セキュリティ情報媒体読取装置
【課題】 蛍光発光パターンを有するセキュリティ情報媒体を、簡易、かつ確実に読み取りするセキュリティ情報読取装置を提供する。
【解決手段】 本発明のセキュリティ情報媒体読取装置１は、外光を遮光する遮光性筐体３内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を内蔵するＣＣＤカメラにより受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、前記遮光性筐体は前記読み取りするセキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイ９を有し、当該トレイ９を遮光性筐体３内に差し込みした状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置して読み取り可能にされていることを特徴とする。
【解決手段】 本発明のセキュリティ情報媒体読取装置１は、外光を遮光する遮光性筐体３内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を内蔵するＣＣＤカメラにより受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、前記遮光性筐体は前記読み取りするセキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイ９を有し、当該トレイ９を遮光性筐体３内に差し込みした状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置して読み取り可能にされていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセキュリティ情報媒体読取装置に関する。詳しくは、赤外励起可視蛍光発光材料、紫外励起可視蛍光発光材料、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン等の各種認証手段の複合してなるセキュリティ情報媒体の読取装置に関する。
すなわち、遮光性筐体内に赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを配置し、セキュリティ情報媒体から生じる蛍光パターンを、内蔵するＣＣＤカメラ等の撮像装置（以下、単に「ＣＣＤカメラ」という。）で受光し、ディスプレイに表示する真贋判定装置であり、偽造防止パターンを有する情報媒体をトレイに乗せ置きし、トレイを装入すればセキュリティ情報媒体の偽造防止パターンが、ＣＣＤカメラの撮像範囲に必ず入ることでセキュリティ情報媒体の真贋判定を確実かつ容易にできるようにしたセキュリティ情報媒体読取装置に関する。
本装置の具体的用途は、身分証明書、クレジットカード、バンクカード、小切手、通帳、パスポート、プリペイドカード、通行券、入場券、定期券などの真贋判定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紫外励起可視蛍光発光材料や可視光照射により視認性の向上するホログラム、マイクロ文字などの各種セキュリティ情報媒体が採用されている。紫外励起可視蛍光発光材料は例えば、ドイツ国特許第４９７０３７号明細書が同発光材料を有価証券に用いることを記載するように、従前から使用されているものである。
また、情報記録媒体にホログラムや光回折格子パターンを用いることは、例を挙げるまでもなく周知であり、マイクロ文字を使用することも、特開平８−３２４０９４号公報や特開２００２−２７４００１号公報等に記載されている。
以上の技術に加えて近年、赤外励起可視蛍光発光材料も開発され情報媒体に実用化されてきたので、セキュリティ情報媒体の態様はますます多様化している。
【０００３】
赤外励起可視蛍光発光材料は、無機材料を赤外線で励起して、より波長の短い可視光を発光させるもので、例えば、特許文献１は、赤外可視波長上方変換（アップコンバージョン）蛍光体材料として、ディスプロシウム（Ｄｙ）臭化物を記載し、特許文献２は、臭化ガドリニウム（Ｇｄ）を母材とし、発光源のエルビウム（Ｅｒ）イオンと吸光源のディスプロシウムイオンを含む１．３μ域の赤外光を励起光として発光する赤外励起蛍光体を記載している。また、特許文献３は、無機材料からなる赤外可視波長上方変換材料として、少なくともエルビウム（Ｅｒ）および塩素（Ｃｌ）の２種類の元素、あるいはそれらの化合物を含む材料を記載している。
【０００４】
一方、紫外励起可視蛍光発光材料には、無機蛍光顔料と有機蛍光顔料とがあり、前記のように従前から知られ実用されている。無機系では、同様に母材を希土類金属で賦活した材料が使用され、ツリウム賦活バナジン酸イットリウムやツリウム賦活タングステン酸カルシウム、ユーロピウム賦活バナジン酸イットリウム等の各種が知られている。有機系では、クマリン類、ベンゾオキサジン誘導体、ユーロピウム錯体等が知られている。
【０００５】
このような可視光下では、白色または無色であって目視で確認できず、赤外線や紫外線を照射したときにのみ発光する特徴を活かした情報媒体は、特許文献４、特許文献５、特許文献６等に記載されるように、既に実用されている。また、ホログラムやマイクロ文字等に対して特定の波長の可視光を照射することにより、隠しパターンや特定の反射光を生じさせ、真性を証明することも既に行われている。
【０００６】
他方、広く用途展開されるためには、簡単に安全に判別できる読取装置の開発が必要であるが、紫外線蛍光体に用いられるブラックライトのように簡便に使える装置はほとんど提案されていない。また従来、赤外励起可視蛍光発光材料の励起光源としては、十分な発光を得るために、レーザー光源が使用されていた。レーザー光源は、装置の小型化および長寿命という市場要求により、ガスレーザーから半導体レーザが多く使用されている。
半導体レーザは技術の進歩により小型化、低価格化が進み、長寿命、直接変調が可能であるという特徴を持ちその利用分野が拡大しているが、装置の設置および姿勢調整にあたっては、手間および時間がかかること、さらには人体（目）へ危害を及ぼす危険性が高いという欠点がある。
【０００７】
そこで、本願出願人は赤外励起可視蛍光発光材料からなる情報媒体の読取装置として、赤外線発光ダイオードを使用した蛍光体読取装置を、特許文献７により提案している。
しかし、赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）のみを使用した読取装置は、紫外線励起蛍光発光材料や可視光励起蛍光発光材料を併せて使用したセキュリティ情報媒体をも含めて、広範囲に使用できない問題がある。そこで、本願出願人は、このような多様なまたは複合したセキュリティ情報媒体を読み取りする装置を特許文献８、特許文献９に提案した。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−６９０２５号公報
【特許文献２】特開平８−２５９９４２号公報
【特許文献３】特開平６−１０２５５０号公報
【特許文献４】特開２００３−３４０９５４号公報
【特許文献５】特開２００３−２８８０１９号公報
【特許文献６】特公平２−１２１９６号公報
【特許文献７】特願２００５−００７１２６号
【特許文献８】特願２００６−００８１３４号
【特許文献９】特願２００６−００８１３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、セキュリティ情報媒体が、赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターンのいずれかの組み合わせから構成されている場合には、簡易な装置で確実に判別できる読取装置が提供されていなかった。
【００１０】
また、既に提案の特許文献８、特許文献９のセキュリティ情報媒体読取装置は、ＣＣＤカメラを内蔵する遮光性筐体内に赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを配置することを提案しているが、セキュリティ情報媒体を定位置に置いて観察するには、十分に便利な状態にはされていない問題がある。すなわち、セキュリティ情報媒体を読み取りする際に、情報媒体の交換の都度、装置自体を持ち上げて識別情報位置をＬＥＤ照射中心に位置合わせしなければならない煩わしさがあった。特に、識別情報パターンが薄色であるか印刷面積が小さい場合は特に位置合わせが困難になった。読取装置がカメラ型で上から覗き込むタイプでは、ＣＣＤカメラ型よりも位置合わせし易いが、外光が入るため識別情報の発光輝度が低下し、その分発光パターンが見難くなる問題もあった。ＬＥＤの照射窓を誤って眼で見てしまう安全性の面での問題もあった。
そこで、本発明はより一層の利便性を備えた読取装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の要旨の１は、外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を、内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、前記遮光性筐体は前記読み取りするセキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイを有し、当該トレイを遮光性筐体内に差し込みした状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置して読み取り可能にされていることを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置、にある。
【００１２】
上記において、赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの発光順序を切り替え、かつ組み合わせ発光させるスイッチを有するようにすれば、所望の光源により所定の蛍光発光を観察することができる。また、前記トレイを差し込みした状態でセキュリティ情報媒体読取装置が動作状態になり、トレイを引き出した状態でセキュリティ情報媒体読取装置が待機状態になるようにされている、ようにすればセキュリティ情報媒体読取装置の操作が自動化され簡単になる。
【００１３】
また、前記トレイがセキュリティ情報媒体を抑える透明板を有し、当該透明板とトレイの底板の間にセキュリティ情報媒体を挟むようにされていれば、情報媒体を安定して迅速に読み取りできる。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の要旨の２は、外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、撮像装置による撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する画素数の多少により良否の判定を行うことを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置、にある。
【００１５】
上記要旨の１または２において、セキュリティ情報媒体は、赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン、のいずれかの組み合わせから構成されているようにすることができ、撮像装置をＣＣＤカメラとすることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
