专利名称：具有增强安全性的身份识别证件的制作方法
技术领域：
本发明涉及身份识别证件及其制作，以及在身份识别证件的制作中采用衍射光变图像器件(DOVID)技术。
背景技术：
衍射光变图像器件(下文中的DOVID)是基于光干涉技术的衍射图像。一类DOVID是保留多透视维度的全息图。在外行的术语中，单词“全息图”通常作为通用术语替代DOVID。DOVID的另一形式是只保留单一透视维度的光栅图像。
DOVID已被用于多种应用以保护复制敏感文件。DOVID的一些最初应用涉及信用卡的保护。此后，已开发出多种类型的衍射成像技术以增加制作假证件的难度。
所有的DOVID呈现一反射图像，其中，当以不同角度轻微倾斜时，该图像会改变外观。这种独特的特征使DOVID图像不可能通过传统印刷和基于计算机的图形硬件和软件程序来进行复制或仿造。
当前用于保护复制敏感文件的DOVID技术，例如身份识别证件诸如信用卡，是依赖于那些与呈现在证件上的实际信息无联系的普通DOVID。此外，当前使用的DOVID材料在灰市变得越来越可得到，其中DOVID材料最初是以合法的手段获得的，但随后非法地或在可疑情况下被销售或经销。结果，传统的普通DOVID已变得越来越不安全了。
所需要的是一种更有效利用DOVID技术的增强安全性的证件，例如身份识别证件如护照，驾驶执照，信用卡，身份证和类似物，以及有关制作这些证件的改进方法。
发明内容
本发明提供了一种改进的身份识别证件，和制作身份识别证件的改进方法，具有增强的安全性和防复制性，同时对其它的核查和认证技术提供简单低成本的解决方案。
本发明使用以DOVID技术为形式的安全特性，在一个实施例中，该DOVID技术与要被保护的证件上的特定数据或信息相结合。其结果是该安全特征与证件的特定数据或信息直接联系。该安全特征可通过人眼进行核实，从而不需要高级技术来核实其真实性。此外，该安全特征具有增强的篡改检测。
本发明的构思可用于任何证件，其中该证件的安全性(例如，篡改检测，核查，认证)是所关注的并且文件的未经许可的复制是不希望的。可从本发明构思获益的证件示例包括卡片，例如身份证，驾驶执照，信用卡和类似物，以及护照。
在本发明的一个实施例中，证件由具有多衍射轴的多层DOVID形成。尽管优选具有至少两个DOVID层，但DOVID层的数目可根据安全性需要而变化。DOVID可形成在证件上的图像或文本之上，该DOVID与图像或文本形成精确匹配。该DOVID专用于且基于其覆盖的图像或文本。结果，该DOVID对于其上形成该DOVID的证件是唯一的，从而降低伪造的可能并更易于核实证件的完整性。
在本发明的第一方面，身份识别证件包括证件表面，其上提供有关该身份识别证件的预期持有者的信息，和证件表面上的衍射光变图像器件，其中该图像器件是基于证件表面上的至少部分信息。
在本发明的另一个方面，身份识别证件包括证件表面，其上提供有关该身份识别证件的预期持有者的信息，和证件表面上的多层衍射光变图像器件，其中该衍射光变图像器件具有多衍射轴并且形成在证件表面上。
在本发明的另一个方面，身份识别证件包括证件表面，其上提供有信息，和证件表面上的衍射光变图像器件，其中所述衍射光变图像器件是在所述信息形成于身份识别证件表面之后生成的并且基于至少部分信息。
在本发明的另一个方面，制作身份识别证件的方法包括提供一身份识别证件，其中该证件具有带有信息的证件表面，包括有关预期证件持有者的信息形成于其上，并在证件表面上形成衍射光变图像器件，所述图像器件至少部分根据所述信息的至少一部分。
为了更好地理解本发明的构思，以及由此而获得的优点和目的，应当参考构成本发明一部分的附图和下文的说明，其中在说明中描述了本发明的优选实施例。
图1示出根据本发明适于采用DOVID技术的卡片格式。
图2是可印制在卡片上的图像的示例。
图3A-C示出由图2中的图像产生的像素段的图像。
图4A-D是表示双层分割处理的图像。
图5示出根据本发明具有偏移DOVID的卡片。
图6是制作安全卡片的方法的步骤流程图。
具体实施例方式图1中示出了一种能够使用本发明构思的身份识别证件。该证件以卡片10示出，该卡片可以是，例如身份证，驾驶执照，信用卡或类似物。尽管本发明构思在本文中将根据证件是卡片来加以描述，但应当认识到本发明的构思可用于任意证件，例如护照，其中该证件的安全性(例如，篡改检测，核查，认证)是所关注的并且该证件的未经许可的复制是不希望的。
