FR3010000A1

FR3010000A1 -

Info

Publication number: FR3010000A1
Application number: FR1458057A
Authority: FR
Inventors: Robert Lee; Phei Lok
Original assignee: Innovia Secutiry Pty Ltd
Current assignee: CCL Security Pty Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-03-06
Also published as: WO2015027294A1

Abstract

Un dispositif optique, tel qu'un dispositif de sécurité pour un billet de banque ou un autre document, comprenant: un substrat (8) qui définit un plan; et une pluralité d'éléments optiques correspondant à des structures qui se projettent à partir du substrat et/ou dans celui-ci, dans lequel la pluralité d'éléments optiques sont configurés pour produire trois images différentes ou plus, chaque image étant associée à une direction d'observation unique (14a, 14b, 14c, 14d), de sorte que chaque image n'interfère pas, ou tout au plus, de façon minimale, avec une autre image quand on l'observe à partir d'une position d'observation particulière et qu'on fait pivoter le dispositif optique autour d'un axe de rotation (13) qui se projette à partir du plan.

Description

0 10000 1 DOMAINE DE L'INVENTION [0001] L'invention concerne généralement le domaine des caractéristiques de sécurité pour documents, en particulier, des 5 caractéristiques de sécurité optiquement variable. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION [0002] Il est bien connu que la plupart des billets de banque dans le 10 monde, ainsi que d'autres documents de sécurité, comportent des dispositifs optiques produisant des images qui varient selon l'angle de vue du dispositif ou l'angle d'illumination provenant d'une source lumineuse externe. Etant donné que l'image présente sur le dispositif varie de cette manière, on ne peut pas la copier à l'aide des technologies photographiques classiques, de 15 scannage informatique ou d'autres technologies de reprographie. [0003] Cependant, ce type de variation dépend de l'inclinaison du document de sécurité. Bien que cela procure un effet visuel de sécurité utile, il en résulte une large gamme d'effets visuels de sécurité basés sur le 20 même principe sous-jacent (c'est-à-dire, l'inclinaison du document de sécurité). Il serait souhaitable d'apporter un effet optiquement variable qui est dépendant d'une action différente de la simple inclinaison, ou d'au moins une autre action que celle-ci. 25 RESUME DE L'INVENTION [0004] Selon un premier aspect de la présente invention, il est fourni un dispositif optique comprenant; un substrat qui définit un plan; et une pluralité d'éléments optiques correspondant à des structures qui se projettent 30 à partir du substrat et/ou dans celui-ci, dans lequel la pluralité d'éléments optiques sont configurés pour produire trois images différentes ou plus, chaque image étant associée à une direction d'observation unique, de sorte que chaque image n'interfère pas, ou tout au plus, de façon minimale, avec une autre image quand on l'observe à partir d'une position d'observation particulière et qu'on fait pivoter le dispositif optique autour d'un axe de rotation qui se projette à partir du plan. [0005], L'axe de rotation se projette' de préférence perpendiculairement au plan. Avantageusement, ceci facilite l'utilisation par un utilisateur examinant le dispositif optique. [0006] En option, il existe quatre images identifiables. Chaque image peut être associée à une direction d'observation particulière, et les directions 10 d'observation peuvent être agencées à 90 degrés d'intervalle autour de l'axe de rotation. Le fait d'avoir quatre directions d'observation correspond avantageusement aux quatre côtés des documents courants (tels que les billes de banque). 15 [0007] Dans certains modes de réalisation, les structures se projettent à partir du substrat. Dans d'autres modes de réalisation, les structures se projettent dans le substrat. Dans des modes de réalisation supplémentaires, les structures se projettent en partie dans le substrat et en partie à partir du substrat. 20 [0008] De préférence, pour chaque image, chaque élément optique comprend une région associée à l'image, et chaque région est structurée afin de déterminer l'apparence de l'élément optique lorsqu'on l'examine à partir d'une direction d'observation associée à la région. 25 [0009] Dans une configuration optionnelle, chaque région est configurée pour apparaître dans l'un des états suivants: un état "off' et un état "on", lorsqu'on l'observe à partir de la direction d'observation associée à la région. L'état "on" peut correspondre à une structure comprenant au 30 moins une face inclinée, formant un angle par rapport au plan, dans laquelle la normale de la face inclinée est en substance parallèle à la direction d'observation associée à la région. L'état "off' peut correspondre à une structure comprenant une face sensiblement parallèle au plan. L'état "off' peut n'inclure que des faces parallèles et perpendiculaires au plan, 35 définissant ainsi une structure cuboïde. Avantageusement, les structures décrites en ce qui concerne les états "on" et "off' peuvent être relativement faciles à réaliser et efficaces. Dans des configurations optionnelles, chaque structure comprenant une face inclinée comporte un réseau de diffraction formé sur la face inclinée. Avantageusement, un réseau de diffraction peut apporter un effet visuel plus intéressant. [0010] Dans une autre configuration optionnelle possible, chaque région est configurée pour apparaître dans l'un parmi trois états ou plus, lorsqu'on l'observe dans la direction d'observation associée à la région, 10 chaque état ayant une luminosité associée différente. Par conséquent, chaque image peut être une image en échelle de gris. Avantageusement, ceci pourrait donner des images plus compliquées qu'un dispositif avec deux états. L'un des états peut correspondre à un état "off', un autre à un état "on" et le ou les états restants peuvent par conséquent correspondre à 15 des états intermédiaires. L'état "on" peut correspondre à une structure comprenant une face inclinée, formant un angle par rapport au plan, dans laquelle la normale à la face inclinée est en substance parallèle à la direction