JP2019503916A

JP2019503916A - 生物粒子のパターンを含むセキュリティタグ

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Publication number: JP2019503916A
Application number: JP2018553295A
Authority: JP
Inventors: パンテリック，デジャン; ラバソビック，ミハイロ; クラムポット，アレクサンダー; ラゾヴィック，ウラジーミル; パブロヴィック，ダニカ
Original assignee: インスティチュートオブフィジックスベオグラード，ユニバーシティオブベオグラード
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2035-12-30
Also published as: KR20180098620A; EP3397503B1; EP3397503A1; KR102434763B1; JP6636174B2; WO2017114570A1; US20190023055A1; CN108472982A; CN108472982B; CA3009382A1; US10406847B2

Abstract

本発明は、光学的効果の大きな変異性と内部構造の複雑さとを持つ生物起源の粒子を永続的に付着させることにより個別化されたセキュリティデバイスを対象としている。生物種および対応する生物粒子は、変異性および複雑さを最大にし、同時に、耐久性があり、改竄が感知しやすく、ミクロンサイズの厚さを有するものが選択される。目視、機械および裁判検査に適したタグを製造する方法が開示されている。

Description

本発明は、商品、物品および文書の識別および認証のためのセキュリティタグ（security tag）に関する。

光学可変デバイス（optically variable device：ＯＶＤ）は、さまざまなタイプの文書（例えばＩＤカード、パスポート、ビザ、銀行が発行するカード）上の一般的な保護要素である。"Optical Document Security", ed. by R. L. Van Renesse, Artech House, (1998)を参照されたい。ホログラムおよびその他の回折要素が主に使用されている。これは、これらの要素の保護に関する価値が、ミクロンおよびサブミクロン構造の複雑さ（complexity）に基づいているためである。その製造は、１つしかない原型（prototype）であるマスターホログラムがその最終成果物である複雑で費用のかかるプロセスである。保護を商業的に受入れ可能にするため、このマスターホログラムの複製を作り、数を増やし、その結果として、プラスチック箔にエンボス加工するために使用されるレプリカシム（replica shim）を得る。次いで、ホットツールを使用してこれを文書に統合する。最終的な結果は、全く同じ保護ＯＶＤを持つ一連の文書である。このことは重大な欠点である。なぜなら、ＯＶＤが偽造された場合、多数の偽造文書を製造することができるためである。

その結果として、現在、手頃な費用で実施できる簡単な文書個別化法（document individualization method）の研究が実施されている。あらゆる文書をそれぞれ個別に複写しなければならないため、この方法、偽造をはるかに困難にする。すなわち偽造文書の大規模生産が不可能になる。しかしながら、単に番号を印刷することによる平凡な個別化はうまくいかない。最新の印刷技術（例えばレーザ印刷）を使用すれば、手頃な費用であまりに簡単に実施できるからである。したがって、個別化を担う特徴は、強力で再現できない個々の特性とともに、相当量の複雑さを持っていなければならない。それらの特徴は、そのユニークさにおいて、フィンガープリント（指紋）や虹彩および網膜のパターンなどのバイオメトリック（biometric）特徴に匹敵し、同時にかなり複雑で微細なものでなければならない。現在使用されているＯＶＤセキュリティ法は、個別化（フィンガープリンティング（fingerprinting））にあまりよく適していない。これは、この方法が、製造価格をかなり増大させるためである。

「フィンガープリント」文書を得る試みは、物理的な一方向関数（one-way function）の発想に基づく（C. Boehm, M. Hofer, "Physically unclonable functions in theory and practice", Springer, 2013）。物理的な一方向関数は、単純に製造できるが、逆行分析（reverse engineer）および複製が極めて難しい物理デバイスである。ランダムな構造物は、簡単かつ安価に生産でき、起源を逆にたどることがほぼ不可能であり、１つしかない特徴を提供するため、文書セキュリティのために非常に重要でありうる。ランダムに分散させた金属、蛍光または光ファイバなどの物体をタグとして文書に取り付けることが提案された（前掲のvan Renesseの著作およびその中の参照文献）。

