ES2281921T3 - Procedimiento para grabar imagenes mediante radiacion en una capa radiosensible, en especial para grabar con laser. - Google Patents

Abstract

Se presenta un procedimiento para grabar imágenes para, por ejemplo, el grabado de dibujos mediante grabado por láser de identificaciones de fotografías, utilizando radiación sobre un revestimiento sensible a la radiación, especialmente grabado mediante láser. El procedimiento comprende la exposición de puntos de revestimiento sensible a la radiación para conseguir el oscurecimiento requerido para cada punto de la imagen. Se mide el oscurecimiento conseguido en cada punto y se ajusta la energía radiada para subsecuentes exposiciones de puntos de imágenes dependiendo del oscurecimiento deseado y conseguido.

Description

Procedimiento para grabar imágenes mediante radiación en una capa radiosensible, en especial para grabar con láser.

La invención se refiere a un procedimiento para grabar imágenes mediante radiación en una capa radiosensible, especialmente para grabar con láser según el preámbulo de la reivindicación 1.

El grabado de imágenes mediante radiación, por ejemplo, fotos de pasaporte, firmas, muestras gráficas que elevan la seguridad frente a la falsificación y similares, especialmente mediante radiación por láser en una capa radiosensible, ya se usa hoy en día, en gran medida, en la fabricación de tarjetas y documentos de identidad como, por ejemplo, tarjetas de crédito, tarjetas bancarias, tarjetas de efectivo, carnés de identidad, carnés de conducir y pasaportes. Para la grabación por láser o rotulación por láser, las tarjetas de identidad o las hojas de pasaportes que se han de inscribir han sido provistas de una capa apropiada para la grabación por láser, por ejemplo, una película sensibilizada mediante aditivos especiales o una capa de esmalte sensible para la radiación usada, de forma que se puede generar una modificación óptica y/o háptica de la capa, que se denominará siempre a partir de ahora como ennegrecimiento mediante la radiación de la capa radiosensible.

Para grabar una imagen, por ejemplo, una foto retrato, una rúbrica de cualquier tipo o incluso un relieve en la capa, se realiza un barrido por todos los puntos de la capa con un rayo láser, ajustando la energía o cantidad de radiación que incide sobre cada píxel, de forma que se consigue el deseado ennegrecimiento. Para grabar, especialmente, fotos retrato de gran calidad en una capa radiosensible, es necesario poder ajustar la energía de la radiación por cada píxel tan exactamente que se puedan conseguir 64, 128 o incluso 256 niveles de grises.

Para ello, es necesario que el láser usado no sólo posea una potencia elevada, especialmente potencia pulsante, sino también una elevada estabilidad temporal, de forma que la intensidad de radiación láser o la amplitud de impulsos también sean constantes durante mucho tiempo.

Estas elevadas demandas de los láser hacen que una estación de rotulado correspondiente sea relativamente cara, de forma que sólo es rentable, allí donde se han de confeccionar cantidades muy grandes de tarjetas de identidad.

Como prueba documental para un procedimiento de grabación de imágenes, como se ha explicado más arriba, se remite por ejemplo al documento DE3634865A1.

El documento EP0680198A2 se refiere a una impresora, especialmente una impresora de chorro de tinta con retroalimentación óptica. En una primera pasada, se imprime una imagen, que es más débil que la imagen que se desea imprimir. Con un sensor óptico, se registra el espesor de imagen impresa conseguido, para determinar un valor del espesor que se ha de imprimir a partir de la diferencia entre el espesor logrado y el espesor que se ha de conseguir en la siguiente pasada. Este procedimiento se repite de nuevo, para mantener la imagen deseada en una tercera pasada.

Por el documento EP 0420573A2, es conocido un control para una fuente de luz láser, en el que se vigila la cantidad de luz de un rayo láser, para ajustar la intensidad del rayo láser, dependiendo de ésta.

La invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento del tipo citado al principio, que posibilite grabar imágenes de alta calidad y precisión en una capa radiosensible sin que, para ello, sea necesaria una fuente de radiación de alta estabilidad.

Este objetivo se consigue mediante el procedimiento según la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas de la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas.

