JP2001307171A - カードの真贋判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回折パターンに基づく画像が形成されたホロ
グラムを有するカードの真贋を客観的に判定することの
できるカードの真贋判定装置を提供する。 【解決手段】 本発明のカードの真贋判定装置は、カー
ド１に設けられかつ回折パターンに基づく画像が形成さ
れたホログラム２に対して測定光Q1、Q2、Q3を投光する
投光系２２と、ホログラム２から反射された反射回折光
を検出する検出系２３とを備え、カード１が本物である
か偽物であるかを判定するために、ホログラム２に対す
る測定光Q１、Q2、Q３の入射方向を変更する入射方向変
更手段S１、S2、S3が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折パターンに基
づく画像が形成されたホログラムを有するカードの真贋
を判定するカードの真贋判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図１に示すように、例えば、
クレジットカード等のカード１にはホログラムシール２
が設けられているものが知られている。そのホログラム
シール２には回折パターン３に基づく画像４’が形成さ
れている。そのホログラムシール２はカード１の真贋の
判別に用いられる。

【０００３】そのカード１には、偽造を防止するため
に、回折パターン３を構成する回折格子の配列形成方向
を変えて、複数個の画像をホログラム２に形成したもの
もある。

【０００４】図２は例えば３つの回折パターン４、５、
６に基づき３種類の画像が形成された矩形状のホログラ
ムシール２を示し、図３（ａ）は矩形状のホログラムシ
ール２の一辺２aと直交する方向に回折格子が配列形成
された回折パターン４に基づく画像８を示し、図３
（ｂ）は回折パターン４の回折格子の配列方向に対して
右斜め４５度方向に回折格子が配列形成された回折パタ
ーン５に基づく画像９を示し、図３（ｃ）は回折パター
ン４の回折格子の配列方向に対して左斜め４５度方向に
回折格子が配列形成された回折パターン６に基づく画像
１０を示し、これらの３つの画像８、９、１０が重ね合
わされて、図２に示すホログラムシール２は形成され、
ホログラムシール２に対する入射光線の具合によって画
像８、９、１０の見え具合が変化するものとなってい
る。その図３において、矢印は回折格子の配列形成方向
を示し、各回折格子の延びる方向はその配列方向と直交
している。

【０００５】従来、このホログラムシール２に形成され
た画像を肉眼視して、カード１の真贋を判断していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このホ
ログラムシール２に形成された画像を肉眼視して、カー
ドの真贋を判断するのは、入射光線の方向によって画像
が変化したり、カードに傷があったりして困難であり、
客観的にカードの真贋を判定できるカードの真贋判定装
置が望まれている。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは、回折パターンに基づく
画像が形成されたホログラムを有するカードの真贋を客
観的に判定することのできるカードの真贋判定装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のカード
の真贋判定装置は、カードに設けられかつ回折パターン
に基づく画像が形成されたホログラムに対して測定光を
投光する投光系と、前記ホログラムから反射された反射
回折光を検出する検出系とを備え、前記カードが本物で
あるか偽物であるかを判定するために、前記ホログラム
に対する前記測定光の入射方向を変更する入射方向変更
手段が設けられていることを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載のカードの真贋判定装置
は、前記ホログラムに対する前記測定光の入射方向を変
更して得られた各反射回折光を解析して前記カードの真
贋を判定する判定手段が設けられていることを特徴とす
る。

【００１０】請求項３に記載のカードの真贋判定装置
は、前記検出系が前記反射回折光を受光するラインセン
サと、該ラインセンサと前記カードとの間に介在される
フーリエ変換レンズとからなることを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載のカードの真贋判定装置
は、前記投光系が複数個のレーザー光源を備え、前記入
射方向変更手段が前記各レーザー光源を点灯・消灯させ
る点灯・消灯スイッチであることを特徴とする。

【００１２】請求項５に記載のカードの真贋判定装置
は、前記投光系がレーザー光源と、該レーザー光源を前
記カードに対して旋回させる旋回手段とを備え、前記入
射方向変更手段が前記旋回手段からなることを特徴とす
る。

