EP1196823A1 - Document securise, systeme de fabrication et systeme de lecture de ce document - Google Patents

Document securise, systeme de fabrication et systeme de lecture de ce document

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EP1196823A1
EP1196823A1 EP00949629A EP00949629A EP1196823A1 EP 1196823 A1 EP1196823 A1 EP 1196823A1 EP 00949629 A EP00949629 A EP 00949629A EP 00949629 A EP00949629 A EP 00949629A EP 1196823 A1 EP1196823 A1 EP 1196823A1
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EP
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hologram
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wave
modulator
layer
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EP00949629A
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German (de)
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Cécile Thomson-CSF Propriété Intel. Joubert
Brigitte Thomson-CSF Propriété Intel. Loiseaux
Philippe Thomson-CSF Propriété Intel. Robin
Claude Thomson-CSF Propriété Intel. Bricot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Publication date
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    • G03H2210/562—Holographic object, i.e. a combination of an object and holobject
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    • G03H2223/23—Diffractive element
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    • G03H2225/00—Active addressable light modulator
    • G03H2225/60—Multiple SLMs
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    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2227/00—Mechanical components or mechanical aspects not otherwise provided for
    • G03H2227/05—Support holding the holographic record

Definitions

  • the object of the invention is to make it difficult, even almost impossible, to reproduce and / or falsify such documents.
  • Securing documents identity cards, passports, etc.
  • counterfeiting and falsification is a fundamental problem facing all those involved in the field.
  • the object of the invention is to produce on the document to be protected a characteristic hologram difficult to copy and carrying information otherwise printed conventionally on the document.
  • a verifying agent will be able to check the document by comparing the content of the hologram with the content of the rest of the document.
  • the hologram represents an image of the identity photo contained on the document. Comparing the image of the hologram and the image of the photo allows the document to be authenticated quickly and easily.
  • the invention therefore relates to a document comprising at least one drawing or information produced by depositing or including optically readable pigments and / or dyes, characterized in that it also includes a hologram containing a copy of said drawing or said information.
  • the invention also relates to a document security system, characterized in that it comprises an optical modulator prerecorded or electrically controllable in which the image of at least part of the document is recorded, said modulator being designed to be associated with a layer of photosensitive material, at least one first light source making it possible to transmit a first reference wave to the layer of photosensitive material and a second wave incident on said modulator and giving rise to a third object wave which is transmitted to the layer of photosensitive material to interfere in this layer with the reference wave.
  • FIG. 1 represents an identity card 1 comprising information 4 indicating the identity of the owner of the card, his photograph 2 and his signature 5.
  • the card comprises a hologram 3 in which, among other things, one or more elements for personalizing the card have been recorded, such as photography, signature, etc.
  • FIG. 1 we have chosen to record the photograph in the hologram.
  • Such a card will thus be more difficult to falsify because the hologram contains information for personalizing the card and which will change from one card to another.
  • Figure 1b shows an alternative embodiment of Figure 1a.
  • hologram 3 contains images which appear in different planes.
  • An image 60 can be, for example in the case of an identity card, a copy of the identity photo 2, while another image 61 can be either a standard image (logo) or other information of the card such as a copy of the signature 5.
  • the hologram can also include information printed on its surface. Referring to FIG. 2, a first example of a hologram recording method will be described.
  • a support element 22 is coated on one of its faces with a layer of photosensitive material 21.
  • An optical modulator 23 such as a transparent photographic support or a controllable modulator such as a liquid crystal screen is applied to the in the vicinity or in contact with the layer of photosensitive material.
  • the modulator makes it possible to provide the content (information or image) of a part of the document to be secured. If it is a prerecorded slide type modulator, this part of the document is saved in the modulator. If it is a controllable modulator, the part of the document can be displayed by means of the modulator command.
  • the support member 22 is transparent at the recording wavelength.
  • a mirror 24 is placed on the side opposite the photosensitive layer with respect to the modulator 23.
  • a light beam R supplied by a source S1 and conveying a coherent wave illuminates the support element 22.
  • this light beam is perpendicular to the plane of the support element 22 and of the photosensitive layer 21.
  • the beam R passes through the support 22, the holography layer 21. It is modulated by the modulator 23 and is transmitted to the mirror 24.
  • the latter reflects the modulated beam which crosses the modulator.
  • the mirror 24 is perpendicular to the direction of the beam and reflects a beam collinear with the incident beam. The reflected modulated beam interferes with the R beam in the layer of photosensitive material.
  • the modulation carried by the modulated beam is therefore recorded in the photosensitive layer.
  • a hologram containing information or an image which is a copy of information or an image contained in the document to be secured. If the modulator 23 contains for example the photograph of the owner of the identity card, this photo has therefore been recorded in the hologram.
  • T is the modulator's transmission coefficient and that O is the wave illuminating the hologram opposite the beam R which we will call reference wave R in the following.
  • the hologram records R.R.T.
  • the hologram If the hologram is thick, it will rediffract during the reading of the recorded image and this for precise incidences (Bragg effect) of the illumination wave and the direction of vision.
  • the modulator can integrate a diffusing function for a better reading of the hologram and to complicate any counterfeiting.
