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gROC1~13E POllR L'INSC~ rION D'IMAG:¢ P~
:[~SER, ET I)ISPOSITI~æ D~ MISE ~N OEIlVRE
DE lCE PROCEDE
La présente invention a pour ob3et un procédé pour
l'inscription d'image par laser, ainsi que ses moyens de mise en
oeuvre
- Dans la presente description, on entend géneralement
5 par image, aussi bien un graphisme qu'un texte, une
photographie .....
Pour c0rtaines applications, il est nécessaire de
former une image sur un support qui soit difficilement
falsifiable ou susceptible d'être contrefait.
.~ 10 Différents procédés sont connus à cet effet. Parmi
ceux-ci, on peut clter l'irnpression du type billet de banque,
;` qui utilise un procédé chimlque de transfert; diférentes
dispositions particulières permettent de rendre ce procédé
cii:Eficilement falsifiabl~ mais, pour certaines utiiisations, sa
15 contr~eaçon reste insuffisamment difficile.
D~autre~ techniques, telles que ceMes qui sont
.~ employées pour la fabrication de disques optiques mlmériques,
. utilisent un mécanisme d'ablation d'une couche choisie pour
absorber un rayonnement incident; ].a couche absorbante un~
2 0 fois enlevée par le rayonnement, laisse apparaître
pollctueMement le support, .Eormant ainsi une image. Ces
procédés ne permettent toutefois pas d'obtenlr un "rendu",
c'~st-à-dire une qualité (définition de l'image, contraste . . . ),
équivalent aux images réalisées par impression.
... .
2 5 Le problème que vise à résouclre la présente invention
;; est donc la réalisation d'une image dont le renc}u soit
comparable à celui cle l'impritnerif~, clui so.:it lf3 pl.us difEicile
possib].e à falsiflel et l.e pl~ di:fEicile possihle ~i
cont:re:eairf;~, un tel ~)roced~i de :renllsatiorl trouvallt notarnment:
,,
'' ~
;,~.
.,
,
~ .
. .
....
., ~.
9~
son application dans la realisatioll de documents de hauts
sécurité, comme des docurnents d'identite par exemple.
I,e procédé selon l'invelltioIl permet de réponcire à ces
objectif s en utilisant
- 5 - une première couche d'un materiau, déposée sur un
support, formant deux zones, une zone image et une zone cle
lecture, et recouverte sur la seule zone image d'une deuxieme
couche, susceptible d'absorber un rayonnement laser;
- un faisceau laser susceptible d'un double mouvement
relatif par rapport au materiau précéclent:
un premier mouvement rapide, selon un premier axe;
~' un deuxième mouvement, lent par rapport au premierJ selon un
deuxième axe, par exemple perpendiculaire au premier;
des moyens de modula$ions de la puissance du
faisceau laser en fonction de l'information à inscrire en
synchronisme avec le pr~mier mouvem2nt ci-dessus.
De la sorte, le faisceau laser guldé à l'aide de la
zone de lecture décrit la ~one image où doit être formée l'image
en bandes parallèles au premier axe, en y détruisant ou non la
nouche absorbante, faisant ainsi apparaître ou non la première
couche en Eonction de la puissance du faisceau et donc de
l'information à inscrire. La ~one de lecture ayant servi à
guider l'inscription est supprimée à la fin de l'opération.
D'autres objets, particularités et résultats de
2 5 l'invention ressortiront de la description suivante, illustrée
par les figures annexees, qui représen1:ent:
- les figures la et lb, differQnts modes de réali-
sation du support de l'image;
- la figure 2, un mode de réalisation de moyens
3 0 optiques d'inscriptlon de l'image
;,~ - les figures 3a, 3b et 3c, des sché1nas expllcatifs du
fonctionnement du dlsposition selon l 'invention
.~
;'
`:
' ' ' . `'' i
.
_ la figure 4, un mode de réalisation de moyens
électroniques de commande des moyens optiques de la ~igure 2,
pour la mise en oeuvre du procédé selon llinvention.
Sur ces différentes figures, les mêmes reférences se
5 rapportent aux mêmes éléments.
La figure la représente un premier mode de réalisation
du support de l'image selon l'invention.
Sur c~tte figurc, on a donc représenté un support 1,
par exemplo en papier, carton ou plastique, SUI lequel on a
défini deux zones: une zone irnage ZI et une zone de lecture
ZLJ séparées par un axe ZZ, parallèle à l'axe OX d'lm repère
orthonormé OXY. Sur la zone image ZI' on a déposé un
premier matériau 2 selon des bandes 20 parallèles à l'axe OY,
forrnant ainsi des colonnes, reperées C1, C2, C3 ....
