存储在数据库中的任何其他相关信 息。当然，如果没找到任何匹配，则位于远程的设备可以返回信号以声明没 有找到匹配以及其他信息(例如在此情况下用户应该采取的措施的建议)。
所述处理装置可以进一步适于通过使用来自最新读取的指纹/签名的信 息来重写或附加预存储的参考签名和存储来自读取的指纹的签名以作为未 来验证检查的更新的参考签名而更新预存储的参考签名。当长期使用识别标 签或适于被识别的物体时，轨迹或整个识别层的磨损可能作为过度使用识别 标签的结果而产生。这种磨损可以导致特征签名改变。在静态系统中，预存 储的参考签名将总是保持不变，这种磨损的影响可能造成识别标签不被系统 认可的结果。因此，在本发明的一个实施方式中使用的动态系统更新检测到 的签名的改变并将该更新的签名存储为预存储的参考签名。这样，随时间因 识别层的材料磨损产生的小改变可以被考虑在内，由于避免了因磨损而使标 签或物体被错误划分到无效类，因此提改善了系统的功能性能。
根据上述公开，可以使用传统的读取磁头以确定表示适于被识别的标签 或物体的识别特征的特性(签名)。可以使用的读取磁头的示例是那些例如 用在卡带播放器、录像机(VCR)、磁性数据存储带、硬盘驱动、ZipTM光盘、 JazTM光盘和磁条读取器中的读取磁头。可选择地，可以使用通常称为MFM 的磁力显微镜。此外，可以利用例如磁性克尔效应(magnetic Kerr effect)的 磁性—光学效应的检测。为了确定例如电场强度或电磁场强度的特性，可以 使用用于此目的的任何传统的高灵敏度电场表或可以被校准到适当频率的 电动势高斯计(EMF gaussmeter)。为了确定光学特征，可以使用在需要处 装配有例如极化滤波器和/或色彩滤波器的任何光电检测器或光电二极管。
一旦来自物体或标签的签名被确定，则可以在存储前进行数学程序以处 理(例如滤波、平滑、进行傅立叶变换或其他数学信号处理技术)和/或压缩 和/或加密签名。以从读取标签获得的原始信号的形式或该原始信号经处理/ 压缩/加密后的形式的第一测量签名(或所需要的后续测量签名)可以存储在 多种数据存储介质中，例如硬盘、智能卡、RAM模块、磁带存储器、磁条 或任意其他数据存储介质(因此变为预存储的参考签名)。
在本发明中，第一签名可以通过扫描包括在所关注标签或物体中的包含 整个识别特征的表面区域而获得。然而，还可以仅通过读取部分表面，由此 仅读取部分识别特征而获得该第一签名。例如，在需要低水平认证的应用中， 仅读取部分表面或轨迹可能已足够(如果识别层的最薄的尺寸被暴露的话) 该“部分”签名之后变为预存储的签名(识别信息)。以此方式，可以减少 用于读取和记录新标签或物体的签名的处理时间。
仅对“部分”签名的要求还使该签名更难以仿造，因为所使用的部分并 不需要可从包括在独立的标签或物体的识别层中的识别特征中确认，而是优 选为在整个系统内形成独立指令的一部分。这意味着，一般地，尽管仅部分 信息被用于认证物体，但伪造者仍被迫复制整个识别层(意味着整个标签或 物体)。通常，在不明显增加原始生产商或合法用户的成本和精力的情况下， 复制无用部分增加了伪造标签所需要的成本和精力。
从以上可以看出，实践水平上可以并普遍地在不同的时间和地点获得预 存储的参考签名和得到用于识别目的的签名。例如，制造好的标签可以在被 交给该标签的使用者(例如，汽车工业的零件的供货商)之前首先在获得签 名的地方被读取并存储在数据存储介质上。该标签的使用者之后粘贴标签到 被贴标签的物体，所述物体例如为分发到其客户之前的汽车组件。可选择地， 在标签使用者附着标签到物体上或将标签包含于物体中后，该标签仅可以被 标签使用者读取。在适于被识别的物体的示例中，签名通常在物体被制造的 地方读取并且如果需要，预存储的参考签名可以被发送到远程位置并存储在 那里。在使用标签或物体的示例中，使用者例如汽车零件供货商或药物制造 商，可以在包含此处所述的识别层的物体或标签上存储例如产品信息等进一 步的信息/内容。或者，在包括本发明的这种识别层的例如CD的数据存储介 质的示例中，诸如唱片公司的使用者可以在CD上存储音乐并且之后分发到 其客户。然后该客户可以获得第二签名并将获得的签名与预存储的参考签名 (可能存储在远程数据存储介质中)相比较以验证物体的身份。可选择地， 标签使用者可以在读取标签前将标签粘贴到物体并且此后将签名发送到数 据存储介质(同样，物品使用者可以首先制造所关注的商品并将其发送到远 程位置，在该远程位置上参考签名被读取并存储在数据存储介质上)。在这 两种情况下，识别信息以来自标签或所关注物体的签名的形式被获得并被存 储在数据存储介质上以用于后续的标签或物体的识别。
在本文中，以下将说明用于读取本发明的物体或标签中的识别特征的方 法的实施方式。
在一个实施方式中，信息从多个随机分布的粒子中被读取，所述粒子至 少包括在部分所述识别层中。多个随机分布的粒子可以是磁性或磁力、传导 或半传导或光学活性或光学可区分的粒子。
在使用磁性粒子的情况下，读取可以包括确定标签或物体的识别层的至 少一部分的磁场的至少一个特性。由此获得特定的磁性信号。在此情况下， 识别层可以包括具有孔的充分非磁性的主材料，其中至少一部分孔包含磁性 材料。
读取可以是识别层高度依赖识别层的无序性的识别层部分的磁场的至 少一个特性。更特别地，无序可以关于识别层的至少一个性质，例如，孔的 尺寸、形状和方位，识别层中的孔之间的距离、孔的填充率以及磁性材料的 晶体取向。例如，如果使用多孔主材料，则无序性可以仅是主材料的特征。 作为对此的一个实施例，可以使用具有不同孔尺寸和孔间距离的主材料，并 且该材料的孔可以被(平均地)填充磁性材料。还可以使用具有有序孔的主 材料，其中通过改变在孔内的材料的填充度而产生无序。当然还可以使用例 如具有无序结构的识别层并且也改变孔的填充率或(在磁性材料的情况下) 改变标签内的材料的晶体取向。另一个可选择的方式是多孔主材料为磁性的 并且使指纹产生于未填充的孔(或填充有非磁性材料的孔)的尺寸和位置的 无序。可被操作以在标签或物体的识别层中产生无序的以上性质还可以被考 虑为自由度。
在一个实施方式中，在所述识别层部分的磁场(信号)的至少一个特性 的每次确定前识别层受到磁场的作用。在本实施方式中，识别层内的磁性材 料可以在每次读取前在磁场中被重新磁化。这增大了磁场信号以易于读取。 为此目的，不变的但也不均一的磁场可以被用作重新磁化识别层，例如由简 单的条形磁铁产生的磁场，或者由螺线管或磁铁的组合所产生的磁场。
在一个实施方式中，考虑一种在标签或物体的识别层中进一步存储(记 录)信息的方法。这种信息的存储(记录)可以通过磁化磁性材料而完成， 所述磁性材料存在于例如进入磁极场中的粒子组中，或者这种信息的存储 (记录)可以通过形成轨迹的粒子的图案组而确定包含磁性(或导电)材料 而完成或者通过这两种方式的组合而完成。该记录步骤优选为在指纹的第一 次确定前完成或可选择地在该第一次确定后完成。
本发明的另一个实施方式包括存储多于一个物体的预存储的参考签名。 当物体的签名被随后读取时，该被读取的签名可以例如和该物体的全部预存 储的参考签名相比较或者可以与存储在数据库中的全部预存储的参考签名 相比较。例如，当读取物体的作为预存储的参考签名的签名时，可以使用不 同的读取设备，也就是说可以使用至少两个(多个)读取设备。该多个读取 设备可以被不同地配置为使得其中的每一个均限定将被读取的识别特征的 分离区域间的空间关系。这种配置中的不同可以是固有的或专门引入的。例 如，各种读取设备的读取元件可以有目的地相对于彼此而略微未对准。这意 味着每个读取设备的读取的空间关系将被略有不同地限定。因此，来自每个 读取设备的签名将略有不同。通过存储全部这些预存储的签名并使用这些签 名进行后续的物体验证，使得验证更加稳健。例如，考虑读取识别特征的轨 迹。如果第一读取设备的读取元件被精确地对准，则提供可以被称为“对准 签名”的签名。如果第二读取设备的读取元件略微偏左(例如，偏左约1微 米、10微米、50微米或100微米)，则提供可以被称作“左签名”的签名。 如果第三读取设备的读取元件略微偏右(例如，偏右约1微米、10微米、50 微米或100微米)，则提供可以被称作“右签名”的签名。通过存储作为预 存储的参考签名的所述对准签名、左签名和右签名，增大了如下所述的方法 和系统的稳健性。如果许多读取设备为商业销售而制造，则每个设备间将存 在一定的公差和变动。假设在制造过程中可允许的最大未对准量是±50微 米，则通过存储相应于未对准的读取(包括最终为±50微米的未对准)的一 组或多组预存储的参考签名，意味着即使是最对不准的产品，读取器仍具有 与读取的签名匹配良好的相应的预存储的参考。使用多个读取设备获取多于 一个预存储的参考信号的另一个使用的示例是所述读取元件本身是否在其 特性上具有一些变化(例如磁性传感器是否具有变化的灵敏度)。通过使用 具有一系列读取元件的一组读取设备，可能可以用同族的读取元件记录签名 的光谱。在本实施方式中，后续的被读取的签名可以由此将其签名的至少部 分与全部预存储的签名相比较，所述预存储的签名与特定物体或同族物体相 关。
