專利名稱：在鍍金屬層的高分子材料膜上進(jìn)行漫反射處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光全息防偽技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在鍍金屬層的高分子材 料膜上進(jìn)行漫反射處理的方法，在進(jìn)行漫反射處理后的高分子材料膜上制 作的條形碼可以采用普通掃描器讀取信息。
背景技術(shù)：
條形碼技術(shù)是一種快速、準(zhǔn)確的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，為物品管理和世界各 國的經(jīng)貿(mào)交往提供了一種極其簡(jiǎn)便而通用的方法，在商品流通、物資管理、 工業(yè)過程控制、交通運(yùn)輸、醫(yī)藥、郵電、金融、圖書資料管理、安全防護(hù) 以及辦公自動(dòng)化等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
條形碼信息是由"0"和"1"的比特流組成的，利用印制的條符寬度、
條符之間的間隔寬度以及間隔的相對(duì)位置來進(jìn)行編碼，通過條碼打印機(jī)在 條碼標(biāo)簽上打印后，條碼掃描器就能識(shí)別。因此，條碼標(biāo)簽載體上的條碼 打印效果對(duì)條碼信息識(shí)別顯得尤其重要。
通常，條形碼制作在白紙上，白紙具有漫反射特性，掃描讀取時(shí)條形 碼的光電信息向各個(gè)方向反射，總可以有信號(hào)進(jìn)入掃描接收器，很容易正 確讀取數(shù)據(jù)。將條形碼制作在鍍金屬(例如鋁、鋅、鉻，等等)塑料膜上 的時(shí)候，由于鍍金屬塑料膜具有鏡面反射特性，掃描讀取時(shí)條形碼的信息 按照反射定律只能向一定的方向反射，不能保證一定有信號(hào)進(jìn)入掃描接收 器，也就無法保證條形碼信息的讀取。為了解決在鍍金屬塑料膜上制作的 條形碼難以讀出的問題， 一般是在印制條形碼的區(qū)域印刷一層白色油墨作 為襯底，白色油墨的襯底也具有漫反射特性。以白色油墨作為背景，可以 印制條形碼。
對(duì)于激光全息防偽標(biāo)識(shí)，也存在上述同樣的問題。激光全息防偽標(biāo)識(shí) 是通過全息模壓工藝，在鍍金屬塑料薄膜上壓制全息干涉條紋，因而產(chǎn)生
出絢麗多彩的全息效果。由于薄膜上的鍍金屬層起著鏡面反射的作用，如 果直接在激光全息防偽標(biāo)識(shí)上制作條形碼，然后采用條碼掃描器進(jìn)行條碼 讀取，是無法正確讀取條碼信息的。當(dāng)然，也可以在激光全息防偽標(biāo)識(shí)上 印刷一層白色油墨，再以白色油墨作為背景，印制條形碼。但這一方法實(shí) 施起來比較麻煩，而且也破壞了全息防偽標(biāo)識(shí)的整體外觀。要實(shí)現(xiàn)條形碼 與激光全息防偽標(biāo)識(shí)的有機(jī)融合，也必須研究制作全息標(biāo)識(shí)表面上產(chǎn)生漫 反射效果的原理和產(chǎn)生條件，使得條形碼區(qū)域和全息圖案渾然一體，仿冒 者也難以偽造。 .
