CN113602017A - 一种彩色证卡及其制作方法和制作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色证卡及其制作方法和制作装置，包括：准备彩色照片，并将所述彩色照片根据算法公式拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分；在所述证卡的基材上利用彩色打印机打印出所述彩色图案部分；利用激光刻蚀的方式在所述基材上刻蚀出所述灰阶图案部分，并使所述彩色图案部分与所述灰阶图案部分对准叠加，以还原所述彩色照片构成所述彩色证卡的图案。本发明根据算法公式将彩色人像照片拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分，利用彩色油墨打印彩色图案部分，采用激光刻蚀的方式打印灰阶图案部分，两部分图案合并后可以提供很好的色彩还原，与真实彩色人像照片接近，并使得个人信息难以篡改，增加可变防伪特性，提高了证件的防伪特性。

Description

一种彩色证卡及其制作方法和制作装置

技术领域

本发明涉及彩色证卡制作技术领域，更具体地，涉及一种彩色证卡及其制作方法和制作装置。

背景技术

目前随着社会的发展，诸如护照、身份证、驾驶证等具有身份证明功能的安全证卡的使用越来越广泛。而为了便于身份验证，现有的安全证卡上均会印刷有证卡所有者的图文身份信息；故为了防止安全证卡上的身份信息被恶意篡改，具有一定的防伪能力是对现代安全证卡的一个基本要求。

在现有技术中，该安全证卡在生产时，需要先在证卡信息面的PC(聚碳酸酯)基材上，以激光刻蚀的方式，刻蚀上用户的肖像和文字身份信息；由于通过激光刻蚀后的基材发生了不可逆的化学变化，因此也能够有效的防止用户的个人信息被篡改，其工艺简单、适合于现场分散制证。但是，由于通过激光刻蚀后，其在证卡中所生成的是用户的黑白肖像，其使得通过该方法所生产得到的证卡并不美观，不能满足现代人们对安全证卡在外观上的要求。现有的证件彩色打印方法一般为喷墨打印和再转印,彩色打印相比激光刻蚀技术防伪性较差，同时易磨损。

因此，急需一种打印技术能够具有不可篡改的高级别的防伪性能，同时照片美观，具备可变防伪特性，证件耐磨损。

发明内容

本发明的目的是提出一种彩色证卡及其制作方法和制作装置，能够提供较好的色彩还原，并使得个人信息难以篡改。

为了实现上述目的，本发明提供了一种彩色证卡的制作方法，包括：

准备彩色照片，将所述彩色照片根据算法公式拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分；

利用彩色打印机在所述证卡的基材上打印出所述彩色图案部分；

利用激光刻蚀的方式在所述基材上刻蚀出所述灰阶图案部分，并使所述彩色图案部分与所述灰阶图案部分对准叠加，以构成所述彩色证卡的图案。

作为可选方案，所述算法公式包括：

k0＝1-max(R/255，G/255，B/255)

c0＝(1-R/255-k0)/(1-k0)

m0＝(1-G/255-k0)/(1-k0)

y0＝(1-B/255-k0)/(1-k0)

其中，k0、c0、m0、y0为CMYK模式的色值，R、G、B为RGB模式的色值。

作为可选方案，所述算法还包括对灰阶图案部分进行正则化和映射处理，所述正则化公式为：

其中，mink0为k0的最小值，maxk0为k0的最大值，k′为对k0进行正则化后的值；

所述映射处理包括：k＝k′×100，k为将k′映射到区间[0，100]后的值，此时c＝c0×100，m＝m0×100，y＝y0×100。

作为可选方案，打印所述彩色图案部分之前，所述方法还包括在所述基材的第一区域形成凹槽，所述第一区域为预形成所述人像图案的区域。

作为可选方案，所述彩色图案部分打印后，所述方法还包括：利用UV油墨打印防伪标识信息，所述防伪标识信息包括文字或图像。

作为可选方案，打印所述彩色图案部分后，所述方法还包括：利用透明液体材料在所述基材的表面形成保护层，所述透明液体材料包含树脂或亚麻油或松节油，形成所述保护层时，利用所述透明液体材料形成凸起的文字或图像。