在本发明进一步的实施方式中，条形码或例如序列号、二进制信息或十 六进制信息的其他连续的识别信息或已被指派给物体的字母数字编码(例如 名称)被用作识别信息组中之一，并且如果读取设备未完全、完整或正确地 读取所述条形码或连续的识别信息，则处理单元可以基于辅助信息而重新产 生从部分被读取的信号中丢失的数据或分量(例如参考点)，所述辅助信息 被独立地键入或扫描入。例如，如果识别信息是条形码和相关数字，则条形 码可以由备用设备扫描并且相关数字可以用作辅助信息以重新产生从部分 被读取的信号中丢失的数据或分量(例如参考点)。重新产生的数据或分量 之后被用于形成识别所述物体的签名。
在进一步的实施方式中，条形码或其他连续的识别信息被用作初级密 码，通过该初级密码，预存储的参考签名被存储和/或获得。

本发明的以上和其他目的、特征和优点将通过以下结合附图的描述和所 附权利要求变得清楚，在附图中相同的部分或元件由相同的参考数字表示。
本发明进一步通过参考以下非限制性示例和附图进行说明，其中：
图1a示出了本发明的识别层，该识别层结合了在识别层的顶部和底部 上的光学覆盖层，所述识别层存在于根据本发明的标签或物体中并且结合了 本发明所使用的读取元件；
图1b是图1A的识别层的侧视图；
图1c示出了扫描包括识别特征的区域的一个示例性方法；
图1d示出了根据本发明的一个实施方式的附着到物体的标签，并且图 1e示出了根据所述实施方式的适于读取标签的读取器；
图2a和图2c示出了根据本发明的一个实施方式的附着到签条的标签， 并且图2b示出了根据所述实施方式的适于读取标签的读取器；
图3a示出了根据本发明的另一个实施方式的标签，图3b示出了所述标 签的平面图，并且图3c示出了根据所述实施方式的适于读取标签的读取器；
图4示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体；
图5示出了根据本发明的一个实施方式的形成标签的方法；
图6a示出了根据本发明的进一步的实施方式的制造标签的方法，而图 6b示出了将本发明的这种标签附着到物体；
图7a示出了根据本发明的进一步的实施方式的制造标签的方法，而图 7b示出了将本发明的这种标签附着到物体，并且图7c示出了本发明中制造 的标签的一个相关的实施方式；
图8a和图8b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体，并 且图8c示出了适于读取所述标签或物体的本发明的读取器；
图9a和图9b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签，并且图9c 示出了适于读取所述标签的本发明的读取器；
图10a和图10b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签，并且图 10c示出了适于读取所述标签的本发明的读取器；
图11a和图11b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签，并且图 11c示出了适于读取所述标签的本发明的读取器；
图12a和图12b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签，并且图 12c示出了适于读取所述标签的本发明的读取器；
图13a和图13b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体， 并且图13c示出了适于读取所述标签或物体的本发明的读取器；
图14a和图14b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体， 并且图14c示出了适于读取所述标签或物体的本发明的读取器；
图15a和图15b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体， 并且图15c示出了适于读取所述标签或物体的本发明的读取器；
图16a—图16d示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体；
图17a和图17b示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体， 并且图17c示出了适于读取所述标签或物体的本发明的读取器；
图18a和图18c示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体；
图19a—图19c示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体；
图20示出了根据本发明的进一步的实施方式的标签或物体；
图21a和图21b示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体，并且图 21c示出了适于读取物体的本发明的读取器；
图22a和图22b示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体，并且图 22c示出了适于读取所述物体的本发明的读取器；
图23a和图23b示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体，并且图 23c示出了适于读取所述物体的本发明的读取器；
图24a和图24b示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体，并且图 24c示出了适于读取所述物体的本发明的读取器；
图25a和图25b示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体，并且图 25c示出了适于读取所述物体的本发明的读取器；
图26示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体；
图27示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体；
图28a示出了根据本发明的进一步的实施方式的物体，并且图28b示出 了适于读取所述标签和物体的本发明的读取器；
图29a示出了可以用于本发明的标签或物体中的识别层的形成，并且图 29b示出了所述识别层的等大的图示；
图30A—图30H示出了用于制造识别标签或适于被识别的物体的实施 方式的方法过程的图示。
根据以上公开，此处提供了一种用于跟踪信息、防止伪造并能够防篡改 的识别系统，所述系统包括：a)包含“识别特征”的标签或物体(此处“识 别特征”被理解为包括但不限于例如固有的无序材料或合成物，其中所述无 序的材料/合成物的至少一个特征信号(此处称为“签名”)可使用适于读取 所述签名的读取器而有意义地读取)，所述标签或物体进一步包括至少一个 “接合轨迹”，该“接合轨迹”允许读取器被容易地以物理/机械方式对准到 识别特征，并且其中所述标签或物体适于附着到有价值的项目；b)读取设 备，该读取设备适于以物理/机械方式接合所述接合轨迹并且读取标签的签 名，由此允许所述签名与无序的材料/合成物相应的特征信号相比较，所述特 征信号事先从识别特征中被读取(此处称为“参考签名”或“预存储的参考 签名”)；c)可选择的数据存储设备，其中存储了参考签名(此处“数据存 储设备”涉及存储数据的任何机器可读设备，例如硬盘、磁带驱动器、光学 存储盘、存储器芯片或者甚至是例如2D条形码或位图的传统光学设备)。
还提供有可以容易地附着到有价值的项目的标签或物体，特别是包括平 面和/或弯曲表面并且可能不具有易于在其上进行参考的边缘或拐角的有价 值的项目。
