JP4336008B2 - 対象物の識別構造及び識別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パスポート、カード、証書、商品券、絵画、切符、公共競技投票券等の平面的な対象物または各種立体的な対象物の偽造防止を目的としてその真正性を識別するための識別媒体及び識別構造並びに識別方法に関し、特に対象物に設けた識別媒体を光学的に、かつ機械的に認識することにより、その真正性を識別するための構造及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばカード、証書類の識別にコレステリック液晶を用いる技術がある。
【０００３】
一般にコレステリック液晶は多層構造をなしており、各層での分子長軸方向が互いに平行であり、かつ層面に平行である。また、各層は少しずつ回転して重なっており、立体的にスパイラル構造をとる。この方向因子が３６０°回転して元へ戻るまでの距離、即ちピッチｐと、各層内の平均屈折率ｎとから、λ＝ｎ・ｐで表される波長λの円偏光に対して選択的に反射する特徴を有する。従って、上記各層の液晶の分子長軸方向が、入射光に対して左回りならば、上記波長λの成分の左円偏光は反射され、右円偏光は透過する。また、その他の波長の光は全て透過する。例えば、可視光を吸収する黒紙の如き材料の上に、赤色の波長λRを反射するコレステリック液晶を配置し、太陽光などのランダム光を当てると透過光は全て吸収され、波長λRの左円偏光のみが反射される。
【０００４】
例えば特開平４−１４４７９６号公報には、コレステリック液晶にランダム光を照射し、反射した円偏光をバンドパスフィルタを介して１／４波長板で直線偏光に変換し、この直線偏光をビームスプリッタで分割し、各方向の偏光板によって右もしくは左円偏光を検出するものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射光を利用する場合、表面の汚損や下地の乱反射によるノイズの影響を受け易いことから、その信頼性を確保し難いと共に液晶のみではその複製、偽造も容易であり、このままでは偽造防止効果が低いという問題がある。また、右及び左円偏光を各々検出するために反射光を分割するために高価なビームスプリッタを用いなければならず、部品点数が多くなり、装置が大型化すると共にコストが高騰するという問題もあった。
【０００６】
一方、偽造防止方法として、その対象物の表面にホログラムを貼付し、これを目視により識別してその真正性を判定するものもある。また、目視による曖昧さを解消するべく特定の回折特性を有するホログラムまたは回折格子を用い、該ホログラムに所定波長の光を照射し、その回折光の受光位置の強度、またはそれと他の位置の受光強度との比較により真正性を判定するものも提案されている。
【０００７】
しかしながら、近年のホログラム製造技術の普及に伴い、ホログラムの製造が容易になり、特に目視用ホログラムは真正なものと区別のつかない程の複製（偽造）品が比較的容易に製造されるようになっている。そのため、ホログラムによる偽造防止効果が低くなっていることは否めない。また、ホログラムまたは回折格子による回折光を検出する場合、その受光強度、またはそれと他の位置の受光強度との比較値が所定の閾値を越えているか否かで判定するが、回折光方向以外の上記他の位置にも受光素子を設けなければならず、装置が大型化し、コストが高騰すると共に表面の汚損などによる乱反射や光量不足でエラーが発生し易いという問題もある。
【０００８】
更に、他の偽造防止技術は高価であるなど一般に流通する物品に適するものが少なく、新規な偽造防止技術の開発が望まれていた。
【０００９】
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決するべく案出されたものであり、偽造が極めて困難であり、かつその識別性も高い一般に流通する物品に適した安価な対象物の識別構造及び識別方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、対象物に設けられた識別媒体を識別装置をもって光学的に認識することにより前記対象物の真正性を識別するための対象物の識別構造であって、前記識別媒体が、反射層に高分子コレステリック液晶を有し、かつ当該高分子コレステリック液晶に積層され、光源からの光をその光軸を中心とする一対または複数対の対称位置に回折して反射する反射型ホログラムまたは回折格子からなり、前記識別装置が、光源と、該光源を中心とする対称に、かつ識別時に前記回折光の光路と一致する位置に設けられた一対または複数対の受光部とを有し、前記対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間にのみ偏光フィルタ及び波長板からなる円偏光フィルタが設けられるか、または前記対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間に第１の円偏光フィルタ特性を有する第１の円偏光フィルタが設けられ、かつ他方の受光部と識別時に於ける前記識別媒体との間には前記第１のフィルタ特性と相反する第２の円偏光フィルタ特性を有する第２の円偏光フィルタが設けられたことを特徴とする対象物の識別構造、及び反射層に高分子コレステリック液晶を有し、かつ当該高分子コレステリック液晶に積層され、光源からの光をその光軸を中心とする一対または複数対の対称位置に回折して反射する反射型ホログラムまたは回折格子からなる識別媒体を対象物に設け、これに光を照射し、その回折光の対の一方を波長板及び偏光フィルタからなる円偏光フィルタを介して受光し、他方を直接受光するか、または前記回折光の対の一方を第１の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタを介して受光し、他方を前記第１の円偏光フィルタ特性と相反する第２の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタを介して受光し、それらの受光結果を比較することにより前記対象物の真正性を識別することを特徴とする対象物の識別方法を提供することにより達成される。