作为可选方案，在证件预个人化阶段，将所述彩色图案部分打印在所述证卡基材的核心层和底纹层之间。

作为可选方案，所述方法还包括：利用激光刻蚀打印机在所述基材上打印带触感的文字。

本发明还提供了一种彩色证卡，利用上述的方法制造而成。

本发明还提供了一种彩色证卡制作装置，包括：

激光刻蚀模块，所述激光刻蚀模块用于将彩色照片的灰阶图案部分刻蚀在所述彩色证卡的激光活跃层上；

彩色打印模块，所述彩色打印模块用于将彩色照片的彩色图案部分刻蚀在所述彩色证卡的彩色打印层上；

视觉对齐模块，所述视觉对齐模块用于对图案的打印位置进行定位，以使所述灰阶图案部分和所述彩色图案部分能够对准重合；

图像处理模块，所述图像处理模块用于将彩色照片按照算法公式拆分为供所述激光刻蚀模块打印所述灰阶图案部分和供所述彩色打印模块打印所述彩色图案部分

本发明的有益效果在于：

本发明根据算法公式将彩色人像照片拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分，利用彩色油墨打印彩色图案部分，采用激光刻蚀的方式打印灰阶图案部分，两部分图案合并后可以提供很好的色彩还原，与真实彩色人像照片接近，并使得个人信息难以篡改，增加可变防伪特性，提高了证件的防伪特性。

进一步地，利用UV油墨打印防伪标识信息，在紫外光下显示出特殊的图像，提高了证件的防伪性能。

进一步地，使用多种方法保护证件人像图案，包括：将人像图案打印在预先形成的凹槽中，凹槽壁提供了对人像图案的保护作用；在证件预个人化阶段将彩色图案部分打印在证件核心层和证件底纹层之间，彩色图案被不可逆地整合到证件卡体中；在彩色打印层上增加保护层，避免了人像区域的磨损，提高了证件使用的耐久性，同时防止了证卡图像的篡改。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。

图1示出了根据本发明一实施例的一种彩色证卡的结构示意图。

图2示出了根据本发明另一实施例的一种彩色证卡的结构示意图。

图3示出了根据本发明再一实施例的一种彩色证卡的结构示意图。

图4示出了根据本发明一实施例的一种制作彩色证卡的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明。虽然本发明提供了优选的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明一实施例提供了一种彩色证卡的制作方法，包括：

S01：准备彩色照片，并将所述彩色照片根据算法公式拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分；

S02：在所述证卡的基材上利用彩色油墨打印出所述彩色图案部分；

S03：采用激光刻蚀的方式在所述基材上刻蚀出所述灰阶图案部分，并使所述彩色图案部分与所述灰阶图案部分对准重合，以还原所述彩色照片构成所述彩色证卡的图案。

具体地，首先准备基材和彩色照片，本发明的目的是将彩色照片的图案打印在基材上，以构成彩色证卡。本实施例中，根据算法公式将彩色照片拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分，利用彩色油墨在基材上打印出彩色图案部分；采用激光刻蚀的方式在基材上刻蚀出灰阶图案部分，并使灰阶图案部分和彩色图案部分对准叠加，以最大程度的还原彩色照片，构成彩色证卡的图案。需要说明的是，灰阶图案部分和彩色图案部分的打印没有顺序要求，可以先打印灰阶图案部分后打印彩色图案部分，也可以先打印彩色图案部分后打印灰阶图案部分。本发明相对于单纯的激光刻蚀(只有黑白图像)完整的还原的彩色照片，具有较好的美观性。

作为常识，在屏幕上显示的彩色图像为RGB模式，印刷品上看到的图像为CMYK模式。RGB由色光三原色构成，R(red)红、G(green)绿、B(blue)蓝。RGB表现形式为RGB(x,y,z),其中x,y,z的取值范围均为0-255之间。CMYK是指在印刷作业中采用的套色模式，C、M、Y、K分别代表4中颜色，其中C代表青色，M代表品红色，Y代表品黄色，K代表黑色。CMYK表现形式为CMYK(x,y,z,o),其中，x,y,z,o的范围均为0-100。

本实施例中，采用如下算法公式对彩色照片进行拆分：

k0＝1-max(R/255,G/255,B/255)

c0＝(1-R/255-k0)/(1-k0)

m0＝(1-G/255-k0)/(1-k0)

y0＝(1-B/255-k0)/(1-k0)

其中，k0、c0、m0、y0为CMYK模式的色值，R、G、B为RGB模式的色值。k0为黑色的色值，c0为青色的色值，m0为品红色色值，y0为黄色的色值。k0、c0、m0、y0的值均为0-100之间。