d'observation associée à la région, et l'état "off' peut correspondre à une structure comprenant une face essentiellement parallèle au plan, et le, ou 20 chaque, état intermédiaire peut comprendre à la fois une face inclinée et une face parallèle. Avantageusement, cet agencement peut effectivement fournir des états intermédiaires tout en maintenant un contraste élevé entre les états. Il peut y avoir deux états intermédiaires ou plus et chacun des états intermédiaires peut donc avoir une brillance associée, la luminosité associée 25 étant déterminée par un rapport de l'aire de la face inclinée à celle de la face parallèle de chaque état intermédiaire. Avantageusement, ceci peut faciliter la conception de l'élément optique. Dans des configurations optionnelles, chaque structure comprenant une face inclinée comporte un réseau de diffraction formé sur la face inclinée. Avantageusement, un réseau de 30 diffraction peut apporter un effet visuel plus intéressant. [0011] Le cas échéant, le réseau de diffraction de chaque face inclinée peut être un réseau de diffraction d'ordre zéro. [0012] Dans certains modes de réalisation préférés, une vue du dessus de chaque région présente un premier côté et un deuxième côté, chaque côté ayant une longueur inférieure à 250 microns, en particulier, chaque région possède un premier côté ayant une longueur comprise entre 5 30 et 60 microns, et un deuxième côté ayant une longueur comprise entre 30 et 60 microns. Dans d'autres modes de réalisation, la taille de chaque région est, de préférence, suffisamment grande pour permettre l'impression d'une encre colorée en correspondance avec chaque région, de sorte que chaque région est associée à une couleur. De préférence, chaque région est 10 rectangulaire, et plus préférablement, de forme carrée vue du dessus. [0013] En option, le dispositif optique est configuré sous forme de dispositif optique réfléchissant. Comme alternative, le dispositif optique est configuré sous forme de dispositif optique en transmission. 15 [0014] De préférence, les éléments optiques sont formés à partir d'une encre imprimée en relief, durcissable par irradiation. [0015] En option, les éléments optiques sont disposés sur une grille, 20 ce qui peut avantageusement en faciliter la conception. [0016] Le dispositif optique est, de préférence, un dispositif de sécurité, par exemple, tel qu'incorporé dans un document de sécurité comme un billet de banque. 25 [0017] Selon un deuxième aspect de la présente invention, il est fourni un document de sécurité incluant un dispositif optique selon le premier aspect. 30 [0018] Le document de sécurité peut en outre inclure au moins une caractéristique de sécurité supplémentaire. Avantageusement, cela devrait permettre de renforcer la sécurité. Le document de sécurité peut être un billet de banque. 3 0 1 0 0 0 0 [0019] Selon un troisième aspect de la présente invention, il est fourni un procédé de fabrication d'un dispositif optique selon le premier aspect, ledit procédé incluant les étapes consistant à: appliquer une encre durcissable par irradiation sur une surface d'un substrat; imprimer en relief l'encre durcissable par irradiation à l'aide d'un outil d'impression en relief, l'outil d'impression en relief étant configuré pour former une structure dans l'encre durcissable par irradiation qui correspond aux éléments optiques du dispositif; et durcir l'encre durcissable par irradiation. [0020] Selon un quatrième aspect de la présente invention, il est fourni un procédé de fabrication d'un document de sécurité, ledit document de sécurité comportant un substrat, ledit procédé incluant l'étape consistant à: former, dans une région d'une première surface du substrat, un dispositif optique selon le procédé du troisième aspect.

De préférence, le substrat est un substrat transparent ou translucide. En option, le procédé peut inclure en outre l'étape d'application d'une première couche opacifiante sur la première surface du substrat, la première couche opacifiante étant omise dans une région pour former une région de fenêtre correspondant, en emplacement, à l'élément optique. En option, le procédé peut inclure en outre l'étape d'application d'une deuxième couche opacifiante sur une deuxième surface du substrat, opposée à la première surface. La deuxième couche opacifiante peut être omise dans une région de fenêtre correspondant, en emplacement, à l'élément optique. En variante, la deuxième couche opacifiante peut recouvrir l'élément optique sur ladite deuxième surface pour former une région de demi-fenêtre. [0021] En variante, le substrat est un substrat opaque Document de sécurité ou monnaie fiduciaire [0022] Tel qu'utilisé ici, le terme documents de sécurité et monnaies fiduciaires englobe tous les types de documents et de monnaies fiduciaires de valeur et les documents d'identification, y compris mais sans limitation, ce qui suit: les éléments monétaires tels que les billets de banque et les pièces, les cartes de crédit, les chèques, les passeports, les cartes d'identité, les titres et les certificats d'actions, les permis de conduire, les titres de propriétés, les documents de voyage comme les billets d'avion et de train, les cartes et tickets d'entrée, les certificats de naissance, de décès et de mariage et les relevés de notes. [0023] L'invention peut, en particulier mais pas exclusivement, s'appliquer aux documents de sécurité et monnaies fiduciaires tels que les billets de banque ou les documents d'identification comme les cartes d'identité ou les passeports formés à partir d'un substrat sur lesquel une ou plusieurs couches d'impression sont appliquées. Les réseaux de diffraction et les dispositifs optiquement variables décrits ici peuvent également trouver une application dans d'autres produits, tels que le conditionnement. Dispositif et caractéristique de sécurité [0024] Tel qu'utilisé ici, le terme dispositif et caractéristique de sécurité englobe l'un quelconque parmi un grand nombre de dispositifs, éléments ou caractéristiques de sécurité destinés à protéger le document de sécurité ou les monnaies fiduciaires de la contrefaçon, de la reproduction, de