适于被连接到移动装置的固有无序读取器的制造方法
适于被连接到移动装置的固有无序读取器的制造方法
【专利摘要】本发明的实施例提供一种适配器，该适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。该适配器被配置成将光学信号引导至内置于诸如移动电话的移动装置的照相机的光学处理单元以生成可用于识别物体的图像。该适配器被配置成用户可附接到移动装置。
【专利说明】适于被连接到移动装置的固有无序读取器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年3月24日向美国专利和商标局提交的美国临时申请61/466，967的优选权，该申请的整个内容被并入本文用于所有目的。
【技术领域】
[0003]本发明的实施例涉及用于基于固有无序来读取认证和识别特征的装置的领域。具体地，本发明涉及一种适于被连接到诸如移动电话的移动装置的固有无序读取器。
【背景技术】
[0004]诸如条形码、光学字符、射频识别(RFID)、磁性条或光学条的识别特征以及识别或认证物体的其它手段已经被用于识别、认证、跟踪和追踪的目的。最近，物体的基于“固有无序”的特征也已经单独地或与其它识别特征结合地被使用以唯一地识别物体以及以提供物体的真实性的证据用于防伪目的。基于“固有无序”的特征是基于无序材料的特征，其中，无序的结构被用来识别物体。无序材料可以是物体本身的一部分，或可以是附着到物体的标签的部分。此外，无序材料可以包括无序涂层、复合物、或结构。
[0005]存在使用固有无序用于识别和认证的目的许多先前已知的示例。例如，英国伦敦的Ingenia Technology Limited已经描述了一种使用纸内的使用激光散斑干涉映射的纤维的固有无序来唯一地识别该纸的系统。能够在PCT申请W02006/016114中找到该技术的更加完整的描述。
[0006]在转让给法国Montauben的Novatec, SA的US专利7，380, 128中示出对固有无序的另一种先前已知的使用。该专利示出在透明的聚合物内使用随机泡泡用于识别和认证。光学方法被用来读取聚合物内的泡泡的三维布局。该信息能够被用来为“泡泡标签”提供唯一的签名，这对于复制而言是困难的或不可能的。
[0007]其它基于固有无序的识别和认证技术包括使用随机分布的量子点或奈米条形码、使用包含以无序模式布置的磁性颗粒的油墨、在信用卡的磁性条中使用随机“跳动”、以及在物品上使用人类视觉不可见的标记颗粒的随机分布(参见PCT申请W02005/104008)。
[0008]本 申请人:Bilcare Technologies已经报告了使用磁性颗粒和/或可磁化颗粒和/或导电颗粒和/或半导电颗粒和/或光学活性颗粒和/或光学可辨别的颗粒的组合的附加的基于固有无序的标签。在共同拥有的PCT申请W02005/008294、W02006/078220、W02007/133164、W02007/133163、和 W02009/105040 中进一步详细地描述了这些技术。
[0009]基于光学效应、磁性效应、和磁光效应的各种信号检测系统被用来读取这些固有无序特征。一旦被读取，在固有无序特征上的信息就能够在读取装置本身中或在后端计算机系统中的任一个中被处理以使用该信息用于识别和/或认证目的。
【发明内容】
[0010]本发明的一个实施例提供了 一种包括适配器的固有无序读取器，该适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。适配器被配置成将光学信号弓I导至内置于移动装置的照相机中的光学处理单元以在移动装置中生成可用于识别物体的图像，或光学信号能够由移动装置传输至能够使用该图像的远程装置(例如，计算机/服务器)。适配器进一步被配置成用户可附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成可移除地附接到移动装置。在一些实施例中，移动装置可以是移动电话，诸如商用蜂窝式电话。
[0011]在一些实施例中，适配器被配置成使用吸杯附接到移动装置。在各实施例中，适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到移动装置。
[0012]在一些实施例中，固有无序特征是磁性固有无序特征，并且适配器使用磁光基板将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。在一些实施例中，适配器进一步能够读取标签的光学特征。光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、印刷标志(诸如基准标志)和印刷数字中的至少一个。
[0013]在一些实施例中，适配器包括光学系统，该光学系统被配置成减小移动装置中的广角照相机的焦距并且增加移动装置中的广角照相机的放大率，以使照相机适于分辨小特征。这里，“小特征”意指小于初始移动装置照相机被设计成分辨的特征，即，适配器减小焦距但增加系统分辨率。
[0014]在一些实施例中，固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且适配器包括以使得荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。在一些实施例中，固有无序特征包括三维固有无序特征，并且适配器包括从多个角度照亮三维特征的多个光源。在一些实施例中，固有无序特征包括光纤的随机排列，并且适配器包括相对于将光引导至光学处理单兀的光学系统具有预定位置的光源，使得当来自光源的光照亮一组光纤的一端时，适配器将表示光图案的图像从被照亮的一组光学光纤的子集的另一端引导至光学处理单元。
[0015]在一些实施例中，本发明提供用于基于固有无序特征识别物体的认证系统。该系统包括具有内置数字照相机或其它数字成像系统的移动装置，该移动装置被配置成接收照相机上的光学信号，以及被配置成使用照相机来生成可用于识别物体的图像。该系统还包括适配器，该适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。该适配器被配置成将光学信号引导到内置于移动装置中的数字照相机或成像装置上。该适配器进一步被配置成用户可附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成可移除地附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成从移动装置接收电力。
[0016]在一些实施例中，移动装置可以是移动电话。在一些实施例中，移动装置包括被用来将来自图像的信息传送至远程服务器以识别物体的无线通信能力。
[0017]在一些实施例中，移动装置包括用户接口，认证系统通过该用户接口与用户交互。在一些实施例中，移动装置包括被用来显示与识别物体相关的信息的显示器。在一些这样的实施例中，显示器可以被用来示出在移动装置中被用来识别物体的图像。
[0018]在一些实施例中，适配器被配置成使用吸杯附接到系统的移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到系统的移动装置。
[0019]在一些实施例中，由系统使用用于识别物体的固有无序特征是磁性固有无序特征，并且适配器使用磁光基板将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。在一些实施例中，适配器进一步包括读取光学特征的光学读取器。在一些这样的实施例中，光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、和印刷数字中的至少一个。
[0020]在一些实施例中，固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且适配器包括以使得荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。在一些实施例中，固有无序特征包括三维固有无序特征，并且适配器包括从多个角度照亮三维特征的多个光源。在一些实施例中，固有无序特征包括光纤的随机排列，并且适配器包括相对于将光引导至照相机的光学系统具有预定位置的光源，使得当来自光源的光照亮一组光纤的一端时，适配器将表示光图案的图像从被照亮一组光纤的子集的另一端引导至照相机。
[0021 ] 在一些实施例中，移动装置与远程数据库通信以认证物体。在一些实施例中，移动装置包括在移动装置上认证物体的软件。
[0022]在一些实施例中，本发明提供用于识别物体的装置。该装置包括:移动装置，该移动装置包括成像装置；以及适配器，该适配器被配置成响应于在要被识别的物体上的固有无序特征来修改电磁波的性质，并且被配置成确保修改的电磁波入射并聚焦在成像装置上，使得成像装置能够取得包含可用于识别物体的信息的图像。该适配器被配置成用户可附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成根据固有无序特征来修改电磁波的波长、放大率、偏振、或能量中的至少一个。
[0023]在一些实施例中，移动装置是移动电话。在一些实施例中，适配器被配置成可由用户使用吸杯附接到移动装置。在一些实施例中，固有无序特征是磁性固有无序特征，并且适配器使用磁光基板来修改电磁波的性质。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]在附图中，相似的附图标记贯穿不同的视图泛指相同的部分。附图不一定按比例，重点代替一般放在示出本发明的原理上。在下列描述中，参照附后的附图描述本发明的各种实施例。
[0025]图1A和图1B分别示出在将被作为根据本发明的实施例的固有无序特征读取的标签中使用的磁性颗粒的顶视图和透视图；
[0026]图2A和图2B示出根据本发明的实施例的具有能够被读取的识别特征的进一步的示例标签；
[0027]图3A-3E示出根据本发明的实施例的磁和光学信息重叠于其上并且能够被读取的不例标签的各种视图；
[0028]图4示出具有近场固有无序读取器和远场识别和/或认证特征读取器两者的示例集成读取器的截面图；
[0029]图5A和图5B示出另一个示例集成读取器的截面图；
[0030]图6示出利用读取固有无序特征的读取装置的防伪系统的整体视图；
[0031]图7示出根据本发明的实施例的附接到诸如商用移动电话的移动装置、用于读取固有无序特征的适配器；
[0032]图8A和图SB示出根据本发明的实施例的用于将适配器可移除地附接到移动装置的基于吸杯的附接装置；[0033]图9示出根据本发明的各实施例的用于与移动装置一起使用的适配器的示例；
[0034]图10示出根据本发明的实施例的用于读取包括荧光颗粒的无序阵列的固有无序特征的适配器；
[0035]图11示出根据本发明的实施例的用于读取包括无序光纤组的固有无序特征的适配器；
[0036]图12示出根据本发明的实施例的将基于固有无序的适配器附接到移动装置的替代附接装置；
[0037]图13示出根据本发明的实施例的可以被用于将基于固有无序的适配器附接到移动装置的另一个附接装置；以及
[0038]图14示出根据本发明的实施例的用于在适配器中使用的光学设置。
【具体实施方式】
[0039]本发明的实施例提供用于使得能够读取固有无序特征的适配器，该适配器附接到包括照相机功能和处理和/或通信功能两者的另一个装置。例如，适配器可以附接到移动电话或其它移动装置、连接到计算机(其连接到网络或通信系统)的网络照相机、PDA、便携式电脑或包括照相机等的平板装置。这样允许诸如内置照相机、显示器的移动装置的特征和通信能力被用来简化以及降低固有无序特征的读取器的成本。因为当前在广泛使用中的诸如移动电话和“智能电话”的许多移动装置典型地包括照相机，一般用于读取固有无序特征的适配器通过在用于检测和读取的移动装置中的照相机将使能够对固有无序特征进行成像。另外，因为根据本发明的实施例的适配器能够与宽范围的装置一起使用，所以不必更改用于适配器可以附接到的各装置的适配器的设计。
[0040]如本文所使用的“移动装置”将一般用来指示具有照相机、处理器、用户接口、以及优选地实时或将近实时通信能力的装置。这样的装置一般是来自各种来源可商用的。因此，移动装置包括诸如具有内置照相机的移动电话、具有照相机和通信能力和/或处理能力的PDA、具有照相机和通信能力的平板计算机、具有照相机和通信能力的便携式计算机的装置，或甚至在传统上未被认为“移动”的装置，诸如具有通信能力和附接的网络摄像头的台式计算机系统。如本文所使用的，“处理能力”意味着移动装置被配置成运行第三方软件应用程序。另外，本文中的“第三方”当在移动装置的背景下被使用时是指不同于移动装置的制造商的任何软件提供者。例如，制造适配器的小组也可以提供在移动装置上运行的应用程序以处理所拍摄的图像，使得对于通过使用固有无序特征来认证物体而言，该应用程序是可用的。运行第三方软件应用程序的这样的能力在当前可商用的“智能电话”、PDA、平板计算机等中是典型的。大部分当前可商用的专用数字照相机，例如，虽然它们一定包括处理器，但是不包括运行第三方软件的能力，并且因此，将不典型地具有“处理能力”，如本文所使用的那个术语那样。
[0041]根据本发明的各实施例的适配器将一般是用户可附接到这样的移动装置。通过“用户可附接”一般意味着，这样的适配器能够由其用户(而非由适配器或移动装置的制造商)附接到宽范围的这样的移动装置，并且未特别地被设计成永久地附接到仅一个这样的装置。实际上，适配器可以(根据其用户的希望)被永久地附接到特定的装置，但是用户决定适配器将被附接到一系列装置当中的哪个装置，并且适配器到装置的附接一般由用户以用户的选项执行而非由适配器或装置的制造商执行。在一些实施例中，适配器将是“可移除地可附接的”，意味着它被以这样的方式附接到装置使得它能够被容易地从装置卸下。在其它实施例中，适配器一旦已经由用户附接到装置就可能不是容易地可拆的。例如，可以使用“永久”粘合剂来附接适配器。虽然这样的粘合剂可以是可移除的，但是它不是容易地可移除的。
[0042]本发明的第一示例实施例基于在固定的区域中的磁性颗粒的随机位置来读取固有无序特征，使得该区域在高分辨率下具有这样的磁性颗粒的唯一图案。如下所示，用于与该实施例一起使用的标签包括形成磁指纹区的磁性颗粒或可磁化颗粒的无序阵列。为了增加对用于读取这样的固有无序特征的系统的理解，下面将参照图1-3来论述采用这样的固有无序特征的标签，并且将参照图4-5来论述用于读取这样的特征的读取器的一般设计。将参照图6来论述采用这样的读取器的认证系统的概述，并且将参照图7-14来论述其中读取器的某些光学元件被放置到能够被附接到移动装置的适配器的本发明的实施例。
