專利名稱：激光雕刻資料頁照片與文字的應用設備及工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁照片與文字的應用設備及工藝是屬于對護照、個人身份證和金融卡等特殊證件的制作中防偽技術(shù)的應用。
目前，在信用卡、身份證和護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)；由于計算機、CAD/CAM技術(shù)、CCD技術(shù)、圖像處理技術(shù)、打印機、復印機和掃描儀等技術(shù)的迅速發(fā)展，使照片、標牌、標志、紙幣和圖表的復制變得更加簡單了，針對現(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)合薄膜光學技術(shù)進行防偽，以確保信用卡、身份證和護照等特殊證件不被復制，即將臉部相片和個人有關資料信息永久地、不可恢復地制造在薄膜光學涂層上，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人相片與有關數(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，個個數(shù)據(jù)和文字本也被破壞了；而且激光雕刻的相片與個人數(shù)據(jù)隨著時間的推移、可長時間保持文字和相片質(zhì)量不變，不僅提高了防偽能力，也延長了使用時間。對于激光技術(shù)雕刻文字與相片還可以加上許多密碼與符號，進一步提高了它的防偽應用范圍。
本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁圖像與文字的應用設備；其結(jié)構(gòu)由激光雕刻機、控制計算機、激光器、冷卻系統(tǒng)、聲光Q開關、振鏡掃描器所組成，各部件采用一體化模塊設計，將激光器等各控制單元和計算機與工作臺設計成一個整體；激光雕刻機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)字攝像機；雕刻的文字與圖像分線段與點陣式，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、攝像機或者圖像編輯軟件完成，其設置中紅色的He-Ne激光器可作為準直光源；通過上述技術(shù)實現(xiàn)對聚碳酸脂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；由以下幾個步驟完成
a.選擇文件操作計算機，選擇合適的文件軟件；b.試雕刻(1).在工作臺上，放一個與被雕刻件相同厚度的試驗件；(2).按任意一鍵，使雕刻機開始工作；(3).調(diào)整工作臺的上、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，確定最佳焦點位置；(4).調(diào)整工作臺的XY方位，選準圖像所需位置；(5).調(diào)整激光功率、速度等工藝參數(shù)，按最優(yōu)化法試驗出雕刻圖像最佳效果，并記錄各個工藝參數(shù)；c.正式雕刻(1).在試樣的工藝參數(shù)條件下，記錄工作臺座標位置、激光功率、加工速度和焦點位置等技術(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).操作計算機，并注視第一個正式件的加工過程，完成后，按要求檢驗合格后，可重復進行。本發(fā)明所述的激光雕刻資料頁圖像與文字的應用設備及工藝；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)激光能量的自動控制為±0.5焦耳一±1.5焦耳、激光掃描速度的自動控制為5米-25米/分、激光焦點距離深度的自動控制為±100微米、激光開關頻率的自動控制為15KHZ-50KHZ。本發(fā)明所述的激光雕刻機所采用的軟件系統(tǒng)由計算機控制實現(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用設備及工藝主要適用保密性和防偽性的有關領域如護照、個人身份證、金融卡、駕駛證等各種行業(yè)。采用本發(fā)明制作護照資料頁其照片分辨率＞30點/毫米、灰度為8bit、對比度＞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照資料頁和簽證資料頁的技術(shù)要求。至今各國護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、圖像與文字雕刻后透到護照本紙內(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)明具有符合標準的真實性和實用性且字形多樣化。以護照為例，其資料可長時間保存于磁盤上，通過高速網(wǎng)，全國各發(fā)照點的資料可以聯(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照資料頁和簽證資料頁的傳統(tǒng)方法，是當前國際民航、刑警組織建議的最新護照防偽技術(shù)，便于機讀的應用。本發(fā)明廣泛的推廣應用不僅具有極大的國內(nèi)外社會影響，而且也有顯著的經(jīng)濟效益。
本發(fā)明共有5附圖其中附