l'altération ou de la falsification. Les dispositifs ou caractéristiques de sécurité peuvent être apportés dans ou sur le substrat du document de sécurité ou bien dans ou sur une ou plusieurs couches appliquées sur le substrat de base, et peuvent prendre une grande variété de forme, nomme les fils de sécurité incrustés dans les couches du document de sécurité; les encres de sécurité telles que les encres fluorescentes, luminescentes et phosphorescentes, les encres métalliques, les encres iridescentes, les encres photochromiques, thermochromiques, hydrochromiques ou piézochromiques; les caractéristiques imprimées et en relief, y compris les structures en relief; les couches d'interférence; les dispositifs à cristaux liquides; les lentilles et les structures lenticulaires; les dispositifs optiquement variables (OVD) tels que les dispositifs diffractifs, y compris les réseaux de diffraction, les hologrammes et les éléments optiques diffractifs (DOE). Substrat [0025] Tel qu'utilisé ici, le terme substrat se réfère au matériau de base à partir duquel est formé le document de sécurité ou la monnaie fiduciaire. Le matériau de base peut être du papier ou un autre matériau fibreux tel que la cellulose; une matière plastique ou polymère, y compris 5 mais sans limitation, le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), le polycarbonate (PC), le polychlorure de vinyle (PVC), le polyéthylène téréphtalate (PET), le polypropylène orienté biaxiallement (BOPP); ou un matériau composite constitué de deux matériaux ou plus, tel qu'un laminat de papier et d'au moins une matière plastique, ou de deux matériaux 10 polymères ou plus. Fenêtres et demi-fenêtres transparentes [0026] Tel qu'utilisé ici, le terme fenêtre se réfère à une zone transparente ou translucide du document de sécurité par rapport à la région 15 substantiellement opaque sur laquelle est appliquée l'impression. La fenêtre peut être totalement transparente de sorte qu'elle permette la transmission d'une lumière en substance intacte, ou peut être partiellement transparente ou translucide en permettant partiellement la transmission de la lumière sans permettre de voir nettement les objets à travers la zone de fenêtre. 20 [0027] Une zone de fenêtre peut être formée dans un document de sécurité en polymère qui présente au moins une couche de matière polymère transparente et une ou plusieurs couches opacifiantes appliquées sur au moins un côté d'un substrat polymère transparent, en omettant au 25 moins une couche opacifiante dans la région formant la zone de fenêtre. Si les couches opacifiantes sont appliquées des deux côtés d'un substrat transparent, une fenêtre complètement transparente peut être formée en omettant les couches opacifiantes des deux côtés du substrat transparent dans la zone de fenêtre. 30 [0028] Une zone partiellement transparente ou translucide, désignée ci-après par "demi-fenêtre", peut être formée dans un document de sécurité en polymère qui présente des couches opacifiantes des deux côtés en omettant les couches opacifiantes d'un côté seulement du document de 35 sécurité dans la zone de fenêtre, de sorte que la "demi-fenêtre" n'est pas complètement transparente, mais permet à la lumière de passer au travers sans permettre de voir nettement les objets à travers la demi-fenêtre. [0029] En variante, il est possible, dans le cas des substrats, de les former à partir d'un matériau substantiellement opaque, comme du papier ou du matériau fibreux, avec un insert de matière plastique transparente insérée dans une découpe, ou une encoche dans le papier ou le substrat fibreux pour former une fenêtre transparente ou une zone de demi-fenêtre translucide.

Couches opacifiantes [0030] Une ou plusieurs couches opacifiantes peuvent être appliquées sur un substrat transparent pour augmenter l'opacité du document de sécurité. Une couche opacifiante est telle que LT<Lo, où Lo est la quantité de lumière incidente sur le document, et LT est la quantité de lumière transmise à travers le document. Une couche opacifiante peut comprendre l'un quelconque ou plusieurs parmi une variété de revêtements opacifiants. Par exemple, les revêtements opacifiants peuvent comprendre un pigment, tel que le dioxyde de titane, dispersé au sein d'un liant ou d'un support en matériau polymère réticulable, activé par la chaleur. En variante, un substrat en matière plastique transparente pourrait être pris en sandwich entre des couches opacifiantes de papier ou d'un autre matériau partiellement ou essentiellement opaque sur lequel des vignettes peuvent être imprimées par la suite ou appliquées d'une autre manière.

Eléments optiques diffractifs (DOE) [0031] Tel qu'utilisé ici, le terme élément optique diffractif se réfère à un élément optique diffractif (DOE) de type numérique. Les éléments optiques diffractifs (DOE) de type numérique reposent sur la cartographie de données complexes qui reconstruisent dans le champ lointain (ou plan de reconstruction) un motif bidimensionnel d'intensité. Ainsi, lorsqu'une lumière sensiblement collimatée, par exemple, provenant d'une source lumineuse ponctuelle ou d'un laser, est incidente sur un DOE, un motif d'interférence est généré, qui produit une image projetée dans le plan de reconstruction qui est visible lorsqu'une surface d'observation appropriée se trouve dans le plan de reconstruction, ou lorsque le DOE est observé en transmission au niveau du plan de reconstruction. La transformation entre les deux plans peut être déterminée approximativement grâce à une transformée de Fourier rapide (Fast Fourier Transform, FFT). Ainsi, une donnée complexe comprenant des informations sur l'amplitude et la phase, doit être encodée physiquement dans la microstructure du DOE. Cette donnée de DOE peut être calculée en réalisant une transformation FFT inverse de la reconstruction souhaitée (c'est-à-dire, le motif d'intensité souhaité dans le champ lointain). [0032] Les DOE sont parfois appelés hologrammes générés par ordinateur, mais diffèrent des autres types d'hologrammes, tels que les hologrammes arc-en-ciel, les hologrammes de Fresnel et les hologrammes par réflexions en volume.