[0043]图1A和图1B分别示出根据本发明的实施例的、在将被读取为固有无序特征的标签102中使用的(优选地，具有高磁矫顽力的)磁性颗粒104的顶视图和透视图。为了获得清晰的磁光学信号，形成磁指纹区106的具有高磁通量的高矫顽性磁性材料的颗粒104将被使用。在该实施例中，图1B示出磁性颗粒104形成被夹在基层108与覆盖层110之间的层。基层108和覆盖层110—般由材料薄膜形成，且基层108为磁性颗粒104提供支撑，并且覆盖层110提供保护免受环境的影响以及免受磨损。能够被用于覆盖层110的最大厚度取决于由磁性颗粒104产生的磁场的强度(磁场的强度本身是例如磁性颗粒104的剩余(remnance)磁化、它们的大小、磁化颗粒104的取向和磁力的方向的函数)、以及颗粒之间的大小和距离、被用来读取磁场的读取元件的灵敏度、以及整个系统的预期的分辨率。
[0044]磁性颗粒104可以被分布在非磁性(或弱磁)基体材料内，诸如聚合材料、金属材料、玻璃材料、或陶瓷材料。非磁性或弱磁性材料提供下列中的一项或多项:对颗粒的保护(特别地，如果颗粒易于腐蚀，则保护防潮)、颗粒与所存在的其它层之间的凝聚(即，非磁性材料以例如粘合剂的形式将磁性颗粒锁在适当的位置)、将颗粒施加到基层或覆盖层的便利性。在这样的情况下，在适用的情况下，磁性颗粒104被理解为包括非磁性或弱磁性基体材料。在某些情况下，可能不存在特定基层108，并且磁性颗粒104可能直接与在标签的基部处的粘合层相接触，或它们可以被暴露。
[0045]磁性颗粒104可以包括高矫顽性材料。这样的高矫顽性材料的示例是包括NcUFe和B的钕磁体。磁性颗粒104可以包括亚铁磁性材料、反铁磁性材料、铁磁性材料、或改变连续材料(包括导致可变磁性的空隙)内的磁性质的领域及其组合。铁磁性材料可以选自由 MnB1、CrTe、EuO、Cr02、MnAs、Fe、N1、Co、Gd、Dy ;Fe、N1、Co、Sm、Gd、Dy 对应的合金和氧化物；及其组合组成的群组。
[0046]图2A和图2B示出具有附加识别特征的标签102的进一步的示例。由于附加识别特征提供附加的安全或信息，所以在许多应用中可以采用多个识别特征。根据本发明的实施例的可能被读取的这些附加识别特征中的一些包括但不限于磁性条形码、磁性边界、磁性字母数字字符、磁性准标、光学条形码(线性的和二维的，包括诸如DataMatrix的各种行业标准)、光学准标、光学字母数字字符、和其它可见的标志。作为进一步的示例，标签102可以包括射频识别(RFID)芯片、安全油墨或全息图。条形码202在图2A中被示出为与磁性指纹区106重叠。条形码202可以以常规油墨被印刷，或在一些实施例中，可以使用转化油墨被印刷，诸如在白光下不能由人类裸眼容易地检测但是能够通过使用适当地适应的读取装置或通过利用一个或多个特定波长的电磁波谱照亮标签102能够被检测并且被读取的紫外或红外“光学”油墨。磁性识别特征和光学识别特征借助于使用多个层可以相对于扫描区域被定位在相同的位置，或可以彼此以任何其它预定的空间关系被定位(包括重叠和非重叠配置两者)。
[0047]图2A示出具有磁性指纹区106的标签102。二维条形码202部分地重叠磁性指纹区106，并且多个磁性字母数字字符206被定位在二维条形码202的四个拐角处。注意，虽然在图2A和图2B中示出磁性指纹区106，但是指纹区106可以位于其上印刷有条形码202的不透明覆盖层的后面。因此，用户实际上可能看不见指纹区106。此外，磁性特征和光学特征在被放置在标签102的相同层或不同层的同时可以重叠。
[0048]图2B示出具有磁性指纹区106的标签102的另一个示例。二维条形码202与磁性指纹区106重叠。二维条形码202由边界208包围，并且第一准标210被定位在边界208的右上拐角处。第二准标212被定位在左上拐角处，与第二准标208相邻。磁性字母数字字符214被定位成与边界208相邻。
[0049]单个读取器(根据本发明的实施例，其可以包括附接到移动装置的适配器)可以读取标签102的重叠的光学特征和磁性特征。重叠和类似物术语应被理解为是指位于相同的区域内，彼此叠加，或在彼此之上。标签102的光学特征和磁性特征可以重叠在标签102的相同的或不同的层上。读取重叠的光学特征和磁性特征可以允许较小的标签102。由于被用作磁性特征的指纹匹配的参考的光学特征物理地较接近磁性特征，所以还可以提供磁性特征与光学特征之间的更精确的相关性。由于与光学特征相比固有无序特征的小规模(或由相关的无序特征覆盖的小区域)，在一些情况下，标签102的光学特征可以使用读取器的远程读取部在远处被读取，而磁性特征(即，标签的固有无序特征)可以由近程或接触读取部读取。在一些系统中，光学特征中的至少一些可以由读取器的远程部和近程部读取。
[0050]图3A至图3E示出其中磁信息和光学信息重叠的示例标签102的各种视图。在图3A中，标签102可以包括:覆盖层110，该覆盖层110具有印刷在其顶表面上的光学条形码(未示出)(本文中，采用“条形码”来包括数据矩阵代码和其它机器可读的光学信息)；磁性指纹区106，其可以是以被定位在覆盖层110的下方的层的形式；以及被定位在磁性指纹区106的下方的粘合层302。注意，条形码被示出为光学标志纯粹用于说明目的。该图和其它图的随后的描述应被视为一般的并且不局限于条形码。
[0051]图3B示出标签102的顶部光学视图。可以从标签102的顶视图看到已经被印刷在标签102的表面上的以条形码202的形式的光学信息。
[0052]图3C示出标签102的顶部磁性视图。如果用户能够拍摄标签102的磁像，则用户能够有效地看“穿”覆盖层110和光学信息202并且“看见”在磁性指纹区106内所包含的磁性颗粒304或磁场。
[0053]图3D示出合成图像(即，彼此叠加的光学特征和磁性特征)的顶视图。清楚的是，当从顶部被观察时，条形码202和磁性颗粒304彼此重叠。
[0054]当标签102由能够读取给定区域中的仅光学特征或磁性特征的读取器扫描时，图3E示出最终扫描，其中，为了图示的目的，磁性指纹区106的一半被扫描，并且光学条形码202的另一半被扫描。在光学条形码202是数据矩阵代码(如所示出的)或另一个二维条形码符号的情况下，仅扫描区域的一半可能不能充分地解释在条形码中编码的信息。
[0055]一般地，光学特征(S卩，条形码202)可以使用例如读取条形码的传统方法被读取。例如，可以使用LED或其它光源来照亮条形码202，并且可以使条形码202的图像入射在电荷耦合装置(CXD)或互补的金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器上。根据本发明的各实施例，该图像传感器可以被集成到移动装置中，而还允许读取固有无序特征的部分光学器件被包括在附接到移动装置的适配器中。然后，可以分析来自图像传感器的图像以读取在条形码中存储的信息。根据本发明的实施例，包括使用移动电话的照相机来读取条形码的条形码读取器在本领域中是已知的，并且这样的条形码读取技术能够在用于读取移动电话或其它移动装置上的固有无序特征的适配器的一部分中被使用。一般地，移动装置上的照相机在没有适配器的情况下能够被用来读取条形码和其它光学特征，但是，如下所论述的，根据本发明的一个实施例的适配器还允许移动装置被用来读取诸如以上论述的磁性特性的固有无序特征。条形码读取器大体上适合于读取多个一维条形码符号以及二维条形码符号，该一维条形码符号包括(但不限于)ΕΑΝ/UPC、RSS、Code39、Codel28、UCC/EAN128、ISBN、ISBT、Interleaved, Matrix, Industrial and Standard2of5> Codabar、Code93/931、Codell、MS1、Plessey、Telepen、和邮政编码(Plessey, Telepen, and postal codes),所述二维条形码符号包括(但不限于)数据矩阵(Data Matrix)、PDF417、Micro PDF417、Maxicode、QR、Aztec、和ΕΑΝ.UCC composite。在由Bilcare Technologies Singapore Pte.Ltd.,于2011年I月13日作为公布W0/2011/005222公布的国际申请PCT/SG2010/000259中描述了上述的基于磁性颗粒的固有无序特征的读取器。
[0056]现在参照图4，描述了读取近场磁性固有无序特征和远场光学识别特征两者的集成读取器500的示例。该描述仅旨在提供对可以在根据本发明的实施例的适配器中被采用的技术的理解。因为例如图4所示的光学处理单元将由适配器所附接到移动装置提供，所以根据本发明的实施例的适配器将不包括该光学处理单元。
[0057]在图4所示的示例集成读取器中，光学处理单元(诸如CMOS图像传感器)420被安装在印刷电路板(PCB)410上。存在以与成像的表面成45°安装在光学处理单元420前面的分束器440。从上方经过分束器440的光来自被设计以获得远程物体或表面的光学图像的光学器件。这些光学器件包括一系列镜头元件470、471和472以及针孔460。远程物体或表面优选地由照明元件450和451 (这些照明元件能够例如是发光二极管，“LED”)照亮。
[0058]由分束器440朝光学处理单兀420反射的光来自被设计成从与磁光基板480接触或靠近接近于磁光基板480的物体或表面获得磁性和光学信息(例如，其可以包含条形码信息、准标等)的认证单元400的磁光/光学成像部。认证单元的该部包括位于照明元件453 (其能够是LED)前面的第一偏光器490。它也可以包括第二照明元件452 (其可以是与LED照明元件453不同波长的LED)。镜面445 (其可替代地能够是棱镜)被用来对光重定向。认证单元400的该部还包括一系列镜头元件473、474和475以及针孔461。还存在第二偏光器491和磁光基板480。此外，认证单元400具有保护壳体430，该保护壳体既保护壳体的各种部件并且还确保至少一些部件相互以大致固定的空间关系被保持。
[0059]注意，分束器440能够是任何类型的分束器，例如，板分束器或立方体分束器。替选地，它能够由调光镜取代，并且使用调光镜、分束器、电子快门、棱镜等的各种实施例能够获得类似的效果。该配置使得认证单元400能够远程地读取光学信息(诸如条形码)并且还能够读取靠近接近于磁光基板480或与磁光基板480相接触的磁/光学信息(即，固有无序特征)。
[0060]此外，在图4和随后的图不中，可以预期的是,磁光基板480的外表面可以涂有包括法拉第旋转层、保护层和镜层的各种层。镜层可以是二向色(或电介质)镜层，使得一个范围的波长的光能够经过涂层而另一个范围的波长由涂层反射。例如，可以挑选二向色镜涂层以大致传输具有比?590nm更长波长的光(例如，橙色/红色光)，而大致反射在?590nm以下波长的光(例如，黄/绿/蓝/紫光)。通过控制发自照明元件452和453的光，该二向色镜涂层能够同时为相同基板提供整洁的磁性图像和光学图像。例如，如果照明元件452(其优选地在其前面不具有偏振镜)被挑选为红色的(即，波长在?590nm以上)，则该未偏振的红色光将经过二向色镜并且反射离开在磁光基板前面的表面或标签。该反射光将再次经过二向色镜并且被引导至光学处理单元420。因此，撞击光学处理单元420的(来自该光路径)的红色光将仅包括关于在磁光基板480前面的表面或物体的光学信息。如果照明元件453被挑选为发出绿色光(波长小于?590nm)，则该绿色光将由偏振镜490偏振并且将由二向色镜层反射。因此，撞击光学处理单兀420的该反射的绿色光将不会承载关于在磁光基板480前面的表面或物体的任何光学信息。替代地，撞击光学处理单元420的绿色光承载关于在磁光基板480前面的表面或物体的磁的信息。
[0061]该“信息”通过使偏振镜491的偏振角相对于偏振镜490的旋转而旋转来增强。例如，让我们假设如下理想化的情况:如果强局部磁北场在那时存在，则磁光基板使反射的绿色光局部地顺时针旋转5°，但是如果强局部磁南场存在，则使反射的绿色光局部地逆时针旋转5°。如果不存在局部磁场，则反射的绿色光维持其偏振角并且不旋转。例如，假设使偏振镜491的偏振角度相对于偏振镜490顺时针旋转85°。如果不存在磁场,则撞击偏振镜491的反射的绿色光将从偏振镜491的偏振角度被偏振85°，并且因此，几乎没有光经过。然而，如果存在局部南场，则反射的绿色光将已经逆时针旋转5°，并且因此，当它撞击偏振镜491时，它将至偏振镜491被偏振90°。这意味着即使有也只有极少的光将经过。然而，如果存在局部北场，则反射的绿色光将顺时针旋转5°，并且当它撞击偏振镜491时，因此它将从偏振镜491的偏振方向被偏振80°。因此，北磁场将作为由光学处理单元420拍摄的图像上的亮点出现，南磁场将作为局部暗/黑区域出现，并且非磁性区域将作为暗(但并非相当黑)背景出现。使用该种配置，反射的绿色光能够被用来从与磁光基板480接触或靠近接近于磁光基板480的表面或基板获得磁的信息。
[0062]注意，诸如CMOS传感器的某些光学处理单元非常适合于将图像分割成红色分量、绿色分量和蓝色分量，因为它们的表面是各个红色光传感器、绿色光传感器和蓝色光传感器的阵列。因此，利用这样的CMOS传感器拍摄的图像固有地被分成它们的各种红色分量、绿色分量、和蓝色分量(并且，事实上，来自这样的传感器的全色图像是这些三种分量的一些人为组合)。因此，如果CMOS传感器被用于光学处理单元420，则来自红色光和绿色光的图像由于CMOS传感器的属性而自动地被分割。应理解，来自CMOS的测量的红色、绿色和蓝色信号分别可能不是红色光分量、绿色光分量和蓝色光分量中的每一种的单纯表示，并且可能需要一些数学减法/归一化步骤。因为效果在许多CMOS传感器中是固有的，所以这些技术是熟知的，因此，它们的制造商通常提供关于如何实现这个的文件。[0063]然而，可以起因于此的一个问题是来自不同光路径(一个光路径适于光学地使远程表面和物体成像，并且另一个光路径适于使在磁光基板480前面的磁/光表面和物体成像)的信号之间的串扰。解决该问题的其它方式中的一种是，例如当期望读取远程光学表面或物体时，让照明元件450和451发射绿色光，并且让照明元件452和453断开。在这种情形下，并且假设磁光基板480涂有上述二向色镜层，到达光学处理单元420的大致所有绿色光将来自期望的远程成像光路径。为了使基板在这种情况下成像的目的，能够忽略红色光和其它光，因为红色光和其它光将包含来自包含磁光基板480的光路径的串扰。当期望从包括磁光基板的光路径获得信息时，则可以断开照明元件450和451，并且能够(同时或依次地)使用照明元件452和453来照亮在磁光基板480前面的表面/物体。快门(未在图4中示出)可以用于封锁针孔460。替选地，如先前所述，分束器440实际上能够是被激活以变得完全反射的调光镜。
[0064]注意，在图4和其它图不中，有目的地忽视各种非关键部件以便促进对关键部件的清晰描述。在图4中被有目的地省略的部件的示例是用以使得印刷电路板410能够与封装有读取器400的装置中的另一个主板通信的柔性电路/电缆。另外，能够被设计做出各种修改。例如，虽然照明元件450、451、452、和453被示出为单个照明元件，但是应理解，多个照明元件能够代替这些照明元件中的每一个被使用。此外，还能够使用不同类型的照明，诸如环照明。