图1d示出了根据本发明的一个实施方式的标签100。所述标签包括轨迹 或识别特征101的层。标签适于通过例如粘结层或通过热焊接或通过具有为 嵌入有价值的项目内的标签的一些部分的物理装置提供的形状或波形因数 而附着到有价值的102。在此情况下，由于标签由具有良好限定的边缘的厚 矩形截面材料构成，因此该标签本身形成接合轨迹。该接合轨迹的形状与读 取设备的一部分的形状基本互补，读取设备的这部分通过读取轨迹读取位于 识别层中的识别特征。在标签中，最薄的尺寸或主表面中的一者可被暴露以 用于读取识别特征。
图1e示出了适于读取图1d所示的标签的识别特征的读取器110的横截 面图。该读取器包括至少一个读取元件111，该读取元件111适于读取标签 的签名(例如，如果识别特征包括随机分布的磁性粒子，则所述读取元件可 以是磁性传感器，例如磁性读取磁头，该磁性读取磁头例如用于磁性数据存 储带、VCR、软盘或硬盘中，而如果识别特征包括随机分布的光学发射粒子， 则读取元件可以是光学传感器或光学探测器)。读取元件111被置于距沟112 的一个边缘已知的固定距离，所述沟112被设计为与由物体上的标签100形 成的接合轨迹相接合。读取元件111被置于距接合元件的边缘已知的固定距 离，从而与标签的识别特征对准并且由此读取标签的签名。在所示的实施方 式中，读取器可以关于标签被移动(或反之亦然，例如通过用手拿住读取器 并沿标签移动该读取器)，或者可以使用机械致动器使读取元件移动穿过识 别特征，或者读取元件可以为使其能够在不关于识别特征移动的情况下读取 足够的信息(由于包括传感器的直线或面积阵列，例如，如电荷耦合设备 (CCD)阵列的光学成像设备可以在不移动穿过所述表面的情况下描绘 (image)面积)。
在本实施方式中，接合元件是沟，该沟被设计使得其宽度“T”等于或 略大于接合轨迹“Y”的宽度，从而允许该沟与所述接合轨迹结合。在某些 情况下，优选为使宽度“T”小于宽度“Y”。在这些情况下，接合轨迹或接 合元件应该是可弹性形变的从而使有意义的机械接合始终可以进行。如果需 要，读取器可以包括一个或多个位置跟踪元件113。例如，如果在读取签名 期间，关于标签移动读取器(或反之亦然)以获得可重复的读取，则在一些 情况下精确跟踪标签和读取器之间的相对位移可能是重要的。此外，优选为 在标签上具有至少一个标记以表示所述读取应该开始/结束的起点和/或终 点。
位置跟踪元件可以例如是光学位置传感器，例如那些在计算机的光学鼠 标中使用的光学位置传感器。如果所述位置传感器用于识别读取的起点和/ 或终点(以及可以是起点和终点之间的位置标记)，则我们已发现光学条形 码传感器可以胜任。对本领域技术人员显然的是还可以使用用于感测位置的 其他传感器，例如所述传感器可以是跟踪被设计为识别位置的磁性标记/特征 的磁性传感器。此外，有时优选使用多于一个的位置传感器的组合，例如使 用条形码传感器以识别读取的起点和终点并且使用光学位置传感器(例如用 于计算机鼠标中)以跟踪在标记间移动的距离。
一般地，本发明中的接合轨迹的尺寸被选择为使得该尺寸足以允许与接 合元件良好的物理/机械接合。因此，当接合时，此后称为“接合距离”的接 合轨迹伸入接合元件的距离(或反之亦然，如以下实施方式所示)必须在特 定应用中尽可能地大，但通常至少约50微米。然而，也可以是至少150微 米或更大。这意思是对于如图1a所示的实施方式，接合轨迹的高度“Z”至 少为50微米，并且相应地，接合轨迹112的深度“D”也至少是50微米。 为了图1所示的实施方式中的结构稳定性，期望Z≤10Y或更优选地Z≤Y。 待读取的识别特征的长度被标记为“X”。
图1d所示的标签100可以具有印制在其上或嵌入其内的额外的信息。 例如磁条(用于信用卡中)可以被嵌入标签中，或者公司标识语或例如全息 图或条形码的其他安全特征可以被印制在标签的表面上。信息“写入”(例 如使用磁性装置、光学装置或其他装置)可以包含关于标签的签名的信息。 例如，加密的2D条形码可以被写入在标签的表面上并且条形码中加密的信 息可以包含标签的参考签名。读取器然后可以同时读取标签的签名和条形码 并且将签名与条形码中的参考签名相比较。
图2a示出了本发明进一步的实施方式。此处包含识别特征201的标签 200被结合到签条202。一旦标签和签条被结合，则结合的单元形成根据本 发明的物体203。包含识别特征的标签200再次在签条的表面上形成接合轨 迹。该接合轨迹宽为Y高为Z并且适于接合读取设备的接合元件。
图2b示出了适于读取图2a中所示的物体的读取器的横截面图。读取器 210至少包括读取元件211和接合元件212，该接合元件212被设计为接合 图2a中所示的接合轨迹。接合元件具有图中所示的尺寸D和T。还示出了 可选择的位置跟踪元件213。尺寸Z和D也至少约为50微米以符合接合距 离至少约为50微米的标准。尺寸T大于或等于尺寸Y以允许机械接合。
在图1d所示的标签的情况下，图2a所示的标签200或签条202可以具 有印制在其上或嵌入其内的额外的信息。这如图2c的实施方式所示，其中 1D条形码204被置于与布置在签条202上的标签基本平行。这同样适用于 此处所述的全部后续的实施方式。注意，物体(签条)所附着的有价值的项 目未在图2中示出。在本文中，还应注意，签条200上的条形码204可以用 作读取器210的跟踪元件213的对准或定位标记。如本文图1的实施方式的 以上所述，跟踪元件213可以是光学传感器。可选择地，如果使用如图7中 所示的磁条或具有发丝状形式的随机分布的磁性粒子替代条形码204来用作 对准或定位标记，则跟踪元件213可以是参考图1同样所示的磁性传感器。 因此，在本发明中，对准标记一般可以是第二组识别特征。
图3示出了一个实施方式，其中物体303和读取器310适于使用在具有 弯曲表面的有价值的项目304上。图3a示出了标签的横截面图，同时图3b 示出了标签的平面图。包含识别特征301的标签300被结合到签条302。一 旦标签和签条被结合，则结合的单元形成根据本发明的适于被识别的物体 303。物体303适于结合到具有弯曲表面的有价值的项目304。标签300本身 又形成接合轨迹。读取器310至少包括读取元件311和接合元件312，该接 合元件312被设计为接合所述接合轨迹300。还示出了可选择的位置跟踪元 件313。直接邻近接合元件312的读取器310的表面可以是弯曲的(如图3c 所示)以在接合期间识别特征被读取时提高机械稳定性。
图4示出了本发明的进一步的实施方式。此处包含识别特征401的标签 400适于通过嵌入到项目中而附着到有价值的项目404(如图所示)。可选择 地，图4示出了适于被识别的物体，其中识别层被布置使得接合轨迹形成在 物体中。接合轨迹(在本实施方式中是标签本身的一部分或识别层的一部分) 的宽为Y并且高为Z。此处尺寸Z作为接合轨迹的高度被测量，该高度可用 于接合所述接合元件(在标签或识别层被嵌入后)以允许识别特征被读取。 同样在本实施方式中，尺寸Z通常至少为50微米。适于读取标签400的读 取器未被示出，因为其在外表上与已经显示的读取器类似，例如，所述读取 器具有宽度足以接合所述接合轨迹的接合元件，即所述接合元件的宽度至少 与尺寸Y相同。
图5示出了一种方法，通过该方法，可以制造如图4中所示的标签。标 签的组件以分解的形式显示，即显示为结合到一起形成标签前的状态。此处 两片矩形截面物料521和522中间夹入包含识别信息的薄膜材料523。作为 实施例，如果识别特征是磁性的，则材料523包括非磁性基质材料，该非磁 性基质材料包含随机分布的磁性粒子。识别特征由读取器的读取元件通过将 读取元件移至非常接近材料523暴露出的表面524而被读取。物料521和522 可以具有易于结合、易于接合读取器并且易于读取签名的任意视觉形状/截 面。此外，物料521和522可以基于应用而由多种材料构成。例如，塑料有 利于嵌入例如厚壁导管、汽车缓冲器或塑料模制家具的项目等聚合体物体。 金属适于使用在例如汽车铸件、金属盒和专用底盘或机械组件中。
