PT975148E - Processo para a gravação de imagens mediante radiação numa camada sensível à radiação, em particular, para a gravação a laser - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"PROCESSO PARA A GRAVAÇÃO DE IMAGENS MEDIANTE RADIAÇÃO NUMA CAMADA SENSÍVEL À RADIAÇÃO, EM PARTICULAR, PARA A GRAVAÇÃO A LASER" A invenção refere-se a um processo para a gravação de imagens mediante radiação numa camada sensivel à radiação, em particular, para a gravação a laser, de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1. A gravação de imagens, por exemplo, de fotografias de passe, de assinaturas, padrões aumentando a segurança contra a falsificação de padrões gráficos e de semelhantes, mediante radiação, em particular, mediante radiação laser numa camada sensivel à radiação, é já utilizada, hoje em dia, significativamente, na produção de cartões e documentos de identidade como por exemplo cartões de crédito, cartões bancários, cartões de pagamento a dinheiro, bilhetes de identidade, cartas de condução e passaportes. Para a gravação a laser ou para a inscrição a laser, os cartões de identidade ou as folhas dos passaportes a serem inscritas, estão providos de uma camada adequada à gravação a laser, por exemplo, de uma folha sensibilizada mediante aditivos especiais ou de uma camada envernizada, sensivel à radiação utilizada, de modo que através da irradiação da camada sensivel à radiação pode ser produzida uma alteração óptica e/ou háptica da camada, em seguida designada sempre como enegrecimento. 1

De modo a gravar na camada uma imagem, portanto, por exemplo, uma fotografia de passe, uma rubrica, se j a de que espécie for, ou também um relevo, a camada é varrida ponto a ponto com um raio laser, sendo que a energia ou a quantidade de radiação incidente sobre cada ponto de imagem é regulada de tal modo que é conseguido o enegrecimento pretendido. De modo a gravar com elevada qualidade, em particular, fotografias de passe numa camada sensivel à radiação, é necessário que a energia de radiação possa ser regulada para cada ponto de imagem com tal precisão que possam ser conseguidas 64,128 ou mesmo 256 escalas de cinzento.

Para isto é necessário que o laser utilizado não só possua uma elevada potência, em particular, potência de impulso, como também uma elevada estabilidade temporal, portanto que a intensidade de radiação do laser, ou seja, a amplitude de impulso seja também constante durante muito tempo.

Estas exigências elevadas ao laser tornam, contudo, relativamente dispendiosa uma estação de inscrição correspondente, pelo que esta só é rentável onde tenham de ser produzidas grandes quantidades de cartões de identidade.

Remete-se, por exemplo, para o documento DE 3634865 Al, que funciona como comprovativo impresso para um processo para a gravação de imagens, tal como acima explicado. 0 documento EP 0680198 A2 refere-se a uma impressora, em particular, a uma impressora de jacto de tinta com realimentação óptica. Numa primeira passagem é imprimida uma imagem que é mais fraca do que a imagem a imprimir pretendida. Com um sensor óptico é registada a densidade conseguida da imagem impressa, de 2 modo a determinar um valor de densidade a ser imprimido, a partir da diferença da densidade conseguida e da densidade a ser conseguida na passagem seguinte. Esta forma de procedimento é então repetida mais uma vez, de modo a obter a imagem pretendida numa terceira passagem. A partir do documento EP 0420573 A2 é conhecido um comando para uma fonte de luz laser, na qual é monitorizada a quantidade de luz de um raio laser, de modo a regular, em função desta, a intensidade do raio laser. A invenção tem como objectivo subjacente colocar à disposição um processo do tipo mencionado inicialmente que permita gravar imagens com elevada qualidade e precisão numa camada sensível à radiação, sem que para isto seja necessária uma fonte de radiação altamente estável.

Este objectivo é solucionado através do processo de acordo com a reivindicação 1. As configurações vantajosas da invenção estão descritas nas reivindicações dependentes.

De acordo com a invenção está, portanto, previsto um processo para a gravação de imagens mediante radiação numa camada sensível à radiação, em particular, para a gravação a laser, no qual a camada sensível à radiação é irradiada ponto a ponto de tal modo que para cada ponto de imagem é conseguido o enegrecimento preestabelecido para este, sendo que numa primeira passagem de irradiação cada ponto de imagem é irradiado com uma energia de radiação definida, de modo que o enegrecimento pretendido em cada ponto de imagem corresponde a uma fracção previamente determinável, do enegrecimento preestabelecido para este ponto de imagem, que o enegrecimento conseguido em cada 3 ponto de imagem é determinado a partir da quantidade de radiação emitida para este ponto de imagem e que, na irradiação subsequente dos pontos de imagem, numa última passagem de irradiação, cada ponto de imagem é irradiado com uma energia de radiação que é regulada em função do enegrecimento já conseguido e do emagrecimento para este ponto de imagem.

