JP2014030921A - 識別媒体および識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２種類の発光体を使用して、発光体の特性を利用し、それぞれ画像を形成することで、偽造され難い識別媒体を提供するとともに、識別媒体の画像を安全に識別できる識別装置を提供することである。
【解決手段】本発明に係る識別媒体は、少なくとも２種類以上の発光体を含んでなる識別媒体であって、励起光を照射されて発光する第１の発光体を含んでなる第１のインキで形成された第１の画像と、前記励起光と同じ波長の励起光を照射されて前記第１の発光体と同じ波長の光を発光し、前記第１の発光体とは異なる発光時間を持つ第２の発光体を含んでなる第２のインキで形成された第２の画像とが設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、２種類以上の発光時間の異なる発光体をコントラストの差から識別することにより真偽判定が可能となる識別媒体およびその識別媒体を識別する識別装置に関する。

たとえば、有価証券、カードおよび通行券などの貴重印刷物や、運転免許証、パスポートおよび保険証など個人を認証する証明証書、物品を真正と証明するステッカ等の偽造防止媒体は、第三者に偽造および改竄されないために常に新たな偽造防止技術を盛り込むことが要求されており、併せて真正品であるかどうかの判断が可能な真偽判別方法が必要とされている。

上記偽造防止技術には、セキュリティ性を高めるために、マイクロ文字、コピー牽制パターン、赤外線吸収インキあるいは蛍光発光インキなどが用いられている。これら技術のうち、蛍光発光インキとは、通常の可視光下で肉眼により視認しがたく、紫外線や赤外線を照射することにより、目視あるいは検出機によってマークを検出することが可能となるインキ等がある。

上記蛍光インキは、偽造、変造を防止するために、種々の提案がなされている。たとえば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の発光を行なう３種類の蛍光体を含むインクを用いて、基材に画像を形成し、可視光下では見えないが、励起光を照射したときにＲ、Ｇ、Ｂの光を発光させ、加法混色によって、蛍光画像が現われるようにする画像形成方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、近年、励起するためのブラックライト等の簡易的な道具は市販されており、誰にでも簡単に入手可能であり、蛍光画像が印刷されていることは容易に知り得ることができ、また、発光体や蛍光インキ等が比較的容易に入手することができる状況にあり、再現されるおそれがあるという問題点が出てきている。

特開平１０−３５０８９号公報

本発明が解決しようとする課題は、２種類の発光体を使用して、発光体の特性を利用し、それぞれ画像を形成することで、偽造され難い識別媒体を提供するとともに、識別媒体の画像を安全に識別できる識別装置を提供することである。

本発明の請求項１に係る識別媒体は、少なくとも２種類以上の発光体を含んでなる識別媒体であって、励起光を照射されて発光する第１の発光体を含んでなる第１のインキで形成された第１の画像と、前記励起光と同じ波長の励起光を照射されて前記第１の発光体と同じ波長の光を発光し、前記第１の発光体とは異なる発光時間を持つ第２の発光体を含んでなる第２のインキで形成された第２の画像とが設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る識別媒体は、前記第１の発光体および前記第２の発光体の励起光を照射されて発光する時間である発光寿命τ_１の差が０．０５ｍｓ以上であることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る識別装置は、請求項１または請求項２記載の識別媒体を識別する識別装置であって、前記識別媒体に含まれる発光体の励起光を照射する１つの投光手段と、この投光手段による励起光の照射に対応して放出される発光を検出する１つの受光手段と、この受光手段の出力に基づき、前記投光手段による励起光の照射を止めてから一定時間後の前記第１の画像および第２の画像をコントラストの差により識別する識別手段とを具備している。

本発明の請求項１に係る識別媒体によれば、励起波長域と発光波長域が同じ部分を持つ発光体で、かつ、発光時間の異なる少なくとも２種類の発光体を含む画像をそれぞれ設けることにより、１つの投光手段と１つの受光手段によりコントラストを識別することで判別が可能になる。

また、本発明の請求項２に係る識別媒体によれば、２つの蛍光体の発光寿命の差が０．０５ｍｓ以上であるため、コントラストをはっきりと得ることができ、識別装置での検出がし易くなる。

