WO2013156401A1 - Elément, dispositif et procédé de marquage de produit - Google Patents

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WO2013156401A1
WO2013156401A1 PCT/EP2013/057664 EP2013057664W WO2013156401A1 WO 2013156401 A1 WO2013156401 A1 WO 2013156401A1 EP 2013057664 W EP2013057664 W EP 2013057664W WO 2013156401 A1 WO2013156401 A1 WO 2013156401A1
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WO
WIPO (PCT)
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impurities
marking
substrate
marking element
impurity
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/057664
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English (en)
Inventor
Stefan Meyer
Jean-Paul Sandoz
Original Assignee
Mhm Microtechnique Horlogerie Meyer
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Publication date
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    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/08—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means
    • G06K19/083—Constructional details
    • G06K19/086—Constructional details with markings consisting of randomly placed or oriented elements, the randomness of the elements being useable for generating a unique identifying signature of the record carrier, e.g. randomly placed magnetic fibers or magnetic particles in the body of a credit card
    • G—PHYSICS
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    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G—PHYSICS
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    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/08—Acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a method and a product marking element, and a device for reading such an element. It relates more particularly to the identification and / or authentication of objects using a marking element.
  • Object marking systems comprising a marking element already exist.
  • 1D or 2D bar codes datamatrix
  • these codes must be visible to be read by a barcode scanner, and are therefore difficult to integrate aesthetically or unobtrusively on the products to be marked.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • the tags may transmit and receive radio frequency waves that are read and processed by a reader device.
  • acoustic waves and in particular ultrasound is known in the medical field, particularly for ultrasounds.
  • ultrasound is sent by a probe comprising a piezoelectric ceramic in a defined perimeter and the echoes recorded are signatures of the obstacles they have encountered. These echoes can be represented as images.
  • the frequency of the ultrasound used can be modulated according to the depth to be examined. The use of a high frequency makes it possible to increase the resolution, but also generates rapid absorption; a deep structure examination is then no longer possible.
  • a probe whose transmission frequency varies between 1.5 and 4.5 MHz makes it possible to obtain a resolution of a few millimeters.
  • a product marking system based on the use of ultrasound has been described in US2006000887. It concerns a cash dispenser for detecting whether one or more tickets are being distributed. A generator and an ultrasound receiver are placed on either side of the banknote or tickets distributed. Detection is performed by processing the phase changes of the received signals.
  • EP0192569 discloses an identification system for valuable objects, for example for marking art objects, on which is fixed an identification element having notches having planar or arcuate parts whose combination preferably symbolizes a letter of the alphabet and / or a number.
  • the identification element is detectable by means of X-rays or ultrasound.
  • the notches on the identification element are also visible to the naked eye. So that the identification element is not visible visually, it must be embedded in the object, which involves a change in the object to be identified.
  • This disadvantage makes this system unsuitable for marking certain products, for example for works of art.
  • the notches formed in said element must have a specific shape in order to be correctly read by the reading device and associated with a letter or a number. The coding is therefore restricted to combinations of the shapes of the notches.
  • Another disadvantage lies in the fact that the identification element is easily reproducible and therefore does not allow tamper-proof marking to guarantee the authenticity of the product and fight against counterfeiting.
  • EP0460733 discloses an identification element composed of a metal plate in which blind holes are machined at predetermined locations to form a sequence of binary type identification data corresponding to the absence or presence of holes in these holes. locations.
  • the holes are distributed at regular intervals in only two dimensions, which limits the number of identification data.
  • DE353871 1 discloses a marking system to prevent counterfeiting comprising a marking element and an ultrasonic reading device.
  • the marking element comprises signs, written in clear or coded form, composed of a substrate such as an ultrasound absorbing sheet, an ultrasonic absorbing paint, perforated paper, an absorbent material and are supported by a layer of support.
  • the signs are legible and reproducible.
  • US20021 53423 discloses a multilayer label in which each marking layer comprises a symbol (for example of the type
  • WO9905636 discloses marking elements obtained by controlled modification of the structure of a solid material in its surface layer, for example by laser.
  • the marking elements described above have the disadvantage of limiting the codes to easily reproducible signs.
  • the signs used in the solutions of the prior art such as barcodes, data matrix, notches whose shape corresponds to a letter, drawn forms, etc. are easily recognizable. Their use in or on marking elements makes them easily recognizable and clearly indicates the presence of marking element. Once these marks recognized or read either directly in the form of characters, or indirectly in an encoded form (barcode, datamatrix, binary data, etc.), they can be reproduced by a counterfeiter.
  • the arrangement and / or the shape of the marks of a marking element have a specific and known meaning before proceeding to the marking of the product.
  • An object of the present invention is to provide a marking system free from the limitations of known systems.
  • Another object of the invention is to propose a marking element intended to be identified and / or authenticated by means of ultrasound. Another object of the invention is to provide a marking element that is difficult to locate.
  • Another object of the invention is to provide a marking element that is difficult to reproduce by a counterfeiter.
  • Another object of the invention is to provide a device for reading a marking element included in an object.
  • Another object of the invention is to provide a program for the identification and / or authentication of a marking element.
  • An object marking element may comprise a substrate in which ultrasonic waves move at a first speed and different impurities distributed in this substrate in which the ultrasonic waves are attenuated or reflected, and move at a second speed different from the first gear.
  • the impurities are distributed in the substrate randomly and / or in three dimensions.
  • the distribution of impurities in the substrate constitutes a code allowing identification of the marking element.
  • random distribution is meant an unpredictable, uncontrolled and uncontrollable distribution due to the random placement of the impurities in the substrate of the marking element.
  • the distribution of impurities does not therefore obey any method for determining the locations of impurities in the substrate of the marking element. It is therefore difficult or impossible to reproduce a marking element, which guarantees its uniqueness.
  • the amplitude and propagation velocity differences of the ultrasonic waves in the substrate and in the impurities are due to the difference in acoustic impedances of the materials composing this substrate and these impurities.
  • the attenuation of the ultrasonic waves is due to their absorption.
  • the interface between two different acoustic impedance media generates phenomena of reflection, refraction and diffusion of ultrasonic waves.
  • the attenuation and the directional flight time of the signal received depends on the discontinuities of acoustic impedances in the substrate, and thus on the impurities.
  • the analysis of the flight time and / or the amplitude of the received signal or signals thus makes it possible to control the presence or absence of impurities in the element, as well as various parameters including, for example, their position, dimension, number, concentration, density, compressibility, viscosity, and / or heat capacity, etc.
  • the impurities some are determined and known prior to their insertion into the marking element. This may include intrinsic properties of the impurities such as their compressibility, density, viscosity, heat capacity, etc. Depending on the composition of the impurities (gas, liquid, solid materials) these parameters are known.
  • the dimensions and locations of air bubbles in an expanded foam are random and non-reproducible.
  • the code associated with an element can be of binary type; the reader can for example determine whether or not an impurity is present at each of a plurality of predetermined locations in the element. In this case, each impurity provides a binary value: present or absent.
  • the impurities are distributed by means of a random algorithm in predefined locations of a matrix of locations of identical sizes. Each location can
  • each predefined location of the matrix may comprise more than one
  • the matrix can be one-dimensional.
  • the impurities are distributed along a line of constant depth below the surface of the element, in the manner of a bar code whose lines would be replaced by impurities under the surface of the element.
  • the matrix can be two-dimensional.
  • the impurities are distributed in a two-dimensional matrix at constant depth below the surface of the element, in the manner of a datamatrix whose elements would be replaced by impurities under the surface of the element.
  • the matrix can be three-dimensional. In this case, the depth of the impurities is variable and provides additional information. Some or all of these different coding possibilities can be combined with each other, in order to provide a very large number of coding possibilities.
  • the use of impurities with different and distinguishable characteristics has the advantage of providing more information by impurities, and thus of increasing the coding density, taking into account characteristic (s) of each impurity .
  • Identification elements may be invisible, for example
  • the marking element may be constituted by or comprise a thin label intended to be inserted in or on an object to be protected.
