專利名稱：激光雕刻資料頁照片與文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁照片與文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝是屬于對(duì)護(hù)照、個(gè)人身份證和金融卡等特殊證件的制作中防偽技術(shù)的應(yīng)用。
目前，在信用卡、身份證和護(hù)照及其它的特種證件的防偽技術(shù)中均采用全息圖來防偽，但隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，以致于很容易采用CCD攝像技術(shù)或掃描技術(shù)獲取證件上的全息圖像，其防偽標(biāo)志被破譯，而極易制作假的證件。近年來，偽照貨幣和信用卡的問題經(jīng)常出現(xiàn)；由于計(jì)算機(jī)、CAD/CAM技術(shù)、CCD技術(shù)、圖像處理技術(shù)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)和掃描儀等技術(shù)的迅速發(fā)展，使照片、標(biāo)牌、標(biāo)志、紙幣和圖表的復(fù)制變得更加簡(jiǎn)單了，針對(duì)現(xiàn)有防偽技術(shù)中所存在的問題研究制作各種圖像及紋理識(shí)別、指紋鑒別等方面的防偽技術(shù)，以克服現(xiàn)存的問題是十分必要的。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明的目的是采用激光技術(shù)、結(jié)合薄膜光學(xué)技術(shù)進(jìn)行防偽，以確保信用卡、身份證和護(hù)照等特殊證件不被復(fù)制，即將臉部相片和個(gè)人有關(guān)資料信息永久地、不可恢復(fù)地制造在薄膜光學(xué)涂層上，形成極高的防偽和不可仿冒的圖像和各種文字。利用激光雕刻原理將個(gè)人相片與有關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到薄膜上，如果想去除這些數(shù)據(jù)，只有破壞基材，但破壞了基材，個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)和文字本也被破壞了；而且激光雕刻的相片與個(gè)人數(shù)據(jù)隨著時(shí)間的推移、可長(zhǎng)時(shí)間保持文字和相片質(zhì)量不變，不僅提高了防偽能力，也延長(zhǎng)了使用時(shí)間。對(duì)于激光技術(shù)雕刻文字與相片還可以加上許多密碼與符號(hào)，進(jìn)一步提高了它的防偽應(yīng)用范圍。
本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁圖像與文字的應(yīng)用設(shè)備；其結(jié)構(gòu)由激光雕刻機(jī)、控制計(jì)算機(jī)、激光器、冷卻系統(tǒng)、聲光Q開關(guān)、振鏡掃描器所組成，各部件采用一體化模塊設(shè)計(jì)，將激光器等各控制單元和計(jì)算機(jī)與工作臺(tái)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體；激光雕刻機(jī)除采用專用圖像軟件與控制模塊相結(jié)合外，并配備掃描儀或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)；雕刻的文字與圖像分線段與點(diǎn)陣式，字體采用軟件字庫字體，也可以手寫后通過掃描儀輸入；圖像輸入可以采用掃描儀、攝像機(jī)或者圖像編輯軟件完成，其設(shè)置中紅色的He-Ne激光器可作為準(zhǔn)直光源；通過上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)聚碳酸脂PC薄膜的激光雕刻。本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁圖像與文字的生產(chǎn)工藝；由以下幾個(gè)步驟完成