（１）本発明のセキュリティ情報媒体読取装置は、光源に複数種のＬＥＤを用いているので、異なる励起光を発光することができ、複数の異なる蛍光材料がセキュリティ情報媒体に用いられている場合も、それぞれの蛍光発光を生じさせて真贋識別できる。また、情報媒体のセキュリティ内容が明確ではない場合も、光源を切り替えることにより、いずれかの蛍光を検知して真贋識別できる。
（２）セキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイを読取装置本体部下面側に有しているので、セキュリティ情報媒体を位置決めしてトレイ内に置き、当該トレイを遮光性筐体内に差し込みして装着した状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置し、確実に真贋識別できる。
【００１７】
（３）前記トレイを差し込みした状態でセキュリティ情報媒体読取装置が動作状態になり、トレイを引き出した状態でセキュリティ情報媒体読取装置が待機状態になる場合（請求項３）には、スイッチの切り替え操作が減少し、効率的に作業を行うことができる。
（４）前記トレイがセキュリティ情報媒体を抑える透明板を有する場合（請求項４）は、当該透明板とトレイの底板の間にセキュリティ情報媒体を挟んで安定して読み取りすることができる。また、識別情報の位置決めが容易になる。
（５）撮像装置による撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する画素数の多少により良否の判定を行う場合（請求項５）では、判定者の主観が入らないので客観的な判断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、主として赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン、の組み合わせから構成されるセキュリティ情報媒体の読取装置である。主としてとするのは、組み合わせは、いずれか２種のパターンの組み合わせであってもよく、組み合わせではない単独のパターンも勿論読み取り可能だからである。
【００１９】
赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターンとは、前記のように赤外可視波長上方変換（アップコンバージョン）蛍光体材料を使用したパターンである。また、紫外励起可視蛍光発光材料からなるパターンとは、紫外線により可視光域に蛍光発光する蛍光体材料を使用したパターンである。例えば、特公平２−１２１９６号公報（特許文献６）中の例４等は、紫外線励起可視光発光の蛍光体を有価証券に用いることを記載し、特開平６−２９７８８３号公報は、紫外線励起により蛍光を発するバーコード等の情報パターン印刷物、について記載している。いずれも可視光下では、白色または無色であって目視で確認できない程度のものが好ましい。着色していては目視確認可能であり、蛍光色も不純となるからである。なお、各蛍光体材料の詳細については後述する。
【００２０】
可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターンとは、ホログラムや光回折格子パターン、あるいはマイクロ文字等を意味する。ホログラムは可視光照射により立体視が可能になり、また特定の色彩を生じることができる。光回折格子パターンの場合も、可視光照射により特定の方向に特定の色彩の回折光を発光する。これらの場合は、ホログラムや光回折格子パターン以外の通常のパターンを混在させたパターンとしておけば、可視光照射により立体視が可能になり、または特定の色彩を呈することにより、セキュリティ情報を含まない偽造品とを識別することができる。
【００２１】
以下、本発明のセキュリティ情報媒体読取装置について図面を参照して説明する。
図１は、セキュリティ情報媒体読取装置の概略外観図、図２は、読取装置本体部の鉛直方向断面図、図３は、光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図、図４は、ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図、図５は、読取装置本体部からトレイを抜き出した状態を示す図、図６は、ＬＥＤに対する電源系統を示す図、図７は、セキュリティ情報媒体の例を示す図、である。
【００２２】
図１は、本願セキュリティ情報媒体読取装置の概略外観図である。セキュリティ情報媒体読取装置１は、読取装置本体部２と画像処理用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２０からなっている。読取装置本体部２と画像処理用ＰＣ２０はＵＳＢケーブル７で接続されている。読取装置本体部２は内部に図示しない電源装置を備え、本体部用ＡＣアダプタ３１に接続している。画像処理用ＰＣ２０はＰＣ用ＡＣアダプタ３２に接続している。
読取装置本体部２は、その下面側部分に差し込み引き出し可能（着脱自在）なトレイ９を有し、セキュリティ情報媒体１０を当該トレイ内に固定して、トレイ９を差し込みした状態で情報媒体１０がＬＥＤの照射面に位置して読み取り可能にされている。
従って、遮光性筐体３の下面側は完全に遮蔽されており、トレイ９を差し込みした状態で内部は外光から遮断される。
【００２３】
読取装置本体部２は、遮光性筐体３内に光源として３種類のＬＥＤと撮像用のＣＣＤカメラを内蔵している。ＣＣＤカメラと各ＬＥＤは画像処理用ＰＣ２０のバスパワーに接続可能であるが、バスパワーのみでは電力不足となり易いので、本体部用ＡＣアダプタ３１に接続するのが好ましい。３種類のＬＥＤとは、赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤであり、赤外発光ＬＥＤは、セキュリティ情報媒体１０の赤外励起可視蛍光発光材料を発光させ、紫外発光ＬＥＤは、紫外励起可視蛍光発光材料を発光させ、可視光発光ＬＥＤは可視光により蛍光を発する蛍光発光材料を発光させる目的である。それぞれ所定の蛍光発光が得られるように複数個のＬＥＤが用いられる。
【００２４】
前記のように、ＬＥＤに電力を供給する電源装置も遮光性筐体３内に納められているが、レギュレータにより電圧を可変するようにされ、間欠発光させるためにはパルス発生器を使用する。いずれのＬＥＤの場合も、２０〜１１０ｍＡ程度の直流電圧が供給される。後述するように、ＬＥＤ切替スイッチを備えることができる。
【００２５】
画像処理用ＰＣ２０は、ディスプレイ（モニター）２１と画像処理機能、および画像保存（記憶）と再生機能が必要とされる。汎用機であっても専用機であってもよいが、モニターの表示エリアは、直径１０ｍｍ程度の円形エリアが表示できれば使用可能である。
バスパワーを供給する場合はＵＳＢコネクタを有しＵＳＢ２．０の仕様によりバスパワーを供給できる必要がある。ＣＣＤカメラからの画像信号は、ＵＳＢケーブル７の信号線（Ｄ＋，Ｄ−）を介してＰＣ２０に送信される。
パソコンの電源としては、ＡＣ１００Ｖ±１０Ｖ（５０／６０Ｈｚ）が用いられる。
【００２６】
読取装置本体部２は、判定ロジックを組み込んだＩＣ回路と当該ＩＣ回路を作動させる接触型スイッチを備え、前記トレイ９が挿入されると、トレイ９が接触型スイッチを押し、ＩＣ回路が作動し、ＰＣ側へ判定開始の信号を送信して自動的にセキュリティー情報媒体１０の読み取りが開始され、ＯＫ／ＮＧ（良否）の判定が行われる。また、前記トレイ９を引き出しすると、トレイ９が接触型スイッチから離れてＩＣ回路が作動し、ＰＣ側へ判定終了の信号を送信して、自動的に待機状態になるようにされている。
接触型スイッチには、ピン押ボタン形、ヒンジ・レバー形等のものを採用できる。
【００２７】
遮光性筐体３の外形は、図１のように立方体形状のものであってもよく略円筒状に形成されていてもよい。外光が入らないようにし内面は無反射性にする。
複数種類のＬＥＤの先端は、トレイ９内のセキュリティ情報媒体１０に接触するか近接するように配列される。遮光性筐体３は、鉄板やアルミニウム板等の金属材料が好適に用いられるが、遮光性のプラスチック成型体で構成することも好ましい。
【００２８】
セキュリティ情報媒体読取装置１の画像処理用ＰＣ２０側には、真贋判定ボタン２３や画像保存ボタン２４、終了ボタン２５が設けられ、判定結果の表示２６がされるようになっている。判定対象マーク種別２７や保存ファイル名２８が登録されることも好ましい。保存ファイル名２８は例えば、「２００６年６月１８日１１時３９分０５秒、判定ＯＫ」のような表示とすることができる。
【００２９】
図２は、読取装置本体部の鉛直方向断面図である。図２のように、遮光性筐体３の下面側に接近してＬＥＤ４が複数個配置される。赤外発光ＬＥＤ４ｒ、紫外発光ＬＥＤ４ｖ、可視光発光ＬＥＤ４ｇが、それぞれ２個図示されているが、図示の都合のためであって、各ＬＥＤ４の数は、実際にはさらに多数必要となる。充分な照明光を得るために好ましくは、各６個ないし１２個程度の数、が適当であることが確認されている。ＬＥＤ４は、照明するセキュリティ情報媒体１０の照射部を中心に、当該照射面の鉛直線を中心軸としてその周囲に配置する。好ましくは略円環状に配置するのがよい。
ＬＥＤ４はセキュリティ情報媒体１０の識別情報１２に接近する方が強い蛍光発光が得られるが、設置位置はＬＥＤの発光強度により適宜に可変する。ＬＥＤ４のレンズ状頭頂部がセキュリティ情報媒体１０に接触する位置から、最大で１５０ｍｍ程度離れる位置までに設置できるが、一般的には、１０〜３０ｍｍ程度が最適値となる。
【００３０】
セキュリティ情報媒体１０は、トレイ９の内側に取り付けされて、上記複数個のＬＥＤ４からの照射光を受光して蛍光発光するが、発光した蛍光像は遮光性筐体３の上方のレンズ部５Ｌに到達する。ＣＣＤカメラ５のセンサー５Ｓは、この蛍光像を受光して情報媒体の真偽を判定する。図２では図示してないが、セキュリティ情報媒体１０の面には、透明板を載せて、光源に対して位置合わせしたり位置ずれを防止することが行われる。
【００３１】
ＬＥＤ４ｒは赤外発光、ＬＥＤ４ｖは紫外発光であるため、目で見ても光線は不可視である。ただし、蛍光発光した識別情報１２は例えば、緑色等に輝いて見える。ＬＥＤ４ｇは可視光発光であるので、セキュリティ情報媒体１０に用いられている可視蛍光体により選択して使用する。例えば、緑色発光、青色発光、赤色発光であり、それら３色の組み合わせ（３波長白色）にもできる。青色ＬＥＤと黄色の蛍光体（２波長白色）を使用した白色ＬＥＤであってもよい。緑色発光、青色発光、赤色発光も各種の発光波長のものが市販されている。ＬＥＤは位相の揃ったレーザー光と異なり拡散光であるため、直接観察者の目に入っても人体に危害を及ぼすことは少ない。
【００３２】
赤外発光ＬＥＤとして実用化されているものは、３種類に分類される。第１はＧａＡｓ：Ｓｉ系ＬＥＤ、第２はＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤ、第３はＧａＩｎＡｓＰ系ＬＥＤである。ＧａＡｓ結晶中に添加されたＳｉ系は周期律表で１４族元素であるため、ドナーにもアクセプターにもなる両性を示す。どちらになるかは結晶成長温度などの成長条件によって決まり、ｐｎ接合形成にはこの性質が利用されている。