  • FIG 3 shows another recording method in which two light waves of the photosensitive layer are required.
  • the light modulator 23 is attached to the layer of photosensitive material 21 carried by the support 22.
  • a reference illumination wave R supplied by the source S1 is transmitted to the layer of photosensitive material 21 without passing through the modulator.
  • the two waves R and O interfere in the photosensitive material 21.
  • the two waves O and R are counterpropagative and are perpendicular to the plane of the layer of photosensitive material 21.
  • the two waves are coherent plane waves.
  • the thick hologram backlit by a plane wave R will diffract an image proportional to IT, that is to say the image of the slide, provided that I is of the plane wave type like R.
  • the modulator 23 of FIG. 3 can integrate a broadcasting function.
  • a layer of diffusing material will be deposited on the face of the modulator situated on the side of the layer of photosensitive material.
  • the hologram 21 was recorded by adding an optical modulator to it. It is also possible, as shown in FIG. 4a, to provide a recording system in which the modulator is lit by an I wave which is modulated by the modulator and which provides an O wave. An optical device 80 images the modulator in the plane of the hologram. Furthermore, a separating plate 81 placed on the path of the O wave makes it possible to transmit a reference wave R to the photosensitive medium 21. This reference wave interferes with the O wave and allows the recording of the image provided by the modulator 23. The rereading of such a hologram requires attaching a mirror to the support 22 on the side opposite to the hologram 21.
  • FIGS. 4b and 4c show variants of recording systems in which the modulator is not attached to the hologram.
  • the layer of photosensitive material is illuminated by a reference wave R incident on this layer on the side opposite the modulator.
  • the two waves O and R interfere in the photosensitive layer to record a hologram corresponding to the display of the modulator 23.
  • the waves O and R are preferably coherent.
  • FIG. 4c represents the system of FIG. 4b in which one or more additional light modulators 27, 28 are provided. These modulators are not placed in the same plane as the modulator 23. These modulators will make it possible to record, in the photosensitive layer, holograms which will not appear in the same plane as the image of the modulator 23.
  • FIG. 4c makes it possible to record holograms visible in different planes is also applicable to the systems of FIGS. 2 and 3 by also providing one or more additional modulators on the path of one of the waves I or R.
  • modulators will make it possible to display either a specific motif (logo) or information (signature for example) of the document to be secured.
  • the means inducing a diffusion and / or aberration can be placed either on the path of the O wave, or on the path of the R wave.
  • Figures 5 and 6 show variants of the systems of Figures 2 and 3 respectively in which optical aberrant devices are provided.
  • an aberrator 25 is positioned, for example on the reference wave R.
  • An aberrator introduces a local phase ⁇ on the R wave, that is to say transforms it into R.e
  • the hologram records RR e l ⁇ T.
  • the hologram records RRT e , ⁇ . This case is similar to the case of 2-wave recording treated below.
  • FIG. 6 the system is lit by two distinct waves I and R supplied by sources S1 and S2 as in FIG. 3.
  • the aberrator is positioned for example on the path of the R wave.
  • the aberrator introduces a local phase ⁇ on the R wave, that is to say transforms it into R. e l ⁇ .
  • the hologram records R. e ' ⁇ IT.
  • Reading reilluminated by R, it diffracts a wave e l ⁇ IT deformed with respect to IT. The image appears disturbed to the observer as before.
  • the deformation undergone by the image is the same as that resulting from the aberrator.
  • an aberration correcting device 27 which we will call revealer 27, through one can read the hologram corrected for aberrations.
  • the developer induces on the reading wave a phase function opposite to that of the aberrator, ie e- ⁇ i ⁇
  • the incident wave on the hologram is R e-.
  • the hologram having recorded RR e 2 ' ⁇ T, it diffracts a wave proportional to T.e' ⁇ then passes back through the developer which again induces e ⁇ and thus the light wave coming from the developer is proportional to T, it is that is, corresponds to the non-distorted image.
  • the developer must induce - ⁇ .
  • the developer is determined as in the two-wave case described below.
  • the developer induces on the reading wave a phase function of e ⁇ IT. i ⁇ / 2
  • the incident wave on the hologram is R. e ⁇
  • the hologram having recorded R e ⁇ T, it diffracts a wave proportional to Te l ⁇ then passes back through the developer which again induces e 'lcp and thus l the light wave coming from the developer is proportional to T, that is to say corresponds to the undeformed image.
  • the aberrator induces ⁇ and the developer must induce - ⁇ / 2.
  • the aberrator must be chosen so as to significantly modify the vision of the image but with spatial frequencies of phase defect on the scale of the tolerated positioning accuracy.
  • Recording 1 or 2 waves can be done with waves of any incidence.
  • the interest is inter alia to separate the direction of observation of the recorded image compared to the specular reflection. This configuration significantly improves the contrast of the image.
  • a non-specular mirror can be used in recording so as to modify the incidence of the object wave relative to that of the reference wave: separation of the direction of observation of the photo relative to specular reflection.
  • the aberrator and the developer are two functions of different phases. It is possible to use the same component for both functions by re-lighting the hologram no longer with R but R *. In this case, the phase function recorded in the hologram is transformed into its conjugate by diffraction and self-corrects by crossing through this same phase law. This is the principle of phase conjugation. Such a hologram is thus made difficult to counterfeit by the presence of the aberrator during recording.