  • the element can be made difficult to detect by standard means (capacitive, inductive,
  • the impurities contained in the marking element may be in the form of beads and / or cylinders and / or air bubbles and / or flakes and / or platelets and / or parallelepipeds.
  • the impurities contained in the element may have identical dimensions and be distributed randomly.
  • the impurities contained in the element may have identical dimensions and be distributed in predefined possible locations.
  • the impurities contained in the element may have different dimensions and be distributed randomly.
  • the impurities contained in the element may have different dimensions and be distributed in a predefined manner.
  • the element according to the invention may comprise a substrate chosen from a foam, a rubber, a synthetic material or an expansive foam comprising, for example, air bubbles.
  • bubbles, balls, cylinders, cubes, flakes, parallelepipeds, platelets, etc. may be present in the substrate.
  • These impurities consisting of a material of acoustic impedance different from that of the substrate, for example a metal, a liquid, air, a gas, etc., can be distributed randomly in the substrate inherently to the manufacturing process. .
  • the impurities are therefore inherent to the product and the method comprises reading a unique signature specific to each product, depending on the position, the size, the distribution or other parameters related to these impurities.
  • the marking element is an integral part of the object to be identified. This solution has the advantage over the prior art of not requiring a complex manufacturing process of the marking element.
  • the centers of mass of the impurities are preferably separated by a minimum distance. This minimum distance, or resolution, is
  • An element according to the invention has the advantage of being able to be made with micrometric dimensions, which facilitates its insertion invisibly in the object to be marked and makes it difficult to reproduce.
  • the marking element of an object can be used to identify and / or authenticate this object.
  • An element according to the invention may comprise impurities formed by a material forming an inherent part of the substrate, which may comprise, for example, one or more concentration gradient (s) and thus define volumes in which the ultrasonic waves move according to speeds and with progressively varying amplitudes.
  • impurities formed by a material forming an inherent part of the substrate which may comprise, for example, one or more concentration gradient (s) and thus define volumes in which the ultrasonic waves move according to speeds and with progressively varying amplitudes.
  • a method of manufacturing a marking element allows the random distribution of impurities in the substrate of the marking element.
  • the marking element is associated with an object so that the marking element is invisible.
  • the manufacturing method of the marking element also includes a step of inserting it into the object or attaching it to the object. This step may include inserting the marking element in the form of foam expansive. In another embodiment, the marking element constitutes an inherent part of said object.
  • the product identification method may comprise the following steps:
  • the device for reading an element may comprise a power supply, at least one ultrasonic signal generator and at least one ultrasonic signal receiver intended to receive at least one acoustic signal reflected or transmitted by said element, an electronic card making it possible to detect the presence and / or distribution and / or size and / or number and / or concentration and / or other characteristic parameter of the impurities in the element so as to read this element.
  • the reading device may have a display for displaying a code corresponding to the identified element or a simple information depending on the presence or absence and / or distribution and / or dimension impurities and / or the number
  • impurities and / or their concentration and / or density and / or compressibility and / or viscosity and / or heat capacity are impurities and / or their concentration and / or density and / or compressibility and / or viscosity and / or heat capacity.
  • a reading device may comprise at least one acoustic signal generator emitting acoustic signals whose frequency is greater than 40 kHz and less than 50 MHz.
  • the reading device comprises several acoustic signal generators and several acoustic signal receivers.
  • a reading device may comprise an identical or different number of acoustic signal generators and acoustic signal receivers.
  • the number of acoustic signal receivers can be determined according to the number of impurities and / or predefined maximum locations that may be present in a marking element. In one embodiment, the number of signal receivers
  • each receiver can detect the presence or absence of a discontinuity at a predetermined location.
  • Each receiver can also detect the depth of a discontinuity.
  • Each receiver can also be used to detect the presence or absence of a discontinuity in one
  • a device may comprise at least one acoustic signal generator which also functions as an acoustic signal receiver.
  • the generators and / or the receivers and / or the generator-receivers may be arranged in a matrix manner, for example along a line or a two-dimensional matrix.
  • the device according to the invention may comprise a large number of receivers and / or generator-receivers thus making it possible to identify identification elements comprising a large number of impurities.
  • the number of receivers is advantageously equal to or greater than the number of bits to be encoded and the number of locations present. In this case, each receiver operates in binary mode which allows the use of miniaturized receivers and very economical.
  • the number of receivers and / or generator-receivers is preferably between 8 and 128.
  • the generators and the receivers are arranged on either side of the marking so that the receivers receive the acoustic signals transmitted through the element.
  • the generators and the receivers and / or the generator-receivers are intended to be arranged on one and the same side of the marking element so that the receivers and / or or the generator-receivers receive the acoustic signals reflected by the element. This embodiment has the advantage of adapting to objects of different shapes and thicknesses.
  • the acoustic signal generator and / or at least one acoustic signal receiver and / or at least one acoustic signal generator-receiver are acoustic signal generator and / or at least one acoustic signal receiver and / or at least one acoustic signal generator-receiver
  • a program for processing acoustic signals emitted by the device and acoustic signals reflected or transmitted by the marking element and received by said device can make it possible to identify this element on the basis of said received signals.
  • the program may comprise steps of comparing the transmitted signals with the reflected or transmitted signals, to be determined according to this
  • the program may include a step of separating the signals received and reflected or transmitted through the impurities, to distinguish them from spurious signals or signals transmitted directly between the generators and the receivers, without reflection.
  • the step of separating the signals emitted by the generators and / or generator-receivers may consist of a windowing of the received signals, in order to define time intervals, or windows, and to discard unwanted signals or noise received out of these time windows.
  • Beam forming techniques may also be implemented in order to exploit the signals transmitted by several generators and / or received by several receivers and thus increase the signal-to-noise ratio.
  • a method of identifying and / or authenticating an element by means of a device according to the invention comprises the steps in which:
  • the marking element is placed at a distance d from said device
  • the device emits at least one acoustic signal by means of
  • the device receives at least one acoustic signal reflected or transmitted by the marking element by means of at least one receiver and / or at least one generator-receiver,
  • the distance d between the device and the element is preferably between 0 and 5 cm.
  • the object comprising the marking element is in direct contact with the reading device.
  • the method may comprise an additional step of associating the object with at least one marking element invisibly.
  • the marking element is inserted into a cavity of the object to be identified.
  • the marking element can be inserted into a cavity of the object to be identified in the form of a porous expansive foam.
  • the marking element may be intrinsically part of the object to be identified.
  • the marking element can be fixed or glued on the object to be identified.
  • the step of associating with said object a marking element can be performed during the manufacture of the object.
  • FIG. 1 illustrates a sectional view of a reading device of a marking element according to a first embodiment .
  • FIG. 2 illustrates a sectional view of a reading device of a marking element according to a second embodiment.
  • FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e and 3f illustrate a marking element according to various embodiments.
  • FIG. 1 illustrates a device 5 for reading a marking element 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the marking element 1 is located in or on an object to be marked 2 at a distance "d" from the device.
  • This marking element 1 is composed of a substrate having a plurality of predefined locations 4 in each of which an impurity 3 may be found. Each impurity thus constitutes a
  • the substrate may consist of a material that conducts acoustic waves well, such as a metal, a crystal, glass, etc., while the impurities absorb more acoustic waves - for example a liquid, a gas, a soft solid such as a silicone-based material, etc. he it is also possible to provide a substrate in a material with good transmission and impurities that strongly reflect the acoustic waves.
  • the ultrasonic waves move at a different speed in the substrate and in the impurities 3, due to the difference in acoustic impedances of the materials composing the substrate and the impurities 3.
  • the interface between two media of Different acoustic impedances generate phenomena of reflection, refraction and diffusion of ultrasonic waves.
  • the comparison of the transmitted signals and the reflected signals makes it possible to define intrinsic characteristics of the element 1 and in particular the presence and / or the position and / or the dimensions and / or the quantity and / or the
  • the reading device 5 comprises a power supply 6, an electronic card 9 and several ultrasonic generator-receivers 10.
  • the generator-receivers 10 are arranged in a line in this embodiment. They could also be arranged according to matrices. They emit signals transmitted towards the element 1 and receive signals reflected by the object 2, the substrate and the impurities 3 of the element 1.