【００３３】
紫外発光ＬＥＤは、青色ＬＥＤよりもさらに短波長域の発光であり、日亜化学株式会社やナイトライド・セミコンダクター（徳島県鳴門市）等により市販されている。当該ＬＥＤはＧａＮ系の材料からなると見られる。波長３５０ｎｍのものも実現しているといわれるが出力は、０．１ｍＷと低出力である。市販品としては、波長３６５ｎｍ、出力１．４ｍＷ、波長３７５ｎｍ、出力１．５ｍＷ、波長３８５ｎｍ、出力３．５ｍＷ、波長３９５ｎｍ、出力３．０ｍＷ等のものがある。
【００３４】
蛍光発光像は、肉眼でも観察可能であるが、本発明ではＣＣＤカメラ５を用いて受光する。セキュリティ情報媒体の蛍光発光をレンズ部５Ｌで集光して、可視光域に感度があるＣＣＤカメラ５のＣＣＤセンサー５Ｓに入力する。ＣＣＤカメラ５はＵＳＢ対応機種を使用し、ＵＳＢ２．０のバスパワーにより駆動可能なものとする。レンズ部５Ｌはズーム機能を有するのが好ましいが、ＰＣ側でデジタル画像処理してもよい。
２００万画素のカラーＵＳＢ２．０対応ＣＣＤセンサーとしては、Ａｒｔｒａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄの「ＡＲＴＣＡＭ２００ＳＨ」があり、同じく５０７万画素のものとして「ＡＲＴＣＡＭ５００Ｐ」がある。
【００３５】
識別情報１２は、セキュリティ情報媒体１０の面上で直径１０ｍｍ程度の円形エリアサイズにまとめられているのが適切である。識別情報１２が１０ｍｍ程度よりも大きくなると単位面積あたりの照射光量が減少し蛍光像が見難くなるからであり、逆に識別情報１２が１０ｍｍ程度よりも小さくなると情報媒体上のセキュリティ印刷面積を過小にしなくてはならないからである。従って、この程度の面積であれば、より低画素数のセンサーであってもよい。カメラ分解能としては水平方向６４０ドット、垂直方向４８０ライン程度の分解能が実現できれば使用できる。
【００３６】
ＣＣＤセンサー５Ｓに適宜な焦点距離のレンズ部５Ｌを装着して、ＣＣＤカメラ５として使用する。所定の蛍光発光のみを観察する場合は、他の色光を遮蔽する光学ガラスまたはゼラチンフィルターを使用する。フィルターはカメラレンズ部５Ｌの前面等の光路に切り替え可能に取り付けする。必要な光学フィルターは観察する色光とカットする色光とにより選択する。所望の像を高コントラストで見えるようにするフィルターが好ましい。
例えば、イーストマンコダック社のラッテンフィルターシリーズから選択できる。色分解用のＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）フィルターを使用してもよい。
【００３７】
図示していないが、ＬＥＤ４とセキュリティ情報媒体１０の間に集光レンズを挿入してもよい。これにより識別情報１２に対する照明強度を上げることができる。多数のＬＥＤを使用する場合、ＬＥＤ集合群の発光を効率よく集光するためには集光レンズを設けるのが好ましい。集光レンズの挿入により遮光性筐体３の縦寸法は拡大される。
【００３８】
図３は、光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図である。図３のように、遮光性筐体３の内面に嵌合する配線基板８を設け、その中心部に円形開口８ｐを設ける。円形開口８ｐを通して発光した蛍光像がＣＣＤカメラ５に達するようにするためである。
ＬＥＤ４ｒ，４ｖ，４ｇは当該開口８ｐの周囲に適宜に配置できる。各発光ＬＥＤが偏在しないように循環して配置するのが好ましい。ＬＥＤ４を取り付けする配線基板８等も市販されているので、当該基板の中心に円形開口８ｐを穿って使用することができる。
図３の場合は、各４個のＬＥＤ４ｒ，４ｇ，４ｖが配列している例であるが、発光輝度等により各ＬＥＤの数は調製する。実際にはより多数が好ましい。
円形開口８ｐ内の数字「１」は情報媒体１０の識別情報１２であって、例えば、赤外励起により緑色に輝く蛍光発光文字を意味する。配線基板８の外寸は遮光性筐体３の内寸に合わせる。また、円形開口８ｐの径は、１５ｍｍ〜３０ｍｍ程度とする。
【００３９】
ＣＣＤカメラ５により読み取られた画像データは、ＵＳＢケーブル７を介して画像処理用ＰＣ２０に送信される。ＰＣは内蔵する画像ソフトウェアにより、画像を拡大または縮小して観察できるようにされている。また、各読取画像はメモリに記憶保存し、必要により随時読み出し（再生）できるようにされる。
セキュリティー情報媒体１０の識別情報１２の撮像パターンを画像処理用ＰＣ２０のディスプレイ２１に表示し、ＰＣ内部の判定ロジックを用い、取り込んだＣＣＤカメラ５の撮像パターンを画素毎の発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する有効面積の大小（モニタディスプレイ２１面では画素数の多少）によりＯＫ／ＮＧ（良否）の判定を行わせることができる。発光輝度は、例えば、８ｂｉｔｓで表される場合は、最大値と最小値はそれぞれ２５５と０になるように変換する。
【００４０】
図４は、ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図である。ＬＥＤ切替スイッチ６２等は遮光性筐体３の側面等に取り付けする。電源スイッチ６１の「ＯＮ」「ＯＦＦ」によりＬＥＤの発光が可能になるが、読み取りの開始自体は、前記のようにトレイ９の着脱に伴い行われるのが好ましい。また、ＬＥＤ切替スイッチ６２をプッシュすることにより、ＩＲ（赤外）、ＵＶ（紫外）、ＶＩＳ（可視光）表示ランプ６３が点灯するようにされている。
単一のＬＥＤのみの発光に限らず、２種または３種のＬＥＤが同時発光するようにしてもよい。もっとも単一種類の情報媒体を連続して読み取りする場合は、蛍光体の種類が限定されるので光源を切り替える頻度は少なくなる。
以上の実施形態の一部は、特許文献９（特願２００６−００８１３５）にも記載されている内容である。以下、本願の特徴についてさらに述べる。
【００４１】
図５は、読取装置本体部からトレイを抜き出した状態を示す図である。トレイ９の内側には、セキュリティー情報媒体１０が納められ、トレイ９を読取装置本体部２に差し込みした際に、識別情報１２部分がＬＥＤ光源の直下に位置するようにされている。このとき、前記のようにトレイ９が接触型スイッチに接触して、読み取り動作が開始される。
【００４２】
セキュリティー情報媒体１０の識別情報１２の位置決めを容易にするためと、セキュリティー情報媒体１０を挟んでトレイ９の底板側に抑えつける目的で、トレイ９には透明板１５が開閉可能に設けられる。透明板１５はセキュリティー情報媒体１０の全体を覆う面積である必要はないが、トレイ９の着脱によって、セキュリティー情報媒体１０が移動したり反り返って遮光性筐体３内に引っかかることがない程度の大きさが必要となる。
透明板１５には、ＬＥＤ光源の直下位置になる部分を示す基準線１６を設けることが好ましい。これにより、トレイ９に対するセキュリティー情報媒体１０の識別情報１２部分の位置決めを容易にすることができる。
【００４３】
透明であれば可視光線を通常遮断しないが、透明板１５は、さらに紫外線や赤外線を遮断しない性質であることが好ましい。このため、透明板１５には紫外線透過ガラスや紫外線透過アクリル板等のプラスチック板を使用することが好ましい。赤外線も特に処理しない限り一般的には遮断しない。もっとも、透明板１５の識別情報１２部分を当該大きさの円形等にくり抜く（直径１０〜１５ｍｍ程度）ようにしておけば、紫外線等の吸収問題を考慮する必要はない。厚みは、１．０ｍｍ程度以下のものが好ましい。
【００４４】
図６は、ＬＥＤに対する電源系統を示す図である。ＬＥＤに対する電源は、図６のようにパルス発生器６４に対して、各ｎ個の赤外発光ＬＥＤ４ｒ，４ｖ，４ｇを接続する。各ＬＥＤの数は同一の数にする必要はなく、輝度等により調製する。ＬＥＤ４の内部抵抗が小さいので直列に抵抗Ｒ（Ｒｒ，Ｒｖ，Ｒｇ）を接続するのが好ましい。
電源には、ＵＳＢバスパワーまたは商用電源（交流１００Ｖ）を直流に整流して使用できるが、乾電池等を用いてもよい。ＬＥＤ４ｒ，４ｖ，４ｇの数が多い場合はＵＳＢバスパワーでは電力不足となる。
【００４５】
次に、セキュリティ情報媒体について説明する。図７は、セキュリティ情報媒体１０の例を示す図である。図７（Ａ）は、基材１１面に可視蛍光発光インキによる固定識別情報１２が全面に設けられている例である。この場合、固定識別情報１２は、赤外励起可視発光、紫外励起可視発光、可視光発光の蛍光体が混在するものであってもよい。
図７（Ｂ）は、基材１１面に異なる可視蛍光発光インキによる固定識別情報１２ａ，１２ｂ，１２ｃが部分的に設けられている例である。可視蛍光発光インキがホログラムやマイクロ文字を含む微細・高精細パターンからなっていてもよい。
図７（Ｃ）は、基材１１面に異なる可視蛍光発光インキによる可変識別情報１３ａ，１３ｂと、オフセット印刷等により印刷された蛍光色素ではない固定情報１４が設けられている例である。
【００４６】
これらの識別情報１２の域は前記のように、セキュリティ情報媒体１０の面上で直径、１０ｍｍ程度の円形エリアサイズが適切である。
なお、固定識別情報とは、マークや商標、商品名等のセキュリティ情報媒体１０に共通の不変情報をいい、可変識別情報とは、シリアル番号、製造ナンバー、不定文字表示等のセキュリティ情報媒体１０毎に変化する情報のことである。従って、可視蛍光発光インキによる情報は固定識別情報であっても可変識別情報であってもよい。蛍光発光によりその特徴が認識できれば良いからである。
【００４７】
情報媒体の基材１１としては、特に限定されず、例えば、普通紙、上質紙、コート紙、トレーシングペーパ、各種プラスチック等、いずれの材質のシートであっても良く、また、立体成型物でも良い。形状的には、カード、パスポート、商品券、証明書、チケット、カタログ、カメラ、電子部品、コンピュータ機器、家電製品、等であっても構わない。
【００４８】
本発明において、可視蛍光発光インキには、第１に無機蛍光色素であって主に赤外線を吸収し、アップコンバージョン蛍光発光する希土類元素含有微粒子を分散した印刷インキがあり、第２に無機または有機蛍光色素であって紫外線を吸収して可視光蛍光発光する材料を分散した印刷インキがある。第３に同様に、無機または有機蛍光色素であって可視光を吸収して可視光蛍光発光する材料を分散した印刷インキがある。
【００４９】
赤外線吸収、アップコンバージョン発光する希土類元素含有微粒子には、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄなどの酸化物、硫化物、ケイ酸塩、リン酸塩、タングステン酸塩などの結晶を主成分とし、Ｍｎ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｐｂなどの金属元素もしくはランタノイド類などの希土類元素を活性剤として添加して焼成して得られる顔料を用いることができる。具体的には、ＹＦ3 ：Ｅｒ，Ｙｂ、ＺｎＧｅＯ：Ｍｎ、ＹＯ：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏ：Ｅｕ、ＮａＬｎＦ4 ：Ｅｒ、ＹＯＳｉ：Ｅｕ、ＹＬｉＦ4 ：Ｅｒ等、がある。
【００５０】
