JP6175890B2 - 偽造防止媒体および偽造防止媒体の読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサによる機械読取りにて真偽判定を行なう偽造防止媒体および偽造防止媒体の読取方法に関する。

従来、紙幣、株券、商品券さらにはクレジットカード等の有価証券類の他、商品用の封印シールやタグ類に至るまで、偽造や複製による不正使用を防止するため、精巧な印刷技術による印刷等が施されているのが一般的であったが、近年の偽造や複製による不正使用の頻発に鑑み、これら精巧な印刷等に加え特殊なインキによる偽造防止策が施される様になってきた。

たとえば、紫外光を照射することで可視光域にて発光する蛍光インキ、目視角度によって色や明るさが変わるＯＶＤ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）インキ等を紙面上に印刷することで、カラーコピー等の複写機で簡単に偽造できない方法が施されている。

しかしながら、最近の偽造品は、カラーコピーに加えて上記蛍光インキやＯＶＤを模倣したものを付加した精巧な偽造品が出回ってきている。これらの偽造品は、正品との比較、専門家が見れば容易に判別つくが、偽造品のみを一般の人が見ても簡単に真贋判定することは難しい。

そこで、目視による真偽判定に加えて、センサによる機械読取りにて真偽判定を行なう偽造防止策を併用している有価証券類も多い。これは目視による真偽判定ができない、たとえば、自動販売機の紙幣鑑別器などにも有効である。機械読取りによる偽造防止策として、目視ではその機能性が見えないが、機能性を検知できるセンサで反応する材料をインキ中に混入させる方法が一般的である。たとえば、インキ中に磁性粉を混入させた磁気インキは目視では黒色のインキに見えているだけだが、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）センサにて磁性の存在の有無がわかる。

また、赤外線とくに近赤外線に着目し、近赤外線領域の一部を吸収もしくは透過するインキを使用した偽造防止策がある。たとえば、プロセスインキの墨インキであるカーボンブラックを主成分とした黒色のインキと近赤外線領域に吸収のない黒色インキを組合わせる方法、可視光域に特定の吸収がほとんど無く、近赤外線域の一部に吸収のあるインキを用いる方法、さらに前記近赤外線域の一部に吸収のあるインキを他のプロセスインキ（墨以外）に混入させることによる方法等が挙げられる。

しかしながら、これらセンサによる機械読取りを行なうためには、機器導入のための費用が発生するという問題点がある。また、安価なセンサもしくは読取点が少ない真偽判定を行なう場合、偽造品まで正品と判別してしまう恐れがある。

前記近赤外線域の特徴点のみをセンサで検知して真偽判定を行なう場合、特徴点のみを真似した偽造品と区別が付かなくなる。そのため、複数の特徴点を検知して真偽判定を行なうことで、簡単な偽造に対する対抗措置をとることができる。

さらに、近赤外線域に特徴を持つインキも複数種の光学的機能性材料を混入させることで、複雑な分光波形となり、それらの特徴点を検知すれば、偽造が非常に困難な偽造防止媒体になり得る。

上記に掲げた偽造防止策は、目視による真偽判定に加えて行なう場合は有効であるが、目視による真偽判定をせず、機械読取りだけで真偽判定を行なう場合には、偽造防止インキの分光波形を複雑にしても真似される恐れがある。たとえば、光学多層膜にて光の制御を行なえば、媒体の製造コストおよび外観を度返しすれば類似の波形を作ることができる。この場合、目視での確認ができれば、偽造品と一目で分かるが、機械読取りだけで真偽判定する物品には不向きである。

特開２００５−７４６４１号公報 特開平７−３７０２７号公報 特許第３２４６０１７号公報 特開２００９−１４９０６８号公報

本発明が解決しようとする課題は、機械読取りにて真偽判定を行なう偽造防止媒体において、偽造困難性が高く、真偽判定精度をより向上できる偽造防止媒体および偽造防止媒体の読取方法を提供することである。

