CN1256211A - 激光雕刻资料页照片与文字的应用设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明所述的激光雕刻资料页照片与文字的应用设备及工艺属于对护照、个人身份证和金融卡等特殊证件的制作中防伪技术的应用。本发明中各部采用一体化模块设计,将激光器各控制单元和计算机与工作台设计成为一个整体,激光雕刻机除采用专用图像软件与控制模块相结合外,并配备扫描仪或数字摄像机,由激光机对聚碳酸酯PC薄膜进行激光雕刻。对于所雕刻的信用卡、身份证和护照等特殊证件不能被复制,从而形成极高的防伪和不可仿冒的图像和各种文字的作用。

Description

激光雕刻资料页照片与文字的应用设备及工艺

本发明所述的激光雕刻资料页照片与文字的应用设备及工艺是属于对护照、个人身份证和金融卡等特殊证件的制作中防伪技术的应用。

目前，在信用卡、身份证和护照及其它的特种证件的防伪技术中均采用全息图来防伪，但随着科学技术的迅速发展，以致于很容易采用CCD摄像技术或扫描技术获取证件上的全息图像，其防伪标志被破译，而极易制作假的证件。近年来，伪照货币和信用卡的问题经常出现；由于计算机、CAD/CAM技术、CCD技术、图像处理技术、打印机、复印机和扫描仪等技术的迅速发展，使照片、标牌、标志、纸币和图表的复制变得更加简单了，针对现有防伪技术中所存在的问题研究制作各种图像及纹理识别、指纹鉴别等方面的防伪技术，以克服现存的问题是十分必要的。

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是采用激光技术、结合薄膜光学技术进行防伪，以确保信用卡、身份证和护照等特殊证件不被复制，即将脸部相片和个人有关资料信息永久地、不可恢复地制造在薄膜光学涂层上，形成极高的防伪和不可仿冒的图像和各种文字。利用激光雕刻原理将个人相片与有关数据转换到薄膜上，如果想去除这些数据，只有破坏基材，但破坏了基材，个个数据和文字本也被破坏了；而且激光雕刻的相片与个人数据随着时间的推移、可长时间保持文字和相片质量不变，不仅提高了防伪能力，也延长了使用时间。对于激光技术雕刻文字与相片还可以加上许多密码与符号，进一步提高了它的防伪应用范围。

本发明所述的激光雕刻资料页图像与文字的应用设备；其结构由激光雕刻机、控制计算机、激光器、冷却系统、声光Q开关、振镜扫描器所组成，各部件采用一体化模块设计，将激光器等各控制单元和计算机与工作台设计成一个整体；激光雕刻机除采用专用图像软件与控制模块相结合外，并配备扫描仪或数字摄像机；雕刻的文字与图像分线段与点阵式，字体采用软件字库字体，也可以手写后通过扫描仪输入；图像输入可以采用扫描仪、摄像机或者图像编辑软件完成，其设置中红色的He-Ne激光器可作为准直光源；通过上述技术实现对聚碳酸脂PC薄膜的激光雕刻。本发明所述的激光雕刻资料页图像与文字的生产工艺；由以下几个步骤完成：

