説明

識別装置

【課題】光を照射する投光手段を2つ設けることで、識別装置と識別媒体の距離が離れていても容易に識別を可能にした識別装置を提供する。
【解決手段】識別装置は、蛍光体を含むマーク13に対して励起光を照射する第1の投光手段1、および可視光を照射する第2の投光手段2を備え、第1の投光手段1で放出され付属するレンズ5を通った照射光21、および第2の投光手段2で放出され付属するレンズ6を通った照射光22で照射された蛍光体を含むマーク13の発光を検出する受光手段3を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、赤外蛍光体を発光することにより識別が可能となる識別媒体の識別装置に係り、特に測定位置を認識するための可視光を照射する手段を備えた識別装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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ー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否かの判断が可能な真偽判別方法が必要とされている。
【0003】
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。上記技術のうち、蛍光発光インキには、通常の可視光下で肉眼により視認し難く、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なインキが適用される。
【0004】
この種、蛍光インキは、通常の印刷用のインキに用いられる可視光領域に吸収を持つ有色の有機顔料あるいは無機顔料の代わりに、蛍光性の顔料が用いられる。蛍光発光インキの他の成分としては、ビヒクルおよび補助剤などがある。上記蛍光発光インキは、通常のオフセット印刷等の公知の印刷方式にて蛍光印刷部を形成できる。
【0005】
蛍光印刷部を発光させるためには、励起光を照射する。励起光を照射することにより、蛍光印刷物の蛍光体が励起光を吸収し、蛍光を発光する。この蛍光を目視または検出器などを利用して蛍光マークとして確認することができる。可視光を発光する蛍光体は一般に使用されるようになってきており、目視にて確認することができる。一方、赤外線を発光する蛍光体を用いた印刷物では、検出装置にて識別し、セキュリティを付与している(特許文献1参照)。
【0006】
しかしながら、これらの赤外蛍光印刷部を発光させるための励起光は赤外光であり、一般消費者や偽造や模造を行おうとする者に気付かれ難いという利点があるが、励起光が目視ではみることができないため、検知する作業をすることが難しいという問題点がある。特に可視光の蛍光を確認する装置と異なり、何処を照射しているかが分かり難かったり、識別装置と識別媒体との距離をごく近くに設けなければならないという問題点がある(特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第3069669号公報
【特許文献2】特開平4−255084号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、光を照射する投光手段を2つ設けることで識別装置と識別媒体の距離が離れていても容易に識別を可能にし、特に赤外線領域と可視光領域の光を照射する2つの投光手段を備えることで識別を容易に可能にした識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の請求項1に係る発明は、赤外線領域に励起波長のピークを持つ蛍光体を含むマークの識別装置であって、マークに対して、少なくとも前記蛍光体の励起光を照射する第1の投光手段と、可視光を照射する第2の投光手段と、前記第1の投光手段に対応して放出される蛍光を検出する受光手段とを備えていることを特徴とする。
【0010】
請求項2に係る発明は、少なくとも赤外線領域と可視光領域の2つの励起波長のピークを持つ蛍光体を含むマークの識別装置であって、前記マークに対する、前記蛍光体の赤外線領域の励起光を照射する第1の投光手段と、可視光領域の励起光を照射する第2の投光手段とを少なくとも備え、前記第1の投光手段および第2の投光手段に対応して放出される蛍光を検出する受光手段とを備えていることを特徴とする。
【0011】
請求項3に係る発明は、前記請求項1または請求項2の識別装置において、前記第1の投光手段および前記第2の投光手段の光軸が交差する点に焦点を合わせるためのレンズをそれぞれが備えていることを特徴とする。
【0012】
請求項4に係る発明は、前記請求項1乃至3いずれかの識別装置において、前記第1の投光手段および前記第2の投光手段の光軸が交差する点に焦点を合せるためのレンズを、前記第1の投光手段および前記第2の投光手段の両方が照射できる位置にレンズを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば下記の効果を奏することができる。