a.選擇文件操作計(jì)算機(jī)，選擇合適的文件軟件；b.試雕刻(1).在工作臺(tái)上，放一個(gè)與被雕刻件相同厚度的試驗(yàn)件；(2).按任意一鍵，使雕刻機(jī)開始工作；(3).調(diào)整工作臺(tái)的上、下方向(即z軸)，通過觀察激光作用在工件表面的光斑與聲響，確定最佳焦點(diǎn)位置；(4).調(diào)整工作臺(tái)的XY方位，選準(zhǔn)圖像所需位置；(5).調(diào)整激光功率、速度等工藝參數(shù)，按最優(yōu)化法試驗(yàn)出雕刻圖像最佳效果，并記錄各個(gè)工藝參數(shù)；c.正式雕刻(1).在試樣的工藝參數(shù)條件下，記錄工作臺(tái)座標(biāo)位置、激光功率、加工速度和焦點(diǎn)位置等技術(shù)數(shù)據(jù)，將正式件替換原試件開始加工，正式件的材料上附有聚碳酸脂PC薄膜；(2).操作計(jì)算機(jī)，并注視第一個(gè)正式件的加工過程，完成后，按要求檢驗(yàn)合格后，可重復(fù)進(jìn)行。本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁圖像與文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝；在激光雕刻PC薄膜的過程中，主要采用激光加工工藝，其工藝參數(shù)激光能量的自動(dòng)控制為±0.5焦耳一±1.5焦耳、激光掃描速度的自動(dòng)控制為5米-25米/分、激光焦點(diǎn)距離深度的自動(dòng)控制為±100微米、激光開關(guān)頻率的自動(dòng)控制為15KHZ-50KHZ。本發(fā)明所述的激光雕刻機(jī)所采用的軟件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)圖像輸入及編輯→讀取圖像信息模塊→圖像信息處理→順序輸出各像素的位置及灰度值，還可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)輸入及控制模塊。
本發(fā)明提供了一種激光雕刻資料頁圖像與文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝主要適用保密性和防偽性的有關(guān)領(lǐng)域如護(hù)照、個(gè)人身份證、金融卡、駕駛證等各種行業(yè)。采用本發(fā)明制作護(hù)照資料頁其照片分辨率＞30點(diǎn)/毫米、灰度為8bit、對(duì)比度＞5，PC薄壁的透光率為91.3％、霧度為83.4％、尺寸變化率為0，其它工程特性都符合護(hù)照資料頁和簽證資料頁的技術(shù)要求。至今各國護(hù)照均未采用激光雕刻方法，采用本發(fā)明在厚度為150微米以下的PC薄上雕刻的人臉照片清晰度高、分辯率高，照片和文字質(zhì)量高、耐磨損、耐高低溫變化的影響、抗大氣老化、熱壓后粘力強(qiáng)、圖像與文字雕刻后透到護(hù)照本紙內(nèi)約50微米，即使膜因粘結(jié)被撕開、紙上仍有圖像和文字的痕跡。采用本發(fā)明具有符合標(biāo)準(zhǔn)的真實(shí)性和實(shí)用性且字形多樣化。以護(hù)照為例，其資料可長(zhǎng)時(shí)間保存于磁盤上，通過高速網(wǎng)，全國各發(fā)照點(diǎn)的資料可以聯(lián)網(wǎng)。本發(fā)明的高保密性和高防偽性，從而革新了目前制作護(hù)照資料頁和簽證資料頁的傳統(tǒng)方法，是當(dāng)前國際民航、刑警組織建議的最新護(hù)照防偽技術(shù)，便于機(jī)讀的應(yīng)用。本發(fā)明廣泛的推廣應(yīng)用不僅具有極大的國內(nèi)外社會(huì)影響，而且也有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明共有5附圖其中附

圖1是激光雕刻機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖附圖2是激光雕刻軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖附圖3是圖像輸入及編輯軟件框圖附圖4是輸出象素的位置及灰度值模塊軟件框圖附圖5是系統(tǒng)控制模塊軟件框圖本發(fā)明的具體實(shí)施例如附圖所示；附圖1為激光雕機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖，其結(jié)構(gòu)由激光電源、水冷卻系統(tǒng)、激光系統(tǒng)、擴(kuò)束鏡、XY偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、同步控制器、Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)器、D/A接口板、振鏡驅(qū)動(dòng)器X/Y計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、掃描儀、鍵盤所組成，各部件的相互連接關(guān)系如圖中箭頭所示。