鍍金屬層的高分子材料膜包括鍍金屬塑料膜和帶有金屬鍍層的燙印材 料等高分子材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在鍍金屬層的高分子材料膜上進(jìn)行漫反射 處理的方法，在進(jìn)行漫反射處理后的鍍金屬塑料膜上制作的條形碼可以采 用現(xiàn)有條碼掃描器正確讀取。
本發(fā)明提供的在鍍金屬層的高分子材料膜上進(jìn)行漫反射處理的方法， 其步驟包括
(1) 確定光柵點(diǎn)陣的分辨率；
(2) 確定光柵像素的光柵間距；
(3) 按隨機(jī)取向規(guī)則確定光柵像素的取向；
(4) 根據(jù)上述確定的光柵點(diǎn)陣的參數(shù)，利用全息點(diǎn)陣光刻機(jī)在光刻膠 版上刻蝕出隨機(jī)光柵點(diǎn)陣；
(5) 將刻有隨機(jī)光柵點(diǎn)陣的光刻膠版制成模壓版，將隨機(jī)光柵點(diǎn)陣模 壓在鍍金屬層的高分子材料膜上。
上述步驟(3)可以按下述規(guī)則制作光柵點(diǎn)陣
以坐標(biāo)原點(diǎn)為頂點(diǎn)作i條射線，將坐標(biāo)平面的半平面等分成i+2個(gè)扇 型區(qū)域，i條射線和X軸、Y軸分別記作Sh S2、 、 Si， Si+1、 Si+2， i^2;
制作每一個(gè)光柵像素時(shí)，用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一個(gè)取值范圍為1至i+2的隨機(jī)數(shù)k， 光柵像素按射線Sk取向，即光柵線垂直于射線Sk。
本發(fā)明在鍍金屬層的高分子材料膜表面形成漫反射區(qū)域，在漫反射區(qū) 域上制作條形碼。本發(fā)明方法還可以與激光全息防偽標(biāo)識(shí)共同使用，擴(kuò)大 激光全息防偽標(biāo)識(shí)的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)綜合防偽。在該方法形成的漫反射區(qū)
域內(nèi)制作的條形碼能采用通用的條碼掃描器(例如CIPHER 1021系列的條 碼掃描器)正確讀取條碼信息，在實(shí)際應(yīng)用中有著重要的意義。本發(fā)明方 法克服了在鍍金屬層的高分子材料膜(包括鍍金屬塑料膜，激光全息防偽 標(biāo)識(shí))上以及類似具有鏡面反射特性的載體上無法直接使用條形碼的問題。
具體而言，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)
(1) 解決了在鍍金屬層的高分子材料膜上直接制作的條形碼不能讀取信
息的問題；
(2) 在激光全息防偽標(biāo)識(shí)上采用本發(fā)明的方法處理后，可以在激光全息 防偽標(biāo)識(shí)上直接印制條形碼，條形碼信息可以采用條碼掃描器自動(dòng)讀取。 條形碼與激光全息防偽標(biāo)識(shí)組成為一體，使標(biāo)識(shí)增加了條形碼的功能，反 過來，條形碼標(biāo)簽具有了激光全息的美觀效果，相得益彰。當(dāng)采用隨機(jī)條 形碼或數(shù)字變化條形碼時(shí)，激光全息防偽標(biāo)識(shí)的防偽力度可以大大增強(qiáng)。
(3) 該方法仍然利用現(xiàn)有的條碼打印機(jī)和普通條碼掃描器，擴(kuò)大了條形 碼的應(yīng)用范圍，增強(qiáng)了激光全息防偽標(biāo)識(shí)的功能和作用。


圖l為點(diǎn)陣全息示意圖。
圖2為步驟3實(shí)施的說明圖例。
圖3為在激光全息標(biāo)識(shí)上制作的漫反射背景區(qū)域。
圖4為打印有防偽條形碼的激光全息標(biāo)識(shí)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明采用點(diǎn)陣全息的方法，在鍍金屬層的高分子材料膜上研究制作
具有漫反射效果的區(qū)域。
本發(fā)明采用點(diǎn)陣全息技術(shù)，在全息標(biāo)識(shí)制版過程中制作具有"漫反射" 效果的隨機(jī)光柵點(diǎn)陣。在這種漫反射區(qū)域印制條形碼，可以用條碼掃描器 正確地讀出條形碼數(shù)據(jù)。
點(diǎn)陣全息圖是由大量按一定規(guī)則排列的像素點(diǎn)組成，這些像素點(diǎn)本身 又具有精細(xì)的衍射光柵結(jié)構(gòu)，因此這些像素點(diǎn)被稱為光柵像素，如圖1所 示。
對(duì)于每個(gè)光柵像素，有兩個(gè)基本的參數(shù)， 一個(gè)是光柵像素的"光柵間