Ci....Ce matériau 2 est par exemple une encre deposée par un
procédé du type héliogravure, taille douce, ofPset
Sur la zone image ~Z1 est déposée une couche ~ d~un
-` deuxième matériau qui est choisl pour absorber un rayonnement
prédéfini, tel qu~un rayonnement laser. De préférence, ce
2 omatériau 3 est caractérisé par une faible température de fusion .
Il peut toutefois être préferable, pour certaines applications,
,.
que cette ternpérature ne soit pas trop basse, par exemple de
ordre de 200C, pour rester supérieure aux températures
auxquelles sont opérées habituellement les plastlfications de
2 5supports . La couche 3 est par exemple organlque Oll métaUique .
Elle peut être d'épaisseur faible, SOII absorption étant
déterminée, pour un rayonnement donné, par sa composition et
, .
son épais~eur. A titre d'exemple, une couche de Tellure
d'environ 200 A convient.
3 0Dans la partie du support correspondant n la zone de
lecture Z[, on a egalement déposé des bandes du premier
matériau (2) selon les mêmes colonnes C1, C2 .... Ci. Ces
bandes peuvent être continues ou non; elles sont r eprésentées
à titre d'exemple sur ln eigure la erl deux motifs, repérés 41 et
' .
, ., ; . .:
-
, .:
: ~ . .
s
: ., :
s~9~
42, également alignés selon les colonnes C. Il est à noter que
le matériau constituant les cols~nnes ou les motifs de la zone de
lecture ZL peut être different du matériau 2.
Pour la clarté de la figure, les surfaces des bandes
20 et des motifs 41 et 42 OIlt été pointUlées.
La figure lb représente une variante de réalisation de
la figure précédente, differant en ce que les bandes 20 de la
zone image ZI sont malntenant réalisées sous forme discrète
par des microsurPaces 21, alignees selon des colonnes C comme
précédemment. A titre d'exemple, les microsurl~aces peuvent être
des carrés de 20 ,um de côté.
Pour simplifier la figure, la couche 3 du maltériau
absorbant n'a pas été représentée.
,,
' La figure 2 représente un mode de réalisation des
l 5 moyens optiques d'inscription de l'image SIII' le support
précédent .
Sur cette figure, on retrouve à titre d'exemple le
dispositif décrit sur la figure 1, globalement référencé 10,
;~ cGmportant la zone de lecture ZL et la zone image ZI ) cette
dernière étant recouverte par le matériau absorbant 3.
Le dispositif d'inscription comporte un laser L,
!~' émettant un faisceau lumineux F vers Ull modulateur M. Ce
dernier est cormnande par un signal 1?, cette commande
~ permettant de moduler 1A puissance du laser L en fonction de
; ~ 25 l'information à inscrire sur le dispositif 10. Sortant du
modulateur M, l'énergie lumineuse est dirigée vers un miroir
vihrant Mv, par l'intermédialre de moyens de séparation S. Le
miroir M est susceptible d'osci~ler autour d'un axe zz,
parallèle ù l'axe OX. Le miroir M renvolt le falsceau laser
3 0 vers le dlsposltif 10 sur lequel ll Eorme Im spot SL.
:t.e disposltlE peut comporter en outre, si nécessaire,
des moyens (non représentés) de EocalisntloIl clu ~aisceau ~ sur
le dispositiP 10.
::
~ . ~ , . . . .
. .
. . ~
.
~,2~
En fonction d0 la puissance du faisceau commandée par
le signal P précédent, le dispositif fonctionne cle l'une des
deux façons suivantes:
:. - le premier mode de fonct:ionnemerlt correspond au cas
5 où la puissance lumineuse est faible, par exemple comprise entre
1 mW et 3 mW;
- le cleuxième mode de fonctionnemeIlt correspond à
une pulssance lumineuse importante, par exemple quelques
dizaines de miUiwatts, permetlant l'ablation locale de la
l 0 couche 3 et faisant ainsi apparaître le matériau 2.
L'ensernble des zones dans lesquelles le matériau 2
apparaît orme l'image recherchée.
La commande du mouvement du miroir M autour de
l'axe zz permet au spot SI du faisceau laser de décrire une
l 5 colonn~ C de la ~one image ZI Par ailleurs, ]e dispositif 10
est animé selon l'axe OX d'un mouvement de translation par
rapport au dispositif optique, de sorte à permettr~ au faisceau
'~ laser de passer d'une colonne à la su.ivante. Ce mouvement peut
être soit discontillu, I.imité au temps disponible entr0 les
;;~ 20 mouvements de balayage du spot selon l~axe OY, soit contiml etlent par rapport au balayage selon OY, de façon à permettre une
écr.iture en colonnes parallèles.
