CH706413A1

CH706413A1 - Elément, dispositif et procédé de marquage de produit.

Info

Publication number: CH706413A1
Application number: CH00523/12A
Authority: CH
Inventors: Stefan Meyer; Jean-Paul Sandoz
Original assignee: Mhm Microtechnique Horlogerie Meyer
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-10-31
Also published as: WO2013156401A1

Abstract

L’invention concerne un procédé et dispositif d’identification et/ou d’authentification par ultrasons d’un objet (2) à identifier et/ou authentifier, comprenant un élément de marquage (1) comprenant un substrat dans lequel sont réparties des impuretés (3) dans lesquelles des ondes ultrasonores sont absorbées et se déplacent à des vitesses différentes des vitesses auxquelles elles se déplacent dans le substrat, la répartition des impuretés (3) dans ledit élément (1) pouvant être détectée par le dispositif de lecture (5) à ultrasons et permettant l’identification et/ou l’authentification dudit objet.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un procédé et un élément de marquage de produit, et un dispositif de lecture d’un tel élément. Elle concerne plus particulièrement l’identification et/ou d’authentification d’objet à l’aide d’un élément de marquage.

Etat de la technique

[0002] Des systèmes de marquage d’objets comprenant un élément de marquage existent déjà. Il existe par exemple des systèmes utilisant des codes barre 1D ou 2D (datamatrix); ces codes doivent être visibles pour être lus par un scanner de code-barres, et sont donc difficiles à intégrer de manière esthétique ou invisible sur les produits à marquer.

[0003] On connaît aussi des systèmes utilisant des étiquettes RFID (Identification Radio Fréquence) associées à un objet à marquer. Les étiquettes peuvent émettre et recevoir des ondes de fréquence radio qui sont lues et traitées par un dispositif de lecture.

[0004] D’autre part, l’utilisation d’ondes acoustiques et en particulier des ultrasons est connue dans le domaine médical notamment pour les échographies. Dans ce cas, des ultrasons sont envoyés par une sonde comprenant une céramique piézoélectrique dans un périmètre délimité et les échos enregistrés sont des signatures des obstacles qu’ils ont rencontrés. Ces échos peuvent être représentés sous la forme d’images. La fréquence des ultrasons utilisés peut être modulée en fonction de la profondeur à examiner. L’utilisation d’une fréquence élevée permet d’augmenter la résolution, mais engendre également une absorption rapide; un examen de structure profonde n’est alors plus possible. Dans le cadre d’un usage courant, une sonde dont la fréquence d’émission varie entre 1.5 et 4.5 MHz permet d’obtenir une résolution de quelques millimètres.

[0005] Un système de marquage de produit basé sur l’utilisation d’ultrasons a été décrit dans le document US 2006 000 887. Il concerne un distributeur de billets permettant de détecter si un ou plusieurs billets sont distribués. Un générateur et un récepteur d’ultrasons sont placés de part et d’autre du ou des billets distribués. La détection est effectuée par le traitement des changements de phase des signaux reçus.

[0006] EP 0 192 569 décrit un système d’identification pour objet de valeur, par exemple pour marquer des objets d’art, sur lesquels on fixe un élément d’identification présentant des encoches comportant des parties planes ou arquées dont la combinaison symbolise de préférence une lettre de l’alphabet et/ou un chiffre. L’élément d’identification est détectable au moyen de rayons X ou d’ultrasons. Les encoches présentes sur l’élément d’identification sont en outre visibles à l’œil nu. Pour que l’élément d’identification ne soit pas repérable visuellement, il doit donc être noyé dans l’objet, ce qui implique une modification de l’objet à identifier. Cet inconvénient rend ce système inadapté au marquage de certains produits, par exemple pour des objets d’art. D’autre part, les encoches formées dans ledit élément doivent présenter une forme bien précise afin d’être correctement lues par le dispositif de lecture et associées à une lettre ou un chiffre. Le codage est donc restreint à des combinaisons des formes des encoches. Un autre inconvénient réside dans le fait que l’élément d’identification est facilement reproductible et ne permet donc pas un marquage infalsifiable pour garantir l’authenticité du produit et lutter contre la contrefaçon.

Bref résumé de l’invention

[0007] Un but de la présente invention est de proposer un système de marquage exempt des limitations des systèmes connus.

[0008] Un autre but de l’invention est de proposer un élément de marquage destiné à être identifié et/ou authentifié au moyen d’ultrasons.

[0009] Un autre but de l’invention est de proposer un élément de marquage difficilement reproductible par un contrefacteur.

[0010] Un autre but de l’invention est de proposer un dispositif permettant la lecture d’un élément de marquage compris dans un objet.

[0011] Un autre but de l’invention est de proposer un programme permettant l’identification et/ou l’authentification d’un élément de marquage.

[0012] Selon l’invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d’un élément, d’un procédé et d’un dispositif tels que revendiqués dans les revendications de type correspondant.

[0013] Un élément de marquage d’un objet peut comprendre un substrat dans lequel des ondes ultrasonores se déplacent à une première vitesse et différentes impuretés réparties dans ce substrat dans lesquels les ondes ultrasonores sont atténuées ou réfléchies, et se déplacent à une deuxième vitesse différente de la première vitesse. Les impuretés sont réparties dans le substrat de manière aléatoire et/ou selon trois dimensions de manière à permettre l’identification de l’élément de marquage.