本発明の請求項１に係る偽造防止媒体は、基材の一方の面に、近赤外線波長域の少なくとも一部に反射波長域を持つ体積型ホログラム層、および、近赤外線波長域の少なくとも一部に吸収を持つ近赤外線吸収層が順に積層されてなる偽造防止媒体において、前記体積型ホログラム層は、第１の回折光反射方向を有する２つの第１の領域と、前記第１の回折光反射方向とは異なる第２の回折光反射方向を有する１つの第２の領域とを含み、前記体積型ホログラム層では、１つの方向において前記第２の領域が前記第１の領域に挟まれるとともに、前記第１の領域と前記第２の領域とが隣接し、前記近赤外線吸収層は、前記近赤外線波長域において第１の吸収波長域を有する第１の領域と、前記近赤外線波長域において前記第１の吸収波長域とは異なる第２の吸収波長域を有する第２の領域とを含み、前記体積ホログラム層と前記近赤外線吸収層とが積層される方向において、一方の前記体積型ホログラム層の前記第１の領域と、前記近赤外線吸収層の前記第１の領域とが重なり、かつ、他方の前記体積型ホログラム層の前記第１の領域と、前記近赤外線吸収層の前記第２の領域とが重なることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る偽造防止媒体の読取方法は、請求項１記載の偽造防止媒体に対し、所定の位置から近赤外線波長域の複数の波長の光を照射する光源を配置するとともに、前記体積型ホログラム層の前記第１の回折光反射方向および前記第２の回折光反射方向のそれぞれに受光素子を配置して、前記各受光素子で反射率を測定し、この各測定値から前記偽造防止媒体の真偽判定を行なうことを特徴とする。

本発明の請求項３に係る偽造防止媒体の読取方法は、請求項１記載の偽造防止媒体に対し、所定の位置から近赤外線波長域の複数の波長の光を照射する光源を配置するとともに、前記体積型ホログラム層の前記第１の回折光反射方向および前記第２の回折光反射方向のそれぞれに受光素子を配置して、前記１つの方向に前記偽造防止媒体を移動しながら、前記各受光素子で反射率の増減を測定し、それぞれの受光素子の出力波形を比較することで前記偽造防止媒体の真偽判定を行なうことを特徴とする。

本発明によれば、異なる回折光反射方向の体積型ホログラムと、特徴的な分光波形を持つセキュリティ部とを組合せ、空間上の特徴点の反射率を複数点読取ることで真偽判定を行ない、さらに偽造防止媒体が移動することで、異なる回折光反射方向における反射率の増減を測定し、かつ、それぞれの受光素子の出力波形を比較することで、機械読取りにて真偽判定を行なう偽造防止媒体において、偽造困難性が高く、真偽判定精度をより向上できる偽造防止媒体および偽造防止媒体の読取方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る体積型ホログラムの作製方法を説明する概念図。 図１に示した体積型ホログラムの読取方法を説明する概念図。 本発明の実施形態に係る反射方向が異なる体積型ホログラムの作製方法を説明する概念図。 図３に示した反射方向が異なる体積型ホログラムの読取方法を説明する概念図。 本発明の実施形態に係る領域を複数個配置した偽造防止媒体の読取方法を説明する概念図で、（a）図はＸ方向から見た図、（b）図はＺ方向から見た図。 実施形態におけるセンサの輝度入力の例を示すグラフ。 本発明の実施形態に係る体積型ホログラム層と近赤外線吸収層の分光特性の一例を示すグラフ。 本発明の実施形態に係る領域を異なる方向に複数個配置した偽造防止媒体の読取方法を説明する概念図で、（a）図はＸ方向から見た図、（b）図はＺ方向から見た図。 本発明の実施形態に係る体積型ホログラム層と近赤外線吸収層の分光特性の一例を示すグラフ。 実施形態におけるセンサの輝度測定の一例を示すグラフ。 本発明の実施形態に係る偽造防止媒体の構成の一例を示す縦断側面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る体積型ホログラムの作製方法を説明する概念図である。レーザ光源（図示せず）からのレーザビームを、ビーム１０とビーム１２に分け、ビーム１０はレンズ１１により拡げられ、入射角αで記録材料１５に照射する。ビーム１２はレンズ１３により拡げられ、拡散板１４を照射する。拡散板１４で拡散した光は記録材料１５の反対側より入射角βで入射する。