Según la invención, se ha previsto un procedimiento para grabar imágenes mediante radiación en una capa radiosensible, especialmente para grabar por láser, en el que la capa radiosensible se irradia punto por punto de forma que por cada píxel se consigue el ennegrecimiento prefijado para este punto, y en el que cada píxel, en una primera pasada de irradiación, es irradiado con una energía de radiación definida, de forma que el ennegrecimiento perseguido en cada píxel corresponde a una fracción predeterminable del ennegrecimiento prefijado para este píxel, el ennegrecimiento conseguido en cada píxel está determinado por la cantidad de radiación irradiada para este píxel y, en la irradiación posterior de los píxeles en una última pasada de irradiación, cada píxel es irradiado con una energía de radiación que se ajusta dependiendo del ennegrecimiento ya conseguido y prefijado para este píxel.

Por tanto, mientras la imagen se graba punto por punto, se compara el ennegrecimiento conseguido en los píxeles correspondientes con el ennegrecimiento perseguido para el que se había ajustado la energía de radiación, para formar un valor de corrección a partir del ennegrecimiento perseguido y el conseguido, que será tenido en cuenta para posteriores procesos de irradiación. De esta forma, se puede conseguir que, incluso cuando la intensidad de radiación del láser, o su amplitud de impulso, esté sujeta a fluctuaciones, se puedan grabar imágenes con una elevada perfección y precisión en la capa radiosensible.

De esta forma, se pueden reducir los errores en el ennegrecimiento, atribuibles a fluctuaciones estadísticas o a una deriva temporal de la potencia de láser o de la intensidad de radiación del láser, hasta el punto de que ya no se pueden percibir. Incluso si el error de ennegrecimiento relativo en cada pasada de irradiación es relativamente alto, se puede reducir el error de ennegrecimiento relativo en un píxel, para el ennegrecimiento global que se ha de conseguir, especialmente si en la última pasada de irradiación sólo se requiere una reducida irradiación adicional.

La idea fundamental de la presente invención consiste, por consiguiente, en registrar el ennegrecimiento conseguido para los píxeles independientes al grabar o rotular informaciones en una capa mediante radiación, especialmente mediante radiación láser, y compararlo con el ennegrecimiento perseguido, para tener en cuenta el resultado de ennegrecimiento conseguido anteriormente en la siguiente irradiación de píxeles al ajustar la energía de radiación según el ennegrecimiento que se haya de conseguir, de forma que se pueda conseguir la calidad de imagen deseada con una alta precisión, incluso al usar láser relativamente sencillos. La irradiación doble o múltiple tiene, además, la ventaja de poder implantar sistemas láser con una potencia de salida notablemente más reducida.

En una configuración de la invención especialmente ventajosa, se ha previsto ajustar la energía de radiación en todas las pasadas de irradiación, excepto en la última, de modo que el ennegrecimiento perseguido adicionalmente en la pasada de irradiación correspondiente corresponda a la misma fracción de la diferencia entre el presente ennegrecimiento y el ennegrecimiento prefijado para el píxel correspondiente y que la energía de radiación se ajuste en la última pasada de irradiación de tal manera que se persiga el ennegrecimiento prefijado para el píxel correspondiente.

Mediante este procedimiento iterativo, la diferencia entre el presente ennegrecimiento y el ennegrecimiento prefijado para el píxel correspondiente se puede reducir muy rápidamente, tanto que el error de ennegrecimiento que aparece en la última pasada de radiación se hace tan pequeño que ya no se puede percibir.

Es, sin embargo, especialmente ventajoso si, en la última pasada de radiación, el ennegrecimiento adicional perseguido corresponde a una diferencia de luminosidad por debajo del límite de percepción del ojo humano.

Es especialmente ventajoso si se usa radiación láser para irradiar, y si el ennegrecimiento conseguido en cada píxel se determina a partir de la potencia de radiación correspondiente. El registro de la potencia de radiación usada cada vez que se irradia un píxel es especialmente apropiada para mantener una medida para el ennegrecimiento conseguido, dado que la irradiación necesaria para un determinado ennegrecimiento, se regula, asimismo, preferentemente a través de la potencia de radiación.

En un ejemplo de realización de la invención especialmente preferente se ha previsto, correspondientemente, que para generar la radiación láser se use un sistema láser que trabaje en el funcionamiento por impulsos, y que el ennegrecimiento conseguido en cada píxel venga determinado por la amplitud de impulso del impulso láser irradiado para cada píxel.