  • each generator-receiver is intended to check the presence or absence, and possibly the depth, and / or size and / or other parameters characterizing the impurity or impurities in a single predefined location.
  • the electronic card 9 comprises a printed circuit board with components making it possible in particular to process the signals received by the generator-receivers 10 in order to identify the object 2 by means of an identification program.
  • the program for processing the transmitted signals and the reflected signals received by the generator-receivers comprises a first step
  • the program may wind up to take into account only the signals received during a limited time interval after the signals have been transmitted.
  • acoustic Bandpass filtering may also be performed to eliminate acoustic signals out of the expected acoustic frequency band.
  • the emitted signals possibly pass through a first material forming the object 2 which contains the element 1, then the substrate included in the element 1, and possibly one or more discontinuities 3.
  • the measurement of the interval between the emission of an acoustic signal and the reception of the echo, and / or the measurement of the direction of the echo, and / or the measurement of the attenuation of the reflected signals can be compensated to take into account only the phenomena caused by the possible presence of discontinuities 3 through techniques known in the field of signal processing.
  • Beamforming methods can be implemented. Beam formation is particularly known in the field of ultrasonic tomography. This technique consists of summing sequentially issued delayed signals from N generators to form and process a signal transmitted through or reflected by a material and received by an M number of receivers. It has the advantage of correcting the received signals and extracting only the variations due to the impedance discontinuities of the different materials present.
  • the program for processing the signals received by the receivers 10 of the device 5 is intended to compare the signals received by the receivers 10 with the signals emitted by the generators 10 in order to determine, by measuring the interval between the emission of a acoustic signal and the reception of the echo, and / or by measuring the direction of the echo, and / or the attenuation of the reflected signals the possible presence of discontinuities 3 of which
  • the acoustic impedance is different from that of the substrate of the element 1.
  • the received signal processing also makes it possible to characterize more precisely the intrinsic properties of the element 1 and in particular the position and / or the dimensions and / or the quantity and / or the concentration and / or the density and / or the compressibility and / or viscosity and / or capacity
  • the device comprises a power supply 6 which can be a battery or any other power supply means including a power supply connected to the mains.
  • the distance d between the marking element 1 and the device 5 may be of the order of a few micrometers. When the distance d is zero, the signal emitted is almost disturbed by the little air between the object and the device. The more the distance d increases, the greater the quantity of air traversed by the ultrasounds, and the more the signal emitted arrives at already being attenuated and defocused at the level of the object 2.
  • FIG. 2 illustrates a sectional view of a device 5 for reading an element 1 for marking objects according to a second embodiment.
  • the reading device 5 has a series of ultrasonic signal generators 7 and a series of ultrasonic signal receivers 8, the generators 7 and the receivers 8 being placed on either side of the object. 2 and the marking element 1.
  • the generators 7 and the receivers 8 could also be arranged according to matrices. The number of generators could be different from the number of receivers, or the same.
  • the generators 7 emit signals transmitted towards the element 1 and the receivers 8 receive signals transmitted by the object 2, the substrate and the impurities 3 in the marking element 1.
  • each receiver is intended for check the presence or absence, and / or depth and / or size of an impurity in each predefined location.
  • the number of receivers 8 could be greater than the number of predefined locations.
  • the program for processing the transmitted signals and the transmitted signals received by the receivers 8 notably makes it possible to correct the received signals in order to take into account only the signals transmitted by the element 1.
  • Figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e and 3f show several embodiments of a marking element 1.
  • Figure 3a shows a two-dimensional section of a marking element 1 comprising impurities 3 of identical dimensions located in predefined locations 4 distributed in three dimensions.
  • the impurities 3 are located on the same plane, at equal depth.
  • the coding depends on the presence or absence of impurities at predefined locations 4 and their position along a vertical axis.
  • FIG. 3b shows a two-dimensional section of a marking element 1 comprising impurities 3 of different dimensions located in predefined locations 4 distributed along three dimensions.
  • the impurities 3 are located on the same plane, at equal depth from the surface of the element.
  • the coding depends on the presence or absence of impurities 3 at predefined locations, and their size.
  • FIG. 3c represents a perspective view of an element 1 of
  • FIG. 3d represents a section of a marking element 1
  • FIG. 3e represents a perspective view of a marking element 1 comprising impurities of different sizes randomly distributed along three dimensions.
  • the impurities are located in several planes.
  • the coding depends on their position along three axes, their size, their quantity and their concentration.
  • FIG. 3f represents a perspective view of an element 1 of FIG.
  • marking comprising two specific locations 4 each comprising impurities 3 of different dimensions distributed in three dimensions.
  • the impurities are located in several planes.
  • the coding depends on their position along three axes, their size, their quantity and / or their concentration in each location.
  • a marking element 1 can be used on an art object or luxury to ensure its authenticity.
  • the code coded with the element 1 and read by a reading device 5 according to the invention makes it possible, for example, to distinguish an authentic product whose code must, for example, satisfy a predefined mathematical relation, a non-authentic product that is devoid of code, or with a code that does not satisfy this relationship.
  • the item can also be used as a serial number, to identify or authenticate each product individually, or as a product number, to identify or authenticate each type of product.
  • One or more dates may also be stored in the item, such as a warranty expiration date, etc. It is also possible to store other information in element 1, for example a URL etc.
  • a marking element 1 may be used to authenticate refill or replacement products such as ink cartridges.
  • a marking element can be used to ensure the traceability of a particular object, package or component.
  • marking elements can be inserted in the object to be identified and / or authenticated.
  • the impurities present in the substrate forming the element may take various forms, in particular bubbles, balls and cylinders, cubes, flakes, parallelepipeds, platelets, etc.
  • These impurities consisting of an acoustic impedance material different from that of the substrate, for example a metal, a liquid, air, a gas, etc., can be inserted into the substrate in different ways.
  • An example of a random distribution of impurities in the substrate comprises an expansive foam having a first impedance
  • acoustic whose air bubbles having a second acoustic impedance present in the foam are the impurities.
  • the foam will spread until the entire available volume of the cavity of the object and thus generate a number of random air bubbles and a unique and equally random distribution.
  • the position of each impurity can be measured to generate a code that uniquely identifies the element.
  • the impurities for example metal balls, liquid or air bubbles, can be inserted and positioned precisely in the substrate during molding, extrusion or injection of this substrate.
  • the impurities can be constituted by zones
  • predefined substrates which have a concentration gradient of the material composing the substrate. It may also be a concentration gradient of a material inserted into the substrate by molding or injection.
  • the element may be in different forms depending on the substrate and the impurities used.
  • the element comprises an expansive foam, it does not have a predefined shape and it will take the shape of the cavity of the object into which it will be injected.
  • the element is constituted in the form of a label. It may in particular be self-adhesive in order to facilitate its fixation on an object to be identified.
  • the substrate can be a transparent material in which bubbles of air, transparent liquid or other transparent materials can be integrated.
  • the marking element 1 thus obtained will be transparent and may be fixed on the surface of the object 2 invisibly. For example, it can be simply stuck on the object, especially if it is a sticker element.
  • the marking element 1 may be covered by a part of the object to be identified or by a complementary material.
  • the element may also be covered with a layer of paint or other opaque material for concealment.
  • the insertion step of the element 1 can be integrated into the method of manufacture or assembly of the object to be identified.
  • the element can also be inserted into a cavity of the object.
  • the element 1 as an expansive foam can be injected into a cavity of the object.
  • An element in the form of a flexible label or not, a pellet, etc. can also be inserted into a cavity of the object.
  • the element 1 can be integrated in the object to be marked, or be an inherent part of this object. For example, it is possible during manufacture to detect the individual signature of products such as sponges for inkjet cartridges and so on.

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Abstract

Procédé et dispositif d'identification et/ou d'authentification par ultrasons d'un objet à identifier et/ou authentifier, comprenant un élément de marquage comprenant un substrat dans lequel sont réparties des impuretés dans lesquelles des ondes ultrasonores sont absorbées et se déplacent à des vitesses différentes des vitesses auxquelles elles se déplacent dans le substrat, la répartition des impuretés dans ledit élément pouvant être détectée par le dispositif de lecture à ultrasons et permettant l'identification et/ou l'authentification dudit objet.