図２は、図１に示した体積型ホログラムの読取方法を説明する概念図である。図１の配置で記録材料１５に干渉縞を記録して作製した体積型ホログラム２０は、図２に示すように照明光源２１からの光により照明すると、図１で図示した拡散板１４があった位置から光が射出するような方向に反射する。照明光源２１との射出角度はα＋βとなる。ここで、センサ２２をこの射出位置に配置することで、反射光の強度を測定することができる。

ところで、体積型ホログラムでの再生（反射）波長は、記録材料の収縮がなく干渉縞のピッチに変化がなければ、基本的に記録したときの波長となるため、近赤外線波長域で反射させるためには、近赤外線のレーザを使用する。

また、記録材料によっては干渉縞のピッチを変化させる方法もあり、長波長側に波長シフトするような方法をとれば、赤色のレーザでの記録も可能となる。さらに、このような波長シフトの方法によると、再生波長のバンド幅が広がる傾向があるため、反射波長のバンド幅を広くしたい場合には有効である。

図３は、本発明の実施形態に係る反射方向が異なる体積型ホログラムの作製方法を説明する概念図である。レーザ光源（図示せず）からのレーザビームを、ビーム３０とビーム３２に分け、ビーム３０はレンズ３１により拡げられ、入射角αで記録材料３５に照射する。ビーム３２はレンズ３３により拡げられ、拡散板３４を照射する。拡散板３４で拡散した光は記録材料３５の反対側より垂直に入射する。

図４は、図３に示した反射方向が異なる体積型ホログラムの読取方法を説明する概念図である。図３の配置で記録材料３５に干渉縞を記録して作製した体積型ホログラム４０は、図４に示すように照明光源２１からの光により照明すると、図３で図示した拡散板３４があった位置から光が射出するような方向に反射する。照明光源２１は、図２に示した体積型ホログラム２０と照明光源２１の位置関係と同等な配置で、図４での射出角度はαとなる。ここで、センサ４１をこの射出位置に配置することで、反射光の強度を測定することができる。

図５は、本発明の実施形態に係る領域を複数個配置した偽造防止媒体の読取方法を説明する概念図である。体積型ホログラム５１は、ＸＹ平面上に面積のある領域５１ａ〜５１ｅをＹ方向に複数個配置したものである。領域５１ａ、５１ｃ、５１ｅは図４で示した方向に反射光が射出する領域で、領域５１ｂ、５１ｄは図２で示した方向に反射光が射出する領域である。次に、照明光源２１により体積型ホログラム５１を照射する。この際に、体積型ホログラム５１の複数の領域の１個にのみ照明光が照射するようにマスク５０を用いる。

図５に示した状態では、領域５１ｃに照明光が照射されているので、領域５１ｃからの反射光は、センサ４１に入射する。ここで、体積型ホログラム５１をＹ軸方向に移動すると、別の領域に照明光が照射される。領域５１ｂに入射するように移動すると、反射光はセンサ２２に入射する。

図６は、実施形態におけるセンサの輝度入力の例を示すグラフである。領域５１ａ〜領域５１ｅで移動させたときのセンサ２２とセンサ４１の輝度入力を示す。

センサ２２は、領域５１ａでは輝度入力がなく、領域５１ｂで入力がある。さらに、領域５１ｃでは輝度入力がなく、領域５１ｄでは入力があり、領域５１ｅでは入力がない。つまり、領域５１ａ〜領域５１ｅを連続して移動することで、図６に示すような波形データ６０を得ることができる。同様に、センサ４１でも、領域５１ａ〜領域５１ｅで移動することで、図６に示すような波形データ６１を得ることができる。