本实施例中，为了适应不同的肤色和亮度，对灰阶图案部分进行正则化，正则化是对原始数据(k0)进行线性变换，使原来较为集中的多个数据分散化，如k0的数值在0.4-0.6之间，通过线性变化，将数值范围拉伸至0-1之间。将k0的一个原始值通过最大-最小标准化映射到区间[0，1]的值k′的正则化公式为：

其中，mink0为k0的最小值，maxk0为k0的最大值，k′为对k0进行正则化后的值。

映射处理为将k′(k′的范围为0-1)映射到区间[0，100]，并四舍五入取整数值。具体算法为k＝k′×100，k为将k′映射到区间[0，100]后的值，此时c＝c0×100，m＝m0×100，y＝y0×100。优选方案中，算出k后，对k进行四舍五入取整数值，即采用如下公式计算k，k＝round(k′×100)，相应的c、m、y也进行正则化和映射处理，c＝c0×100，m＝m0×100，y＝y0×100。

参考图1，图1示出了根据本发明一实施例的一种彩色证卡的结构示意图。下面描述该彩色证卡的制作方法。

将彩色人像照片根据前文所述的算法分为灰阶图案部分和彩色图案部分，利用彩色打印机在基材上打印出彩色图案部分(YMC)，该彩色图案部分打印在图1中的彩色打印层。UV图像可以为彩色人像相同，也可以为固定文字或结合个人信息的防伪信息。

彩色图案部分打印后，利用UV油墨打印防伪标识信息，防伪标识信息包括文字或图像。使用打印机将UV荧光涂料打印在彩色打印层上方(图中未示出该层)，使用紫外线烘干UV涂料。该涂料只有在紫外光照下可见。该图层可以打印人像照片或文字信息或其他个性化信息，如“China”标识。该图层增加了证件可变防伪效果。

利用透明液体材料在基材的顶层形成保护层，透明液体材料包含树脂或亚麻油或松节油。形成保护层时，可以利用透明液体材料形成凸起的文字或图像(即文字或图像的位置处的透明液体材料较厚)。保护层可以覆盖证件全部，也可以只覆盖证件的人像照片部分。保护层可以确保打印数据的安全，并显著延长卡片的使用寿命，同时凸起部分可以增加证件的防伪特性。

使用激光刻蚀打印机在基材上刻蚀出灰阶图案部分和个人信息的文字部分，该灰阶图案部分打印在图1中的激光活跃层2；该层在证件内部，可以反射红外光，只有在红外光下可见。

在打印灰阶图案部分时，利用检测仪器检测人像打印的中心位置，从而根据像素确定人像打印起始位置，并对证件打印进行纠偏，确保彩色图案部分与灰阶图案部分对准叠加，以最大程度第还原彩色照片，构成彩色证卡的人像图案。

最后，使用激光刻蚀打印机将带触感的证件文字部分打印到激光活跃层1。激光能量高时在证件表面制造凸起效果。带触感的文字部分支持自定义。其中，图1的激光非活跃层为隔离激光活跃层1和激光活跃层2，证件核心层中埋设有证件的芯片。

参考图2，图2示出了根据本发明另一实施例的一种彩色证卡的结构示意图。以下仅描述该实施例与上一实施例的区别，相同的部分不再描述。在证卡制作过程中，在激光活跃层1的上方的基材上的人像区域预留出凹槽。在证件个人化打印时，彩色图案部分和保护层打印在凹槽中，凹槽壁提供了对人像图案的保护作用。避免证件在使用过程中人像区域与外界的摩擦，增加了证件的耐久性。彩色图案部分打印后，使用打印机将UV荧光涂料打印在槽中的彩色图案部分上方，利用UV油墨打印防伪标识信息，防伪标识信息包括文字或图像，使用紫外光将UV图像烘干。使用打印机将保护层打印到证件表面的凹槽的上层。保护层可以有凸起效果，凸起部分可以形成图像或文字。使用激光刻蚀打印机将灰阶图案部分和文字部分打印到激光活跃层2。使用激光刻蚀打印机将带触感的证件文字部分打印到激光活跃层1，激光能量高时在证件表面制造凸起效果。

参考图3，图3示出了根据本发明再一实施例的一种彩色证卡的结构示意图。下面描述其制作方法。

将彩色人像照片根据前文所述的算法分为灰阶图案部分和彩色图案部分。在证件预个人化的时候将彩色图案部分印刷到基材的彩色打印层上，彩色打印层位于证件核心层和证件底纹层之间，并做层压。彩色图案部分被不可逆地整合到证件卡体中，保证了最高级别的安全性。

