CN103442899B - 形成具有高反射量的彩色激光图像的方法和其中由此产生了彩色激光图像的证件 - Google Patents

形成具有高反射量的彩色激光图像的方法和其中由此产生了彩色激光图像的证件 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于形成具有高反射量的彩色激光图像的方法和其中由此产生了彩色激光图像的证件。图像与具有高反射度的彩色激光图像有关。其包括可激光材料片（41）；原色的子像素（52），激光束通过碳化使彩色图像的灰度阴影级别出现；以及基底（42）。该图像全部被层压。子像素被透明区域T分开，透明区域T增加了反射率并且增强了个性化图像中的白色分量。反射漆层可以增强反射。本发明可应用于官方证件。

Description

形成具有高反射量的彩色激光图像的方法和其中由此产生了彩色激光图像的证件
技术领域
本发明涉及改进彩色激光图像的反射量（reflective yield）。它在专门用于官方证件（身份证、***、国家健康保险卡、护照、驾照、安全进入卡等）的身份照片中特别有用。
原色红绿蓝（简称为RGB）是通过混合等量的原色黄、品红和青色（简称为YMC）而获得的。印刷行业使用原色YMC。这些颜色被称为是减性的（subtractive），因为如果在白纸上印刷了黄色表面，则蓝色被吸收，而眼睛的杆状细胞只能区分红、绿和蓝，所以眼睛仅仅能感知绿色和红色。对于印刷了品红的表面，绿色被吸收并且眼睛感知到红色和蓝色。最终，对于印刷了青色的表面，红色被吸收并且眼睛看到了绿色和蓝色。
因此RGB颜色包含YMC颜色，RGB颜色是从YMC颜色获得的。这些颜色三元组RGB或者YMC被称为是独立的，因为其中同一三元组中的两种颜色的混合不能够形成这个三元组中的第三个颜色。存在大量的独立颜色，因此存在大量的原色三元组。
如果小的相邻表面（本文以下部分称之为“子像素”）被印刷，如果这些表面充分小，则眼睛可以将从这些三个子像素导出的光束积分并且看到作为通过白光在这些三个子像素上的反射而产生的光束的合成的颜色。这个合成被称为加性的，因为不存在颜色混合而仅仅是从三个子像素导出的彩色光束的混合。利用子像素的任意原色，具体地RGB颜色或者YMC颜色，其颜色空间被包括在RGB三元组中，获得相同合成。结果，印刷了独立颜色的子像素的加性合成体被眼睛感知为或多或少接近于白色的中性颜色。
为了使得白色更清楚地看到，重要的是子像素的颜色应被强烈照明。这些颜色的照明有时引发很大的问题，这就是为什么一些设备通过加入附加的白色来增强白色。
背景技术
早在1950年，已经介绍了这个提议，如具体在GB 646642(A)中描述的，因而提出了向照明***的三个RGB源加入第四白色源W。
从那时起一些LCD屏幕加入了白色像素以增强图像的亮度和白色分量。2002年的专利US6453067、KR20040083648、CN101763803是从大约130件专利中选择的它们的典型示例。
在2010年4月7日提交的发明名称为“Device for customizing embedded latentimages”的专利申请n°FR1001415描述了包括嵌入在透明保护层下方的由原色RGB子像素形成的像素矩阵的结构。使用激光，通过该透明保护层，在涂覆了黑色非反射表面的RGB子像素中创建了灰阶。通过这个处理，能够个性化高质量的彩色图像。彩色激光图像的个性化例如在身份卡或者类似领域中被应用。
通过透明保护层的反射观察到由此个性化的图像。个性化的图像必须是充分反射性的使得能够在不用依赖附加的光源的情况下在环境光下看见。
为了避免依赖附加光源，在上述专利申请中提出了除了三个RGB子像素还加入白色子像素（W）以增强图像的亮度及其白色分量。因此，提出了四个子像素RGBW应形成例如方形。因此白色子像素与由三个RGB子像素和白色像素形成的像素的表面的四分之一交叠。
尽管从一些观点这样是有利的，但是这种子像素的结构可能有一些缺点。子像素印刷技术不能够防止RGBW颜色的交叠，这个交叠会产生使得图像质量降低的灰色图像。另外，颜色的印刷参数、所使用的墨水的质量、墨水的反射率意味着对于像素的大小而言，25%的白色的混合比例不一定是产生高质量图像的好比例。
对于印刷证件，提出了其它颜色来印刷子像素（诸如YMC颜色，如从以上看到，YMC颜色是RGB颜色的基础）。例如，专利US7,763,179提出了被白色层覆盖的YMC颜色的子像素。使用激光来升华白色层以露出下方的彩色子像素。
