Brevet FR2987156A1 — publié le 20130823

PROCEDE DE FORMATION D'UNE IMAGE LASER COULEUR OBSERVABLE SELON DES COULEURS VARIABLES, ET DOCUMENT SUR LEQUEL UNE TELLE IMAGE LASER COULEUR EST AINSI REALISEE. DESCRIPTIF Domaine d'application de l'invention: La présente invention concerne la formation d'images laser couleurs, observables selon des couleurs variables. Elle trouve des applications notamment dans la personnalisation d'images d'identité dédiées aux documents officiels : cartes d'identité, cartes de crédit, cartes vital, passeports, permis de conduire, badges d'entrée sécurisés, etc. La présente invention, permet notamment un contrôle immédiat et simple de l'authenticité de l'image laser couleurs. Etat de l'art antérieur: Le brevet français, n° FR 10 01415 portant le titre « Dispositif de personnalisation d'images latentes encastrées » déposée le 7 avril 2010, décrit une structure comprenant une matrice de pixels constitués de sous pixels aux couleurs primaires, encastrée sous une couche de protection transparente. Un faisceau laser, carbonise la surface des sous pixels, créant des surfaces noires non réfléchissantes, qui forment les niveaux de gris de l'image personnalisée. Ce brevet, permet donc la personnalisation d'une image latente, constituée de sous pixels. Les niveaux de gris produits par la carbonisation laser, forment une image personnalisée hautement sécurisée, car elle ne peut être effacée. La demande de brevet français n° 11 00578 du 28 février 2011, portant le titre : « procédé de formation d'une image laser couleur à haut rendement réflectif et document sur lequel une image laser couleur est ainsi réalisée », propose de former les niveaux de gris par carbonisation laser, dans la couche de protection de la matrice de sous pixels, tout en améliorant la réflectivité de l'ensemble. Ce traitement permet la personnalisation d'une image couleur de meilleure qualité. La demande de brevet français n° 11/03919 déposée le 19 décembre 2011, et portant le titre : « Procédé de formation d'images laser couleur et document ainsi réalisé » propose une matrice de sous pixels, protégée par une couche de protection transparente. Sous la matrice de sous pixels, se trouve la couche sensible au rayonnement laser. Les niveaux de gris de l'image personnalisée, par l'effet du rayonnement laser, sont formés dans cette couche sous la matrice de sous pixels. L'image laser couleur, selon ces trois descriptions de l'art antérieur, est observée par réflexion au travers de la couche transparente de protection. Ces images personnalisées, dont obtenues par l'interaction des sous pixels, et des surfaces noires, non réfléchissantes, produites par la carbonisation laser, qui forment les niveaux de gris de l'image finale personnalisée. Le brevet US 2003/0136847 portant le titre : « Methode for producing laser-writable data carriers and data carrier produced according to this method », et commercialise sous le cigle "Laser Protected Image" (LPI) par la société Giesecke & Devrient, propose une image couleur imprimée selon les méthodes conventionnelles notamment par transfert thermique. Cette image couleur, est dépourvue de ses composantes noires, ou grises. Les composantes noires ou grises sont réalisées au travers de l'image couleur imprimée, dans une couche sensible au rayonnement laser, qui est située sous la surface de l'image imprimée. L'image finale est donc l'assemblage de deux mêmes images partielles l'une imprimée comprenant les couleurs, et l'autre noir et blanc qui la complète, obtenue par la carbonisation laser. Ainsi, même si l'image couleur était effacée, l'image laser noir et blanc ne serait pas altérée. Bien qu'intéressante à certains égards, ce premier groupe de références de l'art antérieur, visant à produire des images couleurs avec l'aide d'un laser, ne permet pas de faire, des images observables selon des couleurs variables. Un second groupe de références selon l'art antérieur, est décrit par le brevet CA 1019012 de 1977, le W09717211, et le US 2005/0240549,qui proposent des structures en relief, réalisées sur le plan de la couche de protection, sous forme de lentilles, ou de plans inclinés. Selon l'angle d'incidence d'observation du document, la lumière incidente est déviée par les structures de surface, permettant de visualiser différents motifs sous les structures de surface. Bien qu'intéressant à certains égards, ce second groupe selon l'art antérieur, nécessite une structure en relief spécifique, complexe et coûteuse à fabriquer, cette structure devant précisément être alignée par rapport aux motifs sous jacents. Par ailleurs, ces procédés ne permettent pas la personnalisation d'image laser couleur, à couleurs variables. Exposé de l'invention : La présente invention, a pour but de remédier aux inconvénients, de l'état de la technique, en proposant un procédé de formation