本發(fā)明采用一體化模塊設(shè)計(jì)，將激光器各控制單元和計(jì)算機(jī)與工作臺(tái)設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，充分保證了電氣連接的可靠性、機(jī)械和光路的穩(wěn)定性，適用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的需要。雕刻機(jī)除采用了專用的圖像軟件與控制模塊結(jié)合的特點(diǎn)外，還可以接受其它軟件如金山WPS、圖文SPT軟件等。本發(fā)明配備有掃描儀或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)以攝取圖像，從而可雕刻成高清晰度的圖像。為了將所有發(fā)熱器件的熱量運(yùn)輸?shù)皆O(shè)備外，本發(fā)明采用了實(shí)用可靠的雙水冷系統(tǒng)，并由主機(jī)控制，并具有過熱、欠壓和故障報(bào)警自動(dòng)保護(hù)功能，這不僅降低了環(huán)境條件要求，而且確保了激光設(shè)備全系統(tǒng)的工作性能。本發(fā)明中計(jì)算機(jī)接收來自掃描儀、攝像機(jī)等輸入設(shè)備輸入的圖像信息，然后將各象素信息輸入到同步控制器。同步控制器將各象素的水平及垂直位置信息以及對(duì)應(yīng)象素的灰度級(jí)同步地輸入到Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)器及振鏡驅(qū)動(dòng)器X和Y，完成激光束在X-Y平面上的掃描軌跡及激光輸出的同步工作。振鏡驅(qū)動(dòng)器X和振鏡驅(qū)動(dòng)器Y分別驅(qū)動(dòng)X、Y偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使激光束在X方向和Y方向上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)象素點(diǎn)的灰度值驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)輸出一定強(qiáng)度的光脈沖。擴(kuò)束鏡在聚焦透鏡焦距不變的情況下，可使取集后的光點(diǎn)更小、能量更加集中、有利于提高雕刻精度。水冷系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的冷卻降溫，接口板上包括有A/D接口和D/A接口，計(jì)算機(jī)通過A/D接口可讀取水冷卻系統(tǒng)及電源系統(tǒng)的光前狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)異常則自動(dòng)采取相應(yīng)的措施。本發(fā)明中軟件系統(tǒng)即激光雕刻軟件系統(tǒng)如附圖2所示，附圖3是圖象輸入及編輯軟件，一般采用掃描儀將照片輸入給計(jì)算機(jī)，因?yàn)锽MP文件WINDOWS所支持的文件格式，為編輯方便，因而先將經(jīng)掃描儀獲得的圖像存儲(chǔ)為BMP文件。激光雕刻專用軟件識(shí)別非壓縮的TIF圖象文件格式是一種彈性的、可擴(kuò)展的、能支持各種專用特性和應(yīng)用說明的信息，能用于其它機(jī)器在環(huán)境的很好的圖象文件格式。附圖4是輸出象素的位置及灰度值模塊軟件框圖，其中X、Y、grey分別對(duì)應(yīng)圖象各象素的X、Y坐標(biāo)及灰度值，X0，Y0，grey0是初始值。附圖5是系統(tǒng)控制模塊軟件框圖。為了使系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的工作，本發(fā)明中安裝了溫度、電壓等傳感器來監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)軟件測(cè)知系統(tǒng)工作不正常時(shí)，就會(huì)自動(dòng)采取相應(yīng)的措施。如當(dāng)測(cè)得冷卻水的溫度超出設(shè)定值時(shí)，將開啟增速泵，提高水循環(huán)速度，使水溫迅速下降。在增速泵已經(jīng)開啟的情況下，若溫度仍然無法控制在設(shè)定值以內(nèi)，則切斷整個(gè)電源的供電。當(dāng)電壓監(jiān)測(cè)部件測(cè)得工作電壓異常時(shí)，也立即切斷電源電壓以防止發(fā)生事故。
權(quán)利要求
