JP2007261114A - 積層構造シートおよび積層構造シートへの情報追記方法 - Google Patents

Abstract

【課題】個人認証のために画像やテキストの中に偽造や贋作のきわめて困難な秘匿情報を付与する。
【解決手段】基材の上に光導波路形成層３、印刷層４、透明保護層５を順次積層したＩＤカード１の光導波路形成層３に、透明保護層および印刷層を通過する、発振パルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザー光を集光して、図形または文字列からなる不可視情報を暗号化した形で書き込む。また、ＩＤカードに埋設したＩＣチップに、不可視情報の記録位置情報と暗号解読キー情報をそれぞれ記憶させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報セキュリティー分野に関連し、詳しくは、パスポートやＩＤカードなどの個人認証のための秘匿情報を付与ための、積層構造シートおよび積層構造シートへの情報追記方法に関する。

従来、パスポートや各種ＩＤカードなど個人認証を伴う証明物品には、顔写真を伴うものが一般的になっている。特に、セキュリティーに応用する場合には、個体識別することによる真贋判定を可能にしなければならないという問題が有る。
近年、顔写真などの可視情報に加えて、不可視情報の記録が多くの証明物に施されるようになってきた。不可視情報記録法として、磁性インクのような磁気特性、可視光領域に高い透過性を持つ不可視インクのような光透過特性、紫外線照射により発光する蛍光インクのような発光特性応用などが実用化されている。これらの不可視情報は、カード製造工程において、同一の情報をカード表層に印刷法にて記録されている。個人認証データは、発行業務の中で追加されるものであり、可視情報としては、顔写真、氏名、などである。
一般的に、不可視情報は、磁気ストライプやＩＣチップに記録される。

ところで、偽造、改ざんによる不正使用は後を絶たない。
そこで、更なるセキュリティー性を付与するために微細加工技術を用いて、ホログラムや回折格子、マイクロ文字などが識別情報として用いられてきた。これらはその存在が容易に確認できるため、その微細構造が比較的容易に偽造されてしまうので、逐次情報内容を更新しなければならない。そこで、従来のセキュリティーに替わる、更なる情報記録方法が望まれていた。

そして、偽造困難な情報を付与する方法の一つとして、特許文献１に開示された方法がある。
この方法は、平面型光導波路内に微細な凹凸によるホログラムが作りこまれたホログラムにおいて、該平面型光導波路を、光導波路面に平行な面を持ち、かつ、光透過率の異なる２種類の不透明なシートで挟み、該不透明なシートのうち、光透過率の高いシートにおいて、該平面型光導波路に接する面若しくはシート内に画像を書き込むものである。製作には、導波路ホログラフィー技術を用い、微細加工された原盤からホログラムを転写することによって、同一の光導波路ホログラムを量産する。媒体の構造は、クラッド、コア、クラッドの３層構造を持つ平面型光導波路に光導波路ホログラムが作りこまれており、その表面に接着層を介して半透明シートが接着され、この半透明シートには個人認証用に印刷された印刷面が導波路側に配置され、その反対側である被添付シートとの間に裏面からの透過光を遮蔽する不透明シートが配置され、接着層を介して接着されている。そして、印刷面に何が描かれているかを確認するためには、平面型導波路のコアに導波光を入射する。
特開２００４−７７８５８号公報

しかしこの方法では、個別情報を秘匿して記録できないという問題がある。
つまり、微細加工された原盤を用いて、同じ情報をもったシールを量産するので、余ったホロシールが外部に流出して偽造カードが作られる恐れがある。また、不用意に廃棄されたカードのインク層から上を剥離、若しくは研削、研磨によってベースが作り出され、別の認証情報を持ったシートを張り合わせて、偽造カードとすることが予想される。

本発明は、以上のような従来の技術が持つ問題点に着目してなされたものであって、画像やテキストの中に偽造や贋作のきわめて困難な個人認証のための秘匿情報を付与する、積層構造シートおよび積層構造シートへの情報追記方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明が提供する積層構造シートは、まず、請求項１に示すように、基材の上に光導波路形成層、色材層、透明保護層を順次積層した積層構造シートにおいて、前記光導波路形成層には、レーザー光が集光されて、図形または文字列からなる不可視情報が書き込まれていることを特徴とする。
この積層構造シートによれば、光導波路形成層の端面から光を照射しない限り、光導波路形成層に形成された不可視情報を見ることがほとんど不可能である。したがって、当該積層構造シートがカードに適用された場合、カード保持者であっても不可視情報の存在に気づきにくく、たとえ拡大鏡を用いたとしても発見困難な個別の秘匿情報を付与することが出来る。