在这个专利描述的方法中发现了同样的颜色叠加的问题。并且，通过在上方白色层中形成的开口的颜色的反射非常弱。
所提到的缺陷的发生与子像素的颜色（RGB、YMC或者任何其它颜色）无关。
在说明书的其余部分，术语RGB子像素应该用于颜色满足独立颜色的定义并且与人眼的RGB杆状细胞检测到的颜色相对应的那些子像素。
发明内容
本发明的目的是通过提高图像的反射量和亮度来克服现有技术的缺陷。为此目的，本发明提出通过抵消或者喷墨或本领域技术人员已知的任何技术在还形成保护层的透明“可激光”材料上印刷的子像素的具体几何形状。在本文的余下部分，术语可激光（laserable）材料将表示任何在激光束的作用下会变暗的材料。
更具体地，本发明的主题是一种用于从包括保护层、由按照原色印刷的子像素形成的像素和基底在内的组件形成具有高反射量的彩色激光图像的方法。子像素的印刷是通过分开子像素以在有色子像素之间形成非印刷透明区域，增强个性化图像的白色分量来进行的，所述保护层是透明的并且由可激光材料制成。保护层、具有透明区域的子像素和基底的组件被层压在一起。可激光材料片接着在激光束的作用下被部分地碳化，以形成位于子像素上方并且产生个性化图像的灰阶的非反射表面。
可激光材料的非限制性示例是聚碳酸酯、一些经处理的聚氯乙烯、经处理的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、或者经处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯。可激光材料被激光部分地碳化以形成个性化图像中的灰阶。
由于印刷的子像素的表面不彼此相邻，所以它们露出了非印刷表面，经过在大致白色的反射层上的透明和反射，增大了激光图像的亮度。
变暗的程度与使用本领域技术人员已知的线性软件由激光沉积的能量成比例。
激光碳化以露出灰阶既在子像素上方也在透明表面上方进行，其中“上方”表示接近显示空间。因此，维持了对比度，该对比度是白色图像与黑色图像之间的亮度比。
透明的可激光材料片可以有利地具有10μm到500μm之间的厚度。通过抵消、喷射或者任何其它技术，子像素被印刷在可激光材料片上。子像素被组织为平行列或者组织为均匀分布的小表面。
在称为“层压”的第二产生步骤中，可激光材料片在压力下被热焊接到证件的基底上，子像素的矩阵被束缚在可激光材料片与基底之间，形成了可以在子像素之间看见的大致白色的背景。
接着通过使用激光束进行本发明的主体的图像的个性化，该激光束在各子像素上方或者不被子像素的颜色交叠的各透明表面上方根据可变强度或者表面使可激光材料片在整个厚度上碳化，以露出最终图像的灰阶。各子像素之间的透明表面具有由子像素的矩阵的设计者确定的表面，以增大反射率并且增强个性化图像中的白色。环境光穿过透明的可激光材料片并且穿过不被原色交叠的透明表面，被基底的大致白色背景反射。因而通过增强白色优势的阴影来提高图像的亮度。另外，这些不被原色交叠的透明表面提供了用于定位有色子像素的一定误差余量，并且防止了原色的叠加。
根据具体实施方式：
-子像素印刷在所述可激光材料片上；
-子像素印刷在基底上；
-反射和平面化装置覆盖面对子像素的可激光材料的表面，后者印刷在这些装置上；
-在层压之前子像素与反射装置交叠；
-反射装置沉积在基底上。
根据本发明的一个变型，矩阵或者列形式的子像素被印刷在大致白色基底上并且用可激光材料覆盖。
本发明还涉及包括通过实现以上方法而形成的激光图像的证件。该证件包括作为保护层的可激光材料片，该片通过激光照射而至少部分地碳化，印刷在可激光材料片和证件基底之间的像素，这些像素形成图像并且包括子像素，子像素被组织为被透明区域分开的多个表面。可激光材料片、被透明区域分开的子像素和基底能够被层压到一起。
根据具体实施方式：
-在可激光材料片和基底之间形成的漆层上进行子像素的印刷；
-反射漆层能够交叠子像素；
-基底具有面对所述子像素的大致白色表面；
-所述RGB子像素被组织为从下面选出的构造：被形成透明区域的列分开的平行列；按行和列分布并且被形成透明区域的网格图案分开的有限几何形状；以及每子像素组限定并且调整了表面使得这些组的每一个的反射光强度都相同的几何形状。
附图说明
通过以下为了说明而并非为了限制而给出的描述，本发明将变得更明显。该描述参照附图进行，其中：
-图1给出根据现有技术的包括三个子像素R、G、B的像素和第四白色子像素W的显示空间的正面图；