[0014] Les différences d’amplitude et de vitesse de propagations des ondes ultrasonores dans le substrat et dans les impuretés sont dues à la différence d’impédances acoustiques des matières composant ce substrat et ces impuretés. L’atténuation des ondes ultrasonores est due à leur absorption. Par ailleurs, dans un milieu hétérogène, l’interface entre deux milieux d’impédances acoustiques différentes génère des phénomènes de réflexion, de réfraction et de diffusion des ondes ultrasonores. Ainsi l’atténuation et le temps de vol directionnel du signal reçu dépend des discontinuités d’impédances acoustiques dans le substrat, et donc des impuretés rencontrées par le signal ultrasonore lorsqu’il traverse le substrat.

[0015] L’analyse du temps de vol et/ou de l’amplitude du ou des signaux reçus permet ainsi de contrôler la présence ou l’absence des impuretés dans l’élément, ainsi que différents paramètres dont par exemple leur position, dimension, nombre, concentration, densité, compressibilité, viscosité, et/ou capacité thermique, etc.

[0016] La présence de ces impuretés en différents emplacements dans l’élément, ainsi que les paramètres de ces impuretés, constituent ainsi un code, c’est-à-dire une signature unique de l’élément, qui permet ainsi de l’identifier de manière unique et de le distinguer d’un autre élément.

[0017] Le code associé à un élément peut être de type binaire; le lecteur peut par exemple déterminer si une impureté est présente ou non à chaque emplacement d’une pluralité d’emplacements prédéterminés dans l’élément. Dans ce cas, chaque impureté fournit une valeur binaire: présent ou absent.

[0018] Dans un mode de réalisation, les impuretés sont réparties dans des emplacements prédéfinis d’une matrice d’emplacements de tailles identiques. Chaque emplacement peut comprendre zéro ou une impureté. Dans un mode de réalisation, chaque emplacement prédéfini de la matrice peut comprendre plus d’une impureté.

[0019] La matrice peut être unidimensionnelle. Dans ce cas, les impuretés sont réparties selon une ligne à profondeur constante sous la surface de l’élément, à la manière d’un code-barres dont les traits seraient remplacés par des impuretés sous la surface de l’élément.

[0020] La matrice peut être bidimensionnelle. Dans ce cas, les impuretés sont réparties selon une matrice bidimensionnelle à profondeur constante sous

[0021] la surface de l’élément, à la manière d’un datamatrix dont les éléments seraient remplacés par des impuretés sous la surface de l’élément.

[0022] La matrice peut être tridimensionnelle. Dans ce cas, la profondeur des impuretés est variable et fournit une information supplémentaire.

[0023] Certaines ou toutes ces différentes possibilités de codage peuvent être combinées entre elles, afin de fournir un nombre très important de possibilités de codage. L’utilisation d’impuretés avec des caractéristiques différentes et distinguables les unes des autres présente l’avantage de fournir plus d’informations par impuretés, et donc d’augmenter la densité de codage, en tenant compte de caractéristique(s) de chaque impureté.

[0024] La répartition des impuretés dans le substrat peut aussi être aléatoire - par exemple si ces impuretés sont produites par un procédé de fabrication générant par exemple des bulles, de façon. Cette solution présente l’avantage de fournir des éléments de marquage difficilement reproductibles.

[0025] Les éléments d’identification peuvent être invisibles, par exemple transparents, ou de la couleur de l’objet à marquer, ou dissimulés sous une peinture, sous une étiquette ou à l’intérieur de l’objet à marquer, etc. L’élément de marquage peut être constitué par ou comporter une étiquette fine destinée à être insérée dans ou sur un objet à protéger.

[0026] En plus d’être invisible à l’œil nu, l’élément peut être rendu difficilement détectable par des moyens standards (capacitif, inductif, électromagnétique, pesée...). Un contrefacteur potentiel ne peut donc que très difficilement savoir si un produit est marqué ou non avec un tel élément.

[0027] Les impuretés contenues dans l’élément de marquage peuvent se présenter sous forme de billes et/ou de cylindres et/ou de bulles d’air et/ou de paillettes et/ou de plaquettes et/ou de parallélépipèdes. Cette solution présente notamment l’avantage par rapport à l’art antérieur d’utiliser des impuretés de forme simple et connue, et donc de réaliser des mesures plus fiables, permettant de distinguer plus facilement entre l’absence ou la présence d’impureté.

[0028] Les impuretés contenues dans l’élément peuvent présenter des dimensions identiques et être réparties de manière aléatoire.

[0029] Les impuretés contenues dans l’élément peuvent présenter des dimensions identiques et être répartis en des emplacements possibles prédéfinis.

[0030] Les impuretés contenues dans l’élément peuvent présenter des dimensions différentes et être réparties de manière aléatoire.

[0031] Les impuretés contenues dans l’élément peuvent présenter des dimensions différentes et être répartis de manière prédéfinie.

[0032] L’élément selon l’invention, peut comprendre un substrat choisi parmi une mousse, un caoutchouc, un matériau synthétique ou une mousse expansive comprenant des bulles d’air.