また、本発明の請求項３に係る識別装置によれば、２つの蛍光体を励起させる投光手段と、投光手段による励起光の照射を止めてから一定時間後の２種類の発光体が発光する光を受光する受光手段とを備えることにより、１つの投光手段と１つの受光手段で２つの発光体の画像をコントラストの差により識別することができるという効果を得られる。

本発明の実施形態に係る識別媒体の構成を模式的に示す平面図。 図１におけるＸ−Ｘ’線に沿った縦断側面図。 図１の識別媒体に対して励起光の照射を止めた後の時間と発光強度を表したグラフ。 本発明の実施形態に係る識別装置の構成を概略的に示す模式図。 図１の識別媒体を図４の識別装置で見たときの画像の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１、図２は、本発明の実施形態に係る識別媒体１の構成を模式的に示すものである。識別媒体１は、基材１１の上に、励起光を照射されて発光する第１の発光体を含んでなる第１のインキで形成された第１の画像２１と、前記励起光と同じ波長の励起光を照射されて前記第１の発光体と同じ波長の光を発光し、前記第１の発光体とは異なる発光時間を持つ第２の発光体を含んでなる第２のインキで形成された第２の画像２２とが設けられているとともに、必要に応じて情報画像３１が印刷されている。

基材１１は、蛍光の性質がある物質を含有していない基材が好ましい。本発明の機能を持たせるための蛍光体とは別の目的で使用される漂白剤等が入っていない方が好ましいが、含有しているものでも使用することはできる。使用される基材の物質としては、それぞれの用途に応じて選定される。

たとえば、本発明の識別媒体１をチケットの一部に設ける場合には上質紙が選定されるが、カードの一部に本発明の識別媒体１を設ける場合には塩ビやＰＥＴ等のプラスチックのシートを選定する。

また、パッケージの一部に本発明の識別媒体１を設ける場合には、たとえば、コートボール紙を使用したり、ラベルに使用する場合には、タック加工をされた上質紙やコート紙を使用したりする。

さらには、貼り替え防止の観点から、共に脆性を有するフィルム、たとえば、セルロースアセテート、低密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイドなどの高結晶性プラスチック素材を溶液成膜からフィルム化した物を使用したりする。また、用途により、基材の必要性のない場合には、基材に剥離層を設けて、剥離できるようにしてもよい。

第１の画像２１と第２の画像２２を形成するインキに含まれる発光体は、同じ波長光で励起し、さらに同じある波長光で発光するものである。励起スペクトルのピーク、および、発光スペクトルのピークの波長は、紫外光、可視光、赤外光のいずれかであり、近赤外領域が望ましい。また、励起波長と発光波長のピークが同じものが発光を検出しやすく最も望ましいが、ピーク波長がずれていても、また別に異なるピークを持っていても、同じ波長光で励起すればよい。

発光体とは、エネルギを吸収するとそのエネルギを光で放出する物質で、この発光現象のうち、光（紫外光・可視光）のエネルギを吸収し発光する物質である。光はＥ＝ｈν（Ｅ：エネルギ、ｈ：プランク定数、ν：振動数）で表されるエネルギを持っている。光が物質にあたるとき、光の持つエネルギが物質に吸収される場合があり、エネルギの吸収により、安定なエネルギ状態（基底状態）にあった物質は、一時的に高いエネルギ状態（励起状態）になる。そして、物質はエネルギを放出し、安定な基底状態に戻ろうとする。このとき、差分のエネルギを熱などではなく、光として放出する現象のことを発光という。多くの物質では、吸収したエネルギの一部を熱エネルギとして放出するため、吸収した光よりも長波長の光を生じるが、中には短い波長の光を生じるものもある。

光刺激による発光には、蛍光と燐光等があげられるが、大きな括りとして蛍光と呼ばれることがあり、本発明では、燐光や蛍光を含めて発光体と記載している。蛍光では、吸収したエネルギの一部は熱として放出し、残りのエネルギを光として放出する。一方、燐光の場合も同様に熱を放出する。この際、項間交差が起こり、直ぐに基底状態に戻れず、ゆっくりと発光し続ける現象が燐光である。大抵の場合、蛍光はナノ秒オーダ、燐光はマイクロからミリ秒オーダで発光する。