图6示出了一种方法，通过该方法，可以制造如图1d、图2和图3所示 的标签或物体。这种标签也被称为“容纳层”标签。图6a示出了在卷形物 对卷形物机构(roll-to-roll setup)中程序的第一部分。此处间歇的通孔603 作为容纳凹槽被切割入作为标签中的容纳层的薄膜材料601中(该薄膜最初 具有卷形物的形式600)。已经发现的是通孔切割例如可以使用激光602完 成。如果使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，则二氧化碳(CO2)激 光能够以可以接受的高速准确地切割形式一致的孔。此后，具有薄膜604形 式的覆盖膜被从其卷形物605打开并结合到薄膜601(容纳层)，从而封闭通 孔的一个开口。所述通孔之后从另一侧被填充前体材料607，该前体材料607 从剂量注射器608注入。如果识别特征以磁性方式被读取，则前体材料607 可以为例如非磁性的聚合体粘合剂或包含随机分布的磁性粒子的墨水。适合 的粘合剂和墨水的组成的示例性实施例包括传统的可固化的环氧化物成分、 (甲基)丙烯酸盐成分或聚硅醚成分，包括美国专利申请20050245633和 20050245634中所述的那些成分。在固化后的形式中，所述墨水获得了机械 稳定性、磨损抵抗力和化学的惰性基质，由此确保识别特征被安全地嵌入其 中并且容纳层被自支撑并且如果需要，这种墨水可以在不具有其他支撑容纳 层的层或基部的情况下使用。前体材料607可以使用例如橡胶滚轴或刀片 609被压入孔中。填充有前体的孔如610所示。在此阶段中，前体被固化， 由此固定嵌入标签中的随机分布的粒子的位置。根据所述前体，固化通过加 热、红外(IR)线、紫外(UV)线或其他固化机构(例如电子束感应出的 交联)开始。图6a中所示的情况示出了固化元件611(例如可以是加热灯或 UV光)。如果适当，使用例如切片刀612修剪薄膜尺寸。标签材料现在被制 作并且被切割成适当尺寸的截面以应用。在这种“容纳层”标签的示例性的 实施方式中，容纳凹槽可以具有约10mm的长度、约0.25mm的宽度和约 0.5mm的深度。因此，一旦凹槽填充有随机分布的材料，形成在容纳凹槽中 的识别层具有与二维非常近似的发丝状、绳状或杆状形状(例如当参考图1a 时的尺寸a和c)。因此，可以理解术语“识别层”还包括这种发丝、绳状或 杆状构造。
图6b示出了使用图6a中所示的过程制造的标签材料的一部分制成的标 签620。填充有前体的沟组成了将由读取器读取的识别特征621。所述标签 还包括由薄膜604构造的覆盖层622，该覆盖层622现在用于进一步保护识 别特征免受环境条件(例如湿气、腐蚀性流体等)的损坏同时避免机械耗损 或磨损。如果覆盖层/薄膜由聚合体材料构成，则可以优选使该层/薄膜涂覆 有薄金属层以避免湿气和其他化学物质通过覆盖薄膜扩散。与覆盖层相对的 标签的表面优选为具有在该表面上的粘合剂薄膜以允许该表面容易地与其 他表面结合。这种标签可以这样使用，如图1a所示，其中所述标签通过接 触涂覆为面对有价值的物体的粘合剂而结合到有价值的物体。可选择地，所 述标签可以结合另一个组件(或其他组件)使用，例如签条623，从而形成 根据本发明的物体(如图2和图3所示的这种标签的示例)。在图6b所示的 实施方式中，标签被翻转从而使涂覆粘合剂的面接触签条，由此将标签粘结 到签条并且此时覆盖层形成标签的顶面——结合的单元形成根据本发明的 物体。
如果识别特征包括磁性粒子，则单个粒子对签名的贡献将受该粒子在孔 603内的位置(不仅是沿孔603的长度也是该粒子在表面下的深度以及该粒 子的空间方位)的影响。这增加了识别特征的复杂度和统计学变化并且由此 增加了签名的复杂度和“唯一性”。
在从磁性信号中获得签名的情况下，覆盖层/薄膜604应该尽可能地薄 以促使磁场易于被读取元件读取，并且对于磁场的位置磁场将被清楚地分解 (并且不被到读取元件的距离分散)。当使用高磁性粒子时(例如由NdFeB 合金构成的微尺度粒子)，发现25-100微米厚的聚合体薄膜是可使用的—— 足够厚以在卷形物对卷形物(roll-to-roll)的层叠过程中机械稳定，并且足够 薄以促使签名被检测。覆盖薄膜的最优厚度取决于a)所使用的磁性粒子类 型(例如，磁性粒子的磁场强度以及粒子的尺寸)，b)检测机构(例如，如 果使用磁性光学方法，则可以接受厚的透明薄膜，而如果使用标准的磁场传 感器或磁性读取磁头，例如在数据存储带中使用的，则薄膜必须被保持为尽 可能薄，但不需透明)以及c)在标签使用期间的环境条件(例如，如果标 签遭受机械耗损、腐蚀物质、需要运行较长时间等，则覆盖层需要被适当紧 实)。最优厚度可以由经验容易地确定。
穿孔或孔603的长度可以被调节到最终标签602的长度。单个孔的长度 应该优选小于标签的长度，从而使标签保持被支撑和机械稳定。如果墨水是 粘性的并且孔非常短或具有小直径，如果孔为圆形，则墨水形成识别特征的 填充处理可能变得困难。为了刮印(squeegee-ing)粘性的基于环氧的墨水， 长度在1毫米和10毫米之间、孔之间的间隔为0.5-1毫米的孔(容纳凹槽) 被发现适合于长度为10-100毫米的标签。
从以上说明可以清楚地看出在图6所示的过程中，当薄膜601和薄膜604 结合到一起时的组合的厚度应该至少为50微米以提供用于接合轨迹的必要 的高度。还清楚地看出光学墨水的使用，例如将包含荧光粒子的透明墨水刮 印到孔中同样包含在本发明的这种标签中。例如还可以通过使用喷墨或喷雾 系统而以墨水填充孔603。
图7示出了进一步的方法，通过该方法可以制造图1、图2和图3中所 示的标签或物体。图7a示出了在卷形物对卷形物机构中的过程的第一部分。 此处前体粘合剂或墨水707(可以与图6所示的容纳标签的制造中的前体粘 合剂或墨水相同)被提供到薄膜材料701上(作为标签中的基础衬底的所述 薄膜初始时具有卷形物形式700)。前体粘合剂或墨水从剂量注射器708或提 供粘合剂或墨水的任何其他适合的装置注入，例如喷墨打印机、凹板打印机 等。同样这种识别层一旦形成，则可以具有但当然不限于具有约0.25mm宽 的粘合剂或墨水的发丝状的形状。如果识别特征被光学地读取，则前体材料 707可以例如是透明的聚合体粘合剂或包含随机分布的荧光粒子或磷光粒子 的墨水。在分布后，前体墨水被固化。根据于所述前体，固化通过简单的干 燥、加热、紫外(UV)光或其他固化机构(例如电子束感应出的交联)开 始。为了清楚，图7a未示出固化装置。如果需要，使用例如切片刀712修 剪薄膜尺寸。现在标签材料被制作并且被切割成适当尺寸的截面以应用。
图7b示出了使用图7a所示的过程构造的标签材料的切片制造的标签 720。固化的前体包括将被读取器读取的识别特征721。与前体墨水707分布 的地方相对的标签的表面可以在其上具有的粘合剂薄膜以允许该表面容易 地结合到其他表面。这种标签可以这样使用，如图1a所示，所述标签通过 将涂覆有粘合剂的面与有价值的物体相接触而结合到有价值的物体。可选择 地，所述标签可以结合另一个组件(或其他组件)使用，例如签条723，从 而形成根据本发明的物体(例如图2和图3所示的这种物体的示例)。在图 7b所示的实施方式中，涂覆粘合剂的面接触签条，由此将标签粘结到签条— —结合的单元形成根据本发明的物体。
通过考虑这些附图和之前的说明，再次清楚了薄膜701通常应该至少为 50微米或更厚，从而提供接合轨迹。此外，虽然给出了喷墨打印产生光学可 检测签名的轨迹的示例，但是在这种情况下同样可以使用印制磁性墨水。
图7c示出了使用图7a所示的过程构造的标签材料的切片制造的标签 720。固化的前体包括将通过读取器读取的识别特征721。此处标签被额外地 标记为1D条形码730。可以理解的是标记可以是任意期望的标记，如例如 全息图、2D条形码、标识语或其他美术作品的光学标记、序列号、时间标 记或例如磁性墨水、磁条(例如用在信用卡中)的磁性标记。此外，基于标 识符的芯片(也)可以附着或嵌入到标签中。适合的基于标识符的芯片包括 射频识别(RFID)芯片或基于接触的IC芯片，例如用在智能卡中的IC芯片。 所述标记还可以是隐蔽的，例如该标记可以是化学或分子标签，除非人们知 道寻找什么，否则这种标签难以检测。
图8示出了本发明进一步的实施方式。图8a示出了识别标签或适于被 识别的物体的横截面图。标签或物体800包含布置在识别层中的识别特征 801。主表面(如图8a所示)或包含在标签或物体中的识别层的最薄的尺寸 可以被暴露以读取识别特征。所述标签或物体进一步包括接合轨迹802。在 本实施方式中，接合轨迹是标签或物体中的沟、道或槽。接合轨迹的深度被 给定为尺寸“Z”并且其宽度被给定为尺寸“Y”。图8b示出了图8a所示的 标签的平面图。如图8b中所示，识别特征(尺寸“X”)可以延伸接合轨迹 的整个长度——虽然和之前一样，这不是必要的。标签的一个(或多个)面 803可以涂覆有粘合剂以允许易于将标签结合到有价值的项目，或结合到其 他组件以形成根据本发明的物体。
