Brevet FR3068294A1 — publié le 20190104

Dispositif Micro-optique projetant une Imagerie Projetée Multicanal Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un dispositif micro-optique destiné à être utilisé dans un système de présentation d'image micro-optique. Des modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés comme dispositif de sécurité pour des billets de banque et des pièces de monnaie, des cartes de crédit, des chèques, des passeports, des cartes d'identité et autres analogues et il convient de décrire l'invention en relation avec cette application non limitative exemplaire. Arrière-plan de l'invention [0002] Il est bien connu que de nombreux billets de banque du monde, ainsi que d'autres documents de sécurité, portent des dispositifs de sécurité qui produisent des effets optiques permettant une authentification visuelle du billet de banque. Certains de ces dispositifs de sécurité comportent des éléments de focalisation, tels que des microlentilles, qui agissent pour échantillonner et agrandir des éléments d'image et projeter une imagerie qui peut être observée par un utilisateur à des fins d'authentification. [0003] Une imagerie optiquement variable multicanal classique produite par des articles de sécurité à base de microlentilles peut être obtenue en appliquant des éléments de micro-image sous un réseau unidimensionnel (1D) de lentilles micro-lenticulaires, généralement dans leur plan focal ou essentiellement à proximité de celui-ci. Le scénario classique est que la largeur de lentille est approximativement un multiple entier de la largeur minimale d'un élément d'image, ce qui signifie que le nombre maximal 2 de canaux d'image possibles est égal à la largeur de chaque petite microlentille divisée par la largeur minimale de chaque élément de micro-image. Par exemple, si les petites microlentilles ont chacune une largeur de 50 microns et la 5 taille minimale d'élément d'image est de 25 microns, cela signifie que seulement 2 canaux d'image peuvent être créés avec ce procédé (50/25 = 2). [0004] Un inconvénient de l'approche classique susmentionnée est que le nombre maximal de canaux d'image 10 est limité par le rapport de la largeur de lentille sur la largeur de la taille minimale d'élément d'image. Le problème est que plus le nombre de canaux d'image est petit, plus facile est la copie ou la simulation de l'article de sécurité par un faussaire. 15 [0005] Le problème de seulement un nombre limité de canaux d'image qui sont disponibles a été abordé dans le passé en décalant chaque élément d'image par rapport au sommet de son lenticule correspondant, afin d'augmenter le nombre de canaux d'image. Le contenu d'image qui est 20 projeté vers l'utilisateur dépendra de l'angle de vision de l'utilisateur et des distances de décalage utilisées pour les éléments d'image. Le nombre de canaux d'image uniques est égal au nombre de distances de décalage uniques disponibles ; ce dernier est défini par la capacité 25 d'adressage du procédé d'origine utilisé pour réaliser l'outillage d'imagerie. Le nombre maximal de distances de décalage/canaux d'imagerie qui peuvent être générés est égal à la largeur de chaque petite lentille divisée par la capacité d'adressage (c'est-à-dire le pas de progression 30 minimal) du procédé d'origine utilisé pour réaliser l'outillage d'imagerie. Par exemple, si la largeur de lentille est de 50 microns et le pas de progression minimal du procédé d'origine est de 5 microns, cela signifie que 50/5 = 10 canaux d'image (maximum) peuvent être créés, ceci 35 augmente la résistance à la copie de l'article de sécurité. Pour plus de détails sur la façon dont ceci fonctionne, 3 voir le brevet « Multichannel optically variable images » (W02012024718). [0006] L'approche « offset » ci-dessus est particulièrement utile lorsque les éléments d'image ne sont 5 pas très petits par rapport aux lentilles ; ce sera le cas si les microlentilles sont destinées à des billets de banque et l'imagerie doit être imprimée avec des procédés d'impression standard tels que la gravure, la flexographie ou l'offset. Par exemple, si la taille minimale des 10 éléments d'image est d'environ 50% de la largeur de chaque petite lentille, l'approche de conception d'imagerie classique ne donnerait que 2 canaux d'image, alors que le procédé « offset » donnerait 10 canaux d'image (en considérant des petites lentilles de 50 microns et une 15 capacité d'adressage d'origine de 5 microns). Le procédé offset est, par conséquent, particulièrement avantageux si les éléments d'image sont appliqués par impression (par exemple par héliogravure) et si les microlentilles font partie d'un document de sécurité tel qu'un billet de banque 20 (étant donné que, dans ce scénario, les éléments d'image ne sont pas très petits par rapport aux microlentilles). [0007] Cependant, une limitation du procédé multicanal « offset » est qu'il ne peut être appliqué qu'à des conceptions d'imagerie développées pour des réseaux de 25 lentilles lenticulaires, c'est-à-dire pour des