このアップコンバージョン発光する希土類元素としては、一般的には３価のイオンとなる希土類元素を挙げることができ、中でもエルビウム（Ｅｒ）、ホルミウム（Ｈｏ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）およびセリウム（Ｃｅ）からなる群から選択される少なくとも１つ以上の希土類元素が好ましく用いられる。
【００５１】
アップコンバージョン発光する希土類元素の励起波長としては、例えば、７００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内の波長であり、中でも８００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の波長であることが好ましい。このようにアップコンバージョン発光が可能な希土類元素を用いたものは、エネルギーの高い光、例えば紫外光等で励起する必要がない。
そして発光波長は、検出の容易さから通常は可視光であることが好ましいので、アップコンバージョン発光の場合はこれより波長の長い赤外光が励起光として用いられる。
好適態様に用いられる希土類元素は、上述したように所定の範囲内の波長の光により励起されてアップコンバージョン発光することが可能な希土類元素であれば特に限定されない。また、希土類元素は、１種類で用いても、２種類以上同時に用いてもよい。
【００５２】
紫外線を吸収して可視光蛍光発光する材料には、ＣａＷＯ4 、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ、Ｍｇ6 Ａｓ2 Ｏ11：Ｍｎ、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ等の無機蛍光顔料やベンゾオキサジン誘導体、ユーロピウム錯体等の有機蛍光染料および有機金属錯体等を使用することができる。一般に、無機蛍光顔料よりも有機蛍光染料や有機金属錯体が発光効率が高いと言われる。
【００５３】
可視蛍光発光インキは、上記のような材料を、バインダー樹脂に分散したインキである。インキは、シルクスクリーン印刷インキ、オフセット印刷インキ、活版印刷インキ、グラビア印刷インキとすることができ、また、熱溶融転写リボン、すなわち熱転写プリント用インキリボンの形態としてもよい。
バインダー樹脂には、耐磨耗性、透明性、硬度等に優れたバインダー樹脂を適宜用いることができる。具体的には、ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、繊維素系樹脂、塩化ゴム系樹脂等を挙げることができる。また、アクリル系モノマー等の電離放射線照射により架橋硬化する樹脂等を用いることもできる。
【実施例】
【００５４】
セキュリティ情報媒体読取装置１を、図１の外観図のように構成した。遮光性筐体３をアルミニウム板で立方体状に形成し、内面は黒色の無反射発泡ゴムシート貼りにした。
セキュリティ情報読取装置１の鉛直方向断面は、図２のように、中空構造の遮光性筐体３の中段に配線基板８を設け、当該配線基板８の中心部に開口を穿ち、その周囲に各６個の赤外発光ＬＥＤ４ｒ、紫外発光ＬＥＤ４ｖ、可視光発光ＬＥＤ４ｇ、を配置した。
なお、赤外発光ＬＥＤ（コーセイ電子株式会社製「ＥＬ−１Ｌ７」）４ｒは、ＧａＡｓ（砒化ガリウム）からなるもので、ピーク発光波長９４０ｎｍのものを使用し、紫外発光ＬＥＤ（日亜化学「ＮＳＨＵ５９０Ａ」）４ｖには、ピーク発光波長３７５ｎｍのものを使用し、可視光発光ＬＥＤ４ｇには、ピーク発光波長５２５ｎｍ（緑色）のものを使用した。
【００５５】
開口８ｐは直径が２０ｍｍ程度となるようにし（図３参照）、当該開口８ｐの周囲に、上記１８個のＬＥＤ４を略円環状になるように種類毎に循環配列し、かつＬＥＤ４の先端が円形環状の中心方向を向くように、多少傾けて取り付けした（図２参照）。また、ＬＥＤ４のレンズ頭頂部がセキュリティ情報媒体１０面から２０ｍｍの位置になるように配置した。これにより、各ＬＥＤ４は、読み取りするセキュリティ情報媒体１０の識別情報１２の照射面中心に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置されるようになった。
各ＬＥＤ４には電圧調整のための抵抗Ｒと配線を接続し、読み取りの妨げとならないように遮光性筐体３の内側面に納めた。従って、セキュリティ情報媒体１０から生じる蛍光発光は、直径２０ｍｍの開口８ｐを通して、ＣＣＤカメラ５のレンズ部５Ｌに到達することになる。
【００５６】
遮光性筐体３の下面側に幅１８ｍｍのトレイ９の挿入口を設け、アルミ板製トレイ９が遮光性筐体３から着脱自在（差し込み引き出しが可能）になるようにした。
トレイ９は、Ａ５判サイズ程度の商品券等が納まる大きさにし、表面を無反射発泡ゴムシート貼りにした。トレイ９に商品券等（セキュリティー情報媒体）１０を載置した状態で、厚み１．０ｍｍの透明アクリル板からなる透明板１５が、識別情報１２部分を含む商品券等の約半分の面積を覆うように、かつ片側（奥側両端）をヒンジで固定して開閉可能なように設けた。なお、透明板１５の識別情報１２に相当する部分には直径１５ｍｍの円形の開口を設けた。当該開口に識別情報１２部分がＬＥＤ照射面の中心位置となることを表示する基準線１６を、透明板１５の当該位置部分に縦横の赤線で書き入れした。
【００５７】
セキュリティ情報媒体１０として、上質紙を基材１１とし、これに赤外励起蛍光発光と紫外励起蛍光発光の蛍光体微粒子と、それらを保持する透明バインダーからなるシルクスクリーン印刷インキにより、所定の固定識別情報１２を、直径１０ｍｍの範囲内に、厚み５〜８μｍになるようにスクリーン印刷したものを用いた。なお、赤外励起と紫外励起の蛍光剤はいずれも緑色蛍光発光するものである。
インキ組成中における蛍光体含有量は、１０〜３０質量％とした。また、前記バインダーには、ワックス、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、を単独または混合して使用できるものであるが、実施例の場合は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂を使用したものである。
【００５８】
上記のセキュリティ情報媒体１０を、先に製作したセキュリティ情報媒体読取装置１の読取装置本体部２のトレイ９内に、識別情報１２部分がＬＥＤ照射面の中心位置となるように透明板１５の前記開口内に調整してから、ＬＥＤ４をパルス幅ｔｗ＝１００μｓｅｃ（周期Ｔ＝１０ｍｓｅｃ）の条件で間欠照射すると、反射光がレンズ部５Ｌを通してＣＣＤカメラ５に受光され、所定の識別情報１２が緑色に蛍光発光するのを、画像処理用ＰＣ２０のモニターに表示することができた。モニター画像をＰＣのメモリーに記憶保存し、後日、再表示（再生）することも容易にできた。
【００５９】
また、画像処理用ＰＣ内部の判定ロジックを用い、取り込んだＣＣＤカメラ５の撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、所定の閾値以上（例えば８ｂｉｔｓで１２８以上）の輝度をモニタディスプレイ２１面上に表示し、表示された画素数の多少（画素数２５６以上）によりＯＫ／ＮＧ（良否）の判定を行うことができた。なお、前記画素数はＰＣ内部のプログラムにより計数可能である。
【００６０】
この種の読み取り試験は従来、専ら外部光の影響の少ない暗室等で行う必要があったが、本発明のセキュリティ情報媒体読取装置は遮光性筐体を備えているので、明るい室内環境でも容易に読み取り試験を行うことが可能であった。
また、ＰＣのモニター面で反復して繰り返し観察できるので、真偽判定に問題が生じた場合にも、判定の当否を後日改めて確認することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】セキュリティ情報媒体読取装置の概略外観図である。
【図２】読取装置本体部の鉛直方向断面図である。
【図３】光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図である。
【図４】ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図である。
【図５】読取装置本体部からトレイを抜き出した状態を示す図である。
【図６】ＬＥＤに対する電源系統を示す図である。
【図７】セキュリティ情報媒体の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ セキュリティ情報媒体読取装置
２ 読取装置本体部
３ 遮光性筐体
４ ＬＥＤ
５ ＣＣＤカメラ
７ ＵＳＢケーブル
８ 配線基板
９ トレイ
１０ セキュリティ情報媒体
１１ 基材
１２ 識別情報
１３ 可変識別情報
１４ 固定情報
１５ 透明板
１６ 基準線
２０ 画像処理用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
２１ ディスプレイ
３１ 本体部用ＡＣアダプタ
３２ ＰＣ用ＡＣアダプタ
６１ 電源スイッチ
６２ 切替スイッチ
６３ 表示ランプ
６４ パルス発生器
【技術分野】
【０００１】
本発明はセキュリティ情報媒体読取装置に関する。詳しくは、赤外励起可視蛍光発光材料、紫外励起可視蛍光発光材料、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン等の各種認証手段の複合してなるセキュリティ情報媒体の読取装置に関する。
すなわち、遮光性筐体内に赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを配置し、セキュリティ情報媒体から生じる蛍光パターンを、内蔵するＣＣＤカメラ等の撮像装置（以下、単に「ＣＣＤカメラ」という。）で受光し、ディスプレイに表示する真贋判定装置であり、偽造防止パターンを有する情報媒体をトレイに乗せ置きし、トレイを装入すればセキュリティ情報媒体の偽造防止パターンが、ＣＣＤカメラの撮像範囲に必ず入ることでセキュリティ情報媒体の真贋判定を確実かつ容易にできるようにしたセキュリティ情報媒体読取装置に関する。
本装置の具体的用途は、身分証明書、クレジットカード、バンクカード、小切手、通帳、パスポート、プリペイドカード、通行券、入場券、定期券などの真贋判定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紫外励起可視蛍光発光材料や可視光照射により視認性の向上するホログラム、マイクロ文字などの各種セキュリティ情報媒体が採用されている。紫外励起可視蛍光発光材料は例えば、ドイツ国特許第４９７０３７号明細書が同発光材料を有価証券に用いることを記載するように、従前から使用されているものである。
また、情報記録媒体にホログラムや光回折格子パターンを用いることは、例を挙げるまでもなく周知であり、マイクロ文字を使用することも、特開平８−３２４０９４号公報や特開２００２−２７４００１号公報等に記載されている。
以上の技術に加えて近年、赤外励起可視蛍光発光材料も開発され情報媒体に実用化されてきたので、セキュリティ情報媒体の態様はますます多様化している。
【０００３】