Portanto, enquanto a imagem é gravada ponto a ponto, o enegrecimento conseguido em cada um dos pontos de imagem é comparado com o enegrecimento pretendido para o qual tinha sido regulada a energia de radiação, de modo a formar um valor de correcção a partir do enegrecimento pretendido e do enegrecimento conseguido, que é então tomado em consideração, aquando dos processos de irradiação subsequentes. Desta maneira pode conseguir-se que, mesmo quando a intensidade de radiação do laser ou a sua amplitude de impulso está sujeita a oscilações, as imagens possam ser gravadas, com elevada exactidão e precisão, na camada sensivel à radiação.

Deste modo, os erros de enegrecimento que são imputáveis a oscilações estatísticas ou a derivas temporais da potência de laser, ou seja, da intensidade de radiação laser, podem ser reduzidas até ao ponto de deixarem de ser perceptiveis. Mesmo quando, em cada passagem de irradiação, o erro relativo de enegrecimento é relativamente elevado, esta pode ser, todavia, minimizada num ponto de imagem para o enegrecimento global a ser conseguido, em particular, quando durante a última passagem de irradiação já só é exigida uma irradiação adicional reduzida. 0 conceito de base da presente invenção consiste, portanto, no facto de se registar o enegrecimento conseguido para cada um dos pontos de imagem, durante a gravação ou inscrição de 4 informações numa camada, mediante radiação, em particular, mediante radiação laser e de se comparar com o enegrecimento pretendido para que, na irradiação subsequente de pontos de imagem, se tome em consideração o resultado de enegrecimento conseguido anteriormente, na regulação da energia de radiação, correspondente ao emagrecimento a conseguir, de modo que, também, aquando da utilização de lasers relativamente simples, o enegrecimento pretendido e, portanto, a qualidade de imagem desejada possa ser conseguida com elevada precisão. A irradiação dupla ou múltipla tem, além disso, ainda, a vantagem de poderem ser utilizados sistemas de laser com uma potência de saida significativamente mais reduzida.

Numa configuração da invenção particularmente vantajosa está previsto que em todas as passagens de irradiação, à excepção da última, a energia de radiação seja regulada de tal modo que, na respectiva passagem de irradiação, o enegrecimento pretendido adicionalmente corresponde à mesma fracção da diferença entre o presente enegrecimento e o enegrecimento preestabelecido para o respectivo ponto de imagem e que, na última passagem de irradiação, a energia de radiação é regulada de tal modo que é pretendido o enegrecimento preestabelecido para o respectivo ponto de imagem.

Através do processo iterativo, a diferença entre o presente enegrecimento e o enegrecimento preestabelecido para o respectivo ponto de imagem pode ser minimizada muito rapidamente, de tal modo que o erro de enegrecimento emergente na última passagem de irradiação se torna tão pequeno que deixa de ser perceptível. 5

Todavia, afigura-se particularmente vantajoso quando, na última passagem de irradiação, o enegrecimento adicional pretendido corresponde a uma diferença de luminância abaixo do limite de perceptibilidade da visão humana.

Afigura-se particularmente vantajoso quando é utilizada a radiação a laser para a irradiação e quando o enegrecimento conseguido em cada ponto de imagem é determinado a partir da respectiva potência de radiação. O registo da potência de radiação utilizada respectivamente durante a irradiação de um ponto de imagem adequa-se particularmente bem para obter uma medida para o enegrecimento conseguido, dado que a irradiação necessária para um determinado enegrecimento é regulada igualmente, de um modo preferido, através da potência de radiação.

Num exemplo de realização da invenção particularmente preferido está previsto, correspondentemente, que para a geração da radiação laser seja utilizado um sistema de laser funcionando em modo pulsado e que o enegrecimento conseguido em cada ponto de imagem seja determinado a partir da amplitude de impulso do impulso de laser emitido para o respectivo ponto de imagem.