卡片10具有卡片表面12，其上置有多种信息，包括有关该身份识别证件的预期持有者的信息，包括一个或多个摄影影像14和文本16，以及与该身份识别证件的预期持有者无关的信息，例如标识图像18。图像14通常是预期卡片持有者，而文本16可包括，例如，该预期卡片持有者的信息，诸如卡片持有者的姓名及地址，有关卡片发行者例如雇主的信息，或卡号。标识图像18可以是卡片上常见的类型，例如公司标识，发行该卡的机构的标识，等等。卡片10可包括一个或多个图像14，文本16和标识图像18，以及其他数据的各种组合。卡片10还可包括涉及卡片持有者的其他类型信息，或附加于一种或多种上述类型信息，或者与一种或多种上述类型信息分离，例如卡片持有者的一个或多个指纹和可唯一确认该卡片持有者的随机信息。
可采用合适的卡片印刷技术，例如热升华，将图像14，文本16和标识图像18印制到卡片表面12上。图像14和标识图像18经常是由黄-洋红-靛蓝(YMC)热染料升华打印而产生的多色图像，而文本16通常也是由热染料升华打印而产生的黑色。用于在卡片表面上完成多色和单色热染料升华打印的设备可由明尼苏达州明内通卡市的咨询卡有限公司(DataCard Corporation of Minnetonka，Minnesota)提供。
本发明的构思将进一步结合通过YMC印制到卡片表面12上的图像14加以描述。不过，本文描述的发明构思也可应用于文本16和标识图像18。
根据下文中更详细的描述，本发明提供了由图像14指定并只有图像14才有的DOVID安全特征。在一个实施例中，该安全特征以与图像14匹配的方式形成于其上。该DOVID安全特征优选是在图像14上形成的多层，多衍射轴特征。每层DOVID安全特征包括以衍射光栅形式印在图像14上的DOVID材料层。其结果是当从不同方位观察图像14时，由裸眼观察到的图像14会改变外观。
其上形成有DOVID安全特征的图像14是白光图像，被定义为可在普通白光下可见并且不会随着方位的变化而改变颜色的图像。
现在转向图2，示出了热升华打印的摄影影像14的示例。尽管从图2中看不到各种颜色，但应当理解，图像14实际上是YMC，多色图像。
为制作DOVID安全特征，在图2中对图像14进行分割处理，其中该图像14根据像素强度被分割为预定数目的片段。每个片段覆盖像素强度的一个范围。例如，一个片段可包括0-84的像素强度，第二片段可包括85-169的像素强度，第三片段可包括170-255的像素强度。为进行分割，用于打印图像14的数据被处理，并且代表图像14不同像素的数据根据所产生的像素强度被放置在适当的片段中以形成单独的数据集。可通过在渐进的x，y坐标系中检查每个所产生的像素的单点程序，或通过使用查找表格来进行分割。
例如，如果预期的片段数是3，片段1的数据集会包含强度落在分配给片段1的强度范围，例如0-84内的像素所产生的数据。类似地，片段2的数据集会包含强度落在分配给片段2的强度范围，例如85-169内的像素所产生的数据，而片段3的数据集会包含强度落在分配给片段3的强度范围，例如170-255内的像素所产生的数据。
图3A-C是图2中在图像上示例分割处理的数据集的打印输出结果。图3A示出指定为片段1的下部三分之一像素值的数据集的打印输出结果20。图3B示出指定为片段2的中间三分之一像素值的数据集的打印输出结果22。图3C示出指定为片段3的上部三分之一像素值的数据集的打印输出结果24。尽管所述分割被描绘成相等的片段(1/3，1/3，1/3)，但应当认识到该分割不需要相等，例如通过使用诸如直方图分析技术。
一旦分割完成，通过为每个片段以衍射光栅的形式印制DOVID材料层来制作所述DOVID安全特征。每个DOVID层的光栅以与其它DOVID层不同的角度设置。适合用于形成DOVID光栅层的材料被公开在美国专利申请号10/605,139中，并且由新泽西州的ITW Holopak ofEast Brunswick制造。
参见图6，为开始创建DOVID安全特征，在步骤30图像14最初被印制在卡片表面12上。接下来，在步骤32，处理用于印制图像14的数据。在步骤34选取具有选定范围像素强度值的片段，并且然后在步骤36通过将由图像数据产生的像素分配到适当的片段中来分割图像数据以产生数据集。