另一个可选择的方式是使用例如热焊接的方法将标签结合到有价值的 项目(或其他组件)。由于在图8所示的实施方式中，识别特征包含在标签 的相当薄的切片内，因此如果标签由例如聚乙烯或聚碳酸酯等热塑聚合体构 成，并且面803将标签热焊接到有价值的项目，极难之后在不损坏或毁坏识 别特征的情况下去除标签。由于极难从真正的项目上去除标签并将其置于仿 造品上，因此这为标签提供了出色的防篡改特征。
图8c示出了适于读取图8a所示的标签或物体的读取器810的横截面图。 读取器810至少包括读取元件811和接合元件812，该接合元件812被设计 为接合所述接合轨迹802。还示出了可选择的位置跟踪元件813。在本实施 方式中，接合元件812从读取器的支托上凸出，由此允许该读取器接合所述 接合轨迹802。同样在本实施方式中，接合距离通常至少为50微米，并且因 此接合元件812的高度(由尺寸“Z”给定)至少为50微米并且接合轨迹 802的深度也至少为50微米。同样为了易于接合，接合元件812的宽度(由 尺寸“T”给定)小于或等于接合轨迹的宽度(由尺寸“Y”给定)。在本实 施方式的某些情况下，可以优选使宽度“T”大于宽度“Y”，但是在这些情 况下，接合轨迹或接合元件必须易于弹性形变以便始终可以发生有意义的接 合。
图9示出了本发明进一步的实施方式。图9a示出了识别标签900或适 于被识别的物体900的横截面图。标签或物体900包含被布置于识别层中的 识别特征901。图9a示例性地示出了具有暴露出来的最薄尺寸的识别层，虽 然应该清楚的是如图8中所示的识别层的主表面也可以被同等地用于读取识 别特征。所述标签进一步包括接合轨迹902。在本实施方式中，接合轨迹被 设计为标签中的凹槽(沟、道或槽)。接合轨迹的深度由尺寸“Z”给定并且 其宽度由尺寸“Y”给定。与图8所示的实施方式不同，当前的实施方式强 调识别特征不需要在接合轨迹内或位于接合轨迹的表面上——事实上在一 些情况下，识别特征可以远离轨迹。在图9的实施方式中，识别特征(或识 别层)被置于标签或物体的某个区域中，该区域位于在形成接合轨迹的凹槽 的侧面。图9b示出了图9a中所示的标签或物体的平面图。如图9b所示， 识别特征(尺寸“X”)可以延伸接合轨迹的整个长度——虽然和之前一样， 这不是必要的。标签的一个(或多个)面803可以涂覆有粘合剂以允许易于 将标签结合到有价值的项目，或结合到其他组件以形成根据本发明的物体。 一个可选择的方式是标签被调整以使其可以使用例如热焊接法而结合到有 价值的项目(或其他组件)。
图9c示出了适于读取图9a所示的标签或物体的读取器910的横截面图。 读取器910至少包括读取元件911和接合元件912，该接合元件912被设计 为接合所述接合轨迹902。还示出了可选择的位置跟踪元件913。在本实施 方式中，接合元件912从读取器的支托上凸出，由此允许该读取器接合所述 接合轨迹902。同样地接合距离通常至少为50微米，并且因此接合元件912 的高度(由尺寸“Z”给定)通常至少为50微米并且接合轨迹902的深度也 通常至少为50微米。同样为了易于接合，接合元件912的宽度(由尺寸“T” 给定)应小于或等于接合轨迹的宽度(由尺寸“Y”给定)。
图10示出了本发明进一步的实施方式。图10a示出了标签或物体的横 截面图并且图10b示出了标签或物体的平面图。标签/物体1000包含被布置 作为识别层的识别特征1001。在此情况下，识别层的最薄的尺寸被暴露出来， 由此形成用于读取识别特征1001的轨迹。所述标签或物体进一步包括接合 轨迹1002。本实施方式类似于图8和图9中所示的实施方式。然而，图10 说明了识别特征1001的定位的进一步变化，其中所述变化可以由将夹层结 构中的识别特征层叠到接合轨迹的一侧而产生。
图10c示出了适于读取图10a所示的标签或物体的读取器1010的横截 面图。读取器1010至少包括读取元件1011和接合元件1012，该接合元件 1012被设计为接合所述接合轨迹1002。还示出了可选择的位置跟踪元件 1013。
图11示出了本发明进一步的实施方式。图11a示出了适于被识别的标 签或物体的横截面图并且图11b示出了标签或物体的平面图。标签/物体1100 包含被置于识别层中的识别特征1101。所述识别层的最薄尺寸被暴露出来以 读取识别特征。所述标签/物体1100可选择地或额外地包括识别特征1006， 识别特征1006位于主表面被暴露出来以读取识别特征的层中。所述标签进 一步包括接合轨迹1102。本实施方式类似于图8、图9和图10中所示的实 施方式。然而，图11说明了接合轨迹不需要具有矩形横截面形状。此外， 所述截面可以是易于机械接合的任何形状，例如，接合轨迹1102形成为具 有三角形截面的凸起。接合轨迹的高度显示为尺寸“Z”，同时接合轨迹的宽 度给定为尺寸“Y”。识别特征的长度给定为尺寸“X”。
图11c示出了适于读取图11a所示的标签/物体的读取器1110的横截面 图。读取器1110至少包括读取元件1111和接合元件1112，该接合元件1112 被设计为接合所述接合轨迹1102(为了清楚，图11c中未示出适于读取识别 特征1106的读取元件)。还示出了可选择的位置跟踪元件1113。接合元件的 深度给定为尺寸“D”，同时接合元件的宽度给定为尺寸“T”。“Z”和“D” 通常至少均为50微米。由于接合元件和接合轨迹均具有三角形横截面形状， 因此接合元件和接合轨迹中的每一个的宽度基于它们被测量的位置而变化。 此处任意地选择在接合轨迹的基部测量接合元件和接合轨迹，该接合轨迹在 由本实施方式所示的接合元件接合时将处于与接合元件的开口相对应的位 置，因此被选择为将接合元件的宽度显示为该接合元件的开口的宽度。显然， 无论在何处测量尺寸，重要的是一旦接合，宽度“Y”必须小于或等于宽度 “T”，其中“Y”和“T”在接合期间在相应位置上被测量。
图12示出了本发明进一步的实施方式。图12a示出了适于被嵌入到有 价值的物体的标签1200以及有价值的物体的横截面图。图12b示出了嵌入 到有价值的物体中的标签的平面图。标签1200包含识别特征1201。标签被 嵌入到物体值1204中并且被进一步布置在物体1204内从而形成接合轨迹 1202。在交叉部分中，接合轨迹具有梯形形状。嵌入过程可以使用任何适当 的装置完成，例如标签可以在铸模或冲压过程期间被压入塑料或金属的有价 值的项目中。可选择地，如果有价值的项目因加热而变软(例如金属和热塑 性聚合体)，则在有价值的项目被形成后将被加热的标签压入有价值的项目 中从而使该有价值的项目熔化在物体和标签间的界面上，并且之后两部分粘 结。进一步的可选择的示例是被制造为包括适于匹配标签的沟或槽的有价值 的项目，之后标签被附着到使用粘合剂的有价值的项目。如三个可选择的说 明，存在许多适合的方式来将标签嵌入有价值的物体中。如图12a所示，标 签的接合轨迹具有尺寸为“Z”的深度并且具有尺寸为“Y”的宽度。识别 特征的长度被给定为尺寸“X”。
图12c示出了适于读取图12a中所示的标签的读取器1210的横截面图。 读取器1210至少包括读取元件1211和接合元件1212，该接合元件1212被 设计为接合所述接合轨迹1202。还显示了可选择的位置跟踪元件1213。接 合元件的深度给定为尺寸“D”，同时接合元件的宽度给定为尺寸“T”。同 样，在本实施方式中，“Z”和“D”通常至少均为50微米。如前所述，一 旦接合，则宽度“Y”小于或等于宽度“T”，其中“Y”和“T”在接合期间 在相应位置上被测量。
图13示出了本发明进一步的实施方式。图13a示出了适于被嵌入到有 价值的物体的标签和有价值的物体在嵌入状态下的横截面图。图13b示出了 嵌入到物体值中的标签的平面图。标签1300包含识别特征1301。标签被嵌 入到物体值1304中从而形成接合轨迹1302。如图13b的顶视图所示，凹槽 可以具有圆形横截面，这意味着接合轨迹是圆柱形形状。如前所述，嵌入可 以使用任何适当的装置完成。如图13a所示，标签的接合轨迹具有尺寸为“Z” 的深度并且具有尺寸为“Y”的宽度。识别特征的长度被给定为尺寸“X”。
图13c示出了适于读取图13a或图13b中所示的标签的读取器1310的 横截面图。读取器1310至少包括读取元件1311和接合元件1312，该接合元 件1312被设计为接合所述接合轨迹1302。接合元件的深度给定为尺寸“D”， 同时接合元件的宽度给定为尺寸“T”并且接合元件可以具有圆柱形形式。 “Z”和“D”同样至少为50微米。如前所述，一旦接合，则宽度“Y”小 于或等于宽度“T”，其中“Y”和“T”在接合期间在相应位置上被测量。