Indice de réfraction n [0033] L'indice de réfraction d'un milieu n est le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide à la vitesse de la lumière dans le milieu. L'indice de réfraction n d'une lentille détermine la quantité selon laquelle les rayons 20 lumineux atteignant la surface de la lentille seront réfractés, selon la loi de Snell: [0034] nl * Sin (a) = n * Sin (0), 25 [0035] où a est l'angle formé entre un rayon incident et la normale au point d'incidence à la surface de la lentille, 0 est l'angle formé entre le rayon réfracté et la normale au point d'incidence, et n1 est l'indice de réfraction de l'air (en guise d'approximation, n1 peut être considéré comme étant égal à 1). 30 Encre imprimable en relief durcissable par irradiation [0036] Le terme "encre imprimable en relief, durcissable par irradiation" utilisé ici se réfère à une encre, une laque ou un autre revêtement quelconque, qui peut s'appliquer sur le substrat lors d'un 35 processus d'impression, et qui peut être imprimé en relief alors qu'il est mou pour former une structure en relief, et durci par irradiation pour fixer la structure en relief imprimée. Le processus de durcissement n'a pas lieu avant que l'encre durcissable par irradiation n'ait été imprimée en relief, mais il est possible que le processus de durcissement ait lieu soit après l'impression en relief, soit en substance en même temps que l'étape d'impression en relief. L'encre durcissable par irradiation est de préférence durcissable par rayonnement ultraviolet (UV). En variante, l'encre durcissable par irradiation peut être durcie par d'autres formes d'irradiation, comme les faisceaux d'électrons ou les rayons X. 10 [0037] L'encre durcissable par irradiation est de préférence une encre transparente ou translucide formée à partir d'une résine transparente. Une telle encre transparente ou translucide est particulièrement adaptée pour l'impression d'éléments de sécurité transmettant la lumière, comme les 15 réseaux en dessous de la longueur d'onde, les réseaux diffractants transmissifs et les structures de lentilles. [0038] Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, l'encre transparente ou translucide comprend de préférence une laque ou un 20 revêtement acrylique transparent, imprimable en relief, durcissable aux UV. [0039] De telles laques durcissables aux UV peuvent être obtenues auprès de différents fabricants, notamment Kingfisher Ink Limited, produit UVF-203 type ultraviolet ou similaire. En variante, les revêtements 25 durcissables par irradiation, imprimables en relief, peuvent être à base d'autres composés, par exemple, la nitrocellulose. [0040] Les encres et les laques durcissables par irradiation utilisées ici se sont révélées particulièrement adaptées pour imprimer en relief des 30 microstructures, y compris des structures diffractives comme les réseaux de diffraction et les hologrammes, ainsi que des microlentilles et des réseaux de lentilles. Cependant, elles peuvent être également imprimées en relief avec de plus grandes structures en relief, telles que des dispositifs non diffractifs optiquement variables. 35 [0041] L'encre est, de préférence, imprimée en relief et en substance dans le même temps, durcie par rayonnement ultraviolet (IN). Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, l'encre durcissable par irradiation est appliquée et en substance dans le même temps, imprimée en 5 relief par gravure. [0042] De préférence, pour qu'elle soit adaptée à l'héliogravure, l'encre durcissable par irradiation doit avoir une viscosité sensiblement comprise dans l'intervalle allant d'environ 20 à 175 centipoises, et plus 10 préférablement, d'environ 30 à environ 150 centipoises. La viscosité peut être déterminée en mesurant le temps que met la laque pour s'écouler d'une coupe Zahn N° 2. Un échantillon qui s'écoule en 20 secondes a une viscosité de 30 centipoises, et un échantillon qui s'écoule en 63 secondes a une viscosité de 150 centipoises. 15 [0043] Avec certains substrats polymères, il peut être nécessaire d'appliquer une couche intermédiaire sur le substrat avant l'application de l'encre durcissable par irradiation pour améliorer l'adhérence de la structure imprimée en relief formée par l'encre sur le substrat. La couche 20 intermédiaire comprend, de préférence, une couche d'apprêt, et plus préférablement, la couche d'apprêt comprend une polyéthylèneimine. La couche d'apprêt peut aussi comprendre un agent réticulant, par exemple, un isocyanate multifonctionnel. Parmi les exemples d'autres apprêts utilisables dans l'invention, on peut citer: les polymères à terminaison hydroxyle; les 25 copolymères à base de polyester à terminaison hydroxyle; les acrylates hydroxylés réticulés ou non réticulés; les polyuréthanes et les acrylates anioniques ou cationiques durcissables aux UV. Parmi les exemples d'agents réticulants appropriés, on peut citer: les isocyanates; les polyaziridines; les complexes de zirconium; l'acétylacétone d'aluminium; 30 les mélamines; et les carbodiimides. Encre à nanoparticules métalliques [0044] Tel qu'utilisé ici, le terme "encre à nanoparticules métalliques" se réfère à une encre ayant des particules métalliques d'une taille moyenne 35 inférieure à un micron.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0045] Des modes de réalisation de l'invention seront maintenant décrits en se référant aux dessins joints. Il faut bien comprendre que les modes de réalisation ne sont donnés qu'à titre d'illustration et que l'invention n'est pas limitée par cette illustration. Dans les dessins: [0046] La Figure la montre un document de sécurité comprenant un dispositif optique situé dans une région de demi-fenêtre; [0047] La Figure lb montre un document de sécurité comprenant un dispositif optique situé dans une région de fenêtre; [0048] La Figure 2 montre un arrangement d'éléments optiques de la surface d'un substrat; [0049] La Figure 3a montre un élément optique comprenant quatre régions et les directions d'observation associées; [0050] La Figure 3b montre une représentation schématique en vue de dessus d'un élément optique isolé; [0051] La Figure 4 montre l'apparence du dispositif optique lorsqu'on l'observe dans quatre directions différentes; [0052] La Figure 5a montre la structure d'une région correspondant à un état "off'; [0053] La Figure 5b montre la structure d'une région correspondant à un état "on"; [0054] La Figure 6a montre l'effet d'une région réfléchissante configurée dans un état "off' sur la lumière incidente;35 [0055] La Figure 6b montre l'effet d'une région réfléchissante configurée dans un état "on" sur la lumière incidente; [0056] La Figure 7a montre l'effet d'une région transmissive configurée dans un état "off' sur la lumière incidente; [0057] La Figure 7b montre l'effet d'une région transmissive configurée dans un état "on" sur la lumière incidente; [0058] La Figure 8a montre un élément optique comprenant quatre régions configurées dans des états "off'; [0059] La Figure 8b montre un élément optique comprenant une région configurée dans un état "on" et trois régions configurées dans des états "off'; [0060] La Figure 8c montre un élément optique comprenant deux régions configurées dans des états "on" et deux régions configurées dans des états "off'; [0061] La Figure 8d montre un élément optique comprenant trois régions configurées dans des états "on" et une région configurée dans un état "off'; [0062] La Figure 8e montre un élément optique comprenant quatre régions configurées dans des états "on"; [0063] La Figure 9 montre un procédé pour observer les différentes images d'un dispositif optique; [0064] La Figure 10 montre un procédé de production d'un dispositif optique; [0065] La Figure 11 montre quatre régions différentes configurées pour des intensités différentes; et [0066] La Figure 12 montre une région comprenant des éléments diffractifs.

DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION PREFERE [0067] En se référant aux Figures la et lb, un document de sécurité 2 comprenant un dispositif optique 4 et une autre caractéristique de sécurité optionnelle 6 y est présenté. Le dispositif optique 4 peut correspondre à un dispositif de sécurité du document de sécurité 2. Le document de sécurité 2 comprend un substrat transparent ou translucide 8. Le dispositif optique 4 comprend également un substrat 8 qui est, dans le cas présent, le même substrat 8 que le document de sécurité 2, bien que ce ne soit pas une obligation. [0068] Une première et une deuxième couches opacifiantes 7a et 7b sont également présentées. Dans la Figure la, le dispositif optique 4 est présenté dans une région de demi-fenêtre 3 du document de sécurité 2, dans laquelle la première couche opacifiante la est omise et la deuxième couche opacifiante 7b recouvre le dispositif optique 4. En variante, comme le montre la Figure lb, le dispositif optique 4 peut se trouver dans une région de fenêtre complète 5 du document de sécurité 2 où la première et la deuxième couches opacifiantes 7a, 7b sont toutes deux absentes de la région du dispositif optique 4. Bien que les couches opacifiantes 7a, 7b soient présentées de façon contiguë au dispositif optique 4, cela n'est pas nécessaire. Par exemple, il peut y avoir un espace entre le bord du dispositif optique 4 et celui des régions opacifiantes 7a, 7b. Des caractéristiques de sécurité 6 facultatives supplémentaires comprennent: les fenêtres; les dispositifs optiques diffractifs; les hologrammes; les dispositifs optiques variables à base de microlentilles; et toute autre caractéristique de sécurité appropriée, et peuvent se trouver au sein des régions de fenêtre ou de demi-fenêtre 9 du substrat 8 si nécessaire et/ou souhaité. En variante, le substrat peut être opaque et le dispositif optique 4 peut être formé à la surface du substrat opaque 8.35 [0069] Dans la présente description, un groupe d'éléments communs aux figures sont indiqués par un nombre, et les éléments spécifiques au sein du groupe sont indiqués par le même nombre et un suffixe d'une lettre (par exemple, en se référant à la Figure 3, une direction d'observation en général peut être désignée par l'étiquette 14, et une direction d'observation spécifique, par une étiquette telle que 14a). [0070] En se référant à la Figure 2, le dispositif optique 4 comprend un arrangement d'éléments optiques 10. L'arrangement présenté dans la 10 Figure 2 est un arrangement en grille régulière ; cependant, d'autres arrangements peuvent être utilisés, y compris des arrangements non réguliers. [0071] La Figure 3a montre quatre directions d'observation 14 15 différentes pour observer le dispositif optique 4. Il est entendu que l'on peut associer au dispositif optique 4 trois directions d'observation 14 ou plus. On distingue les directions d'observation 14 par la rotation autour d'un axe 13 en projection d'une surface 11 du substrat 8. Les directions d'observation 14 forment également un angle avec l'axe 13, comme indiqué. Typiquement, 20 une direction d'observation 14 représente une direction moyenne ou idéale à partir de laquelle l'utilisateur observant le dispositif optique 4 perçoit un effet visuel maximal, cependant, tous les effets visuels générés par le dispositif optique 4 associé à une direction d'observation 14 particulière peuvent être visibles malgré une observation décalée d'un petit angle par 25 rapport à la direction d'observation 14 spécifiée. Par ailleurs, la position et l'arrangement de la ou des sources de lumière utilisée(s) pour illuminer le dispositif optique 4 peuvent affecter la position d'observation idéale. [0072] La Figure 3b montre une représentation schématique en vue 30 de dessus d'un élément optique isolé 10. L'élément optique 10 comprend quatre régions différentes 12a, 12b, 12c, 12d. Chaque région 12 est associée à une direction d'observation 14 (c'est-à-dire, 12a avec 14a, 12b avec 14b, 12c avec 14c, et 12d avec 14d). Les directions d'observation 14 présentées dans les Figures 3a et 3b sont perpendiculaires. En général, il est nécessaire 35 que l'angle formé entre les directions d'observation 14 adjacentes diffère suffisamment pour que l'effet visuel associé à l'une des directions d'observation 14 n'interfère pas, ou du moins de façon minimale, avec l'effet visuel associé à une autre direction d'observation 14. [0073] La taille d'un élément optique 10 ou d'une région 12 telle qu'utilisée ici est définie comme étant l'aire de surface du substrat 8 du dispositif optique 4 qui est recouverte par l'élément optique 10 ou la région 12. Dans les modes de réalisation décrits ici, les régions 12 sont rectangulaires ou carrées vues du dessus, la longueur de chaque côté de la région 12 étant inférieure à 250 microns, de préférence, entre 30 et 60 microns. Dans des modes de réalisation particuliers, chaque région 12 est carrée et chaque élément optique 10 est carré. Il est entendu que d'autres tailles de l'élément optique 10 peuvent être utilisées. Dans un exemple de mode de réalisation alternatif, la taille des régions 12 est choisie pour qu'elle soit suffisamment grande pour permettre l'impression d'une encre colorée sur les régions, par exemple, en correspondance, de manière à ce que chaque région 12 ait une couleur associée. [0074] En se référant à la Figure 4, chaque direction d'observation 14a, 14b, 14e, 14d est respectivement associée à une image 16a, 16b, 16e, 16d différente. Chaque image 16 correspond à un effet visuel et est configurée pour être visible de la direction d'observation 14 associée, et non visible des autres directions d'observation 14. Il est entendu que chaque image 16 peut être visible depuis une gamme d'angles, la direction d'observation 14 définissant un centre d'une gamme d'angles. Chaque élément optique 10 correspond à un pixel de chaque image 16 et la configuration de chaque région 12 d'un élément optique 10 particulier détermine l'apparence de l'élément optique 10 lorsqu'on l'observe de la position d'observation 14 associée. De cette manière, chaque élément optique 10 agit efficacement comme quatre pixels différents, dont chacun est exprimé lorsqu'on l'observe à partir d'une direction d'observation 14 particulière. [0075] En se référant aux Figures 5a et 5b, chaque région 12 peut être dans l'un des deux états, correspondant à l'état "off' 18a et à l'état "on" 18b.

