[发明专利]一种基于偏振的镭射纸印刷品检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于偏振的镭射纸印刷品检测方法。

背景技术

镭射纸，又称彩虹全息纸，是将全息图案直接作在纸上的。镭射纸表面是按一定规律排列的光栅结构阵列，全息图案是光照在光栅结构阵列上产生的，光线照射在镭射纸表面的光栅结构上，会发生衍射和干涉，因而会产生明亮、绚丽的色彩。因为光栅结构阵列的排列方式不同，或呈现出不同的彩色图案，常见的有均匀分布的彩色图案（素面镭射纸）、多条明亮光柱的彩色条纹图案（光柱镭射纸）、各种碎花或多种的小图形重复的彩虹图案。镭射纸表面的彩色图案是由其表面的光栅结构对光的衍射和干涉所产生，不被印刷的图像所遮盖，具有很好的整体防伪功能。镭射纸因其特殊的呈色效果，使得印刷品表面色彩明亮、绚丽，不同角度呈现不同的彩色图案，既提升产品包装的视觉效果，又有较好的防伪功能，增加了产品的竞争优势，深受消费者与厂商喜爱，被广泛应用于产品包装印刷行业中。虽然镭射纸表面具有良好的视觉效果，和较好的防伪功能，但是镭射纸表面衍射产生的彩色光对镭射纸表面图的印刷图像获取的一致性有较大影响，图像获取时获取的图像的色彩中包含衍射光所产生的色彩影响，而且不同角度无衍射光的强度和波长也不一致，因此镭射纸印刷品上不同区域的相同颜色，获取的图像中颜色不也不一致，无法实现高精度的机器自动检测。

如图1、图2所示，图 1光柱镭射纸的微观结构，图2素面镭射纸的微观结构。从图 1 显示的银光柱效果镭射纸的表面结构图可看出，银光柱镭射纸表面是由重复、规律性排列的，包含条纹光栅结构的圆点组成。从图 2 显示的素面效果镭射纸表面结构图可看出，素面全息纸的表面结构是由重复、规律性排列的二维正交微元全息光栅组成，因此镭射纸的呈色基本单元是其表面的全息光栅结构，即在光栅的衍射作用下，从某个特定方向入射进来的白光中，不同波长的光波，其衍射偏移量并不相同，于是就可以看到连续色彩变化的彩虹效果，同样其呈色特性也就依赖于全息光栅的性质，不同形状的光栅结构得到不同的彩虹效果。

目前许多印刷企业都是采用人工检测，这样不但检测效率低，而且也提高了检测成本。然而镭射纸因其呈色特性受到越来越广泛应用，因此，实现镭射纸印刷质量的高精度自动检测拥有很高的工业价值。

由于镭射纸表面的特殊的光学特性，在不消除衍射光的情况下，很难保证图像获取的一致性。目前对镭射纸印刷品质量检测主要是通过改变光源、图像获取角度来提高检测精度。

如图3所示，图3为现有对镭射纸印刷品质量检测的状态示意图。狭缝宽度越小，同时保持波长不变，则                                                越大，也越大，因此观察屏展示的第一级暗纹离开中央越远，直到当狭缝宽度等于光波波长时，=pi/2，在观察屏表面再也找不到第一级暗纹，整个观察屏都被明纹覆盖了多光束干涉光强度分布公式；夫琅和费单缝衍射的光强度为，其中Ｉ0＝（Ｒａ）２，ｕ＝πａｓｉｎθ／λ，显然ｕ恰为狭缝边缘上的波阵面和中间的波阵面，在θ方向的相位差。多缝衍射是多光束干涉的单缝衍射调制效应，是多光束干涉和单缝衍射的综合效果。它满足由前推导的。因此衍射主要是由此引起的，而图像的获取也同样受到前后光波干扰叠加，通过增加特殊的偏振装置可有效地减弱光线的干扰。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种方便，快捷，高精度基于偏振的镭射纸印刷品检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明利用镭射纸表面光栅衍射光、镜面反射光与漫反射光的偏振特性不一致，通过除衍射光和镜面反射光进行检测，检测过程包括标准样本选择与测量样本检测。

其中本发明一种基于偏振的镭射纸印刷品检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1：采用电镜扫描仪，将标准样本表面放大后，确定样本表面的光栅结构类型、排列方式及光栅参数，其中所述光栅周期为d，狭缝宽度为a，狭缝间距为b，且d = a + b；

步骤2：根据标准样本表面的光栅参数分析标准样本表面衍射光的偏振特性；

步骤3：根据步骤2中所确定的标准样本表面衍射光的偏振特性，选择偏振片；

步骤4：选择满足标准样本表面光栅结构对光源性能要求的漫射光源，漫射光源投射的光线在标准样本表面的均匀分布；

步骤5：设定线阵CCD相机拍摄角度，获取标准样本图像，调节偏振片方向，且当标准样本图像颜色一致性最好时，固定偏振片方向；

步骤6：使用线阵CCD相机获取标准样本图像；

步骤7：使用线阵CCD相机获取测量样本图像；