紫外、可視光を物質が吸収する場合、電子遷移を生じる。この電子にはスピンの向きがあり、２つの電子が逆向きで存在するという決まり（パウリの排他原理）がある。通常の励起ではスピンの向きは逆向きのままであるが、燐光の場合、項間交差が起こり、スピンが同じ向きになり、そのままでは基底状態に戻れなくなり、基底状態に戻るのに時間がかかるものである。

発光体は、励起光の照射を止めてからの時間と発光強度との関係を示した図３のように、励起光の照射を止めてから時間と共に発光強度が減衰していく。本発明に使用する２つの発光体の発光寿命τ_１は差があるものでなければならず、望ましくは２つの発光体の発光寿命τ_１の差が０．０５μｓ以上である方が望ましい。これらの差を必要とするため、本発明の２種類の発光体は、少なくとも一方は燐光体であるか、または、両方とも燐光体であることが望ましい。

本発明でいう発光寿命τ_１とは、励起光の照射を止めてからの時間と発光強度との関係を表したグラフで近似曲線を求め、近似線を積分した平均の値となる時間としている。この発光寿命τ_１の差があることによって、励起光の照射を止めてからの時間ｔのときに、２種類の発光体の発光強度はそれぞれＳ_１とＳ_２となり、発光強度に差が現われる。

２種類以上の蛍光体のそれぞれの発光寿命τ_１の差は０．０５ｍｓ以上必要であり、０．１ｍｓ以上であることが望ましい。本発明では、少なくとも励起光の照射を止めてから時間ｔのときの画像を識別するものである。時間ｔ以外の画像も合わせて識別することで、模造し難くなるため、複数の時間の画像を識別してもよい。

発光体としては、たとえば、特許第４２７６８６４号に記載される微粒子を用いることができる。一般式が（Ｙ_{１−ｘ−ｙ}，Ｅｒ_ｘ，Ｙｂ_ｙ）_２Ｏ_３の組成（０．００１≦ｘ≦０．２０、０＜ｙ≦０．２０）で表され、付活される希土類元素は、Ｅｒ（エルビウム）およびＹｂ（イッテルビウム）であり、たとえば、Ｙｂの濃度を変更した２種類の発光体を用いることができる。特に、これに限定されるものではなく、その他の蛍光体、燐光体であってもよい。

蛍光体を含む第１の画像２１および第２の画像２２は、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷、パッド印刷が好ましいが、その他の印刷方式で形成することもでき、また、転写機やラミネート機を用いることにより形成することができる。

第１の画像２１と第２の画像２２は少なくとも重なっていない部分があった方が望ましい。第１の画像２１と第２の画像２２は重なっていない方が好ましい。重なっていない場合は、第１の画像２１および第２の画像２２、第１の画像２１も第２の画像２２もない部分の検出は３種類のコントラストで検出することができる。また、重ねた場合は、第１の画像２１および第２の画像２２、第１の画像２１と第２の画像２２の重なっている部分、第１の画像２１も第２の画像２２もない部分の少なくとも４種類のコントラスト画像を形成することができる。これらの第１の画像２１と第２の画像２２はコードを形成することも可能であり、固有の識別情報を入れることも可能である。たとえば、第２の画像２２としてバーコードを作成し、その逆版のバーコードを抜いた画像を第１の画像２１とし、コントラスト画像でこの組合せでのみ検知可能にすることも可能である。逆版ではなく、別のコードを入れたり、コードではなく、絵柄を入れたりすることも可能である。

