WO2024223226A1 - Optical security components, manufacture of such components and secure objects provided with such components - Google Patents
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Definitions
- the present description relates to the field of security marking. More particularly, it relates to optical security components for verifying the authenticity of an object, for example a product or a valuable document, for example an identity document or a banknote, to a method for manufacturing such a component and to a secure object equipped with such a document.
- the present description relates to optical security components for verifying the authenticity of an object with the naked eye or by means of an optical imaging device.
- the present description concerns security optical components exhibiting remarkable colored optical effects in reflection as well as security optical components exhibiting remarkable colored optical effects in both reflection and transmission.
- Transmission control is used in particular in valuable documents, for example banknotes having for this purpose a recessed and/or partially transparent area or passports of which a page of data relating to the bearer is provided with a transparent window.
- the optical security component may be in the form, for example, of a security thread, a security track, or a "patch", intended to be seen from above, at least partially superimposed on the transparency area, and which can be positioned in surface or in the thickness of the document.
- optical security components are known that can be observed in reflection and transmission, which involve resonance mechanisms in a layer of dielectric material.
- Such optical security components are described, for example, in patent application EP 2264491 [Ref. 1] or in the article by M.T. Gale et al. [Ref. 2] and are known as zero-order diffractive filters (ZOFs) or guided mode resonant filters.
- the physical mechanism is based on a resonant reflection of a guided mode in the dielectric layer, for example a high-index layer.
- Remarkable colour effects are visible in reflection and transmission.
- zero-order diffractive filters (ZOFs) can exhibit characteristic and differentiated colour effects when they undergo an azimuthal rotation and are therefore clearly identifiable.
- the published patent application WO2013060817 [Ref. 3] describes for example an optical security component intended to be observed in the visible, in direct reflection.
- the optical security component described in [Ref. 3] comprises a continuous metal layer forming with a layer of dielectric material a metal-dielectric interface, the metal layer having a thickness sufficient to allow the reflection of the incident light on the interface.
- the metal layer is structured at the interface to form, in a first coupling zone, two sets of undulations which extend in two directions and form a two-dimensional coupling network, of subwavelength periods in each of the directions.
- WO2020229415 also describes a security optical component intended to be observed in the visible, in direct reflection.
- a first layer of dielectric material, a second layer of dielectric material and a metal layer form a double dielectric-dielectric-metal interface, comprising a dielectric-dielectric interface and a dielectric-metal interface, and structured to form a two-dimensional coupling network with subwavelength periods.
- optical security components described in the aforementioned references are zero-order colored filters, i.e. they are observed in direct reflection.
- plasmon resonance security optical components are also known which act as colour filters and exhibit, in transmission, remarkable coloured optical effects. Such components are described for example in patent application US2010/0307705 [Ref. 5] or in published patent application WO2012136777 [Ref. 6],
- the published patent application WO2015154943 [Ref. 7] describes an optical security component comprising a diffractive structure etched on a layer of dielectric material.
- the structure has a first pattern comprising a bas-relief with a first set of facets whose shapes are determined to simulate a series of concave or convex cylindrical optical elements, visible in reflection.
- the first pattern is modulated by a second pattern forming a subwavelength grating and configured to generate, after deposition of a layer of dielectric material and encapsulation of the structure, a guided mode resonant filter (ZOF).
- ZOF guided mode resonant filter
- Such an optical security component has a dynamic visual effect of light bands of different colors and scrolling in opposite directions when it undergoes a tilt rotation around an axis parallel to one of the main directions of the cylindrical elements. Furthermore, color changes can be observed during an azimuthal rotation of the component.
- the present application describes an optical security component which also implements such resonance mechanisms and whose original structure makes it possible to obtain original visual effects compared to those known from the state of the art, allowing even more secure authentication.
- the term “include” means the same as “include”, “contain”, and is inclusive or open and does not exclude other elements not described or shown. Furthermore, in this description, the term “approximately” or “substantially” means the same as “having a margin less than and/or more than 10%, for example 5%”, of the respective value.
- the invention relates to an optical security component for securing an object, for example a valuable document, for example an identity document or a bank note.
- the optical security component comprises: a first layer of dielectric material, transparent in the visible, having a first refractive index; at least one first diffractive structure etched on said first layer; and a second layer, at least partially covering said first diffractive structure, and having a spectral band of reflection in the visible; and wherein: said first diffractive structure is made up of a set of optical elements adjacent to each other, each optical element having a maximum dimension less than approximately 300 pm and comprising a microstructure modulated by a subwavelength diffraction grating with one or more steps between approximately 150 nm and approximately 500 nm, such that: said microstructure is configured to deflect an incident light beam and is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a first axis substantially perpendicular to a plane of the component; said subwavelength diffraction grating is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a second axis substantially coincident with said first axi
- a layer transparent in the visible is defined as a layer having a transmission of at least 70%, preferably at least 80% for a wavelength included in the visible, that is to say a wavelength between approximately 400 nm and approximately 800 nm.
- a layer thus transparent makes it possible to observe with the naked eye the layers located under the transparent layer.
- said microstructure is substantially invariant by azimuthal rotation of a given angle less than 90° around a first substantially perpendicular axis. to a plane of the component; this means that a rotation of said microstructure about said first axis with said angle generates a microstructure which substantially superimposes on the microstructure before azimuthal rotation.
- said angle is less than approximately 60°, advantageously less than approximately 45°.
- said microstructure is substantially rotationally symmetrical about said first axis, which constitutes an axis of symmetry.
- the microstructure can be generally described as a symmetrical microstructure of order n around said first axis, with n greater than or equal to 4.
- n is very large, the microstructure approaches a microstructure with symmetry of revolution.
- said diffraction grating is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle of less than 90° about a second axis substantially coincident with said first axis; this means that an azimuthal rotation of a projection in the plane of the component of said diffraction grating about said second axis, with said angle, generates a diffraction grating which substantially superimposes on the diffraction grating before azimuthal rotation.
- said angle is less than approximately 60°, advantageously less than approximately 45°.
- said diffraction grating is substantially rotationally symmetrical about said second axis.
- the diffraction grating may be invariant to any arbitrary rotation of any angle about said second axis and the grating is rotationally symmetrical about said second axis.
- the diffraction grating may be generally described as a symmetrical diffraction grating of order n about said second axis, with n greater than or equal to 4, i.e. an azimuthal rotation of a projection in the plane of the component of said diffraction grating about said second axis, with an angle equal to 27t/n or any multiple of this angle, generates a diffraction grating which substantially superimposes on the diffraction grating before azimuthal rotation.
- the optical component according to the first aspect is remarkable in particular in that it makes it possible to generate a texture (the optical elements are each invisible to the naked eye) which presents an original colored optical effect, namely a colored effect, for example a variable colored effect with one or more tilt movements, this colored effect being preserved under the effect of an azimuthal rotation.
- a first stable or variable color can thus be observed during a right/left and/or up/down tilt movement and/or a second stable or variable color during a right/left and/or up/down tilt movement, but whatever the colored effect observed during a right/left and/or up/down tilt movement, this same colored effect will be observed after azimuthal rotation.
- This conservation of the colored effect by azimuthal rotation makes it even easier to control.
- the conservation of the colored effect will be obtained for at least one azimuthal rotation angle of between approximately 30° and approximately 150°, advantageously between approximately 60° and approximately 120°.
- azimuthal rotation of the optical security component is a rotational movement of the component around an axis substantially perpendicular to a plane of the component.
- a tilt is a rotational movement of the component around an axis included in a plane of the component. From a user's point of view, a plane of incidence of the light can be defined which includes an axis of illumination of the component and an axis of observation.
- a right/left tilt is a rotational movement around an axis included in the plane of the component and in the plane of incidence and an up/down tilt is a rotational movement around an axis included in the plane of the component and perpendicular to the plane of incidence.
- optical security components In contrast to state-of-the-art optical security components implementing resonant effects that produce colored effects that can only be observed in direct reflection, it is also possible to achieve, in exemplary embodiments of optical security components according to the first aspect, color stability in tilt over wide angular ranges.
- the security optical component forms a texture with microstructures invisible to the naked eye, it is possible to generate any pattern macroscopic visible to the naked eye and easily recognizable simply by giving an outline corresponding to the first diffractive structure.
- said first diffractive structure has an outline configured to generate a macroscopic pattern recognizable to the naked eye by an observer.
- Said macroscopic pattern has a minimum dimension greater than 500 pm, preferably greater than 1 mm, preferably greater than 2 mm, preferably greater than 5 mm. Such a minimum dimension makes it possible to generate a pattern recognizable to the naked eye.
- the optical component according to the first aspect also has many advantages for machine authentication, i.e. by means of a fixed or portable optical imaging device, compared to the components of the state of the art. On the one hand, it will be possible to simply note the conservation by azimuthal rotation of a variable colored effect in tilt. On the other hand, the conservation by azimuthal rotation of the variable colored effect makes it possible to limit the positioning imprecision during an authentication check of the colored effect. The conditions of the authentication check are thus facilitated.
- said first diffractive structure consists of a set of optical elements adjacent to each other, each optical element comprising a microstructure modulated by a diffraction grating.
- a number of optical elements of said first diffractive structure is between approximately 300 and approximately 40,000. This number is for example suitable for optical elements with a maximum dimension of between approximately 50 pm and approximately 200 pm, for example between approximately 70 pm and approximately 150 pm, to make a diffractive structure whose surface area is between approximately 200 mm 2 and approximately 800 mm 2 , which corresponds for example to surfaces of security wires, tracks or patches.
- each optical element has a contour of a given shape chosen from: a circular shape, a rectangular shape, for example a square shape, a hexagonal shape.
- a contour of a given shape chosen from: a circular shape, a rectangular shape, for example a square shape, a hexagonal shape.
- Such shapes can allow an arrangement of the optical elements which optimizes the number of optical elements on a given surface.
- the optical elements are arranged in a regular arrangement having a hexagonal mesh, which makes it possible to maximize the number of optical elements on a given surface.
- Other meshes are possible, for example a rectangular mesh or a square mesh.
- the optical elements of said first diffractive structure are identical. In other exemplary embodiments, they may be different. For example, they may comprise microstructures modulated by different diffraction gratings. In exemplary embodiments, they may comprise different microstructures.
- the microstructures comprise microlenses, for example spherical or aspherical microlenses.
- the microstructures comprise subsets of facets each comprising a plurality of facets.
- the facets are substantially rotationally symmetrical and are arranged concentrically or pseudo-concentrically (for example in a spiral shape) around said first axis.
- the facets are similar to straight line segments whose quantity and dimensions are linked to the angle of invariance by azimuthal rotation of the microstructure; for example, when viewed from above, the facets could have a regular polygonal shape, for example a hexagonal or octagonal shape.
- the plurality of facets are configured to form a microstructure for deflecting an incident beam.
- Each facet has a given height and width.
- the "height" of a facet is a distance between a lowest level of the facet and a highest level, the distance being measured along an axis perpendicular to a plane parallel to the plane of the component.
- the "width" of a facet is the width of the crown resulting from the projection of the facet in a plane parallel to the plane of the component.
- a width of the facets is advantageously greater than or equal to approximately 4 times, advantageously greater than or equal to approximately 8 times a step of the diffraction grating.
- the minimum dimension can therefore be chosen according to the period of the grating. For example, a minimum dimension of the width of the facets is equal to approximately 2 pm.
- the facets have a width of between approximately 2 pm and approximately 100 pm, advantageously between approximately 2 pm and approximately 80 pm, advantageously approximately 4 pm and approximately 40 pm.
- all of the facets have a substantially identical height.
- the height of the facets is for example less than approximately 2 microns, advantageously less than approximately 1 micron.
- the facets of all of the facets have different heights. In this case, however, the facets have a maximum height. Said maximum height is for example less than about 2 microns, preferably less than about 1 micron.
- all of the facets have a low level located in the same plane.
- the low levels of the facets are not located in the same plane.
- midpoints of the facets located between the low level and the high level may for example be located in the same plane.
- said minimum angular value of the slope of a facet (in absolute value) is equal to approximately 1°.
- said maximum angular value of the slope of a facet (in absolute value) is equal to approximately 45°.
- the angular value of the slope of a facet (in absolute value) is between approximately 1° and approximately 30°, advantageously between approximately 2° and approximately 15°.
- each subset of facets comprises a plurality of facets, for example between 2 facets and approximately 150 facets, advantageously between 2 facets and approximately 50 facets, advantageously between 3 and approximately 50 facets, for example between 3 and 10 facets.
- each subset of facets comprises a plurality of facets arranged concentrically and the arrangement of the facets in at least part of the subset of facets is such that the facets are arranged with variable slopes and the variation of which is increasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, alternately decreasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, the subset of facets forming a “Fresnel lens” type structure.
- Each Fresnel lens has a diameter of less than 300 pm such that it is not visible to the naked eye.
- each subset of facets comprises a plurality of facets arranged with alternately positive and negative slopes, which are variable, and whose variation is increasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, alternately decreasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, the subset of facets forming a structure which is called an “axicon” in the present description.
- Each axicon has a diameter of less than 300 ⁇ m such that it is not visible to the naked eye.
- microstructures for deflecting light.
- An advantage of such microstructures over microlens-type microstructures for example, is the limited height of such a microstructure, typically a height of less than about 2 pm.
- the diffraction grating which modulates each microstructure is sub-wavelength.
- said diffraction grating comprises one or more steps between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm.
- a projection, in the plane of the component, of the diffraction grating which modulates each microstructure is substantially invariant by azimuthal rotation of a given angle around a second axis substantially coincident with the first axis of said microstructure.
- a diffraction grating may be a concentric or pseudo-concentric grating (for example in the form of a spiral), a radial or pseudo-radial grating, a two-dimensional grating with a concentric or pseudo-concentric dimension and a radial or pseudo-radial dimension.
- a concentric diffraction grating is a diffraction grating comprising concentric grating lines, centered on said second axis.
- Such a diffraction grating may have a constant pitch, a plurality of pitches or a variable pitch.
- a pseudo-concentric diffraction grating is a spiral-shaped diffraction grating; for example, a pseudo-concentric diffraction grating comprises a line of substantially increasing radius so as to describe a spiral whose origin is the center of the grating defined by the intersection of the plane of the component with said second axis, and which is centered on said center of the grating.
- a diffraction grating may have a constant pitch (for example, an Archimedes spiral type spiral), a plurality of pitches or a variable pitch (for example, a Fermat spiral type spiral).
- a radial diffraction grating is a diffraction grating comprising radial grating lines extending from the center of the grating defined by the intersection of the plane of the component with said second axis.
- the pitch is for example a mean pitch, defined for example at a distance from the center equal to half a radius.
- a pseudo-radial diffraction grating is a diffraction grating comprising radial grating lines extending from the center of the grating defined by the intersection of the plane of the component with said second axis and pseudo-radial grating lines parallel to the network lines extending radially from the center of the network.
- a pseudo-radial network allows defining angular sectors within which the network lines are parallel, which allows for a substantially constant pitch.
- Angular sectors have an apex angle ranging from, for example, about 2° to about 60°, for example, about 10° to about 60°.
- the diffraction grating may comprise angular sectors within which the grating lines are parallel, which makes it possible to have a substantially constant pitch within each angular sector.
- the angular sectors have an apex angle of, for example, between approximately 2° and approximately 60°, for example between approximately 10° and approximately 60°.
- Such an angularly sectorized diffraction grating is invariant by azimuthal rotation from one sector to another. The azimuthal invariance is discrete for an angular deviation equal to 360° divided by the number of angular sectors.
- a two-dimensional diffraction grating is a diffraction grating comprising both concentric or pseudo-concentric grating lines and radial or pseudo-radial grating lines.
- At least one parameter of the diffraction grating is different between the concentric or pseudo-concentric grating lines and the radial or pseudoradial grating lines (depth and/or period and/or profile) to obtain a color difference between an up/down tilt and a right/left tilt.
- the subwavelength diffraction grating which modulates each microstructure is configured to produce, after deposition of the second layer, a colored effect.
- a colored effect results from an optical resonance making it possible to generate band-cut or band-pass filters.
- the subwavelength diffraction grating is configured to produce a guided mode optical resonance as described in [Ref. 1] or [Ref. 2],
- the second layer is a thin layer of transparent dielectric material having a second refractive index and encapsulated between said first layer of electrical material and a third layer of dielectric material having a third refractive index.
- the second refractive index has a difference with the first refractive index on the one hand, and with the third refractive index on the other hand, greater than or equal to approximately 0.3, advantageously greater than or equal to approximately 0.5 in absolute value.
- said thin layer of dielectric material is a layer of so-called “high refractive index” material (or “HRI” for “High Refractive Index”), having a refractive index of for example between 1.8 and 2.9, advantageously between 2.0 and 2.4, and the neighboring layers (first and third layers) are so-called “low refractive index” layers, having refractive indices of for example between 1.3 and 1.8, advantageously between 1.4 and 1.7.
- said second layer comprises a material chosen from: zinc sulfide (ZnS), titanium dioxide (TiCL) silicon nitride (SisN ⁇ .
- a thin layer within the meaning of the present description is a layer with a thickness of between approximately 5 nm and approximately 250 nm, preferably between approximately 10 nm and approximately 150 nm.
- the thin layer of transparent dielectric material has a thickness of, for example, between approximately 20 nm and approximately 200 nm and preferably between approximately 60 nm and approximately 150 nm.
- the subwavelength diffraction grating configured to produce a guided mode optical resonance is for example a one-dimensional grating, for example concentric or pseudo-concentric, and comprises one or more pitches between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm.
- the subwavelength diffraction grating may also be a radial, pseudo-radial grating with a fixed pitch between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm.
- the subwavelength diffraction grating may also be a two-dimensional grating, with a concentric or pseudo-concentric dimension of fixed or variable pitch and a radial or pseudo-radial dimension of constant pitch.
- the depth of the grating is for example between approximately 30 nm and approximately 250 nm.
- the profile of the grating is for example sinusoidal or pseudo-sinusoidal or rectangular.
- such a diffraction grating is configured for the excitation of guided modes within said thin layer of transparent dielectric material, forming a band-pass resonant filter in reflection, the resonance spectral band of which is centered on a wavelength determined in a known manner depending on the characteristics of the grating and the nature of the layers.
- a concentric diffraction grating (a dimension), periodic with a constant step
- an observer will thus be able to observe in reflection a stable colored effect in an up/down tilt with a first color and a change of color when the component is tilted to the left or to the right to reveal a second color.
- Such a security optical component will exhibit a conservation of the colored effect during an azimuthal rotation of a given angle, for example an angle between 30° and 150°, that is to say that the same colors will be visible during the up/down and/or left/right tilts.
- a concentric diffraction grating one dimension
- periodic with variable pitch an observer will be able to observe in reflection a variable colored effect during an up/down tilt around a first color, and this due to the variation of the period, and will be able to observe in reflection a different variable colored effect during a left/right tilt.
- Such a security optical component will also exhibit conservation of the colored effect during an azimuthal rotation.
- a third embodiment with a radial or pseudoradial diffraction grating (one dimension), of constant pitch, an observer will be able to observe in reflection a stable colored effect in a left/right tilt with a first color and a color change when the component is tilted up or down to reveal a second color.
- a security optical component will exhibit a conservation of the colored effect during an azimuthal rotation.
- a fourth embodiment with a two-dimensional diffraction grating (radial or pseudo-radial and concentric), periodic with a constant pitch in each of the dimensions, and in which at least one parameter of the diffraction grating differs between the radial or pseudo-radial grating lines and the concentric grating lines, an observer will be able to observe in reflection a stable colored effect in a left/right tilt with a first color and a stable colored effect in a left/right tilt but with a second color different from the first color.
- Such a security optical component will exhibit conservation of the colored effect during an azimuthal rotation.
- the subwavelength diffraction grating is configured to produce a plasmonic resonance effect in reflection as described for example in [Ref. 3] or [Ref. 4],
- the second layer is metallic and comprises a thin layer of metallic material, for example silver, aluminum, gold, chromium, copper, advantageously with a thickness greater than approximately 40 nm.
- said layer metallic is thick enough to exhibit a maximum residual transmission as a function of wavelength of 2%.
- the subwavelength diffraction grating may comprise one or more pitches between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm; the subwavelength diffraction grating is for example a one-dimensional grating, for example concentric or radial or pseudo-radial, or a two-dimensional grating, with a concentric dimension and a radial or pseudo-radial dimension.