réseaux unidimensionnels de lentilles cylindriques ou elliptiques. Cela pose un problème, étant donné que si le dispositif de sécurité est incliné autour d'un axe qui est perpendiculaire aux axes des microlentilles, l'image 30 projetée vers l'utilisateur ne changera pas. Ceci est désavantageux étant donné qu'il complique le procédé d'authentification. [0008] Par exemple, si le dispositif lenticulaire a de multiples canaux d'image et le billet de banque est 35 maintenu de sorte que les lentilles soient orientées verticalement vers l'utilisateur (et perpendiculairement à 4 la ligne de visée de l'utilisateur) et l'utilisateur incline ensuite le billet de banque autour d'un axe horizontal (c'est-à-dire vers et loin de celui-ci - pour l'authentification) l'image projetée vers l'utilisateur ne 5 changera pas et il peut conclure erronément que le dispositif de sécurité n'est pas authentique. [0009] Ce scénario se produirait fréquemment, étant donné que l'utilisateur maintiendra généralement le billet de banque en format paysage et aura tendance ensuite 10 naturellement à l'incliner vers ou loin de celui-ci pour réaliser l'authentification. Si le billet de banque en format paysage a un article de sécurité d'image lenticulaire multicanal sur celui-ci, avec des lentilles orientées verticalement sur celui-ci, l'image projetée vers 15 l'utilisateur pendant l'inclinaison ne changerait pas, ce qui amène potentiellement l'utilisateur à conclure que le billet de banque n'est pas authentique. [0010] Il serait donc souhaitable de fournir un dispositif micro-optique multicanal qui projette une image 20 optiquement variable vers l'utilisateur lors de l'inclinaison du billet de banque autour de l'axe vertical ou de l'axe horizontal ou autour d'un autre axe intermédiaire quelconque, permettant ainsi une authentification plus facile. 25 [0011] Il serait également souhaitable de fournir un dispositif micro-optique multicanal qui peut être fabriqué facilement et/ou à faible coût et, dans certains modes de réalisation, peut être imprimé par des procédés d'impression standard tels que des techniques de gravure, 30 de flexographie ou offset. [0012] Il serait également souhaitable de fournir un dispositif micro-optique comportant des éléments de focalisation et des éléments d'image correspondants qui atténue ou surmonte un ou plusieurs inconvénient(s) ou 35 désagrément(s) des dispositifs micro-optiques connus. 5 Résumé de l'invention [0013] Un aspect de l'invention fournit un dispositif micro-optique pour projeter une image, le dispositif 5 comportant : un substrat ; une pluralité d'éléments d'image dans un plan d'image ; et une pluralité d'éléments de focalisation agencés en un réseau bidimensionnel, chaque élément de focalisation focalisant la lumière vers un point focal sur le plan d'image et agrandissant une partie 10 quelconque d'un élément d'image compris dans le point focal pour produire ainsi un pixel d'image projetée qui est projeté vers un utilisateur à une pluralité d'angles de vision, le point focal ayant une étendue plus petite que l'élément d'image, où chaque élément d'image comportant un 15 sous-élément d'image discernable d'ailleurs dans l'élément d'image, la luminosité de chaque pixel d'image projetée dépendant de la proportion du point focal chargé du sous-élément d'image, où chaque sous-élément d'image a un ou plusieurs attribut(s) dans le plan d'image et l'attribut ou 20 chaque attribut correspond à une luminosité prédéfinie à un angle de vue particulier, de sorte que les pixels d'image projetée projettent ensemble l'image et à d'autres angles de vue, la luminosité du pixel d'image projetée varie, selon une relation définie en fonction de l'attribut ou de 25 chaque attribut et où les pixels d'image ayant la même luminosité à un angle de vue particulier sont produits par des éléments d'image ayant des sous-éléments avec des attributs identiques. [0014] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, la 30 proportion du sous-élément d'image compris dans le point focal change lorsqu'on regarde à partir de différents angles de vision. [0015] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, le premier attribut de chaque sous-élément d'image est une 35 fonction d'une valeur de niveau de gris d'un emplacement 6 correspondant à ce sous-élément d'image dans une première image en échelle de gris. [0016] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, un deuxième attribut de chaque sous-élément d'image est une 5 fonction d'une valeur de niveau de gris d'un emplacement correspondant à ce sous-élément d'image dans une deuxième image en échelle de gris. [0017] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, l'attribut ou les plusieurs attributs des sous-éléments 10 d'image comporte/comportent l'une quelconque ou plusieurs parmi l'orientation angulaire, la forme, la longueur, l'épaisseur et la superficie. [0018] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, chaque sous-élément d'image a une forme et où l'un des 15 attributs est