圖1是激光雕刻機設備結(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)明的具體實施例如附圖所示；附圖1為激光雕機設備結(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)、擴束鏡、XY偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、同步控制器、Q開關驅(qū)動器、D/A接口板、振鏡驅(qū)動器X/Y計算機、攝像機、掃描儀、鍵盤所組成，各部件的相互連接關系如圖中箭頭所示。本發(fā)明采用一體化模塊設計，將激光器各控制單元和計算機與工作臺設計為一個整體，充分保證了電氣連接的可靠性、機械和光路的穩(wěn)定性，適用于長時間連續(xù)工作的需要。雕刻機除采用了專用的圖像軟件與控制模塊結(jié)合的特點外，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)字攝像機以攝取圖像，從而可雕刻成高清晰度的圖像。為了將所有發(fā)熱器件的熱量運輸?shù)皆O備外，本發(fā)明采用了實用可靠的雙水冷系統(tǒng)，并由主機控制，并具有過熱、欠壓和故障報警自動保護功能，這不僅降低了環(huán)境條件要求，而且確保了激光設備全系統(tǒng)的工作性能。本發(fā)明中計算機接收來自掃描儀、攝像機等輸入設備輸入的圖像信息，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應象素的灰度級同步地輸入到Q開關驅(qū)動器及振鏡驅(qū)動器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)動器X和振鏡驅(qū)動器Y分別驅(qū)動X、Y偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使激光束在X方向和Y方向上產(chǎn)生運動。Q開關驅(qū)動器根據(jù)象素點的灰度值驅(qū)動激光系統(tǒng)輸出一定強度的光脈沖。擴束鏡在聚焦透鏡焦距不變的情況下，可使取集后的光點更小、能量更加集中、有利于提高雕刻精度。水冷系統(tǒng)負責系統(tǒng)的冷卻降溫，接口板上包括有A/D接口和D/A接口，計算機通過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)異常則自動采取相應的措施。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算機，因為BMP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為BMP文件。激光雕刻專用軟件識別非壓縮的TIF圖象文件格式是一種彈性的、可擴展的、能支持各種專用特性和應用說明的信息，能用于其它機器在環(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分別對應圖象各象素的X、Y坐標及灰度值，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)控整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當軟件測知系統(tǒng)工作不正常時，就會自動采取相應的措施。如當測得冷卻水的溫度超出設定值時，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定值以內(nèi)，則切斷整個電源的供電。當電壓監(jiān)測部件測得工作電壓異常時，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用設備；其特征在在于其結(jié)構(gòu)由激光雕刻機、控制計算機、激光器、冷卻系統(tǒng)、聲光Q開關、振鏡掃描器所組成，各部件采用一體化模塊設計，將激光器等各控制單元和計算機與工作臺設計成一個整體；激光雕刻機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)字攝像機；雕刻的文字與圖像分線段與點陣式，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、攝像機或者圖像編輯軟件完成，其設置中紅色的He-Ne激光器可作為準直光源；通過上述技術(shù)實現(xiàn)對聚碳酸脂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步驟完成a.選擇文件操作計算機，選擇合適的文件軟件；b.試雕刻(1).在工作臺上，放一個與被雕刻件相同厚度的試驗件；(2).按任意一鍵，使雕刻機開始工作；(3).調(diào)整工作臺的上、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，確定最佳焦點位置；(4).調(diào)整工作臺的XY方位，選準圖像所需位置；(5).調(diào)整激光功率、速度等工藝參數(shù)，按最優(yōu)化法試驗出雕刻圖像最佳效果，并記錄各個工藝參數(shù)；c.正式雕刻(1).在試樣的工藝參數(shù)條件下，記錄工作臺座標位置、激光功率、加工速度和焦點位置等技術(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).操作計算機，并注視第一個正式件的加工過程，完成后，按要求檢驗合格后，可重復進行。
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用設備及工藝；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)激光能量的自動控制為±0.5焦耳-±1.5焦耳、激光掃描速度的自動控制為5米-25米/分、激光焦點距離深度的自動控制為±100微米、激光開關頻率的自動控制為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用設備及工藝；其特征在于激光雕刻機所采用的軟件系統(tǒng)由計算機控制實現(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用設備及工藝屬于對護照、個人身份證和金融卡等特殊證件的制作中防偽技術(shù)的應用。本發(fā)明中各部采用一體化模塊設計,將激光器各控制單元和計算機與工作臺設計成為一個整體,激光雕刻機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)字攝像機,由激光機對聚碳酸酯PC薄膜進行激光雕刻。對于所雕刻的信用卡、身份證和護照等特殊證件不能被復制,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B44B3/00GK1256211SQ98125459
公開日2000年6月14日 申請日期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 申請人:大連星山電器有限公司