- the depth of the grating is for example between 30 nm and 200 nm.
- the profile of the grating is for example sinusoidal or pseudo-sinusoidal or rectangular.
- the diffraction grating may be periodic with a constant pitch in one direction, or may have a plurality of pitches or a variable pitch in the case of a concentric grating.
- such a diffraction grating is configured for the excitation of plasmonic modes at the metal-dielectric interface, forming a resonant notch filter in reflection, whose resonance spectral band is centered on a wavelength determined in a known manner depending on the characteristics of the grating and the natures of the layers.
- the colored effects are then substantially identical to those described above, for diffraction gratings configured for the excitation of guided modes within a thin layer of transparent dielectric material.
- the subwavelength diffraction grating is configured to produce a plasmonic resonance effect in transmission as described for example in [Ref. 6],
- the second layer comprises a thin layer of metallic material, for example silver or aluminum, advantageously with a thickness of between 10 nm and 50 nm.
- the subwavelength diffraction grating comprises one or more steps between about 150 nm and about 400 nm, advantageously between about 200 nm and about 400 nm; the subwavelength diffraction grating is for example a one-dimensional grating, for example concentric or radial or pseudo-radial, or a two-dimensional grating, with a concentric dimension and a radial or pseudo-radial dimension.
- the depth of the grating is for example between 50 nm and 200 nm.
- the profile of the grating is for example sinusoidal or pseudo sinusoidal.
- the diffraction grating can be periodic with a constant pitch in one direction, or can have a plurality of pitches or a variable pitch (case of concentric gratings).
- such a diffraction grating is configured for the excitation and coupling of surface plasmon modes at both metal/dielectric interfaces on either side of the metal layer, thus enabling a resonant transmission effect.
- the resulting effect is a resonant transmission band-stop filter, whose resonance spectral band is centered on a wavelength determined in a known manner depending on the characteristics of the grating and the natures of the layers.
- a concentric or pseudo-concentric diffraction grating one dimension
- an observer will thus be able to observe in transmission a stable color, for example green along the up/down tilt axis and blue along the right/left tilt axis.
- the optical security component according to the first aspect comprises at least one second structure etched on said first layer, said second layer at least partially covering said second structure.
- the second structure is configured to form, for example and in a non-limiting manner, another structure according to the present description, a diffusing structure, a holographic structure, a diffractive structure, for example a structure making it possible to produce a so-called Alphagram® effect developed by the applicant.
- the security optical component according to the first aspect comprises said at least one first diffractive structure and at least one second diffractive structure, in which said at least one first diffractive structure and said at least one second diffractive structure have contours configured to generate macroscopic patterns recognizable to the naked eye by an observer and are made up of optical elements comprising identical microstructures modulated by different diffraction gratings.
- the diffraction grating of said at least one first diffractive structure is circular, pseudo-circular or pseudo-radial with constant pitch and the diffraction grating of said at least one second diffractive structure is linear with pitch constant, with a pitch identical to that of the diffraction grating of said at least one first diffractive structure.
- the diffraction grating of said at least one first diffractive structure is circular or pseudo-circular with a constant pitch and the diffraction grating of said at least one second diffractive structure is pseudo-radial, with a pitch identical to that of the diffraction grating of said at least one first diffractive structure.
- the optical security component according to the first aspect comprises one or more additional layers depending on the needs of the application, these additional layers being able or not to contribute to the desired visual effect.
- the optical security component is configured for securing an object, for example a document or a product, and further comprises, on the face opposite the observation face, a layer suitable for transferring the component onto the document or the product, for example an adhesive layer or a reactivatable adhesive layer.
- the optical security component further comprises, on the side of the first observation face, a support film intended to be detached after transfer of the component to the document or product.
- the optical security component is configured for the manufacture of a security track for securing banknotes, and comprises on the side of the first observation face and/or on the face opposite the first observation face, one or more protective layers.
- the present description relates to a secure object, for example a secure valuable document, comprising a substrate and an optical security component according to the first aspect, deposited on said substrate or on one of the layers of said substrate in the case of a multilayer substrate.
- Such a secure object is, for example, and without limitation: a banknote, an identity or travel document, on a paper or polymer substrate.
- the present description relates to methods of manufacturing security optical components according to the first aspect.
- the present description relates to a method of manufacturing an optical security component for securing an object, for example a valuable document, for example an identity document or a bank note, the method comprising: depositing on a support film a first layer of dielectric material, transparent in the visible; forming on said first layer at least one first diffractive structure, depositing a second layer at least partially covering said first diffractive structure, and having a spectral band of reflection in the visible, and wherein: said first diffractive structure consists of a set of optical elements adjacent to each other, each optical element having a maximum dimension less than approximately 300 pm and comprising a microstructure modulated by a subwavelength diffraction grating with one or more steps between approximately 150 nm and approximately 500 nm, such that: said microstructure is configured to deflect an incident light beam and is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a first axis substantially perpendicular to a plane of the component; said subwavelength diffraction grating
- the present description relates to a method for authenticating a secure object with the naked eye according to the second aspect, the authentication method comprising: observing the optical security component of said secure object along an observation axis forming a given observation angle with the lighting axis; a left/right and/or down/left tilt movement allowing a given variable colored effect to be observed; an azimuthal rotation movement of a predetermined angle allowing the preservation of said variable colored effect to be noted.
- the azimuthal rotation angle is advantageously between approximately 30° and approximately 150°, for example between approximately 60° and approximately 120°.
- said first diffractive structure may have an outline configured to generate a recognizable macroscopic pattern with a minimum dimension greater than about 500 pm, preferably greater than about 1 mm, preferably greater than about 2 mm, preferably greater than about 5 mm.
- the present description relates to a method of authenticating a secure object according to the second aspect by means of an optical imaging device, said authentication method comprising: the formation of an image of said optical security component, by means of the optical imaging device; a left/right and/or down/left tilt movement allowing a given variable colored effect to be observed; an azimuthal rotation movement of a predetermined angle allowing the preservation of said variable colored effect to be noted.
- said first diffractive structure may, in exemplary embodiments, be configured to generate a non-figurative pattern, for example a QR code. Furthermore, due to the possible magnification of the optical imaging device, the dimensions of the pattern thus generated may have dimensions smaller than the dimensions required for ocular perception.
- FIG. 1A schematically illustrates a (partial) sectional view of an exemplary embodiment of a component according to the present description.
- FIG. 1B schematically illustrates a (partial) sectional view of another exemplary embodiment of a component according to the present description.
- FIG. 2A schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of microstructures in a component according to the present disclosure, each microstructure being formed of a microlens, the microlenses each being modulated, in this example, by a concentric diffraction grating.
- FIG. 2B schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of microstructures in a component according to the present disclosure, each microstructure being formed of a subset of facets.
- FIG. 2C schematically illustrates a (partial) cross-sectional view of a subset of facets as shown in FIG. 2B, modulated by a subwavelength diffraction grating.
- FIG. 3A illustrates a first example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being concentric and of constant pitch.
- FIG. 3B illustrates a second example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being concentric and of not variable.
- FIG. 3C illustrates a third example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being pseudo-radial.
- FIG. 3D illustrates a fourth example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being two-dimensional, with a concentric component and a pseudo-radial component, the pitches in each dimension being constant and different from each other.
- FIG. 4A illustrates a colored visual effect of a first example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
- FIG. 4B illustrates a colored visual effect of the security optical component illustrated in FIG. 4A, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
- FIG. 5 illustrates a colored visual effect of a second example of a security optical component according to the present description, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
- FIG. 6A illustrates a colored visual effect of a third example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
- FIG. 6B illustrates a colored visual effect of the security optical component shown in FIG. 6A, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
- FIG. 7A illustrates a first example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, the optical elements having a square-shaped outline.
- FIG. 7B illustrates a second example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, the optical elements having a hexagonal shaped outline.
- FIG. 7C illustrates a third example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, the optical elements having a rectangular shaped outline.
- FIG. 8 illustrates an example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, with different optical elements.
- FIG. 9 illustrates another example of an arrangement of optical elements in a component safety optics according to the present description, with different optical elements.
- FIG. 1A and FIG. 1B schematically represent and in (partial) sectional views two examples of optical security components according to the present description.
- the optical security component 101 shown in FIG. 1A represents for example an optical security component intended to be transferred in the form of a track or patch on a document or a product in order to secure it.
- it comprises a support film 111, for example a film made of polymer material, for example a polyethylene terephthalate (PET) film of a few tens of micrometers, typically 10 to 100 ⁇ m, as well as a detachment layer 112, for example made of natural or synthetic wax.
- PET polyethylene terephthalate
- the detachment layer makes it possible to remove the polymer support film 111 after transfer of the optical component onto the product or document to be secured.
- the optical security component 101 further comprises a first layer 113 made of dielectric material, having a first refractive index ni and at least one first diffractive structure S consisting of optical elements OEi and stamped on said first layer 113, and which will be described in more detail below.
- the optical security component 101 also comprises a second reflective layer 114, at least partly covering said first structure S, and having a spectral band of reflection in the visible.
- the second layer 114 is for example a metal layer or a so-called refractive index variation layer having a refractive index n2 different from the neighboring layers, the difference in refractive index with that of the neighboring layers having a value at least equal to 0.3, advantageously a value at least equal to 0.5.
- the first diffractive structure S consists of a set of optical elements, having a maximum dimension less than about 300 pm.
- Each optical element comprises a microstructure Mi configured to deflect incident light, modulated by a subwavelength diffraction grating G, i.e. a diffraction grating comprising one or more steps between about 150 nm and about 400 nm.
- the microstructure Mi is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a first axis Ai substantially perpendicular to a plane of the component.
- the microstructure has, for example, a symmetry of revolution. As illustrated in the example of Fig. 1 A, the microstructure is for example a microlens.
- the sub-wavelength diffraction grating Gi is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a second axis substantially coincident with said first axis Ai.
- the sub-wavelength diffraction grating Gi is configured to produce, after deposition of the second layer 114, a colored effect. Examples of gratings will be described in more detail below.
- the colored effect may result from a resonance of guided modes, when the second layer 114 is made of dielectric material and has a difference in refractive index at least equal to 0.3 with the neighboring layers, advantageously at least equal to approximately 0.5.
- the layer 114 made of dielectric material has a refractive index n2 greater than the refractive indices ni, ns, of the neighboring layers and is referred to as a high index layer or HRI layer (for “High Refractive Index”).
- HRI layer for “High Refractive Index”.
- the colored effect can also result from plasmonic resonance when the second layer 114 is metallic.
- the optical security component may further comprise one or more additional layers, optically functional or non-functional, adapted to the application.
- the optical security component further comprises an adhesive layer 117, for example a heat-reactivatable adhesive layer, for transferring the optical security component onto the product or document.
- the optical security component can be manufactured by stacking the layers on the support film 111, then the component is transferred onto a document/product to be secured using the adhesive layer 117.
- the support film 111 can then be detached, for example by means of the detachment layer 112.
- the main observation face 100 of the optical security component is thus on the side of the first layer 113 opposite the structured face of the layer 113.
- the optical security component 102 shown in FIG. 1B represents for example an optical security component intended for securing banknotes; it is for example a part of a security thread intended to be integrated into the paper during the manufacture of the note or a laminated track covering a window in the paper.
- the component 102 comprises as previously a support film 111 (12 to 50 pm) which will also serve as a protective film for the security thread, and, as in the example of FIG. 1A, a first layer 113 of dielectric material having a first refractive index ni, at least one first diffractive structure S consisting of a set of optical elements OEi.
- a second layer 114 at least partly covers said first diffractive structure S, and has a spectral band of reflection in the visible.
- each optical element comprises a microstructure Mi modulated by a subwavelength diffraction grating G.
- each optical element OEi may comprise a microstructure Mi consisting of a subset of facets.
- the subset of facets comprises for example, but not limited to, one or more facets with rotational symmetry arranged concentrically around said first axis Ai.
- a subset of facets may have a similar optical effect of deflecting light to that of a microstructure as illustrated in FIG. 1A.
- a subset of facets is advantageous in that it comprises a height A, defined by a distance between a lowest level of the facet and a highest level, and measured along an axis perpendicular to a plane parallel to the plane of the component, less than the height of a microstructure as illustrated in FIG. 1A.
- the optical security component 102 further comprises, in the example of FIG. 1B, a set of optional layers 115, 116, 118.
- the layer 115 is for example a layer of dielectric material, for example a transparent layer or an opaque colored layer which makes it possible to increase the contrast;
- the layer 116 is for example a security layer, for example a discontinuous layer with a specific pattern printed locally with a UV ink to produce a complementary marking that can be checked by eye or by machine;
- the layer 118 is for example a protective layer, for example a second polymer film or a varnish.
- the layer 118 may be an adhesive layer.
- the manufacturing may be carried out by stacking the layers on the support film 111.
- the dielectric layer 115 and the security layer 116 may form only one layer.
- the protective layer (or adhesive layer) 118 and the layer 115 may also form only one and the same layer.
- the optical security component can be observed from both sides for its authentication.
- FIG. 2A schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of an exemplary diffractive structure S consisting of optical elements OEi.
- each optical element OEi comprises a microstructure Mi formed of a microlens, modulated by a diffraction grating G, in this example a concentric diffraction grating with constant pitch.
- microlenses Mi are for example microlenses with rotational symmetry, for example spherical or aspherical microlenses.
- rotational symmetry for example spherical or aspherical microlenses.
- other examples are possible.
- microlenses Mi may be modulated by a constant-pitch pseudoconcentric, concentric or variable-pitch pseudoconcentric diffraction grating, a radial diffraction grating, an angularly sectored diffraction grating, for example a pseudoradial diffraction grating, or a two-dimensional diffraction grating. Examples will be described with reference to FIG. 3A to FIG. 3D.
- FIG. 2B schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of microstructures Mi in a component according to the present disclosure.
- each microstructure comprises a subset of facets.
- FIG. 2C schematically and exemplarily illustrates a (partial) cross-sectional view of a subset of facets as illustrated in FIG. 2B, modulated by a subwavelength diffraction grating.
- the facet sets illustrated in FIG. 2B may be modulated by a constant-pitch pseudo-concentric, concentric, or variable-pitch pseudo-concentric diffraction grating, a radial diffraction grating, an angularly sectored diffraction grating, e.g., a pseudo-radial diffraction grating, or a two-dimensional diffraction grating.
- FIG. 3 A illustrates a first example of a subwavelength diffraction grating 310 in a component according to the present description, the diffraction grating being concentric and of constant pitch Ai.
- a concentric grating comprises concentric lines 311.
- Such a diffraction grating makes it possible to observe a stable colored effect in an up/down tilt and a color change in a left/right tilt. The same colored effect will be observed with a pseudo-concentric grating.
- FIG. 3B illustrates a second example of a subwavelength diffraction grating 320 in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being concentric and of variable pitch.
- a diffraction grating will allow a variable color effect to be observed in an up/down tilt but this variable color effect will be preserved by azimuthal rotation.
- FIG. 3C illustrates a third example of a subwavelength diffraction grating 330 in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being pseudo-radial, with a pitch A2.
- the pseudo-radial diffraction grating 330 comprises radial grating lines 331 extending from the center of the grating 335 defined by the intersection of the plane of the component with said second axis and pseudo-radial grating lines 332, parallel to the grating lines extending radially from the center of the grating.
- a pseudo-radial grating makes it possible to define angular sectors 338 within which the grating lines are parallel, which makes it possible to have a substantially constant pitch A2.
- the angular sectors have an apex angle of, for example, between 2° and 60°.
- other angularly sectored diffraction gratings may be envisaged.
- FIG. 3D illustrates a fourth example of a subwavelength diffraction grating 340 in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being two-dimensional, with a concentric component and a pseudo-radial component, the pitches in each dimension being constant but different from each other.
- a diffraction grating comprises concentric lines 341 and radial and pseudo-radial lines 342.
- Such a diffraction grating will allow a stable colored effect to be observed in an up/down tilt and a different color during a left/right tilt. This variable colored effect will be preserved by azimuthal rotation.
- the same colored effect will be observed with a pseudo-concentric component of the grating in place of the concentric component.
- FIG. 4A illustrates a colored visual effect of a first example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
- the first diffractive structure of the security optical component has an outline configured to generate a macroscopic pattern 401 recognizable to the naked eye by an observer, namely a salamander spitting fire.
- the first diffractive structure is for example made up of a set of optical elements comprising microstructures each modulated by a two-dimensional subwavelength diffraction grating, with a first constant pitch in one dimension and a second constant pitch in the other dimension but different from the first pitch.
- the microstructures are for example microlenses.
- the diffraction grating is concentric or pseudo-concentric in one dimension, with a pitch between 280 nm and 320 nm and the diffraction grating is pseudo-radial in the other dimension, with a pitch between example between 230 nm and 270 nm.
- the second reflective layer is for example metallic, configured to generate a plasmonic resonance.
- Image 410 illustrates an observation around direct reflection.
- the salamander is visible with a first color, for example a violet color.
- Positions 411 and 412 correspond to an observation of pattern 401 during an up/down tilt.
- Positions 413 and 414 correspond to an observation of the pattern during a left/right tilt.
- the salamander is then visible with a second color, for example a blue color. This is explained because positions 413/414 and 411/412 locally have a different 2D network step and therefore a different color.
- FIG. 4B illustrates a colored visual effect of the security optical component illustrated in FIG. 4A, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
- the salamander appears with the first color (violet) in specular reflection (position 420) and in up/down tilt (positions 421, 422) and appears with a second color (blue) when the component undergoes a tilt to the left or to the right (positions 423, 424).
- FIG. 5 illustrates a colored visual effect of a second example of a security optical component according to the present description, observed by an observer in specular reflection (510) and in 4 tilt positions left/right (513/514), up/down (511/512).
- the security optical component comprises first diffractive structures in accordance with the present description and second diffractive structures.
- the first diffractive structures of the security optical component form a macroscopic pattern 501 recognizable to the naked eye by an observer, namely a vertical strip interrupted with oblique segments 502.
- the first diffractive structures consist for example of a set of optical elements, each optical element comprising a microstructure modulated by a concentric or pseudo-concentric sub-wavelength diffraction grating, with a constant first pitch, for example between 260 nm and 320 nm.
- the microstructures are subsets of facets, for example axicons with a number of facets between 4 and 12.
- the second diffractive structures of the security optical component generate said oblique segments 502.
- the second diffractive structures comprise, for example, optical elements with microstructures similar to those of the first diffractive structures but each modulated by a linear subwavelength diffraction grating, with a second constant pitch, different from the first pitch.
- the linear diffraction grating has a grating vector parallel to the main direction of the bands 501 and a pitch between 330 nm and 370 nm.
- the second reflective layer is for example a high index layer configured for the observation of guided mode resonances.
- Position 510 corresponds to an observation of the pattern around the direct reflection.
- the background 501 is visible with a first color, for example a purple color while the oblique segments are visible at another color, due to the difference in pitch, for example a red color.
- Positions 511 and 512 correspond to an observation of the pattern during an up/down tilt. We observe a stability of the color of the whole.
- Positions 513 and 514 correspond to an observation of the pattern during a left/right tilt.
- a variation of the color is observed only for the background 501: when the component is tilted from left to right, the background 501 changes color and becomes cyan while the oblique segments 502 remain red.
- variable colored effect is preserved for the first diffractive structures (background 501) but the oblique segments become green.
- FIG. 6A illustrates a colored visual effect of a third example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
- a first diffractive structure of the security optical component has an outline configured to generate a macroscopic pattern 601 recognizable to the naked eye by an observer, namely a fire-breathing salamander, as in the example of FIG. 4 A, FIG. 4B.
- a second diffractive structure of the security optical component has an outline configured to generate a macroscopic pattern 602 recognizable to the naked eye by an observer, namely a seashell.
- the first diffractive structure consists of a set of optical elements comprising, for example, microlenses modulated by a pseudoradial diffraction grating, with a constant first pitch, for example a pitch between approximately 330 nm and approximately 370 nm.
- the second diffractive structure consists of a set of optical elements comprising, for example, microlenses identical to those of the first diffractive structure, modulated by a concentric sub-length diffraction grating, with a second constant pitch substantially identical to the first pitch.
- the second reflective layer is for example a high index layer configured for the observation of guided mode resonances.
- Image 610 illustrates an observation around direct reflection.
- the salamander is visible with a first color, for example a green color while the shell is visible with a second color, for example a red color.
