製品認識方法および装置

专利摘要:
本発明は、製品（１）または製品（１）に関する情報の認識方法および装置である。この方法では、前記製品（１）に添付される隠れコードが識別され、前記コードが、偏光解析変数のセットにより与えられ、前記方法が、下記ステップを含む。 −前記製品（１）の表面（９）の少なくとも一つの規定位置（８）に対する偏光解析変数を計測し、 −計測した前記偏光解析変数を少なくとも一つの参照コードと比較し、 −計測した前記偏光解析変数と前記参照コードまたは前記参照コードの一つとの一致を決定し、または、前記各参照コードとの不一致を決定する。
公开号:JP2011507116A
申请号:JP2010538501
申请日:2008-12-18
公开日:2011-03-03
发明作者:ラルフ ドムニク；ディルク ヘーニヒ；ウヴェ ベック；アンドレアス ヘルトヴィヒ
申请人:ベーアーエム ブンデスアンスタルト フュアー マテリアルフォルシュング ウント −プリューフング；
IPC主号:G06K17-00

专利说明:

[0001] 本発明は、製品または製品に関する情報の認識方法に関し、これにより製品に付されるコードが識別される。また、本発明は、製品または製品に関する情報を認識する対応装置と、そのような装置およびコードが付された製品とを含む製品識別システムに関する。該製品は、さまざまな商品であってよい。]
背景技術

[0002] そのような方法および装置は、例えば、バーコードの読み込みで知られている。これらの既知の方法の短所は、適応されたコードの容易な認知性であり、これにより、コードのコピーが容易に可能である。これにより、例えば、オリジナルに対するコピーの識別が、阻まれる可能性がある。]
発明が解決しようとする課題

[0003] 従って、本発明の目的は、前述した短所を回避可能な、製品または製品に関する情報を認識する適切なシステムを提案することであり、これにより、特にコードのコピーを、実質的に不可能とする。また、本発明の目的は、これに関して進歩した装置を提案することである。]
課題を解決するための手段

[0004] 本発明によれば、本目的は、請求項１の特徴を備えた方法と請求項１８の特徴を備えた装置、および請求項２１によるシステムにより達成される。本発明の好ましいデザインおよびさらなる改善は、従属項の特徴から推測される。]
[0005] 提案する製品または製品に関する情報の認識手法により、製品に添付される隠れコードが識別され、前記コードは偏光解析変数のセットにより与えられ、本方法は、下記のステップを含む。
−前記製品の表面の少なくとも一つの規定位置の偏光解析変数を計測し、
−計測した前記偏光解析変数を少なくとも一つの参照コードと比較し、
−計測した偏光解析変数と前記参照コードまたは前記参照コードの一つとの一致を決定し、または、各参照コードとの不一致を決定する。]
[0006] 少なくとも一つの参照コードは、一般に、事前に記録されたコードか、または、少なくとも一つのさらなる位置に存在し、自然表面特性により固定可能な自然コード、または規定位置に設けられるラベル（例えば形式ラベル）、または隠れコード（例えば積層ラベルの背面）である。以降、参照コードは、記録されたコードとして示されるが、各場合において、すべての前述した可能性が含まれる。設定課題は、特に、コードの位置における表面特性により規定される、選択された偏光解析変数が、コードの知識なしに、裸眼および従来手法で認識できない程度まで隠されたコードにより、例えばラベルにより与えられたその存在が視認可能である場合でも、提言された計測で解決される。]
[0007] 前記偏光解析変数の計測において、前記製品の前記表面で反射する光の強度および偏光条件の変化が計測可能である。この光は、UVおよびNIRの間の波長の光であってもよい。特に、可視光であってもよい。]
[0008] 通常は、前記偏光解析変数が、エリプソメーターで計測され、それにより、規定偏光の光が少なくとも一つの前記規定位置に導かれ、前記表面における反射後に、前記光の偏光依存性強度が検出される。本発明の好ましい実施形態では、本方法のできる限り自動的な実施に関し、本方法が、本エリプソメーターと、前記エリプソメーターに接続されまたは前記エリプソメーターに統合され、少なくとも一つの前記コードのデータバンクとして機能するメモリと、を含む装置により実施され、該装置が、プログラム技術に関し適切に設定された装置により、計測した前記偏光解析変数と少なくとも一つの前記コードとの比較と、一致または不一致の決定とを実施する。]
[0009] 本発明によれば、製品に付された隠れコードの識別による、前記製品または前記製品に関する情報の認識装置が好ましくは提案され、前記製品の表面の偏光解析変数を計測するエリプソメーターと、データ線を介して前記エリプソメーターに接続され、または前記エリプソメーターに統合されたメモリと、を含み、該メモリが、記録されかつコードとして機能する少なくとも一セットの偏光解析変数に対するデータバンクとして機能し、前記装置が、プログラム技術に関し、前記エリプソメーターで計測された前記偏光解析変数と前記メモリに記録された少なくとも一つのコードとを比較し、計測された前記偏光解析変数と記録された前記コードまたは少なくとも一つの前記コードとの一致を確定し、および記録された各コードとの不一致を確定するように設定される。前期装置は、決定された一致または不一致を反映する結果を自動的に出力するのが好ましい。]
[0010] 従来のエリプソメーターは別として、本文書では、手動装置としてデザインされ、強度および位相を計測する偏光検出器が、エリプソメーターの表現下に含まれている。]
[0011] このために、エリプソメーターは、通常、規定偏光の光に対する光源と、前記製品の前記表面で反射する前記光源の光の偏光依存性強度を検出する検出器とを含む。好ましくは規定波長または波長分布の光を放射可能な光源は、例えば、レーザー、または適切なカラーフィルターを備えた白色光源により与えられてもよい。光の規定偏光フィルターは、場合によりλ/4プレートレットまたは互換性のあるエレメントにより補完される、偏光フィルターにより実現可能である。対応する有利な製品識別システムは、そのような装置とは別に、最終的に、各場合において、コードまたはコードの一つが備えられた製品全体を含み、それはどのようなタイプの商品でもよい。]
[0012] ある状況下では、製品の表面の自然特性が、コードとして用いられてもよい。しかしながら、本発明の特に有利な実施形態では、前記コードが、前記製品の少なくとも一つの前記位置に、前記表面のコーティングおよび／または構造化により、人工的に設けられ、計測に用いられる。]
[0013] 従属項に示される特徴は、ある状況下で非常に大きい可能性のある情報を、認識が非常に難しく、従って模倣も困難な方法でコード化し、これを前述した方法で認識する、という事実に関して有利である。]
[0014] 本発明の実施形態例は、以降、図１〜４により説明される。] 図１ 図２ 図３ 図４
図面の簡単な説明