使用视觉检测模块，检测彩色图案部分打印的中心和轮廓位置，计算人像距离卡左上角的偏移坐标位置，从而确定激光刻蚀人像打印起始位置，并对证件打印进行纠偏，确保彩色和激光刻蚀打印位置相同。使用激光刻蚀打印机将灰阶图案部分和文字部分打印到激光活跃层2。使用激光刻蚀打印机将带触感的证件文字部分打印到激光活跃层1。该层在证件表面，激光能量高时在证件表面制造凸起效果。有些证件有接触式的芯片(如医保卡类的接触式芯片)，表面不可以打印保护层，否则会影响芯片读取，也要避免将保护层打印在激光全息图上。该模块检测证件上接触式芯片和激光全息图像的位置，在打印保护层时避开这些区域。

上述实施例的方法，根据算法公式将彩色照片拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分，使用彩色结合激光刻蚀的技术，使得个人信息难以篡改，增加可变防伪特性，提高了证件的防伪特性。可以用于对安全性要求比较高的证件，如身份证，护照个人资料页，驾照等。相比于激光刻蚀打印，彩色打印提高了证件的美观程度使用UV荧光油墨打印，在紫外光下显示出特殊的图像，包含个人化信息，增加了证件的可变防伪特性。

使用多种方法保护证件照片，证件基材表面压出凹槽，将彩色图案部分和保护层打印在凹槽中，利用槽壁保护图案；在证件预个人化阶段将彩色图案部分加入证件核心层和证件底纹层之间，彩色图案被不可逆地整合到证件卡体中；在彩色打印层上增加保护层，避免了人像区域的磨损，提高了证件使用的耐久性，同时防止了证件图像的篡改。

本发明一实施例还提供了一种彩色证卡，该彩色证卡利用上述的方法制造而成，图1至图3示出了3种证卡层结构的剖面图。

本发明一实施例还提供了一种制作彩色证卡的装置，包括：

激光刻蚀模块，所述激光刻蚀模块用于将彩色照片的灰阶图案部分刻蚀在所述彩色证卡的激光活跃层上；

彩色打印模块，所述彩色打印模块用于将彩色照片的彩色图案部分刻蚀在所述彩色证卡的彩色打印层上；

视觉对齐模块，所述视觉对齐模块用于对图案的打印位置进行定位，以使所述灰阶图案部分和所述彩色图案部分能够对准重合；

图像处理模块，所述图像处理模块用于将彩色照片按照算法公式拆分为供所述激光刻蚀模块打印所述灰阶图案部分和供所述彩色打印模块打印所述彩色图案部分。

参考图4，示出了一种制作彩色证卡的装置，该装置包括：

激光刻蚀模块：用于在证件表面进行激光刻蚀，包括人像的灰阶图案部分，人像副相(经过处理的人像图案，具有防伪效果)，个人文字信息，MLI/CLI(可变激光图像(CLI)和多重激光图像(MLI))，可以打印卡式证件和护照的个人资料页，以及其他类型的证件，支持的证件材料包括PC、PVC、PET。证件表面包括正面和反面，证件可以通过翻页机构进行翻页。证件的另一个主要影响因素是整个身份证件特别是证件图片的耐久性。在激光刻蚀过程中，持证人的灰阶图案部分被激光刻在证件多层结构内，从而防止任何形式的照片篡改或替换。这种灰阶激光技术可以在刻蚀高分辨率图片的同时，保留所有原始图片的细节。因此，确保了完美的持证人的身份认证、高耐用性，以及对人像图像的安全保护，防止任何形式的篡改或替换。

彩色打印模块：可以对人像的彩色图案部分进行打印，包括热转印或按需喷墨打印(DOD)的方式。按需喷墨打印包括热式按需喷墨和压电式按需喷墨打印机。可以打印UV荧光油墨，这是一种荧光透明油墨，增加证件的防伪效果。可以打印透明保护层来保护证件彩色图案部分。UV油墨是用紫外线进行干燥或固化的特种油墨。使用UV荧光油墨，可以打印个人信息和人像，增加可变防伪特征，提高了证件的防伪效果。

图像处理模块：用于将人像彩色照片按照指定的算法拆分为供激光刻蚀的人像灰阶图案部分和供彩色打印模块打印的人像照片的彩色图案部分。使得激光刻蚀的灰阶图案部分和彩色图案部分合成后能较好的还原人像原始彩色照片。

