FR3142015A3

FR3142015A3 - Image variable à domaine de visibilité élargi

Info

Publication number: FR3142015A3
Application number: FR2213200A
Authority: FR
Inventors: Franck Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2024-05-17

Abstract

L’invention est un dispositif optique dont les couleurs changent en fonction du point de vue sous lequel on l’observe et/ou selon les conditions d’éclairement auquel il est soumis, dit dispositif optique à changement de couleurs, qui est muni d’un moyen d’élargissement de son domaine de visibilité. Ce moyen peut être la division du dispositif en parties qui changent d’aspect selon une première direction et d’autres parties qui changent selon une direction différente, de préférence perpendiculaire à la première direction, ou l’adjonction d’un réseau lenticulaire à lentilles divergentes. Figure de l’abrégé : Fig. 6

Description

Image variable à domaine de visibilité élargi

L’invention est un dispositif dont l’aspect, qui est celui d’une image en couleurs, change en fonction du point de vue sous lequel on l’observe et/ou selon les couleurs de l’éclairement auquel il est soumis.

Dans une version perfectionnée, ce dispositif est fabriqué en personnalisant un support d’impression particulier par des procédés industriels peu couteux comme l’imprimerie.

On connait les dispositifs présentant des effets optiquement variables tels que des effets chromatiques, holographiques et cinématiques dynamiques, des images bidimensionnelles ou tridimensionnelles ou des effets de changement de couleurs, comme par exemple les dispositifs d’image diffractive optiquement variable (souvent dénommés « DOVID » pour « Diffractive Optically Variable Image Device ») qui procurent une fonction de sécurité basée sur des effets visuels créés par diffraction. Les changements de couleurs peuvent aussi être obtenus par de nombreux autres moyens connus des industriels, dont en particulier le gaufrage et les encres à changement de couleur comme celles à irisation.

Problème technique

Certains dispositifs dont l’aspect change en fonction du point de vue sous lequel on les observe et/ou des conditions d’éclairement auquel ils sont soumis, dits dispositifs optiques à changement de couleurs, sont difficiles à authentifier par Smartphone parce qu’ils changent d’aspect pour un changement du point de vue ou d’une source d’éclairement dans une direction dite ci-après direction opérationnelle, mais qu’ils ne montrent plus d’image visible lorsqu’on change le point de vue ou une source d’éclairement dans une autre direction, et ont ainsi un domaine de visibilité qui est très étroit et rend peu pratique leur authentification.

L’invention sera bien comprise, et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 16.

représente une vue en plan d’un élément dit support colorant dont l’aspect change selon le point de vue et/ou les conditions d’éclairement auquel il est soumis, qui est composé de triplets de colonnes présentant respectivement les couleurs rouge notées R vert notées V et bleu notées B pour un point de vue et des conditions d’éclairage donnés dites conditions optimales.

représente une vue en plan d’un élément dit couche de personnalisation 20 masquant partiellement ou totalement des sous-ensembles du support colorant.

représente une vue en perspective du support colorant et de la couche de personnalisation avant que ces éléments soient accolés pour produire une image en couleurs.

représente une vue en plan d’un support colorant en damiers, dont les cases notées R1 V1 et B1 forment des triplets colorés. La couleur apparente de ces cases varie pour un déplacement vertical du point de vue et elles présentent respectivement les couleurs rouge vert et bleu pour les conditions dites optimales de point de vue et d’éclairage. Un déplacement horizontal du point de vue le sort du domaine de visibilité et ces cases perdent alors leurs caractéristiques de luminosité permettant la visibilité de l’image représentée par le dispositif.

représente une vue en plan du support colorant en damiers représenté à la , dont les cases notées R2 V2 et B2 forment des triplets colorés. La couleur apparente de ces cases varie pour un déplacement horizontal du point de vue et elles présentent respectivement les couleurs rouge vert et bleu pour les conditions dites optimales de point de vue et d’éclairage. Un déplacement vertical du point de vue le sort du domaine de visibilité et ces cases perdent alors leurs caractéristiques de luminosité permettant la visibilité de l’image représentée par le dispositif.