[0015] 本発明の一実施形態の製品認識装置の概略図である。
本装置で検査されるコード付き製品の表面詳細の透視図である。
図２の製品の断面図の詳細である。
本発明の他の実施形態における対応するコード付き製品の拡大断面図の詳細である。] 図２
実施例

[0016] 図１に示す、製品１または製品１に関する情報の認識装置は、エリプソメーター２と、メモリ３を有し、データ線５を介してエリプソメーターと接続される、データ処理装置４とを含む。もちろん、データ処理装置４は、エリプソメーター１と統合されてもよい。] 図１
[0017] エリプソメーター２は、偏光器６´が備えられ、製品１の表面９の少なくとも一つの位置８に偏光された光を投射する光源６−例えば、レーザー、または、カラーフィルターあるいはカラーフィルターセットを備えた白色光源−を含む。本実施形態例におけるこの光源は、UV帯域またはIR帯域で、規定波長を有する。あるいは、光源６は、種々の波長の規定波長スペクトルの光を照射するよう設計されてもよい。表面９での反射後、この光は、偏光フィルター７´を通じて検出器７に入射し、少なくとも偏光フィルター８−可能であれば偏光器６´も−は、回転可能に設計されている。従って、検出器７は、反射光の偏光依存性強度を検出する働きをする。この配置は、既述した波長および図１に示し矢印で示されるように変化可能な入射角αに依存する、製品１の表面９の位置８に対する偏光解析変数の計測を可能とする。] 図１
[0018] ここで、製品１は、領域９または複数の規定領域９で計測され偏光解析変数に対応する偏光解析変数のセットにより与えられる、隠れコードを有する。このコードは、メモリ３に変数を記録することにより、事前に記録される。また、他の製品に対するさらなるコードをそこに記録してもよい。製品１は、全構成要素からなる適切なコード付き製品である。]
[0019] 計測された偏光解析変数は、メモリ３に事前に記録されたコード、またはそこに記録された複数のコードと比較され、計測された偏光解析変数と記録されたコードまたは記録されたコードの一つとの一致、または記録されたコードそれぞれとの不一致が、データ処理装置４の適切なプログラム技術装置により決定される。最終的に、データ処理装置４は、決定した一致または不一致を反映する結果を出力する。]
[0020] 製品１の表面９における規定位置８、または複数の規定位置８のそれぞれに対するコードとして機能する偏光解析変数のセットは、各場合において、光源６の少なくとも一つの規定波長または波長分布と複数の規定入射角α（30°〜60°が好ましい）の、複数の組み合わせのそれぞれに対して２つの値を含む。従って、偏光解析変数は、これらの波長または波長分布と入射角αとの組み合わせの全てに対して計測される。その結果、前述した２つの値は、各場合において、２つの異なる偏光に対する２つの反射係数の比率の量ψと、これらの偏光の反射光成分の間の位相シフトの変化Δにより、与えられる（位相シフトの位相差としても示される）。その結果、例えば、ψ＝ｒp／ｒsおよびΔ＝δp−δsであり、ここで、ｒpおよびｒsは２つの異なる偏光に対する反射係数を、δpおよびδsはこれらの偏光の光の位相シフトを表す。例えば、光源６が、例えば複数のカラーフィルターのセットにより、異なる波長を照射するように適切に設計されている場合、偏光解析データは、２つ以上の異なる波長または波長分布に対して計測可能となる。そしてもちろん、コードは、対応する多数の波長または波長スペクトルに対する変数を含む。]