d'une image laser couleur, observable selon des couleurs variables, et document sur lequel une telle image laser couleur est ainsi réalisée. Pour ce faire, l'invention propose une matrice de sous pixels colorés, une couche « lasérisable » sensible au rayonnement laser, formant par carbonisation, en relation avec les sous pixels, les niveaux de gris d'une image laser couleur. Des volumes noircis par carbonisation (formant les niveaux de gris), masquent les pixels qui sont en regard de ces volumes, lorsque l'image est observée perpendiculairement à son plan et masquent de plus les pixels adjacents lorsque l'image est observée sous des angles d'incidence, faisant apparaître des couleurs variables de l'image personnalisée. On appellera par la suite matériau lasérisable, tout matériau qui noircit sous l'effet d'un faisceau laser. De façon plus précise, l'invention a pour objet un procédé de formation d'une image laser couleur observable selon des couleurs variables, à partir d'un assemblage comprenant une couche de protection, des pixels constitués de sous pixels colorés, d'une couche lasérisable, l'ensemble étant laminé sur un support blanc réfléchissant. La feuille de matériau lasérisable est ensuite partiellement carbonisée par l'effet d'un faisceau laser pour former des volumes noirs, non réfléchissants en relation avec les sous pixels pour produire des niveaux de gris d'une image laser couleur personnalisée, lorsqu'elle est observée perpendiculairement à son plan. Lorsque l'image laser couleur personnalisée est observée sous différents angles d'incidence les volumes noirs, non réfléchissants, masquent les sous pixels adjacents, faisant apparaître à l'observateur, des couleurs changeantes de l'image personnalisée. Des matériaux lasérisables sont, à titre d'exemples non limitatifs, des polycarbonates, certains polychlorures de vinyle traités, des acrylonitrille-butadiène-styrènes traités, ou des poly-téréphtalates d'éthylène traités. Le matériau lasérisable est partiellement carbonisé par le laser pour former des niveaux de gris d'une image personnalisée. Le degré de noircissement est rendu proportionnel à l'énergie déposée par le laser, grâce à un logiciel de linéarisation, connu de l'homme de l'art. La couche de matériau lasérisable transparente, peut être avantageusement d'une épaisseur comprise entre 20pm et 500pm. La sensibilité aux rayonnements laser, est obtenue par dopage connu de l'homme de l'art. La couche de matériau lasérisable, peut être située sur la matrice de sous pixels, ou sous cette dernière. Les sous pixels sont imprimés par offset, jet d'encre, ou toute autre technique. Les sous pixels sont organisés en colonnes parallèles, ou en petites surfaces uniformément réparties. Dans la seconde étape de fabrication, appelée « laminage » l'ensemble comprenant la couche de protection, la matrice de sous pixels, la couche de matériau lasérisable, est soudé à chaud sous pression sur le support du document. Cette opération de soudure est appelée « lamination » par l'homme de l'art. La personnalisation de l'image objet de l'invention, s'effectue alors à l'aide d'un faisceau laser qui carbonise dans une certaine épaisseur la feuille de matériau lasérisable, selon des intensités ou des surfaces variables, au dessus de chaque sous pixel formant des volumes noirs non réfléchissants, qui font apparaître les niveaux de gris de l'image définitive personnalisée. La lumière ambiante, passant au travers de la couche de protection, de la matrice de sous pixels, de la couche lasérisable, comprenant les niveaux de gris, se réfléchit sur un fond sensiblement blanc du support. Ainsi, l'image personnalisée apparaît selon ses propres couleurs, à l'observateur, lorsque qu'elle est observée sensiblement perpendiculaire à son plan. Lorsque l'observateur incline le plan du document, la lumière ambiante traverse la feuille de protection, les sous pixels, la couche de matériaux lasérisables, et se réfléchit sur le fond sensiblement blanc du support de document, sous un angle d'incidence, ce qui a pour effet de masquer les sous pixels adjacents, faisant apparaître des couleurs changeantes de l'image couleur laser personnalisée. Selon des modes de mise en oeuvre particuliers : - les sous pixels sont imprimés sur le corps du document sensiblement blanc, la couche lasérisable, recouvre les sous pixels ainsi que la couche de protection, qui sont laminés sur le corps du document. - La couche lasérisable est déposée sur le corps du document, ou réalisée par dopage de surface du corps du document. Les sous pixels sont imprimés sur la couche lasérisable, et recouverts par la couche de protection, l'ensemble étant laminé sur le corps du document. Selon une variante de l'invention, l'image laser couleur fait apparaître des couleurs changeantes prédéterminées, et est séparée d'une image laser