また、本発明の積層構造シートは、請求項２に示すように、前記レーザー光が、発振パルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザー光であって、該超短パルスレーザー光により前記光導波路形成層の材料が改質されることで、前記不可視情報が書き込まれていることを特徴とする。
この積層構造シートによれば、超短パルスレーザー光による加工が熱影響をほとんど与えることがないので、透明保護層を損傷することなく、積層構造シートの内部のみを加工することができる。また、超短パルスレーザー光は、材料の光吸収特性の依存が極めて小さく、レーザー波長に合わせた材料を選択する必要が無い。

また、本発明の積層構造シートは、請求項３に示すように、前記基材にＩＣチップが搭載され、該ＩＣチップの記憶回路に前記不可視情報の記録位置が記憶されていることを特徴とする。
この積層構造シートによれば、任意に設定された秘匿情報の記録位置を暗号キーによって保護することができるので、秘匿情報の不正使用をあらかじめ防止することができる。

また、本発明の積層構造シートは、請求項４に示すように、前記不可視情報として、文字列が暗号化されて書き込まれていることを特徴とする。
この積層構造シートによれば、書き込まれた不可視情報が例え、発見されたとしても改ざんすることは困難となる。

また、本発明の積層構造シートは、請求項５に示すように、前記ＩＣチップに、前記暗号化された文字列の暗号解読キー情報が記憶されていることを特徴とする。
この積層構造シートによれば、二重のキーを掛けることができるので、セキュリティー性をより向上させることができる。

また、本発明の積層構造シートへの情報追記方法は、請求項６に示すように、基材の上に光導波路形成層、色材層、透明保護層を順次積層した積層構造シートの前記光導波路形成層に、前記透明保護層および前記色材層を通過するレーザー光を集光して、図形または文字列からなる不可視情報を書き込むことを特徴とする。
この積層構造シートへの情報追記方法によれば、請求項１記載の積層構造シートを容易に製造することができる。

また、本発明の積層構造シートへの情報追記方法は、請求項７に示すように、前記レーザー光は、発振パルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザー光であって、該超短パルスレーザー光を照射させて前記光導波路形成層の材料を改質することで、不可視情報を書き込むことを特徴とする。
この積層構造シートへの情報追記方法によれば、請求項２記載の積層構造シートを容易に得ることができる。

第１に、積層構造シートを例えばカードに適用した場合、カード保持者であっても不可視情報の存在に気づきにくく、たとえ拡大鏡でも発見困難な個別の秘匿情報を付与することが出来る。
第２に、レーザー光で不可視情報を書き込むので、上側に色材層および透明保護層がそれぞれ積層された状態であっても、それら層の下側にある光導波路形成層に図形または文字列からなる不可視情報を書き込むことが出来る。また、超短パルスレーザー光による加工は熱影響をほとんど与えることがないので、透明保護層を損傷することなく積層構造シートの内部のみを加工することができる。また、超短パルスレーザー光は、材料の光吸収特性の依存が極めて小さく、レーザー波長に合わせた材料を選択する必要が無いので、安価な材料を使用できる。

第３に、積層構造シートがＩＣチップを搭載する場合、ＩＣチップの記憶回路に不可視情報の記録位置を記憶させることにより、任意に設定された秘匿情報の記録位置を暗号キーによって保護することができるので、秘匿情報の不正使用を未然に防止することができる。

第４に、不可視情報としての文字列を暗号化して書き込む場合、記録された不可視情報が発見されたとしても改ざんすることは困難とすることができる。

以下、本発明の積層構造シートおよび積層構造シートへのセキュリティー情報の追記方法の実施の形態について説明する。

図１は、本発明にかかる積層構造シートをＩＤカードに適用した例を示し、ＩＤカードの内部に、超短パルスレーザー光によって不可視情報を書き込む状況を説明する断面図、図２は、ＩＤカードの要部の断面図である。
図１において符号１はＩＤカードを示す。ＩＤカード１は、基材２の上に光導波路形成層３が設けられ、その上に色材層としての印刷層４が形成され、印刷層４の上に透明保護層５が積層された構造である。