- Positions 611 and 612 correspond to an observation of the pattern 601 during an up/down tilt.
- first color for example the green color for the salamander and the red color for the shell
- Positions 613 and 614 correspond to an observation of the pattern during a left/right tilt.
- the salamander is then visible with the second color, for example a red color while the shell is visible with the first color, for example the green color.
- FIG. 6B illustrates a colored visual effect of the safety optical component shown in FIG. 6A, observed by an observer in reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
- the salamander appears with the first color (green) in specular reflection (position 620) and in up/down tilt (positions 621, 622) and appears with a second color (red) when the component is tilted to the left or right (positions 623, 624).
- the shell appears with the second color (red) in specular reflection (position 620) and in up/down tilt (positions 621, 622) and appears with the first color (green) when the component is tilted to the left or right (positions 623, 624).
- this configuration allows to obtain a color permutation between the Up/Down and Right/Left tilt effect i.e. the colors of the salamander and the shell permute between the two tilt axes.
- authentication could also be performed by an imaging device.
- FIG. 7A illustrates a first example of an arrangement of optical elements OEi in a security optical component according to the present description.
- the optical elements (OEi, OE2, etc.) are identical, and have a square-shaped outline to facilitate the arrangement.
- the optical elements each comprise a microstructure, respectively referenced Mi, M2, modulated by a subwavelength diffraction grating respectively referenced Gi, G2.
- each microstructure comprises a set of facets (in solid lines), only a few facets being represented in FIG. 7A.
- the set of facets is modulated by a concentric diffraction grating, the concentric grating lines being represented in dotted lines, only a few grating lines being represented.
- FIG. 7B illustrates a second example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present description.
- the optical elements comprise, as in the previous example, a microstructure comprising a set of concentric facets modulated by a concentric diffraction grating.
- the optical elements have a hexagonal-shaped outline. It is thus possible to have a greater number of optical elements per unit area compared to a square mesh.
- FIG. 7C illustrates a third example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present description, the optical elements having a rectangular-shaped outline.
- Such an arrangement makes it possible to maximize the observation dynamics or the intensity of the color, for example in an up/down tilt.
- FIG. 8 illustrates an example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, with different optical elements OEi and OE2.
- the optical elements OEi are for example identical to those illustrated in FIG. 7B while the optical elements OE2 comprise a similar microstructure (not shown in order not to clutter the drawing) but with a pseudoradial diffraction grating.
- Such an arrangement makes it possible to create composite colors by mixing several optical elements.
- FIG. 9 illustrates another example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, with optical elements OEi and OE2 similar to the optical elements OEi and OE2 illustrated in FIG. 8 but with a particular arrangement.
- a gradual evolution of the density of OEi and OE2 makes it possible to create a component offering a gradual transition of colors.
- a first step includes the design of said at least one first diffractive structure according to the methods described above, and any other structures. This is followed by a step of recording an original copy, also called an optical master.
- the optical master is, for example, an optical medium on which the structure(s) are formed.
- the optical master can be formed by electronic or optical lithography methods known in the state of the art.
- the optical master is produced by etching a resist sensitive to electromagnetic radiation using an electron beam.
- the structure having the first pattern modulated by the second pattern can be etched in a single step.
- an optical lithography (or photolithography) technique can be used.
- the optical master is in this example a photosensitive resin plate and the origination step is carried out by one or more exposures of the plate by projections of masks, of the phase mask type and/or of the amplitude mask type, followed by development in an appropriate chemical solution.
- a first exposure is carried out by projection of amplitude masks whose transmission coefficients are adapted so that, after development, a relief corresponding to the microstructures is formed, in the regions in which the microstructures are provided.
- a second exposure is carried out, for example according to optical lithography methods known to those skilled in the art, for example two-photon lithography, to record the diffraction grating which modulates each microstructure. Similar steps can be provided to generate other reliefs, such as for example a second diffraction grating in other regions.
- the order of formation of microstructures and diffraction gratings is arbitrary and can be modified.
- the development stage is carried out. In this way, an optical master comprising a first diffractive structure conforming to the present description is obtained after development.
- the step of metal copying of the optical master can then be carried out, for example by electroplating, as mentioned above, in order to obtain the replication matrix or metal “master”.
- a step of matrix duplication of the metal master can be carried out to obtain a large-scale production tool suitable for replicating the structure in industrial quantities.
- the manufacture of the optical security component then includes a replication step.
- the replication can be carried out by stamping (by hot embossing of the dielectric material) of the first layer 113 (FIGS. 1 A, 1B) in dielectric material with a refractive index of ni, for example a low index layer, typically a stamping varnish a few microns thick.
- the layer 113 is advantageously carried by the support film 111, for example a film of 12 pm to 100 pm in polymer material, for example PET (polyethylene terephthalate).
- the replication can also be carried out by molding the stamping varnish layer before drying then UV crosslinking ("UV casting"). Replication by UV crosslinking makes it possible in particular to reproduce structures having a large depth range and makes it possible to obtain better fidelity in the replication.
- any other high-resolution replication method known from the prior art may be used in the replication step.
- the deposition on the layer thus embossed of all the other layers for example the reflective layer 114, the dielectric material layer 115 (optional), the security layer 116 (optional) which can be deposited uniformly or selectively to represent a new pattern and the glue or varnish type layer (117, 118) by a coating process.
- optical security component according to the invention and the method of manufacturing said component comprise different variants, modifications and improvements which will be obvious to those skilled in the art, it being understood that these different variants, modifications and improvements are part of the scope of the invention as defined by the claims which follow.
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
Composants optiques de sécurité, fabrication de tels composants et objets sécurisés équipés de tels composants Security optical components, manufacture of such components and secure objects equipped with such components
Domaine technique de l'invention Technical field of the invention
La présente description concerne le domaine du marquage de sécurité. Plus particulièrement, elle se rapporte à des composants optiques de sécurité pour vérifier l’authenticité d’un objet, par exemple un produit ou un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque, à un procédé de fabrication d’un tel composant et à un objet sécurisé équipé d’un tel document. Notamment, la présente description se rapporte à des composants optiques de sécurité pour vérifier l’authenticité d’un objet à l’œil nu ou au moyen d’un dispositif optique d’imagerie. The present description relates to the field of security marking. More particularly, it relates to optical security components for verifying the authenticity of an object, for example a product or a valuable document, for example an identity document or a banknote, to a method for manufacturing such a component and to a secure object equipped with such a document. In particular, the present description relates to optical security components for verifying the authenticity of an object with the naked eye or by means of an optical imaging device.
État de la technique State of the art
On connaît de nombreuses technologies pour l’authentification de documents ou de produits, et notamment pour la sécurisation de documents tels que des documents de valeur, des documents de type billets de banque, passeports ou autres documents d’identification. Ces technologies visent à la production de composants optiques de sécurité dont les effets optiques en fonction des paramètres d’observation (orientation du composant par rapport à l’axe d’observation, position et dimensions de la source lumineuse, etc.) prennent des configurations très caractéristiques et vérifiables. Le but général de ces composants optiques est de fournir des effets optiques nouveaux et différenciés, à partir de configurations physiques difficilement reproductibles. Parmi ces composants, on appelle DOVID pour "Diffractive Optical Variable Image Device", les composants optiques produisant des images diffractives et variables que l'on appelle communément les hologrammes. There are many known technologies for authenticating documents or products, and in particular for securing documents such as valuable documents, documents such as bank notes, passports or other identification documents. These technologies aim at producing optical security components whose optical effects, depending on the observation parameters (orientation of the component relative to the observation axis, position and dimensions of the light source, etc.), take on very characteristic and verifiable configurations. The general aim of these optical components is to provide new and differentiated optical effects, from physical configurations that are difficult to reproduce. Among these components, DOVID stands for "Diffractive Optical Variable Image Device", the optical components producing diffractive and variable images that are commonly called holograms.
On s’intéresse dans la présente description à des composants optiques de sécurité présentant des effets optiques colorés remarquables en réflexion ainsi qu’à des composants optiques de sécurité présentant des effets optiques colorés remarquables à la fois en réflexion et en transmission. The present description concerns security optical components exhibiting remarkable colored optical effects in reflection as well as security optical components exhibiting remarkable colored optical effects in both reflection and transmission.
Le contrôle en transmission est notamment utilisé dans les documents de valeur, par exemple les billets de banque présentant à cette fin une zone évidée et/ou partiellement transparente ou les passeports dont une page des données relatives au porteur est pourvue d’une fenêtre transparente. Le composant optique de sécurité peut se présenter par exemple sous forme d’un fil de sécurité, d’une piste de sécurité, ou d’un « patch », destiné à être en vue de dessus, au moins partiellement superposé sur la zone de transparence, et pouvant se positionner en surface ou dans l’épaisseur du document. Transmission control is used in particular in valuable documents, for example banknotes having for this purpose a recessed and/or partially transparent area or passports of which a page of data relating to the bearer is provided with a transparent window. The optical security component may be in the form, for example, of a security thread, a security track, or a "patch", intended to be seen from above, at least partially superimposed on the transparency area, and which can be positioned in surface or in the thickness of the document.
On connaît par exemple des composants optiques de sécurité observables en réflexion et en transmission, qui mettent enjeu des mécanismes de résonance dans une couche en matériau diélectrique. De tels composants optiques de sécurité sont décrits par exemple dans la demande de brevet EP 2264491 [Réf. 1] ou dans l’article de M.T. Gale et al. [Réf. 2] et sont connus sous le nom de filtres diffractifs à l’ordre zéro (ZOF) ou filtres résonants de modes guidés. Le mécanisme physique est basé sur une réflexion résonante d’un mode guidé dans la couche diélectrique, par exemple une couche de haut indice. Des effets colorés remarquables sont visibles en réflexion et en transmission. En particulier, lorsqu’ils sont éclairés par exemple avec une lumière polychromatique non polarisée, les filtres diffractifs à l’ordre zéro (ZOF) peuvent présenter des effets de couleur caractéristiques et différenciés lorsqu’ils subissent une rotation azimutale et sont donc clairement identifiables. For example, optical security components are known that can be observed in reflection and transmission, which involve resonance mechanisms in a layer of dielectric material. Such optical security components are described, for example, in patent application EP 2264491 [Ref. 1] or in the article by M.T. Gale et al. [Ref. 2] and are known as zero-order diffractive filters (ZOFs) or guided mode resonant filters. The physical mechanism is based on a resonant reflection of a guided mode in the dielectric layer, for example a high-index layer. Remarkable colour effects are visible in reflection and transmission. In particular, when illuminated, for example, with unpolarised polychromatic light, zero-order diffractive filters (ZOFs) can exhibit characteristic and differentiated colour effects when they undergo an azimuthal rotation and are therefore clearly identifiable.
On connaît également des composants optiques de sécurité à résonance plasmonique qui présentent, en réflexion ou en transmission, des effets optiques colorés remarquables. La demande de brevet publiée W02013060817 [Réf. 3] décrit par exemple un composant optique de sécurité destiné à être observé dans le visible, en réflexion directe. Le composant optique de sécurité décrit dans [Réf. 3] comprend une couche métallique continue formant avec une couche en matériau diélectrique une interface métal - diélectrique, la couche métallique présentant une épaisseur suffisante pour permettre la réflexion de la lumière incidente sur l’interface. La couche métallique est structurée au niveau de l’interface pour former, dans une première zone de couplage, deux ensembles d’ondulations qui s’étendent selon deux directions et forment un réseau de couplage à deux dimensions, de périodes sublongueur d’onde selon chacune des directions. Dans un tel composant optique de sécurité, on observe des effets de variation de couleur originaux et contrastés, notamment par rotation azimutale du composant. Ces effets remarquables peuvent s’expliquer par des effets de résonance plasmonique à l’interface métal-diélectrique, qui permettent la réalisation d’un filtre en réflexion coupe bande, variable en fonction des conditions d’observation. Plasmon resonance security optical components are also known which exhibit, in reflection or transmission, remarkable colored optical effects. The published patent application WO2013060817 [Ref. 3] describes for example an optical security component intended to be observed in the visible, in direct reflection. The optical security component described in [Ref. 3] comprises a continuous metal layer forming with a layer of dielectric material a metal-dielectric interface, the metal layer having a thickness sufficient to allow the reflection of the incident light on the interface. The metal layer is structured at the interface to form, in a first coupling zone, two sets of undulations which extend in two directions and form a two-dimensional coupling network, of subwavelength periods in each of the directions. In such an optical security component, original and contrasting color variation effects are observed, in particular by azimuthal rotation of the component. These remarkable effects can be explained by plasmonic resonance effects at the metal-dielectric interface, which allow the creation of a band-cut reflection filter, variable depending on the observation conditions.
La demande de brevet publiée WO2020229415 [réf. 4] décrit également un composant optique de sécurité destiné à être observé dans le visible, en réflexion directe. Dans cet exemple, une première couche en matériau diélectrique, une deuxième couche en matériau diélectrique et une couche métallique forment une double interface diélectrique-diélectrique- métal, comprenant une interface diélectrique-diélectrique et une interface diélectri que-métal, et structurée pour former un réseau de couplage à deux dimensions avec des périodes sublongueurs d’onde. Il en résulte une résonance plasmonique dans une première bande spectrale de résonance et une résonance plasmonique hybride, dans une deuxième bande spectrale de résonance différente de ladite première bande spectrale. The published patent application WO2020229415 [ref. 4] also describes a security optical component intended to be observed in the visible, in direct reflection. In this example, a first layer of dielectric material, a second layer of dielectric material and a metal layer form a double dielectric-dielectric-metal interface, comprising a dielectric-dielectric interface and a dielectric-metal interface, and structured to form a two-dimensional coupling network with subwavelength periods. This results in a plasmonic resonance in a first spectral band resonance and a hybrid plasmonic resonance, in a second resonance spectral band different from said first spectral band.
Les composants optiques de sécurité décrits dans les références précitées, mettant en œuvre des effets de résonance de modes guidés ou des effets de résonance plasmonique, sont des filtres colorés à l’ordre zéro c’est-à-dire qu’ils s’observent en réflexion directe. The optical security components described in the aforementioned references, implementing guided mode resonance effects or plasmonic resonance effects, are zero-order colored filters, i.e. they are observed in direct reflection.
A noter qu’il est connu également des composants optiques de sécurité à résonance plasmonique qui agissent comme des filtres colorés et présentent, en transmission, des effets optiques colorés remarquables. De tels composants sont décrits par exemple dans la demande de brevet US2010/0307705 [Réf. 5] ou dans la demande de brevet publiée WO2012136777 [Réf. 6], It should be noted that plasmon resonance security optical components are also known which act as colour filters and exhibit, in transmission, remarkable coloured optical effects. Such components are described for example in patent application US2010/0307705 [Ref. 5] or in published patent application WO2012136777 [Ref. 6],
Il est connu de générer à partir des filtres colorés ainsi décrits des effets visuels plus complexes, notamment des effets visuels dynamiques, afin de générer un contrôle d’authentification supplémentaire. It is known to generate more complex visual effects from the color filters thus described, in particular dynamic visual effects, in order to generate an additional authentication check.
Ainsi, à titre d’exemple, la demande de brevet publiée WO2015154943 [Réf. 7] décrit un composant optique de sécurité comprenant une structure diffractive gravée sur une couche en matériau diélectrique. La structure présente un premier motif comprenant un bas-relief avec un premier ensemble de facettes dont les formes sont déterminées pour simuler une série d’éléments optiques cylindriques concaves ou convexes, visibles en réflexion. Le premier motif est modulé par un deuxième motif formant un réseau sub longueur d'onde et configuré pour générer, après dépôt d’une couche en matériau diélectrique et encapsulation de la structure, un filtre résonant de modes guidés (ZOF). Un tel composant optique de sécurité présente un effet visuel dynamique de bandes lumineuses de couleurs différentes et défilantes dans des directions opposées lorsqu’il subit une rotation en tilt autour d’un axe parallèle à l’une des directions principales des éléments cylindriques. Par ailleurs, des changements de couleur peuvent être observés lors d’une rotation azimutale du composant. Thus, by way of example, the published patent application WO2015154943 [Ref. 7] describes an optical security component comprising a diffractive structure etched on a layer of dielectric material. The structure has a first pattern comprising a bas-relief with a first set of facets whose shapes are determined to simulate a series of concave or convex cylindrical optical elements, visible in reflection. The first pattern is modulated by a second pattern forming a subwavelength grating and configured to generate, after deposition of a layer of dielectric material and encapsulation of the structure, a guided mode resonant filter (ZOF). Such an optical security component has a dynamic visual effect of light bands of different colors and scrolling in opposite directions when it undergoes a tilt rotation around an axis parallel to one of the main directions of the cylindrical elements. Furthermore, color changes can be observed during an azimuthal rotation of the component.
Ainsi, les mécanismes de résonance dans les composants optiques de sécurité, dont certains sont décrits à titre d’exemples dans les références précitées, sont connus pour les effets optiques remarquables qu’ils produisent. Ajouté au fait que de tels composants optiques de sécurité comprennent des structures difficilement reproductibles, il en résulte qu’ils constituent d’excellents candidats dans le domaine du marquage de sécurité. Thus, resonance mechanisms in security optical components, some of which are described as examples in the aforementioned references, are known for the remarkable optical effects they produce. Added to the fact that such security optical components comprise structures that are difficult to reproduce, it follows that they constitute excellent candidates in the field of security marking.
La présente demande décrit un composant optique de sécurité qui met en œuvre également de tels mécanismes de résonance et dont la structure originale permet d’obtenir des effets visuels originaux par rapport à ceux connus de l’état de l’art, permettant une authentification encore plus sûre. Résumé de l’invention The present application describes an optical security component which also implements such resonance mechanisms and whose original structure makes it possible to obtain original visual effects compared to those known from the state of the art, allowing even more secure authentication. Summary of the invention
Dans la présente description, le terme « comprendre » signifie la même chose que « inclure », « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non décrits ou représentés. En outre, dans la présente description, le terme « environ » ou « sensiblement » signifie la même chose que « présentant une marge inférieure et/ou supérieure à 10%, par exemple 5% », de la valeur respective. In this description, the term “include” means the same as “include”, “contain”, and is inclusive or open and does not exclude other elements not described or shown. Furthermore, in this description, the term “approximately” or “substantially” means the same as “having a margin less than and/or more than 10%, for example 5%”, of the respective value.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un composant optique de sécurité pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque. According to a first aspect, the invention relates to an optical security component for securing an object, for example a valuable document, for example an identity document or a bank note.
Le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend: une première couche en matériau diélectrique, transparente dans le visible, présentant un premier indice de réfraction; au moins une première structure diffractive gravée sur ladite première couche ; et une deuxième couche, recouvrant au moins en partie ladite première structure diffractive, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible ; et dans lequel : ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques adjacents les uns aux autres, chaque élément optique présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm et comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde avec un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 500 nm, tels que : ladite microstructure est configurée pour dévier un faisceau lumineux incident et est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant; ledit-réseau de diffraction sub longueur d’onde est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe et est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche, un effet coloré. The optical security component according to the first aspect comprises: a first layer of dielectric material, transparent in the visible, having a first refractive index; at least one first diffractive structure etched on said first layer; and a second layer, at least partially covering said first diffractive structure, and having a spectral band of reflection in the visible; and wherein: said first diffractive structure is made up of a set of optical elements adjacent to each other, each optical element having a maximum dimension less than approximately 300 pm and comprising a microstructure modulated by a subwavelength diffraction grating with one or more steps between approximately 150 nm and approximately 500 nm, such that: said microstructure is configured to deflect an incident light beam and is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a first axis substantially perpendicular to a plane of the component; said subwavelength diffraction grating is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a second axis substantially coincident with said first axis and is configured to produce, after deposition of the second layer, a colored effect.
Dans la présente description, une couche transparente dans le visible est définie comme une couche présentant une transmission d’au moins 70%, de préférence au moins 80% pour une longueur d’onde comprise dans le visible, c’est-à-dire une longueur d’onde comprise entre environ 400 nm et environ 800 nm. Une couche ainsi transparente rend possible une observation à l’œil nu des couches situées sous la couche transparente. In the present description, a layer transparent in the visible is defined as a layer having a transmission of at least 70%, preferably at least 80% for a wavelength included in the visible, that is to say a wavelength between approximately 400 nm and approximately 800 nm. A layer thus transparent makes it possible to observe with the naked eye the layers located under the transparent layer.