représente une vue en plan d’un ensemble composé dudit support colorant représenté aux figures 4 et 5 de ladite couche de personnalisation 20, l’ensemble étant vu dans les conditions dites optimales et présentant donc une image en couleur dont tous les pixels sont visibles.

représente une vue en plan du dispositif de la , lorsque le point de vue n’est plus dans le domaine de visibilité des cases R1, V1 et B1 parce qu’il s’est éloigné du plan vertical médian perpendiculaire au dispositif. L’image en couleurs est moins lumineuse mais reste visible.

représente une vue en plan du dispositif de la , lorsque le point de vue n’est plus dans le domaine de visibilité des cases R2, V2 et B2 parce qu’il s’est éloigné du plan horizontal médian perpendiculaire au dispositif. L’image en couleurs est moins lumineuse mais reste visible.

représente une vue en perspective d’un réseau lenticulaire 10 à lentilles cylindriques divergentes, composé de lentilles élémentaires 1, 2 3 et suivantes.

représente une coupe de trois lentilles élémentaires du réseau lenticulaire de la permettant de voir le faisceau de lumière entrante 41, que le dioptre divergent fait diverger pour qu’il envoie de la lumière sur le dispositif optique à changement de couleurs, ce dernier ne renvoyant la lumière que selon un angle solide plus étroit 52, lequel diverge en sortie sous forme du faisceau lumineux plus large 51, ce qui a pour conséquence que le dispositif optique à changement de couleurs est visible depuis un domaine beaucoup plus large.

représente une vue en perspective d’une variante de l’invention, dans laquelle le réseau lenticulaire 10 a des lentilles divergentes qui sont sphériques.

représente une vue en perspective d’une lentille élémentaire selon une autre variante, dans laquelle la longueur focale des lentilles est différente dans un plan horizontal et dans un plan vertical.

représente une vue en perspective d’un réseau lenticulaire composé de lentilles telles que celle décrite à la .

représente une vue en perspective d’une lentille élémentaire qui est divergente dans un plan parallèle à ladite direction opérationnelle et convergente dans un plan perpendiculaire à ce plan.

représente une vue en perspective des constituants d’un dispositif perfectionné selon l’invention : un premier élément dit support colorant 30 dont l’aspect change selon le point de vue et/ou les conditions d’éclairement auquel il est soumis, un second élément dit couche de personnalisation 20 masquant partiellement ou totalement des sous-ensembles du support colorant, et un réseau lenticulaire 10.

L’invention est un dispositif optique dont les couleurs changent en fonction du point de vue sous lequel on l’observe et/ou selon la position d’un ou plusieurs moyens d’éclairement auquel il est soumis, dit dispositif optique à changement de couleurs, comportant
- un premier élément dit support colorant 30 dont l’aspect de tout ou partie change de luminosité, de couleur ou de saturation pour un déplacement du point de vue ou d’un moyen d’éclairement dans une direction dite direction opérationnelle, l’aspect de la partie considérée dudit support colorant perdant progressivement les caractéristiques de luminosité permettant sa visibilité pour un déplacement du point de vue ou d’un moyen d’éclairement dans une direction perpendiculaire à ladite direction opérationnelle, le domaine dans lequel le point de vue ou un moyen d’éclairement ne fait pas perdre à ladite partie considérée les caractéristiques de luminosité permettant sa visibilité étant ci-après dit domaine de visibilité de ladite partie considérée,
- un second élément dit couche de personnalisation 20 qui masque ou modifie partiellement ou totalement l’aspect des parties du support colorant,
caractérisé en ce qu’il comporte un moyen d’élargissement dudit domaine de visibilité d’une partie dudit support colorant, et/ou des parties dudit support colorant ayant des domaines de visibilité différents.

Description détaillée de l’invention

Un dispositif selon l’invention peut servir de moyen d’authentification d’un document ou d’un produit, et c’est un avantage très important qu’il puisse être authentifié avec un Smartphone.