  • FIG. 9 represents a device for reading a document provided with a hologram recorded with aberrations.
  • This device comprises a developer 27 which must be positioned precisely with respect to the hologram to allow sufficient correction of the aberrations.
  • the document which carries the hologram or the hologram support comprises positioning means such as notches 30 to 33.
  • the reading device comprises lugs or studs 40 to
  • the document may include optical marks 34 to 37 visible through the reading device 27.
  • the latter also includes optical marks
  • the function (HP) was recorded in the holographic layer 21 with an object wave obtained with the modulator 23 by means analogous to the Lipmann process and with a reference wave which is the sum of the waves transmitted by the HS component.
  • the component HS is, for example, a diffraction grating providing two waves A * S , R and As, o
  • component 21 requires the presence of the coding function of component HS.
  • the HS network function can simply be of the fixed pitch network type or contain specific but non-personalized information: it will therefore be identical for all cards.
  • the interest of the HS coding function lies in the fact that it gives the personalized hologram specific optical properties colorimetry, multiple angular ranges of visibility depending for example on the order number of the network ...
  • AS. R and As.o are respectively the reference and object recording waves of the network HS and A ⁇ the incident wave on HS to record the component 21, then the recording waves of the hologram 21 are [AS.R. As.o + Ap.o The image recorded in hologram 21 will be observed without distortion if the whole (21 + HS) is illuminated by the wave A ⁇ -
  • the holographic image will change color with the appearance of distortions or will disappear according to its geometrical characteristics (thickness and variation of index), a simple hologram of Lipmann does not reveal such distortions.
  • the security function can contain information which will be highlighted by the continuous component reflected by the photosensitive component.
  • the security function can contain information which will be highlighted by the continuous component reflected by the photosensitive component.
  • the photosensitive functions can be monochrome, bichrome or tri-chromatic, .... the colorimetry of the image can be adjusted for authentication with a given light source (natural light, neon or other) or color-coded information stored in the same layer.
  • photosensitive material with swelling spatially controllable by post processing makes it possible either to color code a given pattern superimposed on the personalized hologram, or to include another high-resolution function visible with an additional source.
  • the hologram can be transparent to allow the reading of information located under the hologram, on the document.
  • the hologram can be read either in natural light, in normal lighting light, or by means of a lamp with a range of particular wavelengths.
  • the R and O light waves are preferably flat but this is not compulsory;
  • the R and O light waves can be counterpropagative but this is not compulsory;
  • the R and O light waves are preferably coherent with one another; - the hologram can be recorded with a single wavelength or by using several wavelengths, or even by using three wavelengths (red, green, blue) so as to diffract white light.

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Abstract

L'invention concerne un document comportant au moins un dessin ou une information réalisé, par exemple, par impression. Ce document comporte en outre un hologramme représentant une partie du document. L'hologramme de ce document est enregistré à l'aide d'un système comportant un modulateur optique (23) préenregistré ou commandable électriquement dans lequel est enregistrée l'image d'une partie au moins du document. Ce modulateur est prévu pour être associé à une couche de matériau photosensible (21). Une première onde de référence (R) éclaire la couche de matériau photosensible. Une deuxième onde incidente (I) sur ledit modulateur (23) et donnant lieu à une troisième onde objet (O) est également transmise à la couche de matériau photosensible pour interférer dans cette couche avec l'onde de référence (R).

Description

DOCUMENT SECURISE, SYSTEME DE FABRICATION ETSYSTEME DE
LECTURE DE CE DOCUMENT
L'invention concerne un document sécurisé, un procédé et un système permettant de fabriquer ce document ainsi que des moyens permettant de le lire.
La reproduction des documents classiques tels que passeports, carte d'identité, badges d'identification est maintenant relativement aisée par les faussaires.
L'invention a pour objet de rendre difficile, voire quasiment impossible, la reproduction et/ou la falsification de tels documents.
La sécurisation de documents (cartes d'identité, passeports ...) contre la contrefaçon et la falsification est un problème fondamental qui se pose à tous les intervenants du domaine.
Les contraintes qui pèsent sur les méthodes de sécurisation sont fortes. En effet, ces documents doivent être faits avec :
- un très faible coût de réalisation (quelques dizaines de centimes par document)
- une faible durée du procédé imparti à la fabrication de chaque document (quelques secondes par document)
- un fort taux de protection contre la contrefaçon.
De façon générale, l'objet de l'invention est de réaliser sur le document à protéger un hologramme caractéristique difficile à copier et porteur d'informations imprimées par ailleurs de manière classique sur le document. Ainsi un agent vérificateur pourra contrôler le document en comparant le contenu de l'hologramme au contenu du reste du document.
Par exemple, l'hologramme représente une image de la photo d'identité contenue sur le document. La comparaison de l'image de l'hologramme et de l'image de la photo permet d'authentifier aisément et rapidement le document.
L'invention concerne donc un document comportant au moins un dessin ou une information réalisé par dépôt ou inclusion de pigments et/ou de colorants lisibles optiquement, caractérisé en ce qu'il comporte également un hologramme contenant une copie dudit dessin ou de ladite information.