Description

Elément, dispositif et procédé de marquage de produit
Domaine technique
La présente invention concerne un procédé et un élément de marquage de produit, et un dispositif de lecture d'un tel élément. Elle concerne plus particulièrement l'identification et/ou d'authentification d'objets à l'aide d'un élément de marquage.
Etat de la technique
Des systèmes de marquage d'objets comprenant un élément de marquage existent déjà. Il existe par exemple des systèmes utilisant des codes barre 1 D ou 2D (datamatrix) ; ces codes doivent être visibles pour être lus par un scanner de code-barres, et sont donc difficiles à intégrer de manière esthétique ou invisible sur les produits à marquer.
On connaît aussi des systèmes utilisant des étiquettes RFID (Identification Radio Fréquence) associées à un objet à marquer. Les étiquettes peuvent émettre et recevoir des ondes de fréquence radio qui sont lues et traitées par un dispositif de lecture. D'autre part, l'utilisation d'ondes acoustiques et en particulier des ultrasons est connue dans le domaine médical notamment pour les échographies. Dans ce cas, des ultrasons sont envoyés par une sonde comprenant une céramique piézoélectrique dans un périmètre délimité et les échos enregistrés sont des signatures des obstacles qu'ils ont rencontrés. Ces échos peuvent être représentés sous la forme d'images. La fréquence des ultrasons utilisés peut être modulée en fonction de la profondeur à examiner. L'utilisation d'une fréquence élevée permet d'augmenter la résolution, mais engendre également une absorption rapide ; un examen de structure profonde n'est alors plus possible. Dans le cadre d'un usage courant, une sonde dont la fréquence d'émission varie entre 1 .5 et 4.5 MHz permet d'obtenir une résolution de quelques millimètres.
Un système de marquage de produit basé sur l'utilisation d'ultrasons a été décrit dans le document US2006000887. Il concerne un distributeur de billets permettant de détecter si un ou plusieurs billets sont distribués. Un générateur et un récepteur d'ultrasons sont placés de part et d'autre du ou des billets distribués. La détection est effectuée par le traitement des changements de phase des signaux reçus.
EP0192569 décrit un système d'identification pour objet de valeur, par exemple pour marquer des objets d'art, sur lesquels on fixe un élément d'identification présentant des encoches comportant des parties planes ou arquées dont la combinaison symbolise de préférence une lettre de l'alphabet et/ou un chiffre. L'élément d'identification est détectable au moyen de rayons X ou d'ultrasons. Les encoches présentes sur l'élément d'identification sont en outre visibles à l'œil nu. Pour que l'élément d'identification ne soit pas repérable visuellement, il doit donc être noyé dans l'objet, ce qui implique une modification de l'objet à identifier. Cet inconvénient rend ce système inadapté au marquage de certains produits, par exemple pour des objets d'art. D'autre part, les encoches formées dans ledit élément doivent présenter une forme bien précise afin d'être correctement lues par le dispositif de lecture et associées à une lettre ou un chiffre. Le codage est donc restreint à des combinaisons des formes des encoches. Un autre inconvénient réside dans le fait que l'élément d'identification est facilement reproductible et ne permet donc pas un marquage infalsifiable pour garantir l'authenticité du produit et lutter contre la contrefaçon.
EP0460733 décrit un élément d'identification composé d'une plaque métallique dans laquelle sont usinés des trous borgnes à des emplacements prédéterminés pour constituer une séquence de données d'identification de type binaire correspondant à l'absence ou la présence de trous à ces emplacements. Les trous sont répartis à intervalles réguliers selon deux dimensions seulement, ce qui limite le nombre de données d'identification.
DE353871 1 décrit un système de marquage pour éviter la contrefaçon comprenant un élément de marquage et un dispositif de lecture par ultrasons. L'élément de marquage comprend des signes, écrits en clair ou de manière codée, composés par un substrat tel qu'une feuille absorbant les ultrasons, une peinture absorbant les ultrasons, du papier perforé, un matériau absorbant et sont supportés par une couche de support. Les signes sont lisibles et reproductibles. US20021 53423 divulgue une étiquette multicouche dans laquelle chaque couche de marquage comprend un symbole (par exemple du type
datamatrix) susceptible d'être lu par un capteur (rayons X ou ultrasons). Chaque couche présente des motifs clairement reproductibles.
WO9905636 décrit des éléments de marquage obtenus par modification contrôlée de la structure d'un matériau solide dans sa couche de surface, par exemple par laser.
Les éléments de marquage décrits précédemment présentent l'inconvénient de limiter les codes à des signes aisément reproductibles. Les signes utilisés dans les solutions de l'art antérieur tels que des codes-barres, data matrix, encoches dont la forme correspond à une lettre, formes dessinées, etc. sont facilement reconnaissables. Leur utilisation dans ou sur des éléments de marquage les rend aisément repérables et indique clairement la présence d'élément de marquage. Une fois ces marques reconnues ou lues soit directement par exemple sous la forme de caractères, soit indirectement sous une forme codée (code barre, datamatrix, données binaires, etc.), elles peuvent être reproduites par un contrefacteur. Dans les solutions décrites précédemment, l'agencement et/ou la forme des marques d'un élément de marquage possèdent une signification déterminée et connue avant de procéder au marquage du produit. Bref résumé de l'invention
Un but de la présente invention est de proposer un système de marquage exempt des limitations des systèmes connus.
Un autre but de l'invention est de proposer un élément de marquage destiné à être identifié et/ou authentifié au moyen d'ultrasons. Un autre but de l'invention est de proposer un élément de marquage difficilement repérable.
Un autre but de l'invention est de proposer un élément de marquage difficilement reproductible par un contrefacteur.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif permettant la lecture d'un élément de marquage compris dans un objet.
Un autre but de l'invention est de proposer un programme permettant l'identification et/ou l'authentification d'un élément de marquage.
Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'un élément, de procédés et d'un dispositif tels que revendiqués dans les revendications de type correspondant.
Un élément de marquage d'un objet peut comprendre un substrat dans lequel des ondes ultrasonores se déplacent à une première vitesse et différentes impuretés réparties dans ce substrat dans lesquels les ondes ultrasonores sont atténuées ou réfléchies, et se déplacent à une deuxième vitesse différente de la première vitesse. Les impuretés sont réparties dans le substrat de manière aléatoire et/ou selon trois dimensions. La répartition des impuretés dans le substrat constitue un code permettant l'identification de l'élément de marquage. Par répartition aléatoire on entend une répartition non prévisible, non contrôlée et non contrôlable, due au hasard du placement des impuretés dans le substrat de l'élément de marquage. La répartition des impuretés n'obéit donc pas à un quelconque procédé visant à déterminer les emplacements des impuretés dans le substrat de l'élément de marquage. Il est donc difficile ou même impossible de reproduire un élément de marquage, ce qui garantit son unicité.
Les différences d'amplitude et de vitesse de propagations des ondes ultrasonores dans le substrat et dans les impuretés sont dues à la différence d'impédances acoustiques des matières composant ce substrat et ces impuretés. L'atténuation des ondes ultrasonores est due à leur absorption. Par ailleurs, dans un milieu hétérogène, l'interface entre deux milieux d'impédances acoustiques différentes génère des phénomènes de réflexion, de réfraction et de diffusion des ondes ultrasonores. Ainsi l'atténuation et le temps de vol directionnel du signal reçu dépend des discontinuités d'impédances acoustiques dans le substrat, et donc des impuretés
rencontrées par le signal ultrasonore lorsqu'il traverse le substrat.
L'analyse du temps de vol et/ou de l'amplitude du ou des signaux reçus permet ainsi de contrôler la présence ou l'absence des impuretés dans l'élément, ainsi que différents paramètres dont par exemple leur position, dimension, nombre, concentration, densité, compressibilité, viscosité, et/ou capacité thermique, etc.