絵柄層である情報画像３１は、複数の層からなるものでよい。通常の印刷に用いられるＹ（イエロー）、マゼンダ（Ｍ）、Ｃ（シアン）の他、これらを混ぜ合わせた、または、特殊な顔料を使用した特色インキを使用できる。さらに、第１の画像２１、第２の画像２２を隠蔽するための白色の隠蔽層、または、その他着色した隠蔽層でもよい。さらに、隠蔽するため、または、外観や耐性向上のために絵柄層より外側にニスの層を設けてもよいし、別の加飾効果のある光干渉効果のあるものを印刷や転写、貼り合わせにより設けてもよい。絵柄層の印刷方式は、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷、パッド印刷が好ましいが、その他の印刷方式でもよく、また、転写機やラミネート機を用いることにより設けることもできる。

図４は、本発明の実施形態に係る識別装置２の構成を模式的に示すものである。識別装置２は、識別媒体１上の第１の画像２１および第２の画像２２を識別するもので、識別媒体１上の第１の画像２１および第２の画像２２に対して励起光を照射する投光手段４１を備えている。投光手段４１により励起光を照射された第１の画像２１および第２の画像２２は、インキに含まれる蛍光体が励起光とは異なる波長の光を発光し、その発光した光が光学フィルタ４３を通り、受光手段４２に入射するように構成されている。

受光手段４２の出力は処理手段４４に送られる。処理手段４４は、受光手段４２の出力に基づき、投光手段４１による励起光の照射を止めてから一定時間後の第１の画像２１および第２の画像２２をコントラストの差により識別する。

投光手段４１は、識別媒体１の第１の画像２１および第２の画像２２を識別するために、第１の画像２１を形成する第１のインキおよび第２の画像２２を形成する第２のインキに含まれる蛍光体を励起させる励起光を照射するもので、たとえば、ＬＥＤ（発光ダイオード）が望ましいが、レーザ光や白熱灯等、発光体の励起波長を含む光も使用することができる。投光手段４１にＬＥＤを使用する場合、砲弾型のＬＥＤを用い、ＬＥＤの砲弾型のエポキシ部分がレンズとなっているのが、好ましい形態である。

投光手段４１は、連続光を照射してもパルス光を照射してもよいが、連続光の場合は光を遮断することが必要である。光を照射する角度は特に限定されるものではないが、識別媒体１に対して照射する投光手段４１の光照射角度と識別媒体１からの発光を受光する受光手段４２の受光角度が同じでない方がよい。

投光手段４１によって識別媒体１上の第１の画像２１および第２の画像２２を形成するインキの中の蛍光体が励起されて発光する。発光した光は、光学フィルタ４３を通り、受光手段４２に入射する。光学フィルタ４３は、発光する波長の光を透過し、外乱光、および、必要に応じて、投光手段４１によって照射される光を遮断するためのものである。任意の波長より長い波長の光を透過し、それよりも短い光を遮断するロングパスフィルタが望ましいが、バンドパスフィルタ等の別のフィルタでもよい。

受光手段４２は、識別媒体１上の第１の画像２１および第２の画像２２を形成するインキの中の蛍光体が励起されて、発光する光を受光し電気信号に変換する受光素子であればよく、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラが好ましい。たとえば、カメラの場合、発光している部分が白くなるため、投光手段４１により励起光が照射されているとき最も白くなり、時間と共に発光が弱くなるので、画像では白から灰色になり、消えると黒色で、画像表示される。

したがって、第１の画像２１および第２の画像２２が白くなり、投光手段４１による励起光の照射を止める、または、遮断すると、白から灰色になり、黒くなる。図５ではその一例を示しており、投光手段４１による照射を止めてから時間ｔ秒後の画像を示しており、第１の画像２１および第２の画像２２以外の部分は黒く見え、第１の画像２１は発光が減衰して灰色に見え、第２の画像２２は、第１の画像２１よりも発光時間が長いため白く見える。時間ｔは、第１の画像２１と画像２２Ｂの発光強度Ｓの差が大きければよく、０．０５ｍ秒から数秒までがよく、特に０．１ｍｓ〜数ミリ秒が望ましい。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。

＜実施例１＞
まず、上質紙に第１の蛍光体（第１の発光体）を含む第１のインキで第２の画像２２のようなコードをスクリーン印刷で行ない、８０℃の乾燥機に入れて乾燥し、５μｍの厚みの蛍光体を含むマークを設け、さらに第２の蛍光体（第２の発光体）を含む第２のインキで第１の画像２１のように第１のインキとは逆版のパターンでスクリーン印刷を行ない、８０℃の乾燥機に入れて乾燥し、識別媒体１を得た。