Avec de nombreux dispositifs présentant des effets optiquement variables, l’aspect des différentes parties du dispositif, par exemple leur luminosité et leur contraste, et/ou leur couleur et leur saturation, varie lorsqu’on change de point de vue ou de position d’une source lumineuse selon une direction dite direction opérationnelle, mais lorsqu’on change de point de vue ou la position d’une source lumineuse selon une direction perpendiculaire à cette direction opérationnelle, l’aspect du dispositif s’assombrit ou s’éclaircit jusqu’à devenir insignifiant, par exemple pratiquement noir ou pratiquement blanc selon sa conception. Cela a deux effets pernicieux. Le premier est que le dispositif ne peut recevoir et réfléchir efficacement de la lumière que d’une partie de son environnement, qui est proche du plan qui est à la fois perpendiculaire au dispositif et perpendiculaire à la direction opérationnelle. Le second est qu’il faut que le point de vue soit proche de ce plan pour pouvoir observer le dispositif, car aucune image n’est visible lorsqu’une source d’éclairement et le point de vue s’écartent de ce plan.

La présente invention permet de réaliser des images en couleurs, dont les couleurs varient en fonction du point de vue sous lequel on les observe et/ou selon les conditions d’éclairement auxquelles elles sont soumises, en personnalisant par des procédés peu coûteux un dispositif à changement de couleurs qui est le même pour des photographies différentes. Le dispositif comporte un premier élément dit support colorant qui peut être le même pour toute une série d’images différentes, et un second élément dit couche de personnalisation qui masque ou modifie partiellement ou totalement l’aspect des parties de différentes couleurs du support colorant.

Les images en couleurs considérées peuvent aussi bien être des portraits, pour des documents d’identité, que des graphismes de toutes natures, des chaines alphanumériques ou des codes-barres.

Avantageusement, le support colorant est divisé en sous-ensembles élémentaires, qui sont des séries de lignes ou des cases de formes quelconques, comme des rectangles ou des disques, et qui représentent des couleurs différentes pour un même point de vue et de mêmes conditions d’éclairement. La couche de personnalisation est avantageusement constituée de sous-ensembles élémentaires qui sont semblables à ceux du support colorant. Ces sous-ensembles élémentaires peuvent être petits et constituer les pixels d’une image perçue par l’observateur.

Les couleurs peuvent, pour un point de vue et des conditions d’éclairement donnés, être les couleurs primaires rouge vert et bleu, ce qui permet de réaliser des images en couleurs.

La représente un support colorant 30 divisé en triplets qui sont des colonnes de telles couleurs. La représente les constituants d’un dispositif qui comporte en supplément une couche de personnalisation 20.

Pour remédier à ces deux inconvénients, une première méthode, préférée, consiste à ce que les sous-ensembles élémentaires du support colorant soient des cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une première direction, et d’autres cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une direction différente, comme cela est illustré par les figures 4 et 5.

Avantageusement, il comporte des cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une première direction, et d’autres cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une direction perpendiculaire à cette première direction.

Une seconde méthode consiste à munir le dispositif d’un réseau lenticulaire à lentilles divergentes. On peut utiliser pour cela des lentilles cylindriques comme celles du réseau lenticulaire représenté à la , les axes de révolution des cylindres étant parallèles à l’axe de la direction opérationnelle. La représente les constituants d’un dispositif qui comporte à la fois un support colorant 30 divisé en triplets qui sont des colonnes de telles couleurs, une couche de personnalisation 20, et un tel réseau lenticulaire à lentilles cylindriques 10.

Comme on peut le constater sur la , une partie 41 des rayons lumineux émis par la source de lumière est alors déviée pour constituer un faisceau lumineux plus étroit 42, qui se concentre vers le plan perpendiculaire au dispositif comprenant l’axe de la direction opérationnelle. Le faisceau 52 de la lumière réfléchie par le dispositif optique à changement de couleurs est renvoyé selon un faisceau 51 plus large, ce qui a pour conséquence de rendre le dispositif visible depuis un plus grand domaine angulaire.