-图2给出由三个子像素R、G、B形成的平面RGB像素的正面图，每个子像素形成列，这些列彼此用透明表面隔开；
-图3给出由矩形子像素以规则矩阵形成的RGB像素的正面图，子像素通过由透明表面形成的网格图像分开；
-图4给出图3的类型的具有不同大小的子像素的RGB像素的正面图；
-图5给出准备好将包括印刷的R、G、B矩阵的可激光的材料的片层压到卡基底上的组件的截面图；
-图6是图5中的组件的实施方式的变型的截面图，其中在印刷这个矩阵的颜色和层压之前，在具有与印刷的R、G、B矩阵的表面相对应的表面的可激光的片上沉积了反射漆子层；
-图7参照图6的组件给出实施方式的另一个变型的截面图，其中反射漆层与颜色印刷矩阵交叠并且在层压之前。
具体实施方式
图1示出根据以上提到的专利FR 10 01415中描述的现有技术的像素1。四个RGBW子像素的表面相邻布置，如专利US 7,769,179中描述的具有YMC子像素的结构中那样。图1中的子像素经由激光碳化，被非反射表面部分交叠，因而形成个性化图像的灰阶。子像素W被印刷为白色以改善白色在个性化图像中的呈现。其覆盖了与子像素的表面的25%相对应的固定表面积。
图2给出根据本发明的结构2的示例，即，RGB子像素分别由分别以RGB颜色印刷在可激光材料片上的、相同宽度和相同长度的平行的、对准的列C1、C2、C3形成。另选地，在与可激光的材料片层压之前，矩阵可以印刷在卡基底上。
列C1、C2、C3被非印刷区域T即透明的区域分开。通过使透明可激光的材料片碳化以形成个性化图像的产生灰阶的激光束在长度方向上扫描列C1、C2、C3。子像素因此具有与列C1、C2、C3的宽度相等的宽度，以及依赖于再现要被个性化的图像的激光碳化的长度的可变长度。
各列C1、C2、C3之间的透明区域T具有被矩阵的设计者预定的宽度，以优化图像亮度和颜色损失之间的折中，图像亮度与区域T的宽度，以及由于减少印刷列C1、C2、C3的宽度而产生的颜色损失成比例。两个列C1、C2、C3之间的透明区域T的宽度可以在列C1、C2、C3的表面的百分之几到百分之九十之间变化。
可激光的材料片内的激光碳化产生了非反射表面，依赖于期望的灰阶，该非反射表面可以部分地交叠列C1、C2、C3。该碳化还可以交叠透明区域T的全部或者部分，以在图像中产生更多或者更少的增强黑影。最终个性化的图像的对比度因此非常高。
在可激光的材料片上或者在卡基底上印刷颜色R、G、B产生了边缘的精确性有一些不确定性的列C1、C2、C3。如果不存在透明区域T，则在两个列之间会发生颜色的交叠，这将降低个性化图像的质量。这同样应用于激光束投射的精度，在没有这些区域T的情况下，激光束投射将使得相邻子像素变暗，因而改变了关注像素的得到的颜色。本发明的透明区域T因此能够避免这些缺陷。
图3示出了包括预定几何形状的子像素的RGB矩阵30，在图3的示例中该几何形状是矩形。然而，根据本发明可以使用任何其它规则和预定几何形状，诸如，例如，方形、六边形、菱形或者圆形。
与图2的列结构相反，各子像素具有限定的表面。各子像素通过形成网格图案的非印刷区域即透明区域T与其邻居分开。在同一附图中在此网格中透明区域T的宽度可以在垂直方向上“逐个列”不同或者在水平方向上“逐个行”不同。其依赖于先前指示的方向上的印刷精度。对于透明区域T的表面和颜色区域的面积的比的同样准则应用于图2和图3的结构。
图4还示出由被透明区域T分开的RGB子像素的矩阵所形成的子像素40的集合。在本发明的实施方式的这个示例中，一些子像素组的尺寸与其它子像素组的尺寸不同：例如组G3中的矩形子像素B的表面大于组G1中的矩形子像素的面积和组G2中的G。经由反射，子像素的颜色被观看者看到。子像素的反射能力是很多参数的函数：所使用的墨水的特质、沉积墨水的表面的粗糙度、墨水自身的表面粗糙度等。
“当子像素的矩阵未通过激光碳化而个性化时，应具有均匀的浅颜色。实际上精确地基于先前列出的参数的情况非常少见。通常看上去具有略微粉红或者浅蓝阴影。”
根据本发明，一些子像素组有利地被调整使得被各子像素组G1、G2、G3反射的光强度是相等的。图4给出了调整的示例，其中组G3中的子像素B具有比组G1中的红色子像素R和组G2中的子像素G更大的表面积。然而，在不背离本发明的范围的情况下，可以实现这些表面之间的任何其它组合。
图5是层压在卡基底42上的可激光材料片41的组件50的截面图。RGB子像素的矩阵52和透明区域T形成在可激光材料片41和卡基底42之间。