[0065]类似的设计，结合传统识别特征的读取，诸如利用固有无序特征(诸如以上论述的基于磁性颗粒的固有无序特征)的读取的条形码，可以具有仅单个区域，特征通过该单个区域被读取。这可以提供更加紧凑的设计。例如，图5A和图5B示出集成读取器600，在该读取器中，二向色镜502和503以及镜子505和507将来自远场读取的光沿着光路径501引导，如图5A所示，并且将来自近场读取的光沿着光路径520引导，如图5B所示。与图4 一样，图5A和图5B仅示出预期用以传授读取光学无序特征和固有无序特征的系统的光学器件的理解的示例读取器。在根据本发明的实施例的适配器中，图5A和图5B所示的读取器的各种元件(诸如光学处理单元510)可以是移动装置而非适配器的一部分。
[0066]当读取器600被用于读取例如如图6A所示的传统条形码或其它光学识别特征时，可以接通照明元件450和451，并且可以断开照明元件452和453。二向色镜502和503被配置成使得它们允许来自照明元件450和451的光经过(将被投射到光学处理单元510上)，而使来自照明元件452和453的光反射。
[0067]当读取器500被用于读取如图5B所示的磁性固有无序特征时，可以接通照明元件452和453，并且可以断开照明元件450和451。来自照明元件452和453的光反射离开磁光基板480的二向色或反射层，并且由二向色镜502反射，使得它在由镜子505和507和二向色镜503引导至光学处理单元510上之前经过镜头系统475和偏振镜491。
[0068]虽然可选的针孔460被示出在图5A和5B所示的读取器中的磁光基板480中，但是将被识别的是，通过使用磁光基板480中的二向色镜层，特定波长的光在远场读取期间可以经过磁光基板480，并且针孔460可以不存在。
[0069]图6示出利用读取标签或物体的固有无序特征的读取装置604的防伪系统600的示例视图。在此处示出的系统600包括与数据服务器608通信的读取装置604。读取装置604可以例如经由诸如使用数据电缆、局域网、蓝牙、W1-F1、微波存取全球互通(WiMAX)技术、通用分组无线业务(GPRS)、3G/通用移动电信系统(UMTS)、或其它通信协议或技术的方法来与数据库或数据服务器608通信。在读取装置604与数据服务器608之间的通信可以被引导，或通过诸如因特网和/或蜂窝电话网络的一个或多个网络或其它通信基础设施。虽然数据服务器608被图示为一台计算机，但是还应理解，它事实上可以是可以或可以不经路由器或路由协议被链接的一系列计算机或服务器。读取装置604还可以包括用于与用户直接通信的方法，例如屏幕和键盘，所述方法可以允许用户在读取装置604上读取和输入信息。
[0070]如图6所示的示例识别特征包括形成磁性指纹区612的磁性颗粒或可磁化颗粒的无序阵列以及条形码。各标签602附接到将被识别的物体或重要的物品662。读取装置604可以用于读取标签602上的条形码。如果存在标签602已经被附接到的物体662可能是伪造品或标签602已经被更改或篡改的指示，则能够使用读取装置604来读取磁性指纹区以认证标签602。与诸如条形码的其它特征相比，一般更加难以伪造、更改、或篡改标签602的固有无序特征。
[0071]读取装置604具有与关于从读取识别特征产生的信号的数据服务器608通信的能力以便认证标签。能够将来自读取装置604的加密信号通过无线连接或有线连接发送。无线连接的一些示例包括蓝牙和W1-Fi，并且有线连接的一些示例包括推荐标准232 (RS232)和通用串行总线(USB)。例如，如上文所提及的，通信可以被引导或通过诸如因特网、通用分组无线业务(GPRS)或3G/UTMS技术的网络或其它中间通信基础设施。
[0072]根据本发明的各实施例，用于读取固有无序特征的适配器可以被配置成连接到诸如移动电话的可商用的移动装置。许多可商用的移动装置具有可以被用来收集图像信息的内置照相机。此外，诸如移动电话的移动装置的通信能力可以被用来与远程数据服务器或数据库通信以例如认证识别信息。另外，在许多情况下，移动装置将能够为适配器提供电力以使诸如LED的物品工作。在移动装置未能够为适配器提供电力的情况下，一些实施例可以使用诸如电池的外部电源来提供电力。在移动装置上运行的软件能够被用来收集来自移动装置的照相机的标签的图像，在图像上执行任何必要的分析或转换，以及使用图像(和/或源自于图像的数据)来识别和/或认证标签所附接到的物品。
[0073]图7示出根据本发明的各实施例的连接到适配器704的移动装置702的示例视图，移动装置702在该示例中是移动电话，诸如由加利福尼亚库比蒂诺的苹果电脑公司(apple computer)制造的IPHONE,或安卓手机,诸如由韩国首尔的三星电子公司(SamsungElectronics)制造的GALAXY S或由台湾桃园的HTC公司制造的HTC DESIRE。应理解，上文列举的在撰写本文时可商用的移动电话仅被用作示例，并且应理解，在撰写本文时可能存在或可能不存在的宽范围的移动电话型号和其它移动装置可以被附接到根据本发明的实施例的用于读取固有无序特征的适配器。
[0074]一般地，适配器704的一部分连接到移动位置，使得来自适配器704的图像可以被提供给内置于移动装置702的数字照相机(未示出)。这样的照相机通常包括在移动装置的外表面上的镜头或开口(未示出，由于它被适配器704遮蔽)，使得可以使用移动装置通过将镜头或开口指向照片的物体并且使用移动装置上的软件来数字化地存储图像来拍摄照片。根据本发明的实施例，适配器704可以将例如固有无序特征的图像引导至移动装置702的外表面上的镜头或开口，以便使用移动装置702来收集和处理图像。这允许省略以上论述的示例读取器中所示的光学处理单元，因为装备有照相机的移动装置提供这些功能。
[0075]在图7所示的示例实施例中，适配器704经由附接到移动装置702上的连接器708的绳子706从移动装置接收电力。在一些实施例中，数据和指令也可以经由绳子706在移动装置702与适配器704之间被通信。
[0076]在一些实施例中，移动装置702可以通过诸如移动装置702上的连接器708的连接器或接口提供电力。在一些实施例中，连接器708可以是标准连接器，诸如迷你USB连接器、串行端口或头戴耳机/麦克风插孔(未示出)。在一些实施例中，电力可以通过在移动装置702上的标准USB连接器、音频插孔(未示出)或通过头戴耳机或麦克风插孔(未示出)被提供。在一些实施例中，移动装置可能无法提供电力，或为适配器704提供足够的电力，在这种情况下，适配器704可以包括其自身的诸如电池(未示出)的电源。指令或数据也可以经由接口或连接器或经由头戴式耳机或音频连接器在移动装置与适配器之间被通信。在数据不能以这种方式在适配器704与移动装置702之间交换的情况下，例如使用蓝牙或其它无线技术让数据和指令被无线地通信是可能的。
[0077]如将在下文中更深入地图示的，适配器704可以以包括机械连接装置、粘合剂、吸力、或磁性连接装置的各种方式被连接到移动装置702。如上所论述的，适配器704 —般是用户可附接到移动装置702，意味着适配器和/或移动装置的用户可以将适配器附接到各种可商用移动装置中的任一种。在许多实施例中，适配器704和移动装置702可以以这样的方式被连接使得当例如未使用适配器704时能够将适配器704从移动装置702卸下。
[0078]通过将适配器704连接到移动装置702，能够将移动装置702中的内置照相机用来读取包括固有无序特征的标签。另外，移动装置702的内置电信功能可以被用来与外部数据服务器通信数据。此外，在移动装置702上运行的软件可以被用来将图像显示在移动装置702的显示器上，并且可以被用来使用由移动装置702提供的接口与用户交互。在一些实施例中，移动装置702可以进一步为适配器704提供电力或其它服务或资源。通过将适配器704连接到移动装置702，所有的这些部件一一照相机、显示器和用户接口、无线通信部件等-不必被包括在适配器704中。这可以降低适配器704的成本，同时当将适配器704结合可商用的移动装置702使用时，可能地增加适配器704的可用性和能力。另外，因为适配器704是用户可附接到移动装置702，所以用户能够决定他或她希望将各种移动装置中的哪一种结合适配器704使用。
[0079]图8A和图SB示出其中适配器可以由用户可移除地附接到移动装置的一种可能的方式。图8A和图SB中所示的实施例示出吸杯设计，其中，适配器802 (仅其一部分被示出)使用吸杯808与移动装置806的照相机部804相连接。在图8A和图8B中，示出吸杯区域808，该吸杯区域808使用由杠杆812控制的可变形光圈810来产生空气压力上的变化。然而，应理解，也能够使用其它类型的吸杯或基于吸力和/或基于真空的连接机构。注意，在图8、图9、图10和图11中，并且特别地，还有在一些其它图像中，镜头由简单的椭圆表示。这不旨在暗示，对于示出的情形而言，双凸镜头是最适当的镜头或光学系统。替代地，这仅表示，可能存在一个或多个镜头。另外，如之前所提及的，这些和其它图像未必按比例，而是被绘制以传达概念并非严格的设计规范。
[0080]在图8A中，由于杠杆812被延伸，所以适配器802与移动装置806断开，但是适配器802被示出为准备好被连接以使光圈810变形以减小吸杯区域808的内部空间。如图8B所示，一旦吸杯被密封在适当的位置与移动装置806的照相机部相接触，杠杆812就被重新定位，使得光圈810增加吸杯区域808的内部空间。因为吸杯808的边缘被密封，所以增加内部空间使空气压力减小，产生将适配器812保持在移动装置806的照相机部804上方适当的位置的吸力效应。
[0081]图9示出根据本发明的各实施例的与移动装置一起使用的适配器的示例。如能够看到的，适配器900的光学器件类似于参照图5A和图5B论述的读取器的那些光学器件，但是适配器不包括光学处理单元，因为光学处理单元由适配器900将被连接到的移动装置提供。
[0082]当适配器900被用于读取例如传统条形码或其它光学识别特征时，可以接通照明元件450和451，并且可以断开照明元件452和453。二向色镜502和503被配置成使得它们允许来自照明元件450和451的光经过，而使来自照明元件452和453的光反射。这允许来自照明元件450和451的包括来自光学识别特征的图像信息的光由适配器900的镜头系统902和移动装置950的镜头系统954投射到在适配器900所附接到移动装置950中的照相机的光学处理单元952 (例如，(XD)上。
[0083]当适配器900被用于读取所示的磁性固有无序特征时，可以接通照明元件452和453,并且可以断开照明兀件450和451。来自照明兀件452和453的光反射离开磁光基板480的二向色或反射层，并且由二向色镜502反射，使得它在通过镜头系统902和954由镜子505和507和二向色镜503定向之前通过镜头系统475和偏振镜491，其使光聚焦在移动装置950中的照相机的光学处理单元952上。
[0084]在图9所示的实施例中，如上所述，可以使用吸杯904将适配器900附接到移动装置950，吸杯904配合在移动装置950上的照相机的镜头部(例如，镜头系统954)上。使用吸力将适配器900连接到移动装置950允许将适配器900相当精确地放置在移动装置950的照相机的镜头系统954上方的位置中，而无堵塞或以其它方式防止光从适配器900传递到移动装置950中的照相机。虽然吸杯904被示出为可变形的吸杯，其中，使可变形的光圈905变形以调节压力以使用杠杆906将适配器900附接到移动装置950或使适配器900从移动装置950释放，但是也可以使用其它形式的吸杯或使用空气压力或真空来将适配器附接到移动装置的附接装置。也可以以其它方式将适配器900连接到移动装置950，如将在下文中更详细地论述的。例如，可以使用可调节安装支架将适配器900附接到移动装置950，所述可调节安装支架通过粘合剂、通过磁体(但是，如果适配器900正在读取磁信号，则应注意避免正被读取的磁信号与被用来将适配器900附接到移动装置950的磁体之间的干扰)、或通过其它附接手段附接到移动装置950的边缘或其它部分。
[0085]在一些实施例中，取决于移动装置照相机的光学器件，可能不需要包括用以将图像的适当的焦点布置到光学处理单元952上的镜头系统902。类似地，镜头系统954是在移动装置950的制造商的控制中，并且在一些实施例中可以被省略，或可以不同于图9所示的镜头系统。在移动装置950内的光学处理单元952的光路径也可以不同于图9所示的光路径。
[0086]在一些实施例中，取决于适配器900所附接到的移动装置，镜头系统902可以具有可调节的焦点，以防有必要改变焦点。该可调节的焦点可以是例如使用致动器(未示出)用户可调节的，或可以是自动可调节的。因为不同的移动装置可以包括具有不同特性的照相机，所以在一些实施例中，适配器900可能需要为可调节的以便被连接到许多不同的移动装置型号或类型。
[0087]在许多实施例中，适配器900可拆卸地附接到移动装置950。例如，装配在移动装置950的镜头部上的吸杯904允许将适配器900从移动装置950卸下并且重新附接到移动装置950或到另一个移动装置。因为用户参与附接和卸下适配器900，所以在适配器900与移动装置950之间的光学器件的调准可能是不精确的。只要调准接近于正确的，则移动装置950中的软件应能够补偿图像的位置和旋转上的微小差异。在一些实施例中，当附接适配器900时，在读取标签之前进行快速聚焦试验和校准可能是有用的。在一些实施例中，使用标签的位置和取向的登记标志或其它可检测的标记的标签或标准试验基板可以被使用以确定应被施加到图像的平移和旋转。由观察图像(也许通过在移动装置上运行的分析应用程序的帮助)，用户或许能够手动地调节适配器的焦距或调准使得它是可接受的。为了焦距的手动调节，调焦圈可以被包括在适配器(未示出)中，在这种情况下，调焦将类似于对单镜头反光(SLR)照相机进行手动调焦。如果将自动地执行调节，则优选地将软件应用程序上传到移动装置上，该软件应用程序分析拍摄的图像(例如，分辨率/焦距/放大率)并且能够将信号(例如，经由移动装置与适配器之间的USB接口连接)发送至适配器900中的致动器以做出必要的调节，例如该调节可以包括移动镜头使得焦距被调节。替选地，或此外，如果移动装置照相机允许调焦(或允许其它内部调节)，则调焦机构可以受到应用程序的控制以确保最佳的图像。替选地，或此外，如果移动装置照相机允许自动调焦，则可以利用自动调焦来实现适当的图像。