Parmi certains paramètres caractérisant les impuretés, certains sont déterminés et connus avant leur insertion dans l'élément de marquage. Il peut s'agir notamment de propriétés intrinsèques des impuretés telles que leur compressibilité, leur densité, leur viscosité, leur capacité thermique, etc. Selon la composition des impuretés (gaz, liquide, matériaux solides) ces paramètres sont connus.
En revanche, d'autres paramètres caractérisant les impuretés peuvent être aléatoires, non contrôlés et non contrôlables. Par exemple, les dimensions et emplacements de bulles d'air dans une mousse expansée sont aléatoires et non reproductibles.
La présence de ces impuretés en différents emplacements dans l'élément, ainsi que les paramètres de ces impuretés, constituent ainsi un code, c'est-à- dire une signature unique de l'élément, qui permet ainsi de l'identifier de manière unique et de le distinguer d'un autre élément.
Le code associé à un élément peut être de type binaire ; le lecteur peut par exemple déterminer si une impureté est présente ou non à chaque emplacement d'une pluralité d'emplacements prédéterminés dans l'élément. Dans ce cas, chaque impureté fournit une valeur binaire : présent ou absent.
Dans un mode de réalisation, les impuretés sont réparties au moyen d'un algorithme aléatoire dans des emplacements prédéfinis d'une matrice d'emplacements de tailles identiques. Chaque emplacement peut
comprendre zéro ou une impureté. Dans un mode de réalisation, chaque emplacement prédéfini de la matrice peut comprendre plus d'une
impureté.
La matrice peut être unidimensionnelle. Dans ce cas, les impuretés sont réparties selon une ligne à profondeur constante sous la surface de l'élément, à la manière d'un code-barres dont les traits seraient remplacés par des impuretés sous la surface de l'élément.
La matrice peut être bidimensionnelle. Dans ce cas, les impuretés sont réparties selon une matrice bidimensionnelle à profondeur constante sous la surface de l'élément, à la manière d'un datamatrix dont les éléments seraient remplacés par des impuretés sous la surface de l'élément.
La matrice peut être tridimensionnelle. Dans ce cas, la profondeur des impuretés est variable et fournit une information supplémentaire. Certaines ou toutes ces différentes possibilités de codage peuvent être combinées entre elles, afin de fournir un nombre très important de possibilités de codage. L'utilisation d'impuretés avec des caractéristiques différentes et distinguables les unes des autres présente l'avantage de fournir plus d'informations par impuretés, et donc d'augmenter la densité de codage, en tenant compte de caractéristique(s) de chaque impureté.
Les éléments d'identification peuvent être invisibles, par exemple
transparents, ou de la couleur de l'objet à marquer, ou dissimulés sous une peinture, sous une étiquette ou à l'intérieur de l'objet à marquer, etc.
L'élément de marquage peut être constitué par ou comporter une étiquette fine destinée à être insérée dans ou sur un objet à protéger.
En plus d'être invisible à l'œil nu, l'élément peut être rendu difficilement détectable par des moyens standards (capacitif, inductif,
électromagnétique, pesée...). Un contrefacteur potentiel ne peut donc que très difficilement savoir si un produit est marqué ou non avec un tel élément.
Les impuretés contenues dans l'élément de marquage peuvent se présenter sous forme de billes et/ou de cylindres et/ou de bulles d'air et/ou de paillettes et/ou de plaquettes et/ou de parallélépipèdes. Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur d'utiliser des impuretés de forme simple, et donc de réaliser des mesures plus fiables, permettant de distinguer plus facilement entre l'absence ou la présence d'impureté.
Les impuretés contenues dans l'élément peuvent présenter des dimensions identiques et être réparties de manière aléatoire.
Les impuretés contenues dans l'élément peuvent présenter des dimensions identiques et être réparties en des emplacements possibles prédéfinis. Les impuretés contenues dans l'élément peuvent présenter des dimensions différentes et être réparties de manière aléatoire.
Les impuretés contenues dans l'élément peuvent présenter des dimensions différentes et être réparties de manière prédéfinie. L'élément selon l'invention, peut comprendre un substrat choisi parmi une mousse, un caoutchouc, un matériau synthétique ou une mousse expansive comprenant des bulles d'air par exemple.
Selon l'invention, des bulles, des billes, des cylindres, des cubes, des paillettes, des parallélépipèdes, des plaquettes, etc. peuvent être présentes dans le substrat. Ces impuretés constituées d'un matériau d'impédance acoustique différente de celle du substrat, par exemple un métal, un liquide, de l'air, un gaz, etc., peuvent être réparties aléatoirement dans le substrat de manière inhérente au procédé de fabrication. Les impuretés sont donc inhérentes au produit et le procédé comprend la lecture d'une signature unique propre à chaque produit, dépendant de la position, de la taille, de la répartition ou d'autres paramètres liés à ces impuretés
Dans un mode de réalisation l'élément de marquage fait partie intégrante de l'objet à identifier. Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de ne pas nécessiter de procédé de fabrication complexe de l'élément de marquage.
Les centres de masse des impuretés sont de préférence séparés par une distance minimale. Cette distance minimale, ou résolution, est de
préférence supérieure ou égale à 1 μηη, et de préférence inférieure à 1 mm. Un élément selon l'invention présente l'avantage de pouvoir être réalisé avec des dimensions micrométriques, ce qui facilite son insertion de manière invisible dans l'objet à marquer et rend difficile sa reproduction. L'élément de marquage d'un objet peut être utilisé pour identifier et/ou authentifier cet objet.
Un élément selon l'invention peut comprendre des impuretés formées par un matériau faisant partie inhérente du substrat, qui peut comporter par exemple un ou des gradient(s) de concentration et définir ainsi des volumes dans lesquels les ondes ultrasoniques se déplacent selon des vitesses et avec des amplitudes progressivement variables.
Selon l'invention, un procédé de fabrication d'un élément de marquage permet la répartition aléatoire d'impuretés dans le substrat de l'élément de marquage. L'élément de marquage est associé à un objet de manière à ce que l'élément de marquage soit invisible.
Le procédé de fabrication de l'élément de marquage comprend également une étape visant à l'insérer dans l'objet ou le fixer sur l'objet. Cette étape peut comprendre l'insertion de l'élément de marquage sous la forme de mousse expansive. Dans un autre mode de réalisation l'élément de marquage constitue une partie inhérente dudit objet.
Le procédé d'identification de produit peut comprendre les étapes suivantes :
-Production d'un élément d'identification par un procédé générant manière inhérente au procédé des impuretés de taille ou de répartition aléatoire, c'est-à-dire non contrôlable ;
-Lecture par ultrasons d'une première signature unique correspondant a dites impuretés
-Stockage dans une base de données de ladite signature unique -Lecture par ultrasons d'une deuxième signature correspondant aux dites impuretés, et identification du produit si la première signature correspond à la deuxième signature.
Le dispositif de lecture d'un élément peut comprendre une alimentation électrique, au moins un générateur de signaux ultrasoniques et au moins un récepteur de signaux ultrasoniques destiné à recevoir au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis par ledit élément, une carte électronique permettant de détecter la présence et/ou la répartition et/ou la dimension et/ou du nombre et/ou de la concentration et/ou tout autre paramètre caractéristique des impuretés dans l'élément de manière à lire cet élément.
Selon l'invention, le dispositif de lecture peut présenter un affichage permettant d'afficher un code correspondant à l'élément identifié ou une simple information dépendant de la présence ou de l'absence et/ou de la répartition et/ou de la dimension des impuretés et/ou du nombre
d'impuretés et/ou de leur concentration et/ou de leur densité et/ou de leur compressibilité et/ou de leur viscosité et/ou de leur capacité thermique.
Un dispositif de lecture selon l'invention peut comprendre au moins un générateur de signal acoustique émettant des signaux acoustiques dont la fréquence est supérieure à 40 kHz et inférieure à 50MHz. De préférence, le dispositif de lecture comporte plusieurs générateurs de signaux acoustiques et plusieurs récepteurs de signaux acoustiques.