l'orientation angulaire de la forme. [0019] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, chaque sous-élément d'image a la même forme. [0020] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, chaque sous-élément d'image est un demi-disque occupant la 20 moitié d'un élément d'image. [0021] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, le dispositif produit un effet de commutation de contraste lorsqu'on regarde à partir des différents angles de vision. [0022] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, 25 chaque sous-élément d'image a une forme et où l'un des attributs est la superficie de la forme. [0023] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, le dispositif produit un effet d'image susceptible de disparaître lorsqu'on regarde à partir des différents 30 angles de vision. [0024] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, la pluralité d'éléments d'image et la pluralité d'éléments de focalisation sont situés sur des côtés opposés du substrat. [0025] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, la 35 pluralité d'éléments d'image et la pluralité d'éléments de focalisation sont situés sur un premier côté du substrat, 7 le dispositif micro-optique comportant en outre une couche de matériau réfléchissant pour diriger la lumière des éléments de focalisation vers les éléments d'image. [0026] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, un 5 premier groupe des éléments de focalisation et un premier groupe des éléments d'image sont intégrés dans une première structure unitaire sur un premier côté du substrat. [0027] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, un deuxième groupe des éléments de focalisation et un deuxième 10 groupe des éléments d'image sont intégrés dans une deuxième structure unitaire sur un deuxième côté du substrat et où le premier groupe des éléments de focalisation amène le deuxième groupe des éléments d'image à être agrandi. [0028] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, 15 les sous-éléments d'image sont formés par l'une quelconque des techniques d'héliogravure, de flexographie et d'impression offset. [0029] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, les sous-éléments d'image sont formés par gaufrage ou une 20 autre technique de formation de microstructure. [0030] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, les sous-éléments d'image sont en évidement ou font saillie à partir de surfaces environnantes. [0031] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, 25 les sous-éléments d'image comportent l'un(e) quelconque ou plusieurs parmi des réseaux, une micro-texture de forte rugosité et des microstructures texturées. [0032] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, les sous-éléments d'image ont une surface qui est oblique 30 par rapport au plan des surfaces environnantes. [0033] Dans un ou plusieurs mode(s) de réalisation, la pluralité d'éléments d'image et la pluralité d'éléments de focalisation forment chacune un réseau bidimensionnel. [0034] Un autre aspect de l'invention fournit un 35 dispositif de sécurité comportant un dispositif micro-optique tel que décrit ci-dessus. 8 [0035] Un autre aspect de l'invention fournit un document de sécurité comportant un dispositif de sécurité tel que décrit ci-dessus. 5 Définitions Jeton ou Document de Sécurité [0036] Tel qu'utilisé ici, le terme jetons et 10 documents de sécurité inclut tous le à' types de jetons et de documents de valeur et de documents d'identification, y compris, mais sans s'y limiter, les éléments suivants : des articles de monnaie tels que des billets de banque et des pièces de monnaie, des cartes de crédit, des chèques, des 15 passeports, des cartes d'identité, des valeurs mobilières et des certificats d'actions, des permis de conduire, des titres de propriété, des documents de voyage tels que des billets d'avion et de train, des cartes et des billets d'entrée, des certificats de naissance, de décès et de 20 mariage et des relevés de notes. [0037] L'invention peut particulièrement s'appliquer, mais non exclusivement, à des dispositifs de sécurité, pour authentifier des articles, des documents ou des jetons, tels que des billets de banque ou des documents 25 d'identification, tels que des cartes d'identité ou des passeports, formés à partir d'un substrat auquel une ou plusieurs couche(s) d'impression est/sont appliquée(s). [0038] Plus largement, l'invention peut s'appliquer à un dispositif micro-optique qui, dans divers modes de 30 réalisation, est approprié pour une amélioration visuelle de vêtements, de produits pour la peau, de documents, d'imprimé, de produits manufacturés, de systèmes de marchandisage, d'emballage, de présentoirs de point de vente, de publications, de dispositifs publicitaires, 35 d'articles de sport, de jetons et de documents de sécurité, 9 de documents financiers et de cartes de transaction et d'autres produits. Article ou Dispositif de Sécurité 5 [0039] Tel qu'utilisé ici, le terme article ou dispositif de