如所述，本实施方式说明了接合轨迹和接合元件均可以为圆形。接合元 件被设计为插入到接合轨迹中。一旦接合，则接合元件可以被转动以确保读 取元件可以扫描识别信息。可选择地，接合元件可以被保持静止，同时读取 元件在识别信息的表面上被致动。可选择地，读取元件可以在不移动的情况 下从包含识别信息的整个区域读取(例如对于将被光学读取的识别特征，2D 图像(例如可以由照相机拍摄)可能足以读取识别信息)。
使标签位于凹槽内的这种方式的优点是标签被物体保护，几乎不占表面 资源，难以在视觉上被明显地观察(以及可能的抄袭或复制)，并且这种形 式使得标签非常难于被篡改，例如难于去除标签并将标签附着到其他项目。
图14示出了本发明进一步的实施方式。图14a示出了标签的横截面图， 同时图14b示出了标签的一侧的图示。标签1400包含识别特征1401。标签 1400进一步包含接合轨迹1402。在本实施方式中，接合轨迹是形成为沿着 标签的长度延伸的通孔的矩形截面的空腔。因此，当从一侧看去时(如图14b 所示)，标签表现为中空。所述识别特征被布置在标签中从而使该识别特征 可以由读取元件读取，所述读取元件包括在读取设备的接合元件中，其中接 合元件被设计为被插入到空腔中以读取识别特征。所述识别特征例如可以是 条形码，在组装标签前该条形码被印制在标签的基础层的表面上。可选择地， 识别特征可以是随机分布的粒子(例如布置在识别层中的磁性或光学活性粒 子)。如图14a和图14b所示，标签的接合轨迹具有尺寸为“Z”的深度并且 具有尺寸为“Y”和“H”的横截面。识别特征的长度被给定为尺寸“X”。
图14c示出了适于读取图14a中所示的标签的读取器1410的横截面图。 读取器1410至少包括读取元件1411和接合元件1412，该接合元件1412被 设计为接合所述接合轨迹1402。如果条形码被读取，则读取设备可以包括照 亮被读取的条形码部分的光学纤维。读取元件1411可以是光学探测器，例 如照相机或常规的条形码读取元件。如果随机分布的荧光粒子形成识别信 息，则光学纤维还可以用于读取设备中。在此情况下，光学纤维可以发射具 有荧光粒子的激发波长的光，并且读取元件1411可以是对被发射的荧光光 线的波长上感觉灵敏的光电二极管。如果磁性粒子形成识别信息，则传统的 磁性读取元件可以被用作读取元件。接合元件的深度给定为尺寸“D”，同时 接合元件的宽度给定为尺寸“T”。同样，在本实施方式中，“Z”和“D”通 常均至少为50微米。如图14c所示，接合元件可以具有伸长的形式并且为 了握持的目的可以具有毫米或厘米范围内的长度。一旦接合，则宽度“Y” 和“H”小于或等于宽度“T”和“J”(图14中未示出，然而“J”是接合元 件进入页面中的宽度)。在本实施方式中，接合元件被设计为被插入接合轨 迹中。一旦接合，则接合元件被从接合轨迹中取回并且读取元件可以扫描识 别信息。通过读取前述实施方式可以清楚的是，由读取元件进行的识别信息 的扫描可以使用一一些适当的装置完成，例如在接合元件保持静止的同时描 绘(image)、致动所述读取元件，基于接合扫描(而不是取回)等。图14c 还示出了可选择的板簧1415，该板簧1415被定位以确保读取元件在扫描期 间保持与识别信息的接触。
图14中所示的标签可以经由该标签的任意表面附着到有价值的项目或 被嵌入有价值的项目中。虽然图14示出了孔是矩形截面的通孔的实施方式， 但是可以理解的是该孔可以具有任意适当的横截面(例如圆形、椭圆形、方 形、三角形或多面形或部分弯曲的形状)并且可以是盲孔或任意其他适合的 构造。还可以理解的是所关注物体可以成为通过将识别特征布置在物体中以 及在物体中形成接合轨迹以适于被识别的物体。
图15示出了本发明进一步的实施方式——在本实施方式中，包括识别 特征的标签适于嵌入到有价值的项目内或包括识别层的物体本身因识别特 征位于识别层中而使所述物体适于被识别。标签或识别层被布置在物体中以 形成接合轨迹。以下，仅参考标签进行说明，虽然相同的说明也适用于到适 于被识别的物体上。图15a示出了被嵌入到有价值的项目之前的标签1500。 图15b示出了一旦被嵌入到有价值的项目1504后的标签。标签1500包含识 别特征1501。接合轨迹(在本实施方式中是标签本身的一部分)宽为Y并 且高为Z。此处，尺寸Z作为可用于接合所述接合元件(在标签被嵌入后) 的接合轨迹的高度被测量，从而允许识别特征被读取。识别特征的长度被给 定为尺寸“X”。
图15c示出了适于读取图15b中所示的标签的读取器1510的横截面图。 读取器1510至少包括读取元件1511和接合元件1512，该接合元件1512被 设计为接合所述接合轨迹1502。还显示了可选择的位置跟踪元件1513。接 合元件的深度给定为尺寸“D”，同时接合元件的宽度给定为尺寸“T”。“Z” 和“D”通常均至少为50微米。标签可以由柔性材料构成，例如柔性聚合体 薄膜，这意味着这样标签可以具有柔性。
当标签未被读取时，本发明的另一个方面提供了用于覆盖的例如塞子、 防尘盖、表面隔膜或加载有弹簧的盖子以避免尘土、污物或其他外来物质进 入凹槽或避免环境损害或避免腐蚀结构或腐蚀识别特征。
在本发明的另一个实施方式中，读取器被进一步修改为提供气流到凹槽 中以帮助驱逐和去除进入凹槽的任何污物。这可以是插入动作或吸取动作前 的鼓风动作，该鼓风动作在凹槽插入时真空清洁该凹槽。
图16示出了一种用于制造如图14所示的标签或物体的方法。首先，前 体材料1601被填充到物体1600的空腔中。物体1600例如可以是一件金属 的汽车组件(例如铸件压缩机的凸缘或发电机外壳)，或者物体1600可以是 衣服的附属物(例如塑料纽扣)，或者物体1600可以是适于包括用于识别目 的的空腔的任何其他有价值的项目(或标签)。所述空腔可以任意适当的方 式形成。例如，该空腔可以事先存在(例如如果物体是管状物料的一部分或 具有浇铸或铸造其中的孔的组件)或者该空腔可以被钻入物体中。前体材料 例如可以是聚合树脂，例如包含随机分布的磁性粒子的环氧树脂，其中磁性 粒子未被磁化(这避免了所述磁性粒子在前体内聚集到一起)。图16a示出 了被填充有前体材料后的物体的横截面图。图16b示出了被填充有前体材料 后的物体端视图。一旦前体被设置(即例如环氧的可固化的聚合体被固化— —如果环氧是热固化环氧，则例如使用加热固化)，平行于第一空腔但略有 偏离地延伸的矩形槽1602被钻孔穿过物体。图16c示出了矩形槽被钻成后 物体的横截面图。矩形槽形成标签或物体的接合轨迹。图16d示出了槽被钻 成后的物体的端视图。虽然在本实施方式中示出了圆形空腔和矩形槽，但任 何适当的空腔/孔都可以用于接合轨迹。一旦标签或物体形成，则磁性粒子通 过将标签暴露于强磁场而被磁化，从而形成识别特征。
图17示出了本发明包括空腔的另一种标签或物体以及标记这种包括空 腔的标签或物体的方法。同样，在本实施方式的标签或物体中，标签的识别 信息或物体的识别信息通过将读取元件(或多个读取元件)插入空腔中而被 读取。此处，通过在两片材料1703和1704之间层叠识别层1701(即包含识 别信息的层，例如随机分布的材料，该随机分布的材料例如随机分布的磁性 或光学粒子或纤维)而形成标签1700(图17b显示了其最终状态)，层叠后 的结构如图17a所示。此后，孔1702被钻入层叠结构中。所述孔形成接合 轨迹并且平行于识别层的平面延伸并且至少在一处切割所述层。图17c示出 了适于读取标签1700的读取设备1710的横截面图。读取设备在其接合元件 1712的每一侧上具有两个读取元件1711。接合元件1712与接合轨迹1702 匹配并且读取元件1711读取由接合轨迹暴露的识别层的两侧(即在钻孔时 暴露的识别层区域)。在本实施方式的识别标签或适于被识别的物体中，识 别层的最薄尺寸被暴露。
图18示出了具有空腔的标签的另一种实施方式以及标记包括空腔的标 签的相应的方法。标签的识别信息通过将读取元件(或多个读取元件)插入 空腔中而被再次读取(使用与图14c所示的读取器类似的读取器)。图18a 示出了被层叠后的片1807，该片1807包括层叠在两块材料1803和1804之 间的识别层1801。片1807使用与关于图17所述的方法类似的方法而构造。 之后片1807被嵌入到材料1808中，如图18b所示。标签1800的形成(如 图18c所示)通过将孔1802钻入材料1808而完成。本示例中所示的孔1802 是平行于层叠的片1807的平面延伸的三角形截面的孔。该孔切割层叠的片 1807，暴露出识别层区域。孔1802形成标签的接合轨迹。可选择的第二组 识别特征1809被显示在标签1800上——在此示例中，第二组识别特征是1D 条形码，该条形码可以用作附加信息，通过该附加信息来识别标签。所述标 签通过将适当形状的接合元件(在此示例中为三角形截面的接合元件，而只 要截面使元件可以被容易地插入到空腔中并且允许读取元件关于识别特征 而准确定位，则任意截面的接合元件均可被接受)插入到接合轨迹中而被读 取。所述接合元件包括读取元件，该读取元件被定位以便可以在其插入接合 轨迹或从接合轨迹中取出时读取暴露出来的识别特征。
