用于借助輻射將圖像雕刻進輻射敏感層中、尤其用于激光雕刻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于借助輻射將圖像雕刻進輻射敏感層中、尤其用于激光雕刻的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 借助輻射、尤其借助激光輻射將圖像、尤其護照照片、簽名、提高防偽安全性的 圖形圖樣等等雕刻進輻射敏感層中廣泛用于證件卡和證件紙、例如信用卡、銀行卡、現(xiàn)金 支付卡、身份證、駕駛執(zhí)照和護照的制造。為了激光雕刻或者激光標記，證件卡或護照的 待標記的頁等等設(shè)有適合于激光雕刻的層、例如通過特殊添加材料敏感化的薄膜或者對 于所使用的輻射敏感的漆層，使得能夠通過輻射敏感層的輻射產(chǎn)生層的以下稱作黑化 (Schwiirzung)的視覺上和/或觸覺上的變化。
[0003] 為了將圖像、例如肖像照片、或任何形式的字樣或者浮雕雕刻進層中，借助激光射 束逐點掃描層，其中，如此調(diào)節(jié)到達每一個像點上的輻射能量或者輻射量，使得實現(xiàn)與像點 的所期望的灰度級相應(yīng)的黑化。為了尤其將具有高質(zhì)量的肖像照片雕刻進輻射敏感層中， 需要能夠如此準確調(diào)節(jié)用于每一個像點的輻射能量，使得能夠?qū)崿F(xiàn)64、128、256或更多的 灰度級。
[0004] 在由EP 0 975 148 Bl已知的激光雕刻方法中能夠通過以下方式雕刻質(zhì)量上高品 質(zhì)的圖像，例如首先僅僅以期望黑化程度的90%來雕刻圖像。每一個單個像點的在此實際 產(chǎn)生的黑化程度（即相應(yīng)的灰度級）由測量裝置記錄。借助加性作用的第二次雕刻通過， 雕刻所測量的黑化程度與100%期望黑化程度的差，使得以好的準確度實現(xiàn)目標黑化程度、 即對于每一個點所需要的灰度級。因此，通過以下方式實現(xiàn)灰度級、即黑化程度的好的可復(fù) 現(xiàn)性：測量在第一雕刻步驟中出現(xiàn)的偏差并且通過第二雕刻步驟來均衡所述偏差。
[0005] 盡管借助已知的方法能夠以非常高的質(zhì)量雕刻圖像，但是視為不利的是，已知的 方法需要每個圖像多次、至少兩次完全的雕刻通過。因此，對于每個圖像所需要的時間是對 于能夠在一次唯一的通過中雕刻的圖像所需要的時間的至少兩倍。因此，降低激光雕刻機 的生產(chǎn)量、即在使用已知的方法的情況下每小時所雕刻的文件的數(shù)量。因此，對于以預(yù)給定 的期望生產(chǎn)量的生產(chǎn)而言需要更多的機器，這造成更高的成本。
[0006] 為了在量化圖像時不完全丟失原始的灰色調(diào)印象，已經(jīng)已知例如根據(jù)誤差擴散方 法（Error-Diffusions-Verfahren)工作的算法。對此的不例是Floyd-Steinberg算法，其 中，將每一個像素的在量化時出現(xiàn)的誤差（原始值與所量化的值之間的差）按照固定的樣 式（Schema)分布到位于周圍的像素上。在此，將每一個像素或像點的誤差按比例分布到同 一行的下一個待量化的像點上以及下一行的三個直接相鄰的像素上。在此，其余的相鄰像 素、即上一行的像素和緊接在前量化的像素保持不考慮。因此，已經(jīng)量化的像素不變，而仍 待加工的像素或像點相應(yīng)于分別出現(xiàn)的量化誤差地受影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種方法，借助所述方法能夠在一次唯一的雕刻通 過中雕刻質(zhì)量上高品質(zhì)的圖像。
[0008] 所述任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法解決。在從屬權(quán)利要求中描述本發(fā)明的 有利構(gòu)型和擴展方案。
[0009] 因此，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置，在像點的雕刻期間或者緊接在像點的雕刻之后、優(yōu)選甚至 在雕刻柵中的下一個像點之前，借助測量裝置測量剛剛雕刻的像點的所實現(xiàn)的黑化程度并 且計算與其期望黑化程度的差。然后，將所測量的差計算進柵中的還沒有雕刻的相鄰像點 的目標黑化程度中并且然后在圖像的激光雕刻進行期間使用所述已變化的目標黑化程度。 [0010] 如果出現(xiàn)實際灰度級（實際黑化）與期望灰度級（期望黑化）的偏差，則通過以 下方式補償所述偏差，根據(jù)差在其灰度級方面增大或者減小還沒有雕刻的相鄰像點，以便 因此與整個圖像相比維持在當前雕刻的像點的周圍環(huán)境中的亮度印象。