赤外励起可視蛍光発光材料は、無機材料を赤外線で励起して、より波長の短い可視光を発光させるもので、例えば、特許文献１は、赤外可視波長上方変換（アップコンバージョン）蛍光体材料として、ディスプロシウム（Ｄｙ）臭化物を記載し、特許文献２は、臭化ガドリニウム（Ｇｄ）を母材とし、発光源のエルビウム（Ｅｒ）イオンと吸光源のディスプロシウムイオンを含む１．３μ域の赤外光を励起光として発光する赤外励起蛍光体を記載している。また、特許文献３は、無機材料からなる赤外可視波長上方変換材料として、少なくともエルビウム（Ｅｒ）および塩素（Ｃｌ）の２種類の元素、あるいはそれらの化合物を含む材料を記載している。
【０００４】
一方、紫外励起可視蛍光発光材料には、無機蛍光顔料と有機蛍光顔料とがあり、前記のように従前から知られ実用されている。無機系では、同様に母材を希土類金属で賦活した材料が使用され、ツリウム賦活バナジン酸イットリウムやツリウム賦活タングステン酸カルシウム、ユーロピウム賦活バナジン酸イットリウム等の各種が知られている。有機系では、クマリン類、ベンゾオキサジン誘導体、ユーロピウム錯体等が知られている。
【０００５】
このような可視光下では、白色または無色であって目視で確認できず、赤外線や紫外線を照射したときにのみ発光する特徴を活かした情報媒体は、特許文献４、特許文献５、特許文献６等に記載されるように、既に実用されている。また、ホログラムやマイクロ文字等に対して特定の波長の可視光を照射することにより、隠しパターンや特定の反射光を生じさせ、真性を証明することも既に行われている。
【０００６】
他方、広く用途展開されるためには、簡単に安全に判別できる読取装置の開発が必要であるが、紫外線蛍光体に用いられるブラックライトのように簡便に使える装置はほとんど提案されていない。また従来、赤外励起可視蛍光発光材料の励起光源としては、十分な発光を得るために、レーザー光源が使用されていた。レーザー光源は、装置の小型化および長寿命という市場要求により、ガスレーザーから半導体レーザが多く使用されている。
半導体レーザは技術の進歩により小型化、低価格化が進み、長寿命、直接変調が可能であるという特徴を持ちその利用分野が拡大しているが、装置の設置および姿勢調整にあたっては、手間および時間がかかること、さらには人体（目）へ危害を及ぼす危険性が高いという欠点がある。
【０００７】
そこで、本願出願人は赤外励起可視蛍光発光材料からなる情報媒体の読取装置として、赤外線発光ダイオードを使用した蛍光体読取装置を、特許文献７により提案している。
しかし、赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）のみを使用した読取装置は、紫外線励起蛍光発光材料や可視光励起蛍光発光材料を併せて使用したセキュリティ情報媒体をも含めて、広範囲に使用できない問題がある。そこで、本願出願人は、このような多様なまたは複合したセキュリティ情報媒体を読み取りする装置を特許文献８、特許文献９に提案した。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−６９０２５号公報
【特許文献２】特開平８−２５９９４２号公報
【特許文献３】特開平６−１０２５５０号公報
【特許文献４】特開２００３−３４０９５４号公報
【特許文献５】特開２００３−２８８０１９号公報
【特許文献６】特公平２−１２１９６号公報
【特許文献７】特願２００５−００７１２６号
【特許文献８】特願２００６−００８１３４号
【特許文献９】特願２００６−００８１３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、セキュリティ情報媒体が、赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターンのいずれかの組み合わせから構成されている場合には、簡易な装置で確実に判別できる読取装置が提供されていなかった。
【００１０】
また、既に提案の特許文献８、特許文献９のセキュリティ情報媒体読取装置は、ＣＣＤカメラを内蔵する遮光性筐体内に赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを配置することを提案しているが、セキュリティ情報媒体を定位置に置いて観察するには、十分に便利な状態にはされていない問題がある。すなわち、セキュリティ情報媒体を読み取りする際に、情報媒体の交換の都度、装置自体を持ち上げて識別情報位置をＬＥＤ照射中心に位置合わせしなければならない煩わしさがあった。特に、識別情報パターンが薄色であるか印刷面積が小さい場合は特に位置合わせが困難になった。読取装置がカメラ型で上から覗き込むタイプでは、ＣＣＤカメラ型よりも位置合わせし易いが、外光が入るため識別情報の発光輝度が低下し、その分発光パターンが見難くなる問題もあった。ＬＥＤの照射窓を誤って眼で見てしまう安全性の面での問題もあった。
そこで、本発明はより一層の利便性を備えた読取装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の要旨の１は、外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を、内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、前記遮光性筐体は前記読み取りするセキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイを有し、当該トレイを遮光性筐体内に差し込みした状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置して読み取り可能にされていることを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置、にある。
【００１２】
上記において、赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの発光順序を切り替え、かつ組み合わせ発光させるスイッチを有するようにすれば、所望の光源により所定の蛍光発光を観察することができる。また、前記トレイを差し込みした状態でセキュリティ情報媒体読取装置が動作状態になり、トレイを引き出した状態でセキュリティ情報媒体読取装置が待機状態になるようにされている、ようにすればセキュリティ情報媒体読取装置の操作が自動化され簡単になる。
【００１３】
また、前記トレイがセキュリティ情報媒体を抑える透明板を有し、当該透明板とトレイの底板の間にセキュリティ情報媒体を挟むようにされていれば、情報媒体を安定して迅速に読み取りできる。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の要旨の２は、外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、撮像装置による撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する画素数の多少により良否の判定を行うことを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置、にある。
【００１５】
上記要旨の１または２において、セキュリティ情報媒体は、赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン、のいずれかの組み合わせから構成されているようにすることができ、撮像装置をＣＣＤカメラとすることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
（１）本発明のセキュリティ情報媒体読取装置は、光源に複数種のＬＥＤを用いているので、異なる励起光を発光することができ、複数の異なる蛍光材料がセキュリティ情報媒体に用いられている場合も、それぞれの蛍光発光を生じさせて真贋識別できる。また、情報媒体のセキュリティ内容が明確ではない場合も、光源を切り替えることにより、いずれかの蛍光を検知して真贋識別できる。
（２）セキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイを読取装置本体部下面側に有しているので、セキュリティ情報媒体を位置決めしてトレイ内に置き、当該トレイを遮光性筐体内に差し込みして装着した状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置し、確実に真贋識別できる。
【００１７】
（３）前記トレイを差し込みした状態でセキュリティ情報媒体読取装置が動作状態になり、トレイを引き出した状態でセキュリティ情報媒体読取装置が待機状態になる場合（請求項３）には、スイッチの切り替え操作が減少し、効率的に作業を行うことができる。
（４）前記トレイがセキュリティ情報媒体を抑える透明板を有する場合（請求項４）は、当該透明板とトレイの底板の間にセキュリティ情報媒体を挟んで安定して読み取りすることができる。また、識別情報の位置決めが容易になる。
（５）撮像装置による撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する画素数の多少により良否の判定を行う場合（請求項５）では、判定者の主観が入らないので客観的な判断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、主として赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン、の組み合わせから構成されるセキュリティ情報媒体の読取装置である。主としてとするのは、組み合わせは、いずれか２種のパターンの組み合わせであってもよく、組み合わせではない単独のパターンも勿論読み取り可能だからである。
【００１９】
赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターンとは、前記のように赤外可視波長上方変換（アップコンバージョン）蛍光体材料を使用したパターンである。また、紫外励起可視蛍光発光材料からなるパターンとは、紫外線により可視光域に蛍光発光する蛍光体材料を使用したパターンである。例えば、特公平２−１２１９６号公報（特許文献６）中の例４等は、紫外線励起可視光発光の蛍光体を有価証券に用いることを記載し、特開平６−２９７８８３号公報は、紫外線励起により蛍光を発するバーコード等の情報パターン印刷物、について記載している。いずれも可視光下では、白色または無色であって目視で確認できない程度のものが好ましい。着色していては目視確認可能であり、蛍光色も不純となるからである。なお、各蛍光体材料の詳細については後述する。
【００２０】
可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターンとは、ホログラムや光回折格子パターン、あるいはマイクロ文字等を意味する。ホログラムは可視光照射により立体視が可能になり、また特定の色彩を生じることができる。光回折格子パターンの場合も、可視光照射により特定の方向に特定の色彩の回折光を発光する。これらの場合は、ホログラムや光回折格子パターン以外の通常のパターンを混在させたパターンとしておけば、可視光照射により立体視が可能になり、または特定の色彩を呈することにより、セキュリティ情報を含まない偽造品とを識別することができる。
【００２１】
以下、本発明のセキュリティ情報媒体読取装置について図面を参照して説明する。