[0088]应理解，根据本发明的各实施例，可以使用使移动装置适于读取任何特定形式的基于固有无序的识别特征的适配器。虽然图9和其它图形所示的示例基于磁性颗粒读取固有无序特征，但是也能够使用用于其它类型的固有无序特征的适配器。一般地，为了利用在可商用的移动装置中提供的照相机，适配器就提供表示已经被读取的特征的光学图像。因此，适配器可以被看作提供表示入射在移动装置的照相机上的被读取的固有无序特征的光学信号。在读取磁性固有无序特征的适配器的情况下，适配器能够被说成产生对应于检测的磁场的图像。一般地，在反射光被用来读取固有无序特征的情况下，适配器能够被看作响应于固有无序特征修改电磁波的性质(例如，磁光基板的光反射离开)，并且确保修改后的电磁波入射在移动装置的成像装置(例如，照相机或图像处理单元)，使得成像装置能够取得包含可用于识别物体的信息的图像。适配器能够被看作响应于固有无序特征修改电磁波的波长、放大率、偏振或能量中的至少一个。
[0089]现在参照图10，描述了使用读取包括荧光颗粒的无序阵列的标签的固有无序读取器的另一个示例系统。像以前那样，将适配器1000连接到移动装置，使得当激活LED1020被照亮时，适配器100投射表示荧光颗粒的位置的图像。激活LED1020被选择以发出以正确波长的光，使得荧光颗粒发荧光。因为LED1030被选择使得不存在限制或没有来自颗粒的荧光，所以当LED1030被照亮时，标签表面上的其它标志被清晰地示出/高亮。注意，LED1020和LED1030两者都能够是单个LED或可以是一系列LED或其它发光元件。除了 LED之外，适配器1000还包括镜头1010、1011和1012、壳体1040、和用于为LED提供电力的小电池1070。壳体1040将其它元件保持在适当的位置，同时还有助于连接到移动装置(未示出)。适配器1000还具有调焦圈1050，当调焦圈1050被旋转时，它能够选择性地将镜头1011在所示的位置与第二位置1060之间前后移动。这能够由诸如螺纹的任何标准手段(虽然未示出该机构)来实现。
[0090]为了在该图和其它图中的清晰性，许多部件未被示出。例如，使得LED能够被提供电力的电连接部未被示出，但是将由本领域的普通技术人员之一理解为存在。根据本发明的各实施例的适配器还能够被用于其它无序的系统，例如，在无序依赖于三维特征并且重要的是确保标签上有疑问的特征事实上是三维的情况下。在这种情况下，能够使用从不同的角度(即，不同的LED位置)连续地示出的光。使用三维作为关键的区分特征的系统包括例如在公布的US申请2009/0274298和先前提及的US专利7，380, 128中公开的特征。
[0091]现在参照图11，描述了使用读取包含无序光纤组的标签102的固有无序读取器的另一个示例系统，如在2011年2月I日授予Chen等人并且转让给华盛顿雷德蒙的微软公司(Microsoft Corporation)的US专利7, 878, 398中所描述的。像以前那样，适配器1100被设计成连接到移动装置(未示出)。当诸如LED1120的光源在光腔1110中被照亮时，来自LEDl 120的光进入一组光纤(诸如以无序方式布置在诸如标签1102的标签或物体中的光纤1120)的一端。光在光纤的另一端处出现(示出为光1130)，产生来自一组被照亮的光纤的子集的光在成像腔1122内形成图像的模式。光学图像由适配器1100引导至移动装置(未示出)中的照相机。适配器1100还包括镜头1110、1111和1112、壳体1140、以及用于为LEDl 120提供电力的小电池1170。壳体1140将其它元件保持在适当的位置，同时还促进连接到移动装置(未示出)。同上，适配器1100还具有调焦圈1150，当调焦圈1050被旋转时，它能够选择性地将镜头1011在所示的位置与第二位置1160之间前后移动。这能够由诸如螺纹的任何标准手段(虽然未示出该机构)来实现。
[0092]图12示出将适配器1200附接到移动装置1250的另一种手段。在此处，适配器1200可以读取通过适配器的开口 1202和移动装置的照相机镜头1252在移动装置1250中产生指向照相机的图像的任何固有无序特征。如在图中能够看到的，环1240围绕照相机镜头1252附接到移动装置1250。环1240是大体相对平坦的，使得当卸下适配器1200时，环1240将不干扰内置于移动装置1250的照相机的使用。在一些实施例中，可以使用例如永久性粘合剂将环1240永久地附着到移动装置1250。在一些实施例中，环1240可以可移除地被附接。
[0093]环1240被设计成与在适配器1200的开口 1202的内部的支持物联接。这可以被以多种方式完成。例如，在一些实施例中，环1240包括环绕其外边缘的小唇缘(未示出)。该唇缘可以机械地夹到开口 1202的内部的保持部(未示出)。保持部可以包括弹簧(未示出)，该弹簧判定将环夹持到保持部上或从保持部卸下环所需的力。替选地，保持部可以是螺纹的，使得环的外边缘上的唇缘螺接到保持部中，从而将适配器1200固定到移动装置1250。在替选实施例中，环1240可以是磁性的，使得环1240磁性地联接到开口 1202的内部。
[0094]图13中示出将适配器附接到移动装置的另一种方式。在图13中，使用可调节安装支架1342将连接器1340固定到移动装置1350。连接器1340被定位成围绕移动装置1350的照相机镜头(未示出，由于它被连接器1340遮住)。连接器1340被设计成与适配器1300的开口 1302的内部联接。在图13中所示的示例实施例中，连接器1340是螺纹的，并且螺接到适配器1300的开口 1302的匹配螺纹内表面(未示出)中。如在先前的示例中，连接器1340可以使用其它联接机构诸如如上所述的夹到内表面1302或通过使用磁体来附接到开口 1302中的内表面。
[0095]应理解，虽然已经示出用于将适配器附接到移动装置的一些紧固机构，但是也能够使用其它紧固机构。例如，能够使用临时或可再附接粘合剂、钩环紧固件或各种机械紧固件。另外，在一些实施例中，诸如永久性粘合剂的永久性紧固件能够由用户施加以将适配器永久性地附接到可商用的移动装置。
[0096]现在参照图14，描述了用于在根据本发明的一些实施例的适配器中使用的光学器件。一般地，在诸如移动电话的移动装置中使用的照相机包括广角固定焦距透镜，使得它们适合于简单的中长范围照相应用。因为许多固有无序特征的小尺寸，所以根据本发明的各实施例的适配器可聚焦在非常小的闭合特征上。因此，在一些实施例中，适配器可以包括镜头系统，该镜头系统转换诸如在许多移动装置上可找到的广角照相机，以便减小焦距和增加放大率以聚焦在小特征上。在图14中示出这样的镜头系统。图14示出用于在如上所示的适配器中使用的镜头系统1400，该适配器适于在移动装置1404中可找到的简单的广角双镜头1402以便聚焦在小特征上。示例光线1406a-c被示出以提供示出镜头系统1400的效果的近似光线轨迹。
[0097]虽然已参考特定实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这些特定实施例的形式和细节做出各种改变。本发明的范围因此由所附权利要求指示，并且在权利要求的等同物的意义和范围内的所有改变因此意欲被包括。
【权利要求】
1.一种固有无序读取器，包括: 适配器，所述适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号，所述适配器被配置成将所述光学信号引导至内置于移动装置的照相机的光学处理单元上以生成可用于识别物体的图像，其中，所述适配器被配置成用户可附接到所述移动装置。
2.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器被配置成可移除地附接到所述移动装置。
3.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述移动装置包括移动电话。
4.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器被配置成使用吸杯附接到所述移动装置。
5.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到所述移动装置。
6.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括磁性固有无序特征，并且其中，所述适配器使用磁光基板将来自所述固有无序特征的信息呈现为光学信号。
7.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器进一步被配置成读取光学特征。
8.根据权利要求7所述的固有无序读取器，其中，所述光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、印刷标志、和印刷数字中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器包括光学系统，所述光学系统被配置成减小所述移动·装置中的广角照相机的焦距并且增加所述移动装置中的广角照相机的放大率，以使所述照相机适于聚焦在小特征上。
10.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且其中，所述适配器包括以使得所述荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。
11.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括三维固有无序特征，并且其中，所述适配器包括从多个角度照亮所述三维特征的多个光源。
12.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括光纤的随机排列，并且其中，所述适配器包括相对于将光引导至所述光学处理单元的光学系统具有预定的位置的光源。
13.一种用于基于固有无序特征识别物体的认证系统，所述系统包括: 移动装置，所述移动装置包括内置数字照相机，所述移动装置被配置成接收所述照相机上的光学信号，并且被配置成使用所述照相机生成可用于识别物体的图像；以及 适配器，所述适配器将来自所述固有无序特征的信息呈现为光学信号，所述适配器被配置成将所述光学信号引导至内置于所述移动装置的数字照相机上，所述适配器进一步被配置成用户可附接到所述移动装置。
14.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括移动电话。
15.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括无线通信能力，所述无线通信能力被用来将来自所述图像的信息传送至远程服务器以识别所述物体。
16.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括用户接口，所述认证系统通过所述用户接口与用户交互。
17.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括显示器，所述显示器被用来显示与识别所述物体相关的信息。
18.根据权利要求17所述的认证系统，其中，所述显示器被用来显示所述图像。
19.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器从所述移动装置接收电力。
20.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器被配置成使用吸杯附接到所述移动装置。
21.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到所述移动装置。
22.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器被配置成可移除地附接到所述移动装置。
23.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括磁性固有无序特征，并且其中，所述适配器使用磁光基板将来自所述固有无序特征的信息呈现为光学信号。
24.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器进一步包括读取光学特征的光学读取器。
25.根据权利要求24所述的认证系统，其中，所述光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、印刷标志、和印刷数字中的至少一个。
26.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器进一步包括光学系统，所述光学系统被配置成减小所述移动装置中的数字照相机的焦距并且增加所述移动装置中的数字照相机的放大率，以使所述数字照相机适于聚焦在小特征上。
27.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且其中，所述适配器包括以使得所述荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。
28.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括三维固有无序特征，并且其中，所述适配器包括从多个角度照亮所述三维特征的多个光源。
29.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括光纤的随机排列，并且其中，所述适配器包括相对于将所述光学信号引导至内置于所述移动装置中的所述数字照相机上的光学系统具有预定的位置的光源。
30.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置与远程数据库通信以认证所述物体。
31.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括在所述移动装置上认证所述物体的软件。
32.一种用于识别物体的装置，所述装置包括: 移动装置，所述移动装置包括成像装置；以及 适配器，所述适配器被配置成响应于在将被识别的物体上的固有无序特征来修改电磁波的性质，并且被配置成确保所修改的电磁波入射在所述成像装置上，使得所述成像装置能够取得包含可用于识别所述物体的信息的图像。 其中，所述适配器被配置成用户可附接到所述移动装置。
33.根据权利要求32所述的装置，其中，所述移动装置包括移动电话。
34.根据权利要求32所述的装置，其中，所述适配器被配置成用户使用吸杯可附接到所述移动装置。
35.根据权利要求32所述的装置，其中，所述固有无序特征包括磁性固有无序特征，并且其中，所述适配器使用磁光基板来修改所述电磁波的性质。
36.根据权利要求32所述的装置，其中，所述适配器被配置成根据固有无序特征来修改电磁波的波长、放大 率、偏振、和能量中的至少一个。
【文档编号】G06K9/22GK103597501SQ201280024092
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年3月26日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】彼得·马尔科姆·莫兰, 纳拉彦·纳姆部迪利, 萨蒂亚·普拉卡什·夏尔马, 斯基维克·沃尔弗拉姆 申请人:比凯尔科技新加坡有限公司