一旦图像数据被分割，然后可在图像上形成多层多轴DOVID。为了有助于描述本发明，假设图3A中的打印输出结果20/片段1被用于生成具有第一角度衍射光栅的第一DOVID层，图3B中的打印输出结果22/片段2被用于生成具有第二角度衍射光栅的第二DOVID层，并且图3C中的打印输出结果24/片段3被用于生成具有第三角度衍射光栅的第三DOVID层。
为形成第一DOVID层，来自片段1的数据被送至打印机以第一光栅角度的衍射光栅将DOVID材料印制在图像14上，与所述图像匹配。所产生的第一DOVID层复制图3A中所示的图像。第二DOVID层形成在第一DOVID层上，通过将来自片段2的数据送至打印机以第二光栅角度的衍射光栅将DOVID材料印制在第一DOVID层上，并覆盖图像14，与所述图像匹配。所产生的第二DOVID层复制图3B中所示的图像。第三DOVID层形成在第二DOVID层上，通过将来自片段3的数据送至打印机以第三光栅角度的衍射光栅将DOVID材料印制在第二DOVID层上，并覆盖图像14，与所述图像匹配。所产生的第三DOVID层复制图3C中所示的图像。
结果是这样一种卡片，该卡片具有标准图像14，并附有实时生成的三轴DOVID图像，该DOVID图像复制图像14并且与其匹配形成，但具有DOVID特性。每个DOVID层由衍射光栅形成，该衍射光栅的轴与其它DOVID层的光栅轴不同，因此DOVID层不会彼此抵消。因而，图3A-C中所示的图像覆盖图像14而形成，并且当卡片的方位改变时是可见的。该DOVID不是传统应用于许多卡片上的普通、预形成的图案。取而代之，该DOVID是为每个卡片特别创建的，并且至少部分根据卡片上的至少部分信息。该DOVID因此可被称为是“特定卡片”，或更笼统地称为“特定证件”。基于卡片表面上的信息的DOVID表示DOVID是通过使用印制信息而形成或通过使用用于生成印制信息的数据而形成。
尽管已描述了使用三个片段和所产生的三个DOVID层，但本发明的DOVID安全技术可使用两个或更多DOVID层进行实施。另外，如果需要简单的全息效果，可形成单一层覆盖在图像14上。
为了保护卡片上的DOVID和信息，在形成DOVID之后可在卡片表面12上采用保护覆盖层。
上述示例讨论了多色图像14的分割。不过，分割也可用于黑白图像(或卡片上的其它信息)，以便根据黑白图像生成DOVID安全特征。现在将结合附图4A-D讨论根据本发明构思的分割黑白图像以生成DOVID安全特征的示例。对于该说明，假设被分割的图像是黑白图像，而不是多色的YMC图像。
最初，边缘检测算法，例如拉普拉斯算子(Laplacian)，索贝尔算子(Sobel)，普瑞维特算子(Prewitt)等等，处理原始光栅图像。这产生了如图4A所示的图像数据。原始光栅图像还受到阈值处理以产生适当的黑白图像。所有白色像素被分配到将被用于产生一个DOVID层的一个片段。所有黑色像素被分配到将被用于产生第二DOVID层的第二片段。来自边缘检测程序的像素信息(图4A)被分配到将被用于产生第三DOVID层的第三片段。为了确保DOVID最大程度地保留感知信息，从黑色图像数据中减去所述边缘数据(图4A)产生图4B中包含的图像信息。另外，包括白色阈值数据的图像数据被倒置以生成负像。随后从倒置的白色图像数据中减去边缘信息(图4A)产生图4C中包含的图像信息。
为了进一步描述该过程，假设黑色像素被赋值为1，而白色像素被赋值为零(0)。当从阈值黑色图像数据中减去图4A中的图像时，所有图4A中也是黑色的数据对应的像素会转变为白色(即，1-1)。如果图像中的相应像素为白色，那么减去黑色像素会产生负值(0-1)。只有正值像素会被打印并以黑色呈现于所示出的图像中。
在图4A-C中，如果像素是黑色，它会作为白光图像的一部分或作为多个DOVID层的一部分被打印在证件上。图4D示出了图像，该图像会由打印带的K或黑色区域打印，并且图4A-C中的图像会形成于其上。该图像构成白光图像的像素并且通过接受的抖动作业而产生。图4A-4C每个形成一层DOVID，每层具有如上所述的不同衍射光栅轴。
本文描述的DOVID安全特征可在卡片10上的任何其它信息之上生成。此外，DOVID层可从所述信息偏移或是偏移和匹配的组合。图5示出了如上对于图3A-C所述创建的DOVID 50，但其从图像14偏移。
图1中示出了本文所述的DOVID安全技术的其他实施方式。在一种实施方式中，至少部分根据至少部分文本16的DOVID被生成贯穿于卡片10的表面12的多个行40。在图1所示的实施方式中，每行40基本延伸于卡片的整个长度，并且这些行沿大致卡片的整个高度彼此相互间隔，尽管其它设置是可行的。DOVID所基于的文本可以是，例如，卡片持有者的姓名。在一种形式中，卡片持有者的完整姓名可作为DOVID复制，其中该名字在每行40中重复出现，并形成卡片的背景。