図１は、セキュリティ情報媒体読取装置の概略外観図、図２は、読取装置本体部の鉛直方向断面図、図３は、光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図、図４は、ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図、図５は、読取装置本体部からトレイを抜き出した状態を示す図、図６は、ＬＥＤに対する電源系統を示す図、図７は、セキュリティ情報媒体の例を示す図、である。
【００２２】
図１は、本願セキュリティ情報媒体読取装置の概略外観図である。セキュリティ情報媒体読取装置１は、読取装置本体部２と画像処理用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２０からなっている。読取装置本体部２と画像処理用ＰＣ２０はＵＳＢケーブル７で接続されている。読取装置本体部２は内部に図示しない電源装置を備え、本体部用ＡＣアダプタ３１に接続している。画像処理用ＰＣ２０はＰＣ用ＡＣアダプタ３２に接続している。
読取装置本体部２は、その下面側部分に差し込み引き出し可能（着脱自在）なトレイ９を有し、セキュリティ情報媒体１０を当該トレイ内に固定して、トレイ９を差し込みした状態で情報媒体１０がＬＥＤの照射面に位置して読み取り可能にされている。
従って、遮光性筐体３の下面側は完全に遮蔽されており、トレイ９を差し込みした状態で内部は外光から遮断される。
【００２３】
読取装置本体部２は、遮光性筐体３内に光源として３種類のＬＥＤと撮像用のＣＣＤカメラを内蔵している。ＣＣＤカメラと各ＬＥＤは画像処理用ＰＣ２０のバスパワーに接続可能であるが、バスパワーのみでは電力不足となり易いので、本体部用ＡＣアダプタ３１に接続するのが好ましい。３種類のＬＥＤとは、赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤであり、赤外発光ＬＥＤは、セキュリティ情報媒体１０の赤外励起可視蛍光発光材料を発光させ、紫外発光ＬＥＤは、紫外励起可視蛍光発光材料を発光させ、可視光発光ＬＥＤは可視光により蛍光を発する蛍光発光材料を発光させる目的である。それぞれ所定の蛍光発光が得られるように複数個のＬＥＤが用いられる。
【００２４】
前記のように、ＬＥＤに電力を供給する電源装置も遮光性筐体３内に納められているが、レギュレータにより電圧を可変するようにされ、間欠発光させるためにはパルス発生器を使用する。いずれのＬＥＤの場合も、２０〜１１０ｍＡ程度の直流電圧が供給される。後述するように、ＬＥＤ切替スイッチを備えることができる。
【００２５】
画像処理用ＰＣ２０は、ディスプレイ（モニター）２１と画像処理機能、および画像保存（記憶）と再生機能が必要とされる。汎用機であっても専用機であってもよいが、モニターの表示エリアは、直径１０ｍｍ程度の円形エリアが表示できれば使用可能である。
バスパワーを供給する場合はＵＳＢコネクタを有しＵＳＢ２．０の仕様によりバスパワーを供給できる必要がある。ＣＣＤカメラからの画像信号は、ＵＳＢケーブル７の信号線（Ｄ＋，Ｄ−）を介してＰＣ２０に送信される。
パソコンの電源としては、ＡＣ１００Ｖ±１０Ｖ（５０／６０Ｈｚ）が用いられる。
【００２６】
読取装置本体部２は、判定ロジックを組み込んだＩＣ回路と当該ＩＣ回路を作動させる接触型スイッチを備え、前記トレイ９が挿入されると、トレイ９が接触型スイッチを押し、ＩＣ回路が作動し、ＰＣ側へ判定開始の信号を送信して自動的にセキュリティー情報媒体１０の読み取りが開始され、ＯＫ／ＮＧ（良否）の判定が行われる。また、前記トレイ９を引き出しすると、トレイ９が接触型スイッチから離れてＩＣ回路が作動し、ＰＣ側へ判定終了の信号を送信して、自動的に待機状態になるようにされている。
接触型スイッチには、ピン押ボタン形、ヒンジ・レバー形等のものを採用できる。
【００２７】
遮光性筐体３の外形は、図１のように立方体形状のものであってもよく略円筒状に形成されていてもよい。外光が入らないようにし内面は無反射性にする。
複数種類のＬＥＤの先端は、トレイ９内のセキュリティ情報媒体１０に接触するか近接するように配列される。遮光性筐体３は、鉄板やアルミニウム板等の金属材料が好適に用いられるが、遮光性のプラスチック成型体で構成することも好ましい。
【００２８】
セキュリティ情報媒体読取装置１の画像処理用ＰＣ２０側には、真贋判定ボタン２３や画像保存ボタン２４、終了ボタン２５が設けられ、判定結果の表示２６がされるようになっている。判定対象マーク種別２７や保存ファイル名２８が登録されることも好ましい。保存ファイル名２８は例えば、「２００６年６月１８日１１時３９分０５秒、判定ＯＫ」のような表示とすることができる。
【００２９】
図２は、読取装置本体部の鉛直方向断面図である。図２のように、遮光性筐体３の下面側に接近してＬＥＤ４が複数個配置される。赤外発光ＬＥＤ４ｒ、紫外発光ＬＥＤ４ｖ、可視光発光ＬＥＤ４ｇが、それぞれ２個図示されているが、図示の都合のためであって、各ＬＥＤ４の数は、実際にはさらに多数必要となる。充分な照明光を得るために好ましくは、各６個ないし１２個程度の数、が適当であることが確認されている。ＬＥＤ４は、照明するセキュリティ情報媒体１０の照射部を中心に、当該照射面の鉛直線を中心軸としてその周囲に配置する。好ましくは略円環状に配置するのがよい。
ＬＥＤ４はセキュリティ情報媒体１０の識別情報１２に接近する方が強い蛍光発光が得られるが、設置位置はＬＥＤの発光強度により適宜に可変する。ＬＥＤ４のレンズ状頭頂部がセキュリティ情報媒体１０に接触する位置から、最大で１５０ｍｍ程度離れる位置までに設置できるが、一般的には、１０〜３０ｍｍ程度が最適値となる。
【００３０】
セキュリティ情報媒体１０は、トレイ９の内側に取り付けされて、上記複数個のＬＥＤ４からの照射光を受光して蛍光発光するが、発光した蛍光像は遮光性筐体３の上方のレンズ部５Ｌに到達する。ＣＣＤカメラ５のセンサー５Ｓは、この蛍光像を受光して情報媒体の真偽を判定する。図２では図示してないが、セキュリティ情報媒体１０の面には、透明板を載せて、光源に対して位置合わせしたり位置ずれを防止することが行われる。
【００３１】
ＬＥＤ４ｒは赤外発光、ＬＥＤ４ｖは紫外発光であるため、目で見ても光線は不可視である。ただし、蛍光発光した識別情報１２は例えば、緑色等に輝いて見える。ＬＥＤ４ｇは可視光発光であるので、セキュリティ情報媒体１０に用いられている可視蛍光体により選択して使用する。例えば、緑色発光、青色発光、赤色発光であり、それら３色の組み合わせ（３波長白色）にもできる。青色ＬＥＤと黄色の蛍光体（２波長白色）を使用した白色ＬＥＤであってもよい。緑色発光、青色発光、赤色発光も各種の発光波長のものが市販されている。ＬＥＤは位相の揃ったレーザー光と異なり拡散光であるため、直接観察者の目に入っても人体に危害を及ぼすことは少ない。
【００３２】
赤外発光ＬＥＤとして実用化されているものは、３種類に分類される。第１はＧａＡｓ：Ｓｉ系ＬＥＤ、第２はＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤ、第３はＧａＩｎＡｓＰ系ＬＥＤである。ＧａＡｓ結晶中に添加されたＳｉ系は周期律表で１４族元素であるため、ドナーにもアクセプターにもなる両性を示す。どちらになるかは結晶成長温度などの成長条件によって決まり、ｐｎ接合形成にはこの性質が利用されている。
【００３３】
紫外発光ＬＥＤは、青色ＬＥＤよりもさらに短波長域の発光であり、日亜化学株式会社やナイトライド・セミコンダクター（徳島県鳴門市）等により市販されている。当該ＬＥＤはＧａＮ系の材料からなると見られる。波長３５０ｎｍのものも実現しているといわれるが出力は、０．１ｍＷと低出力である。市販品としては、波長３６５ｎｍ、出力１．４ｍＷ、波長３７５ｎｍ、出力１．５ｍＷ、波長３８５ｎｍ、出力３．５ｍＷ、波長３９５ｎｍ、出力３．０ｍＷ等のものがある。
【００３４】
蛍光発光像は、肉眼でも観察可能であるが、本発明ではＣＣＤカメラ５を用いて受光する。セキュリティ情報媒体の蛍光発光をレンズ部５Ｌで集光して、可視光域に感度があるＣＣＤカメラ５のＣＣＤセンサー５Ｓに入力する。ＣＣＤカメラ５はＵＳＢ対応機種を使用し、ＵＳＢ２．０のバスパワーにより駆動可能なものとする。レンズ部５Ｌはズーム機能を有するのが好ましいが、ＰＣ側でデジタル画像処理してもよい。
２００万画素のカラーＵＳＢ２．０対応ＣＣＤセンサーとしては、Ａｒｔｒａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄの「ＡＲＴＣＡＭ２００ＳＨ」があり、同じく５０７万画素のものとして「ＡＲＴＣＡＭ５００Ｐ」がある。
【００３５】
識別情報１２は、セキュリティ情報媒体１０の面上で直径１０ｍｍ程度の円形エリアサイズにまとめられているのが適切である。識別情報１２が１０ｍｍ程度よりも大きくなると単位面積あたりの照射光量が減少し蛍光像が見難くなるからであり、逆に識別情報１２が１０ｍｍ程度よりも小さくなると情報媒体上のセキュリティ印刷面積を過小にしなくてはならないからである。従って、この程度の面積であれば、より低画素数のセンサーであってもよい。カメラ分解能としては水平方向６４０ドット、垂直方向４８０ライン程度の分解能が実現できれば使用できる。
【００３６】
ＣＣＤセンサー５Ｓに適宜な焦点距離のレンズ部５Ｌを装着して、ＣＣＤカメラ５として使用する。所定の蛍光発光のみを観察する場合は、他の色光を遮蔽する光学ガラスまたはゼラチンフィルターを使用する。フィルターはカメラレンズ部５Ｌの前面等の光路に切り替え可能に取り付けする。必要な光学フィルターは観察する色光とカットする色光とにより選択する。所望の像を高コントラストで見えるようにするフィルターが好ましい。
例えば、イーストマンコダック社のラッテンフィルターシリーズから選択できる。色分解用のＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）フィルターを使用してもよい。
【００３７】
図示していないが、ＬＥＤ４とセキュリティ情報媒体１０の間に集光レンズを挿入してもよい。これにより識別情報１２に対する照明強度を上げることができる。多数のＬＥＤを使用する場合、ＬＥＤ集合群の発光を効率よく集光するためには集光レンズを設けるのが好ましい。集光レンズの挿入により遮光性筐体３の縦寸法は拡大される。
【００３８】
図３は、光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図である。図３のように、遮光性筐体３の内面に嵌合する配線基板８を設け、その中心部に円形開口８ｐを設ける。円形開口８ｐを通して発光した蛍光像がＣＣＤカメラ５に達するようにするためである。
ＬＥＤ４ｒ，４ｖ，４ｇは当該開口８ｐの周囲に適宜に配置できる。各発光ＬＥＤが偏在しないように循環して配置するのが好ましい。ＬＥＤ４を取り付けする配線基板８等も市販されているので、当該基板の中心に円形開口８ｐを穿って使用することができる。
図３の場合は、各４個のＬＥＤ４ｒ，４ｇ，４ｖが配列している例であるが、発光輝度等により各ＬＥＤの数は調製する。実際にはより多数が好ましい。
円形開口８ｐ内の数字「１」は情報媒体１０の識別情報１２であって、例えば、赤外励起により緑色に輝く蛍光発光文字を意味する。配線基板８の外寸は遮光性筐体３の内寸に合わせる。また、円形開口８ｐの径は、１５ｍｍ〜３０ｍｍ程度とする。
【００３９】