Dans la présente description, ladite microstructure est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle donné inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant ; cela signifie qu’une rotation de ladite microstructure autour dudit premier axe avec ledit angle génère une microstructure qui se superpose sensiblement à la microstructure avant rotation azimutale. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit angle est inférieur à environ 60°, avantageusement inférieur à environ 45°. Dans des exemples de réalisation, ladite microstructure est sensiblement à symétrie de révolution autour dudit premier axe, qui constitue un axe de symétrie. In the present description, said microstructure is substantially invariant by azimuthal rotation of a given angle less than 90° around a first substantially perpendicular axis. to a plane of the component; this means that a rotation of said microstructure about said first axis with said angle generates a microstructure which substantially superimposes on the microstructure before azimuthal rotation. According to one or more exemplary embodiments, said angle is less than approximately 60°, advantageously less than approximately 45°. In exemplary embodiments, said microstructure is substantially rotationally symmetrical about said first axis, which constitutes an axis of symmetry.
De façon connue, dans le cas où un objet ou un système physique est invariant par toute rotation arbitraire d'un angle quelconque autour d'un axe, on parle de symétrie continue. Dans ce cas on dit simplement que le système admet un axe de symétrie, sans autre précision. Il existe aussi des objets ou des systèmes dans lequel il n'y a symétrie autour de l'axe que pour certaines valeurs de l'angle de rotation. Ce type de symétrie par rotation est dite discrète par opposition au cas précédent. Plus précisément, un axe de symétrie d'ordre n est tel que le système est invariant par toute rotation d'un angle 27t/n, avec n entier positif. Bien entendu, lorsqu’un objet ou structure physique est invariant par une rotation d'un angle 27t/n, il est invariant par rotation de tout angle multiple de 27t/n. Ainsi, dans la présente description, on pourra décrire de façon générale la microstructure comme une microstructure symétrique d’ordre n autour dudit premier axe, avec n supérieur ou égal à 4. Quand n est très grand, la microstructure se rapproche d’une microstructure à symétrie de révolution. As is well known, in the case where a physical object or system is invariant under any arbitrary rotation of any angle around an axis, we speak of continuous symmetry. In this case we simply say that the system admits an axis of symmetry, without further precision. There are also objects or systems in which there is symmetry around the axis only for certain values of the angle of rotation. This type of rotational symmetry is called discrete in contrast to the previous case. More precisely, an axis of symmetry of order n is such that the system is invariant under any rotation of an angle 27t/n, with n a positive integer. Of course, when a physical object or structure is invariant under a rotation of an angle 27t/n, it is invariant under rotation of any angle multiple of 27t/n. Thus, in the present description, the microstructure can be generally described as a symmetrical microstructure of order n around said first axis, with n greater than or equal to 4. When n is very large, the microstructure approaches a microstructure with symmetry of revolution.
Dans la présente description, ledit réseau de diffraction est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe ; cela signifie qu’une rotation azimutale d’une projection dans le plan du composant dudit réseau de diffraction autour dudit deuxième axe, avec ledit angle, génère un réseau de diffraction qui se superpose sensiblement au réseau de diffraction avant rotation azimutale. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit angle est inférieur à environ 60°, avantageusement inférieur à environ 45°. Dans des exemples de réalisation, ledit réseau de diffraction est sensiblement à symétrie de révolution autour dudit deuxième axe. In the present description, said diffraction grating is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle of less than 90° about a second axis substantially coincident with said first axis; this means that an azimuthal rotation of a projection in the plane of the component of said diffraction grating about said second axis, with said angle, generates a diffraction grating which substantially superimposes on the diffraction grating before azimuthal rotation. According to one or more exemplary embodiments, said angle is less than approximately 60°, advantageously less than approximately 45°. In exemplary embodiments, said diffraction grating is substantially rotationally symmetrical about said second axis.
Ainsi, comme expliqué précédemment, le réseau de diffraction peut être invariant par toute rotation arbitraire d'un angle quelconque autour dudit deuxième axe et le réseau est à symétrie de révolution autour dudit deuxième axe. Dans la présente description, on pourra décrire de façon générale le réseau de diffraction comme un réseau de diffraction symétrique d’ordre n autour dudit deuxième axe, avec n supérieur ou égal à 4, c’est-à-dire qu’une rotation azimutale d’une projection dans le plan du composant dudit réseau de diffraction autour dudit deuxième axe, avec un angle égal à 27t/n ou tout multiple de cet angle, génère un réseau de diffraction qui se superpose sensiblement au réseau de diffraction avant rotation azimutale. Le composant optique selon le premier aspect est remarquable notamment en ce qu’il permet de générer une texture (les éléments optiques sont chacun invisibles à l’œil nu) qui présente un effet optique coloré original, à savoir un effet coloré, par exemple un effet coloré variable avec un ou plusieurs mouvements de tilt, cet effet coloré étant conservé sous l’effet d’une rotation azimutale. Thus, as explained above, the diffraction grating may be invariant to any arbitrary rotation of any angle about said second axis and the grating is rotationally symmetrical about said second axis. In the present description, the diffraction grating may be generally described as a symmetrical diffraction grating of order n about said second axis, with n greater than or equal to 4, i.e. an azimuthal rotation of a projection in the plane of the component of said diffraction grating about said second axis, with an angle equal to 27t/n or any multiple of this angle, generates a diffraction grating which substantially superimposes on the diffraction grating before azimuthal rotation. The optical component according to the first aspect is remarkable in particular in that it makes it possible to generate a texture (the optical elements are each invisible to the naked eye) which presents an original colored optical effect, namely a colored effect, for example a variable colored effect with one or more tilt movements, this colored effect being preserved under the effect of an azimuthal rotation.
Pour une authentification à l’œil nu, on pourra ainsi observer une première couleur stable ou variable lors d’un mouvement de basculement (ou tilt) droite/gauche et/ou haut/bas et/ou une deuxième couleur stable ou variable lors d’un mouvement de basculement (ou tilt) droite/gauche et/ou haut/bas, mais quel que soit l’effet coloré observé lors d’un mouvement de basculement (ou tilt) droite/gauche et/ou haut/bas, ce même effet coloré sera observé après rotation azimutale. Cette conservation de l’effet coloré par rotation azimutale permet de faciliter encore le contrôle. En pratique, la conservation de l’effet coloré sera obtenue pour au moins un angle de rotation azimutale compris entre environ 30° et environ 150°, avantageusement entre environ 60° et environ 120°. For authentication with the naked eye, a first stable or variable color can thus be observed during a right/left and/or up/down tilt movement and/or a second stable or variable color during a right/left and/or up/down tilt movement, but whatever the colored effect observed during a right/left and/or up/down tilt movement, this same colored effect will be observed after azimuthal rotation. This conservation of the colored effect by azimuthal rotation makes it even easier to control. In practice, the conservation of the colored effect will be obtained for at least one azimuthal rotation angle of between approximately 30° and approximately 150°, advantageously between approximately 60° and approximately 120°.
Dans la présente description, on appelle rotation azimutale du composant optique de sécurité, un mouvement de rotation du composant autour d’un axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant. In this description, azimuthal rotation of the optical security component is a rotational movement of the component around an axis substantially perpendicular to a plane of the component.
On appelle basculement, ou tilt, un mouvement de rotation du composant autour d’un axe compris dans un plan du composant. Du point de vue d’un utilisateur, on peut définir un plan d’incidence de la lumière qui comprend un axe d’éclairage du composant et un axe d’observation. Un basculement (ou tilt) droite/gauche est un mouvement de rotation autour d’un axe compris dans le plan du composant et dans le plan d’incidence et un basculement (ou tilt) haut/bas est un mouvement de rotation autour d’un axe compris dans le plan du composant et perpendiculaire au plan d’incidence. A tilt is a rotational movement of the component around an axis included in a plane of the component. From a user's point of view, a plane of incidence of the light can be defined which includes an axis of illumination of the component and an axis of observation. A right/left tilt is a rotational movement around an axis included in the plane of the component and in the plane of incidence and an up/down tilt is a rotational movement around an axis included in the plane of the component and perpendicular to the plane of incidence.
Cet effet technique résulte de la structure originale du composant optique de sécurité dans lequel un réseau sub longueur d’onde, invariant par rotation, est centré sur chacune des microstructures, également invariante par rotation et modulée par ledit réseau. This technical effect results from the original structure of the optical security component in which a sub-wavelength grating, invariant by rotation, is centered on each of the microstructures, also invariant by rotation and modulated by said grating.
Contrairement aux composants optiques de sécurité de l’état de l’art mettant en œuvre des effets résonnants qui produisent des effets colorés qui peuvent seulement être observés en réflexion directe, on peut par ailleurs obtenir, dans des exemples de réalisation de composants optiques de sécurité selon le premier aspect, une stabilité de couleur en tilt dans de larges plages angulaires. In contrast to state-of-the-art optical security components implementing resonant effects that produce colored effects that can only be observed in direct reflection, it is also possible to achieve, in exemplary embodiments of optical security components according to the first aspect, color stability in tilt over wide angular ranges.
Par ailleurs, comme le composant optique de sécurité forme une texture avec des microstructures invisibles à l’œil nu, il est possible de générer n’importe quel motif macroscopique visible à l’œil nu et facilement reconnaissable simplement en donnant un contour correspondant à la première structure diffractive. Furthermore, as the security optical component forms a texture with microstructures invisible to the naked eye, it is possible to generate any pattern macroscopic visible to the naked eye and easily recognizable simply by giving an outline corresponding to the first diffractive structure.
Ainsi, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite première structure diffractive présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique reconnaissable à l’œil nu par un observateur. Thus, according to one or more exemplary embodiments, said first diffractive structure has an outline configured to generate a macroscopic pattern recognizable to the naked eye by an observer.
Ledit motif macroscopique présente une dimension minimale supérieure à 500 pm, de préférence supérieure à 1 mm, de préférence supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 5 mm. Une telle dimension minimale permet de générer un motif reconnaissable à l’œil nu. Le composant optique selon le premier aspect présente également de nombreux avantages pour une authentification machine, c’est-à-dire au moyen d’un dispositif optique d’imagerie, fixe ou portable, par rapport aux composants de l’état de l’art. D’une part, on pourra simplement constater la conservation par rotation azimutale d’un effet coloré variable en tilt. D’autre part, la conservation par rotation azimutale de l’effet coloré variable, permet de limiter l’imprécision de positionnement lors d’un contrôle d’authentification de l’effet coloré. Les conditions du contrôle d’authentification sont ainsi facilitées. Said macroscopic pattern has a minimum dimension greater than 500 pm, preferably greater than 1 mm, preferably greater than 2 mm, preferably greater than 5 mm. Such a minimum dimension makes it possible to generate a pattern recognizable to the naked eye. The optical component according to the first aspect also has many advantages for machine authentication, i.e. by means of a fixed or portable optical imaging device, compared to the components of the state of the art. On the one hand, it will be possible to simply note the conservation by azimuthal rotation of a variable colored effect in tilt. On the other hand, the conservation by azimuthal rotation of the variable colored effect makes it possible to limit the positioning imprecision during an authentication check of the colored effect. The conditions of the authentication check are thus facilitated.
Dans un composant optique de sécurité selon la présente description, ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques adjacents les uns aux autres, chaque élément optique comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, un nombre d’éléments optiques de ladite première structure diffractive est compris entre environ 300 et environ 40 000. Ce nombre est par exemple approprié pour des éléments optiques de dimension maximale comprise entre environ 50 pm et environ 200 pm, par exemple entre environ 70 pm et environ 150 pm, pour faire une structure diffractive dont la surface est comprise entre environ 200 mm2 et environ 800 mm2, ce qui correspond par exemple à des surfaces de fils de sécurité, de pistes ou de patchs. In a security optical component according to the present description, said first diffractive structure consists of a set of optical elements adjacent to each other, each optical element comprising a microstructure modulated by a diffraction grating. According to one or more exemplary embodiments, a number of optical elements of said first diffractive structure is between approximately 300 and approximately 40,000. This number is for example suitable for optical elements with a maximum dimension of between approximately 50 pm and approximately 200 pm, for example between approximately 70 pm and approximately 150 pm, to make a diffractive structure whose surface area is between approximately 200 mm 2 and approximately 800 mm 2 , which corresponds for example to surfaces of security wires, tracks or patches.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, chaque élément optique présente un contour de forme donnée choisir parmi : une forme circulaire, une forme rectangulaire, par exemple une forme carrée, une forme hexagonale. De telles formes peuvent permettre un agencement des éléments optiques qui optimise le nombre d’éléments optiques sur une surface donnée. According to one or more exemplary embodiments, each optical element has a contour of a given shape chosen from: a circular shape, a rectangular shape, for example a square shape, a hexagonal shape. Such shapes can allow an arrangement of the optical elements which optimizes the number of optical elements on a given surface.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les éléments optiques sont agencés selon un arrangement régulier présentant une maille hexagonale, ce qui permet de rendre maximal le nombre d’éléments optiques sur une surface donnée. D’autres mailles sont possibles, par exemple une maille rectangulaire ou une maille carrée. According to one or more exemplary embodiments, the optical elements are arranged in a regular arrangement having a hexagonal mesh, which makes it possible to maximize the number of optical elements on a given surface. Other meshes are possible, for example a rectangular mesh or a square mesh.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les éléments optiques de ladite première structure diffractive sont identiques. Dans d’autres exemples de réalisation, ils pourront être différents. Par exemple, ils pourront comprendre des microstructures modulées par des réseaux de diffraction différents. Dans des exemples de réalisation, ils pourront comprendre des microstructures différentes. According to one or more exemplary embodiments, the optical elements of said first diffractive structure are identical. In other exemplary embodiments, they may be different. For example, they may comprise microstructures modulated by different diffraction gratings. In exemplary embodiments, they may comprise different microstructures.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les microstructures comprennent des microlentilles, par exemple des microlentilles sphériques ou asphériques. According to one or more exemplary embodiments, the microstructures comprise microlenses, for example spherical or aspherical microlenses.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les microstructures comprennent des sous- ensembles de facettes comprenant chacun une pluralité de facettes. According to one or more exemplary embodiments, the microstructures comprise subsets of facets each comprising a plurality of facets.
Dans des exemples de réalisation, les facettes sont sensiblement à symétrie de révolution et sont agencées de façon concentrique ou pseudo-concentriques (par exemple en forme de spirale) autour dudit premier axe. Dans d’autres exemples de réalisation, les facettes sont assimilables à des segments de droite dont la quantité et les dimensions sont liées à l’angle d’invariance par rotation azimutale de la microstructure ; par exemple en vue de dessus les facettes pourraient présenter une forme polygonale régulière, par exemple une forme hexagonale ou octogonale. In exemplary embodiments, the facets are substantially rotationally symmetrical and are arranged concentrically or pseudo-concentrically (for example in a spiral shape) around said first axis. In other exemplary embodiments, the facets are similar to straight line segments whose quantity and dimensions are linked to the angle of invariance by azimuthal rotation of the microstructure; for example, when viewed from above, the facets could have a regular polygonal shape, for example a hexagonal or octagonal shape.
La pluralité de facettes est configurée pour former une microstructure permettant de dévier un faisceau incident. Chaque facette comprend une hauteur et une largeur données. The plurality of facets are configured to form a microstructure for deflecting an incident beam. Each facet has a given height and width.
Dans la présente description, on appelle « hauteur » d’une facette une distance entre un niveau le plus bas de la facette et un niveau le plus haut, la distance étant mesurée selon un axe perpendiculaire à un plan parallèle au plan du composant. In this description, the "height" of a facet is a distance between a lowest level of the facet and a highest level, the distance being measured along an axis perpendicular to a plane parallel to the plane of the component.
On appelle « largeur » d’une facette, une largeur de la couronne résultant de la projection de la facette dans un plan parallèle au plan du composant. The "width" of a facet is the width of the crown resulting from the projection of the facet in a plane parallel to the plane of the component.
Une largeur des facettes est avantageusement supérieure ou égale à environ 4 fois, avantageusement supérieure ou égale à environ 8 fois un pas du réseau de diffraction. La dimension minimale pourra donc être choisie en fonction de la période du réseau. Par exemple, une dimension minimale de la largeur des facettes est égale à environ 2 pm. A width of the facets is advantageously greater than or equal to approximately 4 times, advantageously greater than or equal to approximately 8 times a step of the diffraction grating. The minimum dimension can therefore be chosen according to the period of the grating. For example, a minimum dimension of the width of the facets is equal to approximately 2 pm.
Selon un ou plusieurs exemples, les facettes présentent une largeur comprise entre environ 2 pm et environ 100 pm, avantageusement entre environ 2 pm et environ 80 pm, avantageusement environ 4 pm et environ 40 pm. According to one or more examples, the facets have a width of between approximately 2 pm and approximately 100 pm, advantageously between approximately 2 pm and approximately 80 pm, advantageously approximately 4 pm and approximately 40 pm.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, l’ensemble des facettes ont une hauteur sensiblement identique. La hauteur des facettes est par exemple inférieure à environ 2 microns, avantageusement inférieure à environ 1 micron. Selon un ou plusieurs exemples, les facettes de l’ensemble des facettes présentent des hauteurs différentes. Dans ce cas cependant, les facettes présentent une hauteur maximale. Ladite hauteur maximale est par exemple inférieure à environ 2 microns, avantageusement inférieure à environ 1 micron. According to one or more exemplary embodiments, all of the facets have a substantially identical height. The height of the facets is for example less than approximately 2 microns, advantageously less than approximately 1 micron. According to one or more examples, the facets of all of the facets have different heights. In this case, however, the facets have a maximum height. Said maximum height is for example less than about 2 microns, preferably less than about 1 micron.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, l’ensemble des facettes présentent un niveau bas situé dans un même plan. Dans d’autres exemples de réalisation, les niveaux bas des facettes ne se trouvent pas dans le même plan. Dans le cas de facettes de hauteurs différentes, des points médians des facettes situés entre le niveau bas et le niveau haut peuvent par exemple se trouver dans un même plan. According to one or more exemplary embodiments, all of the facets have a low level located in the same plane. In other exemplary embodiments, the low levels of the facets are not located in the same plane. In the case of facets of different heights, midpoints of the facets located between the low level and the high level may for example be located in the same plane.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite valeur angulaire minimale de la pente d’une facette (en valeur absolue) est égale à environ 1°. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite valeur angulaire maximale de la pente d’une facette (en valeur absolue) est égale à environ 45°. Selon un ou plusieurs exemples, la valeur angulaire de la pente d’une facette (en valeur absolue) est comprise entre environ 1° et environ 30°, avantageusement entre environ 2° et environ 15°. According to one or more exemplary embodiments, said minimum angular value of the slope of a facet (in absolute value) is equal to approximately 1°. According to one or more exemplary embodiments, said maximum angular value of the slope of a facet (in absolute value) is equal to approximately 45°. According to one or more examples, the angular value of the slope of a facet (in absolute value) is between approximately 1° and approximately 30°, advantageously between approximately 2° and approximately 15°.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, chaque sous-ensemble de facettes comprend une pluralité de facettes, par exemple entre 2 facettes et environ 150 facettes, avantageusement entre 2 facettes et environ 50 facettes, avantageusement entre 3 et environ 50 facettes, par exemple entre 3 et 10 facettes. According to one or more embodiments, each subset of facets comprises a plurality of facets, for example between 2 facets and approximately 150 facets, advantageously between 2 facets and approximately 50 facets, advantageously between 3 and approximately 50 facets, for example between 3 and 10 facets.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, chaque sous-ensemble de facettes comprend une pluralité de facettes agencées de façon concentrique et l’agencement des facettes dans au moins une partie des sous-ensemble de facettes est tel que les facettes sont agencées avec des pentes variables et dont la variation est croissante en valeur absolue du centre du sous- ensemble de facettes vers le bord du sous-ensemble de facettes, alternativement décroissante en valeur absolue du centre du sous-ensemble de facettes vers le bord du sous-ensemble de facettes, le sous-ensemble de facettes formant une structure de type « lentille de Fresnel ». Chaque lentille de Fresnel présente un diamètre inférieur à 300 pm de telle sorte qu’elle n’est pas visible à l’œil nu. According to one or more exemplary embodiments, each subset of facets comprises a plurality of facets arranged concentrically and the arrangement of the facets in at least part of the subset of facets is such that the facets are arranged with variable slopes and the variation of which is increasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, alternately decreasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, the subset of facets forming a “Fresnel lens” type structure. Each Fresnel lens has a diameter of less than 300 pm such that it is not visible to the naked eye.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, chaque sous-ensemble de facettes comprend une pluralité de facettes agencées avec des pentes alternativement positives et négatives, variables, et dont la variation est croissante en valeur absolue du centre du sous-ensemble de facettes vers le bord dus sous-ensemble de facettes, alternativement décroissante en valeur absolue du centre du sous-ensemble de facettes vers le bord dus sous-ensemble de facettes, le sous-ensemble de facettes formant une structure que l’on appelle « axicon » dans la présente description. Chaque axicon présente un diamètre inférieur à 300 pm de telle sorte qu’il n’est pas visible à l’œil nu. According to one or more exemplary embodiments, each subset of facets comprises a plurality of facets arranged with alternately positive and negative slopes, which are variable, and whose variation is increasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, alternately decreasing in absolute value from the center of the subset of facets towards the edge of the subset of facets, the subset of facets forming a structure which is called an “axicon” in the present description. Each axicon has a diameter of less than 300 μm such that it is not visible to the naked eye.