【００１３】請求項６に記載のカードの真贋判定装置
は、前記入射方向変更手段が前記カードを担持して旋回
させる旋回手段からなっていることを特徴とする。

【００１４】請求項７に記載のカードの真贋判定装置
は、前記判定手段が前記測定光の入射方向の変更に伴っ
て前記カードの真贋判定の許容値が変更されることを特
徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図４は本発明に係わるカードの真
贋判定装置の一例の概略構成を示す斜視図である。

【００１６】その図４において、２０はカードの真贋判
定装置のボックスである。ボックス２０にはカード１の
出入口２１が設けられている。そのボックス２０の内部
には図５（ａ）、（ｂ）に示すように、カード１に設け
られかつ回折パターンに基づく画像を形成するホログラ
ム２に対して測定光を投光する投光系２２と、ホログラ
ム２から反射された反射回折光を検出する検出系２３と
後述する回路ブロック部とが設けられている。

【００１７】投光系２２はここでは３個のレーザー光源
部２４〜２６から構成されている。各レーザー光源部２
４〜２６は半導体レーザー２４ａ〜２６ａとコリメート
レンズ２４ｂ〜２６ｂとからなっている。コリメートレ
ンズ２４ｂ〜２６ｂは半導体レーザー２４ａ〜２６ａか
ら出射されたレーザー光を平行測定光に変換する役割を
果たす。

【００１８】検出系２３はフーリエ変換レンズ２７とラ
インセンサ２８とからなっている。カード１はボックス
２０内に引き込まれてフーリエ変換レンズ２７の前側焦
点位置ｆにセットされる。ラインセンサ２８はフーリエ
変換レンズ２６の後側焦点位置ｆ’（ｆ＝ｆ’）にセッ
トされる。

【００１９】回路ブロック部は図６に示すように制御ブ
ロック部２９と解析ブロック部３０と判定ブロック部３
１とからなっている。制御ブロック部２９はレーザー光
源部２４〜２６の点灯・消灯制御と後述する許容値設定
器の真贋判定の許容値の設定制御とを行う機能を有す
る。

【００２０】その制御ブロック部２９には入射方向変更
手段（入射方向選択手段）としての選択スイッチＳ１、
Ｓ２、Ｓ３が接続されている。選択スイッチＳ１を選択
すると、半導体レーザー２４ａが点灯され、選択スイッ
チＳ２を選択すると、半導体レーザー２５ａが点灯さ
れ、選択スイッチＳ３を選択すると、半導体レーザー２
６ａが点灯される。

【００２１】半導体レーザー２４ａが点灯されると、平
行測定光Ｑ１が図５（ａ）に示すようにそのホログラム
シール２に対するその入射角度θを一定として、図５
（ｂ）に示すようにラインセンサ２８の延びる方向に対
して角度φ＝０の入射方向からホログラムシール２に入
射される。半導体レーザー２５ａが点灯されると、平行
測定光Ｑ２がそのホログラムシール２に対する入射角度
θを一定として、図５（ｂ）に示すようにラインセンサ
２８の延びる方向に対して角度φ＝φ１の入射方向から
ホログラムシール２に対して入射される。半導体レーザ
ー２６ａが点灯されると、平行測定光Ｑ３がそのホログ
ラムシール２に対する入射角度θを一定にして図５
（ｂ）に示すようにラインセンサ２８の延びる方向に対
して角度φ＝−φ１の入射方向からホログラムシール２
に対して入射される。その選択スイッチS1、S2、S3によ
ってホログラムシール２に対する測定光の入射方向が変
更される。

【００２２】ホログラムシール２にはここでは３つの回
折パターン４、５、６に基づく画像８、９、１０が形成
されているものとする。平行測定光Ｑ１は回折パターン
４の各回折格子の延びる方向に対して直交する方向から
入射し、平行測定光Ｑ２は回折パターン５の各回折格子
の延びる方向に対して直交する方向から入射し、平行測
定光Ｑ３は回折パターン６の回折格子の延びる方向に対
して直交する方向から入射するものとする。