【专利摘要】本发明的实施例提供一种适配器，该适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。该适配器被配置成将光学信号引导至内置于诸如移动电话的移动装置的照相机的光学处理单元以生成可用于识别物体的图像。该适配器被配置成用户可附接到移动装置。
【专利说明】适于被连接到移动装置的固有无序读取器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年3月24日向美国专利和商标局提交的美国临时申请61/466，967的优选权，该申请的整个内容被并入本文用于所有目的。
【技术领域】
[0003]本发明的实施例涉及用于基于固有无序来读取认证和识别特征的装置的领域。具体地，本发明涉及一种适于被连接到诸如移动电话的移动装置的固有无序读取器。
【背景技术】
[0004]诸如条形码、光学字符、射频识别(RFID)、磁性条或光学条的识别特征以及识别或认证物体的其它手段已经被用于识别、认证、跟踪和追踪的目的。最近，物体的基于“固有无序”的特征也已经单独地或与其它识别特征结合地被使用以唯一地识别物体以及以提供物体的真实性的证据用于防伪目的。基于“固有无序”的特征是基于无序材料的特征，其中，无序的结构被用来识别物体。无序材料可以是物体本身的一部分，或可以是附着到物体的标签的部分。此外，无序材料可以包括无序涂层、复合物、或结构。
[0005]存在使用固有无序用于识别和认证的目的许多先前已知的示例。例如，英国伦敦的Ingenia Technology Limited已经描述了一种使用纸内的使用激光散斑干涉映射的纤维的固有无序来唯一地识别该纸的系统。能够在PCT申请W02006/016114中找到该技术的更加完整的描述。
[0006]在转让给法国Montauben的Novatec, SA的US专利7，380, 128中示出对固有无序的另一种先前已知的使用。该专利示出在透明的聚合物内使用随机泡泡用于识别和认证。光学方法被用来读取聚合物内的泡泡的三维布局。该信息能够被用来为“泡泡标签”提供唯一的签名，这对于复制而言是困难的或不可能的。
[0007]其它基于固有无序的识别和认证技术包括使用随机分布的量子点或奈米条形码、使用包含以无序模式布置的磁性颗粒的油墨、在信用卡的磁性条中使用随机“跳动”、以及在物品上使用人类视觉不可见的标记颗粒的随机分布(参见PCT申请W02005/104008)。
[0008]本 申请人:Bilcare Technologies已经报告了使用磁性颗粒和/或可磁化颗粒和/或导电颗粒和/或半导电颗粒和/或光学活性颗粒和/或光学可辨别的颗粒的组合的附加的基于固有无序的标签。在共同拥有的PCT申请W02005/008294、W02006/078220、W02007/133164、W02007/133163、和 W02009/105040 中进一步详细地描述了这些技术。
[0009]基于光学效应、磁性效应、和磁光效应的各种信号检测系统被用来读取这些固有无序特征。一旦被读取，在固有无序特征上的信息就能够在读取装置本身中或在后端计算机系统中的任一个中被处理以使用该信息用于识别和/或认证目的。
【发明内容】
[0010]本发明的一个实施例提供了 一种包括适配器的固有无序读取器，该适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。适配器被配置成将光学信号弓I导至内置于移动装置的照相机中的光学处理单元以在移动装置中生成可用于识别物体的图像，或光学信号能够由移动装置传输至能够使用该图像的远程装置(例如，计算机/服务器)。适配器进一步被配置成用户可附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成可移除地附接到移动装置。在一些实施例中，移动装置可以是移动电话，诸如商用蜂窝式电话。
[0011]在一些实施例中，适配器被配置成使用吸杯附接到移动装置。在各实施例中，适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到移动装置。
[0012]在一些实施例中，固有无序特征是磁性固有无序特征，并且适配器使用磁光基板将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。在一些实施例中，适配器进一步能够读取标签的光学特征。光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、印刷标志(诸如基准标志)和印刷数字中的至少一个。
[0013]在一些实施例中，适配器包括光学系统，该光学系统被配置成减小移动装置中的广角照相机的焦距并且增加移动装置中的广角照相机的放大率，以使照相机适于分辨小特征。这里，“小特征”意指小于初始移动装置照相机被设计成分辨的特征，即，适配器减小焦距但增加系统分辨率。
[0014]在一些实施例中，固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且适配器包括以使得荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。在一些实施例中，固有无序特征包括三维固有无序特征，并且适配器包括从多个角度照亮三维特征的多个光源。在一些实施例中，固有无序特征包括光纤的随机排列，并且适配器包括相对于将光引导至光学处理单兀的光学系统具有预定位置的光源，使得当来自光源的光照亮一组光纤的一端时，适配器将表示光图案的图像从被照亮的一组光学光纤的子集的另一端引导至光学处理单元。
[0015]在一些实施例中，本发明提供用于基于固有无序特征识别物体的认证系统。该系统包括具有内置数字照相机或其它数字成像系统的移动装置，该移动装置被配置成接收照相机上的光学信号，以及被配置成使用照相机来生成可用于识别物体的图像。该系统还包括适配器，该适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。该适配器被配置成将光学信号引导到内置于移动装置中的数字照相机或成像装置上。该适配器进一步被配置成用户可附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成可移除地附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成从移动装置接收电力。
[0016]在一些实施例中，移动装置可以是移动电话。在一些实施例中，移动装置包括被用来将来自图像的信息传送至远程服务器以识别物体的无线通信能力。
[0017]在一些实施例中，移动装置包括用户接口，认证系统通过该用户接口与用户交互。在一些实施例中，移动装置包括被用来显示与识别物体相关的信息的显示器。在一些这样的实施例中，显示器可以被用来示出在移动装置中被用来识别物体的图像。
[0018]在一些实施例中，适配器被配置成使用吸杯附接到系统的移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到系统的移动装置。
[0019]在一些实施例中，由系统使用用于识别物体的固有无序特征是磁性固有无序特征，并且适配器使用磁光基板将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号。在一些实施例中，适配器进一步包括读取光学特征的光学读取器。在一些这样的实施例中，光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、和印刷数字中的至少一个。
[0020]在一些实施例中，固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且适配器包括以使得荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。在一些实施例中，固有无序特征包括三维固有无序特征，并且适配器包括从多个角度照亮三维特征的多个光源。在一些实施例中，固有无序特征包括光纤的随机排列，并且适配器包括相对于将光引导至照相机的光学系统具有预定位置的光源，使得当来自光源的光照亮一组光纤的一端时，适配器将表示光图案的图像从被照亮一组光纤的子集的另一端引导至照相机。
[0021 ] 在一些实施例中，移动装置与远程数据库通信以认证物体。在一些实施例中，移动装置包括在移动装置上认证物体的软件。
[0022]在一些实施例中，本发明提供用于识别物体的装置。该装置包括:移动装置，该移动装置包括成像装置；以及适配器，该适配器被配置成响应于在要被识别的物体上的固有无序特征来修改电磁波的性质，并且被配置成确保修改的电磁波入射并聚焦在成像装置上，使得成像装置能够取得包含可用于识别物体的信息的图像。该适配器被配置成用户可附接到移动装置。在一些实施例中，适配器被配置成根据固有无序特征来修改电磁波的波长、放大率、偏振、或能量中的至少一个。
[0023]在一些实施例中，移动装置是移动电话。在一些实施例中，适配器被配置成可由用户使用吸杯附接到移动装置。在一些实施例中，固有无序特征是磁性固有无序特征，并且适配器使用磁光基板来修改电磁波的性质。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]在附图中，相似的附图标记贯穿不同的视图泛指相同的部分。附图不一定按比例，重点代替一般放在示出本发明的原理上。在下列描述中，参照附后的附图描述本发明的各种实施例。
[0025]图1A和图1B分别示出在将被作为根据本发明的实施例的固有无序特征读取的标签中使用的磁性颗粒的顶视图和透视图；
[0026]图2A和图2B示出根据本发明的实施例的具有能够被读取的识别特征的进一步的示例标签；
[0027]图3A-3E示出根据本发明的实施例的磁和光学信息重叠于其上并且能够被读取的不例标签的各种视图；
[0028]图4示出具有近场固有无序读取器和远场识别和/或认证特征读取器两者的示例集成读取器的截面图；
[0029]图5A和图5B示出另一个示例集成读取器的截面图；
[0030]图6示出利用读取固有无序特征的读取装置的防伪系统的整体视图；
[0031]图7示出根据本发明的实施例的附接到诸如商用移动电话的移动装置、用于读取固有无序特征的适配器；
[0032]图8A和图SB示出根据本发明的实施例的用于将适配器可移除地附接到移动装置的基于吸杯的附接装置；[0033]图9示出根据本发明的各实施例的用于与移动装置一起使用的适配器的示例；
[0034]图10示出根据本发明的实施例的用于读取包括荧光颗粒的无序阵列的固有无序特征的适配器；
[0035]图11示出根据本发明的实施例的用于读取包括无序光纤组的固有无序特征的适配器；
[0036]图12示出根据本发明的实施例的将基于固有无序的适配器附接到移动装置的替代附接装置；
[0037]图13示出根据本发明的实施例的可以被用于将基于固有无序的适配器附接到移动装置的另一个附接装置；以及
[0038]图14示出根据本发明的实施例的用于在适配器中使用的光学设置。
【具体实施方式】
[0039]本发明的实施例提供用于使得能够读取固有无序特征的适配器，该适配器附接到包括照相机功能和处理和/或通信功能两者的另一个装置。例如，适配器可以附接到移动电话或其它移动装置、连接到计算机(其连接到网络或通信系统)的网络照相机、PDA、便携式电脑或包括照相机等的平板装置。这样允许诸如内置照相机、显示器的移动装置的特征和通信能力被用来简化以及降低固有无序特征的读取器的成本。因为当前在广泛使用中的诸如移动电话和“智能电话”的许多移动装置典型地包括照相机，一般用于读取固有无序特征的适配器通过在用于检测和读取的移动装置中的照相机将使能够对固有无序特征进行成像。另外，因为根据本发明的实施例的适配器能够与宽范围的装置一起使用，所以不必更改用于适配器可以附接到的各装置的适配器的设计。
[0040]如本文所使用的“移动装置”将一般用来指示具有照相机、处理器、用户接口、以及优选地实时或将近实时通信能力的装置。这样的装置一般是来自各种来源可商用的。因此，移动装置包括诸如具有内置照相机的移动电话、具有照相机和通信能力和/或处理能力的PDA、具有照相机和通信能力的平板计算机、具有照相机和通信能力的便携式计算机的装置，或甚至在传统上未被认为“移动”的装置，诸如具有通信能力和附接的网络摄像头的台式计算机系统。如本文所使用的，“处理能力”意味着移动装置被配置成运行第三方软件应用程序。另外，本文中的“第三方”当在移动装置的背景下被使用时是指不同于移动装置的制造商的任何软件提供者。例如，制造适配器的小组也可以提供在移动装置上运行的应用程序以处理所拍摄的图像，使得对于通过使用固有无序特征来认证物体而言，该应用程序是可用的。运行第三方软件应用程序的这样的能力在当前可商用的“智能电话”、PDA、平板计算机等中是典型的。大部分当前可商用的专用数字照相机，例如，虽然它们一定包括处理器，但是不包括运行第三方软件的能力，并且因此，将不典型地具有“处理能力”，如本文所使用的那个术语那样。
[0041]根据本发明的各实施例的适配器将一般是用户可附接到这样的移动装置。通过“用户可附接”一般意味着，这样的适配器能够由其用户(而非由适配器或移动装置的制造商)附接到宽范围的这样的移动装置，并且未特别地被设计成永久地附接到仅一个这样的装置。实际上，适配器可以(根据其用户的希望)被永久地附接到特定的装置，但是用户决定适配器将被附接到一系列装置当中的哪个装置，并且适配器到装置的附接一般由用户以用户的选项执行而非由适配器或装置的制造商执行。在一些实施例中，适配器将是“可移除地可附接的”，意味着它被以这样的方式附接到装置使得它能够被容易地从装置卸下。在其它实施例中，适配器一旦已经由用户附接到装置就可能不是容易地可拆的。例如，可以使用“永久”粘合剂来附接适配器。虽然这样的粘合剂可以是可移除的，但是它不是容易地可移除的。
[0042]本发明的第一示例实施例基于在固定的区域中的磁性颗粒的随机位置来读取固有无序特征，使得该区域在高分辨率下具有这样的磁性颗粒的唯一图案。如下所示，用于与该实施例一起使用的标签包括形成磁指纹区的磁性颗粒或可磁化颗粒的无序阵列。为了增加对用于读取这样的固有无序特征的系统的理解，下面将参照图1-3来论述采用这样的固有无序特征的标签，并且将参照图4-5来论述用于读取这样的特征的读取器的一般设计。将参照图6来论述采用这样的读取器的认证系统的概述，并且将参照图7-14来论述其中读取器的某些光学元件被放置到能够被附接到移动装置的适配器的本发明的实施例。