[0033] Cette solution présente notamment l’avantage par rapport à l’art antérieur de ne pas nécessiter de procédé de fabrication complexe de l’élément de marquage.

[0034] Dans le cas où les emplacements des impuretés dans l’élément sont prédéfinis, leurs centres de masse sont de préférence séparés par une distance minimale. Cette distance minimale, ou résolution, est de préférence supérieure ou égale à 1 µm, et de préférence inférieure à 1 mm. Un élément selon l’invention présente l’avantage de pouvoir être réalisé avec des dimensions micrométriques, ce qui facilite son insertion de manière invisible dans l’objet à marquer et rend difficile sa reproduction.

[0035] L’élément de marquage d’un objet peut être utilisé pour identifier et/ou authentifier cet objet.

[0036] Un élément selon l’invention peut comprendre des impuretés formées par un matériau faisant partie inhérente du substrat, qui peut comporter par exemple un ou des gradient(s) de concentration et définir ainsi des volumes dans lesquels les ondes ultrasoniques se déplacent selon des vitesses et avec des amplitudes progressivement variables.

[0037] Le dispositif de lecture d’un élément peut comprendre une alimentation électrique, au moins un générateur de signaux ultrasoniques et au moins un récepteur de signaux ultrasoniques destiné à recevoir au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis par ledit élément, une carte électronique permettant de détecter la présence et/ou la répartition et/ou la dimension et/ou du nombre et/ou de la concentration et/ou tout autre paramètre caractéristique des impuretés dans l’élément de manière à lire cet élément.

[0038] Selon l’invention, le dispositif de lecture peut présenter un affichage permettant d’afficher un code correspondant à l’élément identifié ou une simple information dépendant de la présence ou de l’absence et/ou de la répartition et/ou de la dimension des impuretés et/ou du nombre d’impuretés et/ou de leur concentration et/ou de leur densité et/ou de leur compressibilité et/ou de leur viscosité et/ou de leur capacité thermique.

[0039] Un dispositif de lecture selon l’invention peut comprendre au moins un générateur de signal acoustique émettant des signaux acoustiques dont la fréquence est supérieure à 40 kHz et inférieure à 50MHz, De préférence, le dispositif de lecture comporte plusieurs générateurs de signaux acoustiques et plusieurs récepteurs de signaux acoustiques.

[0040] Un dispositif de lecture selon l’invention peut comprendre un nombre identique ou différent de générateurs de signaux acoustiques et de récepteurs de signaux acoustiques.

[0041] Le nombre de récepteurs de signaux acoustiques peut être déterminé en fonction du nombre d’impuretés et/ou d’emplacements prédéfini maximal qui peuvent être présents dans un élément de marquage.

[0042] Dans un mode de réalisation, le nombre de récepteurs de signaux acoustiques est égal, ou éventuellement supérieur, au nombre maximal d’impuretés à détecter. Dans ce mode de réalisation, chaque récepteur permet de détecter la présence ou l’absence d’une discontinuité en un emplacement prédéterminé. Chaque récepteur peut aussi détecter la profondeur d’une discontinuité. Chaque récepteur peut aussi être utilisé pour détecter la présence ou l’absence d’une discontinuité en un emplacement prédéterminé, et la dimension de cette discontinuité et/ou tout autre paramètre la caractérisant, si une discontinuité est présente.

[0043] Un dispositif selon l’invention peut comprendre au moins un générateur de signaux acoustiques qui fonctionne également comme récepteur de signaux acoustiques.

[0044] Dans un dispositif selon l’invention, les générateurs et/ou les récepteurs et/ou les générateurs-récepteurs peuvent être disposés de façon matricielle, par exemple selon une ligne ou une matrice à deux dimensions.

[0045] Le dispositif selon l’invention peut comprendre un grand nombre de récepteurs et/ou générateurs-récepteurs permettant ainsi d’identifier des éléments d’identification comprenant un grand nombre d’impuretés.

[0046] Le nombre de récepteurs est avantageusement égal ou supérieur au nombre de bits à coder et au nombre d’emplacements présents. Dans ce cas, chaque récepteur fonctionne en mode binaire ce qui permet d’utiliser des récepteurs miniaturisés et très économiques.

[0047] Le nombre de récepteurs et/ou de générateurs-récepteurs est de préférence compris entre 8 et 128. Dans un mode de réalisation du dispositif selon l’invention, les générateurs et les récepteurs sont disposés de part et d’autre de l’élément de marquage de manière à ce que les récepteurs reçoivent les signaux acoustiques transmis au travers de l’élément.

[0048] Dans un autre mode de réalisation du dispositif selon l’invention, les générateurs et les récepteurs et/ou les générateurs-récepteurs sont destinés à être disposés d’un même côté de l’élément de marquage de manière à ce que les récepteurs et/ou les générateurs-récepteurs reçoivent les signaux acoustiques réfléchis par l’élément. Ce mode de réalisation présente l’avantage de s’adapter à des objets de formes et d’épaisseurs différentes.