Un état "on" 18b correspond à une région 12 qui est configurée pour réfléchir et/ou transmettre la lumière (selon la configuration du dispositif optique 4) essentiellement vers la direction d'observation 14 associée, et un état "off' 18a correspond à une région 12 qui est configurée pour ne pas réfléchir ou transmettre la lumière vers la direction d'observation 14 associée. Il est entendu qu'un état "off' 18a peut correspondre à une certaine lumière qui est réfléchie et/ou transmise, cependant, il est nécessaire que la lumière réfléchie et/ou transmise vers la direction d'observation 14 associée soit suffisamment moindre pour que les états "off' 18a puissent se distinguer des états "on" 18b. [0076] La structure de la région 12 correspondant à un état "off' comprend une face tournée vers le haut 20, comme le montre la Figure 5a. La face tournée vers le haut 20 est en substance parallèle au plan défini par le substrat 8. Dans l'exemple présenté, la face tournée vers le haut 20 correspond à la face supérieure d'une structure cuboïde, cependant, il est prévu que la face tournée vers le haut 20 puisse simplement correspondre à la surface du substrat 8. La structure de la région 12 correspondant à un état "on" comprend une face inclinée 22, comme le montre la Figure 5b. [0077] Les Figures 6a et 6b montrent les effets différents des deux types de régions (lorsqu'elles sont configurées pour la réflexion) respectivement sur la lumière incidente, lorsqu'on les observe de la position d'observation associée à la région 12. La Figure 7a montre l'effet d'une 25 région particulière 12 configurée dans un état "off', où les rayons incidents inclinés ne sont pas principalement réfléchis vers l'observateur. La Figure 7b montre l'effet d'une région 12 particulière configurée dans un état "on", où les rayons incidents inclinés sont essentiellement réfléchis dans la direction des rayons incidents, et par conséquent, sembleront lumineux 30 lorsqu'on les observe au niveau de la position d'observation associée. [0078] Les Figures 7a et 7b montrent les effets différents des deux types de régions (lorsqu'elles sont configurées pour la transmission) sur la lumière incidente. La Figure 7a montre l'effet d'une région 12 configurée 35 dans un état "off', où la lumière incidente dans une direction normale du côté opposé du substrat 8 est transmise à travers l'élément optique 10 sans changer de direction par rapport à la normale. La Figure 7b montre l'effet d'une région 12 configurée dans un état "on", où la lumière incidente provenant du côté opposé du substrat 8 vers l'élément optique 10 est réfractée par la face inclinée 22, et par conséquent, a tendance à se diriger vers l'observateur. [0079] Les Figures 8a à 8d montrent une sélection de différentes configurations de l'élément optique 10, basées sur différentes combinaisons de régions 12 configurées dans un état "on" et de régions 12 configurées dans un état "off'. La Figure 8a montre un élément optique 10 configuré avec quatre régions "off' (12a, 12b, 12e, 12d). La Figure 8b montre un élément optique 10 avec une région "on" (12e) et trois régions "off' (12a, 12b, 12d), et qui va donc apparaître brillant uniquement lorsqu'on l'observe d'une direction d'observation (c'est-à-dire, la direction d'observation 14c de la Figure 3b). La figure 8c montre un élément optique 10 avec deux régions "on" (12b, 12c) et deux régions "off' (12a, 12d), et qui va donc apparaître brillant lorsqu'on l'observe à partir de deux directions d'observation (c'est-à-dire, les directions d'observation 14b et 14e de la Figure 3b). La figure 8d montre un élément optique 10 avec trois régions "on" (12b, 12c, 12d) et une région "off' (12a), et qui va donc apparaître brillant lorsqu'on l'observe à partir de trois directions d'observation (c'est-à-dire, les directions d'observation 14b, 14e et 14d, de la Figure 3b). Enfin, la figure 8e montre un élément optique 10 avec quatre régions "on" (12a, 12b, 12c, 12d), qui va donc apparaître brillant lorsqu'on l'observe à partir des quatre positions d'observation 14a, 14b, 14e et 14d de la Figure 3b. [0080] La Figure 9 montre le dispositif optique 4 tournant autour d'un axe 24 s'étendant depuis le substrat 8 (par exemple, l'axe 24 s'étend 30 perpendiculairement à la surface du substrat 8) alors qu'on l'observe à partir d'une position d'observation 26. Le dispositif optique 4 est positionné de telle façon qu'on l'observe à un angle éloigné de l'axe 24. Lorsqu'on fait tourner le dispositif optique 4, son apparence change entre les différentes images 16a, 16b, 16e, 16d. 35 [0081] En se référant à la Figure 10, on prépare un outil d'impression en relief sous forme de cale, comprenant une base ayant un profil de surface correspondant à l'inverse du profil de surface requis du dispositif optique 4, à l'étape 50. La cale peut être préparée en utilisant des méthodes connues, par exemple, en utilisant la lithographie par faisceau d'électrons ou la photolithographie et la galvanoplastie. Une encre durcissable par irradiation (Radiation Curable Ink, RCI) est appliquée sur un substrat 8 approprié, par exemple, du polypropylène biaxial (BOPP), de préférence, par