sécurité inclut l'un quelconque d'un grand nombre de dispositifs, d'éléments ou d'articles de sécurité destinés à protéger le jeton ou le document de sécurité 10 contre la contrefaçon, la copie, la modification ou la falsification. Les articles ou dispositifs de sécurité peuvent être fournis dans ou sur le substrat du document de sécurité ou dans ou sur une ou plusieurs couche(s) appliquée(s) au substrat de base et peuvent prendre une 15 grande variété de formes, telles que des fils de sécurité intégrés dans des couches du document de sécurité ; des encres de sécurité telles que des encres fluorescentes, luminescentes ou phosphorescentes, des encres métalliques, des encres iridescentes, des encres photochromatiques, 20 thermochromatiques, hydrochromiques ou piézochromiques ; des articles imprimés ou gaufrés, y compris des structures de libération ; des couches d'interférence ; des dispositifs à cristaux liquides ; des lentilles et des structures lenticulaires ; des dispositifs optiquement 25 variables (OVD) tels que des dispositifs diffractifs comportant des gradients de diffraction, des hologrammes et des éléments optiques diffractifs (DOE). Substrat 30 [0040] Tel qu'utilisé ici, le terme substrat fait référence au matériau de base à partir duquel le jeton ou le document de sécurité est formé. Le matériau de base peut être du papier ou d'autres matériaux fibreux tels que la 35 cellulose ; une matière plastique ou un matériau polymère y compris, mais sans s'y limiter, le polypropylène (PP), le 10 polyéthylène (PE), le polycarbonate (PC), le chlorure de polyvinyle (PVC), le polyéthylène téréphtalate (PET), le polypropylène orienté biaxialement (BOPP) ; ou un matériau composite de deux matériaux ou plus, tel qu'un stratifié de 5 papier et d'au moins une matière plastique, ou de deux matériaux polymères ou plus. Demi-Fenêtres et Fenêtres Transparentes 10 [0041] Tel qu'utilisé ici, le terme fenêtre fait référence à une zone transparente ou translucide dans le document de sécurité par rapport à la région opaque à laquelle l'impression est appliquée. La fenêtre peut être totalement transparente de manière à permettre la 15 transmission de la lumière essentiellement inchangée, ou elle peut être partiellement transparente ou translucide, permettant partiellement la transmission de la lumière mais sans permettre de voir clairement des objets à travers la zone de fenêtre. 20 [0042] Une zone de fenêtre peut être formée dans un document de sécurité polymère qui a au moins une couche de matériau polymère transparent et une ou plusieurs couche(s) opacifiante(s) appliquée(s) à au moins un côté d'un substrat polymère transparent, en omettant au moins une 25 couche opacifiante dans la région formant la zone de fenêtre. Si des couches opacifiantes sont appliquées aux deux côtés d'un substrat transparent, une fenêtre totalement transparente peut être formée en omettant les couches opacifiantes des deux côtés du substrat transparent 30 dans la zone de fenêtre. [0043] Une zone partiellement transparente ou translucide, ci-après appelée « demi-fenêtre », peut être formée dans un document de sécurité polymère qui a des couches opacifiantes des deux côtés en omettant les couches 35 opacifiantes d'un seul côté du document de sécurité dans la zone de fenêtre de sorte que la « demi-fenêtre » ne soit 11 pas totalement transparente, mais laisse passer la lumière du soleil sans permettre de visualiser clairement des objets à travers la demi-fenêtre. [0044] En variante, il est possible que les substrats 5 soient formés à partir d'un matériau essentiellement opaque, tel qu'un papier ou un matériau fibreux, avec un insert de matière plastique transparente inséré dans une découpe ou en évidement dans le papier ou le substrat fibreux pour former une fenêtre transparente ou une zone de 10 demi-fenêtre translucide. Couches Opacifiantes [0045] Une ou plusieurs couche(s) opacifiante(s) 15 peut/peuvent être appliquée(s) à un substrat transparent pour augmenter l'opacité du document de sécurité. Une couche opacifiante est telle que LT REVENDICATIONS1. Dispositif micro-optique pour projeter une image, le dispositif comportant : un substrat ; une pluralité d'éléments d'image dans un plan d'image ; et une pluralité d'éléments de focalisation agencés en un réseau bidimensionnel, chaque élément de focalisation focalisant la lumière vers un point focal sur le plan d'image et agrandissant une partie quelconque d'un élément d'image compris dans le point focal pour produire ainsi un pixel d'image projetée qui est projeté vers un utilisateur à une pluralité d'angles de vision, le point focal ayant une étendue plus petite que l'élément d'image, dans lequel chaque élément d'image comportant un sous-élément d'image discernable d'ailleurs dans l'élément d'image, la luminosité de chaque pixel d'image projetée dépendant de la proportion du point focal chargé du sous-élément d'image, dans lequel chaque sous-élément d'image a un ou plusieurs attribut(s) dans le plan d'image et l'attribut ou chaque attribut correspond à une luminosité prédéfinie à un angle de vue particulier, de sorte que les pixels d'image projetée projettent ensemble l'image et à d'autres angles de vue, la luminosité du pixel d'image projetée varie, selon une relation définie en fonction de l'attribut ou de chaque attribut et dans lequel les pixels d'image ayant la même luminosité à un angle de vue particulier sont produits par des éléments d'image ayant des sous-éléments avec des attributs identiques. 