L’authentification d’un dispositif optique à changement de couleurs peut aussi être difficile à faire parce que le changement de couleurs se produit pour une modification très faible de point de vue ou de position de la source lumineuse. Pour remédier à cette difficulté, il est avantageux de munir le dispositif d’un réseau lenticulaire composé de lentilles divergentes dont les axes des cylindres sont perpendiculaires à l’axe de la direction opérationnelle.

Il est possible de réaliser des réseaux de lentilles qui sont divergentes à la fois dans une direction parallèle à l’axe de la direction opérationnelle et dans une direction perpendiculaire à cette direction. On obtient alors simultanément les deux avantages décrits plus haut.

L’utilisation de tels réseaux lenticulaires peut se combiner avec celle décrite plus haut selon laquelle certains sous-ensembles élémentaires du support colorant sont des cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une première direction, et d’autres sont des cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une direction différente

Les lentilles élémentaires peuvent être sphériques comme illustré à la , juxtaposées en damier ou en nid d’abeilles ou de n’importe quelle autre façon. Il peut aussi s’agir de lentilles dont la longueur focale est différente dans la direction opérationnelle et dans la direction perpendiculaire à cette direction, comme illustré aux figures 12 et 13.

On peut alterner des lentilles cylindriques convergentes et divergentes, ce qui produit une surface ondulée, mais en fait de nombreux types de réseaux lenticulaires permettent d’obtenir les avantages qui viennent d’être décrits. Un dépoli peut aussi convenir car il peut être assimilé à un réseau lenticulaire à très petites lentilles élémentaires.

L’homme de l’art sait concevoir des images codées permettant de changer de visuel avec un réseau lenticulaire à lentilles convergentes. Cela sert à réaliser des images en trois dimensions ou des images animées, selon que la convergence des lentilles se fait dans un plan horizontal ou vertical. Dans un mode de mise en œuvre perfectionné, il est possible de réaliser des dispositifs selon l’invention qui permettent d’obtenir ces effets, avec des lentilles élémentaires qui sont divergentes dans un plan parallèle à ladite direction opérationnelle et convergentes dans un plan perpendiculaire à ce plan. Une lentille de ce type est représentée à la . Elle a pour caractéristique que le plan focal reste constant sur toute la hauteur de la lentille, la courbure convexe de la lentille variant selon la distance entre le plan focal et le dioptre convergent. A condition que le dioptre divergent ne soit pas trop puissant, la lentille converge donc sur une surface de l’image codée qui reste perpendiculaire avec la direction opérationnelle pour toutes les courbures convexes de la lentille élémentaire.

Pour pouvoir utiliser le flash du Smartphone afin de réaliser l’authentification d’un dispositif selon l’invention, il est avantageux que le reflet du flash ne perturbe pas l’acquisition du dispositif. Il faut alors faire l’acquisition depuis un point de vue qui ne soit pas proche de l’axe perpendiculaire au plan du dispositif et qui passe par son centre. Dans le cas dans lequel le dispositif présente des couleurs optimales (par exemple une photographie dont les couleurs correspondent à la réalité) depuis un point de vue et des conditions d’éclairage particuliers, il est avantageux que les positions des points de vue et du flash du Smartphone, qui sont souvent très proches, ne soient pas proches de l’axe perpendiculaire au dispositif qui passe par son centre, afin d’empêcher que le flash se reflète dans l’objectif du Smartphone par la réflexion de la lumière sur la surface du dispositif selon l’invention. A cet égard, il est avantageux d’utiliser des lentilles divergentes qui sont sphériques ou dont la longueur focale est différente dans la direction opérationnelle et dans la direction perpendiculaire à cette direction, car la réflexion d’un flash sur un réseau lenticulaire à lentilles cylindriques produit une ligne lumineuse perpendiculaire à l’axe de révolution des lentilles cylindriques.