紙ベースの基材（substrate）の天然繊維構造が使用された（J. D. R. Buchanan, R. P. Cowburn, A-V. Jausovec, D. Petit, P. Seem, G. Xiong, D. Atkinson, K. Fenton, D. A. Allwood, M. T. Bryan, "'Fingerprinting' documents and packaging", Nature 436, (2005) 475）。紙表面からレーザビームを散乱させ、その散乱の統計量を観察および記録した。しかしながら、これには、文書表面の大規模なスキャンが必要であり、これは時間のかかる工程である。紙構造物は、印刷および日常の使用の影響を強く受ける。

別の技法が、 R. Pappu, B. Recht, J. Taylor, N. Gershenfeld, "Physical One-Way Functions," Science 297, (2002) 2026 -2030に記載されている。この技法では、透明な基材に埋め込まれたプラスチック球の無秩序アレイからのメゾスコピック散乱（mesoscopic scattering）を使用して物理的な一方向関数を構築する。このシステムの応答は、照射方向に強く依存し、この技法も固有の個々の特性を生み出す。この提案の方法は、メゾスコピック散乱に対する物理的な要件によって制限され、その結果、タグは、サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍになる。このタグは最新のプラスチックカード技術には適さない。さらに、散乱粒子の寸法が直径５００〜８００μｍと大きく、平均間隔が１００μｍになる。その結果、システムは嵩の大きなものとなり、マイクロトモグラフィのような技法によって逆行分析することができる。

生物（有機体）のある種の自然特性が本質的に複雑であり、再現することが難しいことは一般的に知られている。ベンジャミンフランクリン（Benjamin Franklin）はこのことを最初に理解し、これを文書保護に利用した（Farley Grubb, "Benjamin Franklin and the birth of the paper money economy", ２００６年３月３０日の講演を基にした随筆。フィラデルフィア連邦準備銀行（Federal Reserve Bank of Philadelphia）によって刊行された）。ベンジャミンフランクリンは、植物葉の型を作り（葉脈のユニークさを正しく認識していた）、それらの型を使用して最初のドル紙幣を印刷した。さらなる技術的進歩によって、フランクリンの方法は時代遅れとなり、凹版印刷、ギロシェ（guilloche）、透かし、ホログラムなどの異なる印刷技法に取って代わられた。

自然構造物の複雑さは美術分野でも観察された。日本の画家は、魚を描く代わりに、魚印刷（魚拓）を使用して、魚の特徴を直接に転写した。後に、レオナルドダビンチ（Leonardo Da Vinci）は、葉脈を紙に直接に印刷し、オランダの画家、オットー・マルセウス・ファン・スリーク（Otto Marseus Van Schrieck）は、蝶の翅の鱗粉（scale）をカンバスに転写した（S. Berthier, J. Boulenguez, M. Menu, B. Mottin, "Butterfly inclusions in Van Schrieck masterpieces. Techniques and optical properties", Appl. Phys. A, 51 - 57, (2008)）。今日、これらの技法は、ネイチャープリンティング（nature printing）という共通の名称を有する（R. Newcomb, "Method for producing nature prints", 米国特許第４２７９２００号明細書（１９８１）、C. F. Cowan, "Butterfly wing-prints", J. Soc. Biblphy. Nat. Hist., 4 (1968) 368-369、D. G. Edwards, "A receipt for taking figures of butterflies on thin gummed paper", in Essays upon natural history and other miscellaneous subjects, pg. 117）。