1.一種激光雕刻資料頁圖像與文字的應(yīng)用設(shè)備；其特征在在于其結(jié)構(gòu)由激光雕刻機(jī)、控制計(jì)算機(jī)、激光器、冷卻系統(tǒng)、聲光Q開關(guān)、振鏡掃描器所組成，各部件采用一體化模塊設(shè)計(jì)，將激光器等各控制單元和計(jì)算機(jī)與工作臺(tái)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體；激光雕刻機(jī)除采用專用圖像軟件與控制模塊相結(jié)合外，并配備掃描儀或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)；雕刻的文字與圖像分線段與點(diǎn)陣式，字體采用軟件字庫字體，也可以手寫后通過掃描儀輸入；圖像輸入可以采用掃描儀、攝像機(jī)或者圖像編輯軟件完成，其設(shè)置中紅色的He-Ne激光器可作為準(zhǔn)直光源；通過上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)聚碳酸脂PC薄膜的激光雕刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光雕刻資料頁圖像與文字的生產(chǎn)工藝；其特征在于由以下幾個(gè)步驟完成a.選擇文件操作計(jì)算機(jī)，選擇合適的文件軟件；b.試雕刻(1).在工作臺(tái)上，放一個(gè)與被雕刻件相同厚度的試驗(yàn)件；(2).按任意一鍵，使雕刻機(jī)開始工作；(3).調(diào)整工作臺(tái)的上、下方向(即z軸)，通過觀察激光作用在工件表面的光斑與聲響，確定最佳焦點(diǎn)位置；(4).調(diào)整工作臺(tái)的XY方位，選準(zhǔn)圖像所需位置；(5).調(diào)整激光功率、速度等工藝參數(shù)，按最優(yōu)化法試驗(yàn)出雕刻圖像最佳效果，并記錄各個(gè)工藝參數(shù)；c.正式雕刻(1).在試樣的工藝參數(shù)條件下，記錄工作臺(tái)座標(biāo)位置、激光功率、加工速度和焦點(diǎn)位置等技術(shù)數(shù)據(jù)，將正式件替換原試件開始加工，正式件的材料上附有聚碳酸脂PC薄膜；(2).操作計(jì)算機(jī)，并注視第一個(gè)正式件的加工過程，完成后，按要求檢驗(yàn)合格后，可重復(fù)進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光雕刻資料頁圖像與文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝；其特征在于在激光雕刻PC薄膜的過程中，主要采用激光加工工藝，其工藝參數(shù)激光能量的自動(dòng)控制為±0.5焦耳-±1.5焦耳、激光掃描速度的自動(dòng)控制為5米-25米/分、激光焦點(diǎn)距離深度的自動(dòng)控制為±100微米、激光開關(guān)頻率的自動(dòng)控制為15KHZ-50KHZ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的激光雕刻資料頁圖像及文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝；其特征在于激光雕刻機(jī)所采用的軟件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)圖像輸入及編輯→讀取圖像信息模塊→圖像信息處理→順序輸出各像素的位置及灰度值，還可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)輸入及控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁照片與文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝屬于對(duì)護(hù)照、個(gè)人身份證和金融卡等特殊證件的制作中防偽技術(shù)的應(yīng)用。本發(fā)明中各部采用一體化模塊設(shè)計(jì),將激光器各控制單元和計(jì)算機(jī)與工作臺(tái)設(shè)計(jì)成為一個(gè)整體,激光雕刻機(jī)除采用專用圖像軟件與控制模塊相結(jié)合外,并配備掃描儀或數(shù)字?jǐn)z像機(jī),由激光機(jī)對(duì)聚碳酸酯PC薄膜進(jìn)行激光雕刻。對(duì)于所雕刻的信用卡、身份證和護(hù)照等特殊證件不能被復(fù)制,從而形成極高的防偽和不可仿冒的圖像和各種文字的作用。
文檔編號(hào)B44B3/00GK1256211SQ98125459
公開日2000年6月14日 申請(qǐng)日期1998年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月7日
發(fā)明者金澤山, 季漢庭, 李春日 申請(qǐng)人:大連星山電器有限公司