ＣＣＤカメラ５により読み取られた画像データは、ＵＳＢケーブル７を介して画像処理用ＰＣ２０に送信される。ＰＣは内蔵する画像ソフトウェアにより、画像を拡大または縮小して観察できるようにされている。また、各読取画像はメモリに記憶保存し、必要により随時読み出し（再生）できるようにされる。
セキュリティー情報媒体１０の識別情報１２の撮像パターンを画像処理用ＰＣ２０のディスプレイ２１に表示し、ＰＣ内部の判定ロジックを用い、取り込んだＣＣＤカメラ５の撮像パターンを画素毎の発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する有効面積の大小（モニタディスプレイ２１面では画素数の多少）によりＯＫ／ＮＧ（良否）の判定を行わせることができる。発光輝度は、例えば、８ｂｉｔｓで表される場合は、最大値と最小値はそれぞれ２５５と０になるように変換する。
【００４０】
図４は、ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図である。ＬＥＤ切替スイッチ６２等は遮光性筐体３の側面等に取り付けする。電源スイッチ６１の「ＯＮ」「ＯＦＦ」によりＬＥＤの発光が可能になるが、読み取りの開始自体は、前記のようにトレイ９の着脱に伴い行われるのが好ましい。また、ＬＥＤ切替スイッチ６２をプッシュすることにより、ＩＲ（赤外）、ＵＶ（紫外）、ＶＩＳ（可視光）表示ランプ６３が点灯するようにされている。
単一のＬＥＤのみの発光に限らず、２種または３種のＬＥＤが同時発光するようにしてもよい。もっとも単一種類の情報媒体を連続して読み取りする場合は、蛍光体の種類が限定されるので光源を切り替える頻度は少なくなる。
以上の実施形態の一部は、特許文献９（特願２００６−００８１３５）にも記載されている内容である。以下、本願の特徴についてさらに述べる。
【００４１】
図５は、読取装置本体部からトレイを抜き出した状態を示す図である。トレイ９の内側には、セキュリティー情報媒体１０が納められ、トレイ９を読取装置本体部２に差し込みした際に、識別情報１２部分がＬＥＤ光源の直下に位置するようにされている。このとき、前記のようにトレイ９が接触型スイッチに接触して、読み取り動作が開始される。
【００４２】
セキュリティー情報媒体１０の識別情報１２の位置決めを容易にするためと、セキュリティー情報媒体１０を挟んでトレイ９の底板側に抑えつける目的で、トレイ９には透明板１５が開閉可能に設けられる。透明板１５はセキュリティー情報媒体１０の全体を覆う面積である必要はないが、トレイ９の着脱によって、セキュリティー情報媒体１０が移動したり反り返って遮光性筐体３内に引っかかることがない程度の大きさが必要となる。
透明板１５には、ＬＥＤ光源の直下位置になる部分を示す基準線１６を設けることが好ましい。これにより、トレイ９に対するセキュリティー情報媒体１０の識別情報１２部分の位置決めを容易にすることができる。
【００４３】
透明であれば可視光線を通常遮断しないが、透明板１５は、さらに紫外線や赤外線を遮断しない性質であることが好ましい。このため、透明板１５には紫外線透過ガラスや紫外線透過アクリル板等のプラスチック板を使用することが好ましい。赤外線も特に処理しない限り一般的には遮断しない。もっとも、透明板１５の識別情報１２部分を当該大きさの円形等にくり抜く（直径１０〜１５ｍｍ程度）ようにしておけば、紫外線等の吸収問題を考慮する必要はない。厚みは、１．０ｍｍ程度以下のものが好ましい。
【００４４】
図６は、ＬＥＤに対する電源系統を示す図である。ＬＥＤに対する電源は、図６のようにパルス発生器６４に対して、各ｎ個の赤外発光ＬＥＤ４ｒ，４ｖ，４ｇを接続する。各ＬＥＤの数は同一の数にする必要はなく、輝度等により調製する。ＬＥＤ４の内部抵抗が小さいので直列に抵抗Ｒ（Ｒｒ，Ｒｖ，Ｒｇ）を接続するのが好ましい。
電源には、ＵＳＢバスパワーまたは商用電源（交流１００Ｖ）を直流に整流して使用できるが、乾電池等を用いてもよい。ＬＥＤ４ｒ，４ｖ，４ｇの数が多い場合はＵＳＢバスパワーでは電力不足となる。
【００４５】
次に、セキュリティ情報媒体について説明する。図７は、セキュリティ情報媒体１０の例を示す図である。図７（Ａ）は、基材１１面に可視蛍光発光インキによる固定識別情報１２が全面に設けられている例である。この場合、固定識別情報１２は、赤外励起可視発光、紫外励起可視発光、可視光発光の蛍光体が混在するものであってもよい。
図７（Ｂ）は、基材１１面に異なる可視蛍光発光インキによる固定識別情報１２ａ，１２ｂ，１２ｃが部分的に設けられている例である。可視蛍光発光インキがホログラムやマイクロ文字を含む微細・高精細パターンからなっていてもよい。
図７（Ｃ）は、基材１１面に異なる可視蛍光発光インキによる可変識別情報１３ａ，１３ｂと、オフセット印刷等により印刷された蛍光色素ではない固定情報１４が設けられている例である。
【００４６】
これらの識別情報１２の域は前記のように、セキュリティ情報媒体１０の面上で直径、１０ｍｍ程度の円形エリアサイズが適切である。
なお、固定識別情報とは、マークや商標、商品名等のセキュリティ情報媒体１０に共通の不変情報をいい、可変識別情報とは、シリアル番号、製造ナンバー、不定文字表示等のセキュリティ情報媒体１０毎に変化する情報のことである。従って、可視蛍光発光インキによる情報は固定識別情報であっても可変識別情報であってもよい。蛍光発光によりその特徴が認識できれば良いからである。
【００４７】
情報媒体の基材１１としては、特に限定されず、例えば、普通紙、上質紙、コート紙、トレーシングペーパ、各種プラスチック等、いずれの材質のシートであっても良く、また、立体成型物でも良い。形状的には、カード、パスポート、商品券、証明書、チケット、カタログ、カメラ、電子部品、コンピュータ機器、家電製品、等であっても構わない。
【００４８】
本発明において、可視蛍光発光インキには、第１に無機蛍光色素であって主に赤外線を吸収し、アップコンバージョン蛍光発光する希土類元素含有微粒子を分散した印刷インキがあり、第２に無機または有機蛍光色素であって紫外線を吸収して可視光蛍光発光する材料を分散した印刷インキがある。第３に同様に、無機または有機蛍光色素であって可視光を吸収して可視光蛍光発光する材料を分散した印刷インキがある。
【００４９】
赤外線吸収、アップコンバージョン発光する希土類元素含有微粒子には、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄなどの酸化物、硫化物、ケイ酸塩、リン酸塩、タングステン酸塩などの結晶を主成分とし、Ｍｎ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｐｂなどの金属元素もしくはランタノイド類などの希土類元素を活性剤として添加して焼成して得られる顔料を用いることができる。具体的には、ＹＦ3 ：Ｅｒ，Ｙｂ、ＺｎＧｅＯ：Ｍｎ、ＹＯ：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏ：Ｅｕ、ＮａＬｎＦ4 ：Ｅｒ、ＹＯＳｉ：Ｅｕ、ＹＬｉＦ4 ：Ｅｒ等、がある。
【００５０】
このアップコンバージョン発光する希土類元素としては、一般的には３価のイオンとなる希土類元素を挙げることができ、中でもエルビウム（Ｅｒ）、ホルミウム（Ｈｏ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）およびセリウム（Ｃｅ）からなる群から選択される少なくとも１つ以上の希土類元素が好ましく用いられる。
【００５１】
アップコンバージョン発光する希土類元素の励起波長としては、例えば、７００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内の波長であり、中でも８００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の波長であることが好ましい。このようにアップコンバージョン発光が可能な希土類元素を用いたものは、エネルギーの高い光、例えば紫外光等で励起する必要がない。
そして発光波長は、検出の容易さから通常は可視光であることが好ましいので、アップコンバージョン発光の場合はこれより波長の長い赤外光が励起光として用いられる。
好適態様に用いられる希土類元素は、上述したように所定の範囲内の波長の光により励起されてアップコンバージョン発光することが可能な希土類元素であれば特に限定されない。また、希土類元素は、１種類で用いても、２種類以上同時に用いてもよい。
【００５２】
紫外線を吸収して可視光蛍光発光する材料には、ＣａＷＯ4 、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ、Ｍｇ6 Ａｓ2 Ｏ11：Ｍｎ、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ等の無機蛍光顔料やベンゾオキサジン誘導体、ユーロピウム錯体等の有機蛍光染料および有機金属錯体等を使用することができる。一般に、無機蛍光顔料よりも有機蛍光染料や有機金属錯体が発光効率が高いと言われる。
【００５３】
可視蛍光発光インキは、上記のような材料を、バインダー樹脂に分散したインキである。インキは、シルクスクリーン印刷インキ、オフセット印刷インキ、活版印刷インキ、グラビア印刷インキとすることができ、また、熱溶融転写リボン、すなわち熱転写プリント用インキリボンの形態としてもよい。
バインダー樹脂には、耐磨耗性、透明性、硬度等に優れたバインダー樹脂を適宜用いることができる。具体的には、ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、繊維素系樹脂、塩化ゴム系樹脂等を挙げることができる。また、アクリル系モノマー等の電離放射線照射により架橋硬化する樹脂等を用いることもできる。
【実施例】
【００５４】
セキュリティ情報媒体読取装置１を、図１の外観図のように構成した。遮光性筐体３をアルミニウム板で立方体状に形成し、内面は黒色の無反射発泡ゴムシート貼りにした。
セキュリティ情報読取装置１の鉛直方向断面は、図２のように、中空構造の遮光性筐体３の中段に配線基板８を設け、当該配線基板８の中心部に開口を穿ち、その周囲に各６個の赤外発光ＬＥＤ４ｒ、紫外発光ＬＥＤ４ｖ、可視光発光ＬＥＤ４ｇ、を配置した。
なお、赤外発光ＬＥＤ（コーセイ電子株式会社製「ＥＬ−１Ｌ７」）４ｒは、ＧａＡｓ（砒化ガリウム）からなるもので、ピーク発光波長９４０ｎｍのものを使用し、紫外発光ＬＥＤ（日亜化学「ＮＳＨＵ５９０Ａ」）４ｖには、ピーク発光波長３７５ｎｍのものを使用し、可視光発光ＬＥＤ４ｇには、ピーク発光波長５２５ｎｍ（緑色）のものを使用した。
【００５５】
開口８ｐは直径が２０ｍｍ程度となるようにし（図３参照）、当該開口８ｐの周囲に、上記１８個のＬＥＤ４を略円環状になるように種類毎に循環配列し、かつＬＥＤ４の先端が円形環状の中心方向を向くように、多少傾けて取り付けした（図２参照）。また、ＬＥＤ４のレンズ頭頂部がセキュリティ情報媒体１０面から２０ｍｍの位置になるように配置した。これにより、各ＬＥＤ４は、読み取りするセキュリティ情報媒体１０の識別情報１２の照射面中心に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置されるようになった。