Ve la sorte, par la commande (P) du modulat~3ur M, on
inscrit une image sur la zonQ ZI~ dont la qualité est fonction
2 5 des parametres ehoisis notamment pour la commande de la
puissance du faisceau F et des vitesses de balayage du spot
SL.
Dans une variante de r éalisation, le support 1 est
d'un0 couleur différente des bancles 20 ou des microsurfaces 21,
3 o afin de rendre plus dieficile toute falsification : en effet,
une tentative de falsification a alOI'S U11~3 probablllte élevée de
ea.ire nppa:raître :le SUppOl't au lieu du matériau. 2.
:.
- -:
-.
, . .:. . :
En ce qui concerne la commande du IEaiscQau laser,
différentes variantes sont possibles et sont illustrées sur les
figures 3a à 3c.
Les impulsions lumineuses peuvent être de largeur
5 constante selon une fréquence constante, l'inscription étant
alors de type binaire.
Dans une variante de réalisation, les irnpulsions
~` lumineuses peuvent atre de largeur variable de façon à faire
apparaître un motif plus ou moins étendu. C~est ce qui est
iUustré sur la figure 3a.
Sur cette dernière figure, on a représenté la
puissance P du faisceau laser F en fonction du temps. La
puissance P evolue entre un niveau minimum Pm et un niveau
maximum PM, avec une largeur d'impulsion variable (L1,
L2 )
~ La figure 3b représente une coupe partielle du
dispositif 10, réalisée selon une colonne lorsque cette dernière
`~ reçoit le ~aisceau las0r modulé comme représenté igure 3a.
Sur cette coupe, on a représent~ le substrat
`~ 2o recouvert partiellement d'une bande 20: en efPet, celle-ci
subsiste lorsquo la puissance du laser est au niveau minimum
Pm et au contrair e a e-té supprimée par le faisceau laser sur
- des largeurs correspondant aux largeurs d'impulsion Ll et
L2 -
: 2 5 Dans le cas où les colonnes sont formées de
? ~ microsurfaces comme décrit figure lb, les impulsions doivent
être synchronisées par rapport à ces microsurPaces.
Dans une variante de réallsation, la puissance du
faisceau laser n'évolue plus de faQon binaire entre deux niveaux
3 0 Pm et PM, comme representé sur la figure 3a, mnis évolue de
Paçon variable entre ces deux niveaux, ce qui permet de
detr~ a plus ou moins largement la couche absorbante 3 et,
alnsl, de Palre appat aître des moti~s par exemple sensibk3ment
triangulalres. Cela est représenté à tltre d~exemple sur la
figu:re 3c, où l'on voit la trace de deux bandes 20 et où des
;
,,
:` ' , ;
,
motifs triangulaires 31 et 32, de dirférentes formes,
apparaissent. Pour la clarté des dessins, seules les ~ones où le
matériau 2 apparalt ont été pointillées.
'~:
Le faisceau laser F est ensuite partie]lement réfléchi
(figure 2) par le dispositif 10 vers le miroir vibrnnt Mv puis
aiguillé, par les moyens de separntion S, vers Ime cellule
phots~sensible C où il forme une tache lumineuse T. I,a cellule C
fournit un signal électrique de détection D.
Ce dernier signal est utilisé, comme montre ci-après
figure 4, pour la synchronisatioll du balayage du dispositif 10
par la spot SL avec les informations constituant l'image,
formank le signal P.
~; ~ cet effet, le spot SL balaye la total~té de chaque
. colonne C, y compris la partie située dans la zone de lecture
ZL Le ou les moltifs (41, 42 sur les figures 1) de la zone de
lecture ZL permettent la reconnaissance (repérage) du début
d'une colonne. En effet, la nature des motifs 41, ~12 (réPlachis-
- sant plus ou moins le faisceau que le support 1) et leur
eventuelle épaisseur (provoquant en cas de surépaisseur un
décentrement de la tache T sur la cellule C) provoquent des
variations d'amplitude du signal de detection D, variations
caractéristiques d'un début de colonne. Il est à noter que ce
repérage ne peut être efeectué directement sur les colonnes C de
la zone image Zl~ les couches 20 ou 21 étant alors recouvertes
2 5 par la couche absorbante 3 .
Dans une variante de réalisation, les motlfs 41, 42
i ~ peuvent être variables d'une colonne à l'autre, permettant ainsi
en outre l'ldentification de chaque colonne.