couleur aux couleurs non changeantes. L'invention concerne également un document comportant une image laser réalisée par la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Ce document comporte un assemblage constitué d'une couche de protection, des pixels formés de sous pixels colorés, d'une couche lasérisable, l'ensemble étant laminé sur un support. La couche de matériau lasérisable est ensuite partiellement carbonisée par l'effet d'un faisceau laser pour former des volumes noirs, non réfléchissants en relation avec les sous pixels pour produire des niveaux de gris d'une image laser couleur personnalisée, lorsqu'elle est observée perpendiculairement à son plan. Lorsque l'image laser couleur personnalisée est observée sous différents angles d'incidence les volumes noirs, non réfléchissants, masquent les sous pixels adjacents, faisant apparaître à l'observateur, des couleurs changeantes de l'image personnalisée. Selon des modes de réalisation particuliers : - les sous pixels sont imprimés sur le corps du document sensiblement blanc, la couche lasérisable, recouvre les sous pixels ainsi que la couche de protection, qui sont laminés sur le corps du document. - La couche lasérisable est déposée sur le corps du document, ou réalisée par dopage de surface du corps du document. Les sous pixels sont imprimés sur la couche lasérisable, et recouverts par la couche de protection, l'ensemble étant laminé sur le corps du document. Selon une variante de l'invention, l'image laser couleur fait apparaître des couleurs changeantes prédéterminées, et est séparée d'une image laser couleur aux couleurs non variables. Présentation des figures : L'invention apparaîtra mieux après la description qui suit, donnée à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : --La figure lA montre la coupe d'un document selon le premier groupe de l'art antérieur. --La figure 1B montre la coupe d'un document selon le second groupe de l'art antérieur. --La figure 2 montre la coupe d'un document selon un premier mode de l'invention, lorsque le document est observé perpendiculairement à son plan. --La figure 3 montre la coupe d'un document selon un premier mode de l'invention, lorsque le document est observé sous incidence --La figure 4 montre, montre la coupe d'un document selon un second mode de l'invention. Description détaillée : La figure lA montre la coupe d'un document selon le premier groupe de l'art antérieur. Les sous pixels (2) sont recouverts par la couche de protection (1). Les sous pixels et la couche de protection sont laminés sur le corps de carte (4). Les surfaces noires, non réfléchissantes (3) forment sous les sous pixels (2), les niveaux de gris de l'image personnalisée. La figure 1B montre la coupe d'un document selon le second groupe de l'art antérieur. La surface du document, comporte des structures (5) en relief, qui défléchissent la lumière incidente (7) ou (8) qui de ce fait permet de visualiser des groupes différents de motifs (6) situés sous les structures en relief. Les structures en relief, peuvent être des plans inclinés, ou des lentilles cylindriques. L'alignement de ces structures (5) par rapport aux motifs (6) est impératif, pour produire l'effet recherché. La figure 2, montre la coupe d'un document selon un premier mode de l'invention. Sur le corps blanc, réfléchissant, du document (26) sont imprimés des sous pixels (23), (24), (25). Ils sont recouverts par la couche lasérisable (22), elle-même recouverte par la couche de protection (21). La couche lasérisable (22) peut être obtenue par dopage en surface, de la couche de protection (21), la rendant sensible aux rayons laser. La couche de protection, la couche lasérisable, sont laminées sur le corps de document (26). Lors de la personnalisation, un faisceau laser carbonise dans son épaisseur, la couche lasérisable, formant ainsi des volumes noirs non réfléchissants (27), situés en regard des sous pixels, afin de former les niveaux de gris de l'image personnalisée. L'énergie déposée par le laser, est ajustée afin de produire toutes les nuances de gris requises pour former une belle image laser couleur. Lorsque le document est observé perpendiculairement à son plan, les faisceaux lumineux réfléchis (28), et (29) prennent la couleur des sous pixels (23) et (25) respectivement. Si le volume noir, non réfléchissant (27) ne couvre pas entièrement le sous-pixel (24), alors une partie de la couleur de ce sous pixel sera vue par l'observateur. La figure 3 montre la coupe du même document, observée sous incidence lumineuse. Elle comprend le corps du document (26), les sous pixels (23), (24), (25), la couche lasérisable (22), la couche de protection (21), et le volume noir, non réfléchissant (27). Le faisceau lumineux incident (30), éclaire le sous pixel (23), se réfléchit sur la surface blanche du document, et ressort coloré de la