L'invention concerne également un système de sécurisation de document, caractérisé en ce qu'il comporte un modulateur optique préenregistré ou commandable électriquement dans lequel est enregistrée l'image d'une partie au moins du document, ledit modulateur étant prévu pour être associé à une couche de matériau photosensible, au moins une première source lumineuse permettant de transmettre une première onde de référence à la couche de matériau photosensible et une deuxième onde incidente sur ledit modulateur et donnant lieu à une troisième onde objet qui est transmise à la couche de matériau photosensible pour interférer dans cette couche avec l'onde de référence.
L'invention concerne également un système de lecture d'un document comportant un hologramme contenant une image d'une partie dudit document, ladite image étant perturbée, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif correcteur desdites perturbations, ou révélateur, ledit hologramme étant lisible à travers le révélateur.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre donnée à titre d'exemple et dans les figures annexées qui représentent :
- les figures 1a et 1b, des exemples de documents sécurisés selon l'invention ;
- les figures 2 à 4c, des exemples de systèmes d'enregistrement d'hologrammes selon l'invention ;
- les figures 5 et 6, des systèmes d'enregistrement permettant d'induire des perturbations dans les images enregistrées dans les hologrammes ;
- les figures 7 et 8, des systèmes permettant de lire un hologramme en éliminant des perturbations contenues dans l'hologramme ;
- les figures 9 et 10, un dispositif de lecture d'un document muni d'un hologramme et permettant d'éliminer des perturbations induites dans l'hologramme ; - les figures 11 et 12, des documents incorporant des réseaux spéciaux accolés aux hologrammes.
En se reportant à la figure 1a, on va tout d'abord décrire un exemple de document sécurisé selon l'invention. A titre d'exemple, la figure 1 représente une carte d'identité 1 comportant des informations 4 indiquant l'identité du possesseur de la carte, sa photographie 2 et sa signature 5. En outre, selon l'invention, la carte comporte un hologramme 3 dans lequel a été enregistré entre autre un ou plusieurs éléments de personnalisation de la carte tel que la photographie, la signature, etc. Sur la figure 1 on a choisi d'enregistrer la photographie dans l'hologramme. Une telle carte sera ainsi plus difficilement falsifiable car l'hologramme contient une information de personnalisation de la carte et qui changera d'une carte à une autre.
La figure 1b représente une variante de réalisation de la figure 1a. Selon cette variante, l'hologramme 3 contient des images qui apparaissent dans des plans différents. Une image 60 peut être, par exemple dans le cas d'une carte d'identité, une copie de la photo d'identité 2, tandis qu'une autre image 61 peut être soit une image standard (logo) soit une autre information de la carte telle que la copie de la signature 5.
Selon une autre variante non représentée, l'hologramme peut comporter également des informations imprimées sur sa surface. En se reportant à la figure 2, on va décrire un premier exemple de procédé d'enregistrement de l'hologramme.
Un élément support 22 est revêtu sur l'une de ses faces d'une couche d'un matériau photosensible 21. Un modulateur optique 23 tel qu'un support photographique transparent ou un modulateur commandable tel qu'un écran à cristal liquide est appliqué au voisinage ou au contact de la couche de matériau photosensible.
De préférence, le modulateur permet de fournir le contenu (information ou image) d'une partie du document à sécuriser. S'il s'agit d'un modulateur préenregistré type diapositive, cette partie du document est enregistrée dans le modulateur. S'il s'agit d'un modulateur commandable, la partie du document est affichable grâce à la commande du modulateur.
L'élément support 22 est transparent à la longueur d'onde d'enregistrement. Un miroir 24 est disposé du côté opposé à la couche photosensible par rapport au modulateur 23. Un faisceau lumineux R fourni par une source S1 et véhiculant une onde cohérente éclaire l'élément support 22. A titre d'exemple, sur la figure 2, ce faisceau lumineux est perpendiculaire au plan de l'élément support 22 et de la couche photosensible 21. Le faisceau R traverse le support 22, la couche holographie 21. Il est modulé par le modulateur 23 et est transmis au miroir 24. Celui-ci réfléchit le faisceau modulé qui retraverse le modulateur. Selon cet exemple de réalisation le miroir 24 est perpendiculaire à la direction du faisceau et réfléchit un faisceau colinéairement au faisceau incident. Le faisceau modulé réfléchi interfère avec le faisceau R dans la couche de matériau photosensible. La modulation véhiculée par le faisceau modulé est donc enregistrée dans la couche photosensible. On a ainsi enregistré un hologramme contenant une information ou une image qui est une copie d'une information ou d'une image contenue dans le document à sécuriser. Si le modulateur 23 contient par exemple la photographie du possesseur de la carte d'identité, on a donc enregistré cette photo dans l'hologramme. Dans ce procédé, on suppose que T est le coefficient de transmission du modulateur et que O est l'onde éclairant l'hologramme côté opposé au faisceau R que nous appellerons onde de référence R dans ce qui suit.
La fonction enregistrée par l'hologramme est issue de l'interférence entre l'onde de référence R et l'onde O = R.T onde objet issue de la diapositive.
