JPH0550788A - カードおよびカード読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特定の格子方向及び空間周波数を有する回折格
子により形成された微細な回折格子パターンの組み合わ
せにより、情報をコード化記録し、読み取り装置により
情報が読み取りが可能なカード及びその回折格子パター
ンを画像の一部に形成したカードを提供する。 【構成】特定の格子方向および空間周波数をからなる回
折格子１１を有する微小なエリア（or部分）に形成して
なる回折格子パターン１２を最小単位とし、さらにこの
回折格子パターン１２を同一種類の回折方向および空間
周波数の複数個の組み合わせ、または異なる種類の回折
方向および空間周波数の複数個の組み合わせとからなる
回折格子パターン群１３を形成する。最小単位である回
折格子パターン１２の組み合わせにより、回折格子パタ
ーン群１３全体として特定方向の回折光を得られるとと
もに、特定の数値を表すように設定し、この回折格子パ
ターン群の配列で番号などの情報を表すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リーダライタにより光
学的に情報が読み取り可能に回折格子パターン群が形成
されてなり、とくに反射光が特定の回折方向を示す格子
方向を有する特定の回折格子により形成された微細な回
折格子パターンの組み合わせにより、情報をコード化記
録してなるカードに関し、またその回折格子パターンの
組み合わせが形成されてなる絵柄・模様・文字を有する
カードに関し、特定の回折格子により形成された微細な
回折格子パターンの組み合わせのコードを読み取る読み
取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カードには識別のためのカー
ド固有情報・カード識別情報（カード番号、カード所有
者名、顔写真など）がエンボス文字、サイン、写真、或
いは磁気記録情報、電子記録情報、光記録情報として直
接カード上に形成されるか、或いはカードに付与された
記録手段により記録されていた。

【０００３】ところがカードの偽造が行われるようにな
ると、カード固有情報やデータの改竄・変造・偽造を困
難にするため、様々な偽造防止手段が講じられるように
なり、例えばクレジットカードやＩＤカード等に用いら
れる磁気カードでは、偽造・変造・改竄防止のために、
リーダライタなどの読み取り装置では磁気記録層の多層
構造化、バーコード或いは磁気バーコードの採用、磁気
記録面の穿孔などによる物理的な破壊による再生困難と
するなどの対策がとられてきており、またカード表面に
は視覚的に一目で真偽が判別可能となるようにカード所
有者のサイン、ホログラムシートの貼付、回折格子から
なる回折格子パターンによる絵柄・模様を形成するなど
の対策がとられていた。

【０００４】とくに回折格子は回折格子パターンを微小
な画素の一つ一つとして形成し、その格子方向および空
間周波数を変えることで、カード表面での照射光に対す
る回折光の回折角度や回折方向が様々に変化し、回折格
子パターンからの反射光強度が回折格子パターンの位置
によって決まるため、絵柄・模様等を形成することがで
きる。この応用により疑似３次元画像を形成することも
可能である。前者の磁気記録は偽造側が比較的容易にそ
の構造、データを解析することができ、偽造・変造・改
竄もある程度可能であるという問題がある一方、後者は
ホログラム、回折格子は、その精細密構造から第３者に
とって偽造そのものは困難であり、ホログラム、回折格
子のその独特な絵柄・模様の存在の有無により判別して
いるため、人を介してカードを処理する際には有効であ
る。すなわち、この２つの組み合わせにより偽造防止に
対する効果はかなり高いと言える。なお、ＩＣカード、
光カードなどの他の情報記録手段とホログラム、回折格
子との組み合わせによる偽造防止に対する効果も同様で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがホログラム、
回折格子はその独特な絵柄・模様の存在の有無を視覚的
に判別するため、読み取り装置ではホログラム、回折格
子の読み取りを行っておらず、しかもそこには何の情報
も有していないため、たとえその存在が確認できたとし
ても、該当カードがどのようなもので、カード所有者が
誰で、どのような状態にあるのかというカード固有情報
やカード識別情報が得られないため、本来の意味での真
偽判別はできないという問題があった。そこで、本発明
は特定の回折格子により形成された微細な回折格子パタ
ーンの組み合わせにより、情報をコード化記録し、読み
取り装置により情報が読み取り可能なカードおよびその
回折格子パターンによる絵柄・模様を有するカードを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべくな
された本発明は、光学的に情報の読み取り可能なカード
において、前記カードの少なくとも一部に特定の回折方
向および空間周波数を有する回折格子を微小なエリアに
形成してなる回折格子パターンを、同一および／または
異なる回折方向および空間周波数の種類の複数の組み合
わせとしてコード化した回折格子パターン群を形成して
なるカードにある。