【００１１】
これにより、ビームスプリッタを用いなくても高分子コレステリック液晶からの出射光（回折光）を分割でき、しかも本発明の場合、ホログラムまたは回折格子の下地が高分子コレステリック液晶であるため、ノイズはその殆どが正反射方向に生じることから、入射光の正反射方向とは異なる回折光にはノイズが殆ど混じることがない。
【００１２】
また、分割された光（各回折光）のみを受光すれば良く、受光素子を削減できると共に単に回折光の受光強度ではなく対をなす回折光をその偏光特性に応じて一方のみフィルタリングし、または互いに相反する円偏光フィルタによりフィルタリングして比較することで、対の一方の受光強度と他方の受光強度との差が明確に現れ、例え全体の受光強度が低くても確実にその真正性を判定できる。更に、光源からの光を円偏光にすることで上記フィルタリングした場合の受光強度差が一層明確に現れる。
【００１３】
ここで、本発明に用いる高分子コレステリック液晶とは固体同様に形状保持可能であり、ホログラムまたは回折格子の反射層として用いることができる分子量であることを条件とするものであり、また、その光学的特性も磁界、電界、温度等の環境変化によらず安定なものであり、この点低分子コレステリック液晶とは異なるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、識別媒体１としてのホログラム箔１及び識別装置１０から構成される本発明が適用された識別構造の第１の実施形態を示す斜視図である。ホログラム箔１を、例えばホットスタンプ法によってカード、パスポート、証券、商品券等の対象物Ｘの所定の位置または全体に１つまたは２つ以上貼り付ける。ここで、ホットスタンプとは、装飾薄膜を瞬間的な熱と圧力とにより対象物の表面に転写する方法である。
【００１６】
図２に示すように、ホログラム箔１は、対象物Ｘの表面への接着層２、反射層としての高分子コレステリック液晶層３、ホログラム形成層４及び保護層５を積層したものであり、ホットスタンプ押圧時にその圧力及び熱により図示されないベースフィルムから剥離層を兼ねる保護層５が離れ、ホログラム箔１が対象物Ｘに転写される。
【００１７】
一方、識別装置１０は、図３（ａ）に示すように中央にランダム光を出力する光源１１が配置され、一対の受光部１２ａ、１２ｂが光源１１を中心とする対称位置に配置されている。また、図３（ｂ）に示すように、識別時に於ける一方の受光部１２ａとホログラム箔１との間、即ち受光部１２ａの前面にのみ偏光フィルタ１４及び１／４波長板１５からなる円偏光フィルタ１３が配置されている。更に、受光部１２ａの円偏光フィルタ１３の前面及び受光部１２ｂの前面には特定波長の光、例えば緑色の光のみを透過するバンドパスフィルタ１７、１８が設けられている。このバンドパスフィルタ１７、１８の配置は任意であり、特定波長の光源を用いる場合や特定波長のノイズを除去するような環境に応じて設けることによりその識別性が向上するものである。
【００１８】
本実施形態では識別装置１０は固定され、対象物Ｘが図１の矢印の方向に搬送され、これにより識別装置１０がホログラム箔１を走査するものとする。
【００１９】
ここで、ホログラム箔１は、その回折格子の各格子の延在方向が対象物Ｘの搬送方向、即ち走査方向と直交しており、該ホログラム箔１に正対する方向から入射した光を走査方向前後斜め上方に、かつ入射光軸を中心に対称となるように回折するようになっている。また、受光部１２ａ、１２ｂは上記回折光を受光するべく走査方向に沿って設けられている。
【００２０】
実際には、受光部１２ａと受光部１２ｂとが光源１１を中心に対称であり、かつホログラム箔１の回折光を受光し得るようになっていれば、受光部１２ａ、１２ｂ及びホログラム箔１の回折格子の各格子の延在方向は任意で良いが、例えば正対する方向から入射した光を、走査方向左右に回折し、これを受光する場合、その回折方向については、ミラー、プリズム等の光学素子で模倣し易い。ところが、ホログラム箔１に正対する方向から入射した光を、そのホログラム箔１の略全域に亘り走査方向前後の所定の位置に反射するように対象物Ｘに光学素子を配置するのは極めて困難であることから、正対する方向から入射した光を、走査方向前後斜め上方に回折し、これを受光するような構造が望ましい。
【００２１】
尚、本実施形態では、ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３が右円偏光のみを反射し、円偏光フィルタ１３は右円偏光のみを透過して左円偏光をカットする第１のパターンと、ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３が上記同様右円偏光のみを反射し、円偏光フィルタ１３は左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする第２のパターンとを想定し、以下にその作動要領について説明する。これら第１及び第２のパターンの中で左右円偏光の左右を逆にしたり、ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３が左円偏光のみを反射するものとしても、その作用・効果は同様であるためそれらのパターンについての説明は省略する。
【００２２】
まず、ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３が右円偏光のみを反射し、円偏光フィルタ１３は右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする第１のパターンでは、対象物Ｘの搬送によるホログラム箔１の走査に伴い、受光部１２ａへの回折光はカットされないため、受光部１２ａの受光強度Ａと、受光部１２ｂの受光強度Ｂとは略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。また、ホログラム箔１を模倣するべく高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子を用いた場合、受光部１２ａへの回折光の左円偏光分がカットされるため、受光部１２ａの受光強度Ａが受光部１２ｂの受光強度Ｂの約半分になる（Ａ／Ｂ≒１／２）。これにより、その真正性の判定が容易にできる。受光部１２ａ、１２ｂの受光強度を図４（ａ）に示す。云うまでもなく他の光学素子による反射では通常受光部１２ａ、１２ｂに受光されず、ミラー、プリズム等の角度調整により受光されたとしても高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子と同様に受光部１２ａへの回折光の左円偏光分がカットされるため、受光部１２ａの受光強度Ａが受光部１２ｂの受光強度Ｂの約半分になる（Ａ／Ｂ≒１／２）。尚、以下の説明に於いても同様に対象物Ｘにホログラム箔１に代えて光学素子を用いた場合の判別は容易であるので光学素子を用いた場合の説明は省略する。