图19示出了本发明包括空腔的另一种标签以及标记这种包括空腔的标 签的方法。标签的识别信息通过将读取元件插入空腔中而被读取(使用与图 14c所示的读取器类似的读取器)。图19a示出了完成标签的组装前的标签的 组件。图19b示出了被组装后的标签1900。图19c示出了完整的标签1900， 其中顶片被构造为半透明以允许各种组件的组装位置可视。此处，识别特征 1901包括接触识别芯片(例如智能卡中找到的)或射频识别(RFID)芯片， 该RFID芯片要求紧密地邻近读取元件以被读取(具有芯片上天线的小型 RFID芯片——例如日立(Hitatchi)的μ芯片(μchip)——要求紧密地邻近 读取元件以被读取)。识别特征1901，即RFID芯片或接触识别芯片被安装 在如图19a所示的衬底1903上。此后，顶片1904被结合到衬底的顶部。各 种组件被设计为如图19b和19c所示结合后的完整标签1900具有空腔1902， 该空腔1902包括标签的识别轨迹。识别特征1901被置于使所述识别特征 1901可从轨迹被访问的空腔中。读取设备包括具有读取元件的接合元件，所 述读取元件被定位以在接合元件被插入接合轨迹时对准识别特征1901。这种 对准便于识别特征的读取。例如，在接触识别芯片的情况下，对芯片的读取 要求芯片的输入/输出焊盘(pad)对准读取设备相应的输出/输入焊盘(pad) ——本发明使得该对准容易且有效地发生。这种配置可以用于其他识别特 征，例如1D或2D条形码，其中接合轨迹确保条形码读取元件精确地对准 所述条形码。
图20示出了本发明进一步的实施方式。此处，标签2000(截面中所示) 包括接合轨迹2002(在此示例中为矩形截面的盲孔)，该接合轨迹2002具有 位于该轨迹的至少一侧上的识别特征2001。接合轨迹具有一个开口端，该开 口端用于插入读取器的接合元件。如图20所示，当标签未被读取时，接合 轨迹可以用塞子1009封闭。如图14、16、17、18、19和29所示的具有作 为空腔的接合轨迹的配置具有的优点是，识别特征很好地避免了磨损。如果 接合轨迹还用塞子封闭(如图20所示)，则识别特征甚至可以更好地避免环 境因素的影响。塞子可以例如具有可以旋紧在标签上的盖的形式，从而固定 塞子并且避免塞子脱落。同样可以考虑的是，塞子包括一些形式的防盗 (tamper-evident)功能。例如，如果是以螺旋盖的形式，则塞子可以被设计 成为使用者需要破坏所述盖的一部分以打开塞子(这样做的方法在文献中可 广泛获得并且实际上，目前的绝大多数具有盖的罐头包括这种特征)。这意 味着可以清楚地知道在盖被要被读取时之前盖是否被打开过(并且标签可能 被读取或被篡改)。
图21a和21b示出了根据本发明的又一个物体。该物体包括识别标签， 其中所述识别标签包括识别层，其中可读识别特征位于识别标签的识别层 中。识别标签被布置在物体中从而使接合轨迹通过物体和识别标签形成在物 体中。所述接合轨迹在形状上与读取设备经由读取轨迹读取位于识别层中的 识别特征的部分的形状基本互补，接合轨迹从而允许容易地将读取设备与识 别特征对准。
图21a示出了所述物体的横截面图并且图21b示出了所述物体的平面 图。如上所述，在本实施方式中，所述物体包括嵌入有价值的项目2104中 的标签2100。所述标签包括布置在识别层中的识别特征2101。接合轨迹2102 包括由有价值的项目提供的侧壁以及作为标签本身的表面的基部。
图21c示出了适于读取图21a中所示的物体的识别特征的读取器2110 的横截面图。所述读取器包括至少一个适于读取物体的签名的读取元件 2111。例如，如果识别特征包括随机分布的磁性粒子，则本实施方式中的读 取元件还可以是磁性传感器，例如，在诸如磁性数据存储带、VCR、软盘或 硬盘中使用的磁性读取磁头，然而如果识别特征包括随机分布的光学放射粒 子，则读取元件将是光学传感器或光学探测器。读取元件被定位为与凸起 2112的一边相距已知的固定距离，所述凸起2112设计为与由物体和识别标 签形成的接合轨迹相接合。
还是在本实施方式中，其中接合元件是凸起，该凸起被设计以使其宽度 “T”等于或略小于接合轨迹“Y”的宽度，从而允许该凸起接合所述接合 轨迹。在一些情况下，优选为使宽度“T”大于宽度“Y”，但在这些情况中， 接合轨迹或接合元件必须可形变从而可以始终进行有意义的机械接合。如果 需要，读取器可以还包括一个或多个位置跟踪元件2113。例如，如果在读取 签名期间读取器关于物体移动(反之亦然)以实现可重复的读取，则在一些 情况下重要的是准确跟踪物体和读取器之间的相对位移，此外，可以优选为 在物体上至少具有表示读取应该开始/结束的起点和/或终端的标记。
所述位置跟踪元件例如可以是光学位置传感器，诸如那些在计算机的光 学鼠标中使用的光学位置传感器。如果所述位置传感器用于识别读取的起点 和/或终点(以及可能识别其中的位置标记)，则我们已发现光学条形码传感 器可以胜任。显然的是还可以使用用于感测位置的其他传感器，例如所述传 感器可以是跟踪被设计为识别位置的磁性标记/特征的磁性传感器。此外，有 时优选使用多个位置传感器的组合，例如条形码传感器用于识别读取的起点 和终点并且光学位置传感器(例如用在计算机鼠标中)用于跟踪在标记间移 动的距离。
图22示出了本发明进一步的实施方式。图22a示出了所述物体的横截 面图。同样在本实施方式中，所述物体形成接合轨迹和包括在物体中的识别 标签。图22b示出了物体2204的平面图。在本实施方式中，物体2204包括 嵌入有价值的项目中的标签2200。该标签包含识别特征2201(识别特征2201 布置识别层内，该识别层的最薄尺寸被暴露)。接合轨迹2202包括由有价值 的项目提供的侧壁以及作为标签本身的表面的基部。所述嵌入过程可以使用 任何适当的装置完成，例如标签可以在铸模或冲压过程期间被压入塑料或金 属的有价值的项目中。可选择地，如果有价值的项目因加热而变软(例如金 属和热塑性聚合体)，则在有价值的项目被形成后将被加热的标签压入有价 值的项目中从而使该有价值的项目在物体和标签之间的界面上熔化，并且之 后使两部分粘结。进一步的可选择的方式是被制造为包括适于匹配标签的沟 或槽的有价值的项目，之后使用粘合剂将标签附着到有价值的项目。如所述 三个可选择的说明，存在许多适合的方式来将标签嵌入有价值的物体中。如 图22a所示，物体的接合轨迹具有尺寸为“Z”的深度并且具有尺寸为“Y” 的宽度。识别特征的长度被指定为尺寸“X”。
图22c示出了适于读取图22a中所示的标签的读取器2210的横截面图。 读取器2210至少包括读取元件2211和接合元件2212，该接合元件2212被 设计为接合所述接合轨迹2202。还显示了可选择的位置跟踪元件2213。接 合元件的深度给定为尺寸“D”，同时接合元件的宽度给定为尺寸“T”。本 实施方式中优选地“Z”和“D”也通常至少为50微米。一旦接合并且结合 之前所述的实施方式如本文所说明的，宽度“Y”必须小于或等于宽度“T”， 其中在接合期间“Y”和“T”在相应位置上被测量。
图23示出了本发明进一步的实施方式。图23a示出了所述物体的横截 面图。物体2300包括区域2304，该区域2304包含识别特征2301(通常布 置在识别层内)。所述物体进一步包括接合轨迹2202。在本实施方式中，接 合轨迹是物体中形状为沟、道或槽的凹槽。接合轨迹的深度被给定为尺寸“Z” 并且其宽度被指定为尺寸“Y”。图23b示出了图23a中所示的物体的平面图。 如图23b中所示，识别特征(尺寸“X”)可以延伸接合轨迹的整个长度—— 虽然和之前一样，这不是必要的。
图23c示出了适于读取图23a中所示的物体的读取器2310的横截面图。 读取器2310至少包括读取元件2311和接合元件2312，该接合元件2312被 设计为接合所述接合轨迹2302。还显示了可选择的位置跟踪元件2313。在 本实施方式中，接合元件2312自读取器的支托上凸出，由此允许读取器接 合所述接合轨迹2302。接合距离同样通常为至少50微米，并且因此接合元 件512的高度(由尺寸“Z”指定)通常至少为50微米以及接合轨迹502的 深度也至少为50微米。同样为了易于接合，接合元件512的宽度(由尺寸 “T”给定)应小于或等于接合轨迹的宽度(由尺寸“Y”给定)。在某些情 况下，可以优选具有大于宽度“Y”的宽度“T”，但是在这些情况下，接合 轨迹或接合元件必须易于弹性形变以便始终可以进行有意义的接合。