【０００７】また光学的に情報の読み取り可能なカード
において、前記カード上に形成されてなる絵柄、文字、
模様等の画像の少なくとも一部に特定の回折方向および
空間周波数を有する回折格子を微小なエリアに形成して
なる回折格子パターンを、同一および／または異なる回
折方向および空間周波数の種類の複数の組み合わせとし
てコード化した回折格子パターン群を配置してなるカー
ドにある。

【０００８】また光学的に情報の読み取り可能なカード
において、前記カードの少なくとも一部に特定の回折方
向および空間周波数を有する回折格子を微小なエリアに
形成してなる１種類または２種類の回折格子パターン
を、交互に配列してなるカードにある。さらに特定の回
折方向および空間周波数を有する回折格子パターンを形
成する微小なエリアは円形、楕円形、矩形、多角形等の
特定形状を形成してなるものである。

【０００９】回折格子パターン群に対して特定波長の光
を照射する照射手段と、回折格子パターンからの回折光
の回折方向および回折角度に対応するように設定された
複数の受光素子からなる回折光検出手段と、回折光検出
手段により検出された回折光の回折方向から回折格子を
特定し、その組み合わせからコードを判別する判別手段
とを具備してなるものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、特定の回折方向および空間周
波数を有する回折格子を微小なエリアに形成してなる回
折格子パターンを、同一および／または異なる回折方向
および空間周波数の種類の複数の組み合わせによりコー
ド化又は数値化し、さらに幾つかの組み合わせ種類によ
り数値化した情報を記録させることができ、しかもその
読み取りは照射光の垂直照射による一次回折光の回折方
向の組み合わせからコードを識別でき、その配列から情
報を読み取ることができる。また絵柄・模様・文字等の
画像に上記回折格子パターンの組み合わせを配置するた
め、画像を偽造防止の手段として視覚的識別と機械的識
別を両用することができる。

【００１１】また回折格子パターン群に対して特定波長
の光が照射され、回折格子パターンからの回折光を受光
し、検出された回折光の回折方向から回折格子を特定
し、その組み合わせからコードを判別できる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は本発明の特定の数値を表す回折格子パターン
群を番号などの数値の組み合わせとして配列したマーク
１０であり、このマーク１０は特定の回折方向および空
間周波数をからなる回折格子１１を有する微小なエリア
に形成してなる回折格子パターン１２を最小単位とし、
さらにこの回折格子パターン１２を同一種類の回折方向
および空間周波数の複数個の組み合わせ、または異なる
種類の回折方向および空間周波数の複数個の組み合わせ
とからなる回折格子パターン群１３を形成する。この回
折格子パターン群１３をそれぞれ回折方向および空間周
波数の同一もしくは異なる回折格子パターン１２の組み
合わせにより、回折格子パターン群１３全体として特定
方向の回折光を得られるとともに、特定の数値を表すよ
うに設定し、この回折格子パターン群の配列で番号など
の情報を表すことができる。この特定方向の回折光は回
折格子パターン１２の組み合わせにより、双方向で１組
または複数組を任意に設定できる。

【００１３】また、回折格子パターン群１３に組み込ま
れる回折格子パターン１２の数、回折格子の方向、配列
位置等は、求める反射光の回折方向、強度に応じて任意
に決定できるものであり、すなわち回折格子パターン群
１３が表す所望の数値に応じて回折格子パターン１２の
格子方向および空間周波数の種別、配列位置を決定して
いくことができるものであり、回折格子パターン１２の
格子方向は、例えば双方向を１方向として数えると２方
向、４方向、８方向・・・と任意に設定することがで
き、これにより回折格子パターン１２の種類が増えるた
め。数字以外に文字なども表すことも可能であり、より
情報量を増やすことができる。なお、図２は図１の回折
格子パターン群からなるマーク１０をカード２０の一部
に形成したものである。