【００２３】
次に、ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３は右円偏光のみを反射し、円偏光フィルタ１３は左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする第２のパターンでは、対象物Ｘの搬送によるホログラム箔１の走査に伴い、受光部１２ａへの回折光が全てカットされるため、受光部１２ａの受光強度Ａに比較して受光部１２ｂの受光強度Ｂが著しく大きくなる（Ａ／Ｂ≒０）。また、高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子を用いた場合、受光部１２ａへの回折光の右円偏光分がカットされるため、受光部１２ａの受光強度Ａが受光部１２ｂの受光強度Ｂの約半分になる（Ａ／Ｂ≒１／２）。これによりその真正性の判定が容易にできる。この場合の受光部１２ａ、１２ｂの受光強度を図４（ｂ）に示す。
【００２４】
上記各構成の変形例として図５に示すように、上記円偏光フィルタ１３が右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする第１のパターンで、右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする円偏光フィルタ１９を光源１１とホログラム箔１との間に設け、光源を右円偏光としても良い。この場合、対象物Ｘの搬送によるホログラム箔１の走査に伴い、受光部１２ａへの回折光はカットされないため、受光部１２ａの受光強度Ａと、受光部１２ｂの受光強度Ｂとは略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。また、高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子では、回折光が左円偏光となり、受光部１２ａへの回折光は全てカットされるため、受光部１２ｂの受光強度が受光部１２ａの受光強度よりも著しく大きくなる（Ａ／Ｂ≒０）。これにより、その真正性の判定が容易にできる。このときの受光部１２ａ、１２ｂの受光強度を図６（ａ）に示す。
【００２５】
同様に上記円偏光フィルタ１３が左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする第２のパターンで、光源を右円偏光とした場合、対象物Ｘの搬送によるホログラム箔１の走査に伴い、受光部１２ａへの回折光が全てカットされるため、受光部１２ａの受光強度Ａに比較して受光部１２ｂの受光強度Ｂが著しく大きくなる（Ａ／Ｂ≒０）。また、高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子では、回折光が左円偏光となり、受光部１２ａへの回折光はカットされないため、受光部１２ａの受光強度Ａと、受光部１２ｂの受光強度Ｂとは略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。これによりその真正性の判定が容易にできる。受光部１２ａ、１２ｂの受光強度を図６（ｂ）に示す。
【００２６】
尚、図５の構成で光源を左円偏光とし、ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３が左円偏光のみを反射するものとすれば、上記第１のパターンの出力結果と第２のパターンの出力結果が逆になるのみである。
【００２７】
このように、光源を円偏光とした場合、ランダム光をそのまま光源とする場合よりも受光部１２ａの出力結果と受光部１２ｂの出力結果との違いが大きくなることから出力のＳ／Ｎ比が大きくなり、汚れ等の影響を殆ど受けずに確実な識別ができるようになる。以下の実施形態についても同様である。
【００２８】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は本発明の第２の実施形態を示す図３（ａ）及び図３（ｂ）と同様な図である。本構成では円偏光フィルタ２４が右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする第１のパターンの識別装置２０と、円偏光フィルタ２５が左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする第２のパターンの識別装置２１とを走査方向に沿って直列に配置し、順番に識別するようにしたものである。ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３は右円偏光のみを反射するものとする。この場合、対象物Ｘの搬送によるホログラム箔１の走査に伴い、識別装置２０にて識別が行われるが、その受光部２２ａへの回折光は円偏光フィルタ２４によってはカットされず、受光部２２ａの受光強度Ａと、受光部２２ｂの受光強度Ｂとは略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。続いて、識別装置２１にて識別が行われるが、その受光部２３ａへの回折光は円偏光フィルタ２５によって全てカットされるため、受光部２３ａの受光強度Ｃに比較して受光部２３ｂの受光強度Ｄが著しく大きくなる（Ｃ／Ｄ≒０）。
【００２９】