図７は、本発明の実施形態に係る体積型ホログラム層と近赤外線吸収層の分光特性の一例を示すグラフである。分光曲線７１は、近赤外線波長域で反射する体積型ホログラムの分光曲線である。また、分光曲線７２は、近赤外線波長域に特徴的な吸収を持つ近赤外線吸収層Ａの分光曲線を示す。さらに、分光曲線７３は、異なる特徴的な吸収を持つ近赤外線吸収層Ｂの分光曲線を示す。

図８は、本発明の実施形態に係る領域を異なる方向に複数個配置した偽造防止媒体の読取方法を説明する概念図である。体積型ホログラム８１は、ＸＹ平面上に面積のある領域ａから領域ｅをＸ方向に配置したものである。体積型ホログラム８１は、図４で示した方向と、図２で示した方向に反射光が射出する領域が交互に配置してある。領域８１ａ、８１ｃ、８１ｅは図４で示した正面方向に反射光が射出する領域で、領域８１ｂ、８１ｄは図２で示した斜め方向に反射光が射出する領域である。照明光源８２、照明光源８３、照明光源８４によりマスク８０を用いて体積型ホログラム８１を照射し、各領域からの反射光を、センサ８５、センサ８６で読取る。

ここで、図５に示した読取方法とは体積ホログラムの移動方向が９０°異なるようにしている。これは、このような方向で移動することで、体積ホログラムに入射する再生光の入射角度の変化が少なく、センサでの読取波形の最大値部分が平坦となり、より安定した読取を実現することができる。

また、体積型ホログラム８１の前面に、図７で示した近赤外線波長域に特徴的な吸収を持つ近赤外線吸収層を設けてあり、領域８１ａは近赤外線吸収層Ａの分光曲線７２を、領域８１ｃは近赤外線吸収層Ｂの分光曲線７３の特徴を持つ近赤外線吸収層としている。

図９は、本発明の実施形態に係る体積型ホログラム層と近赤外線吸収層の分光特性の一例を示すグラフである。体積型ホログラム層と近赤外線吸収層は重ねて観察することから、実際にセンサで感知する分光曲線は、これら２つの分光の合成された分光曲線となる。分光曲線９１は、図７で示した体積型ホログラム層の分光曲線７１と近赤外線吸収層の分光曲線７２を合成したもので、分光曲線９２は、図７で示した体積型ホログラム層の分光曲線７１と近赤外線吸収層の分光曲線７３を合成したものである。

ここで、図８の照明光源８２、照明光源８３、照明光源８４のそれぞれの中心波長を、図９で示す中心波長９３、中心波長９４、中心波長９５としている。また、読取のセンサ８５、センサ８６は、これら３種の中心波長で感度があるセンサを用いている。

いま、照明光源８２で観察すると、図９の中心波長９３と分光曲線との交点より、近赤外線吸収層Ａが約４０％、近赤外線吸収層Ｂが約４０％の反射率となる。同様に、照明光源８３で観察すると、近赤外線吸収層Ａが約９０％、近赤外線吸収層Ｂが約７５％の反射率となる。さらに、照明光源８４で観察すると、近赤外線吸収層Ａが約９０％、近赤外線吸収層Ｂが約５０％の反射率となる。

図１０は、実施形態におけるセンサの輝度測定の一例を示すグラフである。図８で体積型ホログラム８１に照明光源８２、照明光源８３、照明光源８４で照明し、領域ａから領域ｅまで移動しながら各領域からの反射光を、センサ８５、センサ８６で測定した波形である。波形１００は光源８２で照明し、センサ８５で測定した波形である。波形１０１は、同じく光源８２で照明し、センサ８６で測定した波形である。

波形１０２は光源８３で照明し、センサ８５で測定した波形、波形１０３はセンサ８６で測定した波形である。波形１０４は光源８４で照明し、センサ８５で測定した波形、波形１０５はセンサ８６で測定した波形である。

ここで、これら波形で着目する部分としては、領域ａと領域ｃでの最大輝度値で、照明光源８２では、どちらも５０％、照明光源８３では、領域ａが９０％、領域ｃが７５％で、さらに、照明光源８４では、領域ａが９０％、領域ｃが５０％となる。