Un dispositif de lecture selon l'invention peut comprendre un nombre identique ou différent de générateurs de signaux acoustiques et de récepteurs de signaux acoustiques. Le nombre de récepteurs de signaux acoustiques peut être déterminé en fonction du nombre d'impuretés et/ou d'emplacements prédéfini maximal qui peuvent être présents dans un élément de marquage. Dans un mode de réalisation, le nombre de récepteurs de signaux
acoustiques est égal, ou éventuellement supérieur, au nombre maximal d'impuretés à détecter. Dans ce mode de réalisation, chaque récepteur permet de détecter la présence ou l'absence d'une discontinuité en un emplacement prédéterminé. Chaque récepteur peut aussi détecter la profondeur d'une discontinuité. Chaque récepteur peut aussi être utilisé pour détecter la présence ou l'absence d'une discontinuité en un
emplacement prédéterminé, et la dimension de cette discontinuité et/ou tout autre paramètre la caractérisant, si une discontinuité est présente. Un dispositif selon l'invention peut comprendre au moins un générateur de signaux acoustiques qui fonctionne également comme récepteur de signaux acoustiques.
Dans un dispositif selon l'invention, les générateurs et/ou les récepteurs et/ou les générateurs-récepteurs peuvent être disposés de façon matricielle, par exemple selon une ligne ou une matrice à deux dimensions.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre un grand nombre de récepteurs et/ou générateurs-récepteurs permettant ainsi d'identifier des éléments d'identification comprenant un grand nombre d'impuretés.
Le nombre de récepteurs est avantageusement égal ou supérieur au nombre de bits à coder et au nombre d'emplacements présents. Dans ce cas, chaque récepteur fonctionne en mode binaire ce qui permet d'utiliser des récepteurs miniaturisés et très économiques.
Le nombre de récepteurs et/ou de générateurs-récepteurs est de préférence compris entre 8 et 128. Dans un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, les générateurs et les récepteurs sont disposés de part et d'autre de l'élément de marquage de manière à ce que les récepteurs reçoivent les signaux acoustiques transmis au travers de l'élément. Dans un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, les générateurs et les récepteurs et/ou les générateurs-récepteurs sont destinés à être disposés d'un même côté de l'élément de marquage de manière à ce que les récepteurs et/ou les générateurs-récepteurs reçoivent les signaux acoustiques réfléchis par l'élément. Ce mode de réalisation présente l'avantage de s'adapter à des objets de formes et d'épaisseurs différentes.
Dans un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le générateur de signal acoustique et/ou au moins un récepteur de signaux acoustiques et/ou au moins un générateur-récepteur de signaux acoustiques
comprennent un élément piézo-électrique et/ou un transducteur capacitif ultrasonore.
Selon l'invention, un programme de traitement de signaux acoustiques émis par le dispositif et de signaux acoustiques réfléchis ou transmis par l'élément de marquage et reçus par ledit dispositif, peut permettre d'identifier cet élément sur la base desdits signaux reçus. Le programme peut comprendre des étapes consistant à comparer les signaux émis aux signaux réfléchis ou transmis, à déterminer en fonction de cette
comparaison les caractéristiques de l'élément de marquage et à identifier ledit élément de marquage. Le programme peut comprendre une étape visant à séparer les signaux reçus et réfléchis ou transmis au travers des impuretés, afin de les distinguer des signaux parasites ou des signaux transmis directement entre les générateurs et les récepteurs, sans réflexion.
L'étape visant à séparer les signaux émis par les générateurs et/ou générateurs-récepteurs peut consister en un fenêtrage des signaux reçus, afin de définir des intervalles de temps, ou fenêtres et d'écarter les signaux indésirables ou le bruit reçus hors de ces fenêtres temporelles.
Des techniques de formation de faisceau (ou beamforming), connues de l'homme du métier, peuvent aussi être mises en œuvre afin d'exploiter les signaux transmis par plusieurs générateurs et/ou reçus par plusieurs récepteurs et d'augmenter ainsi le rapport signal-sur-bruit.
Selon une caractéristique de l'invention, un procédé d'identification et/ou d'authentification d'un élément, au moyen d'un dispositif selon l'invention comprend les étapes dans lesquelles :
- l'élément de marquage est placé à une distance d dudit dispositif,
- le dispositif émet au moins un signal acoustique au moyen d'au
moins un générateur et/ou au moins un générateur-récepteur,
- le dispositif reçoit au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis par l'élément de marquage au moyen d'au moins un récepteur et/ou au moins un générateur-récepteur,
- au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis est traité par le programme permettant l'identification et/ou l'authentification de l'élément. Dans un mode de réalisation, la distance d entre le dispositif et l'élément est de préférence comprise entre 0 et 5 cm. De préférence l'objet comprenant l'élément de marquage est en contact direct avec le dispositif de lecture.
Le procédé peut comprendre une étape supplémentaire consistant à associer à l'objet au moins un élément de marquage de manière invisible. Dans un mode de réalisation, l'élément de marquage est inséré dans une cavité de l'objet à identifier. L'élément de marquage peut être inséré dans une cavité de l'objet à identifier sous la forme d'une mousse expansive poreuse. L'élément de marquage peut faire intrinsèquement partie de l'objet à identifier. L'élément de marquage peut être fixé ou collé sur l'objet à identifier. Dans un mode de réalisation, l'étape consistant à associer audit objet un élément de marquage peut être effectuée lors de la fabrication de l'objet.
Brève description des figures
Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : -La figure 1 illustre une vue en coupe d'un dispositif de lecture d'un élément de marquage selon un premier mode de réalisation.
-La figure 2 illustre une vue en coupe d'un dispositif de lecture d'un élément de marquage selon un deuxième mode de réalisation.
-Les figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e et 3f illustrent un élément de marquage selon différents modes de réalisation.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
La figure 1 illustre un dispositif 5 de lecture d'un élément 1 de marquage selon un premier mode de réalisation de l'invention. L'élément de marquage 1 est situé dans ou sur un objet à marquer 2 à une distance « d » du dispositif. Cet élément de marquage 1 est composé d'un substrat présentant plusieurs emplacements 4 prédéfinis dans chacun desquels peut se trouver une impureté 3. Chaque impureté constitue ainsi une
discontinuité dans le substrat ; la vitesse et l'absorption des ondes
acoustiques sont différentes dans ces impuretés et dans le substrat. Par exemple, le substrat peut être constitué d'un matériau qui conduit bien les ondes acoustiques, comme un métal, un cristal, du verre, etc., tandis que les impuretés absorbent davantage les ondes acoustiques - par exemple un liquide, un gaz, un solide mou comme un matériau à base de silicone, etc. Il est aussi possible de prévoir un substrat dans un matériau à bonne transmission et des impuretés qui réfléchissent fortement les ondes acoustiques.
Les ondes ultrasonores se déplacent à une vitesse différente dans le substrat et dans les impuretés 3, en raison de la différence d'impédances acoustiques des matières composant le substrat et les impuretés 3. Dans un milieu hétérogène, l'interface entre deux milieux d'impédances acoustiques différentes génère des phénomènes de réflexion, de réfraction et de diffusion des ondes ultrasonores. Ainsi l'étude de l'atténuation du signal réfléchi, et/ou de la direction dans laquelle les ondes acoustiques sont réfléchies à l'interface entre le substrat et les impuretés d'impédance acoustique différente, et/ou du temps de vol entre l'instant d'émission et l'instant de réflexion, permet de détecter la présence ou l'absence d'impuretés dans le substrat. La comparaison des signaux émis et des signaux réfléchis permet de définir des caractéristiques intrinsèques de l'élément 1 et en particulier la présence et/ou la position et/ou les dimensions et/ou la quantité et/ou la
concentration et/ou la densité et/ou la compressibilité et/ou la viscosité et/ou la capacité thermique de(s) impuretés(s) de marquage de cet élément 1 .
Le dispositif de lecture 5 comprend une alimentation électrique 6, une carte électronique 9 et plusieurs générateurs-récepteurs 10 à ultrasons. Les générateurs-récepteurs 10 sont disposés selon une ligne dans ce mode de réalisation. Ils pourraient aussi être disposés selon des matrices. Ils émettent des signaux émis en direction de l'élément 1 et reçoivent des signaux réfléchis par l'objet 2, le substrat et les impuretés 3 de l'élément 1 .