[0049] Dans un mode de réalisation du dispositif selon l’invention, le générateur de signal acoustique et/ou au moins un récepteur de signaux acoustiques et/ou au moins un générateur-récepteur de signaux acoustiques comprennent un élément piézo-électrique et/ou un transducteur capacitif ultrasonore.

[0050] Selon l’invention, un programme de traitement de signaux acoustiques émis par le dispositif et de signaux acoustiques réfléchis ou transmis par l’élément de marquage et reçus par ledit dispositif, peut permettre d’identifier cet élément sur la base desdits signaux reçus. Le programme peut comprendre des étapes consistant à comparer les signaux émis aux signaux réfléchis ou transmis, à déterminer en fonction de cette comparaison les caractéristiques de l’élément de marquage et à identifier ledit élément de marquage.

[0051] Le programme peut comprendre une étape visant à séparer les signaux reçus et réfléchis ou transmis au travers des impuretés, afin de les distinguer des signaux parasites ou des signaux transmis directement entre les générateurs et les récepteurs, sans réflexion.

[0052] L’étape visant à séparer les signaux émis par les générateurs et/ou générateurs-récepteurs peut consister en un fenêtrage des signaux reçus, afin de définir des intervalles de temps, ou fenêtres et d’écarter les signaux indésirables ou le bruit reçus hors de ces fenêtres temporelles.

[0053] Des techniques de formation de faisceau (ou beamforming), connues de l’homme du métier, peuvent aussi être mises en œuvre afin d’exploiter les signaux transmis par plusieurs générateurs et/ou reçus par plusieurs récepteurs et d’augmenter ainsi le rapport signal-sur-bruit.

[0054] Selon une caractéristique de l’invention, un procédé d’identification et/ou d’authentification d’un élément, au moyen d’un dispositif selon l’invention comprend les étapes dans lesquelles: l’élément de marquage est placé à une distance d dudit dispositif, le dispositif émet au moins un signal acoustique au moyen d’au moins un générateur et/ou au moins un générateur-récepteur, le dispositif reçoit au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis par l’élément de marquage au moyen d’au moins un récepteur et/ou au moins un générateur-récepteur, au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis est traité par le programme permettant l’identification et/ou l’authentification de l’élément.

[0055] Dans un mode de réalisation, la distance d entre le dispositif et l’élément est de préférence comprise entre 0 et 5 cm. De préférence l’objet comprenant l’élément de marquage est en contact direct avec le dispositif de lecture.

[0056] Le procédé peut comprendre une étape supplémentaire consistant à associer à l’objet au moins un élément de marquage de manière invisible. Dans un mode de réalisation, l’élément de marquage est inséré dans une cavité de l’objet à identifier. L’élément de marquage peut être inséré dans une cavité de l’objet à identifier sous la forme d’une mousse expansive poreuse. L’élément de marquage peut faire intrinsèquement partie de l’objet à identifier. L’élément de marquage peut être fixé ou collé sur l’objet à identifier.

[0057] Dans un mode de réalisation, l’étape consistant à associer audit objet un élément de marquage peut être effectuée lors de la fabrication de l’objet.

Brève description des figures

[0058] Des exemples de mise en œuvre de l’invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles: <tb>La fig. 1<sep>illustre une vue en coupe d’un dispositif de lecture d’un élément de marquage selon un premier mode de réalisation. <tb>La fig. 2<sep>illustre une vue en coupe d’un dispositif de lecture d’un élément de marquage selon un deuxième mode de réalisation. <tb>Les fig. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e et 3f<sep>illustrent un élément de. marquage selon différents modes de réalisation.

Exemple(s) de mode de réalisation de l’invention

[0059] La fig. 1 illustre un dispositif 5 de lecture d’un élément 1 de marquage selon un premier mode de réalisation de l’invention. L’élément de marquage 1 est situé dans ou sur un objet à marquer 2 à une distance «d» du dispositif. Cet élément de marquage 1 est composé d’un substrat présentant plusieurs emplacements 4 prédéfinis dans chacun desquels peut se trouver une impureté 3. Chaque impureté constitue ainsi une discontinuité dans le substrat; la vitesse et l’absorption des ondes acoustiques sont différentes dans ces impuretés et dans le substrat. Par exemple, le substrat peut être constitué d’un matériau qui conduit bien les ondes acoustiques, comme un métal, un cristal, du verre, etc., tandis que les impuretés absorbent davantage les ondes acoustiques - par exemple un liquide, un gaz, un solide mou comme un matériau à base de silicone, etc. Il est aussi possible de prévoir un substrat dans un matériau à bonne transmission et des impuretés qui réfléchissent fortement les ondes acoustiques.

[0060] Les ondes ultrasonores se déplacent à une vitesse différente dans le substrat et dans les impuretés 3, en raison de la différence d’impédances acoustiques des matières composant le substrat et les impuretés 3. Dans un milieu hétérogène, l’interface entre deux milieux d’impédances acoustiques différentes génère des phénomènes de réflexion, de réfraction et de diffusion des ondes ultrasonores. Ainsi l’étude de l’atténuation du signal réfléchi, et/ou de la direction dans laquelle les ondes acoustiques sont réfléchies à l’interface entre le substrat et les impuretés d’impédance acoustique différente, et/ou du temps de vol entre l’instant d’émission et l’instant de réflexion, permet de détecter la présence ou l’absence d’impuretés dans le substrat.