これらの波形の特徴点を読出すことで、真偽判定を行うことが可能となる。さらに、近赤外線吸収層を他の領域に設けたり、異なる分光曲線をもった近赤外線吸収層を設けたり、体積型ホログラムの反射方向、反射角度、それらの組合せを変化させたり、多くすることで、より複雑な波形を作ることができ、これらの波形を比較して真偽判定を行うことで、より厳密な真偽判定ができると同時に、偽造が非常に困難な偽造防止媒体となる。

図１１は、本発明の実施形態に係る偽造防止媒体の構成の一例を示すものである。偽造防止媒体９６は、基材９７の一方の面の少なくとも一部に、体積型ホログラム９８を設け、さらにその上面に近赤外線波長域の少なくとも一部に特徴的な吸収を持つ近赤外線吸収層９９を設けてある。

本発明の偽造防止媒体および偽造防止媒体の読取方法は、異なる回折光反射方向の体積型ホログラムと、特徴的な分光波形を持つセキュリティ部とを組合せ、空間上の特徴点の反射率を複数点読取ることで真偽判定を行い、さらに媒体が移動することで、異なる回折光反射方向における反射率の増減を検出し、かつ、それぞれのセンサの出力波形を比較することで、真偽判定精度をより向上できる。

１０，１２，３０，３２…ビーム、１１，１３，３１，３３…レンズ、１４，３４…拡散板、１５，３５…記録材料、２０，４０，５１，８１，９８…体積型ホログラム、２１，８２，８３，８４…照明光源、２２，４１，８５，８６…センサ、５０，８０…マスク、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…領域、５１ｄ，５１ｅ…領域、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ…領域、８１ｄ，８１ｅ…領域、９６…偽造防止媒体、９７…基材、９９…近赤外線吸収層、α，β…入射角。

Claims (3)

1. 基材の一方の面に、近赤外線波長域の少なくとも一部に反射波長域を持つ体積型ホログラム層、および、近赤外線波長域の少なくとも一部に吸収を持つ近赤外線吸収層が順に積層されてなる偽造防止媒体において、
   前記体積型ホログラム層は、第１の回折光反射方向を有する２つの第１の領域と、前記第１の回折光反射方向とは異なる第２の回折光反射方向を有する１つの第２の領域とを含み、
   前記体積型ホログラム層では、１つの方向において前記第２の領域が前記第１の領域に挟まれるとともに、前記第１の領域と前記第２の領域とが隣接し、
   前記近赤外線吸収層は、前記近赤外線波長域において第１の吸収波長域を有する第１の領域と、前記近赤外線波長域において前記第１の吸収波長域とは異なる第２の吸収波長域を有する第２の領域とを含み、
   前記体積型ホログラム層と前記近赤外線吸収層とが積層される方向において、一方の前記体積型ホログラム層の前記第１の領域と、前記近赤外線吸収層の前記第１の領域とが重なり、かつ、他方の前記体積型ホログラム層の前記第１の領域と、前記近赤外線吸収層の前記第２の領域とが重なることを特徴とする偽造防止媒体。
2. 請求項１記載の偽造防止媒体に対し、所定の位置から近赤外線波長域の複数の波長の光を照射する光源を配置するとともに、前記体積型ホログラム層の前記第１の回折光反射方向および前記第２の回折光反射方向のそれぞれに受光素子を配置して、前記各受光素子で反射率を測定し、この各測定値から前記偽造防止媒体の真偽判定を行なうことを特徴とする偽造防止媒体の読取方法。
3. 請求項１記載の偽造防止媒体に対し、所定の位置から近赤外線波長域の複数の波長の光を照射する光源を配置するとともに、前記体積型ホログラム層の前記第１の回折光反射方向および前記第２の回折光反射方向のそれぞれに受光素子を配置して、前記１つの方向に前記偽造防止媒体を移動しながら、前記各受光素子で反射率の増減を測定し、それぞれの受光素子の出力波形を比較することで前記偽造防止媒体の真偽判定を行なうことを特徴とする偽造防止媒体の読取方法。

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