A continuación, se explican con más detalle ejemplos de realización de la invención haciendo referencia al dibujo. La única figura del dibujo muestra un diagrama de bloques esquemático de un equipo de grabación por láser para la realización del procedimiento según la invención.

Como se representa en el dibujo, el equipo de grabación o rotulación por láser presenta un sistema láser 10, un dispositivo de cierre 11 y un dispositivo deflector 12. Un rayo láser 13 generado por el sistema láser 10 llega al dispositivo deflector 12, a través del dispositivo de cierre 11 que, por ejemplo, puede ser un obturador de conexiones acústico-óptico; dicho dispositivo deflector desvía el rayo láser 13 en dirección x e y, de forma que un chorro de tinta 13' barre un plano focal B punto por punto.

Un dispositivo de control 14 controla el dispositivo de cierre 11 y el dispositivo deflector 12 de forma que la energía de radiación que incide sobre cada píxel P_{k, \ 1} de una capa radiosensible, es tan grande que se consigue un cierto ennegrecimiento en el píxel.

En lugar de un dispositivo de cierre 11, separado del sistema láser 10, la ventana de salida del rayo láser del sistema láser 10 también se puede usar para ajustar la potencia de radiación. Si se usa, por ejemplo, un láser de bombeo continuo, en especial un láser Neodym-YAG, para generar los correspondientes impulsos láser para la irradiación de la capa radiosensible, entonces se puede variar individualmente el grado de penetrabilidad de la ventana de salida para cada proceso de irradiación aislado, para ajustar la amplitud de impulso de cada impulso láser. El grado de penetrabilidad de la ventana de salida se puede ajustar, además, para cada impulso con tanta precisión que se pueden generar hasta 256 niveles de grises o más.

Para determinar el ennegrecimiento conseguido con cada procedimiento de irradiación, se ha previsto un sensor de amplitud de impulso 15 que recibe una pequeña parte de la energía pulsante a través de un espejo de reflexión parcial débil 16, y que envía una señal de salida al dispositivo de control 14, correspondiente a la amplitud de impulso de cada impulso láser. La amplitud de impulso registrada, dependiendo del material fotosensible usado y del sistema láser utilizado, está fuertemente relacionado con el ennegrecimiento conseguido. Esta relación se puede determinar mediante un circuito de calibración apropiado y se necesita para el control de los procedimientos de irradiación
individuales.

Otra posibilidad de determinar el ennegrecimiento conseguido con la correspondiente radiación consiste en observar el plano focal B con una videocámara 15', a través de un espejo de reflexión parcial 16. Aunque en el dibujo están representados tanto el sensor de amplitud de impulsos 15 como la videocámara 15', para la comprobación del ennegrecimiento se usa, normalmente, únicamente uno de los dos dispositivos.

En lugar de la disposición representada de la videocámara 15', también es concebible disponer ésta de tal forma que sea apropiada para observar oblicuamente el plano focal B, es decir, que el eje óptico OA_{K} de la videocámara 15' no coincida con el eje óptico OA_{L} del sistema láser 10. En una disposición de este tipo para la observación oblicua, se puede prescindir del espejo de reflexión parcial 16. En cualquier caso, al evaluar las señales de imagen, se ha de tener en cuenta la posible aparición de una distorsión del plano focal en la imagen de vídeo.

Además, en lugar de una videocámara 15 con un dispositivo fotodetector bidimensional, también parece posible prever un dispositivo fotodetector lineal, como por ejemplo una línea de fotodiodos, o incluso un único fotodetector rápido, en el que se ha de insertar un dispositivo deflector correspondiente uni- o bidimensional para poder barrer cada píxel P_{k, \ 1} del plano focal B.

Para grabar una imagen, es decir, por ejemplo una foto retrato del dueño de un documento de identidad, una firma, otras rúbricas, muestras gráficas o similares, en la capa sensible a la radiación, apta para grabar por láser, el dispositivo de cierre 11 se controla de tal manera que la energía de radiación que penetra para cada píxel ocasiona una cierta irradiación en el píxel, que tiene como consecuencia el ennegrecimiento deseado. Para ello, se influye sobre la amplitud de impulso de un impulso láser que ha penetrado, y por consiguiente, sobre su potencia, con ayuda del dispositivo de cierre 11 o con la ventana de salida controlada del sistema láser 10. Si aparecen fluctuaciones en la potencia de radiación o en la intensidad de radiación del rayo láser, esto tiene como consecuencia que la radiación generada en un píxel P_{k, \ 1} no produce el ennegrecimiento perseguido.