couleur du sous pixel (23). Le faisceau lumineux incident (31), rencontre le volume noir, non réfléchissant (27), et se trouve absorbé par ce dernier. Il se forme ainsi, une zone d'ombre (33), qui occulte le sous pixel (25), lorsque le document est observé selon l'angle d'incidence des faisceaux lumineux (30) et (31). L'observateur voit alors la couleur du sous pixel (23), qui diffère de celle de la combinaison des couleurs des sous pixels (23), et (25), de la figure 2. La figure 4, montre la coupe d'un document, selon le second mode de l'invention. Le corps blanc du document (26) est dopé en surface, pour être sensible au rayonnement laser, formant une couche (22) lasérisable. Selon une variante, une couche lasériasable (22) est rapportée sur le corps de carte (26). A la surface de la couche lasérisable (22), les sous pixels (23), (24), et (25), sont imprimés, et recouverts par la couche de protection transparente (21). La personnalisation s'effectue par le faisceau laser, qui au travers de la couche de protection, et des sous pixels, forme des volumes noirs, non réfléchissants (27), qui constituent les niveaux de gris de l'image personnalisée. L'observateur, qui regarde le document sous un l'angle d'incidence (31), et (30), ne voit pratiquement pas la couleur du sous pixel (23). Le faisceau lumineux qui le traverse, se réfléchit sur la surface blanche du corps du document (26), puis est absorbée par le volume noir, non réfléchissant (27). Seule une toute petite partie de la lumière est réfléchie par la surface des sous pixels (23), (24), (25). L'observateur, ne voit pratiquement que la couleur du sous pixel (25).Une zone d'ombre (33) se forme de l'autre coté du volume noir non réfléchissant (27), par rapport aux faisceaux lumineux incidents, (30), et (31). 30 REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'une image laser couleur , observable selon des couleurs variables, à partir d'un assemblage comprenant une couche de protection (21) des pixels constitués de sous pixels colorés (23), (24), (25), d'une couche lasérisable (22) l'ensemble étant laminé sur un support blanc réfléchissant (26), caractérisé en ce que la feuille de matériau lasérisable est partiellement carbonisée par l'effet d'un faisceau laser pour former des volumes noirs, non réfléchissants (27) en relation avec les sous pixels pour produire les niveaux de gris d'une image laser couleur personnalisée, lorsqu'elle est observée perpendiculairement à son plan, et lorsque l'image laser couleur personnalisée est observée sous différents angles d'incidence, les volumes noirs, non réfléchissants, masquant les sous pixels adjacents, font apparaître à l'observateur, des couleurs changeantes de l'image personnalisée. 2. Procédé de formation d'une image laser couleur, observable selon des couleurs variables, selon la revendication 1, dans lequel les volumes noirs, non réfléchissants, sont formés au dessus des sous pixels. 3. Procédé de formation d'une image laser couleur, observable selon des couleurs variables, selon la revendication 1, dans lequel les volumes noirs, non réfléchissants, sont formés sous les sous pixels. 4. Procédé de formation d'une image laser couleur, observable selon des couleurs variables, selon les revendications 1 à 3, dans lequel les variations de couleurs sont prédéterminées, et danslequel, l'image laser couleur observable selon ces couleurs variables, est séparée d'une image laser couleur aux couleurs non variables. 5. Document comportant une image laser couleur, observable selon des couleurs variables réalisée par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ce document comporte un assemblage constitué d'une couche de protection, des pixels formés de sous pixels colorés, d'une couche lasérisable, la feuille de matériau lasérisable est ensuite partiellement carbonisée par l'effet d'un faisceau laser pour former des volumes noirs, non réfléchissants en relation avec les sous pixels pour produire des niveaux de gris d'une image laser couleur personnalisée, lorsqu'elle est observée perpendiculairement à son plan, lorsque l'image laser couleur personnalisée est observée sous différents angles d'incidence les volumes noirs, non réfléchissants, masquent les sous pixels adjacents, faisant apparaître à l'observateur, des couleurs changeantes de l'image personnalisée. L'ensemble de la couche de protection, de la couche lasérisable, et des sous pixels, et le corps de document, sont aptes à être laminés ensemble. 6. Document comportant une image laser couleur, observable selon des couleurs variables réalisée par la mise en oeuvre du procédé, selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les variations de couleurs sont prédéterminées, et dans lequel, l'image laser couleur observable selon ces couleurs variables, est séparée d'une image laser couleur aux couleurs non variables.