[0061] La comparaison des signaux émis et des signaux réfléchis permet de définir des caractéristiques intrinsèques de l’élément 1 et en particulier la présence et/ou la position et/ou les dimensions et/ou la quantité et/ou la concentration et/ou la densité et/ou fa compressibilité et/ou la viscosité et/ou la capacité thermique de(s) impuretés(s) de marquage de cet élément 1.

[0062] Le dispositif de lecture 5 comprend une alimentation électrique 6, une carte électronique 9 et plusieurs générateurs-récepteurs 10 à ultrasons. Les générateurs-récepteurs 10 sont disposés selon une ligne dans ce mode de réalisation. Ils pourraient aussi être disposés selon des matrices. Ils émettent des signaux émis en direction de l’élément 1 et reçoivent des signaux réfléchis par l’objet 2, le substrat et les impuretés 3 de l’élément 1.

[0063] Dans ce mode de réalisation chaque générateur-récepteur est destiné à vérifier la présence ou l’absence, et éventuellement la profondeur, et/ou la dimension et/ou d’autres paramètres caractérisant la ou les impuretés dans un seul emplacement prédéfini.

[0064] La carte électronique 9 comprend une carte de circuit imprimé avec des composants permettant notamment de traiter les signaux reçus par les générateurs-récepteurs 10 afin d’identifier l’objet 2 au moyen d’un programme d’identification.

[0065] Le programme de traitement des signaux émis et des signaux réfléchis reçus par les générateurs-récepteurs 10 comprend une première étape permettant de corriger les signaux reçus afin de ne tenir compte que des signaux réfléchis par l’objet 2. Par exemple, le programme peut effectuer un fenêtrage pour ne tenir compte que des signaux reçus pendant un intervalle de temps limité après l’émission de signaux acoustiques. Un filtrage passe-bande peut aussi être effectué pour éliminer des signaux acoustiques hors de la bande de fréquence acoustique attendue.

[0066] Les signaux émis traversent éventuellement un premier matériau formant l’objet 2 qui contient l’élément 1, puis le substrat compris dans l’élément 1, et éventuellement une ou plusieurs discontinuités 3.

[0067] La mesure de l’intervalle entre l’émission d’un signal acoustique et la réception de l’écho, et/ou la mesure de la direction de l’écho, et/ou la mesure de l’atténuation des signaux réfléchis peuvent être compensées afin de ne prendre en compte que les phénomènes causés par l’éventuelle présence de discontinuités 3 grâce à des techniques connues dans le domaine du traitement du signal.

[0068] Des méthodes de formation de faisceau (beamforming) peuvent être mises en œuvre. La formation de faisceau est notamment connue dans le domaine de la tomographie ultrasonique. Cette technique consiste à sommer des signaux retardés émis séquentiellement provenant de N générateurs afin de former et traiter un signal transmis à travers ou réfléchi par un matériau et reçu par un nombre M de récepteurs. Elle présente l’avantage de corriger les signaux reçus et d’en extraire uniquement les variations dues aux discontinuités d’impédances des différents matériaux présents.

[0069] Le programme de traitement des signaux reçus par les récepteurs 10 du dispositif 5 a pour but de comparer les signaux reçus par les récepteurs 10 aux signaux émis par les générateurs 10 afin de déterminer, par mesure de l’intervalle entre l’émission d’un signal acoustique et la réception de l’écho, et/ou par mesure de la direction de l’écho, et/ou de l’atténuation des signaux réfléchis la présence éventuelle de discontinuités 3 dont l’impédance acoustique est différente de celle du substrat de l’élément 1.

[0070] Le traitement du signal reçu permet également de caractériser plus précisément les propriétés intrinsèques de l’élément 1 et notamment la position et/ou les dimensions et/ou quantité et/ou la concentration et/ou la densité et/ou la compressibilité et/ou la viscosité et/ou la capacité thermique, etc. des discontinuités 3 dans l’élément 1.

[0071] Le dispositif comprend une alimentation électrique 6 qui peut être une batterie ou tout autre moyen d’alimentation électrique y compris une alimentation reliée au secteur.

[0072] La distance d entre l’élément 1 de marquage et le dispositif 5 peut être de l’ordre de quelques micromètres. Lorsque la distance d est nulle le signal émis n’est quasiment perturbé par le peu d’air compris entre l’objet et le dispositif. Plus la distance d augmente, plus la quantité d’air traversée par les ultrasons est importante et plus le signal émis arrive en étant déjà atténué et défocalisé au niveau de l’objet 2.

[0073] La fig. 2 illustre une vue en coupe d’un dispositif 5 de lecture d’un élément 1 de marquage d’objet selon un deuxième mode de réalisation.

[0074] Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif de lecture 5 présente une série de générateurs 7 de signaux ultrasoniques et une série de récepteurs 8 de signaux ultrasoniques, les générateurs 7 et les récepteurs 8 étant placés de part et d’autre de l’objet 2 et de l’élément 1 de marquage.