Dans ce mode de réalisation chaque générateur-récepteur est destiné à vérifier la présence ou l'absence, et éventuellement la profondeur, et/ou la dimension et/ou d'autres paramètres caractérisant la ou les impuretés dans un seul emplacement prédéfini. La carte électronique 9 comprend une carte de circuit imprimé avec des composants permettant notamment de traiter les signaux reçus par les générateurs-récepteurs 10 afin d'identifier l'objet 2 au moyen d'un programme d'identification. Le programme de traitement des signaux émis et des signaux réfléchis reçus par les générateurs-récepteurs 10 comprend une première étape
permettant de corriger les signaux reçus afin de ne tenir compte que des signaux réfléchis par l'objet 2. Par exemple, le programme peut effectuer un fenêtrage pour ne tenir compte que des signaux reçus pendant un intervalle de temps limité après l'émission de signaux acoustiques. Un filtrage passe-bande peut aussi être effectué pour éliminer des signaux acoustiques hors de la bande de fréquence acoustique attendue.
Les signaux émis traversent éventuellement un premier matériau formant l'objet 2 qui contient l'élément 1, puis le substrat compris dans l'élément 1 , et éventuellement une ou plusieurs discontinuités 3.
La mesure de l'intervalle entre l'émission d'un signal acoustique et la réception de l'écho, et/ou la mesure de la direction de l'écho, et/ou la mesure de l'atténuation des signaux réfléchis peuvent être compensées afin de ne prendre en compte que les phénomènes causés par l'éventuelle présence de discontinuités 3 grâce à des techniques connues dans le domaine du traitement du signal.
Des méthodes de formation de faisceau (beamforming) peuvent être mises en œuvre. La formation de faisceau est notamment connue dans le domaine de la tomographie ultrasonique. Cette technique consiste à sommer des signaux retardés émis séquentiellement provenant de N générateurs afin de former et traiter un signal transmis à travers ou réfléchi par un matériau et reçu par un nombre M de récepteurs. Elle présente l'avantage de corriger les signaux reçus et d'en extraire uniquement les variations dues aux discontinuités d'impédances des différents matériaux présents. Le programme de traitement des signaux reçus par les récepteurs 10 du dispositif 5 a pour but de comparer les signaux reçus par les récepteurs 10 aux signaux émis par les générateurs 10 afin de déterminer, par mesure de l'intervalle entre l'émission d'un signal acoustique et la réception de l'écho, et/ou par mesure de la direction de l'écho, et/ou de l'atténuation des signaux réfléchis la présence éventuelle de discontinuités 3 dont
l'impédance acoustique est différente de celle du substrat de l'élément 1 .
Le traitement du signal reçu permet également de caractériser plus précisément les propriétés intrinsèques de l'élément 1 et notamment la position et/ou les dimensions et/ou quantité et/ou la concentration et/ou la densité et/ou la compressibilité et/ou la viscosité et/ou la capacité
thermique, etc. des discontinuités 3 dans l'élément 1 .
Le dispositif comprend une alimentation électrique 6 qui peut être une batterie ou tout autre moyen d'alimentation électrique y compris une alimentation reliée au secteur.
La distance d entre l'élément 1 de marquage et le dispositif 5 peut être de l'ordre de quelques micromètres. Lorsque la distance d est nulle le signal émis n'est quasiment perturbé par le peu d'air compris entre l'objet et le dispositif. Plus la distance d augmente, plus la quantité d'air traversée par les ultrasons est importante et plus le signal émis arrive en étant déjà atténué et défocalisé au niveau de l'objet 2.
La figure 2 illustre une vue en coupe d'un dispositif 5 de lecture d'un élément 1 de marquage d'objets selon un deuxième mode de réalisation.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif de lecture 5 présente une série de générateurs 7 de signaux ultrasoniques et une série de récepteurs 8 de signaux ultrasoniques, les générateurs 7 et les récepteurs 8 étant placés de part et d'autre de l'objet 2 et de l'élément 1 de marquage. Les générateurs 7 et les récepteurs 8 pourraient aussi être disposés selon des matrices. Le nombre de générateurs pourrait être différent du nombre de récepteurs, ou identique. Les générateurs 7 émettent des signaux émis en direction de l'élément 1 et les récepteurs 8 reçoivent des signaux transmis par l'objet 2, le substrat et les impuretés 3 dans élément de marquage 1. Dans ce mode de réalisation chaque récepteur est destiné à vérifier la présence ou l'absence, et/ou la profondeur et/ou la dimension d'une impureté dans chaque emplacement prédéfini.
Dans un autre mode de réalisation, le nombre de récepteurs 8 pourrait être supérieur au nombre d'emplacements prédéfinis.
Le programme de traitement des signaux émis et des signaux transmis reçus par les récepteurs 8 permet notamment de corriger les signaux reçus afin de ne tenir compte que des signaux transmis par l'élément 1 .
Les figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e et 3f représentent plusieurs modes de réalisation d'un élément 1 de marquage.
La figure 3a représente une section en deux dimensions d'un élément 1 de marquage comprenant des impuretés 3 de dimensions identiques situés dans des emplacements prédéfinis 4 répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés 3 sont situées sur un même plan, à profondeur égale. Le codage dépend de la présence ou de l'absence d'impuretés à des emplacements prédéfinis 4 et de leur position selon un axe vertical. La figure 3b représente une section en deux dimensions d'un élément 1 de marquage comprenant des impuretés 3 de dimensions différentes situées dans des emplacements 4 prédéfinis répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés 3 sont situées sur un même plan, à profondeur égale depuis la surface de l'élément. Le codage dépend de la présence ou de l'absence d'impuretés 3 à des endroits prédéfinis, et de leur dimension.
La figure 3c représente une vue en perspective d'un élément 1 de
marquage comprenant des impuretés 3 de dimensions différentes situés dans des emplacements prédéfinis répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés 3 ne sont pas situées dans un unique plan. Le codage dépend de la présence ou de l'absence d'impuretés 3 à des emplacements prédéfinis 4, de leur profondeur et de leur dimension. La figure 3d représente une section d'un élément 1 de marquage
comprenant des impuretés de dimensions différentes répartis de façon aléatoire selon deux dimensions. Dans cette variante, les impuretés sont situées sur un même plan, à profondeur égale. Le codage dépend de leur position en deux dimensions et de leur dimension. La figure 3e représente une vue en perspective d'un élément 1 de marquage comprenant des impuretés de dimensions différentes répartis de façon aléatoire selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés sont situées dans plusieurs plans. Le codage dépend de leur position selon trois axes, de leur dimension, de leur quantité et de leur concentration La figure 3f représente une vue en perspective d'un élément 1 de
marquage comprenant deux emplacements déterminés 4 comprenant chacun des impuretés 3 de dimensions différentes répartis selon trois dimensions. Dans cette variante, les impuretés sont situées dans plusieurs plans. Le codage dépend de leur position selon trois axes, de leur dimension, de leur quantité et/ou de leur concentration dans chaque emplacement.
Dans les figures, le nombre de capteurs et/ou récepteurs et/ou générateurs- récepteurs représentés a volontairement été limité dans un but de clarté.
Un élément 1 de marquage peut être utilisé sur un objet d'art ou de luxe afin d'assurer son authenticité. Le code codé avec l'élément 1 et lu par un dispositif de lecture 5 selon l'invention permet par exemple de distinguer un produit authentique dont le code doit par exemple satisfaire à une relation mathématique prédéfinie, d'un produit non authentique qui est dépourvu de code, ou muni d'un code qui ne satisfait pas à cette relation. L'élément peut aussi être utilisé comme numéro de série, pour identifier ou authentifier chaque produit de manière individuelle, ou comme numéro de produit, pour identifier ou authentifier chaque type de produit. Une ou plusieurs dates peuvent aussi être stockées dans l'élément, par exemple une date d'expiration de garantie, etc. Il est aussi possible de stocker d'autres informations dans l'élément 1, par exemple une URL etc.
Un élément 1 de marquage peut être utilisé pour authentifier des produits de recharge ou de remplacement tels que des cartouches d'encre.
Un élément de marquage peut être utilisé pour assurer la traçabilité d'un objet, d'un colis ou de composants particuliers.