また、高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子では、受光部２２ａへの回折光の右円偏光分、受光部２３ａへの回折光の左円偏光分がカットされ、受光部２２ａの受光強度Ａが受光部２２ｂの受光強度Ｂの約半分になる（Ａ／Ｂ≒１／２）と共に受光部２３ａの受光強度Ｃが受光部２３ｂの受光強度Ｄの約半分になる（Ｃ／Ｄ≒１／２）。これらの結果から真正性の判定が容易にできる。
【００３０】
上記受光部２２ａの受光強度Ａと、受光部２３ａの受光強度Ｃとを用いて（Ａ−Ｃ）：（Ａ＋Ｃ）を求め、これを真正性の判定に用いても良い。即ち、高分子コレステリック液晶層が設けらたホログラムまたは回折格子では、Ａ≒１、Ｃ≒０であるため、（Ａ−Ｃ）：（Ａ＋Ｃ）≒１：１となるが、高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子では、受光部２２ａへの回折光の右円偏光分、受光部２３ａへの回折光の左円偏光分がカットされ、Ａ≒Ｃとなり、（Ａ−Ｃ）：（Ａ＋Ｃ）≒０：Ｘ（Ｘは測定値に応じた任意の値）となる。この結果から真正性の判定が容易にできる。
【００３１】
この場合、上記した回折格子の各格子の形状を一方の側面が入射光と平行であり、他方が傾斜するような鋸歯状に細工したものを用いて、受光部２２ｂ、２３ｂ側に殆ど回折する場合を想定しても、受光部２３ａの受光強度Ｃに比較して受光部２３ｂの受光強度Ｄが著しく大きくなる（Ｃ／Ｄ≒０）ものの、受光部２２ａの受光強度Ａに比較して受光部２２ｂの受光強度Ｂも著しく大きくなる（Ａ／Ｂ≒０）となるため、真正なホログラム箔１との判別が容易にできる。また、逆に受光部２２ａ、２３ａ側に殆ど回折する場合を想定しても、受光部２２ａの受光強度Ａと受光部２２ｂの受光強度Ｂとが略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）ものの、受光部２３ａの受光強度Ｃと受光部２３ｂの受光強度Ｄとも略等しくなる（Ｃ／Ｄ≒１）となるため、真正なホログラム箔１との判別が容易にできる。この回折方向毎の光量を調整する構造は、回折格子の各格子の形状を鋸歯状に細工するのに高度な加工技術及び高いコストを必要とする割には、本発明のように偏光方向による識別も併せて行う以上、本発明による他の構成でもその識別を容易に行うことができる。
【００３２】
一方、上記構成の変形例として図８に示すように、円偏光フィルタ２４が右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする第１のパターンの識別装置２０の光源２０ａとホログラム箔１との間に、右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする円偏光フィルタ２８を設け、円偏光フィルタ２５が左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする第２のパターンの識別装置２１の光源２１ａとホログラム箔１との間に、左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする円偏光フィルタ２９を設けても良い。ホログラム箔１の高分子コレステリック液晶層３は右円偏光のみを反射するものとする。この場合、対象物Ｘの搬送によるホログラム箔１の走査に伴い、識別装置２０にて識別が行われるが、光源２０ａからの光が右円偏光のみであり、受光部２２ａへの回折光は円偏光フィルタ２４によってはカットされず、受光部２２ａの受光強度Ａと受光部２２ｂの受光強度Ｂとが略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。続いて、識別装置２１にて識別が行われるが、光源２０ａからの光が左円偏光のみであるため、ホログラム箔１から回折光は出射されず、受光部２３ａの受光強度Ｃと受光部２３ｂの受光強度Ｄとは共に略０となる（Ｃ≒０、Ｄ≒０）。
【００３３】
また、高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子では、識別装置２０での識別時、光源２０ａからの右円偏光が回折時に左円偏光となり、円偏光フィルタ２５によって受光部２２ａへの回折光が殆どカットされ、受光部２２ａの受光強度Ａに比較して受光部２２ｂの受光強度Ｂが著しく大きくなる（Ａ／Ｂ≒０）。続いて、識別装置２１での識別時、光源２１ａからの左円偏光が回折時に右円偏光となり、受光部２３ａへの回折光が殆どカットされ、受光部２３ａの受光強度Ｃに比較して受光部２３ｂの受光強度Ｄが著しく大きくなる（Ｃ／Ｄ≒０）。これらの結果から真正性の判定が容易にできる。
【００３４】
ここで、上記第１の実施形態の変形例等、１つの光源を有する１つの識別装置で識別する場合、例えば光源として右円偏光を用いると、上記したようにその出力のＳ／Ｎ比は高くなるものの、例えば高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子の表面に位相差が１／２になるようなテープなどを貼付すると、その回折光は高分子コレステリック液晶層が設けられたものと同様な右円偏光となるため、本発明によるホログラム箔１と同様な出力結果となる。ところが、本構成のように、各々相反する円偏光の光源を有する複数の識別装置を用いれば、高いＳ／Ｎ比を確保しつつ位相差が１／２になるようなテープなどを貼付したものをも容易に識別できる。
【００３５】
具体的には上記図８に示す構成で高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子の表面に位相差が１／２になるようなテープなどを貼付したものを走査した場合、識別装置２０での識別時、光源２０ａからの右円偏光は回転せずに回折することから受光部２２ａの受光強度Ａと受光部２２ｂの受光強度Ｂとが略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。続いて、識別装置２１での識別時、光源２１ａからの左円偏光は回転せずに回折することから受光部２３ａの受光強度Ｃと受光部２３ｂの受光強度Ｄとが略等しくなる（Ｃ／Ｄ≒１）。これらの結果はホログラム箔１の識別結果とは異なるため、その真正性の判定が容易にできる。受光部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの受光強度を図９に示す。