Bien entendu, d’autres agencements sont possibles pour les facettes des sous-ensembles de facettes configurés pour produire des microstructures permettant de dévier la lumière. Un avantage de telles microstructures par rapport à des microstructures de type microlentilles par exemple, est la hauteur limitée d’une telle microstructure, typiquement une hauteur inférieure à environ 2 pm. Of course, other arrangements are possible for the facets of the subsets of facets configured to produce microstructures for deflecting light. An advantage of such microstructures over microlens-type microstructures for example, is the limited height of such a microstructure, typically a height of less than about 2 pm.
Dans un composant optique de sécurité selon le premier aspect, le réseau de diffraction qui module chaque microstructure est sub longueur d’onde. En pratique, ledit réseau de diffraction comprend un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm. In an optical security component according to the first aspect, the diffraction grating which modulates each microstructure is sub-wavelength. In practice, said diffraction grating comprises one or more steps between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm.
Dans un composant optique de sécurité selon le premier aspect, une projection, dans le plan du composant, du réseau de diffraction qui module chaque microstructure est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle donné autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec le premier axe de ladite microstructure. Un tel réseau de diffraction peut être un réseau concentrique ou pseudo concentrique (par exemple en forme de spirale), un réseau radial ou pseudo-radial, un réseau à deux dimensions avec une dimension concentrique ou pseudo concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale. In a security optical component according to the first aspect, a projection, in the plane of the component, of the diffraction grating which modulates each microstructure is substantially invariant by azimuthal rotation of a given angle around a second axis substantially coincident with the first axis of said microstructure. Such a diffraction grating may be a concentric or pseudo-concentric grating (for example in the form of a spiral), a radial or pseudo-radial grating, a two-dimensional grating with a concentric or pseudo-concentric dimension and a radial or pseudo-radial dimension.
Dans la présente description, on appelle réseau de diffraction concentrique, un réseau de diffraction comprenant des lignes de réseau concentriques, centrées sur ledit deuxième axe. Un tel réseau de diffraction peut présenter un pas constant, une pluralité de pas ou un pas variable. In the present description, a concentric diffraction grating is a diffraction grating comprising concentric grating lines, centered on said second axis. Such a diffraction grating may have a constant pitch, a plurality of pitches or a variable pitch.
Dans la présente description, on appelle réseau de diffraction pseudo-concentrique, un réseau de diffraction en forme de spirale ; par exemple un réseau de diffraction pseudo-concentrique comprend une ligne de rayon sensiblement croissant de sorte à décrire une spirale dont l’origine est le centre du réseau défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe, et qui est centrée sur ledit centre du réseau. Un tel réseau de diffraction peut présenter un pas constant (par exemple une spirale de type spirale d’Archimède), une pluralité de pas ou un pas variable (par exemple une spirale de type spirale de Fermat). In the present description, a pseudo-concentric diffraction grating is a spiral-shaped diffraction grating; for example, a pseudo-concentric diffraction grating comprises a line of substantially increasing radius so as to describe a spiral whose origin is the center of the grating defined by the intersection of the plane of the component with said second axis, and which is centered on said center of the grating. Such a diffraction grating may have a constant pitch (for example, an Archimedes spiral type spiral), a plurality of pitches or a variable pitch (for example, a Fermat spiral type spiral).
On appelle réseau de diffraction radial, un réseau de diffraction comprenant des lignes de réseau radiales qui s’étendent depuis le centre du réseau défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe. Dans un réseau de diffraction radial, le pas est par exemple un pas moyen, défini par exemple à une distance du centre égale à la moitié d’un rayon. A radial diffraction grating is a diffraction grating comprising radial grating lines extending from the center of the grating defined by the intersection of the plane of the component with said second axis. In a radial diffraction grating, the pitch is for example a mean pitch, defined for example at a distance from the center equal to half a radius.
On appelle réseau de diffraction pseudo-radial, un réseau de diffraction comprenant des lignes de réseau radiales qui s’étendent depuis le centre du réseau défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe et des lignes de réseau pseudo-radiales, parallèles aux lignes de réseau s’étendant radial ement depuis le centre du réseau. Un réseau pseudo-radial permet de définir des secteurs angulaires à l’intérieur desquels les lignes de réseau sont parallèles, ce qui permet d’avoir un pas sensiblement constant. A pseudo-radial diffraction grating is a diffraction grating comprising radial grating lines extending from the center of the grating defined by the intersection of the plane of the component with said second axis and pseudo-radial grating lines parallel to the network lines extending radially from the center of the network. A pseudo-radial network allows defining angular sectors within which the network lines are parallel, which allows for a substantially constant pitch.
Les secteurs angulaires ont un angle au sommet compris par exemple entre environ 2° et environ 60°, par exemple entre environ 10° et environ 60°. Angular sectors have an apex angle ranging from, for example, about 2° to about 60°, for example, about 10° to about 60°.
Plus généralement, dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction peut comprendre des secteurs angulaires à l’intérieur desquels les lignes de réseau sont parallèles, ce qui permet d’avoir un pas sensiblement constant au sein de chaque secteur angulaire. On parle de réseau de diffraction « angulairement sectorisé » dans la présente description. Les secteurs angulaires ont un angle au sommet compris par exemple entre environ 2° et environ 60°, par exemple entre environ 10° et environ 60°. Un tel réseau de diffraction angulairement sectorisé est invariant par rotation azimutale d’un secteur à l’autre. L’invariance azimutale est discrète pour un écart angulaire égal à 360° divisé par le nombre de secteurs angulaires. Si le nombre de secteurs angulaires est important, l’effet d’invariance obtenu est sensiblement continu. On appelle réseau de diffraction à deux dimensions, un réseau de diffraction comprenant à la fois des lignes de réseau concentriques ou pseudo-concentriques et des lignes de réseau radiales ou pseudo-radiales. More generally, in exemplary embodiments, the diffraction grating may comprise angular sectors within which the grating lines are parallel, which makes it possible to have a substantially constant pitch within each angular sector. In the present description, we refer to an “angularly sectorized” diffraction grating. The angular sectors have an apex angle of, for example, between approximately 2° and approximately 60°, for example between approximately 10° and approximately 60°. Such an angularly sectorized diffraction grating is invariant by azimuthal rotation from one sector to another. The azimuthal invariance is discrete for an angular deviation equal to 360° divided by the number of angular sectors. If the number of angular sectors is large, the invariance effect obtained is substantially continuous. A two-dimensional diffraction grating is a diffraction grating comprising both concentric or pseudo-concentric grating lines and radial or pseudo-radial grating lines.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, dans le cas d’un réseau de diffraction à deux dimensions, au moins un paramètre du réseau de diffraction est différent entre les lignes de réseau concentriques ou pseudo-concentriques et les lignes de réseau radiales ou pseudoradiales (profondeur et/ou période et/ou profil) pour obtenir une différence de couleur entre un basculement haut/bas et un basculement droite/gauche. According to one or more exemplary embodiments, in the case of a two-dimensional diffraction grating, at least one parameter of the diffraction grating is different between the concentric or pseudo-concentric grating lines and the radial or pseudoradial grating lines (depth and/or period and/or profile) to obtain a color difference between an up/down tilt and a right/left tilt.
Dans un composant optique de sécurité selon le premier aspect, le réseau de diffraction sub longueur d’onde qui module chaque microstructure est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche, un effet coloré. De façon générale, un effet coloré résulte d’une résonance optique permettant de générer des filtres coupe bande ou passe bande. In an optical security component according to the first aspect, the subwavelength diffraction grating which modulates each microstructure is configured to produce, after deposition of the second layer, a colored effect. Generally, a colored effect results from an optical resonance making it possible to generate band-cut or band-pass filters.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le réseau de diffraction sub longueur d’onde est configuré pour produire une résonance optique de mode guidé tel que décrit dans [Réf. 1] ou [réf. 2], According to one or more exemplary embodiments, the subwavelength diffraction grating is configured to produce a guided mode optical resonance as described in [Ref. 1] or [Ref. 2],
Dans ces exemples de réalisation, la deuxième couche est une couche mince en matériau diélectrique transparente présentant un deuxième indice de réfraction et encapsulée entre ladite première couche en matériau électrique et une troisième couche en matériau diélectrique présentant un troisième indice de réfraction. Le deuxième indice de réfaction présente une différence avec le premier indice de réfraction d’une part, et avec le troisième indice de réfraction d’autre part, supérieure ou égale à environ 0,3, avantageusement supérieure ou égale à environ 0,5 en valeur absolue. In these exemplary embodiments, the second layer is a thin layer of transparent dielectric material having a second refractive index and encapsulated between said first layer of electrical material and a third layer of dielectric material having a third refractive index. The second refractive index has a difference with the first refractive index on the one hand, and with the third refractive index on the other hand, greater than or equal to approximately 0.3, advantageously greater than or equal to approximately 0.5 in absolute value.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite couche mince en matériau diélectrique est une couche en matériau dit « haut indice » de réfraction (ou « HRI » pour « High Refractive Index »), présentant un indice de réfraction compris par exemple entre 1,8 et 2,9, avantageusement entre 2,0 et 2,4, et les couches avoisinantes (première et troisième couches) sont des couches dites « bas indice » de réfraction, présentant des indices de réfraction compris par exemple entre 1,3 et 1,8, avantageusement entre 1,4 et 1,7. Par exemple ladite deuxième couche comprend un matériau choisi parmi : sulfure de zinc (ZnS), dioxyde de titane (TiCL) nitrure de silicium (SisN^. According to one or more exemplary embodiments, said thin layer of dielectric material is a layer of so-called “high refractive index” material (or “HRI” for “High Refractive Index”), having a refractive index of for example between 1.8 and 2.9, advantageously between 2.0 and 2.4, and the neighboring layers (first and third layers) are so-called “low refractive index” layers, having refractive indices of for example between 1.3 and 1.8, advantageously between 1.4 and 1.7. For example, said second layer comprises a material chosen from: zinc sulfide (ZnS), titanium dioxide (TiCL) silicon nitride (SisN^.
Une couche mince au sens de la présente description est une couche d’épaisseur comprise entre environ 5 nm et environ 250 nm, de préférence entre environ 10 nm et environ 150 nm. La couche mince en matériau diélectrique transparente a une épaisseur comprise par exemple entre environ 20 nm et environ 200 nm et préférentiellement entre environ 60 nm et environ 150 nm. A thin layer within the meaning of the present description is a layer with a thickness of between approximately 5 nm and approximately 250 nm, preferably between approximately 10 nm and approximately 150 nm. The thin layer of transparent dielectric material has a thickness of, for example, between approximately 20 nm and approximately 200 nm and preferably between approximately 60 nm and approximately 150 nm.
Le réseau de diffraction sub longueur d’onde configuré pour produire une résonance optique de mode guidé est par exemple un réseau à une dimension, par exemple concentrique ou pseudo-concentrique, et comprend un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm. Le réseau de diffraction sub longueur d’onde peut être également un réseau radial, pseudo-radial avec un pas fixe compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm. Le réseau de diffraction sub longueur d’onde peut être également un réseau à deux dimensions, avec une dimension concentrique ou pseudoconcentrique de pas fixe ou variable et une dimension radiale ou pseudo-radiale de pas constant. La profondeur du réseau est par exemple comprise entre environ 30 nm et environ 250 nm. Le profil du réseau est par exemple sinusoïdal ou pseudo-sinusoïdal ou rectangulaire. En opération, un tel réseau de diffraction est configuré pour l’excitation de modes guidés au sein de ladite couche mince en matériau diélectrique transparente, formant un filtre résonant passe bande en réflexion, dont la bande spectrale de résonance est centrée sur une longueur d’onde déterminée de manière connue en fonction des caractéristiques du réseau et de la nature des couches. The subwavelength diffraction grating configured to produce a guided mode optical resonance is for example a one-dimensional grating, for example concentric or pseudo-concentric, and comprises one or more pitches between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm. The subwavelength diffraction grating may also be a radial, pseudo-radial grating with a fixed pitch between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm. The subwavelength diffraction grating may also be a two-dimensional grating, with a concentric or pseudo-concentric dimension of fixed or variable pitch and a radial or pseudo-radial dimension of constant pitch. The depth of the grating is for example between approximately 30 nm and approximately 250 nm. The profile of the grating is for example sinusoidal or pseudo-sinusoidal or rectangular. In operation, such a diffraction grating is configured for the excitation of guided modes within said thin layer of transparent dielectric material, forming a band-pass resonant filter in reflection, the resonance spectral band of which is centered on a wavelength determined in a known manner depending on the characteristics of the grating and the nature of the layers.
Il en résulte un effet coloré qui dépend notamment du type du réseau de diffraction et du ou des pas du réseau de diffraction, ou de l’indice de réfraction des couches. This results in a colored effect which depends in particular on the type of diffraction grating and the pitch(es) of the diffraction grating, or on the refractive index of the layers.
Dans un premier exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction concentrique (une dimension), périodique de pas constant, un observateur pourra ainsi observer en réflexion un effet coloré stable dans un basculement haut/bas avec une première couleur et un changement de couleur lorsque le composant est tilté vers la gauche ou vers la droite pour faire apparaître une deuxième couleur. Un tel composant optique de sécurité présentera une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale d’angle donné, par exemple un angle compris entre 30° et 150°, c’est-à-dire que les mêmes couleurs seront visibles lors des basculements haut/bas et/ou gauche/droite. In a first example of realization, with a concentric diffraction grating (a dimension), periodic with a constant step, an observer will thus be able to observe in reflection a stable colored effect in an up/down tilt with a first color and a change of color when the component is tilted to the left or to the right to reveal a second color. Such a security optical component will exhibit a conservation of the colored effect during an azimuthal rotation of a given angle, for example an angle between 30° and 150°, that is to say that the same colors will be visible during the up/down and/or left/right tilts.
Dans un deuxième exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction concentrique (une dimension), périodique de pas variable, un observateur pourra observer en réflexion un effet coloré variable lors d’un basculement haut/bas autour d’une première couleur, et ce du fait de la variation de la période, et pourra observer en réflexion un effet coloré variable différent lors d’un basculement gauche/droite. Un tel composant optique de sécurité présentera également une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale. In a second exemplary embodiment, with a concentric diffraction grating (one dimension), periodic with variable pitch, an observer will be able to observe in reflection a variable colored effect during an up/down tilt around a first color, and this due to the variation of the period, and will be able to observe in reflection a different variable colored effect during a left/right tilt. Such a security optical component will also exhibit conservation of the colored effect during an azimuthal rotation.
Dans un troisième exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction radial ou pseudoradiale (une dimension), de pas constant, un observateur pourra observer en réflexion un effet coloré stable dans un basculement gauche/droite avec une première couleur et un changement de couleur lorsque le composant est tilté vers le haut ou vers le bas pour faire apparaître une deuxième couleur. Un tel composant optique de sécurité présentera une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale. In a third embodiment, with a radial or pseudoradial diffraction grating (one dimension), of constant pitch, an observer will be able to observe in reflection a stable colored effect in a left/right tilt with a first color and a color change when the component is tilted up or down to reveal a second color. Such a security optical component will exhibit a conservation of the colored effect during an azimuthal rotation.
Dans un quatrième exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction à deux dimensions (radial ou pseudo-radial et concentrique), périodique de pas constant dans chacune des dimensions, et dans lequel au moins un paramètre du réseau de diffraction diffère entre les lignes de réseau radiales ou pseudo-radiales et les lignes de réseau concentriques, un observateur pourra observer en réflexion un effet coloré stable dans un basculement gauche/droite avec une première couleur et un effet coloré stable dans un basculement gauche/droite mais avec une deuxième couleur différente de la première couleur. Un tel composant optique de sécurité présentera une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale. In a fourth embodiment, with a two-dimensional diffraction grating (radial or pseudo-radial and concentric), periodic with a constant pitch in each of the dimensions, and in which at least one parameter of the diffraction grating differs between the radial or pseudo-radial grating lines and the concentric grating lines, an observer will be able to observe in reflection a stable colored effect in a left/right tilt with a first color and a stable colored effect in a left/right tilt but with a second color different from the first color. Such a security optical component will exhibit conservation of the colored effect during an azimuthal rotation.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le réseau de diffraction sub longueur d’onde est configuré pour produire un effet de résonance plasmonique en réflexion tel que décrit par exemple dans [Réf. 3] ou [Réf.4], According to one or more exemplary embodiments, the subwavelength diffraction grating is configured to produce a plasmonic resonance effect in reflection as described for example in [Ref. 3] or [Ref. 4],
Dans ces exemples, la deuxième couche est métallique et comprend une couche mince en matériau métallique, par exemple de l’argent, de l’aluminium, de l'or, du chrome, du cuivre, avantageusement d’épaisseur supérieure à environ 40 nm. Avantageusement, ladite couche métallique est suffisamment épaisse pour présenter une transmission maximale résiduelle en fonction de la longueur d’onde de 2%. In these examples, the second layer is metallic and comprises a thin layer of metallic material, for example silver, aluminum, gold, chromium, copper, advantageously with a thickness greater than approximately 40 nm. Advantageously, said layer metallic is thick enough to exhibit a maximum residual transmission as a function of wavelength of 2%.
Comme dans les exemples précédents, le réseau de diffraction sub longueur d’onde peut comprendre un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm ; le réseau de diffraction sub longueur d’onde est par exemple un réseau à une dimension, par exemple concentrique ou radial ou pseudo-radial, ou un réseau à deux dimensions, avec une dimension concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale. La profondeur du réseau est par exemple comprise entre 30 nm et 200 nm. Le profil du réseau est par exemple sinusoïdal ou pseudo-sinusoïdal ou rectangulaire. Le réseau de diffraction peut être périodique avec un pas constant selon une direction, ou peut présenter une pluralité de pas ou un pas variable dans le cas d’un réseau concentrique. As in the previous examples, the subwavelength diffraction grating may comprise one or more pitches between approximately 150 nm and approximately 400 nm, advantageously between approximately 200 nm and approximately 400 nm; the subwavelength diffraction grating is for example a one-dimensional grating, for example concentric or radial or pseudo-radial, or a two-dimensional grating, with a concentric dimension and a radial or pseudo-radial dimension. The depth of the grating is for example between 30 nm and 200 nm. The profile of the grating is for example sinusoidal or pseudo-sinusoidal or rectangular. The diffraction grating may be periodic with a constant pitch in one direction, or may have a plurality of pitches or a variable pitch in the case of a concentric grating.
En opération, un tel réseau de diffraction est configuré pour l’excitation de modes plasmoniques à l’interface métal-diélectrique, formant un filtre résonant coupe-bande en réflexion, dont la bande spectrale de résonance est centrée sur une longueur d’onde déterminée de manière connue en fonction des caractéristiques du réseau et des natures des couches. In operation, such a diffraction grating is configured for the excitation of plasmonic modes at the metal-dielectric interface, forming a resonant notch filter in reflection, whose resonance spectral band is centered on a wavelength determined in a known manner depending on the characteristics of the grating and the natures of the layers.
Il en résulte un effet coloré qui dépend du type du réseau de diffraction et du ou des pas du réseau de diffraction et des indices de réfraction des couches. This results in a colored effect that depends on the type of diffraction grating and the pitch(es) of the diffraction grating and the refractive indices of the layers.