基材２としては、例えば、厚さが１５０μｍから５００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が使用されるが、この厚さは必要な強度が得られれば特に制限されるものではない。その他の材料としては、機械的に上側の前記各層３，４，５を支持できる働きをなす強さ、並びに耐熱性を有するものであれば、その種類を問わない。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂、または、エポキシ樹脂、ポリカーボネート等の合成樹脂、芳香族ポリアミド（アラミド）ポリエステル、ガラス、合成紙、あるいは、木等を用いることができる。

光導波路形成層３には、光透過性の高いポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリイミド等が使用可能である。光導波路形成層３の厚さは１００μｍから２００μｍに設定される。
光導波路形成層３を形成する一例としては、まずクラッド層１５ａを印刷により形成し、そのクラッド層１５ａにエッチング処理を施すことで、実質的な光導波路となるコア部の溝を形成する。次いで、コア部の溝にコア材１４を充填し、乾燥固化させる。その後、上層にクラッド層１５ｂを塗布して乾燥させる。

光導波路形成層３の形成方法は、必ずしも、上述した方法に限定されるものではなく、平坦なクラッド層１５ａの上にコア材１４を全面塗布し、不要な部分をエッチング処理により除去し、その上にクラッド層１５ｂを一様に塗布する方法であっても良い。また、光導波路形成層３のコア部は、直接、フェムト秒レーザーによるレーザー光照射によって形成することも可能である。

光導波路形成層３のコア材１４が充填される部分である光導波路の一部、例えば該光導波路の上部、つまり、コア材１４の上側クラッド層１５ｂとの接合部分には、図形または文字列からなる不可視情報が書き込まれている。不可視情報は、光導波路形成層３の上側の印刷層４および透明保護層５を介して、上方からレーザー光が集光されて形成されるが、この不可視情報の書き込み方法については、後ほど詳しく説明する。
ここで、不可視情報が書き込まれるコア材１４の不可視情報記録部１１は、図２に示すように、短冊状に形成されている。これは、読み取りの際に隣接するそれぞれの記録部からの面内散乱の影響を防止するためである。なお、書き込む不可視情報が大まかな場合には、不可視情報記録部１１を、短冊状に代えて、コア材１４を全面に亘って一様に充填した構造のものにしても良い。

印刷層４には、後述する不可視情報を書き込む際に使用するレーザーの波長域に対して高い透過率を有し、可視光に対しては適度な不透明性を有する材料により、サーマルプリンタやインクジェットプリンタなどの機器を用いて画像や文字が形成される。この印刷層４の材料には、イエロー、マゼンダ、シアンの光学フィルタ用材料を使用することが可能である。この実施の形態では、近赤外線の透過率を高めるように、混合比率を選択した光学フィルタ用色材が用いられる。

また、秘匿性を向上させるために、光導波路形成層３と印刷層４の間に、不可視情報書き込み用として使用されるレーザーの波長域に対して高い透過率を有する色材を用いた隠蔽層を設けても良い（図示略）。この材料には、イエロー、マゼンダ、シアン、の顔料を混合した混色スミなどが用いられる。

透明保護層５は、例えばウレタン系樹脂からなっており、この場合厚さは５μｍから２００μｍの厚さに設定される。その他、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリカーボネート、セルロースエステル、フッ化ポリマー、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリイミド、アラミド、フッ素樹脂などの耐摩耗性および耐熱性を有する材料などを用いても良い。

図２において符号１０は、基材２内に埋め込まれたＩＣチップである。このＩＣチップ１０の記憶回路には、光導波路形成層３に書き込まれた不可視情報の記録位置の情報が記憶されるとともに、該不可視情報として書き込まれた暗号化された文字列の暗号解読キーの情報が記憶されている。

次に、前記ＩＤカード１の導波路路形成層３に、図形または文字列からなる不可視情報を書き込む方法について説明する。
１ピコ秒以下の超短パルスレーザー光を有機化合物の深さの精密加工などに用いることが近年になって提唱されるようになった。特に、多光子吸収や熱緩和時間よりも短時間の現象であることなどにより非熱加工が可能であること、また、非線形応答のため加工分解能は光の回折限界以下であり、高い精度の加工が可能であることは公知である（緑川克己著「フェルト秒レーザーと物質の相互作用」、レーザー加工学会誌 Ｖｏｌ／８，Ｎｏ.３（２００１））参照）。
また、１ピコ秒以下の超短パルスレーザー光を透明体に照射することで、透明体の表面を損傷することなく、その透明体内部を改質することも可能である。