国際公開第２００７０３１０７７号パンフレット、２００７年３月、 C. Hamm-Dubischar, "Inorganic marking particles for characterizing products for proof of authenticity method for production and use thereof"、および独国特許出願公開第１０２３８５０６号明細書、２００４年３月、H. Rauhe, "Producing information-bearing micro-particulate mixtures involves defining code that can be implemented using natural or subsequently applied particle characteristics selected from e.g. morphology"は、（珪藻および放散虫のような）水生生物の無機質の殻のその表面の特性に基づく天然の複雑さを使用した文書保護のためのアイデアを開示した。しかしながら、実用的な方法は開示されていない。別の問題は、光学的効果があまり顕著でないこと、およびサブ波長レベルでのみ、その複雑さを電子顕微鏡法を使用して観察することができることである。複雑さの程度を推定する技法も記載されていない。同じ種の標本間の変動はかなり小さい。その点で、この方法は、裁判レベル（forensic level）の文書認証でのみ使用することができる。

最近、光学原理を事実上、文書保護、バイオミメティックス（biomimetics）に利用することを目的としたかなりの量の研究が実施された（J. Sun,B. Bhushanand J. Tong, "Structural coloration in nature", RSC Adv., 2013, 3, 14862-14889、B. Yoon, J. Lee, I. S. Park, S. Jeon, J. Lee, J-M. Kim, "Recent functional material based approaches to prevent and detect counterfeiting", J. Mater. Chem. C 1, (2013) 2388-2403）。生体構造物の変異性（variability）も観察された（L. P. Biro and J-P. Vigneron, "Photonic nanoarchitectures in butterflies and beetles: valuable sources for bioinspiration", Laser Photonics Rev. 5, No. 1, 27-51 (2011)）。蝶の鱗粉状の構造を金属を使用して製造するためにバイオテンプレーティング（biotemplating）が使用された（S. Sotiropoulou, Y. Sierra-Sastre, S. S. Mark, and C. A. Batt, "Biotemplated Nanostructured Materials", Chem. Mater. 2008, 20, 821-834）。

上で説明したランダム化された系は、放射の散乱、およびその結果としての光学的検出またはマイクロ波検出（金属包含物の場合）に基づいて機械検査されなければならない。記録されたパターンは暗号化され、セントラルリポジトリ（central repository）内または文書上に記憶される。"Counterfeit deterrent features for the next generation currency design", Committee on Next-Generation Currency Design, National Materials Advisory Board, Commission on Engineering and Technical Systems, National Research Council, Publication NMAB-472, (1993), Section: Random Pattern/Encryption Counterfeit-Deterrence Concept, pg. 74-75、およびAppendix E: "Methods for authentication of unique random", pg. 117-119に記載された公開鍵暗号法が使用される。技法は、２つの鍵、すなわち、暗号化に使用される秘密鍵と復号に使用される公開鍵とに基づく。

これらの方法は全て、自然構造物の複雑さを使用したが、文書保護の文脈において自然構造物の変異性は全く使用されていない。文書の変異性は、特許文献（米国特許第８４０８４７０Ｂ２号明細書、２０１３年、N. Komatsu, S-I. Nanjo, "Object for authentication verification, authentication verifying chip reading device and authentication judging method"）に記載されているように、粒子状または糸状のエンティティを文書を横切ってランダムに分散させることによってかなり達成された。

本発明は、現在使用されている文書セキュリティ特徴（例えばホログラムおよび他のＯＶＤ）を偽造に対して脆弱にしている、それらの文書セキュリティ特徴の同一性（identicalness）の問題を解決する。現在、同じタイプの文書（パスポート、ビザ、クレジットカード）上のセキュリティ要素は同一であり、個々の文書間に変異性はない。このことが偽造プロセスを容易にしている。なぜなら、セキュリティ要素を一旦偽造してしまえば、偽造したセキュリティ要素を多数の文書に適用することができるためである。本発明は、生物プロセスの自由度が大きいことによってその変異性が保証された天然の生物粒子（biological particle）を使用する。天然の生物粒子を使用して、文書または製品に適用することができるタグ、したがってその文書または製品をただ一つのものとするタグを製造する。