Les effets colorés sont alors sensiblement identiques à ceux décrits ci-dessus, pour des réseaux de diffraction configurés pour l’excitation de modes guidés au sein d’une couche mince en matériau diélectrique transparente. The colored effects are then substantially identical to those described above, for diffraction gratings configured for the excitation of guided modes within a thin layer of transparent dielectric material.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le réseau de diffraction sub longueur d’onde est configuré pour produire un effet de résonance plasmonique en transmission tel que décrit par exemple dans [Réf. 6], According to one or more exemplary embodiments, the subwavelength diffraction grating is configured to produce a plasmonic resonance effect in transmission as described for example in [Ref. 6],
Dans ces exemples, la deuxième couche comprend une couche mince en matériau métallique, par exemple de l’argent ou de l’aluminium, avantageusement d’épaisseur comprise en 10 nm et 50 nm In these examples, the second layer comprises a thin layer of metallic material, for example silver or aluminum, advantageously with a thickness of between 10 nm and 50 nm.
Le réseau de diffraction sub longueur d’onde comprend un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm ; le réseau de diffraction sub longueur d’onde est par exemple un réseau à une dimension, par exemple concentrique ou radial ou pseudo-radial, ou un réseau à deux dimensions, avec une dimension concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale. La profondeur du réseau est par exemple comprise entre 50 nm et 200 nm. Le profil du réseau est par exemple sinusoidal ou pseudo sinusoidal. Le réseau de diffraction peut être périodique avec un pas constant selon une direction, ou peut présenter une pluralité de pas ou un pas variable (cas des réseaux concentriques). The subwavelength diffraction grating comprises one or more steps between about 150 nm and about 400 nm, advantageously between about 200 nm and about 400 nm; the subwavelength diffraction grating is for example a one-dimensional grating, for example concentric or radial or pseudo-radial, or a two-dimensional grating, with a concentric dimension and a radial or pseudo-radial dimension. The depth of the grating is for example between 50 nm and 200 nm. The profile of the grating is for example sinusoidal or pseudo sinusoidal. The diffraction grating can be periodic with a constant pitch in one direction, or can have a plurality of pitches or a variable pitch (case of concentric gratings).
En opération, un tel réseau de diffraction est configuré pour l’excitation et le couplage de modes de plasmons de surface aux deux interfaces métal/diélectrique de part et d’autre de la couche métallique, permettant ainsi un effet de transmission résonante. L’effet résultant est un filtre résonant coupe-bande en transmission, dont la bande spectrale de résonance est centrée sur une longueur d’onde déterminée de manière connue en fonction des caractéristiques du réseau et des natures des couches. In operation, such a diffraction grating is configured for the excitation and coupling of surface plasmon modes at both metal/dielectric interfaces on either side of the metal layer, thus enabling a resonant transmission effect. The resulting effect is a resonant transmission band-stop filter, whose resonance spectral band is centered on a wavelength determined in a known manner depending on the characteristics of the grating and the natures of the layers.
Il en résulte un effet coloré qui dépend du type du réseau de diffraction et du ou des pas du réseau de diffraction et des indices de réfraction des couches. This results in a colored effect that depends on the type of diffraction grating and the pitch(es) of the diffraction grating and the refractive indices of the layers.
Selon un premier exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction concentrique ou pseudo-concentrique (une dimension), périodique de pas constant, un observateur pourra ainsi observer en transmission une couleur stable par exemple verte suivant l’axe de tilt haut/bas et bleu suivant l’axe de tilt droite/gauche. According to a first example of implementation, with a concentric or pseudo-concentric diffraction grating (one dimension), periodic with a constant pitch, an observer will thus be able to observe in transmission a stable color, for example green along the up/down tilt axis and blue along the right/left tilt axis.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend au moins une deuxième structure gravée sur ladite première couche, ladite deuxième couche recouvrant au moins en partie ladite deuxième structure. La deuxième structure est configurée pour former par exemple et de façon non limitative, une autre structure selon la présente description, une structure diffusante, une structure holographique, une structure diffractive, par exemple une structure permettant de réaliser un effet dit Alphagram® développée par la déposante. According to one or more exemplary embodiments, the optical security component according to the first aspect comprises at least one second structure etched on said first layer, said second layer at least partially covering said second structure. The second structure is configured to form, for example and in a non-limiting manner, another structure according to the present description, a diffusing structure, a holographic structure, a diffractive structure, for example a structure making it possible to produce a so-called Alphagram® effect developed by the applicant.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend ladite au moins une première structure diffractive et au moins une deuxième structure diffractive, dans lequel ladite au moins une première structure diffractive et ladite au moins une deuxième structure diffractive présentent des contours configurés pour générer des motifs macroscopiques reconnaissables à l’œil nu par un observateur et sont constituées d’éléments optiques comprenant des microstructures identiques modulées par des réseaux de diffraction différents. According to one or more exemplary embodiments, the security optical component according to the first aspect comprises said at least one first diffractive structure and at least one second diffractive structure, in which said at least one first diffractive structure and said at least one second diffractive structure have contours configured to generate macroscopic patterns recognizable to the naked eye by an observer and are made up of optical elements comprising identical microstructures modulated by different diffraction gratings.
Il est ainsi possible de générer des scénarios colorés facilement reconnaissables par un observateur. It is thus possible to generate colored scenarios that are easily recognizable by an observer.
Dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive est circulaire, pseudo-circulaire ou pseudo-radiale à pas constant et le réseau de diffraction de ladite au moins une deuxième structure diffractive est linéaire à pas constant, de pas identique à celui du réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive. In exemplary embodiments, the diffraction grating of said at least one first diffractive structure is circular, pseudo-circular or pseudo-radial with constant pitch and the diffraction grating of said at least one second diffractive structure is linear with pitch constant, with a pitch identical to that of the diffraction grating of said at least one first diffractive structure.
Dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive est circulaire ou pseudo-circulaire à pas constant et le réseau de diffraction de ladite au moins une deuxième structure diffractive est pseudo radiale, de pas identique à celui du réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend une ou plusieurs couches additionnelles en fonction des besoins de l’application, ces couches additionnelles pouvant ou non contribuer à l’effet visuel recherché. Ainsi, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité est configuré pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document ou un produit, et comprend en outre, sur la face opposée à la face d’observation, une couche adaptée pour le transfert du composant sur le document ou le produit, par exemple une couche adhésive ou une couche d’adhésif réactivable. In exemplary embodiments, the diffraction grating of said at least one first diffractive structure is circular or pseudo-circular with a constant pitch and the diffraction grating of said at least one second diffractive structure is pseudo-radial, with a pitch identical to that of the diffraction grating of said at least one first diffractive structure. According to one or more exemplary embodiments, the optical security component according to the first aspect comprises one or more additional layers depending on the needs of the application, these additional layers being able or not to contribute to the desired visual effect. Thus, according to one or more exemplary embodiments, the optical security component is configured for securing an object, for example a document or a product, and further comprises, on the face opposite the observation face, a layer suitable for transferring the component onto the document or the product, for example an adhesive layer or a reactivatable adhesive layer.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité comprend en outre, du côté de la première face d’observation, un film support destiné à être détaché après transfert du composant sur le document ou le produit. According to one or more exemplary embodiments, the optical security component further comprises, on the side of the first observation face, a support film intended to be detached after transfer of the component to the document or product.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité est configuré pour la fabrication d’une piste de sécurité pour la sécurisation des billets de banque, et comprend du côté de la première face d’observation et/ou sur la face opposée à la première face d’observation, une ou plusieurs couches de protection. According to one or more exemplary embodiments, the optical security component is configured for the manufacture of a security track for securing banknotes, and comprises on the side of the first observation face and/or on the face opposite the first observation face, one or more protective layers.
Selon un deuxième aspect, la présente description concerne un objet sécurisé, par exemple un document de valeur sécurisé, comprenant un substrat et un composant optique de sécurité selon le premier aspect, déposé sur ledit substrat ou sur une des couches dudit substrat dans le cas d’un substrat multicouches. According to a second aspect, the present description relates to a secure object, for example a secure valuable document, comprising a substrate and an optical security component according to the first aspect, deposited on said substrate or on one of the layers of said substrate in the case of a multilayer substrate.
Un tel objet sécurisé est par exemple, et de façon non limitative : un billet de banque, un document d’identité ou de voyage, sur substrat papier ou polymère. Such a secure object is, for example, and without limitation: a banknote, an identity or travel document, on a paper or polymer substrate.
Selon un troisième aspect, la présente description concerne des procédés de fabrication de composants optiques de sécurité selon le premier aspect. According to a third aspect, the present description relates to methods of manufacturing security optical components according to the first aspect.
Ainsi, la présente description concerne un procédé de fabrication d’un composant optique de sécurité pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque, le procédé comprenant : le dépôt sur un film support d’une première couche en matériau diélectrique, transparente dans le visible; la formation sur ladite première couche d’au moins une première structure diffractive, le dépôt d’une deuxième couche recouvrant au moins partiellement ladite première structure diffractive, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible , et dans lequel : ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques adjacents les uns aux autres, chaque élément optique présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm et comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde avec un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 500 nm, tels que : ladite microstructure est configurée pour dévier un faisceau lumineux incident et est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant; ledit-réseau de diffraction sub longueur d’onde est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe et est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche, un effet coloré. Thus, the present description relates to a method of manufacturing an optical security component for securing an object, for example a valuable document, for example an identity document or a bank note, the method comprising: depositing on a support film a first layer of dielectric material, transparent in the visible; forming on said first layer at least one first diffractive structure, depositing a second layer at least partially covering said first diffractive structure, and having a spectral band of reflection in the visible, and wherein: said first diffractive structure consists of a set of optical elements adjacent to each other, each optical element having a maximum dimension less than approximately 300 pm and comprising a microstructure modulated by a subwavelength diffraction grating with one or more steps between approximately 150 nm and approximately 500 nm, such that: said microstructure is configured to deflect an incident light beam and is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a first axis substantially perpendicular to a plane of the component; said subwavelength diffraction grating is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a second axis substantially coincident with said first axis and is configured to produce, after deposition of the second layer, a colored effect.
Selon un quatrième aspect, la présente description concerne un procédé d’authentification à l’œil nu d’un objet sécurisé selon le deuxième aspect, le procédé d’authentification comprenant : l’observation du composant optique de sécurité dudit objet sécurisé selon un axe d’observation formant un angle d’observation donné avec l’axe d’éclairage ; un mouvement en tilt gauche/droit et/ou bas/gauche permettant d’observer un effet coloré variable donné ; un mouvement de rotation azimutale d’un angle prédéterminé permettant de constater la conservation dudit effet coloré variable. According to a fourth aspect, the present description relates to a method for authenticating a secure object with the naked eye according to the second aspect, the authentication method comprising: observing the optical security component of said secure object along an observation axis forming a given observation angle with the lighting axis; a left/right and/or down/left tilt movement allowing a given variable colored effect to be observed; an azimuthal rotation movement of a predetermined angle allowing the preservation of said variable colored effect to be noted.
L’angle de rotation azimutale est avantageusement compris entre environ 30° et environ 150°, par exemple entre environ 60° et environ 120°. The azimuthal rotation angle is advantageously between approximately 30° and approximately 150°, for example between approximately 60° and approximately 120°.
Pour une authentification à l’œil nu, ladite première structure diffractive pourra présenter un contour configuré pour générer un motif macroscopique reconnaissable avec une dimension minimale supérieure à environ 500 pm, de préférence supérieure à environ 1 mm, de préférence supérieure à environ 2 mm, de préférence supérieure à environ 5 mm. For authentication by the naked eye, said first diffractive structure may have an outline configured to generate a recognizable macroscopic pattern with a minimum dimension greater than about 500 pm, preferably greater than about 1 mm, preferably greater than about 2 mm, preferably greater than about 5 mm.
Selon un cinquième aspect, la présente description concerne un procédé d’authentification d’un objet sécurisé selon le deuxième aspect au moyen d’un dispositif optique d’imagerie, ledit procédé d’authentification comprenant : la formation d’une image dudit composant optique de sécurité, au moyen du dispositif optique d’imagerie ; un mouvement en tilt gauche/droit et/ou bas/gauche permettant d’observer un effet coloré variable donné ; un mouvement de rotation azimutale d’un angle prédéterminé permettant de constater la conservation dudit effet coloré variable. According to a fifth aspect, the present description relates to a method of authenticating a secure object according to the second aspect by means of an optical imaging device, said authentication method comprising: the formation of an image of said optical security component, by means of the optical imaging device; a left/right and/or down/left tilt movement allowing a given variable colored effect to be observed; an azimuthal rotation movement of a predetermined angle allowing the preservation of said variable colored effect to be noted.
Pour une authentification au moyen d’un dispositif optique d’imagerie, ladite première structure diffractive pourra, dans des exemples de réalisation, être configurée pour générer un motif non figuratif, par exemple un QR code. Par ailleurs, du fait du grandissement éventuel du dispositif optique d’imagerie, les dimensions du motif ainsi généré peuvent présenter des dimensions inférieures aux dimensions requises pour une perception oculaire. For authentication by means of an optical imaging device, said first diffractive structure may, in exemplary embodiments, be configured to generate a non-figurative pattern, for example a QR code. Furthermore, due to the possible magnification of the optical imaging device, the dimensions of the pattern thus generated may have dimensions smaller than the dimensions required for ocular perception.
Brève description des figures Brief description of the figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures suivantes : Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the description which follows, illustrated by the following figures:
La FIG. 1 A illustre de façon schématique une vue en coupe (partielle) d’un exemple de réalisation d’un composant selon la présente description. FIG. 1A schematically illustrates a (partial) sectional view of an exemplary embodiment of a component according to the present description.
La FIG. IB illustre de façon schématique une vue en coupe (partielle) d’un autre exemple de réalisation d’un composant selon la présente description. FIG. 1B schematically illustrates a (partial) sectional view of another exemplary embodiment of a component according to the present description.
La FIG. 2A illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) de microstructures dans un composant selon la présente description, chaque microstructure étant formée d’une microlentille, les microlentilles étant modulées chacune, dans cet exemple, par un réseau de diffraction concentrique. FIG. 2A schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of microstructures in a component according to the present disclosure, each microstructure being formed of a microlens, the microlenses each being modulated, in this example, by a concentric diffraction grating.
La FIG. 2B illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) de microstructures dans un composant selon la présente description, chaque microstructure étant formée d’un sous-ensemble de facettes. FIG. 2B schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of microstructures in a component according to the present disclosure, each microstructure being formed of a subset of facets.
La FIG. 2C illustre de façon schématique une vue en coupe (partielle) d’un sous-ensemble de facettes tel qu’illustré sur la FIG. 2B, modulé par un réseau de diffraction sub longueur d’onde. FIG. 2C schematically illustrates a (partial) cross-sectional view of a subset of facets as shown in FIG. 2B, modulated by a subwavelength diffraction grating.
La FIG. 3 A illustre un premier exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas constant. FIG. 3A illustrates a first example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being concentric and of constant pitch.
La FIG. 3B illustre un deuxième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas variable. FIG. 3B illustrates a second example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being concentric and of not variable.
La FIG. 3C illustre un troisième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant pseudo-radial. FIG. 3C illustrates a third example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being pseudo-radial.
La FIG. 3D illustre un quatrième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant à deux dimensions, avec une composante concentrique et une composante pseudo-radiale, les pas dans chacune des dimensions étant constants et différents l’un de l’autre. FIG. 3D illustrates a fourth example of a subwavelength diffraction grating in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being two-dimensional, with a concentric component and a pseudo-radial component, the pitches in each dimension being constant and different from each other.
La FIG. 4A illustre un effet visuel coloré d’un premier exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas. FIG. 4A illustrates a colored visual effect of a first example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
La FIG. 4B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 4A, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°. FIG. 4B illustrates a colored visual effect of the security optical component illustrated in FIG. 4A, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
La FIG. 5 illustre un effet visuel coloré d’un deuxième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas. FIG. 5 illustrates a colored visual effect of a second example of a security optical component according to the present description, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
La FIG. 6A illustre un effet visuel coloré d’un troisième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas. FIG. 6A illustrates a colored visual effect of a third example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
La FIG. 6B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 6A, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°. FIG. 6B illustrates a colored visual effect of the security optical component shown in FIG. 6A, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
La FIG. 7A illustre un premier exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme carrée. FIG. 7A illustrates a first example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, the optical elements having a square-shaped outline.
La FIG. 7B illustre un deuxième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme hexagonale. FIG. 7B illustrates a second example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, the optical elements having a hexagonal shaped outline.
La FIG. 7C illustre un troisième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme rectangulaire. FIG. 7C illustrates a third example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, the optical elements having a rectangular shaped outline.
La FIG. 8 illustre un exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques différents. FIG. 8 illustrates an example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, with different optical elements.
La FIG. 9 illustre un autre exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques différents. FIG. 9 illustrates another example of an arrangement of optical elements in a component safety optics according to the present description, with different optical elements.
Description détaillée Detailed description
Sur les figures, les éléments ne sont pas représentés à l'échelle pour une meilleure visibilité. La FIG. 1 A et la FIG. IB représentent de façon schématique et selon des vues en coupe (partielles) deux exemples de composants optiques de sécurité selon la présente description. Le composant optique de sécurité 101 représenté sur la FIG. 1 A représente par exemple un composant optique de sécurité destiné à être transféré sous forme de piste ou de patch sur un document ou un produit en vue de sa sécurisation. Il comprend selon cet exemple un film support 111, par exemple un film en matériau polymère, par exemple un film en polyéthylène téréphtalate (PET) de quelques dizaines de micromètres, typiquement 10 à 100 pm, ainsi qu’une couche de détachement 112, par exemple en cire naturelle ou synthétique. La couche de détachement permet de retirer le film support en polymère 111 après transfert du composant optique sur le produit ou document à sécuriser. Le composant optique de sécurité 101 comprend par ailleurs une première couche 113 en matériau diélectrique, présentant un premier indice de réfraction ni et au moins une première structure diffractive S constituée d’éléments optiques OEi et estampée sur ladite première couche 113, et qui sera décrite plus en détails par la suite. In the figures, the elements are not shown to scale for better visibility. FIG. 1A and FIG. 1B schematically represent and in (partial) sectional views two examples of optical security components according to the present description. The optical security component 101 shown in FIG. 1A represents for example an optical security component intended to be transferred in the form of a track or patch on a document or a product in order to secure it. According to this example, it comprises a support film 111, for example a film made of polymer material, for example a polyethylene terephthalate (PET) film of a few tens of micrometers, typically 10 to 100 μm, as well as a detachment layer 112, for example made of natural or synthetic wax. The detachment layer makes it possible to remove the polymer support film 111 after transfer of the optical component onto the product or document to be secured. The optical security component 101 further comprises a first layer 113 made of dielectric material, having a first refractive index ni and at least one first diffractive structure S consisting of optical elements OEi and stamped on said first layer 113, and which will be described in more detail below.
Dans l’exemple de la FIG. 1 A, le composant optique de sécurité 101 comprend également une deuxième couche 114, réfléchissante, recouvrant au moins en partie ladite première structure S, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible. La deuxième couche 114 est par exemple une couche métallique ou une couche dite de variation d’indice de réfraction présentant un indice de réfraction n2 différent des couches avoisinantes, la différence d’indice de réfraction avec celui des couches avoisinantes présentant une valeur au moins égale à 0,3, avantageusement une valeur au moins égale à 0,5. In the example of FIG. 1 A, the optical security component 101 also comprises a second reflective layer 114, at least partly covering said first structure S, and having a spectral band of reflection in the visible. The second layer 114 is for example a metal layer or a so-called refractive index variation layer having a refractive index n2 different from the neighboring layers, the difference in refractive index with that of the neighboring layers having a value at least equal to 0.3, advantageously a value at least equal to 0.5.
Comme cela sera décrit plus en détails dans la suite, la première structure diffractive S est constituée d’un ensemble d’éléments optiques, présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm. Chaque élément optique comprend une microstructure Mi configurée pour dévier la lumière incidente, modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde G, c’est-à-dire un réseau de diffraction comprenant un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm. As will be described in more detail hereinafter, the first diffractive structure S consists of a set of optical elements, having a maximum dimension less than about 300 pm. Each optical element comprises a microstructure Mi configured to deflect incident light, modulated by a subwavelength diffraction grating G, i.e. a diffraction grating comprising one or more steps between about 150 nm and about 400 nm.