Pour chaque application un ou plusieurs éléments de marquage peuvent être insérés dans l'objet à identifier et/ou authentifier.
Les impuretés présentes dans le substrat formant l'élément peuvent prendre différentes formes et notamment des bulles, des billes et des cylindres, des cubes, des paillettes, des parallélépipèdes, des plaquettes, etc. Ces impuretés constitués d'un matériau d'impédance acoustique différente de celle du substrat, par exemple un métal, un liquide, de l'air, un gaz, etc., peuvent être insérés dans le substrat de différentes manières.
Un exemple de répartition aléatoire des impuretés dans le substrat comprend une mousse expansive ayant une première impédance
acoustique dont les bulles d'air ayant une deuxième impédance acoustique présentes dans la mousse constituent les impuretés. Lors de l'injection d'une telle mousse dans la cavité d'un objet, la mousse va se répandre jusqu'à utiliser la totalité du volume disponible de la cavité de l'objet et générer ainsi un nombre de bulles d'air aléatoire et une répartition unique et tout aussi aléatoire. La position de chaque impureté peut être mesurée pour générer un code qui permet d'identifier l'élément de manière unique. Pour une répartition d'impuretés à des positions prédéfinies plusieurs procédés peuvent être utilisés. Les impuretés, par exemple des billes de métal, de liquide ou des bulles d'air, peuvent être insérés et positionnés précisément dans le substrat lors du moulage, de l'extrusion ou encore de l'injection de ce substrat.
Dans un autre exemple de répartition d'impuretés à des positions
prédéfinies, les impuretés peuvent être constituées par des zones
prédéfinies du substrat qui présentent un gradient de concentration du matériau composant le substrat. Il peut également s'agir d'un gradient de concentration d'un matériau inséré dans le substrat par moulage ou injection.
L'élément peut se présenter sous des formes différentes selon le substrat et les impuretés utilisés. Par exemple, lorsque l'élément comprend une mousse expansive, il ne présente pas de forme prédéfinie et il prendra la forme de la cavité de l'objet dans laquelle il sera injecté.
Dans une autre variante, l'élément est constitué sous la forme d'une étiquette. Il peut notamment être autocollant afin de faciliter sa fixation sur un objet à identifier.
Quelques manières d'associer un élément de marquage sont présentées ci- dessous.
Le substrat peut être un matériau transparent dans lequel des bulles d'air, de liquide transparent ou d'autres matériaux transparents peuvent être intégrées. L'élément 1 de marquage ainsi obtenu sera transparent et pourra être fixé en surface sur l'objet 2 de manière invisible. Par exemple, il pourra être simplement collé sur l'objet, et en particulier s'il s'agit d'un élément autocollant. L'élément 1 de marquage peut être recouvert par une partie de l'objet à identifier ou par un matériau complémentaire.
L'élément peut également être recouvert d'une couche de peinture ou d'un autre matériau opaque permettant sa dissimulation. Dans ces deux cas, l'étape d'insertion de l'élément 1 peut être intégrée au procédé de fabrication ou de montage de l'objet à identifier.
L'élément peut également être inséré dans une cavité de l'objet. Par exemple, l'élément 1 sous forme de mousse expansive peut être injecté dans une cavité de l'objet. Un élément sous la forme d'une étiquette flexible ou non, d'une pastille, etc. peut également être inséré dans une cavité de l'objet.
L'élément 1 peut être intégré à l'objet à marquer, ou constituer une partie inhérente de cet objet. Par exemple, on peut lors de la fabrication détecter la signature individuelle de produits tels que des éponges pour cartouches de jet d'encre etc.
Numéros de référence employés sur les figures Elément de marquage
Objet à identifier et/ou authentifier
Impureté
Emplacement prédéfini
Dispositif de lecture
Alimentation électrique
Emetteur de signaux ultrasoniques
Récepteur de signaux ultrasoniques
Carte électronique
Emetteur-récepteur
Distance entre l'élément 1 et le dispositif 5

Claims

Revendications
1 . Elément (1 ) de marquage d'objet (2), comprenant un substrat ayant une première impédance acoustique et des impuretés (3) ayant une deuxième impédance acoustique, de manière à ce que la répartition desdites impuretés (3) dans le substrat constitue un code permettant l'identification dudit élément (1 ), caractérisé en ce que les impuretés sont réparties de manière aléatoire dans le substrat.
2. Elément selon la revendication 1 , comportant une matrice
d'emplacements prédéfinis de dimensions identiques, la présence ou l'absence d'impureté dans chaque dit emplacement prédéfini constituant ledit code.
3. Elément selon la revendication 2, dans lequel ladite matrice est unidimensionnelle.
4. Elément selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel la taille de chaque dit emplacement est comprise entre 10μηη et 1 mm.
5. Elément selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel ledit code dépend du nombre de dites impuretés dans chaque dit emplacement prédéfini.
6. Elément selon l'une des revendications 2 à 5, comportant une surface, lesdites impuretés étant réparties à profondeur variable par rapport à ladite surface, ledit code dépendant de la profondeur de chaque impureté dans chaque dit emplacement prédéfini.
7. Elément (1) selon l'une des revendications 1 à 6, comportant des dites impuretés de dimensions différentes, ledit code dépendant des dimensions de chaque impureté.
8. Elément (1 ) selon l'une des revendications 1 à 7, comportant des dites impuretés de densité, de compressibilité, de viscosité et/ou de capacité thermique différente, ledit code dépendant de la compressibilité, de la viscosité et/ou de la capacité thermique de chaque impureté.
9. Elément (1 ) selon l'une des revendications 1 à 8, lesdites impuretés (3) étant constituées par des bulles d'air.
10. Elément (1) selon l'une des revendications 1 à 8, lesdites impuretés (3) étant constituées par des inclusions de solides.
1 1 . Elément (1 ) selon l'une des revendications 1 à 10, ledit substrat étant transparent.
12. Elément (1 ) selon l'une des revendications 1 à 10, ledit substrat comprenant au choix de la mousse, de la mousse expansive, du caoutchouc, un matériau synthétique, les impuretés étant réparties de manière non contrôlée et non contrôlable dans ledit substrat.
13. Procédé d'identification d'un élément (1) de marquage selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant des étapes dans lesquelles :
- ledit élément de marquage est fabriqué à l'aide d'un procédé générant de manière aléatoire et non contrôlable des impuretés ; - ledit élément (1 ) de marquage est placé à une distance (d) d'un
dispositif (5) comprenant un générateur et un récepteur de signaux ultrasoniques,
- ledit dispositif (5) émet au moins un signal acoustique au moyen
dudit générateur (7), - ledit dispositif (5) reçoit au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis par ledit élément (1 ) de marquage au moyen d'au moins un récepteur (8) et/ou au moins un générateur-récepteur (10),
- ledit au moins un signal acoustique réfléchi ou transmis est traité de façon à générer une signature identifiant de manière unique ledit élément (1 ) de marquage,
- ladite signature unique est stockée.
14. Procédé selon la revendication 13, comprenant une étape de fenêtrage pour séparer les signaux réfléchis ou transmis par une dite impureté des signaux transmis directement et du bruit reçu hors d'une fenêtre temporelle.
1 5. Procédé selon l'une des revendications 13 à 14, comportant une étape de beamforming.
16. Procédé selon l'une des revendications 13 à 1 5, dans lequel le nombre de récepteurs (8) dudit dispositif (5) est supérieur ou égal au nombre d'impuretés (3) dudit élément (1).
17. Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, dans lequel l'élément de marquage (1 ) est associé à un objet (2) de manière à ce que l'élément de marquage (1 ) soit invisible.
18. Procédé selon la revendication 17 dans lequel l'élément de marquage (1 ) est inséré dans l'objet (2) ou fixé sur l'objet (2).
19. Procédé selon l'une des revendications 17 à 18, dans lequel l'élément de marquage (1) est inséré dans l'objet (2) sous la forme de mousse expansive.
20. Procédé selon la revendication 17, dans lequel l'élément (1 ) de marquage constitue une partie inhérente dudit objet (2).
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