impression, à l'étape 52. La RCI est ensuite imprimée en relief en utilisant la cale à l'étape 54 et est durcie simultanément, ou juste après l'impression en relief, en utilisant une source de rayonnement appropriée, par exemple, une source de lumière UV, à l'étape 56. Le substrat 8 peut comprendre une couche d'apprêt configurée pour faciliter l'adhérence de la RCI au substrat 8. Pour les dispositifs optiques réfléchissants, la RCI peut être recouverte par la suite d'une couche métallique pour obtenir une réflectivité appropriée à l'étape optionnelle 58. Le substrat 8 peut comprendre des couches opacifiantes 7a, 7b, ou bien les couches opacifiantes 7a, 7b peuvent être imprimées ou appliquées d'une autre manière sur le substrat 8 après la formation du dispositif optique 4. [0082] En se référant à la Figure 11, dans un mode de réalisation, chaque région 12 est configurée dans l'un des états possibles qui sont au minimum au nombre de deux. En particulier, comme pour l'état "on" (face inclinée 22) et l'état "off' (face supérieure 20) précédemment décrits, il peut 25 y avoir un ou plusieurs états intermédiaires, configurés pour avoir une luminosité intermédiaire (lorsqu'on les observe à partir d'un angle d'observation associé 14). Une des techniques pour incorporer différents niveaux de luminosité est présentée dans la Figure 11, où chaque région peut être choisie parmi une face entièrement inclinée 22 (état "on"), une 30 face entièrement tournée vers le haut 20 (état "off'), ou une combinaison de face inclinée et de face tournée vers le haut 28a, 28b (état intermédiaire). La luminosité relative d'un état intermédiaire est proportionnelle à l'aire de la face inclinée. Dans l'exemple présenté, la configuration 28a est moins brillante que la configuration 28b. Chaque région 12 peut être choisie parmi 35 un ensemble exhaustif d'états "on", "off' et intermédiaires. Il est entendu20 que la luminosité se réfère à la luminosité relative entre différents états. Du fait que plus de deux états possibles permettent de créer des images en niveaux de gris, chaque image en niveaux de gris est associée à une direction d'observation 14. [0083] En se référant à la Figure 12, les faces inclinées 22 peuvent comprendre des réseaux de diffraction 30. Dans un mode de réalisation particulier, les faces inclinées 22 comprennent des réseaux de diffraction 30 d'ordre zéro, où le pas des réseaux des éléments de réseau 32 du réseau de diffraction 30 est suffisamment faible pour éliminer les pics de diffraction du premier ordre et d'ordre supérieur. Cela peut se faire avec un pas de réseau inférieur à la longueur d'onde de la lumière incidente. Un exemple de pas de réseau est de 200 microns. On peut régler les réseaux de diffraction 30 d'ordre zéro pour qu'ils apparaissent sous forme de couleurs particulières à des angles particuliers grâce au choix des matériaux et de pas de réseaux. De cette manière, les régions "on" peuvent apparaître colorées, ce qui peut avantageusement donner un effet visuel plus intéressant. Une extension de ce mode de réalisation consiste à incorporer différents réseaux colorés de manière à pouvoir produire une imagerie polychrome. [0084] Cependant, il est entendu que les régions 12 et les éléments optiques 10 sont arrangés de telle façon que les structures associées à chaque région 12 ne se combinent pas pour créer un effet diffractif. [0085] On peut apporter d'autres modifications et améliorations sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, des caractéristiques de sécurité supplémentaires peuvent être incorporées sur les faces tournées vers le haut des régions "off', comme par exemple, des caractéristiques de sécurité à base de DOE, des hologrammes et/ou des images imprimées.

D'autre part, les régions 12 devraient pouvoir correspondre à des structures se projetant en partie dans le substrat 8 et en partie à partir du substrat 8 ou, en variante, des structures se projetant entièrement dans le substrat 8.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif optique (4), de préférence, un dispositif de sécurité, comprenant: un substrat (8) qui définit un plan; et une pluralité d'éléments 5 optiques (10) correspondant à des structures qui se projettent à partir du substrat (8) etiou dans celui-ci, dans lequel la pluralité d'éléments optiques (10) sont configurés pour produire trois images différentes ou plus, chaque image étant associée à une direction d'observation unique (14a, 14b, 14c, 14d), de sorte que chaque image n'interfère pas, ou tout au plus de façon 10 minimale, avec une autre image quand on l'observe à partir d'une position d'observation particulière (26) et qu'on fait pivoter le dispositif optique (4) autour d'un axe de rotation (13, 24) qui se projette à partir du plan.
2. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 1, dans 15 lequel l'axe de rotation (13, 24) se projette perpendiculairement au plan.
3. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 1, comprenant quatre images identifiables, et de préférence, dans lequel les directions d'observation (14a, 14b, 14c, 14d) sont agencées à 90 degrés 20 d'intervalle autour de l'axe de rotation (13, 24).
4. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 1, dans lequel les structures se projettent à partir du substrat (8) ou dans lequel les structures se projettent dans le substrat (8) ou dans lequel les structures se 25 projettent en partie dans le substrat (8) et en partie à partir du substrat (8).
5. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 1, dans lequel pour chaque image, chaque élément optique (10) comprend une région (12a, 12b, 12c, 12d) associée à l'image (16a, 16b, 16c, 16d), et dans 30 lequel chaque région (12a, 12b, 12c, 12d) est structurée afin de déterminer l'apparence de l'élément optique lorsqu'on l'examine à partir d'une direction d'observation (14a, 14b, 14c, 14d) associée à la région (12a, 12b, 12c, 12d).
6. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 5, dans 35 lequel chaque région (12a, 12b, 12c, 12d) est configurée pour apparaîtredans l'un des états suivants: un état "off' (18a) et un état "on" (18b), lorsqu'on l'observe à partir de la direction d'observation (14a, 14b, 14e, 14d) associée à la région (12a, 12b, 12c, 12d), de préférence, dans lequel l'état "on" (18b) correspond à une structure comprenant une face inclinée (22), formant un angle par rapport au plan, dans lequel la normale de la face inclinée (22) est en substance parallèle à la direction d'observation (14a, 14b, 14c, 14d) associée à la région (12a, 12b, 12e, 12d), et de préférence, dans lequel l'état "off' (18a) correspond à une structure comprenant une face (20) en substance parallèle au plan.
7. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 5, dans lequel chaque région (12a, 12b, 12e, 12d) est configurée pour apparaître dans l'un des trois états ou plus, lorsqu'on l'observe à partir de la direction d'observation (14a, 14b, 14e, 14d) associée à la région (12a, 12b, 12e, 12d), chaque état ayant une luminosité associée différente, dans lequel éventuellement l'un des états correspond à un état "off' (18a), un autre correspond à un état "on" (18b) et le ou les états restants correspondent à des états intermédiaires, de préférence, dans lequel l'état "on" (18b) correspond à une structure comprenant une face inclinée (22), formant un angle par rapport au plan, dans lequel la normale de la face inclinée (22) est en substance parallèle à la direction d'observation (14a, 14b, 14e, 14d) associée à la région (12a, 12b, 12e, 12d), et l'état "off' (18a) correspond à une structure comprenant une face (20) en substance parallèle au plan, et le, ou chaque état intermédiaire comprend à la fois une face inclinée et une face parallèle (28a, 28b).
8. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 7, dans lequel il existe deux états intermédiaires ou plus, et dans lequel chacun des états intermédiaires a une luminosité associée, dans lequel un rapport de l'aire de la face inclinée à celle de la face parallèle de chaque état intermédiaire détermine la luminosité associée.
9. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 6 ou la revendication 7, dans lequel chaque structure comprenant une face inclinée 35 (22) comprend un réseau de diffraction (30) formé sur la face inclinée (22),de préférence, le réseau de diffraction (30) de chaque face inclinée est un réseau de diffraction d'ordre zéro.
10. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 5, dans 5 lequel chaque région (12a, 12b, 12c, 12d) présente un premier côté ayant une longueur inférieure à 250 microns, de préférence, entre 30 et 60 microns, et un deuxième côté ayant une longueur inférieure à 250 microns, de préférence, entre 30 et 60 microns, et/ou dans lequel la taille de chaque région (12a, 12b, 12c, 12d) est suffisamment grande pour permettre 10 l'impression d'une encre colorée en correspondance avec chaque région, de sorte que chaque région (12a, 12b, 12c, 12d) est associée à une couleur.
11. Dispositif optique tel que.revendiqué dans la revendication 5 ou la revendication 10, dans lequel chaque région (12a, 12b, 12c, 12d) est de 15 forme carrée vue du dessus.
12. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 1, configuré sous forme de dispositif optique réfléchissant ou configuré sous forme de dispositif optique transmissif. 20
13. Dispositif optique tel que revendiqué dans la revendication 1, dans lequel les éléments optiques (10) sont formés à partir d'une encre durcissable par irradiation, imprimée en relief. 25
14. Dispositif optique tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments optiques (10) sont disposés sur une grille.
15. Document de sécurité comprenant un dispositif optique tel que 30 revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes, ledit document de sécurité étant un billet de banque, et de préférence, comprenant en outre au moins une caractéristique de sécurité supplémentaire (6).
16. Procédé de fabrication d'un élément optique selon la revendication 1, comprenant les étapes de : - appliquer une encre durcissable par irradiation (52) sur une surface d'un substrat; - imprimer en relief (54) l'encre durcissable par irradiation à l'aide d'un outil d'impression en relief, l'outil d'impression en relief étant configuré pour former une structure dans l'encre durcissable par irradiation qui correspond à l'élément optique; et - durcir l'encre durcissable par irradiation (56)
17. Procédé de fabrication d'un document de sécurité (2), de préférence, d'un billet de banque, le document de sécurité (2) comprenant un substrat (8), ledit procédé comprenant l'étape consistant à: - former, dans une région d'une première surface du substrat, un 15 dispositif optique selon le procédé de la revendication 16.
18. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 17, dans lequel le substrat (8) est un substrat transparent ou translucide, et comprenant en outre l'étape consistant à appliquer une première couche opacifiante (7a) sur 20 la première surface du substrat, la première couche opacifiante (7a) comprenant une région de fenêtre correspondant, en emplacement, à l'élément optique, et comprenant en outre, facultativement, l'étape consistant à appliquer une deuxième couche opacifiante (7b), de préférence, comprenant une région de fenêtre correspondant, en emplacement, à 25 l'élément optique, sur une deuxième surface du substrat, opposée à la première surface.