在另一种实施方式中，至少部分根据至少部分标识图像18的DOVID被生成贯穿于卡片10的表面12的多个行42。在图1所示的实施方式中，每行42基本延伸于该卡片的整个长度，并且这些行沿大致卡片的整个高度彼此相互间隔，尽管其它设置是可行的。在一种形式中，完整的标识图像可作为DOVID复制，其中DOVID标识在每行42中重复出现，并形成该卡片的背景。
本文所描述的技术和构思可通过在DOVID的最后(或最上)层上使用微型打印而进一步强化。
上述说明，示例和数据提供了本发明技术和构思的制作和使用的完整描述。由于在不背离本发明的精神和范围的前提下可获得本发明技术和构思的多种实施例，因而本发明在于所附的权利要求。
权利要求
1.一种身份识别证件，包括证件表面，所述证件表面具有有关所述身份识别证件的预期持有者的信息提供于其上；和所述证件表面上的衍射光变图像器件，其中所述图像器件基于证件表面上的至少部分信息。
2.根据权利要求1所述的身份识别证件，其中所述图像器件覆盖至少部分所述信息。
3.根据权利要求1所述的身份识别证件，其中所述信息包括图像，并且所述衍射光变图像器件覆盖至少部分所述图像。
4.根据权利要求1所述的身份识别证件，其中所述证件表面包括卡片的表面。
5.根据权利要求1所述的身份识别证件，其中所述图像器件是具有多衍射轴的多层图像器件。
6.根据权利要求5所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件的每层具有一衍射轴，所述衍射轴与每个其它层的衍射轴不同。
7.根据权利要求5所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件的每层由像素分割处理产生。
8.根据权利要求3所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件位于与其所基于的部分信息相匹配。
9.根据权利要求1所述的身份识别证件，其中所述图像器件包括打印到证件表面上的材料。
10.根据权利要求5所述的身份识别证件，其中所述层包括最上层，并且所述最上层包括微型打印。
11.根据权利要求1所述的身份识别证件，还包括覆盖所述证件表面和图像器件的覆盖层。
12.根据权利要求1所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件偏离其所基于的信息。
13.一种身份识别证件，包括证件表面，所述证件表面具有有关所述身份识别证件的预期持有者的信息提供于其上；和证件表面上的多层衍射光变图像器件，其中所述衍射光变图像器件具有多衍射轴且形成在所述证件表面上。
14.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述信息包括图像或文本的至少一种，并且所述图像器件覆盖至少一部分所述图像或文本。
15.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述证件表面包括图像，并且所述衍射光变图像器件覆盖所述图像的至少一部分。
16.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述证件表面包括卡片的表面。
17.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件的每层具有衍射轴，所述衍射轴与每个其它层的衍射轴不同。
18.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件的每层由像素分割处理产生。
19.根据权利要求15所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件被定位为与所述证件表面上的图像相匹配。
20.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述图像器件包括打印到所述证件表面上的材料。
21.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述层包括最上层，并且所述最上层包括微型打印。