すなわち、上記請求項1に係る発明によれば、励起光が赤外線領域である蛍光体を含むマークに対して、識別装置が励起させるための励起光を照射するための投光手段の他に、可視光を照射する手段を備えることで、励起光が照射されている位置がわかるようになると同時に一定の距離があっても照射されている位置がわかるため、識別しやすいという効果が得られる。
【0014】
また、上記請求項2に係る発明によれば、赤外線領域と可視光領域の少なくとも2つの励起波長のピークを持つ蛍光体を含むマークに対して、蛍光体の赤外線領域の励起光を照射する第1の投光手段の他に、可視光領域の励起光を照射する第2の投光手段を備えることで、励起光が照射されている位置が分かるようになり、識別し易くなるとともに、可視光が励起光でもあるため、励起エネルギーが大きくなり、発光が大きくなるため、マークに含まれる蛍光体が少なくても識別が可能となり、検出器の感度が悪くても識別が可能となる等、識別を容易にした効果が得られる。
【0015】
また、上記請求項3および請求項4に係る発明によれば、2つの投光手段の光軸が交差する点で、焦点を合せるようにレンズを備えているため、2つの投光手段のちょうど両方が交差している点が分かるようになるとともに、マークと識別装置の距離の最適位置も分かるようになり、より検出感度を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の識別装置の一実施形態を説明するための概略図である。
【図2】図1の識別媒体の一実施形態の内部を説明するための説明図である。
【図3】図1の識別媒体の一実施形態の内部を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0018】
図1は、本発明の識別装置の一実施形態を説明するための概略図であり、図2は、図1の識別媒体の一実施形態の内部を説明するための説明図である。図3は、識別媒体の図1とは別の一実施形態の内部を説明するための説明図である。
【0019】
本発明の実施形態に係る識別装置11が検知する識別媒体12は、励起波長の光を照射したときに発光する蛍光体を含むマーク13を設けており、識別装置11はこれを検知するためのものである。本発明の実施形態に係る識別装置11で識別される蛍光体は、少なくとも赤外線領域に励起スペクトルのピークがあるものである。さらに、可視光領域にも小さな励起スペクトルのピークがあるものはより望ましい。発光波長は、紫外可視、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で異なる波長領域があることが望ましいが、同じであってもよい。
【0020】
蛍光とは、エネルギーを吸収するとそのエネルギーを光で放出する物質で、この発光現象のうち、光(紫外・可視光)のエネルギーを吸収し発光する物質である。光はE=hν(E:エネルギー、h:プランク定数、ν:振動数)で表されるエネルギーを持っている。光が物質にあたるとき、光の持つエネルギーが物質に吸収される場合があり、エネルギーの吸収により、安定なエネルギー状態(基底状態)にあった物質は、一時的に高いエネルギー状態(励起状態)になる。そして、物質はエネルギーを放出し、安定な基底状態に戻ろうとする。このとき、差分のエネルギーを熱などではなく、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、吸収したエネルギーの一部を熱エネルギー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。
【0021】
光刺激による発光には、蛍光とりん光があるが、大きな括りとして蛍光と呼ばれることもあり、本発明でもりん光を含めて蛍光と記載している。蛍光では、吸収したエネルギーの一部は熱として放出し、残りのエネルギーを光として放出する。一方、りん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、すぐに基底状態に戻れず、ゆっくりと発光し続ける現象がりん光である。大抵の場合、蛍光はナノ秒オーダー、りん光はマイクロからミリ秒オーダーで発光する。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、二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、りん光の場合、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。
【0022】
蛍光体としては、硫化物蛍光体(ZnS,CaS)が挙げられる。その一例として、硫化カルシウムを母体とし、これにサマリウム(Sm)およびユーロピウム(Er)を賦活剤として添加したものが挙げられる。また、アルカリ土類硫化物の混合物を母体とし、ビスマスおよびサマリウムを活性化剤として含むもの、硫化マグネシウムと硫化ストロンチウムの混合物(MgSr1−xS)を母体とし、マグネシウムやストロンチウムを混合したものが挙げられる。