【００２３】回折現象は回折格子に入射する平行測定光
のうち回折格子の延びる方向に対して垂直に入射する入
射光ベクトル成分が寄与するから、例えば、平行測定光
Ｑ１を入射方向φ＝０度の方向からホログラムシール２
に入射させると、図７に示すように、回折パターン４に
基づく回折反射光（一次回折光）３２がラインセンサ２
８上に位置するように形成される。これに対して、回折
パターン５に基づく回折反射光３３は、平行測定光Q１
の入射光ベクトル成分Q１'が回折に寄与しかつその平行
測定光Q1の反射ベクトル成分が存在するので、ラインセ
ンサ２８から一方側にずれた位置に形成される。また、
回折パターン６に基づく回折反射光３４は、平行測定光
Q1の入射光ベクトル成分Q1''が回折に寄与しかつその平
行測定光Q１の反射ベクトル成分が存在ししかもこの反
射ベクトル成分が回折パターン５に基づく反射ベクトル
成分とは逆向きとなるので、ラインセンサ２８を境に回
折反射光３３とは反対側にずれた位置に形成される。

【００２４】また、例えば、図８に示すように、平行測
定光Ｑ２を入射方向φ＝φ１の方向からホログラムシー
ル２に入射させると、回折パターン５に基づく回折反射
光３３がラインセンサ２８上に位置するように形成され
る。また、例えば、平行測定光Ｑ３を入射方向φ＝−φ
１の方向からホログラムシール２に入射させると、図９
に示すように、回折パターン６に基づく回折反射光３４
がラインセンサ２８上に位置するように形成される。

【００２５】いま、回折パターン４のみに着目し、平行
測定光Ｑ１をホログラムシール２に入射させるものと
し、その回折パターン４の回折格子のピッチＰ１が理想
的に一定間隔で揃っているものとすると、図１０に実線
で示すように、ラインセンサ２８上で鋭いピークを有し
かつ広がり幅Ｗの狭い反射回折光３２の光量分布Ｒ１が
検出される。回折格子のピッチＰ１が一定間隔ではなく
てばらついている場合には、図１０に破線で示すよう
に、ラインセンサ２８上で光量分布R１の広がり幅Ｗよ
りも大きな広がり幅Ｗを有する反射回折光３２の光量分
布Ｒ２が検出される。その反射回折光３２のピーク強度
Ｚは図１１に示すようにホログラムシール２に形成され
ている回折格子の溝４１の深さ（位相深さ）によって決
まる。

【００２６】また、回折格子のピッチＰ１とは異なる大
きなピッチP２の回折格子がホログラムシール２に形成
されているときには、回折反射光３２の光量分布R1のピ
ーク強度Ｚの位置が、図１２に示すように、回折格子の
ピッチP１に基づく回折反射光３２の光量分布R１のピー
ク強度Zが仮りに原点（検出系の光軸中心）Ｏに位置す
るものとして、その原点Oからずれることになる。

【００２７】本物のカードは、ホログラムシール２に形
成される回折格子のピッチ、回折格子の溝の深さは厳密
に管理されているので、反射回折光の光量分布のピーク
強度Z、その光量分布の重心位置XG、その光量分布の広
がり幅Ｗは所定範囲内に収まっていると考えられる。

【００２８】これに対して、偽造カードでは、回折格子
のピッチが本物のカードの回折格子のピッチと大きく異
なっていたり、ピッチはほとんど同じであるがそのピッ
チのばらつきが大きかったり、その回折格子の溝４１の
深さが本物のカードの回折格子の溝の深さに対して大き
く異なっていたりしている。これらは、反射回折光の光
量分布のピーク強度、その光量分布の重心位置、その光
量分布の広がりという光学的特性として現れるから、こ
れらの光学的特性を解析することによって、本物のカー
ドか偽造カードであるかを判断できることになる。

