Brevet FR2667825A1 — publié le 19920417

"Produit gravé à gravure codée, notamment document, moyen pour la réalisation d'un tel produit et moyen de lecture d'un tel produit". La présente invention concerne un produit gravé à gravure codée, notamment document, moyen pour la réalisation d'un tel produit et moyen de lecture d'un tel produit. On connaît déjà des produits et notamment des documents à gravure, c'est-à-dire des documents constitués en général par des plaques ou des plaquettes dans lesquelles on a gravé des empreintes soit de surface fixe mais de répartition variable suivant les dessins à réaliser, soit de répartition fixe (répartition modulaire) mais de surface variable. La présente invention a pour but de réaliser de tels produits, susceptibles de servir de moyens d'identification ou produits ou documents personnalisés, de sécurité c'est-à-dire dont la reproduction n'est pas évidente, par intégration d'un moyen de codage. A cet effet, l'invention concerne un produit ayant des empreintes de gravure, caractérisé en ce qu'au moins certaines des empreintes comportent au moins une facette d'orientation donnée pour constituer un moyen de codage. Etant donné le très grand nombre d'empreintes ainsi réalisées et dont la position est repérée de façon précise, il est possible de coder certaines des cavités en donnant à l'une au moins des facettes une orientation déterminée pour leur lecture. Comme ces empreintes de codage peuvent être en nombre très faible, ces empreintes de codage sont noyées dans le grand nombre d'empreintes du produit ou document et ne peuvent être localisées à l'oeil, d'autant plus que la détection des facettes de codage nécessite l'envoi et la réception de faisceaux lumineux parallèles. Pour la recherche de telles empreintes de codage à l'oeil nu, il faudrait dans ces conditions, soit placer le produit ou document à grande distance, ce qui ne permet plus de voir les empreintes microscopiques distinctement, soit de l'éclairer avec un faisceau situé près de l'oeil. Cela constitue une difficulté non négligeable. De plus, le simple examen du produit à l'oeil ne permet pas de localiser de manière précise les facettes de codage et de fabriquer ainsi de faux documents. La sécurité liée à une telle empreinte est donc très grande dans la mesure où le produit ainsi gravé constitue un produit d'usage courant (carte de crédit par exemple). Toutefois, l'invention peut s'appliquer à une grande diversité de produits tels que des montres, des bijoux, des plaques d'identification de véhicules, des documents tels que des cartes de crédit, cartes d'identité. Dans certains cas, outre le codage caché, on peut également graver en clair l'image (photo) ou la signature du titulaire de l'objet. Les empreintes de gravure peuvent etre soit des empreintes de profondeur fixe, soit de profondeur variable. Il est particulièrement intéressant que les facettes des empreintes de codage soient toutes de même orientation, différentes de l'orientation des empreintes non utilisées pour le codage. Il est également possible de compliquer la falsification en choisissant des orientations différentes pour des groupes d'empreintes de codage. L'invention concerne également un moyen pour la réalisation d'un tel produit ou document gravé et codé, ce moyen étant constitué par un poinçon ayant au moins une facette. Ce poinçon peut servir à réaliser des empreintes suivant une répartition donnée avec une profondeur d'empreinte constante ou variable. Le poin çon peut également avoir une orientation fixe, de sorte que les empreintes réalisées ont toutes la même orientation ; il peut également avoir une orientation réglable, ce qui permet de réaliser des empreintes ou des groupes d'empreintes ayant chaque fois la même orientation mais cette orientation étant différente d'un groupe à l'autre. Bien que dans la majorité des cas il soit intéressant de réaliser la gravure à l'aide d'un poin çon, tout autre outil permettant de réaliser une trace de gravure est envisageable. Dans le cas de certains produits fabriqués en série, il est possible de réaliser la "gravure" par matriçage. Enfin, l'invention concerne un moyen de lecture d'un produit gravé avec des empreintes de codage, ce moyen étant constitué par un ensemble émetteur-récepteur émettant un faisceau de rayons lumineux parallèles pour recevoir, si le faisceau est perpendiculaire à la facette de l'empreinte, un rayon réfléchi sur le récepteur. Ce moyen de lecture comporte également de façon avantageuse des moyens de repérage pour orienter le produit en position de lecture. Ces moyens d'orientation sont constitués par au moins une ligne de référence, ainsi qu'une direction d'émission/réception des faisceaux par rapport à cette ligne de référence. Les signaux de lecture de la gravure y compris du code, sont faits par un circuit de traitement et d'exploitation qui compare les signaux à des signaux de références introduits dans l'installation. Les signaux de références correspondent, par exemple, au code, à l'analyse de