セキュリティタグおよび製造方法が開示される。

本発明のセキュリティタグは、基材上の透明な接着層に有機体（生物）から直接に転写された、模倣できない生物粒子パターンであり、透明な層（スーパーストレート（superstrate））によって、基材と層との間に生物粒子がカプセル封入されるような態様で覆われた生物粒子のパターンを特徴とする。

本発明の一実施形態では、生物粒子のパターンが、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）の形状を有する。

本発明の別の実施形態では、生物粒子のパターンが、人間の頭部のシルエット（silhouette）の形状あるいはフィンガープリント（指紋）の形状を有する。

好ましくは、機械切削またはレーザカット（laser cutting）によって、生物粒子に情報が公然と記されている。

あるいは、生物粒子の蛍光を永続的に脱色することによって、生物粒子に情報が秘密裏に記されている。

好ましくは、生物粒子が、チョウ目（Lepidoptera）の鱗粉、刺毛（hair）または剛毛（bristle）、コウチュウ目（Coleoptera）の鱗粉、トビケラ目（Trichoptera）の刺毛または剛毛、およびクモ綱（Arachnida）の鱗粉の中から選択される。

より好ましくは、生物粒子が、いくつかの異なる種からとられたものであり、基材上で所定のパターンに組み立てられている。

本発明の一実施形態では、層の選択された部分が透明な接着層で覆われており、この接着層が、生物粒子に永続的に接着している。

さらに、本発明は、本発明に基づくセキュリティタグを、商品、物品および文書の識別および認証に使用することを対象としている。

最後に、本発明は、本発明に基づくセキュリティタグを製造する方法を対象としている。この方法は、
（１）表面にある少なくとも１つの生物粒子を提供するステップと、
（２）低表面エネルギーの接着層を有する光学的に透明なテープを、所定の形状に切断して、予め切断された第１のテープを形成するステップと、
（４）予め切断された第１のテープを、生物粒子を含む表面に押し当てるステップと、
（５）予め切断された第１のテープを、生物粒子を含む表面から剥がすステップであって、予め切断された第１のテープに生物粒子の大部分が付着した状態となる、ステップと、
（６）生物粒子（１０）が付着し、予め切断された第１のテープを、光学的に透明な高表面エネルギーの第２の接着テープに、接着層が互いに向かい合うような態様で接触させるステップと、
（７）予め切断された第１のテープを持ち上げて第２のテープから剥がすステップと、
（８）光学的に透明な第３のテープで第２のテープを覆うステップであって、第３のテープは、第２のテープよりも小さく、商品、物品または文書に取り付けるために、準備ができたセキュリティタグを形成する、ステップと
を含む。

本発明に基づくタグは、輪郭のはっきりした容易に認識可能な形状を有する基材表面の所定のエリアに付着させた、昆虫の体の多数の選択されたミクロンサイズの部分（生物粒子）を含む。生物粒子は、それらの粒子の元々の物理的特性および空間的配置を保持したまま基材に直接に転写されている。前記生物粒子は、異なる画像拡大倍率の下で観察可能なそれらの粒子の光学的特性の高レベルの複雑さおよび変異性に従って選択される。タグの全体サイズは、ユーザによる目視検査および容易な認識ならびに顕微鏡レベルの機械検査を可能にするようなサイズである。

複雑さは、生物粒子の統計学的に平均された体積と表面積の比によって評価される（図１および図２は、いくつかの昆虫のクチクラ上に見られる昆虫の体の鱗粉の典型的な複雑さを示す）。この体積／表面積比は５０ｎｍよりも小さいことが好ましい。変異性は、定められた倍率において観察された生物粒子画像の自由度によって規定される（G. T. di Francia, "Degrees of freedom of an image", JOSA 59, (1969) 799 - 804）（図６は、異なる拡大倍率で記録された昆虫の体の鱗粉７の光学的パターンを示す）。自由度は１０００よりも大きいことが好ましい。