[0011] 因此，通過直接的周圍環(huán)境中的校正、即通過相鄰的還沒有雕刻的像點的變化來 均衡當前雕刻的像點的灰度級（黑化）的可能的偏差。
[0012] 在本發(fā)明的一個符合目的的構(gòu)型中設(shè)置，將所求取的和預(yù)先確定的黑化之間的差 Δ Su分布到待雕刻的下一行或列的三個相鄰的像點P i+1，k_1;P i+1，k;P 1+1』+1上。由此實現(xiàn)，僅 僅當相對低的計算能力可供使用時，才可以對于相鄰的像點或像素考慮在雕刻時出現(xiàn)的誤 差。
[0013] 然而，優(yōu)選地，當相應(yīng)高的計算能力可供使用時，在掃描方向上的待雕刻的下一像 點中考慮所實現(xiàn)的和預(yù)先確定的黑化之間的差的份額，以便不使圖像的雕刻延遲。
[0014] 在本發(fā)明的另一種技術(shù)構(gòu)型中設(shè)置，對于每一個像點Piik求取所求取的和預(yù)先確 定的黑化之間的差Δ Si;k，將所求取的和預(yù)先確定的黑化之間的差Δ Si;k與預(yù)給定的相對閾 值或絕對閾值進行比較，并且僅僅當所求取的和預(yù)先確定的黑化之間的差大于所述相對閾 值或絕對閾值時才將所述差分布到至少兩個仍待輻射的相鄰的像點上。
[0015] 由此，在適當選擇用于允許的誤差的閾值時能夠?qū)崿F(xiàn)，借助所期望的灰度值分布 在降低的計算耗費時得到清晰的圖像，所述誤差為絕對誤差（以灰度級說明）或者為相對 誤差（以百分比說明）。
【附圖說明】
[0016] 以下示例性地根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明。附圖示出：
[0017] 圖1 :用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的激光雕刻設(shè)備的示意性框圖；
[0018] 圖2 :用于闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的像素陣列或者像點陣列中的一部分。
【具體實施方式】
[0019] 如在圖1中示出的那樣，激光雕刻設(shè)備或激光標記設(shè)備具有激光系統(tǒng)10、密封裝 置11和射束偏轉(zhuǎn)裝置12。由所述激光系統(tǒng)10產(chǎn)生的激光射束13經(jīng)過例如可以是聲光切 換擋板（akusto-optische Schaltblende)的密封裝置11到達射束偏轉(zhuǎn)裝置12,所述射束 偏轉(zhuǎn)裝置如此使激光射束13在X和Y方向上偏轉(zhuǎn)，使得寫射束13'逐點掃描圖像平面B。
[0020] 控制裝置14通過以下方式控制密封裝置11和射束偏轉(zhuǎn)裝置12 :到達輻射敏感層 的每一個像點Pu上的輻射能量如此大，使得在像點中實現(xiàn)與分配給所述像點的灰度級相 應(yīng)的黑化。
[0021] 替代與激光系統(tǒng)10分離的、控制輻射面積上的激光功率的密封裝置11，也可以使 用激光系統(tǒng)10的激光射束射出窗來調(diào)節(jié)射束功率。例如，如果使用連續(xù)泵浦的激光器、尤 其釹釔鋁石榴石激光器（Neodym-YAG-Laser)，以便產(chǎn)生與輻射敏感層相應(yīng)的激光脈沖的輻 射，則能夠?qū)τ诿恳粋€單個輻射過程單獨改變射出窗的透射程度，從而調(diào)節(jié)每一個激光脈 沖的脈沖高度。在此，能夠?qū)τ诿恳粋€脈沖如此準確地調(diào)節(jié)射出窗的透射程度，使得能夠產(chǎn) 生直至256個灰度級或更多。替代所描述的用于調(diào)節(jié)激光功率的裝置，也可以使用以下每 一種其他的調(diào)節(jié)裝置：其適合于根據(jù)由控制裝置14預(yù)給定的灰度級值或黑化值來改變寫 射束13'的射束功率。
[0022] 為了求取借助相應(yīng)的輻射過程實現(xiàn)的黑化，設(shè)置脈沖高度傳感器 (ImpuIshdherifiihIer)，所述脈沖高度傳感器通過弱的分光鏡16等等接收脈沖能量的一 小部分并且所述脈沖高度傳感器對于每一個激光脈沖向控制裝置14提供一個相應(yīng)的輸出 信號。根據(jù)所使用的光敏材料和所使用的激光系統(tǒng)，所檢測的脈沖高度與由此所實現(xiàn)