L'hologramme enregistre R.R.T.
Si l'hologramme est épais, il rediffractera lors de la lecture l'image enregistrée et cela pour des incidences précises (effet de Bragg) de l'onde d'éclairement et de la direction de vision.
Le modulateur peut intégrer une fonction diffusante pour une meilleure lecture de l'hologramme et pour compliquer toute contrefaçon.
La figure 3 représente un autre procédé d'enregistrement dans lequel deux ondes d'éclairement de la couche photosensible sont nécessaires. Le modulateur de lumière 23 est accolé à la couche de matériau photosensible 21 portée par le support 22.
Une onde d'éclairement de référence R fournie par la source S1 est transmise à la couche de matériau photosensible 21 sans traverser le modulateur. Une onde d'éclairement I fournie par la source S2 éclaire le modulateur 23 et est transmise à travers celui-ci à la couche de matériau photosensible (onde O d'éclairement O = IT). Les deux ondes R et O interfèrent dans le matériau photosensible 21. Préférentiellement, les deux ondes O et R sont contrapropagative et sont perpendiculaires au plan de la couche de matériau photosensible 21. Egalement, de préférence, les deux ondes sont des ondes planes cohérentes. La fonction enregistrée par l'hologramme est issue de l'interférence entre R, onde de référence, et l'onde objet issue du modulateur éclairé par l'onde plane I : O = IT.
L'hologramme enregistre R.I.T. L'hologramme épais rééclairé par une onde plane R diffractera une image proportionnelle à IT, c'est-à-dire l'image de la diapositive, à condition que I soit de type onde plane comme R.
Comme dans la figure 2, le modulateur 23 de la figure 3 peut intégrer une fonction de diffusion. Par exemple, une couche de matériau diffusant sera déposée sur la face du modulateur située du côté de la couche de matériau photosensible.
Dans ce qui précède, on a réalisé l'enregistrement de l'hologramme 21 en accolant à celui-ci un modulateur optique. On peut également comme cela est représenté en figure 4a prévoir un système d'enregistrement dans lequel le modulateur est éclairé par une onde I qui est modulée par le modulateur et qui fournit une onde O. Un dispositif optique 80 image le modulateur dans le plan de l'hologramme. Par ailleurs, une lame séparatrice 81 placée sur le parcours de l'onde O permet de transmettre une onde de référence R au milieu photosensible 21. Cette onde de référence interfère avec l'onde O et permet l'enregistrement de l'image fournie par le modulateur 23. La relecture d'un tel hologramme nécessite d'accoler un miroir au support 22 du côté opposé à l'hologramme 21.
Les figures 4b et 4c représentent des variantes de systèmes d'enregistrement dans lesquels le modulateur n'est pas accolé à l'hologramme. Comme on peut le voir sur la figure 4b, le modulateur 23 est éclairé par l'onde l et est projeté par l'optique 80, sur la surface de la couche de matériau photosensible 21 (onde O = IT). Par ailleurs, la couche de matériau photosensible est éclairée par une onde de référence R incidente sur cette couche du côté opposé au modulateur. Les deux ondes O et R interfèrent dans la couche photosensible pour enregistrer un hologramme correspondant à l'affichage du modulateur 23. Comme connu dans la technique, les ondes O et R sont préférentiellement cohérentes.
La figure 4c représente le système de la figure 4b dans lequel on a prévu un ou plusieurs modulateurs de lumière supplémentaires 27, 28. Ces modulateurs ne sont pas placés dans le même plan que le modulateur 23. Ces modulateurs vont permettre d'enregistrer, dans la couche photosensible des hologrammes qui n'apparaîtront pas dans le même plan que l'image du modulateur 23.
De préférence, les images des différents modulateurs seront enregistrées séparément. L'image du modulateur 23 sera enregistrée lorsque les modulateurs 27 et 28 seront transparents ou en l'absence de ces modulateurs. Pour enregistrer l'image d'un modulateur supplémentaire, 27 par exemple, le modulateur 23 sera rendu transparent (ou enlevé) ainsi qu'éventuellement le modulateur 28. II est à noter que les différents hologrammes enregistrés à l'aide des différents modulateurs peuvent être enregistrés à l'aide de longueurs d'ondes différentes dans la mesure où la nature de la couche photosensible
21 le permet. Ces hologrammes seront alors relus à l'aide de ces différentes longueurs d'ondes. La variante de la figure 4c permettant d'enregistrer des hologrammes visibles dans des plans différents est applicable également aux systèmes des figures 2 et 3 en prévoyant également un ou des modulateurs supplémentaires sur le trajet de l'une des ondes I ou R.
Ces modulateurs supplémentaires permettront d'afficher soit un motif (logo) déterminé soit une information (signature par exemple) du document à sécuriser.
Pour induire dans l'hologramme un effet de diffusion et/ou des aberrations, les moyens induisant une diffusion et/ou l'aberration peuvent être placés soit sur le parcours de l'onde O, soit sur le parcours de l'onde R. Les figures 5 et 6 représentent des variantes des systèmes des figures 2 et 3 respectivement dans lesquelles sont prévus des dispositifs aberrateurs optiques.