l'image (photo) ou signature du titulaire du produit (objet ou document). La présente invention s'applique de manière particulièrement avantageuse à la réalisation de documents tels que des cartes de crédit. Le produit gravé par empreintes selon l'invention permet, comme déjà indiqué, une lecture ou relecture de la gravure. Cette lecture peut avoir des caractéristiques de haute sélectivité, notamment lorsque les empreintes sont codées suivant une clé de relecture. Cette lecture peut se faire comme indiqué schématique, par un émetteur-récepteur. Cet émetteurrécepteur peut être notamment un photoémetteur combiné à un photorécepteur à base de phototransistors et photodiodes. L'éclairage de la gravure peut se faire de manière globale ou ponctuelle. Cela permet de combiner l'exploitation de cette lecture de la partie codée à une exploitation informatique pour faire des vérifications sur l'authenticité du codage. Ainsi, en résumé, le produit gravé et codé selon l'invention permet une double identification une première identification par un opérateur humain celui-ci compare l'image du document à une image de référence ; il s'agit par exemple dans le cas d'une carte d'identification, au portrait du porteur gravé en clair sur le document. Ce document peut également subir une lecture indirecte, par un émetteur-récepteur intégré à un automate et qui compare la gravure codée à un code résident ou un code déporté. De manière générale, ce système de lecture peut s'intégrer à un système d'acquisition d'image et un système d'exploitation pour identification. Enfin, bien que la description ci-dessus concerne une émission/réception de faisceaux de lecture parallèles, il est également possible de compliquer la falsification ou la détection du code en choisissant pour le rayon incident et pour le rayon réfléchi, les directions non parallèles mais des angles déterminés par rapport au repère de lecture. En conclusion, la conjugaison de la forme des facettes du poinçon, du mode d'éclairage des empreintes et du mode d'exploitation de la lumière réfléchie, permet d'établir des conditions uniques de lecture des empreintes. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation constitué par un document à gravure représenté schématiquement sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un document à gravure codé, - la figure 2 est une vue à échelle très agrandie en perspective, d'un poinçon pour la réalisation d'un tel document à gravure notamment codée, - la figure 3 est une vue de dessous du poinçon de la figure 2, - la figure 4 montre en vue de dessus la forme de différentes empreintes de gravure suivant la profondeur de pénétration du poinçon dans le document, - la figure 5 est une vue en coupe verticale à échelle agrandie, d'une trace de poinçon ou gravure, - la figure 6 montre schématiquement un autre type de gravure et le moyen de lecture d'une telle gravure, - la figure 7 est un schéma de l'orientation des moyens de lecture d'une gravure d'un document. La figure 1 montre un document 1 comportant par exemple le long de ses bords une partie gravée 2 et dans sa partie centrale une autre partie gravée 3. Ces parties peuvent être gravées avec un codage. Etant donné la petitesse de la dimension des cavités ou empreintes réalisées par gravure, celles-ci ne peuvent être représentées sur cette figure. Le document réalisable selon l'invention est une plaquette telle qu'un badge ou plaquette assimilable à une carte bancaire, c'est-à-dire une plaquette ayant une certaine épaisseur de manière à permettre d'y réaliser des empreintes, c'est-à-dire des cavités de profondeur déterminée, pour donner à la partie du document munie de cette gravure un aspect particulier, réaliser une inscription qui se distingue des autres parties du document et permettant d'intégrer des éléments de codage. Une telle carte peut, non seulement, être en une matière plastique, de préférence mais non exclusivement rigide, mais également une plaquette métallique. Ce document peut servir d'élément d'identification au même titre qu'une carte bancaire, se substituer à une carte bancaire, constituer un document d'accès, etc. Les explications données ci-après, tant pour le poinçon que pour les empreintes de gravure et les moyens de lecture des empreintes notamment des empreintes codées, expliciteront les moyens de l'invention. Selon les figures 2 et 3, on réalise une gravure à l'aide d'un poinçon dont un exemple est représenté aux figures 2 et 3. Ce poinçon présente un sommet constitué par trois facettes 4, 5, 6 dont une seule apparaît à la figure 2 mais dont les trois apparaissent à la figure 3. Ces facettes planes se rejoignent en un sommet 0 qui n'est pas nécessairement placé dans l'axe du poinçon. La figure 2 montre également que l'angle des facettes (en particulier la facette 4 puisque cette facette apparaît coupée suivant sa ligne de plus grande pente) n'est pas égal. La profondeur de pénétration du poinçon réalisant l'empreinte de la gravure est déterminée en fonction de la trace à