Para ponerle remedio según una primera configuración de la invención, una vez irradiado un píxel P_{k, \ 1} se determinará el ennegrecimiento real conseguido en él bien directamente o, preferentemente, partiendo de la potencia de radiación o amplitud de impulso medidas, y se comparará con el ennegrecimiento prefijado para este píxel P_{k, \ 1}. Si, por ejemplo, en un píxel se consigue un ennegrecimiento correspondiente a un nivel de grises de 100, de entre 256 niveles de gris, entonces se controla el dispositivo de cierre 11 correspondientemente. Pero si el ennegrecimiento conseguido, como consecuencia de fluctuaciones estadísticas de la intensidad de radiación del rayo láser 13, sólo corresponde al nivel de grises 90, es decir, el ennegrecimiento conseguido es 10 niveles de gris menor que el ennegrecimiento perseguido, entonces esto se tendrá en cuenta en la siguiente irradiación de píxeles P_{k, 1}.

Para aprovechar razonablemente la información constatada durante la irradiación sobre el ennegrecimiento alcanzado respectivamente en los píxeles P_{k, \ 1} individuales se puede reducir, en una primera pasada de irradiación, el ennegrecimiento perseguido según las fluctuaciones estadísticas de la potencia de salida del sistema láser frente al ennegrecimiento total prefijado para este píxel P_{k, \ 1}. Si la anchura de fluctuación del sistema láser asciende, por ejemplo, a un 10%, en la primera pasada de radiación para cada píxel P_{k, 1}, se persigue únicamente un 90% del ennegrecimiento final y se registra el ennegrecimiento conseguido. Entonces, en cada píxel, el ennegrecimiento alcanzado se sitúa entre 81 y 99% del ennegrecimiento deseado en la imagen terminada, dependiendo de la potencia de radiación o amplitud de impulso correspondiente conseguidas en realidad. En una segunda pasada de irradiación, el ennegrecimiento deseado por píxel se puede conseguir con una elevada precisión, irradiando el ennegrecimiento adicional requerido. Dado que, en la primera pasada de irradiación, la desviación máxima entre el ennegrecimiento conseguido y el ennegrecimiento final, dado un error estadístico del 10%, asciende a un 20% aproximadamente, entonces el fallo total en la imagen terminada se puede reducir al 2%.

Según otra configuración de la invención, una imagen que se ha de grabar se genera primero píxel a píxel, persiguiéndose, sin embargo, por cada píxel, únicamente una fracción del ennegrecimiento fijado para este píxel. Es decir, si un píxel P_{k, \ 1} posee, en la imagen terminada, un ennegrecimiento que corresponde, por ejemplo, al nivel de grises 100, entonces el dispositivo de cierre 11 influye de tal manera sobre el rayo láser 13, que éste ocasiona, por ejemplo, únicamente 50%, 60% o 70% del ennegrecimiento deseado en la imagen terminada. Si ahora asumimos que, en la primera pasada de irradiación se ha de conseguir un 60% del ennegrecimiento total, entonces, para un nivel de gris perseguido de 100 en la imagen final, en la primera pasada de radiación se persigue el nivel de gris 60. En la segunda pasada de radiación, entonces, se puede perseguir un ennegrecimiento adicional, que ascienda, a su vez, al 60% de la diferencia entre el ennegrecimiento actual y el ennegrecimiento perseguido en la imagen terminada. En el ejemplo de cifras representado, esto corresponde a un ennegrecimiento adicional según el nivel de gris 24, y a un ennegrecimiento total presente del nivel de gris 84, después de la segunda pasada de irradiación. En la tercera pasada de irradiación se persigue, pues, un ennegrecimiento adicional según el nivel de gris 10, y un ennegrecimiento total, correspondiente al nivel de gris 94. En la cuarta y última pasada de irradiación, sólo es necesario ocasionar un ennegrecimiento adicional según el nivel de gris 6.