Une combinaison particulièrement avantageuse consiste à utiliser de telles lentilles qui sont divergentes dans un plan vertical et convergentes dans un plan horizontal, ce qui a pour effet que, pour un point de vue donné, le spectateur ne voit à travers une lentille qu’une bande verticale du dispositif optique à changement de couleurs. Il voit ainsi à travers l’ensemble des lentilles des portions d’une série de bandes verticales formant une image. Plusieurs séries de bandes verticales peuvent former des images différentes. Chaque œil du spectateur voit une image différente, et le dispositif selon l’invention produit alors une image tridimensionnelle.

Le même dispositif peut être tourné de 90° pour que les lentilles cylindriques soient divergentes dans un plan horizontal et convergentes dans un plan vertical. Pour un point de vue donné, le spectateur ne voit à travers une lentille qu’une bande horizontale du dispositif optique à changement de couleurs, et le dispositif selon l’invention produit alors une animation lorsque le spectateur se déplace verticalement.

Dans une version perfectionnée, il est possible d’utiliser pour la fabrication du support colorant 30 par la couche de personnalisation 20 des encres particulières, colorées ou filtrant certaines longueurs d’onde de la lumière, ou comportant des paillettes réfléchissantes ou colorantes ou de forme et d’indice de réfraction particuliers. Cela a pour avantage de rendre plus difficile la contrefaçon.

Pour la suite de l’exposé, on entend par masquage tout moyen permettant de modifier l’aspect d’une partie du support colorant, pour un couple [point de vue , conditions d’éclairement] donné.

Les perturbations de la lumière opérées par ces masquages particuliers peuvent être compensés par le choix des couleurs réfléchies par le support colorant pour faire apparaître l’image avec ses couleurs d’origine dans les conditions dites optimales.

On peut par exemple utiliser un support colorant dont la couleur d’origine apparaisse blanche dans les conditions optimales et utiliser une couche de personnalisation qui soit une image en couleurs. Cette image apparaît alors avec ses couleurs d’origine dans les conditions optimales, mais des modifications du point de vue et/ou des conditions d’éclairement renforcent ou modifient ces couleurs d’origine.

On peut aussi masquer par une couleur rouge une partie du support colorant qui doit avoir la couleur rouge dans les conditions dites optimales. Ainsi, l’image en couleurs n’est pas perturbée dans ces conditions optimales, tandis qu’elle est rougie par la couche de personnalisation lorsqu’on change de point de vue ou de conditions d’éclairement. D’une façon plus générale, on peut masquer une partie du support colorant en colorant la partie correspondante de la couche de personnalisation avec la couleur qu’a la partie concernée du support colorant dans les conditions dites optimales.

Il est avantageux de répartir les masquages particuliers de façon non uniforme sur la surface du dispositif, en imprimant par exemple une encre ou un vernis comportant des paillettes réfléchissantes ou transparentes et colorées, de préférence de façon aléatoire, à la périphérie du dispositif. On obtient alors des moyens supplémentaires d’authentification en utilisant l’une ou l’autre des nombreuses méthodes décrites dans les brevets W02012136902 (2012-10-11) et WO2019141915A1 (2019-07-25) de Franck Guigan [FR].

La couche de personnalisation peut être imprimée au verso d’une pellicule transparente collée sur le support colorant, l’homme de l’art sachant choisir le moyen d’impression et le moyen de collage de telle sorte qu’une tentative de décollement de cette pellicule détruise le support colorant et/ou la couche de personnalisation. Cette destruction peut être différente et aléatoire selon les différentes parties du dispositif, de telle sorte que ce soient des parties aléatoires du support colorant et de la couche de personnalisation qui soient détruites. Il est également possible d’imprimer le recto de cette pellicule.

Le support colorant et la couche de personnalisation peuvent avoir l’un et l’autre des caractéristiques réparties différemment selon leurs différentes parties, et il est possible de noter de façon cryptée les règles utilisées pour cette répartition, par exemple sous forme d’un code-barres et/ou de caractéristiques particulières de certains emplacements du support colorant et/ou de la couche de personnalisation. La lecture de cette indication peut alors être utilisée par l’algorithme d’authentification pour authentifier le dispositif. Le cryptage utilisé est avantageusement asymétrique.