【００３６】
尚、本構成では基本的な構造が同じであるセンサを２個使用することによってそのコストは全く異なる２種類のセンサを２つ用いる場合に比較して低廉になっている。
【００３７】
上記した光源からの光を円偏光とすることにより検出結果のＳ／Ｎ比を高くすることができる点については以下の実施形態についても同様であるのでその構成及び作用・効果の説明を省略する。
【００３８】
上記構成では１つめの識別装置２０による識別と２つめの識別装置２１による識別とが時間的にずれていることから、例えば識別媒体を差し替えるなどの不正も考えられるが、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、２組の識別装置２４、２５を傾斜させて配置し、一方の光源からの照射光を他方の受光部に入射させるような構成とすれば、同時に回折光の受光が可能となり、上記したような不正も防止できる。以下の実施形態もその点は同様である。
【００３９】
図１１は本発明の第３の実施形態を示す識別媒体としてのホログラム箔３１の形状を模式的に示す平面図であり、図１２は図３（ａ）と同様な図である。本構成ではホログラム箔３１が、回折角度は同じであるが、回折方向の異なる２種類の回折格子からなる微小な領域３１ａ、３１ｂを交互に千鳥配置することにより構成されている。これらの領域３１ａ、３１ｂは光の照射時にスポット内に多数の領域３１ａ、３１ｂが均等に含まれるように光源のスポット径よりも十分に小さくなっている。領域３１ａの回折格子は、その各格子の延在方向が走査方向と直交しており、正対する方向から入射した光を、走査方向前後斜め上方に、かつ入射光軸を中心に対称となるように回折するようになっている。また、領域３１ｂの回折格子は、その各格子の延在方向が走査方向と平行であり、正対する方向から入射した光を、走査方向左右斜め上方に、かつ入射光軸を中心に対称となるように回折するようになっている。尚、ホログラム箔３１の反射層としての高分子コレステリック液晶層は上記同様右円偏光のみを回折するものとする。
【００４０】
一方、識別装置４０は、光源４１を交点として互いに直交する２対の受光部４２ａ、４２ｂ及び４３ａ、４３ｂを有している。受光部４２ａ、４２ｂは上記領域３１ａの回折光を受光するべく走査方向に沿って設けられている。また、受光部４３ａ、４３ｂは上記領域３１ｂの回折光を受光するべく走査方向と直交する方向に沿って設けられている。そして、対をなす受光部４２ａ、４２ｂのうち一方の受光部４２ａの前面には、右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする円偏光フィルタ４５が設けられ（第１のパターン）、対をなす受光部４３ａ、４３ｂのうち一方の受光部４３ａの前面には、左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする円偏光フィルタ４６が設けられている（第２のパターン）。
【００４１】
対象物Ｘの搬送によるホログラム箔３１の走査に伴い、対をなす受光部４２ａ、４２ｂには領域３１ａから右円偏光が回折されるが、これは円偏光フィルタ４５ではカットされないため、受光部４２ａの受光強度Ａと、受光部４２ｂの受光強度Ｂとは略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。また、対をなす受光部４３ａ、４３ｂには領域３１ｂから右円偏光が回折されるが、円偏光フィルタ４６で全てカットされるため、受光部４３ａの受光強度Ｃに比較して受光部４３ｂの受光強度Ｄが著しく大きくなる（Ｃ／Ｄ≒０）。これらの結果から真正性の判定が容易にできる。
【００４２】
高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子では、受光部４２ａへの回折光の左円偏光分及び受光部４３ａへの回折光の右円偏光分がカットされるため、受光部４２ａ及び受光部４３ａの受光強度Ａ、Ｃが各々受光部４２ｂ及び受光部４３ｂの受光強度Ｂ、Ｄの約半分になる（Ａ／Ｂ≒Ｃ／Ｄ≒１／２）。
【００４３】
また、上記したような高分子コレステリック液晶層が設けられておらず、回折格子の各格子の形状を加工して対の一方の受光部に光を回折するようにした場合、受光部４２ａの受光強度Ａと、受光部４２ｂの受光強度Ｂとの関係がＡ／Ｂ≒１、かつ受光部４３ａの受光強度Ｃと及び受光部４３ｂの受光強度Ｄとの関係がＣ／Ｄ≒０とはならず、Ａ／ＢまたはＣ／Ｄのいずれかが１／２程度となる。これにより真正なホログラム箔３１との識別ができる。
【００４４】
尚、本実施形態では回折方向を走査方向及びそれと直交する方向の組み合わせとしたが、任意な方向に設定して良いことは云うまでもない。また、回折方向を３方向以上に設定し、受光部の対をそれに応じて設けても良い。
【００４５】
図１３は本発明の第４の実施形態を示す識別媒体としてのホログラム箔５１の形状を模式的に示す平面図であり、図１４（ａ）は図３（ａ）と同様な図、図１４（ｂ）は図３（ｂ）と同様な図である。本構成ではホログラム箔５１が、回折方向は同じであるが、回折角度の異なる、即ち格子間ピッチの異なる２種類の回折格子からなる微小な領域５１ａ、５１ｂを交互に千鳥配置することにより構成されている。これらの領域５１ａ、５１ｂは上記同様に光の照射時にスポット内に多数の領域５１ａ、５１ｂが均等に含まれるように光源のスポット径よりも十分に小さくなっている。領域５１ａの回折格子は、上記実施形態の領域３１ａと同様に、その各格子の延在方向が走査方向と直交しており、正対する方向から入射した光を、走査方向と直交する面と平行に、即ち走査方向前後斜め上方に、かつ入射光軸を中心に対称となるように回折するようになっている。また、領域５１ｂの回折格子は、領域５１ａと回折方向は同じであるが、領域５１ａの回折格子より格子ピッチが広くなっており、領域５１ａの回折格子よりも光源から離れた方向に光を回折するようになっている。尚、ホログラム箔５１の反射層としての高分子コレステリック液晶層は上記同様右円偏光のみを回折するものとする。