Si, tras la primera pasada de irradiación, se comprueba que en el píxel P_{k, \ 1} sólo se consiguió un ennegrecimiento 55, en lugar del ennegrecimiento 60 perseguido, entonces, en la segunda pasada de irradiación, se puede perseguir un nivel de gris 84. Por otro lado, también es posible perseguir una irradiación correspondiente al 60% de la diferencia entre el ennegrecimiento conseguido, es decir, el nivel de gris 55, y el nivel de gris perseguido en la imagen terminada, es decir, el nivel de gris 100. Esto corresponde a un ennegrecimiento adicional correspondiente al nivel de gris 27, y a un ennegrecimiento total, presente tras la segunda pasada de irradiación, correspondiente a un nivel de
gris 82.

Mediante este procedimiento de irradiación iterativo se puede conseguir que, en la última pasada de irradiación, se haya de conseguir únicamente un 10% o menos del ennegrecimiento total. Si el ennegrecimiento se puede obtener, respectivamente, sólo con un error relativo de, por ejemplo, un 10%, y en la última pasada de irradiación aparece un error máximo de un 10%, entonces, el error de ennegrecimiento relativo, referido al ennegrecimiento total, es sólo del 1%.

El procedimiento según la invención permite, por consiguiente, implantar un sistema láser para la grabación láser de imágenes cuya intensidad de radiación está sometida a fluctuaciones relativamente grandes, dado que, gracias a la irradiación iterativa de la capa radiosensible en varias pasadas de irradiación, y a la comprobación del ennegrecimiento conseguido respectivamente en las siguientes pasadas de irradiación, se pueden corregir correspondientemente los valores de ennegrecimiento perseguidos, mediante lo cual se puede reducir drásticamente el error de ennegrecimiento relativo referido al ennegrecimiento total.

Otra posibilidad de conseguir el ennegrecimiento de la imagen en varias pasadas de irradiación consiste en perseguir, por ejemplo, un 60% del ennegrecimiento total de la imagen terminada en la primera pasada de irradiación, mientras que en la segunda pasada de irradiación se ha de ocasionar el 90% del ennegrecimiento total, y en la última pasada de irradiación sólo el 10% del ennegrecimiento total.

En ambos procedimientos es, sin embargo, especialmente ventajoso que el ennegrecimiento adicional perseguido en la última pasada de irradiación sea tan pequeño que ya esté situado en el ámbito de ruido de fondo.

Claims (5)

1. Procedimiento para grabar imágenes mediante radiación en una capa radiosensible, especialmente para grabar con láser, en el que la capa radiosensible es irradiada punto por punto de forma que para cada píxel (P_{k, \ 1}) se consigue el ennegrecimiento prefijado, caracterizado porque

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en una primera pasada de irradiación cada píxel (P_{k, \ 1}) es irradiado con una energía de radiación definida, de forma que el ennegrecimiento perseguido en cada píxel (P_{k, \ 1}) corresponde a una fracción predeterminable del ennegrecimiento prefijado para este píxel,

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el ennegrecimiento conseguido en cada píxel (P_{k, \ 1}) está determinado por la cantidad de radiación irradiada para este píxel (P_{k, \ 1}) y

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en la irradiación posterior de los píxeles (P_{k, \ 1}), en una última pasada de irradiación, cada píxel (P_{k, \ 1}) es irradiado con una energía de radiación ajustada dependiendo del ennegrecimiento ya conseguido y prefijado para este píxel.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

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en todas las pasadas de irradiación, excepto en la última, la energía de radiación se ajusta de tal manera que el ennegrecimiento perseguido adicionalmente en la pasada de irradiación correspondiente corresponde a la misma fracción de la diferencia entre el presente ennegrecimiento y el ennegrecimiento prefijado para el píxel (P_{k, \ 1}) correspondiente y

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en la última pasada de irradiación se ajusta la energía de radiación de tal manera que se persigue el ennegrecimiento prefijado para el píxel (P_{k, \ 1}) correspondiente.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en la última pasada de irradiación el ennegrecimiento adicional perseguido corresponde a una diferencia de luminosidad por debajo del límite de percepción del ojo humano.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque para la irradiación se usa radiación láser y el ennegrecimiento conseguido en cada píxel (P_{k, \ 1}) viene determinado por la potencia de radiación correspondiente.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque para generar la radiación láser se usa un sistema láser (10) que trabaja en el funcionamiento por impulsos y el ennegrecimiento conseguido en cada píxel (P_{k, \ 1}) viene determinado por la amplitud de impulso del impulso láser irradiado para cada píxel (P_{k, \ 1}).