【００２９】また、カードの種類によっては、従来の技
術の欄でも既に説明したように、方向が異なる３つの回
折パターンに基づく３つの画像がホログラムシール２に
形成されていなければならないところ、唯１個の画像し
か形成されていないような偽造カードの場合には、３つ
の回折反射光３２、３３、３４が得られず唯１個の回折
反射光しか得られず、回折反射光のピーク強度Zの個数
によって、偽造カードか否かを判断できることになる。

【００３０】従って、図６に示すように、ラインセンサ
２８によって検出された回折反射光３２、３３、３４に
基づく光電出力を解析ブロック部３０に入力して、この
解析ブロック部３０によって、回折反射光３２、３３、
３４の光量分布のピーク強度Ｚ、その重心位置XG、その
広がり幅Ｗ（標準偏差）を統計的手法を用いて演算すれ
ば、本物のカードか偽造カードであるかを判定できるこ
とになる。

【００３１】いま、図６において、ラインセンサ２８の
画素ナンバーを左から順に１、２、…i、…、ｎとし
て、各画素の光電出力をXiとすると、下記の式（１）に
よって、光量分布の重心位置XGが得られる。また、光量
分布の広がり幅Wは、下記の式（２）によって、標準偏
差として得られる。

【００３２】

【数１】

【００３３】すなわち、解析ブロック部３０は上記
（１）、（２）式に基づいて演算を行ってその演算結果
を一時的にメモリする機能と、ピーク強度Zを一時的に
メモリする機能とを有する。

【００３４】この解析ブロック部３０の解析出力は判定
ブロック部３１に入力される。その判定ブロック部３１
は、比較器４３、４４、４５、許容値設定器４６、４
７、４８、総合判定部４９から大略構成されている。

【００３５】許容値設定器４６は光量分布のピーク強度
Zの許容範囲を設定し、許容値設定器４７は光量分布の
重心位置の許容範囲を設定し、許容値設定器４８は光量
分布の広がり幅の許容範囲を設定する。

【００３６】本物のカードであっても、画像８、９、１
０を形成する回折パターン４、５、６毎にその光量分布
のピーク強度Z、重心位置XG、広がり幅Wが異なることが
あり得るので、各許容値設定器４６，４７、４８に設定
する許容範囲を、選択スイッチS１、S2、S3の操作に伴
ってそれぞれ変更するのが望ましい。

【００３７】比較器４３には解析ブロック部３０からピ
ーク強度解析出力が入力され、比較器４４には解析ブロ
ック部３０から重心位置解析出力が入力され、比較器４
５には解析ブロック部３０から広がり幅解析出力が入力
される。

【００３８】その比較器４３は許容値設定器４６により
設定されたカード真贋判定用のピーク強度許容範囲にピ
ーク強度解析出力があるか否かを比較し、その比較器４
４は許容値設定器４７により設定された重心位置許容範
囲に重心位置解析出力があるか否かを比較し、その比較
器４５は許容値設定器４８により設定されたカード真贋
判定用の広がり幅許容範囲に広がり幅解析出力があるか
否かを比較する。

【００３９】これらの比較結果は、総合判定部４９に入
力され、総合判定部４９は、これらの比較結果に基づい
て、本物のカードであるか、偽造カードであるか否かを
判定し、その判定結果は表示部５０に表示される。