保护层打印模块：在证件表面使用透明液体清漆在证件表面打印一个保护层。保护层可以有凸起效果，凸起部分可以形成图像或文字。保护层可以覆盖证件全部，也可以只覆盖证件的人像照片部分。保护层可以确保打印数据的安全，并显著延长卡片的使用寿命，同时凸起部分可以增加证件的防伪特性。可以在卡片表面创造出凸起和凹陷的结构，从而提供一个新的和独特的卡片/安全功能。

紫外烘干模块：使用UV紫外灯光对彩色打印部分和UV打印部分进行烘干。在打印完成后将液体涂料固化，实现了强大的油墨附着力。

视觉对齐模块：通过检测证件指定特征，对人像的打印位置进行定位，使得激光刻蚀和彩色打印图像能够精准重合。该模块检测彩色人像打印的中心和轮廓位置，计算人像轮廓的上，下，左，右的边界坐标，确定左上角坐标距离证件左上角的偏移坐标位置则可以按照这个值确定人像打印位置。该模块可以根据打印规则对激光刻蚀的打印信息进行精准定位以及根据证件数据页上现有的预印文字对个人化打印信息。有些证件有接触式的芯片(如医保卡类的接触式芯片)，表面不可以打印保护层，否则会影响芯片读取，也要避免将保护层打印在激光全息图上。该模块检测证件上接触式芯片和激光全息图像的位置，在打印保护层时避开这些区域。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种彩色证卡的制作方法，其特征在于，包括：

准备彩色照片，将所述彩色照片根据算法公式拆分为灰阶图案部分和彩色图案部分；

利用彩色打印机在所述证卡的基材上打印出所述彩色图案部分；

利用激光刻蚀的方式在所述基材上刻蚀出所述灰阶图案部分，并使所述彩色图案部分与所述灰阶图案部分对准叠加，以构成所述彩色证卡的图案。

2.根据权利要求1所述的彩色证卡的制作方法，其特征在于，所述算法公式包括：

k0＝1-max(R/255,G/255,B/255)

c0＝(1-R/255-k0)/(1-k0)

m0＝(1-G/255-k0)/(1-k0)

y0＝(1-B/255-k0)/(1-k0)

其中，k0、c0、m0、y0为CMYK模式的色值，R、G、B为RGB模式的色值。

3.根据权利要求1所述的彩色证卡的制作方法，其特征在于，所述算法还包括对灰阶图案部分进行正则化和映射处理，所述正则化公式为：

其中，min k0为k0的最小值，max k0为k0的最大值，k'为对k0进行正则化后的值；

所述映射处理包括：k＝k′×100，k为将k'映射到区间[0,100]后的值，此时，c＝c0×100，m＝m0×100，y＝y0×100。

4.根据权利要求1所述的彩色证卡的制作方法，其特征在于，打印所述彩色图案部分之前，所述方法还包括在所述基材的第一区域形成凹槽，所述第一区域为预形成所述人像图案的区域。

5.根据权利要求1所述的彩色证卡的制作方法，其特征在于，所述彩色图案部分打印后，所述方法还包括：利用UV油墨打印防伪标识信息，所述防伪标识信息包括文字或图像。

6.根据权利要求1所述的彩色证卡的制作方法，其特征在于，打印所述彩色图案部分后，所述方法还包括：利用透明液体材料在所述基材的表面形成保护层，所述透明液体材料包含树脂或亚麻油或松节油，形成所述保护层时，利用所述透明液体材料形成凸起的文字或图像。

7.根据权利要求1所述的彩色证卡的制作方法，其特征在于，在证件预个人化阶段，将所述彩色图案部分打印在所述证卡基材的核心层和底纹层之间。

8.根据权利要求1所述的彩色证卡的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：利用激光刻蚀打印机在所述基材上打印带触感的文字。

9.一种彩色证卡，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述的方法制造而成。

10.一种制作彩色证卡的装置，其特征在于，包括：

激光刻蚀模块，所述激光刻蚀模块用于将彩色照片的灰阶图案部分刻蚀在所述彩色证卡的激光活跃层上；

彩色打印模块，所述彩色打印模块用于将彩色照片的彩色图案部分刻蚀在所述彩色证卡的彩色打印层上；

视觉对齐模块，所述视觉对齐模块用于对图案的打印位置进行定位，以使所述灰阶图案部分和所述彩色图案部分能够对准重合；

图像处理模块，所述图像处理模块用于将彩色照片按照算法公式拆分为供所述激光刻蚀模块打印所述灰阶图案部分和供所述彩色打印模块打印所述彩色图案部分。

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