このような超短パルスレーザーの利点を生かすべく、この実施の形態では、超短パルスレーザーを用いて、不可視情報を書き込むこととした。
すなわち、印刷層４と透明保護層５で覆った、ＩＤカード１の内部の光導波路形成層３に焦点を絞って１ピコ秒以下の超短パルスレーザー光を照射し、その印刷層４と透明保護層５越しに、光導波路形成層３を形成する材料を改質することで不可視情報を書き込む。
具体的な書き込みは、例えば、発振波長７７５ｎｍ、ピークパワー８００ｍＷ、パルスエネルギー８００μＪ／パルス、パルス幅２００フェムト秒、パルス繰り返し周波数１ｋＨｚ、光学的ビームスポットの直径１０μｍのフェムト秒レーザー装置を用いた。

図１に示すように、レーザービーム６は、集光レンズ７により、光導波路形成層３の位置に光学直径１０μｍに絞った。このとき、書き込み部分の拡大画像は、図示しない赤外線ＣＣＤモニターカメラにより観察することした。
書き込み手順を説明すると、まず、ＩＤカード１を、互いに直交する３軸方向へ移動可能なＸ―Ｙ―Ｚステージ１３上に載せる。
次いで、ＩＤカード１の透明保護層５の表面位置を計測し、続いて、光導波路形成層３の深さにレーザービーム６の焦点が位置するように、Ｘ―Ｙ―Ｚステージ１３を駆動調整する。

そして、設計情報に基づき製作された加工情報に従って作成されたプログラムにより、Ｘ−Ｙ−Ｚステージ１３を駆動させ、ＩＤカード１の内部の光導波路形成層３に、超短パルスレーザー光を照射し、その印刷層４と透明保護層５越しに、光導波路形成層３を形成する材料を改質することで不可視情報を書き込む。

すなわち、画像のビットマップ情報から記録すべき画素の位置を指定して、印刷層４の直下にある光導波路形成層３のコア材１４に線幅１μｍから２μｍで文字高さ２０μｍの暗号化した文字列からなる不可視情報を書き込んで記録した。なお、図1中８は超短パルスレーザー光が照射されて改質されたドットを示している。

結果として、印刷層４および透明保護層５を損傷することなく、コア材１４からなる光導波路のみを改質することにより、階調画像の下に、目視または拡大鏡では確認困難な不可視情報を記録することができた。

この改質領域の大きさは、サブミクロンの桁で制御可能であるので、従来用いられてきたマイクロ文字、画像に比べて１桁以上の精細さで情報記録ができる。

また、光導波路形成層３の上側に印刷層４を設けており、この印刷層４は、印刷画素寸法が数十μｍであるので、１ピコ秒以下の極短パルスレーザー光を用いて記録された複数のマイクロメートル寸法の文字を隠す役割を果たすことができる。
なお、この実施の形態では、不可視情報を書き込むのに、近赤外レーザー光を用いたが、これに限られることなく、紫外レーザー光を用いてもよい。

書き込んだ不可視情報を読み取る場合には、光導波路形成層３の端面に設けられた参照光入射口３ａから光を導き、レーザー光によって改質された記録部分からの散乱光を顕微鏡システムなどを用いて観測しながら、読み取る。
レーザー光によって記録した画素位置を示す情報は、予めＩＣチップ１０に記憶されており、読み取り時には、ＩＣチップ１０から得た画素位置情報を基に、不可視情報を読み取ることとする。また、不可視情報は暗号化されて記録されているが、ＩＣチップ１０に予め記憶されている暗号解読キーの情報を基に、暗号化された文字列を解読することができる。
なお、読み取りに際して、ＩＣチップ１０とのデータ通信は、接触型端子を介して通信してもよく、また、公知の非接触型伝達手段を介して通信しても良い。

以上説明した積層構造シートおよび積層構造シートへのセキュリティー情報の追記方法によれば、以下のような効果が得られる。
上述のＩＤカード１にあっては、たとえカード保持者であっても不可視情報の存在に気づきにくく、拡大鏡でも発見困難な個別の秘匿情報を付与することが出来る。