【００４０】この発明の実施の形態によれば、本物のカ
ードか偽造カードかを以下に説明する手順によって判定
できる。例えば、本物のカード１には３種類の回折パタ
ーンに基づく画像が形成されたホログラムシール２が設
けられかつホログラムシール２に対して測定光の入射方
向を３方向に変更して測定光を投光して得られる回折光
のピークが３個検出されなければならない場合。選択ス
イッチS１、S２、S3を順に操作してホログラムシール２
に対する測定光の入射方向を順次変更する。次いで、ホ
ログラムシール２に対する各測定方向の入射方向毎に、
光量分布のピーク強度Z、その重心位置XG、その広がり
幅Wが許容範囲にあるか否かを判定する。偽造カードに
は、１個の回折パターンに基づく画像のみしか形成され
ていないものがあり、このような偽造カードは、ホログ
ラムシール２に対する測定光の入射方向を３方向に変更
して投光して得られた反射回折光のピーク強度が１個し
か得られないのでそのカードを偽物と確実に判定でき
る。また、偽造カードが多少精巧に作られていたとして
も、ホログラムシール２に対する測定光の入射方向を順
に変更して、ホログラムシールに対する測定光の入射方
向毎に、回折反射光の光量分布のピーク強度、その重心
位置、その広がり幅が真贋判定用の許容範囲にあるか否
かによりカードの真贋の判定を行うことができるので、
カードの真贋判定の精度を高めることができる。

【００４１】また、３種類の回折パターンに基づく画像
のうち、カードの種類によっては、特定の１種類の回折
パターンだけを判定すれば、偽造カードか否かを判定で
きる場合がある。この場合には、カード番号読み取り手
段などのカード種類判別手段からの信号に基づき、ある
いは、手動でカードの種類を特定して、そのカードに対
応してホログラムシール２に対する測定光の入射方向を
自動的に選択して固定し、その選択固定された入射方向
に対する回折反射光の光量分布のピーク強度Z、その重
心位置XG、その広がり幅Wが許容範囲にあるか否かを判
定することにより偽造カードか否かを判定することがで
きる。

【００４２】以上、発明の実施の形態では、３個の半導
体レーザーを設けて、選択スイッチS1、S2、S3の操作に
より順次半導体レーザーを点灯させて、ホログラムシー
ル２に対する測定光の入射方向を変更し、カードの真贋
判定を行うこととしたが、半導体レーザーを唯１個のみ
とし、図４に破線で示すように、カード１を担持して旋
回させるロータリーテーブル５１をボックス２０内に設
け、選択スイッチS1、S2、S3の操作によりカード１を回
転させて、ホログラムシール２に対する測定光の入射方
向を変更する構成とすることもできる。また、１個の半
導体レーザーと１個のコリメートレンズとを鏡筒に設
け、この鏡筒を旋回アーム（図示を略す）に取り付け、
ホログラムシール２に対する入射角度θを一定に維持し
つつその入射方向φを変更する構成とすることもでき
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明に係わるカードの真贋判定装置
は、以上説明したように構成したので、回折パターンに
基づく画像が形成されたホログラムを有するカードの真
贋を客観的に判定することができるという効果を奏す
る。

【００４４】とくに、ホログラムに対する入射方向を変
更していろんな入射方向に基づく反射回折光を検出し
て、カードの真贋を判定する構成となっているので、カ
ードの真贋の判別精度が向上するという効果を奏する。

【００４５】また、カードの種類に対応してその真贋が
最も判別できる適正な方向からホログラムシールに入射
するように入射方向を選択固定して、判別時間を短縮で
きるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ホログラムシールを有するカードの一例を示
す平面図である。

【図２】 ホログラムシールに形成されている回折パタ
ーンの一例を示す説明図である。

【図３】 図２に示す回折パターンの詳細を説明するた
めの説明図であって、（ａ）はホログラムシールの一辺
と直交する方向に回折格子の配列方向が形成された回折
パターンを示し、（ｂ）は（ａ）に示す回折パターンの
配列方向に対して右斜め４５度方向に回折格子の配列方
向が形成された回折パターンを示し、（ｃ）は（ａ）に
示す回折パターンの配列方向に対して左斜め４５度方向
に回折格子の配列方向が形成された回折パターンを示し
ている。

【図４】 本発明に係わるカードの真贋判定装置の概略
構成を示す斜視図である。

【図５】 本発明に係わるカードの真贋判定装置の光学
系の概略構成を示す説明図であって、（ａ）はその正面
図、（ｂ）はその平面図である。

【図６】 本発明に係わるカードの真贋判定装置の回路
ブロック図である。

【図７】 図２に示すホログラムシールに入射した平行
測定光Q1によって形成される反射回折光を説明するため
の説明図であって、平行測定光Q1が回折パターン４を構
成する各回折格子の延びる方向と直交する方向から入射
した場合の反射回折光を示している。