［第１のインキ］
第１の蛍光体（Ｙ_０．８９ ，Ｙｂ_０．１ ，Ｅｒ_０．０１）_２Ｏ_３ ２５重量部
塩化酢酸ビニル ２５重量部
シクロヘキサノン ３０重量部
イソホロン ２０重量部
［第２のインキ］
第２の蛍光体（Ｙ_０．９７ ，Ｙｂ_０．０２ ，Ｅｒ_０．０１）_２Ｏ_３ ２５重量部
塩化酢酸ビニル ２５重量部
シクロヘキサノン ３０重量部
イソホロン ２０重量部
上記で得た識別媒体１を図４に示す識別装置２にかけて読取りを行なった。図４に示すように、投光手段４１として励起波長である中心９８０ｎｍの赤外線を発光するＬＥＤにて赤外線を照射した。赤外線ＬＥＤは垂直方向より３０度傾けて設置した。さらに、垂直方向に受光手段４２として赤外線カメラを設置し、赤外線カメラの前に８５０ｎｍ以上の光を遮断し、約８５０ｎｍ以下の光を透過する光学フィルタ４３をかざした。

＜比較例＞
実施例１の識別装置２において、インキを以下に記載する２種類に変更し、識別装置２の励起光の波長を３６５ｎｍにして、光学フィルタ４３を４００ｎｍ以降の波長を透過するロングパスフィルタに変更した以外は実施例１と同様にして、識別媒体１の読取りを行なった。

［第１のインキ］
第１の蛍光体（ルミコール＃１０００ 日本蛍光化学（株）製） １０重量部
塩化酢酸ビニル ４０重量部
シクロヘキサノン ３０重量部
イソホロン ２０重量部
［第２のインキ］
第２の蛍光体（シンロイヒカラーＦＺ−２００２ シンロイヒ（株）製） １０重量部
塩化酢酸ビニル ４０重量部
シクロヘキサノン ３０重量部
イソホロン ２０重量部
実施例１および比較例において、識別媒体１について読取りを行なった。実施例１については、コードが識別装置２に表示されたが、比較例については画面が黒くコードが表示されなかった。

実施例１および比較例の測定結果から明らかなように、読取りが行なえるのは実施例１であり、比較例では読取ることができない。励起光の照射後、照射を止めてから適当な時間後の画像を読取ることで、励起光を照射しながら画像を読取ることで、差別化が可能となり、偽造防止に優れた読取りができることがわかった。

１…識別媒体、２…識別装置、１１…基材、２１…第１の発光体を含んでなる第１のインキで形成された第１の画像、２２…第２の発光体を含んでなる第２のインキで形成された第２の画像、３１…情報画像、４１…投光手段、４２…受光手段、４３…光学フィルタ、４４…処理手段。

Claims (3)

1. 少なくとも２種類以上の発光体を含んでなる識別媒体であって、励起光を照射されて発光する第１の発光体を含んでなる第１のインキで形成された第１の画像と、前記励起光と同じ波長の励起光を照射されて前記第１の発光体と同じ波長の光を発光し、前記第１の発光体とは異なる発光時間を持つ第２の発光体を含んでなる第２のインキで形成された第２の画像とが設けられていることを特徴とする識別媒体。
2. 前記第１の発光体および前記第２の発光体の励起光を照射されて発光する時間である発光寿命τ_１の差が０．０５ｍｓ以上であることを特徴とする請求項１記載の識別媒体。
3. 請求項１または請求項２記載の識別媒体を識別する識別装置であって、
   前記識別媒体に含まれる発光体の励起光を照射する１つの投光手段と、
   この投光手段による励起光の照射に対応して放出される発光を検出する１つの受光手段と、
   この受光手段の出力に基づき、前記投光手段による励起光の照射を止めてから一定時間後の前記第１の画像および第２の画像をコントラストの差により識別する識別手段と、
   を具備することを特徴とする識別装置。

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