【0023】
蛍光体を含むマーク13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設けることもでき、また、転写機やラミネート機を用いることにより設けることができる。
【0024】
本発明の識別装置11は、上記した識別媒体12の蛍光体を含むマーク13を識別する装置である。識別装置11は、蛍光体を含むマーク13に対して、照射する第1の投光手段1および第2の投光手段2を備え、第1の投光手段1で放出され付属するレンズ5を通った照射光21、および、第2の投光手段2で放出され付属するレンズ6を通った照射光22で照射された蛍光体を含むマーク13の発光を検出する受光手段3を備えている。
【0025】
第1の投光手段1は、識別媒体12の蛍光体を含むマーク13を識別するために、蛍光体の赤外領域の励起波長を照射するためのもので、近赤外発光のLEDが望ましいが、レーザーや白熱灯等、発光体の励起波長を含む光を照射するものである。この第1の投光手段1には付属してレンズ5を備えている。一方、第2の投光手段2は、第1の投光手段1の照射している位置を認識するためのもので、可視光のLEDが好ましいが、レーザーや白熱灯、蛍光灯等の可視光が照射できればよい。
【0026】
レンズ5は、第1の投光手段1で照射する赤外光を集光させるためのもので、集光できるものであれば、他のレンズでもよい。レンズ6についても、第2の投光手段2で照射する可視光を集光させるためのもので、集光できるものであれば、他のレンズでもよい。レンズ5およびレンズ6は、同じ距離で集光させるように、距離と位置を設定すればよい。投光手段に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5およびレンズ6となり、好ましい形態である。第1の投光手段1および第2の投光手段2は連続光でもパルス光を照射してもよい。
【0027】
このレンズ5から照射される赤外の照射光21、および、レンズ6から照射される可視の照射光22とは焦点が合う位置を重ねるために、図2のように、第1の投光手段1および第2の投光手段2、レンズ5、レンズ6が配置されていることが重要である。第1の投光手段1と第2の投光手段2の波長以外の条件が同じである場合、同じ距離で集光する同条件のレンズをそれぞれ使用する場合には、測定位置、つまり、レンズから識別媒体までの距離23は、それぞれ同じであることが必要となる。同じ角度で同じ高さに配置してもよい。また、投光手段とレンズがそれぞれ異なる場合には、これに限定せず、集光させる距離と角度が異なっていても、同じ位置で集光すればよい。
【0028】
照射光21および照射光22によって励起された識別媒体12の蛍光体を含むマーク13は、発光する。発光した光は、光学フィルタ4を通り、受光素子3に達する。光学フィルタ4は、発光する波長の光を透過し、外乱交、および、必要に応じて、照射光21および照射光22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。
【0029】
受光手段3は、赤外領域の光を受光し判別するものであればよく、赤外光を受光し電気信号に変換する受光素子、Siフォトダイオードが好ましい。例えば、受光素子で受け取った光を電気信号に変換し、強度を出力表示部32に表示する。あらかじめブランクの発光強度より高い強度を判定値として決めておき、この出力表示部32の値が判定値を上回るようであれば、判定ランプ33が点灯するように回路設計をする。この出力表示は出力表示部32、判定ランプ33の双方若しくはいずれかで行ってもよい。また、受光手段3は、赤外カメラや別のものでもよい。赤外カメラの場合、発光している部分が白くなるため、目視で判別したり、画像処理して判別したりすることも可能である。識別装置11、および、識別媒体12のどちらか一方を動かして、線状に読み取ることでコードを読み取っても、赤外カメラを用いて2次元のコードを読み取ってもよい。
【0030】
第1の投光手段1に付属するレンズ5、および、第2の投光手段2に使用するレンズ6、第1の投光手段1および第2の投光手段2の照射光を絞るレンズ7は、いずれも光を屈折させて収束させるための光学素子である凸レンズであることが望ましい。回転対称な透明な物質で軸から離れるほど、内側に屈折するように傾けた形状、つまり、縁より中央が厚い形状にすれば、光があつまるようにすることができる。この回転対称軸を光軸と呼び、光軸に平行な光線はレンズを通過したのち一点に集まる。この点を焦点と呼んでいる。
【0031】
図3のように、レンズ5から放出される照射光21、および、レンズ6から放出される照射光22は、共通するレンズ7を通して焦点位置を重ねてもよい。この場合、識別媒体12の蛍光体を含むマーク13からの発光もレンズ7を通して検出することも可能である。
【実施例】
【0032】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【0033】