【図８】 図２に示すホログラムシールに入射した平行
測定光Q２によって形成される反射回折光を説明するた
めの説明図であって、平行測定光Q２が回折パターン５
を構成する各回折格子の延びる方向と直交する方向から
入射した場合の反射回折光を示している

【図９】 図２に示すホログラムシールに入射した平行
測定光Q３によって形成される反射回折光を説明するた
めの説明図であって、平行測定光Q３が回折パターン６
を構成する各回折格子の延びる方向と直交する方向から
入射した場合の反射回折光を示している

【図１０】 平行測定光Q１が回折パターン４を構成す
る各回折格子の延びる方向と直交する方向から入射した
ときの反射回折光に基づく光量分布の説明図である。

【図１１】 図２に示す回折パターンの回折格子の溝の
深さを示す説明図である。

【図１２】 平行測定光Q１が回折パターン４を構成す
る各回折格子の延びる方向と直交する方向から入射した
ときの反射回折光に基づく光量分布の説明図であって、
図１０に示す回折パターン４の回折格子のピッチよりも
大きなピッチを有する回折格子の反射回折光に基づく光
量分布を示している。

【符号の説明】

１ カード ２ ホログラムシール（ホログラム） ２２ 投光系 ２３ 検出系 Q1、Q2、Q3 平行測定光（測定光） S1、S2、S3 選択スイッチ（入射方向変更手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｋ 7/12 Ｇ０６Ｋ 7/12 Ｂ 17/00 17/00 Ａ Ｆターム(参考） 2C005 HA02 HB09 JB08 LB17 LB60 2K008 AA13 CC01 CC03 EE04 FF07 FF11 FF21 HH03 HH06 HH28 3E041 AA10 BA11 BB03 CA01 DB01 5B058 CA33 KA02 KA06 KA13 KA31 YA20 5B072 AA01 AA02 BB00 CC02 CC35 DD02 DD21 DD23 GG07 JJ01 LL07 LL12 LL19

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カードに設けられかつ回折パターンに基
   づく画像が形成されたホログラムに対して測定光を投光
   する投光系と、前記ホログラムから反射された反射回折
   光を検出する検出系とを備え、 前記カードが本物であるか偽物であるかを判定するため
   に、前記ホログラムに対する前記測定光の入射方向を変
   更する入射方向変更手段が設けられていることを特徴と
   するカードの真贋判定装置。
2. 【請求項２】 前記ホログラムに対する前記測定光の入
   射方向を変更して得られた各反射回折光を解析して前記
   カードの真贋を判定する判定手段が設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載のカードの真贋判定装置。
3. 【請求項３】 前記検出系が前記反射回折光を受光する
   ラインセンサと、該ラインセンサと前記カードとの間に
   介在されるフーリエ変換レンズとからなることを特徴と
   する請求項１に記載のカードの真贋判定装置。
4. 【請求項４】 前記投光系が複数個のレーザー光源を備
   え、前記入射方向変更手段が前記各レーザー光源を点灯
   ・消灯させる点灯・消灯スイッチであることを特徴とす
   る請求項１に記載のカードの真贋判定装置。
5. 【請求項５】 前記投光系がレーザー光源と、該レーザ
   ー光源を前記カードに対して旋回させる旋回手段とを備
   え、前記入射方向変更手段が前記旋回手段からなること
   を特徴とする請求項１に記載のカードの真贋判定装置。
6. 【請求項６】 前記入射方向変更手段が前記カードを担
   持して旋回させる旋回手段からなることを特徴とする請
   求項１に記載のカードの真贋判定装置。
7. 【請求項７】 前記判定手段は前記測定光の入射方向の
   変更に伴って前記カードの真贋判定の許容値が変更され
   ることを特徴とする請求項２に記載のカードの真贋判定
   装置。