Ainsi, sur la figure 5, un aberrateur 25 est positionné, par exemple sur l'onde de référence R. Un aberrateur introduit une phase φ locale sur l'onde R c'est-à-dire la transforme en R.e
Le modulateur est également éclairé par R. e'φ, l'onde objet O est .O = R .e'φT. L'hologramme enregistre R.R e lφT.
En lecture, éclairé par R, il diffracte une onde e lφ RT déformée par rapport à RT. L'image apparaît perturbée à l'observateur. L'observateur ne peut que lire normalement une image déformée. La déformation subie par l'image est le double de celle issue de l'aberrateur.
Si l'aberrateur 25 est situé côté modulateur par rapport à la couche de matériau photosensible, l'hologramme enregistre R.R.T. e,φ. Ce cas est similaire au cas de l'enregistrement 2 ondes traité ci-après.
Sur la figure 6, le système est éclairé par deux ondes distinctes I et R fournies par des sources S1 et S2 comme en figure 3.
L'aberrateur est positionné par exemple sur le trajet de l'onde R. L'aberrateur introduit une phase φ locale sur l'onde R c'est-à-dire la transforme en R. elφ.
La diapositive est éclairée par une onde plane I. On a donc O = IT.
L'hologramme enregistre R. e'φ IT.
En lecture, rééclairé par R , il diffracte une onde elφ IT déformée par rapport à IT. L'image apparaît perturbée à l'observateur comme précédemment.
La déformation subie par l'image est la même que celle issue de l'aberrateur.
Dans ces conditions, pour pouvoir relire les images enregistrées à l'aide des systèmes des figures 5 et 6, il faut corriger les aberrations introduites par l'aberrateur.
Pour cela, selon l'invention, on place (figure 7) devant l'hologramme ainsi enregistré, un dispositif correcteur d'aberrations 27 que nous appellerons révélateur 27, au travers on peut lire l'hologramme corrigé des aberrations. Le révélateur induit sur l'onde de lecture une fonction de phase inverse de celle de l'aberrateur soit e-φ iφ
L'onde incidente sur l'hologramme est R e- . L'hologramme ayant enregistré R.R e2'φ T, il diffracte une onde proportionnelle à T.e'Φ puis repasse au travers du révélateur qui induit à nouveau e φ et ainsi l'onde lumineuse issue du révélateur est proportionnelle à T, c'est-à-dire correspond à l'image non déformée.
Donc, avec un enregistrement tel que celui de la figure 6, (aberrateur côté onde de référence), l'aberrateur induit φ, le révélateur doit induire -φ. Dans le cas où l'aberrateur a été positionné côté modulateur, le révélateur est déterminé comme dans le cas deux ondes décrit ci-après.
Selon la figure 8, le révélateur induit sur l'onde de lecture une fonction de phase de e φ IT. iφ/2 L'onde incidente sur l'hologramme est R. eψ L'hologramme ayant enregistré R e φ T, il diffracte une onde proportionnelle à T.elφ puis repasse au travers du révélateur qui induit à nouveau e'lcp et ainsi l'onde lumineuse issue du révélateur est proportionnelle à T, c'est-à-dire correspond à l'image non déformée. Donc avec un enregistrement 2 ondes : l'aberrateur induit φ et le révélateur doit induire -φ/2.
Pour que le positionnement du révélateur ne soit pas trop critique, l'aberrateur doit être choisi de façon à modifier notablement la vision de l'image mais avec des fréquences spatiales de défaut de phase à l'échelle de la précision de positionnement tolérée.
1 L'enregistrement 1 ou 2 ondes peut s'effectuer avec des ondes d'incidence quelconque. L'intérêt est entre autre de séparer la direction d'observation de l'image enregistrée par rapport à la réflexion spéculaire. Cette configuration améliore sensiblement le contraste de l'image. 27 En figure 2, un miroir non spéculaire peut être utilisé en enregistrement de façon à modifier l'incidence de l'onde objet par rapport à celle de l'onde de référence : séparation de la direction d'observation de la photo par rapport à la réflexion spéculaire.
37 L'aberrateur et le révélateur sont deux fonctions de phases différentes. Il est possible d'utiliser le même composant pour les deux fonctions en rééclairant l'hologramme non plus avec R mais R*. Dans ce cas, la fonction de phase enregistrée dans l'hologramme se transforme en son conjugué par diffraction et s'autocorrige par traversée au travers de cette même loi de phase. C'est le principe de la conjugaison de phase. Un tel hologramme est ainsi rendu difficilement contrefaisable par la présence de l'aberrateur lors de l'enregistrement.
- La connaissance de la bonne fonction aberration à mettre en oeuvre n'est pas aisée à acquérir. Cette analyse peut être rendue difficile en superposant une fonction diffusante à la fonction diffractée ; - Dans l'hypothèse où la fonction aberrante à mettre en oeuvre lors de l'enregistrement a été déterminée, la réalisation pratique d'un aberrateur de loi de phase connue n'est pas aisée.