【００１４】さらに本実施例を詳述すると図１のマーク
１０は、いくつかの回折格子パターン群１３〜１８の配
列からなり、この回折格子パターン群１３は、円形状の
微小なエリアに回折格子１１が形成された回折格子パタ
ーン１２が４個１組で構成されている。回折格子パター
ン１２の回折格子１１が４個すべて同一の回折方向およ
び空間周波数からなる場合の組み合わせ及び２個２組の
異なる回折方向および空間周波数からなる場合の組み合
わせとして、例えば１０進数の数字（０〜９）とすると
図３に示すような１０種類の回折格子パターンが形成さ
れ、これにより認識するコードが形成される。回折格子
１１は、空間周波数が数百線／ｍｍ〜数千線／ｍｍであ
り、本実施例では８００線／ｍｍで、所定形状のエリア
内は同一方向に形成されている。回折格子方向は反射光
である回折光を検出するフォトトランジスタの配置位置
に対応するように形成されている。回折格子パターン１
２のエリアの形状は、微小であれば円形、楕円形、矩
形、多角形等であってもよく、とくに限定されることな
い。またその大きさも本実施例では径を０．２５ｍｍと
しているが、任意に設定可能である。

【００１５】回折格子パターン群１３の読み取りは、図
４、図５に示す概略図の読み取り装置３０により行う。
読み取り装置３０には、図４にあるようにカード２０の
マーク１０に対し、直交する位置に所定の間隔をもって
照射光、例えばレーザ光の照射手段としてレーザ発振器
３５が配置され、マーク１０を構成する回折格子の方向
を４種類として、その組み合わせで形成された回折格子
パターン群１３からの回折光を受光するフォトダイオー
ドからなる受光素子３６が回折光の方向に応じて複数個
設けられる。その配置形態は図５にあるように円状に８
個均等間隔で０度、４５度、９０度、１３５度、１８０
度、２２５度、２７０度、３１５度で受光素子３６１〜
３６４として、それに対応する８方向の一次回折光を受
光することができる。すなわち回折格子からの一次回折
光は双方向（２方向）であるので、図５では実質的には
４つの回折方向４１〜４４の一次回折光を検知すること
ができる。

【００１６】本実施例では受光素子３６を円状の８方向
に配置したが、マーク１０の回折格子パターン群を構成
する最小単位の回折格子パターンの回折格子の方向に設
定に応じて任意に設けられる。回折格子パターン群１３
からの回折光を受光する受光素子３６には回折光の回折
方向から回折格子を特定し、その組み合わせからコード
を判別する判別回路（図示せず）が接続されている。

【００１７】図５（ａ）及び（ｂ）に有るように、その
回折格子パターン群１３は図面上部を０度として時計回
りに、図５（ｂ）の回折格子パターン群１３の拡大平面
図から、その径が０．２５ｍｍである格子方向が１３５
度−３１５度方向の回折格子パターン５１と格子方向が
４５度−２２５度方向の回折格子パターン５２からなっ
ており、これらの回折格子パターンが交互に配列によ
り、この回折格子パターン群１３を図４の読み取り装置
３０を利用して読み取ると、図５（ａ）に示す平面図か
ら、レーザ発振器３５から回折格子パターン群１３に照
射されたビーム径１ｍｍのレーザ光は、回折格子パター
ン群１３により反射し、その回折方向が４２、４４の回
折光は円状に８か所に配置された受光素子３６２、３６
４で検知され、さらに図示されない判別装置により、図
３の規定に基づき「８」と認識される。この場合、回折
格子パターン群１３はビーム径とほぼ同じ大きさである
ことが望ましい。

【００１８】すなわち、この読み取り装置によれば、図
３に示した回折格子パターン群、受光した受光素子の位
置、認識する数字をもとに、マーク１０を形成する回折
格子パターン群を、図示はしないカード２０をマーク１
０の形成方向に移動させる移動手段または読み取り部３
１をマーク１０の形成方向に移動させる移動手段により
カード２０または読み取り部３１を移動させ、各回折格
子パターン群１３〜１８を順次読み取り、その数字を判
別し、マーク１０に対応するカードに設定された固有コ
ードを得ることができる。