a.选择文件：操作计算机，选择合适的文件软件；

b.试雕刻：(1).在工作台上，放一个与被雕刻件相同厚度的试验件；

          (2).按任意一键，使雕刻机开始工作；

          (3).调整工作台的上、下方向(即z轴)，通过观察激光作用在工件

              表面的光斑与声响，确定最佳焦点位置；

          (4).调整工作台的XY方位，选准图像所需位置；

          (5).调整激光功率、速度等工艺参数，按最优化法试验出雕刻图

              像最佳效果，并记录各个工艺参数；

c.正式雕刻：(1).在试样的工艺参数条件下，记录工作台座标位置、激光功

                率、加工速度和焦点位置等技术数据，将正式件替换原试

                件开始加工，正式件的材料上附有聚碳酸脂PC薄膜；

            (2).操作计算机，并注视第一个正式件的加工过程，完成后，

                按要求检验合格后，可重复进行。本发明所述的激光雕刻资料页图像与文字的应用设备及工艺；在激光雕刻PC薄膜的过程中，主要采用激光加工工艺，其工艺参数：激光能量的自动控制为±0.5焦耳一±1.5焦耳、激光扫描速度的自动控制为5米-25米/分、激光焦点距离深度的自动控制为±100微米、激光开关频率的自动控制为15KHZ-50KHZ。本发明所述的激光雕刻机所采用的软件系统由计算机控制实现图像输入及编辑→读取图像信息模块→图像信息处理→顺序输出各像素的位置及灰度值，还可实现状态输入及控制模块。

本发明提供了一种激光雕刻资料页图像与文字的应用设备及工艺主要适用保密性和防伪性的有关领域：如护照、个人身份证、金融卡、驾驶证等各种行业。采用本发明制作护照资料页其照片分辨率＞30点/毫米、灰度为8bit、对比度＞5，PC薄壁的透光率为91.3％、雾度为83.4％、尺寸变化率为0，其它工程特性都符合护照资料页和签证资料页的技术要求。至今各国护照均未采用激光雕刻方法，采用本发明在厚度为150微米以下的PC薄上雕刻的人脸照片清晰度高、分辩率高，照片和文字质量高、耐磨损、耐高低温变化的影响、抗大气老化、热压后粘力强、图像与文字雕刻后透到护照本纸内约50微米，即使膜因粘结被撕开、纸上仍有图像和文字的痕迹。采用本发明具有符合标准的真实性和实用性且字形多样化。以护照为例，其资料可长时间保存于磁盘上，通过高速网，全国各发照点的资料可以联网。本发明的高保密性和高防伪性，从而革新了目前制作护照资料页和签证资料页的传统方法，是当前国际民航、刑警组织建议的最新护照防伪技术，便于机读的应用。本发明广泛的推广应用不仅具有极大的国内外社会影响，而且也有显著的经济效益。

本发明共有5附图其中：附图1是激光雕刻机设备结构原理图附图2是激光雕刻软件系统结构框图附图3是图像输入及编辑软件框图附图4是输出象素的位置及灰度值模块软件框图附图5是系统控制模块软件框图

本发明的具体实施例如附图所示；附图1为激光雕机设备结构原理图，其结构由激光电源、水冷却系统、激光系统、扩束镜、XY偏转系统、同步控制器、Q开关驱动器、D/A接口板、振镜驱动器X/Y计算机、摄像机、扫描仪、键盘所组成，各部件的相互连接关系如图中箭头所示。本发明采用一体化模块设计，将激光器各控制单元和计算机与工作台设计为一个整体，充分保证了电气连接的可靠性、机械和光路的稳定性，适用于长时间连续工作的需要。雕刻机除采用了专用的图像软件与控制模块结合的特点外，还可以接受其它软件如金山WPS、图文SPT软件等。本发明配备有扫描仪或数字摄像机以摄取图像，从而可雕刻成高清晰度的图像。为了将所有发热器件的热量运输到设备外，本发明采用了实用可靠的双水冷系统，并由主机控制，并具有过热、欠压和故障报警自动保护功能，这不仅降低了环境条件要求，而且确保了激光设备全系统的工作性能。本发明中计算机接收来自扫描仪、摄像机等输入设备输入的图像信息，然后将各象素信息输入到同步控制器。同步控制器将各象素的水平及垂直位置信息以及对应象素的灰度级同步地输入到Q开关驱动器及振镜驱动器X和Y，完成激光束在X-Y平面上的扫描轨迹及激光输出的同步工作。振镜驱动器X和振镜驱动器Y分别驱动X、Y偏转系统，使激光束在X方向和Y方向上产生运动。Q开关驱动器根据象素点的灰度值驱动激光系统输出一定强度的光脉冲。扩束镜在聚焦透镜焦距不变的情况下，可使取集后的光点更小、能量更加集中、有利于提高雕刻精度。水冷系统负责系统的冷却降温，接口板上包括有A/D接口和D/A接口，计算机通过A/D接口可读取水冷却系统及电源系统的光前状态，若发现异常则自动采取相应的措施。本发明中软件系统即激光雕刻软件系统如附图2所示，附图3是图象输入及编辑软件，一般采用扫描仪将照片输入给计算机，因为BMP文件WINDOWS所支持的文件格式，为编辑方便，因而先将经扫描仪获得的图像存储为BMP文件。激光雕刻专用软件识别非压缩的TIF图象文件格式是一种弹性的、可扩展的、能支持各种专用特性和应用说明的信息，能用于其它机器在环境的很好的图象文件格式。附图4是输出象素的位置及灰度值模块软件框图，其中X、Y、grey分别对应图象各象素的X、Y坐标及灰度值，X0，Y0，grey0是初始值。附图5是系统控制模块软件框图。为了使系统可靠、稳定的工作，本发明中安装了温度、电压等传感器来监控整个系统的工作状态，当软件测知系统工作不正常时，就会自动采取相应的措施。如当测得冷却水的温度超出设定值时，将开启增速泵，提高水循环速度，使水温迅速下降。在增速泵已经开启的情况下，若温度仍然无法控制在设定值以内，则切断整个电源的供电。当电压监测部件测得工作电压异常时，也立即切断电源电压以防止发生事故。