La figure 9 représente un dispositif de lecture d'un document muni d'un hologramme enregistré avec des aberrations. Ce dispositif comporte un révélateur 27 lequel doit être positionné avec précision par rapport à l'hologramme pour permettre une correction suffisante des aberrations. Selon la figure 8, le document qui porte l'hologramme ou le support d'hologramme comporte des moyens de positionnement tels que des encoches 30 à 33. Le dispositif de lecture comporte des ergots ou plots 40 à
43 complémentaires des encoches de façon que le document soit placé correctement devant le révélateur.
Selon une variante de réalisation (figure 10) au lieu d'encoches, le document peut comporter des marques optiques 34 à 37 visibles à travers le dispositif de lecture 27. Celui-ci comporte également des marques optiques
44 à 47. La mise en coïncidence des marques 34 à 37 avec les marques 44 à 47 permet un placement correct de l'hologramme devant le révélateur 27.
Pour améliorer la protection contre les contrefaçons, on propose d'utiliser une variante de la protection photosensible de volume qui est constituée par la superposition de plusieurs fonctions photosensibles dont l'une contient l'information personnalisée de type photo.
A titre d'exemple, on propose l'association suivante :
- un hologramme de type photo (HP) fonctionnant en réflexion assurant la personnalisation ; - une fonction de codage de type réseau (HS) fonctionnant en transmission assurant la sécurisation.
Dans le cas qui est décrit sur la figure 11 illustrant ce principe la fonction (HP) a été enregistrée dans la couche holographqiue 21 avec une onde objet obtenue avec le modulateur 23 par des moyens analogues au procédé Lipmann et avec une onde référence qui est la somme des ondes transmises par le composant HS. Sur la figure 11 , le composant HS est, par exemple, un réseau de diffraction fournissant deux ondes A* S,R et As,o
Pour être visible, la photo contenue dans le composant 21 nécessite la présence de la fonction de codage du composant HS. La fonction du réseau HS peut être simplement de type réseau à pas fixe ou contenir une information spécifique mais non personnalisée : elle sera donc identique pour toutes les cartes.
L'intérêt de la fonction de codage HS réside dans le fait qu'elle confère à l'hologramme personnalisé des propriétés optiques spécifiques colorimétrie, multiple plages angulaires de visibilité en fonction par exemple du nombre d'ordre du réseau ...
L'association des deux composants couche photosensible et réseau HS (figure 12) par des moyens de collage « anti pelage » ne permet pas de séparer les deux fonctions optiques et rend par conséquent complexe la contrefaçon dans la mesure où elle nécessite la connaissance de l'information en amplitude et en phase de chacune des ondes référence et objet pour chacun des deux composants à enregistrer. L'analyse de l'onde diffractée par l'ensemble donne accès à un produit de l'ensemble de ces ondes complexes.
- si AS.R et As.o sont respectivement les ondes d'enregistrement référence et objet du réseau HS et A^ l'onde incidente sur HS pour enregistrer le composant 21, alors les ondes d'enregistrement de l'hologramme 21 sont [AS.R. As.o + Ap.o L'image enregistrée dans l'hologramme 21 sera observée sans distorsion si l'ensemble (21 + HS) est éclairé par l'onde A^-
En dehors de ces conditions d'observation l'image holographique changera de couleur avec apparition de distorsions ou disparaîtra en fonction de ses caractéritiques géométriques (épaisseur et variation d'indice), un simple hologramme de Lipmann ne fait pas apparaître de telles distorsions.
Selon une variante du système de la figure 11, la fonction de sécurité peut contenir des informations qui seront mises en évidence par la composante continue réfléchie par le composant photosensible. Pour accroître la visibilité de l'information relue par la composante continue on peut ajouter en face arrière de l'hologramme un traitement haut indice ou à réflectivité spectrale étroite.
Les positions relatives des fonctions de l'hologramme et du réseau HS peuvent être échangées de même que leur nature, type de transmission ou réflexion. Dans le cas où on associe des fonctions en transmission on peut ajouter un traitement haut indice ou un réflecteur à bande spectrale étroite (photosensible ou non) pour accroître la lisibilité de l'information.
Il est à noter que dans ce qui précède, les fonctions photosensibles peuvent être monochromes, bichromes ou tri chromes, .... on peut ajuster la colorimétrie de l'image pour l'authentification avec une source de lumière donnée (lumière naturelle, néon ou autre) ou coder en couleurs différentes des informations stockées dans une même couche.
L'utilisation de matériau photosensible à gonflement spatialement contrôlable par post traitement permet soit de coder en couleur un motif donné superposé à l'hologramme personnalisé, soit d'inclure une autre fonction à haute résolution visible avec une source annexe.
De plus, l'hologramme peut être transparent pour permettre la lecture d'informations situées sous l'hologramme, sur le document. L'hologramme peut être lisible soit en lumière naturelle, soit en lumière d'éclairage normale, soit à l'aide d'une lampe d'une gamme de longueurs d'ondes particulières.