laisser. La matière dans laquelle sont réalisés des documents gravés peut être très différente ; son état de surface peut être soit lisse, brillant et réfléchissant, soit mat. Les empreintes laissées par le poinçon auront toujours des facettes polies puisque les facettes du poinçon sont parfaitement lisses, ce qui donne de bonnes caractéristiques optiques pour réfléchir la lumière pour la lecture. La figure 4 montre en vue en plan les traces correspondant aux profondeurs de pénétration I-I ou II-II et III-III de la figure 2. Dans chaque cas, l'empreinte en vue en plan possède une trace triangulaire formée de facettes pyramidales correspondant à celles du poinçon. Lorsque le poinçon ne pénètre que jusque suivant le plan horizontal I-I, il laisse une trace triangulaire ABC. Lorsque la pénétration se fait jusqu'au plan horizontal II-II, il laisse une trace Al, B11 C1 qui est toujours une trace à facettes triangulaires. Par contre, lorsqu'on enfonce le poin çon jusqu'au plan horizontal III-III, il laisse une trace A21 B2, C2 dont deux côtés A2 - B2 et B2 - C2 sont rectilignes alors que le troisième côté C2 - A2 est curviligne et correspond au contour extérieur du poinçon au-delà de la facette 4.Il est à remarquer que le plan II-II passant pratiquement à la jonction des bords curvilignes 41 de la facette 4 et 61 de la facette 6, les points A1 et A2 de même que C1 et C2 sont pratiquement confondus. Enfin, pour la compréhension du dessin, il convient de remarquer que les points A, A1, A2 se trouvent sur l'axe OX1, que les points B, B1, B2 se trouvent sur l'axe OX2 et les points C, C1, C2 se trouvent sur l'axe OX3. Ces axes apparaissent à la figure 3. La figure 5 montre en vue en coupe la forme d'une empreinte 7 réalisée dans un support ou carte 8 d'une certaine épaisseur, les échelles étant là encore très agrandies par rapport aux dimensions normales. La figure 6 montre un moyen de lecture d'une empreinte 9 réalisée avec un poinçon par exemple le poinçon des figures 2 et 3. Cette empreinte 9, qui est coupée sensiblement par un plan perpendiculaire au plan de la facette 4 de la figure 1 et qui passe par l'axe OX2, montre la facette 104. Cette facette réfléchissante reçoit un faisceau lumineux 105 d'un émetteur de faisceau parallèle 106 et renvoie un faisceau réfléchi 7 vers un récepteur de lumière 108. Par contre, la surface supérieure 109 du document 110, vu en coupe à échelle très agrandie, renvoie le faisceau réfléchi 111 correspondant au faisceau incident 112 de la source lumineuse 113 selon les règles de la réflexion ; ce faisceau 111 ne rejoint pas le récepteur 114. En d'autres termes, lorsque l'ensemble émetteur-récepteur 106-108 est perpendiculaire à la surface de la facette 104 à détecter, la surface renvoie le rayon émis 105 dans sa direction. Par contre, si l'angle est différent de 0 , le rayon est renvoyé dans une direction différente et il ne peut être lu par un lecteur destiné à recevoir des rayons parallèles aux rayons incidents. En choisissant l'orientation de certaines facettes 104 sans que toutes les facettes ne soient orientées, il est ainsi possible d'introduire des codes dans la gravure, codes qui sont imperceptibles à l'oeil puisqu'ils sont noyés dans un grand nombre d'empreintes mais qui apparaissent lorsque le document gravé est lu dans les conditions déterminées. Ces conditions apparaissent schématiquement à la figure 7. Selon cette figure, le document 120 comportant des gravures représentées par des petits points, est aligné par son bord 121 selon une droite de repère 122. Le dispositif émetteur-récepteur de faisceaux lumineux 123 est compris dans un plan 124 faisant un angle a par rapport à la ligne de repère 122 et un angle b par rapport au plan 125 du document 120. Le choix des angles a et b est fait suivant le codage des facettes ou d'une facette des empreintes de codage. Ce n'est qu'en respectant les angles a et b prévus que l'émetteur-récepteur de rayons lumineux parallèles peut détecter des empreintes de codage et vérifier un codage ou l'authenticité d'un document gravé et codé. Outre la détection de la présence de facettes réfléchissantes, le détecteur peut également donner un signal électrique proportionnel à la surface de la facette lue, surface qui dépend de l'orientation de la facette correspondante du poinçon et de la profondeur de l'empreinte. Le lecteur peut effectuer une lecture globale, une lecture ligne par ligne ou une lecture point par point. Pour la lecture globale, la source lumineuse éclaire la totalité de la surface gravée à lire. Un récepteur constitué par un capteur matriciel tel qu'une caméra vidéo ou un lecteur CCD avec une optique placée dans l'axe de lecture permet de restituer la surface de la facette de chacune des empreintes et d'en déterminer la profondeur. A titre d'information, la gravure de l'image peut correspondre à un ensemble de 100 fois 100 empreintes et la résolution de la caméra peut être de 500 fois 500. Pour la lecture ligne par ligne, on utilise un moyen d'éclairage identique. Dans