距"(柵距)d，它由兩束相干光的夾角e決定，柵距d可以定量地表示為 d=a / sine)。其中，人是使用的激光的波長。
另一個(gè)參數(shù)就是"光柵像素的取向"，例如圖i中的光柵像素i為水平
取向，光柵像素2為垂直取向，光柵像素3為45度取向，光柵像素4為135 度取向。
光柵像素的取向決定了光的衍射方向。相同方向的光線照射到取向不 同的光柵像素上，從光柵像素上衍射出來的光的方向也是各不相同的。本 發(fā)明就是利用光柵像素的這一特點(diǎn)，隨機(jī)安排光柵像素的取向，這種由大 量隨機(jī)取向的光柵像素組成的光柵點(diǎn)陣(稱為隨機(jī)光柵點(diǎn)陣)，就具有漫反 射的效果。
本發(fā)明利用全息點(diǎn)陣光刻機(jī)，采用"隨機(jī)光柵點(diǎn)陣"在鍍金屬層的高 分子材料膜(例如全息標(biāo)識(shí))表面制作"漫反射"區(qū)域，在漫反射區(qū)域制 作條形碼。
本發(fā)明制作隨機(jī)光柵點(diǎn)陣方法的步驟包括
(1) 選定光柵點(diǎn)陣的分辨率。光柵點(diǎn)陣分辨率的選擇范圍很寬，可以 從幾十dpi到數(shù)千dpi，分辨率越高越好，目前全息點(diǎn)陣光刻機(jī)的分辨率通 常都在2000dpi以上，分辨率的要求很容易滿足。
(2) 選定光柵像素的光柵間距。如前所述，光柵間距由全息點(diǎn)陣光刻
機(jī)的兩束相干光夾角e決定，光柵間距d=a / sine)。其中，X是全息點(diǎn)
陣光刻機(jī)使用的激光的波長。因此，選定光柵間距實(shí)際上是選擇兩束相干
光的夾角e， e的選擇范圍是o°<e<i8o°。
例如，全息點(diǎn)陣光刻機(jī)中使用氦鎘激光器，其波長為441.6納米，選 定兩束相干光的夾角e為30度，則光柵間距為883. 2納米。
(3) 以坐標(biāo)原點(diǎn)為頂點(diǎn)，作若干條射線，將坐標(biāo)平面的上半平面等分 成許多不同的扇型區(qū)域。例如，作Sb S2、 S3……Ss八條射線，連同X、 Y 軸，將坐標(biāo)平面的上半平面等分成10個(gè)扇型區(qū)域，如圖2(a)所示。通常射 線的條數(shù)不少于2條就可以了，如圖2(b)， S9和Su)兩條射線，連同X、 Y 軸，將坐標(biāo)平面的上半平面等分成4個(gè)扇型區(qū)域。
(4) 按隨機(jī)取向規(guī)則制作光柵點(diǎn)陣。設(shè)第m行第n列的光柵像素用Jmn 表示，例如，左上角第一行第一列的光柵像素表示為Jll，第一行第二列的 光柵像素表示為J12,等等。
制作每一個(gè)光柵像素時(shí)，光柵像素的取向是按以下隨機(jī)取向規(guī)則確定 的(以圖2(a)為例):
用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生1一10隨機(jī)數(shù)。當(dāng)隨機(jī)數(shù)為1時(shí)，光柵像素按Si射線取 向，即光柵線垂直于S,;當(dāng)隨機(jī)數(shù)為2時(shí)，光柵像素按S2射線取向，即光
柵線垂直于S2;……，當(dāng)隨機(jī)數(shù)為8時(shí)，光柵像素按S8射線取向；當(dāng)隨機(jī)
數(shù)為9時(shí)，光柵像素按X軸取向；當(dāng)隨機(jī)數(shù)為10時(shí)，光柵像素按Y軸取向。
(5) 將以上確定的光柵點(diǎn)陣的參數(shù)(包括光柵點(diǎn)陣的分辨率，光柵像 素的位置參數(shù)m、 n，相應(yīng)的光柵像素的取向)輸入全息點(diǎn)陣光刻機(jī)。
(6) 準(zhǔn)備好光刻膠版，啟動(dòng)全息點(diǎn)陣光刻機(jī)，在光刻膠版上刻蝕出隨 機(jī)光柵點(diǎn)陣。
(7) 將以上步驟制作產(chǎn)生的光刻膠版電鑄(電鍍)成模壓版，就可以 將隨機(jī)光柵點(diǎn)陣模壓在鍍金屬層的高分子材料膜上。鍍金屬層的高分子材 料膜包括鍍金屬塑料膜和帶有金屬鍍層的燙印材料等高分子材料。
(8) 在模壓的隨機(jī)光柵點(diǎn)陣區(qū)域印制條形碼，用條碼掃描器掃描時(shí)， 可以正確地讀出條形碼數(shù)據(jù)。
要在全息防偽標(biāo)識(shí)上印制條形碼時(shí)，可以將隨機(jī)光柵點(diǎn)陣的設(shè)計(jì)和點(diǎn) 陣全息圖的設(shè)計(jì)一并考慮，如圖3所示。圖3中的5是點(diǎn)陣全息圖，圖3 中的6是漫反射區(qū)域。啟動(dòng)全息點(diǎn)陣光刻機(jī)，依次在光刻膠版上刻蝕出點(diǎn)