Claims (4)

1、一种激光雕刻资料页图像与文字的应用设备；其特征在在于其结构由激光雕刻机、控制计算机、激光器、冷却系统、声光Q开关、振镜扫描器所组成，各部件采用一体化模块设计，将激光器等各控制单元和计算机与工作台设计成一个整体；激光雕刻机除采用专用图像软件与控制模块相结合外，并配备扫描仪或数字摄像机；雕刻的文字与图像分线段与点阵式，字体采用软件字库字体，也可以手写后通过扫描仪输入；图像输入可以采用扫描仪、摄像机或者图像编辑软件完成，其设置中红色的He-Ne激光器可作为准直光源；通过上述技术实现对聚碳酸脂PC薄膜的激光雕刻。

2、根据权利要求1所述的激光雕刻资料页图像与文字的生产工艺；其特征在于由以下几个步骤完成：

a.选择文件：操作计算机，选择合适的文件软件；

b.试雕刻：(1).在工作台上，放一个与被雕刻件相同厚度的试验件；

          (2).按任意一键，使雕刻机开始工作；

          (3).调整工作台的上、下方向(即z轴)，通过观察激光作用在工件

              表面的光斑与声响，确定最佳焦点位置；

          (4).调整工作台的XY方位，选准图像所需位置；

          (5).调整激光功率、速度等工艺参数，按最优化法试验出雕刻图

              像最佳效果，并记录各个工艺参数；

c.正式雕刻：(1).在试样的工艺参数条件下，记录工作台座标位置、激光功

                率、加工速度和焦点位置等技术数据，将正式件替换原试

                件开始加工，正式件的材料上附有聚碳酸脂PC薄膜；

            (2).操作计算机，并注视第一个正式件的加工过程，完成后，

                按要求检验合格后，可重复进行。

3、根据权利要求1或2所述的激光雕刻资料页图像与文字的应用设备及工艺；其特征在于在激光雕刻PC薄膜的过程中，主要采用激光加工工艺，其工艺参数：激光能量的自动控制为±0.5焦耳-±1.5焦耳、激光扫描速度的自动控制为5米-25米/分、激光焦点距离深度的自动控制为±100微米、激光开关频率的自动控制为15KHZ-50KHZ。

4、根据权利要求1或3所述的激光雕刻资料页图像及文字的应用设备及工艺；其特征在于激光雕刻机所采用的软件系统由计算机控制实现图像输入及编辑→读取图像信息模块→图像信息处理→顺序输出各像素的位置及灰度值，还可实现状态输入及控制模块。

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