La microstructure Mi est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe Ai sensiblement perpendiculaire à un plan du composant. La microstructure présente par exemple une symétrie de révolution. Comme illustré dans l’exemple de la Fig. 1 A, la microstructure est par exemple une microlentille. The microstructure Mi is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a first axis Ai substantially perpendicular to a plane of the component. The microstructure has, for example, a symmetry of revolution. As illustrated in the example of Fig. 1 A, the microstructure is for example a microlens.
Le réseau de diffraction sub longueur d’onde Gi est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe Ai. Le réseau de diffraction sub longueur d’onde Gi est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche 114, un effet coloré. Des exemples de réseaux seront décrits plus en détails par la suite. L’effet coloré peut résulter d’une résonance de modes guidés, lorsque la deuxième couche 114 est en matériau diélectrique et présente une différence d’indice de réfraction au moins égale à 0,3 avec les couches avoisinantes, avantageusement au moins égal à environ 0,5. Dans des exemples de réalisation, la couche 114 en matériau diélectrique présente un indice de réfraction n2 supérieur aux indices de réfraction ni, ns, des couches avoisinantes et on parle de couche haut indice ou couche HRI (pour « High Refractive Index »). L’effet coloré peut également résulter d’une résonance plasmonique lorsque la deuxième couche 114 est métallique. The sub-wavelength diffraction grating Gi is substantially invariant by azimuthal rotation of an angle less than 90° around a second axis substantially coincident with said first axis Ai. The sub-wavelength diffraction grating Gi is configured to produce, after deposition of the second layer 114, a colored effect. Examples of gratings will be described in more detail below. The colored effect may result from a resonance of guided modes, when the second layer 114 is made of dielectric material and has a difference in refractive index at least equal to 0.3 with the neighboring layers, advantageously at least equal to approximately 0.5. In exemplary embodiments, the layer 114 made of dielectric material has a refractive index n2 greater than the refractive indices ni, ns, of the neighboring layers and is referred to as a high index layer or HRI layer (for “High Refractive Index”). The colored effect can also result from plasmonic resonance when the second layer 114 is metallic.
Le composant optique de sécurité peut comprendre par ailleurs une ou plusieurs couches additionnelles, fonctionnelles ou non fonctionnelles optiquement, adaptées à l’application. Par exemple, dans l’exemple de la FIG. 1 A, le composant optique de sécurité comprend en outre une couche d’adhésif 117, par exemple une couche d’adhésif réactivable à chaud, pour le transfert du composant optique de sécurité sur le produit ou document. The optical security component may further comprise one or more additional layers, optically functional or non-functional, adapted to the application. For example, in the example of FIG. 1 A, the optical security component further comprises an adhesive layer 117, for example a heat-reactivatable adhesive layer, for transferring the optical security component onto the product or document.
En pratique, comme cela sera détaillé par la suite, le composant optique de sécurité peut être fabriqué en empilant les couches sur le film support 111, puis le composant est transféré sur un document/produit à sécuriser grâce à la couche d’adhésif 117. Optionnellement, le film support 111 peut alors être détaché, par exemple au moyen de la couche de détachement 112. La face principale d’observation 100 du composant optique de sécurité se trouve ainsi du côté de la première couche 113 opposé à la face structurée de la couche 113. In practice, as will be detailed later, the optical security component can be manufactured by stacking the layers on the support film 111, then the component is transferred onto a document/product to be secured using the adhesive layer 117. Optionally, the support film 111 can then be detached, for example by means of the detachment layer 112. The main observation face 100 of the optical security component is thus on the side of the first layer 113 opposite the structured face of the layer 113.
Le composant optique de sécurité 102 représenté sur la FIG. IB représente par exemple un composant optique de sécurité destiné à la sécurisation de billets de banque ; il s’agit par exemple d’une partie d’un fil de sécurité destiné à être intégré dans le papier pendant la fabrication du billet ou d’une piste laminée couvrant une fenêtre dans le papier. Dans cet exemple, le composant 102 comprend comme précédemment un film support 111 (12 à 50 pm) qui servira également de film de protection au fil de sécurité, et, comme dans l’exemple de la FIG. 1 A, une première couche 113 en matériau diélectrique présentant un premier indice de réfraction ni, au moins une première structure diffractive S constituée d’un ensemble d’éléments optiques OEi. Une deuxième couche 114 recouvre au moins en partie ladite première structure diffractive S, et présente une bande spectrale de réflexion dans le visible. Comme décrit en référence à la FIG. 1 A, chaque élément optique comprend une microstructure Mi modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde G. The optical security component 102 shown in FIG. 1B represents for example an optical security component intended for securing banknotes; it is for example a part of a security thread intended to be integrated into the paper during the manufacture of the note or a laminated track covering a window in the paper. In this example, the component 102 comprises as previously a support film 111 (12 to 50 pm) which will also serve as a protective film for the security thread, and, as in the example of FIG. 1A, a first layer 113 of dielectric material having a first refractive index ni, at least one first diffractive structure S consisting of a set of optical elements OEi. A second layer 114 at least partly covers said first diffractive structure S, and has a spectral band of reflection in the visible. As described with reference to FIG. 1 A, each optical element comprises a microstructure Mi modulated by a subwavelength diffraction grating G.
Comme illustré dans l’exemple de la Fig. IB, et comme cela sera décrit plus en détails par la suite, chaque élément optique OEi peut comprendre une microstructure Mi constituée d’un sous-ensemble de facettes. Le sous-ensemble de facettes comprend par exemple, mais non limitativement, une ou plusieurs facettes à symétrie de révolution agencées de façon concentrique autour dudit premier axe Ai. Un sous-ensemble de facettes peut présenter un effet optique similaire de déviation de la lumière à celui d’une microstructure telle qu’illustrée sur la FIG. 1 A. Un sous-ensemble de facettes est avantageux en ce qu’il comprend une hauteur A, définie par une distance entre un niveau le plus bas de la facette et un niveau le plus haut, et mesurée selon un axe perpendiculaire à un plan parallèle au plan du composant, inférieure à la hauteur d’une microstructure telle qu’illustrée sur la FIG. 1 A. As illustrated in the example of FIG. 1B, and as will be described in more detail hereinafter, each optical element OEi may comprise a microstructure Mi consisting of a subset of facets. The subset of facets comprises for example, but not limited to, one or more facets with rotational symmetry arranged concentrically around said first axis Ai. A subset of facets may have a similar optical effect of deflecting light to that of a microstructure as illustrated in FIG. 1A. A subset of facets is advantageous in that it comprises a height A, defined by a distance between a lowest level of the facet and a highest level, and measured along an axis perpendicular to a plane parallel to the plane of the component, less than the height of a microstructure as illustrated in FIG. 1A.
Le composant optique de sécurité 102 comprend par ailleurs, dans l’exemple de la FIG. IB, un ensemble des couches 115, 116, 118 optionnelles. La couche 115 (optionnelle) est par exemple une couche en matériau diélectrique, par exemple une couche transparente ou une couche colorée opaque qui permet d’augmenter le contraste ; la couche 116 (optionnelle) est par exemple une couche de sécurité, par exemple une couche discontinue avec un motif spécifique imprimé localement avec une encre UV pour réaliser un marquage complémentaire contrôlable à l’œil ou en machine ; et la couche 118 (optionnelle) est par exemple une couche de protection, par exemple un deuxième film polymère ou un vernis. Dans le cas d’une piste laminée, la couche 118 peut être une couche adhésive. Comme dans l’exemple précédent, la fabrication peut être réalisée par empilement des couches sur le film support 111. La couche diélectrique 115 et la couche de sécurité 116 peuvent ne former qu’une seule couche. La couche de protection (ou couche adhésive) 118 et la couche 115 peuvent également ne former qu’une seule et même couche. The optical security component 102 further comprises, in the example of FIG. 1B, a set of optional layers 115, 116, 118. The layer 115 (optional) is for example a layer of dielectric material, for example a transparent layer or an opaque colored layer which makes it possible to increase the contrast; the layer 116 (optional) is for example a security layer, for example a discontinuous layer with a specific pattern printed locally with a UV ink to produce a complementary marking that can be checked by eye or by machine; and the layer 118 (optional) is for example a protective layer, for example a second polymer film or a varnish. In the case of a laminated track, the layer 118 may be an adhesive layer. As in the previous example, the manufacturing may be carried out by stacking the layers on the support film 111. The dielectric layer 115 and the security layer 116 may form only one layer. The protective layer (or adhesive layer) 118 and the layer 115 may also form only one and the same layer.
Il apparaitra à l’homme du métier que d’autres couches fonctionnelles optiquement ou non peuvent être ajoutées en fonction des besoins de l’application dans chacun des exemples représentés sur les FIG. 1 A et FIG. IB et que les variantes de réalisation présentées sur les FIG. 1 A et FIG. IB peuvent être combinées. It will be apparent to those skilled in the art that other optically or non-optically functional layers may be added depending on the needs of the application in each of the examples shown in FIG. 1A and FIG. 1B and that the embodiment variants shown in FIG. 1A and FIG. 1B may be combined.
A noter que si les couches additionnelles, par exemple la couche 117, ou les couches 115, 116, 118, sont transparentes, ainsi que le support de destination, le composant optique de sécurité pourra être observé des deux côtés pour son authentification. Note that if the additional layers, for example layer 117, or layers 115, 116, 118, are transparent, as well as the destination medium, the optical security component can be observed from both sides for its authentication.
La FIG. 2A illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) d’un exemple de structure diffractive S constituée d’éléments optiques OEi. Dans cet exemple, chaque élément optique OEi comprend une microstructure Mi formée d’une microlentille, modulée par un réseau de diffraction G, dans cet exemple un réseau de diffraction concentrique à pas constant. FIG. 2A schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of an exemplary diffractive structure S consisting of optical elements OEi. In this example, each optical element OEi comprises a microstructure Mi formed of a microlens, modulated by a diffraction grating G, in this example a concentric diffraction grating with constant pitch.
Dans cet exemple, les microlentilles Mi sont par exemple des microlentilles à symétrie de révolution, par exemple des microlentilles sphériques ou asphériques. Cependant, d’autres exemples sont possibles. In this example, the microlenses Mi are for example microlenses with rotational symmetry, for example spherical or aspherical microlenses. However, other examples are possible.
Par ailleurs, les microlentilles Mi peuvent être modulées par un réseau de diffraction pseudoconcentrique à pas constant, concentrique ou pseudo-concentrique à pas variable, un réseau de diffraction radial, un réseau de diffraction angulairement sectorisé, par exemple un réseau de diffraction pseudo-radial, ou un réseau de diffraction à deux dimensions. Des exemples seront décrits en référence aux FIG. 3 A à FIG. 3D. Furthermore, the microlenses Mi may be modulated by a constant-pitch pseudoconcentric, concentric or variable-pitch pseudoconcentric diffraction grating, a radial diffraction grating, an angularly sectored diffraction grating, for example a pseudoradial diffraction grating, or a two-dimensional diffraction grating. Examples will be described with reference to FIG. 3A to FIG. 3D.
La FIG. 2B illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) de microstructures Mi dans un composant selon la présente description. Dans cet exemple, chaque microstructure comprend un sous-ensemble de facettes. FIG. 2B schematically illustrates a three-dimensional (partial) view of microstructures Mi in a component according to the present disclosure. In this example, each microstructure comprises a subset of facets.
La FIG. 2C illustre de façon schématique et à titre d’exemple, une vue en coupe (partielle) d’un sous-ensemble de facettes tel qu’illustré sur la FIG. 2B, modulé par un réseau de diffraction sub longueur d’onde. FIG. 2C schematically and exemplarily illustrates a (partial) cross-sectional view of a subset of facets as illustrated in FIG. 2B, modulated by a subwavelength diffraction grating.
Là encore, les ensembles de facettes illustrées sur la FIG. 2B peuvent être modulés par un réseau de diffraction pseudo-concentrique à pas constant, concentrique ou pseudoconcentrique à pas variable, un réseau de diffraction radial, un réseau de diffraction angulairement sectorisé, par exemple un réseau de diffraction pseudo-radial, ou un réseau de diffraction à deux dimensions. Again, the facet sets illustrated in FIG. 2B may be modulated by a constant-pitch pseudo-concentric, concentric, or variable-pitch pseudo-concentric diffraction grating, a radial diffraction grating, an angularly sectored diffraction grating, e.g., a pseudo-radial diffraction grating, or a two-dimensional diffraction grating.
La FIG. 3 A illustre un premier exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 310 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas constant Ai. Un tel réseau concentrique comprend des lignes concentriques 311. Un tel réseau de diffraction permet d’observer un effet coloré stable dans un basculement haut/bas et un changement de couleur dans un basculement gauche/droite. Un même effet coloré sera observé avec un réseau pseudo-concentrique. FIG. 3 A illustrates a first example of a subwavelength diffraction grating 310 in a component according to the present description, the diffraction grating being concentric and of constant pitch Ai. Such a concentric grating comprises concentric lines 311. Such a diffraction grating makes it possible to observe a stable colored effect in an up/down tilt and a color change in a left/right tilt. The same colored effect will be observed with a pseudo-concentric grating.
La FIG. 3B illustre un deuxième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 320 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas variable. Un tel réseau de diffraction permettra d’observer un effet coloré variable dans un basculement haut/bas mais cet effet coloré variable sera conservé par rotation azimutale.FIG. 3B illustrates a second example of a subwavelength diffraction grating 320 in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being concentric and of variable pitch. Such a diffraction grating will allow a variable color effect to be observed in an up/down tilt but this variable color effect will be preserved by azimuthal rotation.
Là encore, un même effet coloré sera observé avec un réseau pseudo-concentrique à pas variable. La FIG. 3C illustre un troisième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 330 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant pseudo-radial, de pas A2. Comme illustré sur la FIG.3C, le réseau de diffraction pseudo-radial 330 comprend des lignes de réseau radiales 331 qui s’étendent depuis le centre du réseau 335 défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe et des lignes de réseau pseudoradiales 332, parallèles aux lignes de réseau s’étendant radialement depuis le centre du réseau. Un réseau pseudo-radial permet de définir des secteurs angulaires 338 à l’intérieur desquels les lignes de réseau sont parallèles, ce qui permet d’avoir un pas A2 sensiblement constant. Les secteurs angulaires ont un angle au sommet compris par exemple entre 2° et 60°. Bien que non représentés, d’autres réseaux de diffraction angulairement sectorisés peuvent être envisagés. Here again, the same colored effect will be observed with a pseudo-concentric network with variable pitch. FIG. 3C illustrates a third example of a subwavelength diffraction grating 330 in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being pseudo-radial, with a pitch A2. As illustrated in FIG. 3C, the pseudo-radial diffraction grating 330 comprises radial grating lines 331 extending from the center of the grating 335 defined by the intersection of the plane of the component with said second axis and pseudo-radial grating lines 332, parallel to the grating lines extending radially from the center of the grating. A pseudo-radial grating makes it possible to define angular sectors 338 within which the grating lines are parallel, which makes it possible to have a substantially constant pitch A2. The angular sectors have an apex angle of, for example, between 2° and 60°. Although not shown, other angularly sectored diffraction gratings may be envisaged.
La FIG. 3D illustre un quatrième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 340 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant à deux dimensions, avec une composante concentrique et une composante pseudo-radiale, les pas dans chacune des dimensions étant constants mais différents l’un de l’autre. Un tel réseau de diffraction comprend des lignes concentriques 341 et des lignes radiales et pseudo-radiales 342. Un tel réseau de diffraction permettra d’observer un effet coloré stable dans un basculement haut/bas et une couleur différente lors d’un basculement gauche/droite. Cet effet coloré variable sera conservé par rotation azimutale. Là encore, un même effet coloré sera observé avec une composante pseudo-concentrique du réseau à la place de la composante concentrique. FIG. 3D illustrates a fourth example of a subwavelength diffraction grating 340 in a component according to the present disclosure, the diffraction grating being two-dimensional, with a concentric component and a pseudo-radial component, the pitches in each dimension being constant but different from each other. Such a diffraction grating comprises concentric lines 341 and radial and pseudo-radial lines 342. Such a diffraction grating will allow a stable colored effect to be observed in an up/down tilt and a different color during a left/right tilt. This variable colored effect will be preserved by azimuthal rotation. Here again, the same colored effect will be observed with a pseudo-concentric component of the grating in place of the concentric component.
La FIG. 4A illustre un effet visuel coloré d’un premier exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas. FIG. 4A illustrates a colored visual effect of a first example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
Dans cet exemple, la première structure diffractive du composant optique de sécurité présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique 401 reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir une salamandre crachant du feu. In this example, the first diffractive structure of the security optical component has an outline configured to generate a macroscopic pattern 401 recognizable to the naked eye by an observer, namely a salamander spitting fire.
La première structure diffractive est par exemple constituée d’un ensemble d’éléments optiques comprenant des microstructures modulées chacune par un réseau de diffraction sub longueur d’onde à deux dimensions, avec un premier pas constant dans une dimension et un deuxième pas constant dans l’autre dimension mais différent du premier pas. Les microstructures sont par exemple des microlentilles. Le réseau de diffraction est concentrique ou pseudo-concentrique dans une dimension, avec un pas compris entre 280 nm et 320 nm et le réseau de diffraction est pseudo-radial dans l’autre dimension, avec un pas compris par exemple entre 230 nm et 270 nm. La deuxième couche réfléchissante est par exemple métallique, configurée pour générer une résonance plasmonique. The first diffractive structure is for example made up of a set of optical elements comprising microstructures each modulated by a two-dimensional subwavelength diffraction grating, with a first constant pitch in one dimension and a second constant pitch in the other dimension but different from the first pitch. The microstructures are for example microlenses. The diffraction grating is concentric or pseudo-concentric in one dimension, with a pitch between 280 nm and 320 nm and the diffraction grating is pseudo-radial in the other dimension, with a pitch between example between 230 nm and 270 nm. The second reflective layer is for example metallic, configured to generate a plasmonic resonance.
L’image 410 illustre une observation autour de la réflexion directe. La salamandre est visible avec une première couleur, par exemple une couleur violette. Les positions 411 et 412 correspondent à une observation du motif 401 lors d’un tilt haut/bas. On observe sensiblement la même première couleur, par exemple la couleur violette, dans les positions 411, 412, avec une stabilité en couleur lors du tilt haut/bas qui peut aller jusqu’à quelques dizaines de degrés, par exemple au moins dix degrés de part et d’autre de la position centrale. Image 410 illustrates an observation around direct reflection. The salamander is visible with a first color, for example a violet color. Positions 411 and 412 correspond to an observation of pattern 401 during an up/down tilt. We observe substantially the same first color, for example the violet color, in positions 411, 412, with a color stability during the up/down tilt that can go up to a few tens of degrees, for example at least ten degrees on either side of the central position.
Les positions 413 et 414 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt gauche/ droite. La salamandre est alors visible avec une deuxième couleur, par exemple une couleur bleue. Ceci s’explique car les positions 413/414 et 411/412 ont localement un pas de réseau 2D qui diffère et donc une couleur différente. Positions 413 and 414 correspond to an observation of the pattern during a left/right tilt. The salamander is then visible with a second color, for example a blue color. This is explained because positions 413/414 and 411/412 locally have a different 2D network step and therefore a different color.
La FIG. 4B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 4A, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°. FIG. 4B illustrates a colored visual effect of the security optical component illustrated in FIG. 4A, observed by an observer in specular reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
De façon remarquable, on observe qu’après la variation azimutale, le même effet coloré est visible par un observateur. Ainsi, la salamandre apparaît avec la première couleur (violette) en réflexion spéculaire (position 420) et en tilt haut/bas (positions 421, 422) et apparaît avec une deuxième couleur (bleue) lorsque le composant subit un tilt vers la gauche ou vers la droite (positions 423, 424). Remarkably, it is observed that after the azimuthal variation, the same colored effect is visible to an observer. Thus, the salamander appears with the first color (violet) in specular reflection (position 420) and in up/down tilt (positions 421, 422) and appears with a second color (blue) when the component undergoes a tilt to the left or to the right (positions 423, 424).
La FIG. 5 illustre un effet visuel coloré d’un deuxième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire (510) et dans 4 positions de basculement gauche/droite (513/514), haut/bas (511/512). FIG. 5 illustrates a colored visual effect of a second example of a security optical component according to the present description, observed by an observer in specular reflection (510) and in 4 tilt positions left/right (513/514), up/down (511/512).