ce cas, le moyen de lecture est constitué par une caméra linéaire qui a une définition supérieure à celle de la caméra matricielle (2000 points). Ce moyen de lecture est plus précis mais il faut réaliser une synchronisation ou un positionnement entre la caméra de lecture ligne par ligne et le document à lire. Pour cela, il est intéressant de réaliser sur un côté du document, une ligne d'empreinte dont la répartition correspond à celle des lignes de lecture. On obtiendra ainsi un signal de synchronisation pour le capteur, ce qui permet de choisir n'importe quelle vitesse de lecture ou de balayage du document gravé.Le déplacement du lecteur et du document est un déplacement relatif, c'est-àdire que soit le dispositif de lecture balaye le document qui reste fixe, soit que le document se déplace et le dispositif de lecture est fixe. Les deux solutions peuvent être utilisées pour des lecteurs de cartes. Il est également possible de déplacer la source lumineuse suivant une nappe de balayage de l'image et de déplacer simultanément la caméra tout en conservant le document en position fixe. Enfin, il est possible de faire une lecture point par point. Dans ce cas, le moyen d'éclairage doit être de préférence une source ponctuelle et le détecteur un détecteur ponctuel. Le déplacement de la source et du détecteur se fera ligne par ligne et colonne par colonne avec de préférence un codage comme celui utilisé pour la lecture ligne par ligne mais, dans ce cas, doublé pour les deux axes de coordonnées. Le diamètre de la source lumineuse et l'ouverture du détecteur doivent être légèrement supérieurs à la dimension maximale de l'empreinte pour permettre une lecture proportionnelle. Dans le cas de la lecture point par point, trois solutions sont envisageables - un capteur fixe observant toute la surface ; l'image reste fixe et le faisceau lumineux balaye l'image empreinte par empreinte - l'image est éclairée globalement ; elle est fixe et le capteur ponctuel est animé d'un mouvement de balayage suivant l'incrément des colonnes et des lignes des empreintes ; - l'image est animée d'un mouvement de balayage c'est-à-dire dans deux directions de son plan et la source lumineuse et le capteur restent fixes. Enfin, de manière complémentaire, le mouvement relatif entre le document ou l'image à lire et les moyens de lecture, peut être un mouvement mécanique ou un mouvement optique ; dans ce cas, on peut utiliser des miroirs animés de mouvements mécaniques de rotation ou encore portés par des céramiques piézoélectriques. Pour l'exploitation informatique des signaux de lecture, on peut envisager deux cas indépendants - Un éclairement global de l'image selon le respect des angles précédemment définis se traduit par une énergie globale retransmise proportionnelle à la surface de l'ensemble des empreintes. La mesure de cette énergie par une cellule recevant la totalité de la lumière retransmise caractérise donc bien cette surface et permet de l'identifier à un code mémorisé. - Un procédé plus discriminant consiste à exploiter l'histogramme de l'image. Celui-ci, calculé au moment de la gravure est mémorisé dans un fichier informatique ou gravé selon un code associé à l'image pour être relu selon les procédés décrits précédemment. Lors de la relecture, l'histogramme de l'image peut être calculé puis comparé à celui d'un fichier, ou mieux, à celui porté par l'image à identifier et inscrit selon le même procédé de gravure. Ce dispositif est nettement plus discriminant. Des versions intermédiaires peuvent aussi être exploitées. Elles consistent à explorer des zones limitées de l'image prédéterminées (1 ou n lignes ou colonnes, 1 ou n rangées ..). Leur lecture peut être globale ou analytique et peut être comparée à des codes inscrits ou mémorisés. La présente invention s'applique notamment à la réalisation de documents ou papiers de sécurité, tels que des cartes de crédit, des cartes d'accès, etc. REVENDICATIONS 1 ) Produit gravé notamment formé d'empreintes de gravure, produit (1) caractérisé en ce qu'au moins certaines des empreintes (2, 3, 110) comportent chacune au moins une facette d'orientation donnée (109) pour constituer un moyen de codage. 2") Produit gravé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les facettes d'orientation données ont toutes la même orientation. 3 ) Moyen pour la réalisation d'un produit à gravure codée selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par un poinçon ayant au moins une facette (4, 5, 6). 4 ) Moyen de réalisation d'un produit à gravure codée selon la revendication 3, caractérisé en ce que le poinçon est d'orientation réglable. 50) Moyen de réalisation d'un produit à gravure codée selon la revendication 3, caractérisé en ce que le poinçon est d'orientation fixe. 6 ) Moyen de lecture d'un produit à gravure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par un émetteur-récepteur (106, 108) de rayons lumineux parallèles, orientés de manière déterminée par rapport à un plan et une ligne de référence (122, 124).