【００１９】さらに本発明は、図６に示すようにカード
６０に形成した画像６１の煙突６２及び窓６３に回折格
子パターン群を組み込むこともでき、回折格子パターン
群をカード６０上に形成された絵柄・模様・文字等の画
像６１の一部に配置し、その回折格子パターン群の持つ
正規の記録である情報とは別に存在位置を隠した形で、
その有無によりカード自体の真偽判別が可能である。

【００２０】図７（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図６の煙
突６２、窓６３を構成する回折格子パターン群を示して
いる。この煙突６２には特定の回折方向および空間周波
数をからなる回折格子を有する微小なエリアに形成して
なる回折格子パターン５３、５４を最小単位とし、さら
にこの回折格子パターン５３、５４を同一種類の回折方
向および空間周波数の複数個の組み合わせ、または異な
る種類の回折方向および空間周波数の複数個の組み合わ
せとからなる回折格子パターン群６５が形成されてい
る。同様に窓６３にも回折格子パターン５５、５６から
なる回折格子パターン群６６が形成されている。すなわ
ちこの回折格子パターン群６６の読み取りを行うこと
で、煙突６２、窓６３の示す情報を得ることができる。

【００２１】この回折格子パターン群６５、６６は、そ
れぞれ４種類中２種類の格子方向を有する回折格子から
なる回折格子パターンが交互に配列されたものであり、
図３に規定された数字を示す。この場合は同じパターン
が繰り返し煙突６２、窓６３の絵柄中に配置されている
ので、最終的には１つの数字を表す。煙突６２は図７
（ａ）に有るように、その回折格子パターン群６５は図
面上部を０度として時計回りに格子方向が１３５度−３
１５度方向の回折格子パターン５３と格子方向が４５度
−２２５度方向の回折格子パターン５４からなってお
り、これらの回折格子パターンが交互に配列により、こ
の回折格子パターン群６５を図４の読み取り装置３０を
利用して読み取ると、図８に示す平面図から、レーザ発
振器３５からのレーザ光は回折格子パターン群６５によ
り反射し、その回折方向が４２、４４の回折光は円状に
８か所に配置された受光素子３６２、３６４で検知さ
れ、さらに図示されない判別装置により、図３の規定に
基づき「８」と認識される。

【００２２】また同様に図７（ｂ）の窓６３は、その回
折格子パターン群６６は図面上部を０度として時計回り
に格子方向が０度−１８０度方向の回折格子パターン５
５と格子方向が１３５度−３１５度方向の回折格子パタ
ーン５６からなっており、これらの回折格子パターンが
交互に配列されることにより、この回折格子パターン群
１３を図４の読み取り装置３０を利用して読み取ると、
図９に示す平面図から、レーザ発振器３５からのレーザ
光は回折格子パターン群１３により反射し、その回折方
向が４２、４３の回折光は円状に８か所に配置された受
光素子３６２、３６３で検知され、さらに図示されない
判別装置により、図３の規定に基づき「６」と認識され
る。この場合は全て同じ配列パターンで絵柄部分を形成
しているため、１つの情報（数字）しか表すことができ
ないが、上記したように回折格子パターン群をいくつか
形成することにより、情報量を増加させることも可能で
ある。また、回折格子パターン群は絵柄のほんの一部、
例えば照射光のビーム径のエリアの大きさでもよい。さ
らに、上記の煙突６２、窓６３ように複数箇所に任意に
配置することにより、高いセキュリティ性を得るだけで
なく、図示しないが読み取り装置に画像に形成された幾
つかの回折格子パターン群の読み取り順序を設定し、情
報を照合することで真偽判定の精度を高めることもでき
る。

【００２３】以上本実施例によれば、第１の特徴は偽造
が困難であるばかりでなく、回折格子自体にも、情報を
持たせることができ、視覚的な判別だけでなく、機械的
にカードの判別を可能としている。さらにコード情報を
組み込むことができるため、新たな情報記録手段として
用いることも可能であり、さらに他の記録手段と組み合
わせることによって、より高いセキュリティ性を有する
カードとすることができるということにある。第２の特
徴は回折格子により形成される回折格子パターン群が画
像と一体化しており、外見上その位置を認知することは
困難で回折格子パターン群の位置が不明である点、絵柄
の任意の位置に設けることができる点、その数も任意に
設けることが可能である点、偽造も困難であることか
ら、読み取りの組み合わせもカードの認証への利用が可
能であり、偽造防止効果は高いということにある。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、従来カードに偽造防止
用に形成され、視覚的な判別のみに用いられてきた回折
格子パターンを機械的な読み取りによる判別を可能とす
るとともに、コード化させた情報を保持させることがで
きるようになり、記録手段としての利用もでき、偽造も
困難であることから高い利用性を有する。また画像と一
体化して形成するため、外観上その位置を認識できず、
秘匿性が極めて高い。さらに複数個配置する場合はその
読み取りの組み合わせもコードとして用いることが可能
であり、それにより認証を行えばより高いセキュリティ
性を得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回折格子パターン群を配列したマーク
である。