【００４６】
一方、識別装置６０には、１対の受光部６２ａ、６２ｂが、上記領域５１ａの回折光を受光するべく光源６１を中心として走査方向に沿って対称な位置に設けられている。また、光源６１を中心として受光部６２ａ、６２ｂの外側には上記領域５１ｂの回折光を受光するべく受光部６２ａ、６２ｂが走査方向に沿って対称な位置に設けられている。そして、受光部６２ａの前面には、右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする円偏光フィルタ６５が設けられ（第１のパターン）、受光部６３ａの前面には、左円偏光のみを透過し、右円偏光をカットする円偏光フィルタ６６が設けられている（第２のパターン）。
【００４７】
対象物Ｘの搬送によるホログラム箔５１の走査に伴い、対をなす受光部６２ａ、６２ｂには領域５１ａから右円偏光が回折されるが、これは円偏光フィルタ６５ではカットされないため、受光部６２ａの受光強度Ａと、受光部６２ｂの受光強度Ｂとは略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。また、対をなす受光部６３ａ、６３ｂには領域５１ｂから右円偏光が回折されるが、円偏光フィルタ６６で全てカットされるため、受光部６３ａの受光強度Ｃに比較して受光部６３ｂの受光強度Ｄが著しく大きくなる（Ｃ／Ｄ≒０）。これらの結果から真正性の判定が容易にできる。
【００４８】
高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子では、受光部６２ａへの回折光の左円偏光分及び受光部６３ａへの回折光の右円偏光分がカットされるため、受光部６２ａ及び受光部６３ａの受光強度Ａが各々受光部６２ｂ及び受光部６３ｂの受光強度Ｂの約半分になる（Ａ／Ｂ≒Ｃ／Ｄ≒１／２）。
【００４９】
また、上記したような高分子コレステリック液晶層が設けられておらず、回折格子の各格子の形状を加工して対の一方の受光部に光を回折するようにした場合、受光部６２ａの受光強度Ａと、受光部６２ｂの受光強度Ｂとの関係がＡ／Ｂ≒１、かつ受光部６３ａの受光強度Ｃと及び受光部６３ｂの受光強度Ｄとの関係がＣ／Ｄ≒０とはならず、Ａ／ＢまたはＣ／Ｄのいずれかが１／２程度となる。これにより真正なホログラム箔５１との判別ができる。
【００５０】
尚、本実施形態では回折角度を２種類としたが、回折角度を３つ以上に設定し、受光部の対をそれに応じて設けても良い。また、上記第３の実施形態に示すような回折方向との組み合わせで一層バリエーションが増えることは云うまでもない。
【００５１】
図１５（ａ）は本発明の第５の実施形態を示す図３（ａ）と同様な識別装置の平面図、図１５（ｂ）は図３（ｂ）と同様な識別装置の構成を示す模式的な側断面図である。本構成では識別装置７０は、図１５（ａ）に示すように、中央にランダム光を出力する光源７１が配置され、円盤状の受光素子７２が光源７１を囲繞するように配置されている。この円盤状受光素子７２は各々独立して受光する８つの扇形受光部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ、７２ｆ、７２ｇ、７２ｈに分割されている。これら扇形受光部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ、７２ｆ、７２ｇ、７２ｈは、光源７１を中心に対称位置に設けられた受光部７２ａと受光部７２ｅ、受光部７２ｂと受光部７２ｆ、受光部７２ｃと受光部７２ｆ、受光部７２ｄと受光部７２ｈが、各々対をなし、同時にホログラム箔８１からの回折光を受光するようになっている。
【００５２】
また、図１５（ｂ）に併せて示すように、重厚部の各対の一方、即ち扇形受光部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄの前面にのみ、右円偏光のみを透過し、左円偏光をカットする第１のパターンの円偏光フィルタ７３が配置されている。更に、円偏光フィルタ７３とホログラム箔１との間には受光素子７２の全面を覆うバンドパスフィルタ７７が設けられている。
【００５３】
一方、図１６に示すように、対象物Ｘには識別媒体として、４つのホログラム箔８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄが、対象物Ｘの搬送方向に沿って設けられている。各ホログラム箔８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄは、上記受光素子７２の各受光部の対に対応する４つの方向に各々回折するように設定されている。尚、各ホログラム箔８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄは反射層としての高分子コレステリック液晶層は右円偏光のみを回折するものとする。
【００５４】
対象物Ｘの搬送により、各ホログラム箔８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄが順番に走査される。そして、例えばまず対をなす受光部７２ａ、７２ｅにホログラム箔８１ａから右円偏光が回折されるが、これは円偏光フィルタ７３ではカットされないため、受光部７２ａの受光強度Ａと、受光部７２ｅの受光強度Ｅとは略等しくなる（Ａ／Ｅ≒１）。
【００５５】
次に、対をなす受光部７２ｂ、７２ｆにホログラム箔８２ｂから右円偏光が回折されるが、これは円偏光フィルタ７３ではカットされないため、受光部７２ｂの受光強度Ｂと、受光部７２ｆの受光強度Ｆは略等しくなる（Ｂ／Ｆ≒１）。
【００５６】
同様に、ホログラム箔８２ｃからの回折光による受光部８２ｃの受光強度Ｃと、受光部８２ｇの受光強度Ｇとは略等しくなり（Ｃ／Ｇ≒１）、受光部７２ｄの受光強度Ｄと、受光部７２ｈの受光強度Ｈとは略等しくなる（Ｄ／Ｈ≒１）。
【００５７】