L’invention est aussi un procédé de fabrication d’un dispositif optique selon l’invention comprenant une étape de personnalisation consistant à masquer partiellement ou totalement des parties des sous-ensembles élémentaires juxtaposés d’un support colorant, pour obtenir une image en couleurs. Ce masquage peut être réalisé par tous moyens permettant de ne pas transmettre la lumière reçue ou réfléchie par le support colorant, par exemple par brûlure au laser ou modification de l’état de surface ou de la structure de parties de tels sous-ensembles élémentaires juxtaposés, ou encore par des procédés d’imprimerie.

L’invention est aussi un procédé d’authentification d’un dispositif optique selon l’invention consistant à vérifier que l’apparence du dispositif pour un et/ou plusieurs couples [point de vue , conditions d’éclairement] est bien celle qui a été prévue lors de sa conception, ou observée après sa fabrication.

Applications

La principale application de la présente invention est la protection de tous types de documents et de produits contre la fraude.

Claims

Dispositif optique dont les couleurs changent en fonction du point de vue sous lequel on l’observe et/ou selon la position d’un ou plusieurs moyens d’éclairement auquel il est soumis, dit dispositif optique à changement de couleurs, comportant
un premier élément dit support colorant (30) dont l’aspect de tout ou partie change de luminosité, de couleur ou de saturation pour un déplacement du point de vue ou d’un moyen d’éclairement dans une direction dite direction opérationnelle, l’aspect de la partie considérée dudit support colorant perdant progressivement les caractéristiques de luminosité permettant sa visibilité pour un déplacement du point de vue ou d’un moyen d’éclairement dans une direction perpendiculaire à ladite direction opérationnelle, le domaine dans lequel le point de vue ou un moyen d’éclairement ne fait pas perdre à ladite partie considérée les caractéristiques de luminosité permettant sa visibilité étant ci-après dit domaine de visibilité de ladite partie considérée,

un second élément dit couche de personnalisation (20) qui masque ou modifie partiellement ou totalement l’aspect des parties du support colorant,
Caractérisé en ce qu’il comporte un moyen d’élargissement dudit domaine de visibilité d’une partie dudit support colorant, et/ou des parties dudit support colorant ayant des domaines de visibilité différents.
Dispositif optique selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support colorant (30) est divisé en sous-ensembles élémentaires, qui sont des séries de lignes ou des cases de formes quelconques, comme des rectangles ou des disques, et qui représentent des couleurs différentes pour un même point de vue et de mêmes conditions d’éclairement, et que ladite couche de personnalisation (20) est constituée de sous-ensembles élémentaires qui sont semblables à ceux dudit support colorant.
Dispositif optique selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdites couleurs différentes sont les couleurs primaires rouge vert et bleu pour un point de vue et des conditions d’éclairement donnés.
Dispositif optique selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce qu’il comporte des cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une première direction, et d’autres cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une direction différente.
Dispositif optique selon la revendication 4 caractérisé en ce qu’il comporte des cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une première direction, et d’autres cases qui changent de couleur pour un déplacement du point de vue dans une direction perpendiculaire à ladite première direction.
Dispositif optique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il est muni d’un réseau lenticulaire (10) comprenant des lentilles élémentaires (1, 2, 3 et suivantes) qui font diverger la lumière au moins dans une direction.
Dispositif optique selon la revendication 6 caractérisé en ce qu’une lentille élémentaire est cylindrique.
Dispositif optique selon la revendication 7 caractérisé en ce qu’une lentille élémentaire est sphérique, ou est sensiblement sphérique mais a une longueur focale différente dans ladite direction opérationnelle et dans la direction perpendiculaire à cette direction.
Dispositif optique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu’une lentille élémentaire est divergente dans un plan parallèle à ladite direction opérationnelle et convergente dans un plan perpendiculaire à ce plan.
Procédé de fabrication d’un dispositif optique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend une étape de personnalisation consistant à masquer partiellement ou totalement des parties desdits sous-ensembles élémentaires dudit support colorant (30).