[0043]图1A和图1B分别示出根据本发明的实施例的、在将被读取为固有无序特征的标签102中使用的(优选地，具有高磁矫顽力的)磁性颗粒104的顶视图和透视图。为了获得清晰的磁光学信号，形成磁指纹区106的具有高磁通量的高矫顽性磁性材料的颗粒104将被使用。在该实施例中，图1B示出磁性颗粒104形成被夹在基层108与覆盖层110之间的层。基层108和覆盖层110—般由材料薄膜形成，且基层108为磁性颗粒104提供支撑，并且覆盖层110提供保护免受环境的影响以及免受磨损。能够被用于覆盖层110的最大厚度取决于由磁性颗粒104产生的磁场的强度(磁场的强度本身是例如磁性颗粒104的剩余(remnance)磁化、它们的大小、磁化颗粒104的取向和磁力的方向的函数)、以及颗粒之间的大小和距离、被用来读取磁场的读取元件的灵敏度、以及整个系统的预期的分辨率。
[0044]磁性颗粒104可以被分布在非磁性(或弱磁)基体材料内，诸如聚合材料、金属材料、玻璃材料、或陶瓷材料。非磁性或弱磁性材料提供下列中的一项或多项:对颗粒的保护(特别地，如果颗粒易于腐蚀，则保护防潮)、颗粒与所存在的其它层之间的凝聚(即，非磁性材料以例如粘合剂的形式将磁性颗粒锁在适当的位置)、将颗粒施加到基层或覆盖层的便利性。在这样的情况下，在适用的情况下，磁性颗粒104被理解为包括非磁性或弱磁性基体材料。在某些情况下，可能不存在特定基层108，并且磁性颗粒104可能直接与在标签的基部处的粘合层相接触，或它们可以被暴露。
[0045]磁性颗粒104可以包括高矫顽性材料。这样的高矫顽性材料的示例是包括NcUFe和B的钕磁体。磁性颗粒104可以包括亚铁磁性材料、反铁磁性材料、铁磁性材料、或改变连续材料(包括导致可变磁性的空隙)内的磁性质的领域及其组合。铁磁性材料可以选自由 MnB1、CrTe、EuO、Cr02、MnAs、Fe、N1、Co、Gd、Dy ;Fe、N1、Co、Sm、Gd、Dy 对应的合金和氧化物；及其组合组成的群组。
[0046]图2A和图2B示出具有附加识别特征的标签102的进一步的示例。由于附加识别特征提供附加的安全或信息，所以在许多应用中可以采用多个识别特征。根据本发明的实施例的可能被读取的这些附加识别特征中的一些包括但不限于磁性条形码、磁性边界、磁性字母数字字符、磁性准标、光学条形码(线性的和二维的，包括诸如DataMatrix的各种行业标准)、光学准标、光学字母数字字符、和其它可见的标志。作为进一步的示例，标签102可以包括射频识别(RFID)芯片、安全油墨或全息图。条形码202在图2A中被示出为与磁性指纹区106重叠。条形码202可以以常规油墨被印刷，或在一些实施例中，可以使用转化油墨被印刷，诸如在白光下不能由人类裸眼容易地检测但是能够通过使用适当地适应的读取装置或通过利用一个或多个特定波长的电磁波谱照亮标签102能够被检测并且被读取的紫外或红外“光学”油墨。磁性识别特征和光学识别特征借助于使用多个层可以相对于扫描区域被定位在相同的位置，或可以彼此以任何其它预定的空间关系被定位(包括重叠和非重叠配置两者)。
[0047]图2A示出具有磁性指纹区106的标签102。二维条形码202部分地重叠磁性指纹区106，并且多个磁性字母数字字符206被定位在二维条形码202的四个拐角处。注意，虽然在图2A和图2B中示出磁性指纹区106，但是指纹区106可以位于其上印刷有条形码202的不透明覆盖层的后面。因此，用户实际上可能看不见指纹区106。此外，磁性特征和光学特征在被放置在标签102的相同层或不同层的同时可以重叠。
[0048]图2B示出具有磁性指纹区106的标签102的另一个示例。二维条形码202与磁性指纹区106重叠。二维条形码202由边界208包围，并且第一准标210被定位在边界208的右上拐角处。第二准标212被定位在左上拐角处，与第二准标208相邻。磁性字母数字字符214被定位成与边界208相邻。
[0049]单个读取器(根据本发明的实施例，其可以包括附接到移动装置的适配器)可以读取标签102的重叠的光学特征和磁性特征。重叠和类似物术语应被理解为是指位于相同的区域内，彼此叠加，或在彼此之上。标签102的光学特征和磁性特征可以重叠在标签102的相同的或不同的层上。读取重叠的光学特征和磁性特征可以允许较小的标签102。由于被用作磁性特征的指纹匹配的参考的光学特征物理地较接近磁性特征，所以还可以提供磁性特征与光学特征之间的更精确的相关性。由于与光学特征相比固有无序特征的小规模(或由相关的无序特征覆盖的小区域)，在一些情况下，标签102的光学特征可以使用读取器的远程读取部在远处被读取，而磁性特征(即，标签的固有无序特征)可以由近程或接触读取部读取。在一些系统中，光学特征中的至少一些可以由读取器的远程部和近程部读取。
[0050]图3A至图3E示出其中磁信息和光学信息重叠的示例标签102的各种视图。在图3A中，标签102可以包括:覆盖层110，该覆盖层110具有印刷在其顶表面上的光学条形码(未示出)(本文中，采用“条形码”来包括数据矩阵代码和其它机器可读的光学信息)；磁性指纹区106，其可以是以被定位在覆盖层110的下方的层的形式；以及被定位在磁性指纹区106的下方的粘合层302。注意，条形码被示出为光学标志纯粹用于说明目的。该图和其它图的随后的描述应被视为一般的并且不局限于条形码。
[0051]图3B示出标签102的顶部光学视图。可以从标签102的顶视图看到已经被印刷在标签102的表面上的以条形码202的形式的光学信息。
[0052]图3C示出标签102的顶部磁性视图。如果用户能够拍摄标签102的磁像，则用户能够有效地看“穿”覆盖层110和光学信息202并且“看见”在磁性指纹区106内所包含的磁性颗粒304或磁场。
[0053]图3D示出合成图像(即，彼此叠加的光学特征和磁性特征)的顶视图。清楚的是，当从顶部被观察时，条形码202和磁性颗粒304彼此重叠。
[0054]当标签102由能够读取给定区域中的仅光学特征或磁性特征的读取器扫描时，图3E示出最终扫描，其中，为了图示的目的，磁性指纹区106的一半被扫描，并且光学条形码202的另一半被扫描。在光学条形码202是数据矩阵代码(如所示出的)或另一个二维条形码符号的情况下，仅扫描区域的一半可能不能充分地解释在条形码中编码的信息。
[0055]一般地，光学特征(S卩，条形码202)可以使用例如读取条形码的传统方法被读取。例如，可以使用LED或其它光源来照亮条形码202，并且可以使条形码202的图像入射在电荷耦合装置(CXD)或互补的金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器上。根据本发明的各实施例，该图像传感器可以被集成到移动装置中，而还允许读取固有无序特征的部分光学器件被包括在附接到移动装置的适配器中。然后，可以分析来自图像传感器的图像以读取在条形码中存储的信息。根据本发明的实施例，包括使用移动电话的照相机来读取条形码的条形码读取器在本领域中是已知的，并且这样的条形码读取技术能够在用于读取移动电话或其它移动装置上的固有无序特征的适配器的一部分中被使用。一般地，移动装置上的照相机在没有适配器的情况下能够被用来读取条形码和其它光学特征，但是，如下所论述的，根据本发明的一个实施例的适配器还允许移动装置被用来读取诸如以上论述的磁性特性的固有无序特征。条形码读取器大体上适合于读取多个一维条形码符号以及二维条形码符号，该一维条形码符号包括(但不限于)ΕΑΝ/UPC、RSS、Code39、Codel28、UCC/EAN128、ISBN、ISBT、Interleaved, Matrix, Industrial and Standard2of5> Codabar、Code93/931、Codell、MS1、Plessey、Telepen、和邮政编码(Plessey, Telepen, and postal codes),所述二维条形码符号包括(但不限于)数据矩阵(Data Matrix)、PDF417、Micro PDF417、Maxicode、QR、Aztec、和ΕΑΝ.UCC composite。在由Bilcare Technologies Singapore Pte.Ltd.,于2011年I月13日作为公布W0/2011/005222公布的国际申请PCT/SG2010/000259中描述了上述的基于磁性颗粒的固有无序特征的读取器。
[0056]现在参照图4，描述了读取近场磁性固有无序特征和远场光学识别特征两者的集成读取器500的示例。该描述仅旨在提供对可以在根据本发明的实施例的适配器中被采用的技术的理解。因为例如图4所示的光学处理单元将由适配器所附接到移动装置提供，所以根据本发明的实施例的适配器将不包括该光学处理单元。
[0057]在图4所示的示例集成读取器中，光学处理单元(诸如CMOS图像传感器)420被安装在印刷电路板(PCB)410上。存在以与成像的表面成45°安装在光学处理单元420前面的分束器440。从上方经过分束器440的光来自被设计以获得远程物体或表面的光学图像的光学器件。这些光学器件包括一系列镜头元件470、471和472以及针孔460。远程物体或表面优选地由照明元件450和451 (这些照明元件能够例如是发光二极管，“LED”)照亮。
[0058]由分束器440朝光学处理单兀420反射的光来自被设计成从与磁光基板480接触或靠近接近于磁光基板480的物体或表面获得磁性和光学信息(例如，其可以包含条形码信息、准标等)的认证单元400的磁光/光学成像部。认证单元的该部包括位于照明元件453 (其能够是LED)前面的第一偏光器490。它也可以包括第二照明元件452 (其可以是与LED照明元件453不同波长的LED)。镜面445 (其可替代地能够是棱镜)被用来对光重定向。认证单元400的该部还包括一系列镜头元件473、474和475以及针孔461。还存在第二偏光器491和磁光基板480。此外，认证单元400具有保护壳体430，该保护壳体既保护壳体的各种部件并且还确保至少一些部件相互以大致固定的空间关系被保持。
[0059]注意，分束器440能够是任何类型的分束器，例如，板分束器或立方体分束器。替选地，它能够由调光镜取代，并且使用调光镜、分束器、电子快门、棱镜等的各种实施例能够获得类似的效果。该配置使得认证单元400能够远程地读取光学信息(诸如条形码)并且还能够读取靠近接近于磁光基板480或与磁光基板480相接触的磁/光学信息(即，固有无序特征)。
[0060]此外，在图4和随后的图不中，可以预期的是,磁光基板480的外表面可以涂有包括法拉第旋转层、保护层和镜层的各种层。镜层可以是二向色(或电介质)镜层，使得一个范围的波长的光能够经过涂层而另一个范围的波长由涂层反射。例如，可以挑选二向色镜涂层以大致传输具有比?590nm更长波长的光(例如，橙色/红色光)，而大致反射在?590nm以下波长的光(例如，黄/绿/蓝/紫光)。通过控制发自照明元件452和453的光，该二向色镜涂层能够同时为相同基板提供整洁的磁性图像和光学图像。例如，如果照明元件452(其优选地在其前面不具有偏振镜)被挑选为红色的(即，波长在?590nm以上)，则该未偏振的红色光将经过二向色镜并且反射离开在磁光基板前面的表面或标签。该反射光将再次经过二向色镜并且被引导至光学处理单元420。因此，撞击光学处理单元420的(来自该光路径)的红色光将仅包括关于在磁光基板480前面的表面或物体的光学信息。如果照明元件453被挑选为发出绿色光(波长小于?590nm)，则该绿色光将由偏振镜490偏振并且将由二向色镜层反射。因此，撞击光学处理单兀420的该反射的绿色光将不会承载关于在磁光基板480前面的表面或物体的任何光学信息。替代地，撞击光学处理单元420的绿色光承载关于在磁光基板480前面的表面或物体的磁的信息。
[0061]该“信息”通过使偏振镜491的偏振角相对于偏振镜490的旋转而旋转来增强。例如，让我们假设如下理想化的情况:如果强局部磁北场在那时存在，则磁光基板使反射的绿色光局部地顺时针旋转5°，但是如果强局部磁南场存在，则使反射的绿色光局部地逆时针旋转5°。如果不存在局部磁场，则反射的绿色光维持其偏振角并且不旋转。例如，假设使偏振镜491的偏振角度相对于偏振镜490顺时针旋转85°。如果不存在磁场,则撞击偏振镜491的反射的绿色光将从偏振镜491的偏振角度被偏振85°，并且因此，几乎没有光经过。然而，如果存在局部南场，则反射的绿色光将已经逆时针旋转5°，并且因此，当它撞击偏振镜491时，它将至偏振镜491被偏振90°。这意味着即使有也只有极少的光将经过。然而，如果存在局部北场，则反射的绿色光将顺时针旋转5°，并且当它撞击偏振镜491时，因此它将从偏振镜491的偏振方向被偏振80°。因此，北磁场将作为由光学处理单元420拍摄的图像上的亮点出现，南磁场将作为局部暗/黑区域出现，并且非磁性区域将作为暗(但并非相当黑)背景出现。使用该种配置，反射的绿色光能够被用来从与磁光基板480接触或靠近接近于磁光基板480的表面或基板获得磁的信息。
[0062]注意，诸如CMOS传感器的某些光学处理单元非常适合于将图像分割成红色分量、绿色分量和蓝色分量，因为它们的表面是各个红色光传感器、绿色光传感器和蓝色光传感器的阵列。因此，利用这样的CMOS传感器拍摄的图像固有地被分成它们的各种红色分量、绿色分量、和蓝色分量(并且，事实上，来自这样的传感器的全色图像是这些三种分量的一些人为组合)。因此，如果CMOS传感器被用于光学处理单元420，则来自红色光和绿色光的图像由于CMOS传感器的属性而自动地被分割。应理解，来自CMOS的测量的红色、绿色和蓝色信号分别可能不是红色光分量、绿色光分量和蓝色光分量中的每一种的单纯表示，并且可能需要一些数学减法/归一化步骤。因为效果在许多CMOS传感器中是固有的，所以这些技术是熟知的，因此，它们的制造商通常提供关于如何实现这个的文件。[0063]然而，可以起因于此的一个问题是来自不同光路径(一个光路径适于光学地使远程表面和物体成像，并且另一个光路径适于使在磁光基板480前面的磁/光表面和物体成像)的信号之间的串扰。解决该问题的其它方式中的一种是，例如当期望读取远程光学表面或物体时，让照明元件450和451发射绿色光，并且让照明元件452和453断开。在这种情形下，并且假设磁光基板480涂有上述二向色镜层，到达光学处理单元420的大致所有绿色光将来自期望的远程成像光路径。为了使基板在这种情况下成像的目的，能够忽略红色光和其它光，因为红色光和其它光将包含来自包含磁光基板480的光路径的串扰。当期望从包括磁光基板的光路径获得信息时，则可以断开照明元件450和451，并且能够(同时或依次地)使用照明元件452和453来照亮在磁光基板480前面的表面/物体。快门(未在图4中示出)可以用于封锁针孔460。替选地，如先前所述，分束器440实际上能够是被激活以变得完全反射的调光镜。
[0064]注意，在图4和其它图不中，有目的地忽视各种非关键部件以便促进对关键部件的清晰描述。在图4中被有目的地省略的部件的示例是用以使得印刷电路板410能够与封装有读取器400的装置中的另一个主板通信的柔性电路/电缆。另外，能够被设计做出各种修改。例如，虽然照明元件450、451、452、和453被示出为单个照明元件，但是应理解，多个照明元件能够代替这些照明元件中的每一个被使用。此外，还能够使用不同类型的照明，诸如环照明。