[0075] Les générateurs 7 et les récepteurs 8 pourraient aussi être disposés selon des matrices. Le nombre de générateurs pourrait être différent du nombre de récepteurs, ou identique. Les générateurs 7 émettent des signaux émis en direction de l’élément 1 et les récepteurs 8 reçoivent des signaux transmis par l’objet 2, le substrat et les impuretés 3 dans élément de marquage 1. Dans ce mode de réalisation chaque récepteur est destiné à vérifier la présence ou l’absence, et/ou la profondeur et/ou la dimension d’une impureté dans chaque emplacement prédéfini.

[0076] Dans un autre mode de réalisation, le nombre de récepteurs 8 pourrait être supérieur au nombre d’emplacements prédéfinis.

[0077] Le programme de traitement des signaux émis et des signaux transmis reçus par les récepteurs 8 permet notamment de corriger les signaux reçus afin de ne tenir compte que des signaux transmis par l’élément 1.

[0078] Les fig. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e et 3f représentent plusieurs modes de réalisation d’un élément 1 de marquage.

[0079] La fig. 3a représente une section en deux dimensions d’un élément 1 de marquage comprenant des impuretés 3 de dimensions identiques situés dans des emplacements prédéfinis 4 répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés 3 sont situées sur un même plan, à profondeur égale. Le codage dépend de la présence ou de l’absence d’impuretés à des emplacements prédéfinis 4 et de leur position selon un axe vertical. La fig. 3b représente une section en deux dimensions d’un élément 1 de marquage comprenant des impuretés 3 de dimensions différentes situées dans des emplacements 4 prédéfinis répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés 3 sont situées sur un même plan, à profondeur égale depuis la surface de l’élément. Le codage dépend de la présence ou de l’absence d’impuretés 3 à des endroits prédéfinis, et de leur dimension.

[0080] La fig. 3c représente une vue en perspective d’un élément 1 de marquage comprenant des impuretés 3 de dimensions différentes situés dans des emplacements prédéfinis répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés 3 ne sont pas situées dans un unique plan. Le codage dépend de la présence ou de l’absence d’impuretés 3 à des emplacements prédéfinis 4, de leur profondeur et de leur dimension.

[0081] La fig. 3d représente une section d’un élément 1 de marquage comprenant des impuretés de dimensions différentes répartis de façon aléatoire selon deux dimensions. Dans cette variante, les impuretés sont situées sur un même plan, à profondeur égale. Le codage dépend de leur position en deux dimensions et de leur dimension.

[0082] La fig. 3e représente une vue en perspective d’un élément 1 de marquage comprenant des impuretés de dimensions différentes répartis de façon aléatoire selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés sont situées dans plusieurs plans. Le codage dépend de leur position selon trois axes, de leur dimension, de leur quantité et de leur concentration

[0083] La fig. 3f représente une vue en perspective d’un élément 1 de marquage comprenant deux emplacements déterminés 4 comprenant chacun des impuretés 3 de dimensions différentes répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés sont situées dans plusieurs plans. Le codage dépend de leur position selon trois axes, de leur dimension, de leur quantité et/ou de leur concentration dans chaque emplacement.

[0084] Dans les figures, le nombre de capteurs et/ou récepteurs et/ou générateurs-récepteurs représentés a volontairement été limité dans un but de clarté.

[0085] Un élément 1 de marquage peut être utilisé sur un objet d’art ou de luxe afin d’assurer son authenticité. Le code codé avec l’élément 1 et lu par un dispositif de lecture 5 selon l’invention permet par exemple de distinguer un produit authentique dont le code doit par exemple satisfaire à une relation mathématique prédéfinie, d’un produit non authentique qui est dépourvu de code, ou muni d’un code qui ne satisfait pas à cette relation.

[0086] L’élément peut aussi être utilisé comme numéro de série, pour identifier ou authentifier chaque produit de manière individuelle, ou comme numéro de produit, pour identifier ou authentifier chaque type de produit. Une ou plusieurs dates peuvent aussi être stockées dans l’élément, par exemple une date d’expiration de garantie, etc. Il est aussi possible de stocker d’autres informations dans l’élément 1, par exemple une URL etc.

[0087] Un élément 1 de marquage peut être utilisé pour authentifier des produits de recharge ou de remplacement tels que des cartouches d’encre.

[0088] Un élément de marquage peut être utilisé pour assurer la traçabilité d’un objet, d’un colis ou de composants particuliers.

[0089] Pour chaque application un ou plusieurs éléments de marquage peuvent être insérés dans l’objet à identifier et/ou authentifier.

[0090] Les impuretés présentes dans le substrat formant l’élément peuvent prendre différentes formes et notamment des bulles, des billes et des cylindres, des cubes, des paillettes, des parallélépipèdes, des plaquettes, etc. Ces impuretés constitués d’un matériau d’impédance acoustique différente de celle du substrat, par exemple un métal, un liquide, de l’air, un gaz, etc., peuvent être insérés dans le substrat de différentes manières.

[0091] Un exemple de répartition aléatoire des impuretés dans le substrat comprend une mousse expansive ayant une première impédance acoustique dont les bulles d’air ayant une deuxième impédance acoustique présentes dans la mousse constituent les impuretés. Lors de l’injection d’une telle mousse dans la cavité d’un objet, la mousse va se répandre jusqu’à utiliser la totalité du volume disponible de la cavité de l’objet et générer ainsi un nombre de bulles d’air aléatoire et une répartition unique et tout aussi aléatoire. La position de chaque impureté peut être mesurée pour générer un code qui permet d’identifier l’élément de manière unique.