On rappelle de façon générale que :
- si l'hologramme est épais, il ne diffracte l'image enregistrée que pour une lumière incidente sous un angle déterminé (effet de
Bragg) et que l'image enregistrée n'est visible que selon un angle vision déterminé par rapport à la direction de la lumière incidente ;
- les ondes d'éclairement R et O sont préférentiellement planes mais cela n'est pas obligatoire ;
- les ondes d'éclairement R et O peuvent être contrapropagatoires mais cela n'est pas obligatoire ;
- les ondes d'éclairement R et O sont de préférence cohérentes entre elles ; - l'hologramme peut être enregistré avec une longueur d'onde unique ou en utilisant plusieurs longueurs d'ondes, ou encore en utilisant trois longueurs d'ondes (rouge, vert, bleu) de façon à diffracter une lumière blanche.

Claims

REVENDICATIONS
1. Document comportant au moins un dessin ou une information réalisé par dépôt ou inclusion de pigments ou colorants lisibles optiquement, caractérisé en ce qu'il comporte également un hologramme représentant une copie dudit dessin ou de ladite information.
2. Document selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hologramme est transparent pour certains angles de vision de façon à pouvoir lire des informations situées, sur le document, sous l'hologramme.
3. Document selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hologramme est lisible en lumière artificielle, sous éclairage normal ou sous éclairage à certaines longueurs d'ondes seulement.
4. Document selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'hologramme est lisible à l'aide d'une ou plusieurs longueurs d'ondes déterminées.
5. Document selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'hologramme est lisible à différentes longueurs d'ondes sous des angles différents.
6. Document selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hologramme comporte des aberrations qui rend différente la copie lue par rapport au dessin ou ladite information.
7. Document selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hologramme présente un effet réfléchissant.
8. Document selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hologramme présente un effet diffusant.
9. Document selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hologramme représente au moins une autre image apparaissant dans un plan différent de celui de ladite copie.
10. Document selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite image est lisible à une longueur d'onde différente de celle de ladite copie.
11. Document selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau de diffraction accolé à l'hologramme.
12. Système de sécurisation de document, caractérisé en ce qu'il comporte un modulateur optique (23) préenregistré ou commandable électriquement dans lequel est enregistrée l'image d'une partie au moins du document, ledit modulateur étant prévu pour être associé à une couche de matériau photosensible (21), au moins une première source lumineuse permettant de transmettre une première onde de référence (R) à la couche de matériau photosensible et une deuxième onde incidente (I) sur ledit modulateur (23) et donnant lieu à une troisième onde objet (O) qui est transmise à la couche de matériau photosensible pour interférer dans cette couche avec l'onde de référence (R).
13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte un miroir (24) placé du côté opposé à la couche de matériau photosensible (21) par rapport au modulateur, ce miroir recevant l'onde de référence (R) après traversée de la couche de matériau photosensible et du modulateur et réfléchissant cette onde pour donner lieu à la deuxième onde (I) qui éclaire le modulateur lequel transmet la troisième onde (O) à la couche de matériau photosensible.
14. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième source cohérente comme la première source et émettant la deuxième onde (I), la première et la deuxième source étant située de part et d'autre de l'ensemble modulateur et couche de matériau photosensible.
15. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte entre le modulateur (23) et la couche de matériau photosensible (21) un dispositif optique (80) permettant d'imager le modulateur (23) dans le plan de ta couche de matériau photosensible (21 ).
16. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que le système optique comporte une lame séparatrice (81), la première source fournissant la première onde de référence (R) à la lame séparatrice qui retransmet cette première onde à la couche de matériau holographique, une deuxième source fournissant la deuxième onde (I) vers un modulateur lequel retransmet la troisième onde (O) à la couche de matériau holographique à travers le dispositif optique (80) et la lame séparatrice (81).
17. Système selon l'une des revendications 12 ou 15, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un modulateur spatial de lumière supplémentaire (27, 28) non situé dans le plan dudit modulateur optique (23) et permettant d'enregistrer dans l'hologramme au moins une image supplémentaire apparaissant, à la lecture, dans un plan différent de ladite image de la partie du document.
18. Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'image supplémentaire et l'image de la partie du document sont enregistrées à des longueurs d'ondes différentes et/ou des incidences de faisceaux d'enregistrement différentes.
19. Système selon l'une des revendications12 à 15, caractérisé en ce que la première onde de référence (R) et la troisième onde objet (O) sont des ondes planes, cohérentes et colinéaires.
20. Système selon la revendication 19, caractérisé en ce que le modulateur comporte un diffuseur induisant un effet de diffusion dans l'hologramme.
21. Système selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif inducteur de perturbations optiques ou perturbateur (25), ledit perturbateur étant placé sur le trajet de l'une des ondes optiques et induisant une loi de perturbation dans l'hologramme enregistré dans la couche de matériau photosensible.
22. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que le perturbateur est accolé ou quasiment accolé à la couche de matériau photosensible.
23. Système de lecture d'un document comportant un hologramme contenant une image d'une partie dudit document, ladite image étant perturbée, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif correcteur desdites perturbations, ou révélateur (27), ledit hologramme étant lisible à travers le révélateur.
24. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de repérage permettant un positionnement de l'hologramme à lire en regard du révélateur (27).
25. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte des ergots destinés à recevoir des encoches du document.
26. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que le révélateur comporte des repères optiques destinés à être mis en coïncidence avec des repères du document.
27. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau de diffraction (HS) accolé ou quasiment accolé à la couche de matériau photosensible.
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