また、各ホログラム箔８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄを模倣するべく高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子を用いた場合、例えばまず対をなす受光部７２ａ、７２ｅへの回折光の左円偏光分がカットされるため、受光部７２ａの受光強度Ａが受光部７２ｅの受光強度Ｅの約半分になる（Ａ／Ｅ≒１／２）。各受光部の対でも同様に対の一方の出力が他方の半分になる（Ｂ／Ｆ≒１／２、Ｃ／Ｇ≒１／２、Ｄ／Ｈ≒１／２）。これにより、その真正性の判定が容易にできる。
【００５８】
ここで、本構成では受光部７２ａと受光部７２ｅとの対にホログラム箔８１ａ、受光部７２ｂと受光部７２ｆとの対にホログラム箔８１ｂ、受光部７２ｃと受光部７２ｆとの対にホログラム箔８１ｃ、受光部７２ｄと受光部７２ｈとの対にホログラム箔８１ｄを対応させたが、その組み合わせは任意に設定して良く、対象物Ｘにホログラム箔を上記より多く設けたり、逆に受光素子７２の受光部を更に多分割にしても良い。また、ホログラム箔の組み合わせをデータとして扱うことで、ＩＤ管理や各種データ記録媒体としても利用できる。また、本構成では識別装置を１つとしたが、第３の実施形態のように光源からの光を相反する円偏光とする２つの識別装置を搬送方向に並べて配置すれば、その識別を一層確実に行うことができる。
【００５９】
尚、上記各実施形態では、対をなす一方の受光部にのみ円偏光フィルタを設けたが、相反するフィルタ特性の円偏光フィルタを両方の受光部に設けても同様な判別が可能である。これは例えば図３（ａ）の構成で、受光部１２ａの円偏光フィルタ１３を第１の円偏光フィルタとし、受光部１２ｂの前面にも第２の円偏光フィルタとして円偏光フィルタ１３とは相反するフィルタ特性の円偏光フィルタを設けることであり、即ち、円偏光フィルタ１３が左円偏光をカットし（第１のパターン）、受光部１２ｂの前面の第２の円偏光フィルタは右円偏光をカットする（第２のパターン）ものとする。その場合、受光部１２ｂの受光強度Ｂに比較して受光部１２ａの受光強度Ａが著しく大きくなる（Ｂ／Ａ≒０）。また、高分子コレステリック液晶層が設けられていないホログラムまたは回折格子を用いた場合、受光部１２ａへの回折光の右円偏光分がカットされ、かつ受光部１２ｂへの回折光の左円偏光分がカットされるため、受光部１２ａの受光強度Ａと受光部１２ｂの受光強度Ｂとが略等しくなる（Ａ／Ｂ≒１）。他の実施形態でも同様にその真正性の判定が容易にできる。
【００６０】
また、上記各実施形態では、光源からの光をランダム光としたが、レーザ光源としても良いことは云うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による対象物の識別構造及び識別方法によれば、反射層として高分子コレステリック液晶を用い、かつ光源からの光をその光軸を中心とする一対または複数対の対称位置に回折して反射する反射型ホログラムまたは回折格子からなる識別媒体を対象物の表面に設け、これに光を照射し、その回折光の対の一方を波長板及び偏光フィルタからなる円偏光フィルタを介して受光し、他方を直接受光するか、または回折光の対の一方を第１の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタを介して受光し、他方を第１の円偏光フィルタ特性と相反する第２の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタを介して受光し、それらの受光結果を比較することにより対象物の真正性を識別することで、コレステリック液晶による偏光の特性とホログラムによる回折特性とを相乗的に組み合わせた識別が可能となり、識別性が向上すると共に円偏光の回折光を検出することにより、反射光を検出する場合と比較して乱反射光の影響が低減する。更に、媒体側で回折により光を分割するため、識別装置側に高価なビームスプリッタを用いる必要がなく、部品点数が削減され、装置が小型化、軽量化すると共に低廉になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に於ける識別媒体及び識別装置から構成される識別構造を示す斜視図。
【図２】図１の識別構造のうちの識別媒体の構造を示す拡大断面図。
【図３】（ａ）は図１のうちの識別装置の平面図、（ｂ）は識別装置の構成を示す模式的な側断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）共、受光部１２ａ、１２ｂの受光強度を示すグラフ。
【図５】第１の実施形態の変形例を示す図３（ｂ）と同様な図。
【図６】（ａ）、（ｂ）共、受光部１２ａ、１２ｂの受光強度を示すグラフ。
【図７】（ａ）は本発明の第２の実施形態に於ける識別装置の平面図、（ｂ）は識別装置の構成を示す模式的な側断面図。
【図８】第２の実施形態の変形例を示す図３（ｂ）と同様な図。
【図９】受光部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの受光強度を示すグラフ。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施形態の変形例を示す図３（ａ）、図３（ｂ）と同様な図。
【図１１】本発明の第３の実施形態を示す識別媒体の模式的な平面図。
【図１２】図１１と共に本発明の第３の実施形態を示す図３（ａ）と同様な図。
【図１３】本発明の第４の実施形態を示す識別媒体の模式的な平面図。
【図１４】（ａ）は本発明の第４の実施形態に於ける識別装置の平面図、（ｂ）は識別装置の構成を示す模式的な側断面図。
【図１５】（ａ）は本発明の第５の実施形態に於ける識別装置の平面図、（ｂ）は識別装置の構成を示す模式的な側断面図。
【図１６】本発明の第５の実施形態を示す識別媒体の模式的な平面図。
【符号の説明】
１ 識別媒体
２ 接着層
３ 高分子コレステリック液晶層
４ ホログラム形成層
５ 保護層
１０ 識別装置
１１ 光源
１２ａ、１２ｂ 受光部
１３ 円偏光フィルタ
１４ 偏光フィルタ
１５ １／４波長板
１７、１８ バンドパスフィルタ
１９ 円偏光フィルタ
２０、２１ 識別装置
２０ａ、２１ａ 光源
２２ａ、２２ｂ 受光部
２３ａ、２３ｂ 受光部