[0021] 説明手法に対しては、製品１の自然な−従って非常に製品固有の−表面特性が、コードの規定として用いられてもよい。しかしながら、本実施形態例では、コードは、図２に示すように、表面９のコーティングおよび可能であれば付加的な構造化により、ラベル１０として、製品１の少なくとも位置８に人工的に設けられる。製品１の表面９の透視図の詳細がそこに示されている。ここで、ラベル１０は、約1cm2の面積であり、図３は、同じ表面９の断面図を示す。ラベル１０は、ここでは、40nm厚のレイヤーにより実現され、裸眼では認識できず、またはほとんど認識できない。または、例えば、1μmまでのより厚いレイヤーを用いることもできる。このレイヤーは、ここでは、SiO、TiOまたは他の酸化物または窒化チタンまたは他の窒化物により形成される。また、規定表面構造およびレイヤー厚を備えた、他の、特に誘電材料を用いることもできる。この材料は、それらの耐久性、従って長期安定性のため、本手法におけるコーディングに適している。また、ラベル１０は、人工的コードが規定された偏光解析変数の位置依存性を含むように、空間構造を備えて設計されてもよい。コードは、ラベル１０を形成するレイヤーが適切に遮断されて設計される場合、例えば、バーコードを含んでもよい。これは必ずしも必要ではないが、しかしながら、コードに大量の情報を与える。] 図２ 図３
[0022] 一般的には、コードは、添付ラベル１０の表面特性により、排他的に規定される。または、ラベル１０の表面特性と、ラベル１０を囲む表面９の自然な残余部分との組み合わせにより規定することもできる。これは、ラベル１０を剥がし、製品１の偽物に巧く貼り付けるルール外の可能性に関し、コードをより安全にする。偏光解析変数の位置依存性を決定するために、製品１の認識方法の本発明の実施形態のこれらの変数は、例えば、いわゆるゼロ偏光解析法として、好ましくはブルースター角の環境で実施される、画像偏光解析法（偏光解析特性に関する表面９の表面検出）により計測される。また、ラベル１０は、適切なコードに対するより重要な偏光解析変数を実現するために、色素、またはUV活性ファイバーを備えていてもよい。]
[0023] 本発明の他の実施形態の同様のラベル１０の詳細を、図４に示す。ここでも、適切なコードが、コーティング形態のラベル１０により、製品１の表面に添付されている。ここで、ラベル１０は、下位鏡面金属レイヤー１２、透明中間レイヤー１３、およびその上の金属半透明レイヤー１４を含む、ファブリー−ペローレイヤーシステム１１を形成する。レイヤー１２および１４それぞれは、例えば、アルミニウム、チタニウム、クロム、シルバー、ゴールド、または銅で形成可能である。レイヤー１４はきわめて薄く、半透明性に関し、40nmより厚くないのが好ましい。中間レイヤー１３も、図２および図３のラベル１０の材料、すなわち、SiO、TiOまたは他の酸化物または窒化チタンまたは他の窒化物から形成可能であり、該材料は、耐久性の点で有利である。図４には示されていないが、もちろん、耐傷性透明保護レイヤーを、レイヤー１４に配置してもよい。] 図２ 図３ 図４
[0024] 本実施形態の個別ラベル１０により実現されるコードは、製品の信憑性、製品の規定列または規定処置への割り当て、あるいは製品１の疲労状態を表すこともできる。]

权利要求:

請求項1
製品（１）または製品（１）に関する情報の認識方法であって、前記製品（１）に添付される隠れコードが識別され、前記コードが、偏光解析変数のセットにより与えられ、該方法が、下記ステップを含む方法。−前記製品（１）の表面（９）の少なくとも一つの規定位置（８）に対する偏光解析変数を計測し、−計測した前記偏光解析変数を少なくとも一つの参照コードと比較し、−計測した前記偏光解析変数と前記参照コードまたは前記参照コードの一つとの一致を決定し、または、各参照コードとの不一致を決定する。
請求項2
前記偏光解析変数の計測において、前記製品（１）の前記表面（９）で反射する光の強度および偏光条件の変化を計測すること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項3
前記偏光解析変数が、エリプソメーター（２）で計測され、それにより、規定偏光の光が少なくとも一つの前記規定位置（８）に導かれ、前記表面（９）における反射後に、この光の偏光依存性強度が検出されること、を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
請求項4
前記エリプソメーター（２）と、前記エリプソメーター（２）に接続されまたは前記エリプソメーター（２）に統合され、少なくとも一つの前記コードに対するデータバンクとして機能するメモリ（３）と、を含む装置により実施され、該装置が、プログラム技術に関する適切な装置により、計測した前記偏光解析変数と少なくとも一つの前記コードとの比較と、一致または不一致の決定とを実施すること、を特徴とする請求項３に記載の方法。
請求項5
前記装置が、決定された一致または不一致を反映する結果を出力すること、を特徴とする請求項４に記載の方法。
請求項6
前記製品（１）の前記表面（９）における前記規定位置（８）または前記各規定位置（８）に対する、コードとして機能する前記偏光解析変数のセットが、各場合において、少なくとも一つの規定波長または波長分布または波長領域と少なくとも一つの規定入射角（α）との複数の組み合わせのそれぞれに対する２つの値を含み、これらの波長または波長分布と入射角（α）との全組み合わせに対する前記偏光解析変数が計測されること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
請求項7
前記２つの値が、各場合において、２つの異なる偏光に対する２つの反射係数の比率の量ψと、この偏光の反射光の間の位相シフトの変化Δとにより、与えられること、を特徴とする請求項６に記載の方法。
請求項8
少なくとも二つの異なる入射角（α）および／または少なくとも二つの異なる波長あるいは波長分布に対する前記偏光解析変数が計測されること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
請求項9
前記偏光解析変数を計測する前記製品（１）の前記表面（９）が、紫外線および／または近赤外線部で照明されること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
請求項10
前記コードが、前記表面（９）のコーティングおよび／または構造化により、人工的に、前記製品（１）の少なくとも一つの前記位置（８）に、事前に設けられること、を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
請求項11
人工的に設けられた前記コードが、ファブリー−ペローレイヤーシステム（１１）または誘電レイヤーシステムまたは他のレイヤーシステムにより与えられること、を特徴とする請求項１０に記載の方法。
請求項12
人工的に設けられた前記コードが、裸眼で認識されないこと、を特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
請求項13
人工的に設けられた前記コードが、前記偏光解析変数の規定された位置依存性を含むこと、を特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
請求項14
前記コードが、バーコードまたは少なくとも他の幾何学的コードを含むこと、を特徴とする請求項１３に記載の方法。
請求項15
前記コードが、少なくとも一つの設定されたラベル（１０）の表面特性により、または、少なくとも一つの設定されたラベル（１０）および少なくとも一つの前記ラベル（１０）を囲む自然表面（９）の表面特性の組み合わせにより、排他的に規定されること、を特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の方法。
請求項16
前記偏光解析変数が、ゼロ偏光解析法および／または画像偏光解析法により計測されること、を特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
請求項17
前記コードが、前記製品（１）の信憑性、前記製品（１）の規定列への割り当て、または前記製品（１）の実施済みメンテナンスまたは規定処置または疲労状態を表すこと、を特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
請求項18
製品（１）に付された隠れコードの識別による、前記製品または前記製品（１）に関する情報の認識装置であって、−前記製品（１）の表面（９）の偏光解析変数を計測するエリプソメーター（２）と、−データ線（５）を介して前記エリプソメーター（２）に接続され、または前記エリプソメーター（２）に統合され、記録されコードとして機能する少なくとも一セットの偏光解析変数に対するデータバンクとして機能するメモリ（３）とを含み、前記装置が、プログラム技術に関し、前記エリプソメーター（２）で計測された前記偏光解析変数と、前記メモリ（３）に記録された少なくとも一つの前記コードとを比較し、計測された前記偏光解析変数と記録された前記コードまたは少なくとも一つの前記コードとの一致を決定し、および記録された各コードとの不一致を決定するように設定される装置。
請求項19
前記エリプソメーター（２）が、規定偏光の光に対する光源（６）と、前記製品（１）の前記表面（９）で反射する前記光源（６）の光の偏光依存性強度を検出する検出器（７）とを含むこと、を特徴とする請求項１８に記載の装置。
請求項20
プログラム技術に関し、前記手法１〜１７のいずれか一つが実行されるように設定されること、を特徴とする請求項１８または１９に記載の装置。
請求項21
請求項１８〜２０のいずれか１項の装置と、各場合において、コードまたはコードの一つが備えられた製品（１）全体とを含む、製品識別システム。