[0065]类似的设计，结合传统识别特征的读取，诸如利用固有无序特征(诸如以上论述的基于磁性颗粒的固有无序特征)的读取的条形码，可以具有仅单个区域，特征通过该单个区域被读取。这可以提供更加紧凑的设计。例如，图5A和图5B示出集成读取器600，在该读取器中，二向色镜502和503以及镜子505和507将来自远场读取的光沿着光路径501引导，如图5A所示，并且将来自近场读取的光沿着光路径520引导，如图5B所示。与图4 一样，图5A和图5B仅示出预期用以传授读取光学无序特征和固有无序特征的系统的光学器件的理解的示例读取器。在根据本发明的实施例的适配器中，图5A和图5B所示的读取器的各种元件(诸如光学处理单元510)可以是移动装置而非适配器的一部分。
[0066]当读取器600被用于读取例如如图6A所示的传统条形码或其它光学识别特征时，可以接通照明元件450和451，并且可以断开照明元件452和453。二向色镜502和503被配置成使得它们允许来自照明元件450和451的光经过(将被投射到光学处理单元510上)，而使来自照明元件452和453的光反射。
[0067]当读取器500被用于读取如图5B所示的磁性固有无序特征时，可以接通照明元件452和453，并且可以断开照明元件450和451。来自照明元件452和453的光反射离开磁光基板480的二向色或反射层，并且由二向色镜502反射，使得它在由镜子505和507和二向色镜503引导至光学处理单元510上之前经过镜头系统475和偏振镜491。
[0068]虽然可选的针孔460被示出在图5A和5B所示的读取器中的磁光基板480中，但是将被识别的是，通过使用磁光基板480中的二向色镜层，特定波长的光在远场读取期间可以经过磁光基板480，并且针孔460可以不存在。
[0069]图6示出利用读取标签或物体的固有无序特征的读取装置604的防伪系统600的示例视图。在此处示出的系统600包括与数据服务器608通信的读取装置604。读取装置604可以例如经由诸如使用数据电缆、局域网、蓝牙、W1-F1、微波存取全球互通(WiMAX)技术、通用分组无线业务(GPRS)、3G/通用移动电信系统(UMTS)、或其它通信协议或技术的方法来与数据库或数据服务器608通信。在读取装置604与数据服务器608之间的通信可以被引导，或通过诸如因特网和/或蜂窝电话网络的一个或多个网络或其它通信基础设施。虽然数据服务器608被图示为一台计算机，但是还应理解，它事实上可以是可以或可以不经路由器或路由协议被链接的一系列计算机或服务器。读取装置604还可以包括用于与用户直接通信的方法，例如屏幕和键盘，所述方法可以允许用户在读取装置604上读取和输入信息。
[0070]如图6所示的示例识别特征包括形成磁性指纹区612的磁性颗粒或可磁化颗粒的无序阵列以及条形码。各标签602附接到将被识别的物体或重要的物品662。读取装置604可以用于读取标签602上的条形码。如果存在标签602已经被附接到的物体662可能是伪造品或标签602已经被更改或篡改的指示，则能够使用读取装置604来读取磁性指纹区以认证标签602。与诸如条形码的其它特征相比，一般更加难以伪造、更改、或篡改标签602的固有无序特征。
[0071]读取装置604具有与关于从读取识别特征产生的信号的数据服务器608通信的能力以便认证标签。能够将来自读取装置604的加密信号通过无线连接或有线连接发送。无线连接的一些示例包括蓝牙和W1-Fi，并且有线连接的一些示例包括推荐标准232 (RS232)和通用串行总线(USB)。例如，如上文所提及的，通信可以被引导或通过诸如因特网、通用分组无线业务(GPRS)或3G/UTMS技术的网络或其它中间通信基础设施。
[0072]根据本发明的各实施例，用于读取固有无序特征的适配器可以被配置成连接到诸如移动电话的可商用的移动装置。许多可商用的移动装置具有可以被用来收集图像信息的内置照相机。此外，诸如移动电话的移动装置的通信能力可以被用来与远程数据服务器或数据库通信以例如认证识别信息。另外，在许多情况下，移动装置将能够为适配器提供电力以使诸如LED的物品工作。在移动装置未能够为适配器提供电力的情况下，一些实施例可以使用诸如电池的外部电源来提供电力。在移动装置上运行的软件能够被用来收集来自移动装置的照相机的标签的图像，在图像上执行任何必要的分析或转换，以及使用图像(和/或源自于图像的数据)来识别和/或认证标签所附接到的物品。
[0073]图7示出根据本发明的各实施例的连接到适配器704的移动装置702的示例视图，移动装置702在该示例中是移动电话，诸如由加利福尼亚库比蒂诺的苹果电脑公司(apple computer)制造的IPHONE,或安卓手机,诸如由韩国首尔的三星电子公司(SamsungElectronics)制造的GALAXY S或由台湾桃园的HTC公司制造的HTC DESIRE。应理解，上文列举的在撰写本文时可商用的移动电话仅被用作示例，并且应理解，在撰写本文时可能存在或可能不存在的宽范围的移动电话型号和其它移动装置可以被附接到根据本发明的实施例的用于读取固有无序特征的适配器。
[0074]一般地，适配器704的一部分连接到移动位置，使得来自适配器704的图像可以被提供给内置于移动装置702的数字照相机(未示出)。这样的照相机通常包括在移动装置的外表面上的镜头或开口(未示出，由于它被适配器704遮蔽)，使得可以使用移动装置通过将镜头或开口指向照片的物体并且使用移动装置上的软件来数字化地存储图像来拍摄照片。根据本发明的实施例，适配器704可以将例如固有无序特征的图像引导至移动装置702的外表面上的镜头或开口，以便使用移动装置702来收集和处理图像。这允许省略以上论述的示例读取器中所示的光学处理单元，因为装备有照相机的移动装置提供这些功能。
[0075]在图7所示的示例实施例中，适配器704经由附接到移动装置702上的连接器708的绳子706从移动装置接收电力。在一些实施例中，数据和指令也可以经由绳子706在移动装置702与适配器704之间被通信。
[0076]在一些实施例中，移动装置702可以通过诸如移动装置702上的连接器708的连接器或接口提供电力。在一些实施例中，连接器708可以是标准连接器，诸如迷你USB连接器、串行端口或头戴耳机/麦克风插孔(未示出)。在一些实施例中，电力可以通过在移动装置702上的标准USB连接器、音频插孔(未示出)或通过头戴耳机或麦克风插孔(未示出)被提供。在一些实施例中，移动装置可能无法提供电力，或为适配器704提供足够的电力，在这种情况下，适配器704可以包括其自身的诸如电池(未示出)的电源。指令或数据也可以经由接口或连接器或经由头戴式耳机或音频连接器在移动装置与适配器之间被通信。在数据不能以这种方式在适配器704与移动装置702之间交换的情况下，例如使用蓝牙或其它无线技术让数据和指令被无线地通信是可能的。
[0077]如将在下文中更深入地图示的，适配器704可以以包括机械连接装置、粘合剂、吸力、或磁性连接装置的各种方式被连接到移动装置702。如上所论述的，适配器704 —般是用户可附接到移动装置702，意味着适配器和/或移动装置的用户可以将适配器附接到各种可商用移动装置中的任一种。在许多实施例中，适配器704和移动装置702可以以这样的方式被连接使得当例如未使用适配器704时能够将适配器704从移动装置702卸下。
[0078]通过将适配器704连接到移动装置702，能够将移动装置702中的内置照相机用来读取包括固有无序特征的标签。另外，移动装置702的内置电信功能可以被用来与外部数据服务器通信数据。此外，在移动装置702上运行的软件可以被用来将图像显示在移动装置702的显示器上，并且可以被用来使用由移动装置702提供的接口与用户交互。在一些实施例中，移动装置702可以进一步为适配器704提供电力或其它服务或资源。通过将适配器704连接到移动装置702，所有的这些部件一一照相机、显示器和用户接口、无线通信部件等-不必被包括在适配器704中。这可以降低适配器704的成本，同时当将适配器704结合可商用的移动装置702使用时，可能地增加适配器704的可用性和能力。另外，因为适配器704是用户可附接到移动装置702，所以用户能够决定他或她希望将各种移动装置中的哪一种结合适配器704使用。
[0079]图8A和图SB示出其中适配器可以由用户可移除地附接到移动装置的一种可能的方式。图8A和图SB中所示的实施例示出吸杯设计，其中，适配器802 (仅其一部分被示出)使用吸杯808与移动装置806的照相机部804相连接。在图8A和图8B中，示出吸杯区域808，该吸杯区域808使用由杠杆812控制的可变形光圈810来产生空气压力上的变化。然而，应理解，也能够使用其它类型的吸杯或基于吸力和/或基于真空的连接机构。注意，在图8、图9、图10和图11中，并且特别地，还有在一些其它图像中，镜头由简单的椭圆表示。这不旨在暗示，对于示出的情形而言，双凸镜头是最适当的镜头或光学系统。替代地，这仅表示，可能存在一个或多个镜头。另外，如之前所提及的，这些和其它图像未必按比例，而是被绘制以传达概念并非严格的设计规范。
[0080]在图8A中，由于杠杆812被延伸，所以适配器802与移动装置806断开，但是适配器802被示出为准备好被连接以使光圈810变形以减小吸杯区域808的内部空间。如图8B所示，一旦吸杯被密封在适当的位置与移动装置806的照相机部相接触，杠杆812就被重新定位，使得光圈810增加吸杯区域808的内部空间。因为吸杯808的边缘被密封，所以增加内部空间使空气压力减小，产生将适配器812保持在移动装置806的照相机部804上方适当的位置的吸力效应。
[0081]图9示出根据本发明的各实施例的与移动装置一起使用的适配器的示例。如能够看到的，适配器900的光学器件类似于参照图5A和图5B论述的读取器的那些光学器件，但是适配器不包括光学处理单元，因为光学处理单元由适配器900将被连接到的移动装置提供。
[0082]当适配器900被用于读取例如传统条形码或其它光学识别特征时，可以接通照明元件450和451，并且可以断开照明元件452和453。二向色镜502和503被配置成使得它们允许来自照明元件450和451的光经过，而使来自照明元件452和453的光反射。这允许来自照明元件450和451的包括来自光学识别特征的图像信息的光由适配器900的镜头系统902和移动装置950的镜头系统954投射到在适配器900所附接到移动装置950中的照相机的光学处理单元952 (例如，(XD)上。
[0083]当适配器900被用于读取所示的磁性固有无序特征时，可以接通照明元件452和453,并且可以断开照明兀件450和451。来自照明兀件452和453的光反射离开磁光基板480的二向色或反射层，并且由二向色镜502反射，使得它在通过镜头系统902和954由镜子505和507和二向色镜503定向之前通过镜头系统475和偏振镜491，其使光聚焦在移动装置950中的照相机的光学处理单元952上。
[0084]在图9所示的实施例中，如上所述，可以使用吸杯904将适配器900附接到移动装置950，吸杯904配合在移动装置950上的照相机的镜头部(例如，镜头系统954)上。使用吸力将适配器900连接到移动装置950允许将适配器900相当精确地放置在移动装置950的照相机的镜头系统954上方的位置中，而无堵塞或以其它方式防止光从适配器900传递到移动装置950中的照相机。虽然吸杯904被示出为可变形的吸杯，其中，使可变形的光圈905变形以调节压力以使用杠杆906将适配器900附接到移动装置950或使适配器900从移动装置950释放，但是也可以使用其它形式的吸杯或使用空气压力或真空来将适配器附接到移动装置的附接装置。也可以以其它方式将适配器900连接到移动装置950，如将在下文中更详细地论述的。例如，可以使用可调节安装支架将适配器900附接到移动装置950，所述可调节安装支架通过粘合剂、通过磁体(但是，如果适配器900正在读取磁信号，则应注意避免正被读取的磁信号与被用来将适配器900附接到移动装置950的磁体之间的干扰)、或通过其它附接手段附接到移动装置950的边缘或其它部分。
[0085]在一些实施例中，取决于移动装置照相机的光学器件，可能不需要包括用以将图像的适当的焦点布置到光学处理单元952上的镜头系统902。类似地，镜头系统954是在移动装置950的制造商的控制中，并且在一些实施例中可以被省略，或可以不同于图9所示的镜头系统。在移动装置950内的光学处理单元952的光路径也可以不同于图9所示的光路径。
[0086]在一些实施例中，取决于适配器900所附接到的移动装置，镜头系统902可以具有可调节的焦点，以防有必要改变焦点。该可调节的焦点可以是例如使用致动器(未示出)用户可调节的，或可以是自动可调节的。因为不同的移动装置可以包括具有不同特性的照相机，所以在一些实施例中，适配器900可能需要为可调节的以便被连接到许多不同的移动装置型号或类型。
[0087]在许多实施例中，适配器900可拆卸地附接到移动装置950。例如，装配在移动装置950的镜头部上的吸杯904允许将适配器900从移动装置950卸下并且重新附接到移动装置950或到另一个移动装置。因为用户参与附接和卸下适配器900，所以在适配器900与移动装置950之间的光学器件的调准可能是不精确的。只要调准接近于正确的，则移动装置950中的软件应能够补偿图像的位置和旋转上的微小差异。在一些实施例中，当附接适配器900时，在读取标签之前进行快速聚焦试验和校准可能是有用的。在一些实施例中，使用标签的位置和取向的登记标志或其它可检测的标记的标签或标准试验基板可以被使用以确定应被施加到图像的平移和旋转。由观察图像(也许通过在移动装置上运行的分析应用程序的帮助)，用户或许能够手动地调节适配器的焦距或调准使得它是可接受的。为了焦距的手动调节，调焦圈可以被包括在适配器(未示出)中，在这种情况下，调焦将类似于对单镜头反光(SLR)照相机进行手动调焦。如果将自动地执行调节，则优选地将软件应用程序上传到移动装置上，该软件应用程序分析拍摄的图像(例如，分辨率/焦距/放大率)并且能够将信号(例如，经由移动装置与适配器之间的USB接口连接)发送至适配器900中的致动器以做出必要的调节，例如该调节可以包括移动镜头使得焦距被调节。替选地，或此外，如果移动装置照相机允许调焦(或允许其它内部调节)，则调焦机构可以受到应用程序的控制以确保最佳的图像。替选地，或此外，如果移动装置照相机允许自动调焦，则可以利用自动调焦来实现适当的图像。
[0088]应理解，根据本发明的各实施例，可以使用使移动装置适于读取任何特定形式的基于固有无序的识别特征的适配器。虽然图9和其它图形所示的示例基于磁性颗粒读取固有无序特征，但是也能够使用用于其它类型的固有无序特征的适配器。一般地，为了利用在可商用的移动装置中提供的照相机，适配器就提供表示已经被读取的特征的光学图像。因此，适配器可以被看作提供表示入射在移动装置的照相机上的被读取的固有无序特征的光学信号。在读取磁性固有无序特征的适配器的情况下，适配器能够被说成产生对应于检测的磁场的图像。一般地，在反射光被用来读取固有无序特征的情况下，适配器能够被看作响应于固有无序特征修改电磁波的性质(例如，磁光基板的光反射离开)，并且确保修改后的电磁波入射在移动装置的成像装置(例如，照相机或图像处理单元)，使得成像装置能够取得包含可用于识别物体的信息的图像。适配器能够被看作响应于固有无序特征修改电磁波的波长、放大率、偏振或能量中的至少一个。