Os exemplos de realização da invenção são explicados, em seguida, mais pormenorizadamente, tendo como referência o desenho. A única figura do desenho mostra um diagrama de blocos esquemáticos de uma estação de gravação a laser para a realização do processo de acordo com a invenção.

Como representado no desenho, a estação de gravação ou inscrição a laser apresenta um sistema 10 de laser, um dispositivo 11 de obturação e um dispositivo 12 de deflexão de 6 feixe. Um raio 13 laser produzido pelo sistema 10 de laser chega através do dispositivo 11 de obturação, o qual pode ser, por exemplo, um diafragma de comutação óptico-acústico, ao dispositivo 12 de deflexão de feixe, o qual deflecte o raio 13 laser na direcção x e y, de tal modo que um raio 13' de gravação explora um plano B de imagem, ponto a ponto.

Um dispositivo 14 de comando comanda o dispositivo 11 de obturação e o dispositivo 12 de deflexão de feixe de modo que a energia de radiação incidente em cada ponto Pk,i de imagem de uma camada sensivel à radiação é tão grande que é conseguido um determinado enegrecimento no ponto de imagem.

Em vez de um dispositivo 11 de obturação separado do sistema 10 de laser, também pode ser utilizada a janela de saida do raio laser do sistema 10 de laser para a regulação da potência de radiação. Caso seja utilizado, por exemplo, um laser bombeado continuamente, em particular, um laser Neodimio-YAG, de modo a produzir os respectivos impulsos de laser para a irradiação da camada sensivel à radiação, então o grau de translucidez da janela de saida pode variar, individualmente, para cada processo individual de irradiação, de modo a regular a amplitude de impulso de cada impulso de laser. Neste caso, o grau de translucidez da janela de saida para cada impulso pode ser regulado com tal precisão que podem ser produzidas 256 escalas de cinzento ou mais.

De modo a determinar o enegrecimento conseguido com um processo respectivo de irradiação, está previsto um sensor 15 de amplitude de impulso que capta uma pequena parte da energia de impulso através de um espelho 16 divisor fraco e que fornece ao dispositivo 14 de comando um sinal de saida correspondente à 7 amplitude de impulso de cada impulso de laser. Consoante o material fotossensivel usado e o sistema de laser utilizado, a amplitude de impulso registada encontra-se numa correlação fixa com o enegrecimento conseguido. Esta correlação pode determinar-se através de um ciclo de calibração adequado e é necessária para o comando de cada um dos processos de irradiação.

Uma outra possibilidade de determinar o enegrecimento conseguido com a respectiva irradiação consiste, por exemplo, em observar o plano B de imagem com uma câmara 15' de video através de um espelho 16 divisor. Embora no desenho tanto o sensor 15 de amplitude de impulso como também a câmara 15' de video estejam representados, apenas um de ambos os dispositivos é habitualmente utilizado para a determinação do enegrecimento.

Em vez da disposição da câmara 15' de video representada também é concebível dispô-la de tal modo que seja adequada para uma observação inclinada do plano B de imagem, que, portanto, o eixo 0AK óptico da câmara 15' de video não converge com o eixo 0Al óptico do sistema 10 de laser. Numa disposição de observação inclinada deste tipo o espelho 16 divisor pode ser suprimido. Todavia, terá então de ser tomada em consideração a ocorrência possivel de uma distorção do plano de imagem na imagem video na avaliação dos sinais de imagem.

Em vez de uma câmara 15 de video com uma disposição bidimensional de fotorreceptores, também parece ainda possivel prever uma disposição linear de fotorreceptores, por exemplo, uma linha de fotodiodos, ou mesmo apenas um único fotorreceptor rápido, sendo que então tem de ser utilizado um dispositivo de deflexão de feixe correspondente, uni ou bidimensional, de modo a poder varrer cada ponto Pk,i de imagem do plano B de imagem.

De modo a gravar uma imagem, portanto, por exemplo, uma fotografia de passe de um titular de um documento de identidade, uma assinatura, demais rubricas, padrões gráficos ou semelhantes na camada sensivel à radiação adequada à gravação a laser, o dispositivo 11 de obturação é comandado de tal modo que a energia de radiação passada para cada ponto de imagem provoca no ponto de imagem uma determinada irradiação que tem como consequência o enegrecimento pretendido. Para isto, é influenciada a amplitude de impulso de um impulso de laser passado, portanto a sua potência, mediante o auxilio do dispositivo 11 de obturação ou com a janela de sarda comandada do sistema 10 de laser. Caso ocorram oscilações na potência de radiação, ou seja, na intensidade de radiação do raio laser, isto tem como consequência o facto de a irradiação produzida num ponto Pk,i de imagem não provocar o enegrecimento pretendido.