经过碳化的激光束在透明的可激光材料片41的厚度上产生黑暗或者黑色区。这些区部分地阻挡了透过它们的环境光的反射，而该环境光在R、G、B的表面上或者在卡基底42的表面上反射。
图6示出了本发明的变型60。在可激光材料片41上印刷颜色R、G、B之前，在该材料片41上直接沉积透明并且高反射的漆层51，作为与RGB子像素的矩阵52的表面相对应的表面。RGB子像素的矩阵52接着被印刷在漆层51上，子像素的表面露出给观察者，因而通过增加反射的比而变得非常闪亮。
漆51是透明的，使得环境光透过它并且透过透明区域T反射。漆层51形成平面化层。上面印刷了RGB子像素的矩阵52的可激光材料片41的表面有时可能具有对颜色R、G、B的反射质量造成限制的粗糙度。平面化漆表面非常平滑，这就进一步促进了颜色R、G、B的反射。
图7通过参照图6例示的实施方式，示出了本发明的另一个变型。根据图6的漆层51的另一个变型，附加地或者另选地，并且在可激光材料片41上印刷子像素的矩阵52之后，在通过层压到卡基底42上而组装可激光材料片之前，在RGB子像素的矩阵52上沉积反射层61。
该层61进一步促进了环境光的反射，使得个性化图像更加明亮和闪烁。层61可以由反射漆、反射墨水或本领域技术人员已知的其它反射表面形成，诸如铝箔。根据本发明的一个另选实施方式，层61可以沉积在卡基底42上。环境光的一部分在颜色R、G、B的表面上反射，而另一部分透过这些颜色并且在层61上反射，增大了图像的反射率。

Claims (11)

1.一种利用包括保护层、由以原色(R、G、B；Y、M、C)印刷的子像素(RGB、YMC)形成的像素以及基底(42)的组件来形成具有高反射量的彩色激光图像的方法，该方法的特征在于，所述子像素(RGB、YMC)的印刷是通过分开所述子像素以在子像素(RGB、YMC)之间形成透明的非印刷区域并且增强个性化图像的白色分量来进行的，所述保护层是透明的并且是可激光材料，并且所述保护层、具有透明区域的所述子像素(RGB、YMC)和所述基底(42)的组件被层压，并且其中，可激光材料的片在激光束的作用下被部分碳化以形成非反射表面，该非反射表面位于所述子像素(RGB、YMC)上方并且产生个性化图像的灰阶。
2.根据权利要求1所述的用于形成彩色激光图像的方法，其中，所述子像素(RGB、YMC)印刷在所述可激光材料的片上。
3.根据权利要求1所述的用于形成彩色激光图像的方法，其中，所述子像素(RGB、YMC)印刷在所述基底(42)上。
4.根据权利要求1或3中任一项所述的用于形成彩色激光图像的方法，其中，反射和平面化装置覆盖可激光材料的表面，作为与所述子像素(RGB、YMC)的矩阵(52)的表面相对应的表面，所述子像素(RGB、YMC)的矩阵(52)印刷在这些装置上。
5.根据权利要求1所述的用于形成彩色激光图像的方法，其中，在层压之前所述子像素(RGB、YMC)的矩阵(52)覆盖反射装置。
6.根据权利要求5所述的用于形成彩色激光图像的方法，其中，所述反射装置沉积在所述基底(42)上。
7.一种证件，该证件包括通过实施根据上述权利要求中任一项所述的方法而产生的彩色激光图像，所述证件的特征在于包括：充当保护层的可激光材料的片，该片通过激光照射而至少部分地碳化；印刷在所述可激光材料的片与证件基底(42)之间的像素，这些像素形成了图像并且包括被组织到被透明区域分开的多个表面中的子像素(RGB、YMC)，并且，所述可激光材料的片、被所述透明区域分开的所述子像素(RGB、YMC)和所述基底(42)能够被层压到一起。
8.根据权利要求7所述的证件，其中，所述子像素(RGB、YMC)的印刷是在形成于所述可激光材料的片上的漆层上进行的。
9.根据权利要求7或8所述的证件，其中，反射漆层能够覆盖所述子像素(RGB、YMC)。
10.根据权利要求7或8所述的证件，其中，所述基底(42)具有面对所述子像素(RGB、YMC)的大致白色的表面。
11.根据权利要求7所述的证件，其中，所述子像素RGB被组织为从下面选出的构造：被形成所述透明区域的列分开的平行列(C1、C2、C3)；按行和列分布并且被形成所述透明区域的网格图案分开的有限几何形状；以及每子像素组(G1、G2、G3)限定并且调整了表面使得这些组中的每一个的反射光强度都相同的几何形状。
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