图24示出了本发明进一步的实施方式。图24a示出了所述物体2400的 横截面图。物体2400包括区域2404，该区域2404包含识别特征2401。所 述物体进一步包括接合轨迹2402。在本实施方式中，接合轨迹是物体中的脊 部。接合轨迹的高度被指定为尺寸“Z”并且其宽度被指定为尺寸“Y”。图 24中的实施方式再次强调了识别特征不需要位于接合轨迹内或在接合轨迹 的表面上——事实上在一些示例中，识别特征可以远离所述轨迹，例如，布 置于接合轨迹的侧面或邻近所述接合轨迹的表面中。图24b示出了图24a中 所示物体的平面图。如图24b中所示，识别特征(尺寸“X”)可以延伸接合 轨迹的整个长度——虽然与之前一样，这不是必要的。
图24c示出了适于读取图24a中所示的物体的读取器2410的横截面图。 读取器2410至少包括读取元件2411和接合元件2412，该接合元件2412被 设计为接合所述接合轨迹2402。还显示了可选择的位置跟踪元件2413。在 本实施方式中，接合元件2412是槽，由此允许该接合元件2412接合所述接 合轨迹2402。接合距离通常仍至少为50微米，并且因此接合元件2412的深 度(由尺寸“Z”给定)通常也至少为50微米并且接合轨迹2402的高度通 常也至少为50微米。同样为了易于接合，接合元件612的宽度(由尺寸“T” 给定)应大于或等于接合轨迹的宽度(由尺寸“Y”给定)。
图25示出了本发明进一步的实施方式。图25a示出了所述物体的横截 面图，同时图25b示出了所述物体一侧的图示。物体2500包括区域2504， 该区域2504包含识别特征2501。所述物体进一步包括接合轨迹2502。在本 实施方式中，接合轨迹是沿物体长度延伸的矩形截面的通孔。因此，当从一 侧看去时(如图25b所示)，物体表现为中空。如图25a和图25b所示，物 体的接合轨迹具有尺寸为“Z”的深度以及尺寸为“Y”和“H”的横截面。 识别特征的长度被指定为尺寸“X”。所述物体2500中的识别特征可以由图 14c所示的读取器读取。
图26示出了本发明进一步的实施方式，显示了根据本发明的物体的横 截面图。所述物体包括附着到有价值的项目2604的标签2600。所述标签包 含识别特征2601。当标签被附着到有价值的项目以形成物体时，相结合的单 元形成了接合轨迹2602——在此示例中是标签和有价值的项目之间的空腔。 所述空腔的顶壁和侧壁由标签形成并且所述空腔的底壁由有价值的项目形 成。所述物体可以使用与图14c所示的读取器形式类似的适当的读取器读取。
图27示出了本发明进一步的实施方式，显示了根据本发明的物体的横 截面图。所述物体包括附着到有价值的项目2704的标签2700。所述有价值 的项目包含识别特征2701。当标签被附着到有价值的项目以形成物体时，相 结合的单元形成了接合轨迹2702——在此示例中是标签和有价值的项目之 间的空腔。所述空腔的顶壁和侧壁由标签形成并且所述空腔的底壁由有价值 的项目形成。所述物体可以使用与图14c所示的读取器形式类似的适当的读 取器读取。
图28示出了本发明进一步的实施方式。图28a示出了根据本发明的物 体2800。所述物体通过在两片材料2803和2805之间层叠识别层2801而制 造。同样夹在层叠结构中的是有价值的物体2804。在层叠后，经过层叠结构 钻孔、冲孔或切割槽形的主孔。所述主孔包括圆形进入孔2808和接合轨迹 2802。识别层沿接合轨迹2802侧的一侧被暴露。此处以及在整个说明书中， 术语“暴露”意为“可接近以使用适当的读取设备有意义地读取”，“暴露” 并不一定表示识别层(或识别信息)被直接暴露在环境中——例如，所述结 构可以包括保护层，该保护层涂覆于识别信息的“暴露”区域。如果保护层 允许识别特征由适当的读取设备有意义地读取，则被认为是暴露。如本发明 中的其他实施方式，识别特征可以包括任何装置可读取的特征。例如，当识 别层包括一页纸张或一片织物时，读取器可以被用于识别通过轨迹暴露出的 纸张或织物的纤维的相对位置。用于映射这些种识别特征的方法在文献中多 有记载，例如英国专利申请号为GB 2 417 707的专利申请说明了使用激光斑 纹利用纸张的纤维作为指纹来唯一地识别纸张(所述申请还说明了使用纸张 中的纤维和其他材料作为唯一的标识符的其他装置)。
图28b示出了适于读取图28a中所示的标签2800的读取设备的横截面 图。读取设备包括至少一个读取元件2811(图中示出了两个)，该读取元件 2811被布置以能够在读取器的接合元件2812沿标签的接合轨迹2802移动时 读取识别特征。在本实施方式中，接合元件在横向移动以完全接合所述接合 轨迹之前被插入进入孔2808中，由此将读取元件与识别特征对准。
图28a中示出的结构特别适合用于织物和其他有价值的柔软的或薄的物 体。如果例如有价值的项目是纸张，可以使用纸张的纤维本身作为识别特征。 这将意味着不需要识别层2801以及没有识别层2801物体可以存在，因为纸 张本身可以形成识别物体所需要的识别特征。
下面进一步示出了本发明的可以在物体和标签中使用的识别层的示例 以及制作该识别层的方法的示例。
图29a显示了识别层2900(由此也可以被叫做单层标签)的形成，所述 识别层2900可以用于本发明的标签和物体中。此处磁性或磁化粒子2901与 非磁性基质材料2902混合(该基质材料可以是但不限于是聚合物或金属)。 所述混合物从料斗2903流下到管道2904并使用挤压/滚动机构2905对混合 物进行挤压和/或滚动。在图29b中示出了生成的识别层的等大视图。在该示 例中识别层2900(具有尺寸a，b，c)可以足够坚固以致不需要在顶面或者地 面有支撑层。所以，在本文中也应该注意，给识别层2900提供足够在其中 形成空腔的厚度和稳定性，识别层2900可以被变成如图16中示出的本发明 的“空腔标签”。而且所述层可以被用作图18中的插入物。也应该注意，也 可以在该层中形成凹槽以使该层也可以变为这里描述的“凹槽标签”。同样 还应该注意，所述层的最薄的尺度，例如沿着可以用于读取识别特征的方向 b，以及在所述层2900的b-c平面都可以用于读取识别特征。
下面参考图30A—图30H，描述了用于识别标签或适于被识别的物体的 制造实施方式的方法的视图。
图30A—图30D示出了可以用于生产这种标签或物体的过程。首先，如 图30A所示，镍薄片3000被刷在聚合体层叠片3001的包含有胶的一面。之 后，如图30B所示，另一个层叠片3002被覆盖并且材料的堆叠通过使该堆 叠在110℃以及最低预置速度下通过传统的办公文具层合机而层叠在一起。 这样，获得了包含识别特征的标签或物体3010(图30B和30F示出了未组 装的状态)。如果需要，则边缘的横截面之后被抛光以确保包含识别层的读 取轨迹3003的平滑表面被暴露，如图30C所示。主表面或暴露出读取轨迹 3003的边缘之后可以使用磁场传感器读取以提供指纹/签名3004，如图30D 所示，其中在磁场中导粒子引起峰值(peaks)，该峰值之后与指纹/签名中的 峰值一致。适合的磁场传感器包括感应头、异向性磁阻磁头(AMR head)、 巨磁阻(GMR head)和磁发电机光学克尔效应探测器。用于制造图30F—图 30H所示的适于识别标签或被识别的物体的实施方式的过程等同于图30A— 图30D所示的适于被识别的识别标签或物体的实施方式的过程，除了使用了 布置在识别层的平面内的伸长的镍薄片或纤维或须状物。因为镍薄片的不同 尺寸、形状和布置，由读取轨迹而获得的指纹3004当然不同于图30D中所 示的指纹。伸长的形状给出了额外的优点，即由轨迹检测出的磁信号是基本 不共面的磁信号，由此使得所述信号易于被检测(并且由此指纹易于被读取) 并且使标签更难被伪造。图30中所示的结构3010之后可以例如被包括在有 价值的物体中以形成物体内的接合轨迹(例如，参考图4)或者可以被包括 在物体中从而使该结构3010形成与物体的接合(例如，参考图21和图22) 或者可以被放入如图17所示的空腔标签中或者包括在如图18所示的标签或 物体中。
虽然本发明按照优选实施方式加以说明，但是应该理解，在不背离如下 权利要求中提出的本发明的精神和范围的情况下可以进行多种变化和修改。