Para remediar esta situação, de acordo com uma primeira configuração da invenção, após a irradiação de um ponto P*,i de imagem, o enegrecimento ali conseguido efectivamente é determinado directamente ou, de um modo preferido, a partir da potência de radiação ou da amplitude de impulso medidas e comparado com o enegrecimento preestabelecido para este ponto

Pk,i de imagem. Caso deva ser conseguido num ponto de imagem, por exemplo, um enegrecimento correspondente a uma escala de cinzento de 100 a partir de 256 escalas de cinzento, então o dispositivo 11 de obturação é correspondentemente comandado. Todavia, se o enegrecimento conseguido corresponder apenas à escala de cinzento 90, em consequência de oscilações estatísticas da intensidade de radiação do raio 13 laser, se o enegrecimento conseguido é portanto mais reduzido em 10 escalas de cinzento do que o enegrecimento pretendido, então isto será 9 tomado em consideração na irradiação subsequente de pontos Pk,i de imagem.

De modo a aproveitar convenientemente a informação determinada durante a irradiação acerca do enegrecimento respectivamente conseguido nos pontos Pk,i de imagem individuais, numa primeira passagem de irradiação, o enegrecimento pretendido pode ser reduzido, correspondendo às oscilações estatísticas da potência de saída do sistema de laser em relação ao enegrecimento global preestabelecido para este ponto Pk,i de imagem. Caso a margem de oscilação do sistema de laser fazer, por exemplo, 10%, então, na primeira passagem de irradiação, para cada ponto Pk,i de imagem apenas é pretendido 90% do enegrecimento definitivo e registado o enegrecimento conseguido. Em cada ponto de imagem, o enegrecimento conseguido, dependendo da respectiva potência de radiação ou amplitude de impulso efectivamente conseguida, situa-se então entre 81 e 99% do enegrecimento desejado na imagem definitiva. Numa segunda passagem de irradiação, o enegrecimento desejado pode então ser conseguido, com elevada precisão, para cada ponto de imagem, irradiando-se conforme o enegrecimento adicional ainda necessário. Uma vez que na primeira passagem de irradiação a divergência máxima, entre o enegrecimento conseguido e o enegrecimento definitivo, com um erro estatístico de 10%, perfaz aproximadamente 20%, então a somatória de erro na imagem definitiva pode ser reduzida para 2%.

De acordo com uma outra configuração da invenção, é em primeiro lugar produzida uma imagem a ser gravada, ponto de imagem a ponto de imagem, sendo que, todavia, para cada ponto de imagem apenas é pretendida uma fracção do enegrecimento estabelecido para este ponto de imagem. Caso, portanto, um ponto 10

Pk,i de imagem deve possuir, por exemplo, um enegrecimento correspondendo à escala de cinzento 100, na imagem definitiva, então o raio 13 laser é influenciado de tal modo através do dispositivo 11 de obturação, provocando, por exemplo, apenas 50%, 60% ou 70% do enegrecimento desejado na imagem definitiva. Sendo agora assumido que na primeira passagem de irradiação deve ser conseguido 60% do enegrecimento global, então, na primeira passagem de irradiação, é pretendida a escala de cinzento 60 para uma escala de cinzento 100 pretendida para a imagem definitiva. Na segunda passagem de irradiação pode então ser pretendido um enegrecimento adicional que, por sua vez, perfaz 60% da diferença do enegrecimento existente e do enegrecimento pretendido na imagem definitiva. Isto, no exemplo numérico representado, corresponde a um enegrecimento adicional correspondente à escala de cinzento 24 e a um enegrecimento, global existente após a segunda passagem de irradiação na escala de cinzento 84. Na terceira passagem de irradiação é então pretendido um enegrecimento adicional, de acordo com a escala de cinzento 10 e um enegrecimento global correspondente à escala de cinzento 94. Então, na quarta e última passagem de irradiação já só tem de se provocar um enegrecimento adicional de acordo com a escala de cinzento 6.