【図２】図１のマークを形成したカードの平面図であ
る。

【図３】本発明の回折格子パターン群、読み取り時の受
光素子の位置、対応する数値の関係を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の回折格子パターン群読み取り装置の側
面を示す概略図である。

【図５】本発明の回折格子パターン群読み取り装置の上
面を示す概略図（ａ）と回折格子パターン群の拡大平面
図（ｂ）である。

【図６】本発明の画像の一部に回折格子パターン群を形
成したカードの平面図である。

【図７】図６のカードの画像に形成された回折格子パタ
ーン群をそれぞれ示す拡大平面図である。

【図８】本発明の画像の一部に形成された回折格子パタ
ーン群を読み取りを説明する読み取り装置の概略平面図
である。

【図９】本発明の画像の一部に形成された回折格子パタ
ーン群を読み取りを説明する読み取り装置の概略平面図
である。

【符号の説明】

１０ マーク １１ 回折格子 １２、５１、５２、５３、５４、５５、５６ 回折
格子パターン １３、１４、１５、１６、１７、１８、６５、６６
回折格子パターン群 ２０、６０ カード ３０ 読み取り装置 ３５ レーザ発振器 ３６、３６１、３６２、３６３、３６４ 受光素子 ４１、４２、４３、４４ 回折方向 ６１ 画像 ６２ 煙突 ６３ 窓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｋ 19/10 Ｇ１１Ｂ 7/24 ５７１ 7215−5Ｄ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的に情報の読み取り可能なカードにお
   いて、前記カードの少なくとも一部に特定の回折方向お
   よび空間周波数を有する回折格子を微小なエリアに形成
   してなる回折格子パターンを、同一および／または異な
   る回折方向および空間周波数の種類の複数の組み合わせ
   としてコード化した回折格子パターン群を形成してなる
   ことを特徴とするカード。
2. 【請求項２】光学的に情報の読み取り可能なカードにお
   いて、前記カード上に形成されてなる絵柄、文字、模様
   等の画像の少なくとも一部に特定の回折方向および空間
   周波数を有する回折格子を微小なエリアに形成してなる
   回折格子パターンを、同一および／または異なる回折方
   向および空間周波数の種類の複数の組み合わせとしてコ
   ード化した回折格子パターン群を配置してなることを特
   徴とするカード。
3. 【請求項３】光学的に情報の読み取り可能なカードにお
   いて、前記カードの少なくとも一部に特定の回折方向お
   よび空間周波数を有する回折格子を微小なエリアに形成
   してなる１種類または２種類の回折格子パターンを、交
   互に配列してなることを特徴とするカード。
4. 【請求項４】特定の回折方向および空間周波数を有する
   回折格子パターンを形成する微小なエリアは円形、楕円
   形、矩形、多角形等の特定形状であることを特徴とする
   請求項１、２及び３記載のカード。
5. 【請求項５】カードの少なくとも一部に配置される特定
   の回折方向および空間周波数を有する回折格子を微小な
   エリアに形成してなる回折格子パターンを、同一および
   ／または異なる回折方向および空間周波数の種類の複数
   の組み合わせとしてコード化した回折格子パターン群を
   読み取る装置であり、 前記回折格子パターン群に対して特定波長の光を照射す
   る照射手段と、 前記回折格子パターンからの回折光の回折方向および回
   折角度に対応するように設定された複数の受光素子から
   なる回折光検出手段と、 前記回折光検出手段により検出された回折光の回折方向
   から回折格子を特定し、その組み合わせからコードを判
   別する判別手段と、を具備してなることを特徴とするカ
   ード読み取り装置。