[0092] Pour une répartition d’impuretés à des positions prédéfinies plusieurs procédés peuvent être utilisés. Les impuretés, par exemple des billes de métal, de liquide ou des bulles d’air, peuvent être insérés et positionnés précisément dans le substrat lors du moulage, de l’extrusion ou encore de l’injection de ce substrat.

[0093] Dans un autre exemple de répartition d’impuretés à des positions prédéfinies, les impuretés peuvent être constituées par des zones prédéfinies du substrat qui présentent un gradient de concentration du matériau composant le substrat. Il peut également s’agir d’un gradient de concentration d’un matériau inséré dans le substrat par moulage ou injection:

[0094] L’élément peut se présenter sous des formes différentes selon le substrat et les impuretés utilisés. Par exemple, lorsque l’élément comprend une mousse expansive, il ne présente pas de forme prédéfinie et il prendra la forme de la cavité de l’objet dans laquelle il sera injecté.

[0095] Dans une autre variante, l’élément est constitué sous la forme d’une étiquette. Il peut notamment être autocollant afin de faciliter sa fixation sur un objet à identifier.

[0096] Quelques manières d’associer un élément de marquage sont présentées ci-dessous.

[0097] Le substrat peut être un matériau transparent dans lequel des bulles d’air, de liquide transparent ou d’autres matériaux transparents peuvent être intégrées. L’élément 1 de marquage ainsi obtenu sera transparent et pourra être fixé en surface sur l’objet 2 de manière invisible. Par exemple, il pourra être simplement collé sur l’objet, et en particulier s’il s’agit d’un élément autocollant.

[0098] L’élément 1 de marquage peut être recouvert par une partie de l’objet à identifier ou par un matériau complémentaire.

[0099] L’élément peut également être recouvert d’une couche de peinture ou d’un autre matériau opaque permettant sa dissimulation.

[0100] Dans ces deux cas, l’étape d’insertion de l’élément 1 peut être intégrée au procédé de fabrication ou de montage de l’objet à identifier.

[0101] L’élément peut également être inséré dans une cavité de l’objet. Par exemple, l’élément 1 sous forme de mousse expansive peut être injecté dans une cavité de l’objet. Un élément sous la forme d’une étiquette flexible ou non, d’une pastille, etc. peut également être inséré dans une cavité de l’objet.

[0102] L’élément 1 peut être intégré à l’objet à marquer, ou constituer une partie inhérente de cet objet: Par exemple, on peut lors de la fabrication détecter la signature individuelle de produits tels que des éponges pour cartouches de jet d’encre etc.

Numéros de référence employés sur les figures

[0103] <tb>1<sep>Elément de marquage <tb>2<sep>Objet à identifier et/ou authentifier <tb>3<sep>Impureté <tb>4<sep>Emplacement prédéfini <tb>5<sep>Dispositif de lecture <tb>6<sep>Alimentation électrique <tb>7<sep>Emetteur de signaux ultrasoniques <tb>8<sep>Récepteur de signaux ultrasoniques <tb>9<sep>Carte électronique <tb>10<sep>Emetteur-récepteur <tb>d<sep>Distance entre l’élément 1 et le dispositif 5

Claims

1. Elément (1) de marquage d’objet (2), comprenant un substrat ayant une première impédance acoustique et dans lequel sont réparties plusieurs impuretés (3) ayant une deuxième impédance acoustique, caractérisé en ce que la répartition desdites impuretés (3) dans le substrat constitue un code permettant l’identification dudit élément (1).

2. Elément selon la revendication 1, comportant une matrice d’emplacements prédéfinis de dimensions identiques, la présence ou l’absence d’impureté dans chaque dit emplacement prédéfini constituant ledit code.

3. Elément selon la revendication 2, dans lequel ladite matrice est unidimensionnelle.

4. Elément selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel la taille de chaque dit emplacement est comprise entre 10 µm et 1 mm.

5. Elément selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel ledit code dépend du nombre de dites impuretés dans chaque dit emplacement prédéfini.

6. Elément selon l’une des revendications 1 à 5, comportant une surface, lesdites impuretés étant réparties à profondeur variable par rapport à ladite surface, ledit code dépendant de la profondeur de chaque impureté dans chaque dit emplacement prédéfini.

7. Elément (1) selon l’une des revendications 1 à 6, comportant des dites impuretés de dimension différente, ledit code dépendant des dimensions de chaque impureté.

8. Elément (1) selon l’une des revendications 1 à 7, comportant des dites impuretés de densité, de compressibilité, de viscosité et/ou de capacité thermique différente, ledit code dépendant de la compressibilité, de la viscosité et/ou de la capacité thermique de chaque impureté.

9. Elément (1) selon l’une des revendications 1 à 8, lesdites impuretés (3) étant constituées par des bulles d’air.

10. Elément (1) selon l’une des revendications 1 à 8, lesdites impuretés (3) étant constituées par des inclusions de solides.