また、レーザー光で不可視情報を書き込んでいるので、上側に印刷層４および透明保護層５がそれぞれ積層された状態であっても、それら層の下側にある光導波路形成層３に文字列等からなる不可視情報を書き込むことが出来る。また、超短パルスレーザー光による加工が熱影響をほとんど与えることがないので、透明保護層５を損傷することなくシートの内部の光導波路形成層３のみを加工することができる。また、超短パルスレーザー光は、材料の光吸収特性の依存が極めて小さく、レーザー波長に合わせた材料を選択する必要が無いので、安価な材料を使用できる。

また、ＩＤカード１はＩＣチップ１０を搭載しており、このＩＣチップ１０の記憶回路に不可視情報の記録位置を記憶させているので、任意に設定された秘匿情報の記録位置を暗号キーによって保護することができるので、秘匿情報の不正使用をきわめて困難にできる。

さらに、不可視情報としての文字列を暗号化して書き込んでいるので、記録された情報がたとえ発見されたとしても改ざんすることを困難とすることができる。

なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
例えば、前記実施の形態では、光導波路形成層３に記録した画素位置を示す情報をＩＣチップ１０に記憶させているが、必ずしも、ＩＣチップ１０に記憶させる必要はなく、別の記憶手段、例えば、磁気ストライプあるいは光メモリーなどに記憶させて保管してもよい。

また、前述した実施の形態では、光導波路形成層３に不可視情報としての文字列を暗号化して書き込んでおり、その暗号解読キーの情報をＩＣチップ１０の記憶回路に記憶させているが、これに限られることなく、暗号解読キーの情報を、別の記憶手段、例えば、磁気ストライプあるいは光メモリーなどに記憶させて保管してもよい。また、暗号化することなく、通常使用している文字列や画像をそのままの状態で書き込んでも良い。
また、前述した実施の形態では、視認困難な微細な画像や文字列を書既込んでいるが、読み取りの簡便のために目視にて確認可能な大きさの画像や文字列を書き込み、基材の端面に設けられた入射口から参照光を導くことによって、シート表面に浮かび上がる散乱光による情報を目視にて確認するようにしてもよい。
また、この実施の形態では、本発明をＩＤカードを例に挙げて説明したが、これに限られるとなく、本発明は、パスポート等他の証明物品にも勿論適用可能である。

図１は、本発明にかかる積層構造シートをＩＤカードに適用した例を示し、ＩＤカードの内部に、超短パルスレーザー光によって不可視情報を書き込む状況を説明する断面図である。 図２は、本発明にかかる積層構造シートをＩＤカードに適用した例を示し、ＩＤカードの断面図である。

符号の説明

１…ＩＤカード（積層構造シート） ２…基材 ３…光導波路形成層 ４…印刷層（色材層） ５…透明保護層 ６…レーザービーム ７…集光レンズ ８…改質ドット １０…ＩＣチップ １１…情報記録部 １３…Ｘ−Ｙ−Ｚステージ １４…コア材 １５ａ、１５ｂ…クラッド層

Claims (7)

1. 基材の上に光導波路形成層、色材層、透明保護層を順次積層した積層構造シートにおいて、
   前記光導波路形成層には、レーザー光が集光されて、図形または文字列からなる不可視情報が書き込まれていることを特徴とする積層構造シート。
2. 前記レーザー光は、発振パルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザー光であって、該超短パルスレーザー光により前記光導波路形成層の材料が改質されることで、前記不可視情報が書き込まれていることを特徴とする請求項１記載の積層構造シート。
3. 前記基材にはＩＣチップが搭載され、該ＩＣチップの記憶回路には前記不可視情報の記録位置が記憶されていることを特徴とする請求項１または２記載の積層構造シート。
4. 前記不可視情報として、文字列が暗号化されて書き込まれていることを特徴とする請求項３記載の積層構造シート。
5. 前記ＩＣチップの記憶回路には、前記暗号化された文字列の暗号解読キー情報が記憶されていることを特徴とする請求項４記載の積層構造シート。
6. 基材の上に光導波路形成層、色材層、透明保護層を順次積層した積層構造シートの前記光導波路形成層に、前記透明保護層および前記色材層を通過するレーザー光を集光して、図形または文字列からなる不可視情報を書き込むことを特徴とする積層構造シートへの情報追記方法。
7. 前記レーザー光は、発振パルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザー光であって、該超短パルスレーザー光を照射させて前記光導波路形成層の材料を改質することで、不可視情報を書き込むことを特徴とする請求項６記載の積層構造シートへの情報追記方法。

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