Dans cet exemple, le composant optique de sécurité comprend des premières structures diffractives conformes à la présente description et des deuxièmes structures diffractives. Les premières structures diffractives du composant optique de sécurité forment un motif 501 macroscopique reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir une bande verticale interrompu avec des segments obliques 502. In this example, the security optical component comprises first diffractive structures in accordance with the present description and second diffractive structures. The first diffractive structures of the security optical component form a macroscopic pattern 501 recognizable to the naked eye by an observer, namely a vertical strip interrupted with oblique segments 502.
Les premières structures diffractives sont constituées par exemple d’un ensemble d’éléments optiques, chaque élément optique comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde concentrique ou pseudo-concentrique, avec un premier pas constant, compris par exemple entre 260 nm et 320 nm. Par exemple, les microstructures sont des sous-ensembles de facettes, par exemple des axicons avec un nombre de facettes compris entre 4 et 12. Les deuxièmes structures diffractives du composant optique de sécurité génèrent lesdits segments obliques 502. The first diffractive structures consist for example of a set of optical elements, each optical element comprising a microstructure modulated by a concentric or pseudo-concentric sub-wavelength diffraction grating, with a constant first pitch, for example between 260 nm and 320 nm. For example, the microstructures are subsets of facets, for example axicons with a number of facets between 4 and 12. The second diffractive structures of the security optical component generate said oblique segments 502.
Les deuxièmes structures diffractives comprennent par exemple des éléments optiques avec des microstructures similaires à celles des premières structures diffractives mais modulées chacune par un réseau de diffraction sub longueur d’onde linéaire, avec un deuxième pas constant, différent du premier pas. Par exemple, le réseau de diffraction linéaire présente un vecteur réseau parallèle à la direction principale des bandes 501 et un pas compris entre 330 nm et 370 nm. The second diffractive structures comprise, for example, optical elements with microstructures similar to those of the first diffractive structures but each modulated by a linear subwavelength diffraction grating, with a second constant pitch, different from the first pitch. For example, the linear diffraction grating has a grating vector parallel to the main direction of the bands 501 and a pitch between 330 nm and 370 nm.
Dans cet exemple, la deuxième couche réfléchissante est par exemple une couche haut indice configurée pour l’observation de résonances de modes guidés. In this example, the second reflective layer is for example a high index layer configured for the observation of guided mode resonances.
La position 510 correspond à une observation du motif autour de la réflexion directe. Le fond 501 est visible avec une première couleur, par exemple une couleur violette tandis que les segments obliques sont visibles à une autre couleur, du fait de la différence de pas, par exemple une couleur rouge. Position 510 corresponds to an observation of the pattern around the direct reflection. The background 501 is visible with a first color, for example a purple color while the oblique segments are visible at another color, due to the difference in pitch, for example a red color.
Les positions 511 et 512 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt haut/bas. On observe une stabilité de la couleur de l’ensemble. Positions 511 and 512 correspond to an observation of the pattern during an up/down tilt. We observe a stability of the color of the whole.
Les positions 513 et 514 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt gauche/ droite. On observe une variation de la couleur seulement pour le fond 501 : lorsque le composant est basculé de gauche à droite, le fond 501 change de couleur et devient cyan tandis que les segments obliques 502 restent rouge. Positions 513 and 514 correspond to an observation of the pattern during a left/right tilt. A variation of the color is observed only for the background 501: when the component is tilted from left to right, the background 501 changes color and becomes cyan while the oblique segments 502 remain red.
Si l’on effectue une rotation azimutale de 90° du composant, l’effet coloré variable est conservé pour les premières structures diffractives (fond 501) mais les segments obliques deviennent verts. If we perform a 90° azimuthal rotation of the component, the variable colored effect is preserved for the first diffractive structures (background 501) but the oblique segments become green.
Dans un exemple de réalisation tel qu’illustré sur la FIG. 5, il est par ailleurs possible de faire apparaitre un message lorsque dans une position déterminée, le réseau circulaire est de même période que le réseau linéaire. Ceci permet de créer des scénarios optiques présentant un métamérisme azimutal. In an exemplary embodiment as illustrated in FIG. 5, it is also possible to display a message when, in a given position, the circular network has the same period as the linear network. This makes it possible to create optical scenarios presenting azimuthal metamerism.
La FIG. 6A illustre un effet visuel coloré d’un troisième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas. FIG. 6A illustrates a colored visual effect of a third example of a security optical component according to the present disclosure, observed by an observer in reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions.
Dans cet exemple, une première structure diffractive du composant optique de sécurité présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique 601 reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir une salamandre crachant du feu, comme dans l’exemple de la FIG. 4 A, FIG. 4B. Une deuxième structure diffractive du composant optique de sécurité présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique 602 reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir un coquillage. In this example, a first diffractive structure of the security optical component has an outline configured to generate a macroscopic pattern 601 recognizable to the naked eye by an observer, namely a fire-breathing salamander, as in the example of FIG. 4 A, FIG. 4B. A second diffractive structure of the security optical component has an outline configured to generate a macroscopic pattern 602 recognizable to the naked eye by an observer, namely a seashell.
La première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques comprenant par exemple des microlentilles modulées par un réseau de diffraction pseudoradial, avec un premier pas constant, par exemple un pas compris entre environ 330 nm et environ 370 nm. The first diffractive structure consists of a set of optical elements comprising, for example, microlenses modulated by a pseudoradial diffraction grating, with a constant first pitch, for example a pitch between approximately 330 nm and approximately 370 nm.
La deuxième structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques comprenant par exemple des microlentilles identiques à celles de la première structure diffractive, modulées par un réseau de diffraction sub longueur concentrique, avec un deuxième pas constant sensiblement identique au premier pas. The second diffractive structure consists of a set of optical elements comprising, for example, microlenses identical to those of the first diffractive structure, modulated by a concentric sub-length diffraction grating, with a second constant pitch substantially identical to the first pitch.
Dans cet exemple, la deuxième couche réfléchissante est par exemple une couche haut indice configurée pour l’observation de résonances de modes guidés. In this example, the second reflective layer is for example a high index layer configured for the observation of guided mode resonances.
L’image 610 illustre une observation autour de la réflexion directe. La salamandre est visible avec une première couleur, par exemple une couleur verte tandis que le coquillage est visible avec une deuxième couleur, par exemple une couleur rouge. Image 610 illustrates an observation around direct reflection. The salamander is visible with a first color, for example a green color while the shell is visible with a second color, for example a red color.
Les positions 611 et 612 correspondent à une observation du motif 601 lors d’un tilt haut/bas. On observe sensiblement la même première couleur, par exemple la couleur verte pour la salamandre et la couleur rouge pour le coquillage, dans les positions 611, 612, avec une stabilité en couleur lors du tilt haut/bas qui peut aller jusqu’à quelques dizaines de degrés. Les positions 613 et 614 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt gauche/ droite. La salamandre est alors visible avec la deuxième couleur, par exemple une couleur rouge tandis que le coquillage est visible avec la première couleur, par exemple la couleur verte.Positions 611 and 612 correspond to an observation of the pattern 601 during an up/down tilt. We observe substantially the same first color, for example the green color for the salamander and the red color for the shell, in positions 611, 612, with a color stability during the up/down tilt that can go up to a few tens of degrees. Positions 613 and 614 correspond to an observation of the pattern during a left/right tilt. The salamander is then visible with the second color, for example a red color while the shell is visible with the first color, for example the green color.
La FIG. 6B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 6A, observé par un observateur en réflexion et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°. FIG. 6B illustrates a colored visual effect of the safety optical component shown in FIG. 6A, observed by an observer in reflection and in 4 left/right, up/down tilt positions, after azimuthal rotation of the component by 90°.
De façon remarquable, on observe qu’après la variation azimutale, le même effet coloré est visible par un observateur. Ainsi, la salamandre apparaît avec la première couleur (verte) en réflexion spéculaire (position 620) et en tilt haut/bas (positions 621, 622) et apparaît avec une deuxième couleur (rouge) lorsque le composant subit un tilt vers la gauche ou vers la droite (positions 623, 624). Le coquillage apparaît avec la deuxième couleur (rouge) en réflexion spéculaire (position 620) et en tilt haut/bas (positions 621, 622) et apparaît avec la première couleur (verte) lorsque le composant subit un tilt vers la gauche ou vers la droite (positions 623, 624). Remarkably, it is observed that after the azimuthal variation, the same colored effect is visible to an observer. Thus, the salamander appears with the first color (green) in specular reflection (position 620) and in up/down tilt (positions 621, 622) and appears with a second color (red) when the component is tilted to the left or right (positions 623, 624). The shell appears with the second color (red) in specular reflection (position 620) and in up/down tilt (positions 621, 622) and appears with the first color (green) when the component is tilted to the left or right (positions 623, 624).
Outre la stabilité azimutal des effets colorés de chacun des éléments optiques, cette configuration permet d’obtenir une permutation de couleur entre l’effet de tilt Haut/Bas et Droite/Gauche c’est-à-dire que les couleurs de la salamandre et du coquillage permutent entre les deux axes de tilt. In addition to the azimuthal stability of the colored effects of each of the optical elements, this configuration allows to obtain a color permutation between the Up/Down and Right/Left tilt effect i.e. the colors of the salamander and the shell permute between the two tilt axes.
Dans les exemples décrits ci-dessus, l’authentification pourrait également être réalisée par un dispositif d’imagerie. In the examples described above, authentication could also be performed by an imaging device.
La FIG. 7A illustre un premier exemple d’un arrangement d’éléments optiques OEi dans un composant optique de sécurité selon la présente description. Dans cet exemple, les éléments optiques (OEi, OE2, etc.) sont identiques, et présentent un contour de forme carrée pour faciliter l’arrangement. Les éléments optiques comprennent chacun une microstructure, respectivement référencée Mi, M2, modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde respectivement référencé Gi, G2. Dans cet exemple, chaque microstructure comprend un ensemble de facettes (en trait plein), seules quelques facettes étant représentées sur la Fig. 7A. L’ensemble de facettes est modulé par un réseau de diffraction concentrique, les lignes de réseau concentriques étant représentées en pointillés, seules quelques lignes de réseau étant représentées. FIG. 7A illustrates a first example of an arrangement of optical elements OEi in a security optical component according to the present description. In this example, the optical elements (OEi, OE2, etc.) are identical, and have a square-shaped outline to facilitate the arrangement. The optical elements each comprise a microstructure, respectively referenced Mi, M2, modulated by a subwavelength diffraction grating respectively referenced Gi, G2. In this example, each microstructure comprises a set of facets (in solid lines), only a few facets being represented in FIG. 7A. The set of facets is modulated by a concentric diffraction grating, the concentric grating lines being represented in dotted lines, only a few grating lines being represented.
La FIG. 7B illustre un deuxième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description. Dans cet exemple, les éléments optiques comprennent comme dans l’exemple précédent, une microstructure comprenant un ensemble de facettes concentriques modulé par un réseau de diffraction concentrique. Dans cet exemple cependant, les éléments optiques présentent un contour de forme hexagonale. Il est ainsi possible d’avoir un plus grand nombre d’éléments optiques par unité de surface par rapport à une maille carrée. FIG. 7B illustrates a second example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present description. In this example, the optical elements comprise, as in the previous example, a microstructure comprising a set of concentric facets modulated by a concentric diffraction grating. In this example, however, the optical elements have a hexagonal-shaped outline. It is thus possible to have a greater number of optical elements per unit area compared to a square mesh.
Bien entendu, d’autres formes de contour sont possibles pour les éléments optiques. Of course, other contour shapes are possible for the optical elements.
Ainsi, la FIG. 7C illustre un troisième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme rectangulaire. Un tel arrangement permet de rendre maximale la dynamique d’observation ou l’intensité de la couleur, par exemple dans un basculement haut/bas. Thus, FIG. 7C illustrates a third example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present description, the optical elements having a rectangular-shaped outline. Such an arrangement makes it possible to maximize the observation dynamics or the intensity of the color, for example in an up/down tilt.
La FIG. 8 illustre un exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques OEi et OE2 différents. Les éléments optiques OEi sont par exemple identiques à ceux illustrés sur la FIG. 7B tandis que les éléments optiques OE2 comprennent une microstructure similaire (non représentée pour ne pas surcharger le dessin) mais avec un réseau de diffraction pseudoradiale. Un tel arrangement permet de créer des couleurs composées en mélangeant plusieurs éléments optiques. FIG. 8 illustrates an example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, with different optical elements OEi and OE2. The optical elements OEi are for example identical to those illustrated in FIG. 7B while the optical elements OE2 comprise a similar microstructure (not shown in order not to clutter the drawing) but with a pseudoradial diffraction grating. Such an arrangement makes it possible to create composite colors by mixing several optical elements.
La FIG. 9 illustre un autre exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques OEi et OE2 similaires aux éléments optiques OEi et OE2 illustrées sur la FIG.8 mais avec un agencement particulier. Dans cet exemple, une évolution graduelle de la densité d’OEi et OE2 permet de créer un composant offrant une transition graduelle de couleurs. FIG. 9 illustrates another example of an arrangement of optical elements in a security optical component according to the present disclosure, with optical elements OEi and OE2 similar to the optical elements OEi and OE2 illustrated in FIG. 8 but with a particular arrangement. In this example, a gradual evolution of the density of OEi and OE2 makes it possible to create a component offering a gradual transition of colors.
On décrit maintenant des exemples de procédé de fabrication de composants optiques de sécurité selon la présente description. Examples of methods for manufacturing optical security components according to the present description are now described.
Une première étape comprend la conception de ladite au moins une première structure diffractive selon les modalités décrites ci-dessus, et d’éventuelles autres structures. Vient ensuite une étape d’enregistrement d’un exemplaire original, aussi appelé master optique. Le master optique est par exemple un support optique sur lequel la ou les structure(s) sont formées. A first step includes the design of said at least one first diffractive structure according to the methods described above, and any other structures. This is followed by a step of recording an original copy, also called an optical master. The optical master is, for example, an optical medium on which the structure(s) are formed.
Le master optique peut être formé par des méthodes de lithographie électronique ou optique connues de l’état de l’art. The optical master can be formed by electronic or optical lithography methods known in the state of the art.
Par exemple, selon un premier mode de réalisation, le master optique est réalisé par gravure d’une résine sensible au rayonnement électromagnétique en utilisant un faisceau d’électrons. Dans cet exemple de réalisation, la structure présentant le premier motif modulé par le second motif peut être gravée en une seule étape. For example, according to a first embodiment, the optical master is produced by etching a resist sensitive to electromagnetic radiation using an electron beam. In this exemplary embodiment, the structure having the first pattern modulated by the second pattern can be etched in a single step.
Selon un autre mode de réalisation, une technique de lithographie optique (ou photolithographie) peut être utilisée. Le master optique est dans cet exemple une plaque de résine photosensible et l’étape d’ origination est effectuée par une ou plusieurs insolations de la plaque par projections de masques, de type masque de phase et/ou de type masque d’amplitude, suivies d’un développement dans une solution chimique appropriée. Par exemple, une première insolation est réalisée par projection de masques d’amplitude dont les coefficients de transmission sont adaptés pour que soit formé, après développement, un relief correspondant aux microstructures, dans les régions dans lesquelles les microstructures sont prévues. Ensuite, une deuxième insolation est réalisée, par exemple selon des méthodes de lithographie optique connues de l’homme de l’art, par exemple une lithographie à deux photons, pour enregistrer le réseau de diffraction qui module chaque microstructure. Des étapes similaires peuvent être prévues pour générer d’autres reliefs, comme par exemple un deuxième réseau de diffraction dans d’autres régions. L’ordre de formation des microstructures et des réseaux de diffraction est quelconque et peut être modifié. Par la suite, l’étape de développement est menée. De cette manière, un master optique comprenant une première structure diffractive conforme à la présente description est obtenu après développement. According to another embodiment, an optical lithography (or photolithography) technique can be used. The optical master is in this example a photosensitive resin plate and the origination step is carried out by one or more exposures of the plate by projections of masks, of the phase mask type and/or of the amplitude mask type, followed by development in an appropriate chemical solution. For example, a first exposure is carried out by projection of amplitude masks whose transmission coefficients are adapted so that, after development, a relief corresponding to the microstructures is formed, in the regions in which the microstructures are provided. Then, a second exposure is carried out, for example according to optical lithography methods known to those skilled in the art, for example two-photon lithography, to record the diffraction grating which modulates each microstructure. Similar steps can be provided to generate other reliefs, such as for example a second diffraction grating in other regions. The order of formation of microstructures and diffraction gratings is arbitrary and can be modified. Subsequently, the development stage is carried out. In this way, an optical master comprising a first diffractive structure conforming to the present description is obtained after development.
Il peut être alors procédé à l’étape de copie métallique du master optique par exemple par galvanoplastie, comme évoqué précédemment, afin d’obtenir la matrice de réplication ou « master » métallique. Selon une variante, une étape de duplication matricielle du master métallique peut être effectuée pour obtenir un outil de production de grande taille adapté pour répliquer la structure en quantité industrielle. The step of metal copying of the optical master can then be carried out, for example by electroplating, as mentioned above, in order to obtain the replication matrix or metal “master”. According to a variant, a step of matrix duplication of the metal master can be carried out to obtain a large-scale production tool suitable for replicating the structure in industrial quantities.
La fabrication du composant optique de sécurité comprend alors une étape de réplication. Par exemple la réplication peut être réalisée par estampage (par pressage à chaud du matériau diélectrique en anglais « hot embossing ») de la première couche 113 (FIGS. 1 A, IB) en matériau diélectrique d’indice de réfraction ni, par exemple une couche de bas indice, typiquement un vernis d’estampage de quelques microns d’épaisseur. La couche 113 est avantageusement portée par le film support 111, par exemple un film de 12 pm à 100 pm en matériau polymère, par exemple en PET (polyéthylène téréphtalate). La réplication peut également être faite par moulage de la couche de vernis d’estampage avant séchage puis réticulation UV (« UV casting »). La réplication par réticulation UV permet notamment de reproduire des structures présentant une grande amplitude de profondeur et permet d’obtenir une meilleure fidélité dans la réplication. De manière générale, toute autre méthode de réplication de haute résolution connue de l’art antérieur peut être utilisée dans l’étape de réplication. The manufacture of the optical security component then includes a replication step. For example, the replication can be carried out by stamping (by hot embossing of the dielectric material) of the first layer 113 (FIGS. 1 A, 1B) in dielectric material with a refractive index of ni, for example a low index layer, typically a stamping varnish a few microns thick. The layer 113 is advantageously carried by the support film 111, for example a film of 12 pm to 100 pm in polymer material, for example PET (polyethylene terephthalate). The replication can also be carried out by molding the stamping varnish layer before drying then UV crosslinking ("UV casting"). Replication by UV crosslinking makes it possible in particular to reproduce structures having a large depth range and makes it possible to obtain better fidelity in the replication. Generally, any other high-resolution replication method known from the prior art may be used in the replication step.
Vient ensuite le dépôt sur la couche ainsi embossée de l’ensemble des autres couches, par exemple la couche réfléchissante 114, la couche en matériau diélectrique 115 (optionnelle), la couche de sécurité 116 (optionnelle) qui peut être déposée uniformément ou sélectivement pour figurer un nouveau motif et la couche de type colle ou vernis (117, 118) par un procédé d’enduction. Next comes the deposition on the layer thus embossed of all the other layers, for example the reflective layer 114, the dielectric material layer 115 (optional), the security layer 116 (optional) which can be deposited uniformly or selectively to represent a new pattern and the glue or varnish type layer (117, 118) by a coating process.
Des étapes optionnelles et connues de l’homme de l’art sont possibles, comme une démétallisation partielle de la couche reflective 114. Il est également possible d’introduire une couche opaque continue ou discontinue pour renforcer le contraste. Optional steps known to those skilled in the art are possible, such as partial demetallization of the reflective layer 114. It is also possible to introduce a continuous or discontinuous opaque layer to enhance the contrast.
Bien que décrit à travers un certain nombre d’exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon l’invention et le procédé de fabrication dudit composant comprennent différentes variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l’homme de l’art, étant entendu que ces différentes variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l’invention telle que définie par les revendications qui suivent. Références Although described through a certain number of exemplary embodiments, the optical security component according to the invention and the method of manufacturing said component comprise different variants, modifications and improvements which will be obvious to those skilled in the art, it being understood that these different variants, modifications and improvements are part of the scope of the invention as defined by the claims which follow. References
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