[0089]现在参照图10，描述了使用读取包括荧光颗粒的无序阵列的标签的固有无序读取器的另一个示例系统。像以前那样，将适配器1000连接到移动装置，使得当激活LED1020被照亮时，适配器100投射表示荧光颗粒的位置的图像。激活LED1020被选择以发出以正确波长的光，使得荧光颗粒发荧光。因为LED1030被选择使得不存在限制或没有来自颗粒的荧光，所以当LED1030被照亮时，标签表面上的其它标志被清晰地示出/高亮。注意，LED1020和LED1030两者都能够是单个LED或可以是一系列LED或其它发光元件。除了 LED之外，适配器1000还包括镜头1010、1011和1012、壳体1040、和用于为LED提供电力的小电池1070。壳体1040将其它元件保持在适当的位置，同时还有助于连接到移动装置(未示出)。适配器1000还具有调焦圈1050，当调焦圈1050被旋转时，它能够选择性地将镜头1011在所示的位置与第二位置1060之间前后移动。这能够由诸如螺纹的任何标准手段(虽然未示出该机构)来实现。
[0090]为了在该图和其它图中的清晰性，许多部件未被示出。例如，使得LED能够被提供电力的电连接部未被示出，但是将由本领域的普通技术人员之一理解为存在。根据本发明的各实施例的适配器还能够被用于其它无序的系统，例如，在无序依赖于三维特征并且重要的是确保标签上有疑问的特征事实上是三维的情况下。在这种情况下，能够使用从不同的角度(即，不同的LED位置)连续地示出的光。使用三维作为关键的区分特征的系统包括例如在公布的US申请2009/0274298和先前提及的US专利7，380, 128中公开的特征。
[0091]现在参照图11，描述了使用读取包含无序光纤组的标签102的固有无序读取器的另一个示例系统，如在2011年2月I日授予Chen等人并且转让给华盛顿雷德蒙的微软公司(Microsoft Corporation)的US专利7, 878, 398中所描述的。像以前那样，适配器1100被设计成连接到移动装置(未示出)。当诸如LED1120的光源在光腔1110中被照亮时，来自LEDl 120的光进入一组光纤(诸如以无序方式布置在诸如标签1102的标签或物体中的光纤1120)的一端。光在光纤的另一端处出现(示出为光1130)，产生来自一组被照亮的光纤的子集的光在成像腔1122内形成图像的模式。光学图像由适配器1100引导至移动装置(未示出)中的照相机。适配器1100还包括镜头1110、1111和1112、壳体1140、以及用于为LEDl 120提供电力的小电池1170。壳体1140将其它元件保持在适当的位置，同时还促进连接到移动装置(未示出)。同上，适配器1100还具有调焦圈1150，当调焦圈1050被旋转时，它能够选择性地将镜头1011在所示的位置与第二位置1160之间前后移动。这能够由诸如螺纹的任何标准手段(虽然未示出该机构)来实现。
[0092]图12示出将适配器1200附接到移动装置1250的另一种手段。在此处，适配器1200可以读取通过适配器的开口 1202和移动装置的照相机镜头1252在移动装置1250中产生指向照相机的图像的任何固有无序特征。如在图中能够看到的，环1240围绕照相机镜头1252附接到移动装置1250。环1240是大体相对平坦的，使得当卸下适配器1200时，环1240将不干扰内置于移动装置1250的照相机的使用。在一些实施例中，可以使用例如永久性粘合剂将环1240永久地附着到移动装置1250。在一些实施例中，环1240可以可移除地被附接。
[0093]环1240被设计成与在适配器1200的开口 1202的内部的支持物联接。这可以被以多种方式完成。例如，在一些实施例中，环1240包括环绕其外边缘的小唇缘(未示出)。该唇缘可以机械地夹到开口 1202的内部的保持部(未示出)。保持部可以包括弹簧(未示出)，该弹簧判定将环夹持到保持部上或从保持部卸下环所需的力。替选地，保持部可以是螺纹的，使得环的外边缘上的唇缘螺接到保持部中，从而将适配器1200固定到移动装置1250。在替选实施例中，环1240可以是磁性的，使得环1240磁性地联接到开口 1202的内部。
[0094]图13中示出将适配器附接到移动装置的另一种方式。在图13中，使用可调节安装支架1342将连接器1340固定到移动装置1350。连接器1340被定位成围绕移动装置1350的照相机镜头(未示出，由于它被连接器1340遮住)。连接器1340被设计成与适配器1300的开口 1302的内部联接。在图13中所示的示例实施例中，连接器1340是螺纹的，并且螺接到适配器1300的开口 1302的匹配螺纹内表面(未示出)中。如在先前的示例中，连接器1340可以使用其它联接机构诸如如上所述的夹到内表面1302或通过使用磁体来附接到开口 1302中的内表面。
[0095]应理解，虽然已经示出用于将适配器附接到移动装置的一些紧固机构，但是也能够使用其它紧固机构。例如，能够使用临时或可再附接粘合剂、钩环紧固件或各种机械紧固件。另外，在一些实施例中，诸如永久性粘合剂的永久性紧固件能够由用户施加以将适配器永久性地附接到可商用的移动装置。
[0096]现在参照图14，描述了用于在根据本发明的一些实施例的适配器中使用的光学器件。一般地，在诸如移动电话的移动装置中使用的照相机包括广角固定焦距透镜，使得它们适合于简单的中长范围照相应用。因为许多固有无序特征的小尺寸，所以根据本发明的各实施例的适配器可聚焦在非常小的闭合特征上。因此，在一些实施例中，适配器可以包括镜头系统，该镜头系统转换诸如在许多移动装置上可找到的广角照相机，以便减小焦距和增加放大率以聚焦在小特征上。在图14中示出这样的镜头系统。图14示出用于在如上所示的适配器中使用的镜头系统1400，该适配器适于在移动装置1404中可找到的简单的广角双镜头1402以便聚焦在小特征上。示例光线1406a-c被示出以提供示出镜头系统1400的效果的近似光线轨迹。
[0097]虽然已参考特定实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这些特定实施例的形式和细节做出各种改变。本发明的范围因此由所附权利要求指示，并且在权利要求的等同物的意义和范围内的所有改变因此意欲被包括。
【权利要求】
1.一种固有无序读取器，包括: 适配器，所述适配器将来自固有无序特征的信息呈现为光学信号，所述适配器被配置成将所述光学信号引导至内置于移动装置的照相机的光学处理单元上以生成可用于识别物体的图像，其中，所述适配器被配置成用户可附接到所述移动装置。
2.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器被配置成可移除地附接到所述移动装置。
3.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述移动装置包括移动电话。
4.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器被配置成使用吸杯附接到所述移动装置。
5.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到所述移动装置。
6.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括磁性固有无序特征，并且其中，所述适配器使用磁光基板将来自所述固有无序特征的信息呈现为光学信号。
7.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器进一步被配置成读取光学特征。
8.根据权利要求7所述的固有无序读取器，其中，所述光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、印刷标志、和印刷数字中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述适配器包括光学系统，所述光学系统被配置成减小所述移动·装置中的广角照相机的焦距并且增加所述移动装置中的广角照相机的放大率，以使所述照相机适于聚焦在小特征上。
10.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且其中，所述适配器包括以使得所述荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。
11.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括三维固有无序特征，并且其中，所述适配器包括从多个角度照亮所述三维特征的多个光源。
12.根据权利要求1所述的固有无序读取器，其中，所述固有无序特征包括光纤的随机排列，并且其中，所述适配器包括相对于将光引导至所述光学处理单元的光学系统具有预定的位置的光源。
13.一种用于基于固有无序特征识别物体的认证系统，所述系统包括: 移动装置，所述移动装置包括内置数字照相机，所述移动装置被配置成接收所述照相机上的光学信号，并且被配置成使用所述照相机生成可用于识别物体的图像；以及 适配器，所述适配器将来自所述固有无序特征的信息呈现为光学信号，所述适配器被配置成将所述光学信号引导至内置于所述移动装置的数字照相机上，所述适配器进一步被配置成用户可附接到所述移动装置。
14.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括移动电话。
15.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括无线通信能力，所述无线通信能力被用来将来自所述图像的信息传送至远程服务器以识别所述物体。
16.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括用户接口，所述认证系统通过所述用户接口与用户交互。
17.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括显示器，所述显示器被用来显示与识别所述物体相关的信息。
18.根据权利要求17所述的认证系统，其中，所述显示器被用来显示所述图像。
19.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器从所述移动装置接收电力。
20.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器被配置成使用吸杯附接到所述移动装置。
21.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器被配置成使用基于吸力的紧固件、夹紧紧固件、磁性紧固件、螺纹紧固件、钩环紧固件、可调节支架、可再附接粘合剂、和永久性粘合剂中的至少一个附接到所述移动装置。
22.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器被配置成可移除地附接到所述移动装置。
23.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括磁性固有无序特征，并且其中，所述适配器使用磁光基板将来自所述固有无序特征的信息呈现为光学信号。
24.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器进一步包括读取光学特征的光学读取器。
25.根据权利要求24所述的认证系统，其中，所述光学特征包括条形码、二维条形码、印刷文字、印刷标志、和印刷数字中的至少一个。
26.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述适配器进一步包括光学系统，所述光学系统被配置成减小所述移动装置中的数字照相机的焦距并且增加所述移动装置中的数字照相机的放大率，以使所述数字照相机适于聚焦在小特征上。
27.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括荧光颗粒的无序阵列，并且其中，所述适配器包括以使得所述荧光颗粒发荧光的波长发光的光源。
28.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括三维固有无序特征，并且其中，所述适配器包括从多个角度照亮所述三维特征的多个光源。
29.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述固有无序特征包括光纤的随机排列，并且其中，所述适配器包括相对于将所述光学信号引导至内置于所述移动装置中的所述数字照相机上的光学系统具有预定的位置的光源。
30.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置与远程数据库通信以认证所述物体。
31.根据权利要求13所述的认证系统，其中，所述移动装置包括在所述移动装置上认证所述物体的软件。
32.一种用于识别物体的装置，所述装置包括: 移动装置，所述移动装置包括成像装置；以及 适配器，所述适配器被配置成响应于在将被识别的物体上的固有无序特征来修改电磁波的性质，并且被配置成确保所修改的电磁波入射在所述成像装置上，使得所述成像装置能够取得包含可用于识别所述物体的信息的图像。 其中，所述适配器被配置成用户可附接到所述移动装置。
33.根据权利要求32所述的装置，其中，所述移动装置包括移动电话。
34.根据权利要求32所述的装置，其中，所述适配器被配置成用户使用吸杯可附接到所述移动装置。
35.根据权利要求32所述的装置，其中，所述固有无序特征包括磁性固有无序特征，并且其中，所述适配器使用磁光基板来修改所述电磁波的性质。
36.根据权利要求32所述的装置，其中，所述适配器被配置成根据固有无序特征来修改电磁波的波长、放大 率、偏振、和能量中的至少一个。
【文档编号】G06K9/22GK103597501SQ201280024092
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年3月26日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】彼得·马尔科姆·莫兰, 纳拉彦·纳姆部迪利, 萨蒂亚·普拉卡什·夏尔马, 斯基维克·沃尔弗拉姆 申请人:比凯尔科技新加坡有限公司
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