Caso se constate agora que, após a primeira passagem de irradiação, apenas foi conseguido o enegrecimento 55 no ponto Pk,i de imagem em vez do enegrecimento 60 pretendido, então, na segunda passagem de irradiação pode ser pretendida a escala de cinzento 84. Por outro lado, também é possivel pretender uma irradiação correspondente a 60% da diferença entre o enegrecimento conseguido, portanto, a escala de cinzento 55 e a escala de cinzento pretendida para a imagem definitiva, portanto, a escala de cinzento 100. Isto corresponde a um 11 enegrecimento adicional, correspondente à escala de cinzento 27, e a um enegrecimento global existente após a segunda passagem de irradiação correspondente à escala de cinzento 82.

Mediante este processo de irradiação iterativo pode conseguir-se que na última passagem de irradiação tenham de ser conseguidas, por exemplo, apenas 10% ou menos do enegrecimento global. Caso o enegrecimento possa ser respectivamente conseguido apenas com um erro relativo de, por exemplo, 10% e o erro máximo de 10% surja na última passagem de irradiação, então o erro relativo de enegrecimento em relação ao enegrecimento global é apenas de 1%. O processo de acordo com a invenção permite, deste modo, utilizar um sistema de laser para a gravação a laser de imagens cuja intensidade de radiação está sujeita a oscilações relativamente grandes, dado que através da irradiação iterativa da camada sensível à radiação em várias passagens de irradiação, e através da determinação do enegrecimento respectivamente conseguido em passagens de irradiação subsequentes, os valores de enegrecimento pretendidos podem ser corrigidos correspondentemente, pelo que o erro relativo de enegrecimento em relação ao enegrecimento global pode ser reduzido drasticamente.

Uma outra possibilidade de conseguir o enegrecimento na imagem em várias passagens de irradiação consiste no facto de, por exemplo, na primeira passagem de irradiação, ser pretendido 60% do enegrecimento global na imagem definitiva, enquanto na segunda passagem de irradiação tem de ser provocado 90% do enegrecimento global e, na última passagem de irradiação, já só então 10% do enegrecimento global. 12

Em ambos os modos de procedimento afigura-se, todavia, particularmente vantajoso quando, na última passagem de irradiação, o enegrecimento adicional pretendido é tão pequeno que já se situa na faixa do ruido.

Lisboa, 29 de Janeiro de 2007 13

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a gravação de imagens mediante radiação numa camada sensível à radiação, em particular, para a gravação a laser, em que a camada sensível à radiação é irradiada ponto a ponto de tal modo que para cada ponto (Pk,i) de imagem é conseguido o enegrecimento preestabelecido para este, caracterizado por numa primeira passagem de irradiação cada ponto (Pk,i) de imagem ser irradiado com uma energia de radiação definida, de modo que o enegrecimento pretendido em cada ponto (Pk,i) de imagem corresponde a uma fracção previamente determinável do enegrecimento preestabelecido para este ponto de imagem, o enegrecimento conseguido em cada ponto (Pk,i) de imagem ser determinado a partir da quantidade de radiação emitida para este ponto (Pk,i) de imagem e na irradiação subsequente dos pontos (Pk,i) de imagem, numa última passagem de irradiação, cada ponto (Pk,i) de imagem ser irradiado com uma energia de radiação que é regulada em função do enegrecimento já conseguido e do enegrecimento preestabelecido para este ponto de imagem.
2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por em todas as passagens de irradiação, à excepção da última, a energia de radiação ser regulada de tal modo que o enegrecimento pretendido adicionalmente, na respectiva passagem de irradiação, corresponde à mesma fracção da diferença entre o presente enegrecimento e o enegrecimento preestabelecido para o respectivo ponto (Pk,i) de imagem e 1 na última passagem de irradiação, a energia de radiação ser regulada de tal modo gue é pretendido o enegrecimento preestabelecido para o respectivo ponto (Pk,i) de imagem.
3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por na última passagem de irradiação, o enegrecimento adicional pretendido corresponder a uma diferença de luminância abaixo do limite de perceptibilidade da visão humana.
4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1 a 3, caracterizado por ser utilizada a radiação laser para a irradiação e por o enegrecimento conseguido em cada ponto (Pk,i) de imagem ser determinado a partir da respectiva potência de radiação.
5. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por, para a geração da radiação laser, ser utilizado um sistema (10) de laser, funcionando em modo pulsado e por o enegrecimento conseguido em cada ponto (Pk,i) de imagem ser determinado a partir da amplitude de impulso do impulso de laser emitido para o respectivo ponto (Pk,i) de imagem. Lisboa, 29 de Janeiro de 2007 2