<実施例1>
まず、上質紙に蛍光体を含むインキでスクリーン印刷を行い、80℃の乾燥機に入れて乾燥し、10μmの厚みの蛍光体を含むマークを設け、識別媒体を得た。
【0034】
[蛍光体を含むインキの組成]
蛍光体 (NdNaP12) 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を、図1に示す識別装置にかけて、読み取りを行った。図2のように照射手段1として、励起波長である中心780nmの赤外線を発光するLEDにて赤外線を照射し、これに50mm離れたところで焦点を結ぶレンズを付属した。一方、照射手段2として中心450nmの可視光を発光するLEDで照射し、これも50mm離れた位置で焦点を結ぶレンズを付属した。赤外線LEDは垂直方向より30度傾けて設置した。さらに、可視光LEDは垂直方向より30度傾け、赤外LEDとは別の方向から照射し、赤外線LEDと同じ高さに設置することで、同じ位置で集光するようにした。この集光した位置の垂直方向に、赤外カメラを設置し、赤外カメラの前に850nm以上の光を透過し、約850nm以下の光を遮断するロングパスフィルタを翳した。
【0035】
<実施例2>
実施例1において、使用する識別装置において、照射手段2として励起波長である中心580nmの可視光を発光するLEDに変更し、これ以外は実施例1と同様にして、識別媒体の読み取りを行った。
【0036】
<比較例>
実施例1の識別装置において、可視光LEDの照射を行わない以外は実施例1と同様にして、識別媒体の読み取りを行った。
【0037】
実施例1および実施例2、比較例において、識別媒体について結果を見ずに読み取りをそれぞれ5回行った。実施例1および実施例2については、測定位置がすぐに分かり、1回あたりの測定準備にかける時間が短く測定ができたが、比較例については何処を測定しているのかが分からないため、光の方向を推測しながら準備をして測定し、時間がかかった。また、その発光強度の結果を表1に表した。
【表1】

【0038】
表1から明らかなように、実施例1および実施例2、比較例の測定結果から、安定して読み取りが行えるのは実施例1および実施例2であり、比較例では読み取る方向や距離が合っていないために、正確な読み取りが行えていない。比較例よりも実施例1の識別装置の方が、読み取り時間が早く、正確に発光を捉えているため、発光の読み取りに優れていることがわかった。さらに、実施例2では実施例1よりも大きな発光強度を測定することができた。
【符号の説明】
【0039】
1…第1の投光手段、2…第2の投光手段、3…受光手段、4…光学フィルタ、5…第1の投光手段に付属するレンズ、6…第2の投光手段に付属するレンズ、7…第1の投光手段および第2の投光手段の照射光を絞るレンズ、11…識別装置、12…識別媒体、13…蛍光体を含むマーク、21…第1の投光手段による照射光、22…第2の投光手段2による照射光、23…レンズから識別媒体までの距離、31…電源スイッチ、32…出力表示部、33…判定ランプ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤外線領域に励起波長のピークを持つ蛍光体を含むマークの識別装置であって、マークに対して、少なくとも前記蛍光体の励起光を照射する第1の投光手段と、可視光を照射する第2の投光手段と、第1の投光手段に対応して放出される蛍光を検出する受光手段とを備えていることを特徴とする識別装置。
【請求項2】
少なくとも赤外線領域と可視光領域の2つの励起波長のピークを持つ蛍光体を含むマークの識別装置であって、前記マークに対する、前記蛍光体の赤外線領域の励起光を照射する第1の投光手段と可視光領域の励起光を照射する第2の投光手段を少なくとも備え、第1の投光手段および第2の投光手段に対応して放出される蛍光を検出する受光手段とを備えていることを特徴とする識別装置。
【請求項3】
第1の投光手段および第2の投光手段の光軸が交差する点に焦点を合わせるためのレンズをそれぞれが備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の識別装置。
【請求項4】
第1の投光手段および第2の投光手段の光軸が交差する点に焦点を合せるためのレンズを、第1の投光手段および第2の投光手段の両方が照射できる位置にレンズを備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の識別装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−89167(P2013−89167A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−231733(P2011−231733)
【出願日】平成23年10月21日(2011.10.21)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】