各ＬＥＤ４には電圧調整のための抵抗Ｒと配線を接続し、読み取りの妨げとならないように遮光性筐体３の内側面に納めた。従って、セキュリティ情報媒体１０から生じる蛍光発光は、直径２０ｍｍの開口８ｐを通して、ＣＣＤカメラ５のレンズ部５Ｌに到達することになる。
【００５６】
遮光性筐体３の下面側に幅１８ｍｍのトレイ９の挿入口を設け、アルミ板製トレイ９が遮光性筐体３から着脱自在（差し込み引き出しが可能）になるようにした。
トレイ９は、Ａ５判サイズ程度の商品券等が納まる大きさにし、表面を無反射発泡ゴムシート貼りにした。トレイ９に商品券等（セキュリティー情報媒体）１０を載置した状態で、厚み１．０ｍｍの透明アクリル板からなる透明板１５が、識別情報１２部分を含む商品券等の約半分の面積を覆うように、かつ片側（奥側両端）をヒンジで固定して開閉可能なように設けた。なお、透明板１５の識別情報１２に相当する部分には直径１５ｍｍの円形の開口を設けた。当該開口に識別情報１２部分がＬＥＤ照射面の中心位置となることを表示する基準線１６を、透明板１５の当該位置部分に縦横の赤線で書き入れした。
【００５７】
セキュリティ情報媒体１０として、上質紙を基材１１とし、これに赤外励起蛍光発光と紫外励起蛍光発光の蛍光体微粒子と、それらを保持する透明バインダーからなるシルクスクリーン印刷インキにより、所定の固定識別情報１２を、直径１０ｍｍの範囲内に、厚み５〜８μｍになるようにスクリーン印刷したものを用いた。なお、赤外励起と紫外励起の蛍光剤はいずれも緑色蛍光発光するものである。
インキ組成中における蛍光体含有量は、１０〜３０質量％とした。また、前記バインダーには、ワックス、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、を単独または混合して使用できるものであるが、実施例の場合は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂を使用したものである。
【００５８】
上記のセキュリティ情報媒体１０を、先に製作したセキュリティ情報媒体読取装置１の読取装置本体部２のトレイ９内に、識別情報１２部分がＬＥＤ照射面の中心位置となるように透明板１５の前記開口内に調整してから、ＬＥＤ４をパルス幅ｔｗ＝１００μｓｅｃ（周期Ｔ＝１０ｍｓｅｃ）の条件で間欠照射すると、反射光がレンズ部５Ｌを通してＣＣＤカメラ５に受光され、所定の識別情報１２が緑色に蛍光発光するのを、画像処理用ＰＣ２０のモニターに表示することができた。モニター画像をＰＣのメモリーに記憶保存し、後日、再表示（再生）することも容易にできた。
【００５９】
また、画像処理用ＰＣ内部の判定ロジックを用い、取り込んだＣＣＤカメラ５の撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、所定の閾値以上（例えば８ｂｉｔｓで１２８以上）の輝度をモニタディスプレイ２１面上に表示し、表示された画素数の多少（画素数２５６以上）によりＯＫ／ＮＧ（良否）の判定を行うことができた。なお、前記画素数はＰＣ内部のプログラムにより計数可能である。
【００６０】
この種の読み取り試験は従来、専ら外部光の影響の少ない暗室等で行う必要があったが、本発明のセキュリティ情報媒体読取装置は遮光性筐体を備えているので、明るい室内環境でも容易に読み取り試験を行うことが可能であった。
また、ＰＣのモニター面で反復して繰り返し観察できるので、真偽判定に問題が生じた場合にも、判定の当否を後日改めて確認することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】セキュリティ情報媒体読取装置の概略外観図である。
【図２】読取装置本体部の鉛直方向断面図である。
【図３】光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図である。
【図４】ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図である。
【図５】読取装置本体部からトレイを抜き出した状態を示す図である。
【図６】ＬＥＤに対する電源系統を示す図である。
【図７】セキュリティ情報媒体の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ セキュリティ情報媒体読取装置
２ 読取装置本体部
３ 遮光性筐体
４ ＬＥＤ
５ ＣＣＤカメラ
７ ＵＳＢケーブル
８ 配線基板
９ トレイ
１０ セキュリティ情報媒体
１１ 基材
１２ 識別情報
１３ 可変識別情報
１４ 固定情報
１５ 透明板
１６ 基準線
２０ 画像処理用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
２１ ディスプレイ
３１ 本体部用ＡＣアダプタ
３２ ＰＣ用ＡＣアダプタ
６１ 電源スイッチ
６２ 切替スイッチ
６３ 表示ランプ
６４ パルス発生器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を、内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、前記遮光性筐体は前記読み取りするセキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイを有し、当該トレイを遮光性筐体内に差し込みした状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置して読み取り可能にされていることを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項２】
赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの発光順序を切り替え、かつ組み合わせ発光させるスイッチを有することを特徴とする請求項１記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項３】
前記トレイを差し込みした状態でセキュリティ情報媒体読取装置が動作状態になり、トレイを引き出した状態でセキュリティ情報媒体読取装置が待機状態になるようにされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項４】
前記トレイがセキュリティ情報媒体を抑える透明板を有し、当該透明板とトレイの底板の間にセキュリティ情報媒体を挟むようにされていることを特徴とする請求項１記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項５】
外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、撮像装置による撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する画素数の多少により良否の判定を行うことを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項６】
セキュリティ情報媒体が、赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン、のいずれかの組み合わせから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項５記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項７】
前記撮像装置がＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１の請求項記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項１】
外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を、内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、前記遮光性筐体は前記読み取りするセキュリティ情報媒体を載置して納める着脱自在なトレイを有し、当該トレイを遮光性筐体内に差し込みした状態でセキュリティ情報媒体の識別情報が前記ＬＥＤ照射面に位置して読み取り可能にされていることを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項２】
赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの発光順序を切り替え、かつ組み合わせ発光させるスイッチを有することを特徴とする請求項１記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項３】
前記トレイを差し込みした状態でセキュリティ情報媒体読取装置が動作状態になり、トレイを引き出した状態でセキュリティ情報媒体読取装置が待機状態になるようにされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項４】
前記トレイがセキュリティ情報媒体を抑える透明板を有し、当該透明板とトレイの底板の間にセキュリティ情報媒体を挟むようにされていることを特徴とする請求項１記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項５】
外光を遮光する遮光性筐体内に、セキュリティ情報媒体を照射する各複数個の赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを、読み取りするセキュリティ情報媒体の照射面に対する鉛直線を中心軸としてその周囲に配置し、かつセキュリティ情報媒体が発する蛍光発光を内蔵する撮像装置により受光して読み取りするセキュリティ情報媒体読取装置において、撮像装置による撮像パターンを発光輝度の強弱により２値化し、閾値以上の輝度を有する画素数の多少により良否の判定を行うことを特徴とするセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項６】
セキュリティ情報媒体が、赤外励起可視蛍光発光材料からなるパターン、紫外励起可視発光材料からなるパターン、可視光照射により視認可能な材料からなる微細・高精細パターン、のいずれかの組み合わせから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項５記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【請求項７】
前記撮像装置がＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１の請求項記載のセキュリティ情報媒体読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３２８５５１（Ｐ２００７−３２８５５１Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５９１８８（Ｐ２００６−１５９１８８）
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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