陣全息圖和隨機(jī)光柵點(diǎn)陣(漫反射區(qū)域)，經(jīng)電鑄、模壓后，就得到帶有漫 反射區(qū)域的全息標(biāo)識(shí)(圖3)。在全息標(biāo)識(shí)的漫反射區(qū)域印制條形碼，如圖
4中的7所示，當(dāng)用條碼掃描器掃描時(shí)，可以正確地讀出條形碼數(shù)據(jù)。
當(dāng)然，帶有"漫反射"區(qū)域的全息圖可以不是點(diǎn)陣全息圖，而是其他
的方法制作的圖案，例如通常全息照相的2D/3D全息圖、合成全息圖、光 化浮雕圖案，電子束刻蝕圖案，等等。這時(shí)候，可以采用拼版的方法，將 隨機(jī)光柵點(diǎn)陣區(qū)域和上述各種圖案拼接在一起，然后電鑄成模壓版。
還可以在帶有金屬鍍層的燙印材料上制作隨.機(jī)光柵點(diǎn)陣區(qū)域。帶有金 屬鍍層的燙印材料也包括金屬鍍層和塑料薄膜，而且在金屬鍍層和塑料薄 膜之間夾有一層或幾層高分子材料層。采用本發(fā)明方法制作隨機(jī)光柵點(diǎn)陣 區(qū)域，實(shí)施燙印工藝后，塑料薄膜與金屬鍍層和高分子材料層剝離去除， 隨機(jī)光柵點(diǎn)陣區(qū)域仍然留在高分子材料層上。高分子材料層上的隨機(jī)光柵 點(diǎn)陣區(qū)域同樣具有漫反射效果，在上面印制的條形信息碼可以正確地讀出。
權(quán)利要求
1、 一種在鍍金屬層的高分子材料膜上進(jìn)行漫反射處理的方法，其步馬聚 包括(1) 確定光柵點(diǎn)陣的分辨率；(2) 確定光柵像素的光柵間距；(3) 按隨機(jī)取向規(guī)則確定光柵像素的取向；(4) 根據(jù)上述確定的光柵點(diǎn)陣的參數(shù)，利用全息點(diǎn)陣光刻機(jī)在光刻膠 版上刻蝕出隨機(jī)光柵點(diǎn)陣；(5) 將刻有隨機(jī)光柵點(diǎn)陣的光刻膠版制成模壓版，將隨機(jī)光柵點(diǎn)陣模 壓在鍍金屬層的高分子材料膜上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)按下述規(guī)則 制作光柵點(diǎn)陣以坐標(biāo)原點(diǎn)為頂點(diǎn)作i條射線，將坐標(biāo)平面的半平面等分成i+2個(gè)扇 型區(qū)域，i條射線和X軸、Y軸分別記作S,、 S2、……、Si, Si+1、 Si+2， i》2; 制作每一個(gè)光柵像素時(shí)，用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一個(gè)取值范圍為1至i+2的隨機(jī)數(shù)k， 光柵像素按射線Sk取向，即光柵線垂直于射線S,。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于在鍍金屬層的高分子 材料膜的隨機(jī)光柵點(diǎn)陣區(qū)域印制條形碼。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于在鍍金屬層的高分子材料 膜上制作模壓全息圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在鍍金屬層的高分子材料膜上進(jìn)行漫反射處理的方法，步驟為①確定光柵點(diǎn)陣的分辨率；②確定光柵像素的光柵間距；③按隨機(jī)取向規(guī)則確定光柵像素的取向；④根據(jù)上述確定的光柵點(diǎn)陣的參數(shù)，利用全息點(diǎn)陣光刻機(jī)在光刻膠版上刻蝕出隨機(jī)光柵點(diǎn)陣；⑤將刻有隨機(jī)光柵點(diǎn)陣的光刻膠版制成模壓版，將隨機(jī)光柵點(diǎn)陣模壓在鍍金屬層的高分子材料膜上。在隨機(jī)光柵點(diǎn)陣(漫反射)區(qū)域上制作條形碼或與激光全息防偽標(biāo)識(shí)共同使用，可實(shí)現(xiàn)綜合防偽。在該方法形成的漫反射區(qū)域內(nèi)制作的條形碼能采用通用條碼掃描器正確讀取條碼信息，在實(shí)際應(yīng)用中有著重要的意義。本發(fā)明方法克服了在鍍金屬塑料膜上以及類似具有鏡面反射特性的載體上無法直接使用條形碼的問題。
文檔編號(hào)G06K1/00GK101122954SQ200710053210
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者曹漢強(qiáng), 陳汝鈞 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)