２８、２９ 円偏光フィルタ
３１ ホログラム箔
３１ａ、３１ｂ 領域
４０ 識別装置
４１ 光源
４２ａ、４２ｂ 受光部
４３ａ、４３ｂ 受光部
４５、４６ 円偏光フィルタ
５１ ホログラム箔
５１ａ、５１ｂ 領域
６０ 識別装置
６１ 光源
６２ａ、６２ｂ 受光部
６３ａ、６３ｂ 受光部
６５、６６ 円偏光フィルタ
７０ 識別装置
７１ 光源
７２ 円盤状受光素子
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ 扇形受光部
７２ｅ、７２ｆ、７２ｇ、７２ｈ 扇形受光部
７３ 円偏光フィルタ
７７ バンドパスフィルタ
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ ホログラム箔

Claims (7)

1. 対象物に設けられた識別媒体を識別装置をもって光学的に認識することにより前記対象物の真正性を識別するための対象物の識別構造であって、
   前記識別媒体が、反射層に高分子コレステリック液晶を有し、かつ当該高分子コレステリック液晶に積層され、光源からの光をその光軸を中心とする一対または複数対の対称位置に回折して反射する反射型ホログラムまたは回折格子からなり、
   前記識別装置が、光源と、該光源を中心とする対称に、かつ識別時に前記回折光の光路と一致する位置に設けられた一対または複数対の受光部とを有し、
   前記対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間にのみ偏光フィルタ及び波長板からなる円偏光フィルタが設けられるか、
   または前記対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間に第１の円偏光フィルタ特性を有する第１の円偏光フィルタが設けられ、かつ他方の受光部と識別時に於ける前記識別媒体との間には前記第１のフィルタ特性と相反する第２の円偏光フィルタ特性を有する第２の円偏光フィルタが設けられたことを特徴とする対象物の識別構造。
2. 前記光源と前記識別媒体との間にも偏光フィルタ及び波長板からなる円偏光フィルタが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の対象物の識別構造。
3. 前記識別装置が、一対の識別装置からなり、
   一方の前記識別装置が、その光源と前記識別媒体との間に第１の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられ、かつその対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間にのみ前記第１の円偏光フィルタ特性と同様な円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられたものからなり、
   他方の前記識別装置が、その光源と前記識別媒体との間に前記第１のフィルタと相反する第２の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられ、かつその対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間にのみ前記第２の円偏光フィルタ特性と同様な円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられたものからり、
   前記各識別装置をもって前記識別媒体を順番に、または同時に光学的に認識するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の対象物の識別構造。
4. 識別時に於ける前記波長板と前記識別媒体との間にバンドパスフィルタが更に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の対象物の識別構造。
5. 反射層に高分子コレステリック液晶を有し、かつ当該高分子コレステリック液晶に積層され、光源からの光をその光軸を中心とする一対または複数対の対称位置に回折して反射する反射型ホログラムまたは回折格子からなる識別媒体を対象物に設け、これに光を照射し、その回折光の対の一方を波長板及び偏光フィルタからなる円偏光フィルタを介して受光し、他方を直接受光するか、または前記回折光の対の一方を第１の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタを介して受光し、他方を前記第１の円偏光フィルタ特性と相反する第２の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタを介して受光し、それらの受光結果を比較することにより前記対象物の真正性を識別することを特徴とする対象物の識別方法。
6. 前記光源からの光を偏光フィルタ及び波長板からなる円偏光フィルタを介して前記識別媒体に照射することを特徴とする請求項５に記載の対象物の識別方法。
7. 光源と前記識別媒体との間に第１の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられ、かつその対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間にのみ前記第１の円偏光フィルタ特性と同様な円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられた識別装置と、
   光源と前記識別媒体との間に前記第１のフィルタと相反する第２の円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられ、かつその対をなす前記受光部の一方と識別時に於ける前記識別媒体との間にのみ前記第２の円偏光フィルタ特性と同様な円偏光フィルタ特性を有する円偏光フィルタが設けられた識別装置とをもって前記識別媒体を順番に、または同時に光学的に認識することを特徴とする請求項６に記載の対象物の識別方法。

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