La figure 4 représente un mode de réalisation des
moyens électroniques de comrnande du dispositif selon l'invention.
:
~ ~ .
,
t .
- ~ `
~ ~5~g~
L0 signal él0ctrique de détection D est, après
amplification dans un amplificateur 40, transmis à un circuit 43
de reconr~aissance du début de la colonne.
Sous la commande d'un dispositif de chronometrie 45,
comportant notamment une horlogo et des compteurs, 10 circuit
43 délivre un signnl correspondant à l'instant To d0 début de
colonne de la zon0 image Z;I~ par ex0mpl0 le passage d'un
signal binaire à l'état O. Cs signal 0st délivré à l'int0ntion
d'un circuit logiqu0 46 du type porte ET, lui-mêm0 fournissant
le signal P de command~ du modulateur (~vl, figure 2). I)ans
cette réalisation, le signal indiquant l'instant To pass0,
a~ant d'être transmis à la porte ET 46, dans un clrcuit d0
détermination de l'instant Tl de fin d0 colonne. S~ette
détermination s'effectue à partir de l'instant Tol par ajout
d'une durée constante correspondant au temps de balayage de la
colonne par le Eaisceau l?; dans cet exemple, le signal
.i indiquant l'instant Tl est constitué par le m8me signal
logique passant à l'état 1. Le circuit 44 est commande pnr le
circuit d0 chronométrie 45.
2 O Dans la variante d0 réalisation représantée sur la
; figure, 10 dispositif comporte encore un comparateur 47,
comparant le signal de dét0ction issu de l'amplificateur 40 à un
seuil; c01a permet de détecter une éventuelle sortie du spot
laser SL hors sl'un0 bande 20: en effet, dans ce cas, la
2 5 différence de pouvoir réflectellr entrs le matériau 2 et le
support 1 provoque un0 varlation (par exemplQ un0 d:lminution)
de l'amplitud0 du signal n. I,e signal de sortie du comparateur
47 est également relié à la porte ET 46. Cette dernière reçoit
encore l'information I à inscrire sur le dispositlf 10, en
3o synchronisme avec les instants To et T1, ~ l'aide d'une
memoire tampon pa:r exemple.
La porte ET 4ff a alnsi pour fonctiorl d'autorlser le
passags de l'lnformation I lorsque le spot SI est dans la zone
image ZI (entr0 10s instants To et Tl) et, le cas échéant,
seulement lorsqu'il ~st bien aligné sur une colonne (par action
- , ~,
. : ~ :
.' ~;
: 9
du comparateur 47). Enin, le dispositif de chronométrie 45
commande le mouvement du miroir Mv.
On a ainsi décrit un dispositif sur lequel il est
possible d'inscrire une image ~ I'aide d'un faisceau laser com-
5 mandé électriquement par un signal, binaire ou non, représen-
tatif de l'image, permettant un excellent rendu, difficUe à
contrefaire et dont la falsiEication peut être rendue également
dif ficile .
Il est à noter que la partie zone de lecture (ZL) du
10 dispositif n'est pas obligatoirement réalisée sur le rnême
support que la zone image (~I); dans tous les cas, e11e est
séparée de cette dernière après inscription cle l'image, afin de
rendre impossible le repérage des colonnes C.
Il est à noter égalemcnt qu'M est possible d'inscrire
'! i 5 une image en couleurs, sous réserve de rlisposer dans la zons image des microsurfaces 21 (figure lb) de couleurs différentes
selon un arrangement prédéEini (par exemple en carrés
comportant quatre couleurs: bleu, jaune, rouge et noir) et de
cornmander le faisceau laser en conséquence.
"
2 0 La description faite ci-dessus l'a été bien entendu à
titre d'exemple non limitatif et des variantes sont poss:1bles
qui entrent dans le cadre de l'invention. C'est ainsi par exem-
ple qu'il est possible de déposer une couche supplémentaire sur
la couche absorbante 3, cette couche supplémentaire étant
25 transparente, ayant une épaisseur de l'ordre de la demi-longueur
d'onde du rayonnement laser et aynnt pour fonction de réaliser
unf3 adaptation entre l'air et la couche 3, limitant ains1 les
réflexions à la surface de ]a couche 3. C'est ninsi encore qu'il
a été décrit (eigu:re 2) un mouvement du disposltif lû par
3 0 rapport aux moyens optiques mals qu'll s'agit biell entendu d'un
mouvement relatie, les moyens optiques pouvant être également
=n mouvement, le dispo~itlE 10 pouvAnt évrntue11ement etre Eixe.
,: .
. ~:
: , ~ .. . :`'