2. Dispositif micro-optique selon la revendication 1, dans lequel la proportion du sous-élément d'image compris dans le point focal change lorsqu'on regarde à partir de différents angles de vision. 3. Dispositif micro-optique selon la revendication 2, dans lequel le premier attribut de chaque sous-élément 32 d'image est une fonction d'une valeur de niveau de gris d'un emplacement correspondant à ce sous-élément d'image dans une première image en échelle de gris. 4. Dispositif micro-optique selon la revendication 3, 5 dans lequel un deuxième attribut de chaque sous-élément d'image est une fonction d'une valeur de niveau de gris d'un emplacement correspondant à ce sous-élément d'image dans une deuxième image en échelle de gris. 5. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des 10 revendications précédentes, dans lequel l'attribut ou les plusieurs attributs des sous-éléments d'image comporte/comportent l'une quelconque ou plusieurs parmi l'orientation angulaire, la forme, l'épaisseur, la longueur et la superficie. 15 6. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque sous-élément d'image a une forme et dans lequel l'un des attributs est l'orientation angulaire de la forme. 7. Dispositif micro-optique selon la revendication 6, 20 dans lequel chaque sous-élément d'image a la même forme. 8. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque sous-élément d'image est un demi-disque occupant la moitié d'un élément d'image. 25 9. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le dispositif produit un effet de commutation de contraste lorsqu'on regarde à partir des différents angles de vision. 10. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque 30 des revendications 1 à 6, dans lequel chaque sous-élément d'image a une forme et dans lequel l'un des attributs est la superficie de la forme. 11. Dispositif micro-optique selon la revendication 10, dans lequel le dispositif produit un effet d'image 35 susceptible de disparaître lorsqu'on regarde à partir des différents angles de vision. 33 12. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pluralité d'éléments d'image et la pluralité d'éléments de focalisation sont situés sur des côtés opposés du substrat. 5 13. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la pluralité d'éléments d'image et la pluralité d'éléments de focalisation sont situés sur un premier côté du substrat, le dispositif micro-optique comportant en outre une couche 10 de matériau réfléchissant pour diriger la lumière des éléments de focalisation vers les éléments d'image. 14. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un premier groupe des éléments de focalisation et un premier groupe 15 des éléments d'image sont intégrés dans une première structure unitaire sur un premier côté du substrat. 15. Dispositif micro-optique selon la revendication 14, dans lequel un deuxième groupe des éléments de focalisation et un deuxième groupe des éléments d'image 20 sont intégrés dans une deuxième structure unitaire sur un deuxième côté du substrat et dans lequel le premier groupe des éléments de focalisation amène le deuxième groupe des éléments d'image à être agrandi. 16. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque 25 des revendications précédentes, dans lequel les sous-éléments d'image sont formés par l'une quelconque des techniques d'héliogravure, de flexographie et d'impression Offset. 17. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque 30 des revendications 1 à 15, dans lequel les sous-éléments d'image sont formés par gaufrage ou une autre technique de formation de microstructure. 18. Dispositif micro-optique selon la revendication 17, dans lequel les sous-éléments d'image sont en évidement 35 ou font saillie à partir de surfaces environnantes. 34 19. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel les sous-éléments d'image comportent l'un(e) quelconque ou plusieurs parmi des réseaux, une micro-texture de forte rugosité et des 5 microstructures texturées. 20. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sous-éléments d'image ont une surface qui est oblique par rapport au plan des surfaces environnantes. 10 21. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pluralité d'éléments d'image et la pluralité d'éléments de focalisation forment chacune un réseau bidimensionnel. 22. Dispositif de sécurité comportant un dispositif 15 micro-optique selon l'une quelconque des revendications précédentes. 23. Document de sécurité comportant un dispositif de sécurité selon la revendication 22. 20