11. Elément (1) selon l’une des revendications 1 à 10, ledit substrat étant transparent.

12. Dispositif de lecture (5) d’un élément (1) selon l’une des revendications 1 à 11, comprenant une alimentation électrique (6), au moins un générateur (7) de signaux ultrasoniques et au moins un récepteur (8) de signaux ultrasoniques destiné à recevoir au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis par ledit élément (1), caractérisé en ce qu’il comprend une carte électronique (9) permettant de détecter la présence desdites impuretés (3) dans ledit élément (1) de manière à identifier l’élément (1).

13. Dispositif (5) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il comprend plusieurs générateurs (7) de signaux acoustiques et plusieurs récepteurs (8) de signaux acoustiques.

14. Dispositif (5) selon la revendication 13, dans lequel le nombre de récepteurs (8) de signaux acoustiques est égal au nombre maximal d’impuretés (3) à détecter dans un élément (1) de marquage, chaque récepteur étant ainsi destiné à générer un signal indiquant la présence ou l’absence d’une seule impureté (3).

15. Dispositif (5) selon l’une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que lesdits générateur (7) de signaux acoustiques et lesdits récepteurs (8) de signaux acoustiques sont réunis dans des générateurs-récepteurs (10) de signaux acoustiques.

16. Dispositif (5) selon l’une des revendications 14 à 15, dans lequel les générateurs (7) et/ou les récepteurs (8) et/ou les générateurs-récepteurs (10) sont disposés selon une matrice.

17. Dispositif (5) selon la revendication 16, dans lequel les générateurs (7) et/ou les récepteurs (8) et/ou les générateurs-récepteurs (10) sont disposés selon une matrice unidimensionnelle.

18. Dispositif selon l’une des revendications 12 à 17, dans lequel la carte électronique est agencée pour détecter le nombre de dites impuretés dans une pluralité d’emplacements prédéfinis.

19. Dispositif selon l’une des revendications 12 à 18, dans lequel la carte électronique est agencée pour détecter la profondeur de chaque impureté.

20. Dispositif selon l’une des revendications 12 à 19, dans lequel la carte électronique est agencée pour détecter les dimensions de chaque impureté.

21. Dispositif selon l’une des revendications 12 à 20, dans lequel la carte électronique est agencée pour détecter la compressibilité, la viscosité et/ou la capacité thermique de chaque impureté.

22. Dispositif (5) selon l’une des revendications 12 à 21, dans lequel les générateurs (7) et les récepteurs (8) sont destinés à être disposés de part et d’autre de l’élément (1) de marquage de manière à ce que les récepteurs (8) puissent recevoir les signaux acoustiques transmis au travers de l’élément (1) de marquage.

23. Dispositif (5) selon l’une des revendications 12 à 21, dans lequel les générateurs (7) et les récepteurs (8) et/ou les générateurs-récepteurs (10) sont destinés à être disposés d’un même côté de l’élément (1) de marquage de manière à ce que les récepteurs (7) et/ou les générateurs-récepteurs (10) puissent recevoir les signaux acoustiques réfléchis par l’élément (1) de marquage.

24. Dispositif (5) selon l’une des revendications 12 à 23, caractérisé en ce que ledit au moins un générateur (7) de signal acoustique et/ou ledit au moins un récepteur (8) de signaux acoustiques et/ou ledit au moins un générateur-récepteur (10) de signaux acoustiques comprennent un capteur piézo-électrique et/ou un transducteur capacitif ultrasonore.

25. Procédé de traitement de signaux acoustiques émis par un dispositif (5) selon les revendications 12 à 24 et de signaux acoustiques réfléchis ou transmis par un élément (1) de marquage selon l’une des revendications 1 à 11, reçus par ledit dispositif (5), comprenant les étapes dans lesquelles: – ledit élément (1) de marquage est placé à une distance (d) dudit dispositif (5), – ledit dispositif (5) émet au moins un signal acoustique au moyen d’au moins un générateur (7) et/ou au moins un générateur-récepteur (10), – ledit dispositif (5) reçoit au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis par ledit élément (1) de marquage au moyen d’au moins un récepteur (8) et/ou au moins un générateur-récepteur (10), – ledit au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis est traité de façon à identifier ledit élément (1) de marquage.

26. Procédé selon la revendication précédente, comprenant les étapes consistant à comparer lesdits signaux émis auxdits signaux réfléchis ou transmis, à déterminer en fonction de cette comparaison les caractéristiques dudit élément (1) de marquage et à identifier et/ou authentifier ledit élément (1).

27. Procédé selon l’une des revendications 25 à 26, comprenant une étape de fenêtrage pour séparer les signaux réfléchis ou transmis par une dite impureté des signaux transmis directement et du bruit reçu hors d’une fenêtre temporelle.

28. Procédé selon l’une des revendications 25 à 27, comportant une étape de beamforming.

29. Procédé d’identification et/ou d’authentification d’un élément (1) de marquage selon l’une des revendications 1 à 5, au moyen d’un dispositif (5) selon l’une des revendications 6 à 14.

30. Procédé selon l’une des revendications 25 à 29, dans lequel le nombre de récepteurs (8) dudit dispositif (5) est supérieur ou égal au nombre d’impuretés (3) dudit élément (1).