22.根据权利要求13所述的身份识别证件，还包括覆盖所述证件表面和图像器件的覆盖层。
23.根据权利要求13所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件是基于证件表面上的至少一部分信息，并且所述衍射光变图像器件偏离其所基于的信息。
24.一种身份识别证件，包括证件表面，其上打印有信息；和证件表面上的衍射光变图像器件，其中所述衍射光变图像器件是在信息打印到所述身份识别证件上之后创建并且是基于所述信息的至少一部分。
25.根据权利要求24所述的身份识别证件，其中所述信息包括图像或文本的至少一种，并且所述图像器件覆盖所述图像或文本的至少一部分。
26.根据权利要求24所述的身份识别证件，其中所述证件表面包括图像，并且所述衍射光变图像器件覆盖所述图像的至少一部分。
27.根据权利要求24所述的身份识别证件，其中所述证件表面包括卡片的表面。
28.根据权利要求24所述的身份识别证件，其中所述图像器件是具有多衍射轴的多层图像器件。
29.根据权利要求28所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件的每层具有衍射轴，所述衍射轴与每个其它层的衍射轴不同。
30.根据权利要求28所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件的每层由像素分割处理产生。
31.根据权利要求26所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件被定位为与所述证件表面上的图像相匹配。
32.根据权利要求24所述的身份识别证件，其中所述图像器件包括打印到证件表面上的材料。
33.根据权利要求28所述的身份识别证件，其中所述层包括最上层，并且所述最上层包括微型打印。
34.根据权利要求24所述的身份识别证件，还包括覆盖所述证件表面和图像器件的覆盖层。
35.根据权利要求24所述的身份识别证件，其中所述衍射光变图像器件偏离其所基于的信息。
36.一种制作身份识别证件的方法，包括提供身份识别证件，所述身份识别证件具有带信息的证件表面，包括有关预期证件持有者的信息形成在其上；和在证件表面上形成衍射光变图像器件，所述图像器件至少部分基于所述信息的至少一部分。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述图像器件至少部分基于有关证件表面上的预期证件持有者的至少一部分信息。
38.根据权利要求37所述的方法，包括将所述图像器件依据的信息分割为多个像素段；和对每个像素段形成一衍射光栅层，每个衍射光栅层具有与其它衍射光栅层不同的衍射轴。
39.根据权利要求38所述的方法，包括在被分割的信息上形成所述光栅层。
40.根据权利要求36所述的方法，包括将所述衍射光变图像器件打印在所述证件表面上。
41.根据权利要求38所述的方法，包括将分割的信息打印在证件上，并且，形成每个衍射光栅层，包括打印每个衍射光栅层。
42.根据权利要求41所述的方法，包括打印每个衍射光栅层，以使所述衍射光栅层与打印的被分割信息匹配。
43.根据权利要求36所述的方法，其中提供身份识别证件包括提供卡片。
44.根据权利要求38所述的方法，其中每个像素段包括已被分割信息的像素强度的一范围。
45.根据权利要求38所述的方法，还包括在光栅层的最上层提供微型打印。
46.根据权利要求36所述的方法，包括在证件表面上形成所述衍射光变图像器件，所述图像器件偏离其所基于的信息。
全文摘要
身份识别证件(10)具有增强的安全性和防复制性，同时对其它核查和认证技术提供简单低成本的解决方案。在一种实施方式中，该证件具有基于证件上的特定数据或信息的多层、多轴衍射光变图像器件(DOVID)。结果是DOVID与特定于证件(10)的数据或信息直接联系。该DOVID安全特征由人眼核实，从而不需要高级技术来核实真实性。此外，该DOVID安全特征具有增强的篡改检测。
文档编号B42D15/10GK1976815SQ200580016992
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月1日 优先权日2004年6月3日
发明者J·A·福特 申请人:咨询卡有限公司