観察される光学的効果は、強く限局されており、変異性および個別性を有すること、ならびに、複雑な３次元構造からの干渉、回折および散乱（それらの偏光および角度依存性を含む）の結果であることが必要である。さらに、組織および細胞は、耐久性があり、永続的な光学的特性を有し、基材に転写することができ、基材に付着させる前、付着中および付着後に処理することができるものが選択される。したがって、この生体構造物を受け取った基材は、唯一のものであり、再現できない。さらに、その結果得られたタグを、個別化および確実な識別が必要なさまざまなタイプの物体に取り付けることができる。

タグの基材は、局所座標系を生成するための基準として使用される印刷された３つのマーカを含むことができる。タグに付着させる昆虫の体部の選択された特徴は、機械可読のセキュリティコードとして使用される（第２の保護系統）。

タグの製造プロセスは、さまざまな表面エネルギーを有する接着テープを使用するいくつかの段階からなる。前記第１のテープは、生物粒子を持ち上げて生物から剥がすために使用される。それらの生物粒子は、より高い表面エネルギーを有するテープに転写され、そこで、永続的に固定され、追加の保護層によって保護される。

走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）下で観察された蝶の鱗粉を示す図である。透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）下で観察された蝶の鱗粉の断面を示す図である。ＴＥＭ顕微鏡下で観察された蝶の鱗粉のリッジの拡大された断面を示す図である。縁が強調された、図３の蝶の鱗粉の画像をガンマ補正した画像を示す図である。囲まれた表面積の算出を可能にする、図３の画像をしきい値処理した画像を示す図である。虹色パッチ（iridescent patch）が含まれるような態様で星形に切断された蝶の翅の部分を示す図であり、星形部分の拡大画像は、個々の鱗粉が、強度およびスペクトル内容が異なるいくつかのドットを含むことを示している。信号帯域幅Δｖを算出するために使用される、図６の鱗粉のフーリエ変換を示す図である。転写された生物粒子を含むタグを示す図である。転写された生物粒子と接着層を有する層とを含むタグを示す図である。接着層は虹色を変化させる。走査電子顕微鏡下で観察された、蝶の翅の正方形に切削された部分（白矢印で示されている）を示す図である。生物粒子でできたシルエットを示す図である。生物粒子でできたフィンガープリント（指紋）を示す図である。蝶の鱗粉でできたバーコードを示す図である。生物粒子を含むタグの製造プロセスを示す図である。生物粒子を含むタグの製造プロセスの流れ図である。異なる生物種に属する生物粒子を含むタグの製造プロセスを示す図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の技術的内容および詳細な実施形態を説明する。しかしながら、以下の説明は本発明の保護の範囲を限定しない。本発明の範囲は、特許請求項によってのみ定義される。添付の特許請求項に従って実施される等価の変更および改変は、特許請求項の保護の範囲に含まれる。

複雑さおよび変異性に基づいて選択された、いくつかの生物粒子を含む光学タグが開示される。タグの構造およびタグのさまざまな実施形態を説明する前に、複雑さおよび変異性の概念に具体的な意味を割り当てる。このことは、タグの偽造防止特性を保証する最良の種および生物粒子を選択するために必要である。

図１を参照すると、生物粒子、例えばチョウ目の鱗粉の典型的な複雑さを観察することができる。構造は、２つのタイプの格子（grating）、すなわち、いくつかのラメラ（薄層（lamella））２を有するリッジ（隆起部（ridge））１を特徴とする体積格子と、リッジとリッジとを接続する交差リブ（cross-rib）３からなる表面格子とからなる。鱗粉の断面（図２）を観察することにより、鱗粉が２つの膜、すなわち、構造化されていない下膜４と、リッジ、ラメラおよび交差リブを含む上膜５とを有することが分かる。図３の蝶の鱗粉の複雑な部分の拡大された断面を使用することにより、複雑さを、輪郭の長さと輪郭で囲まれた表面積との比を決定することで定量化することができる。輪郭の長さＬ_ｂは、最初に物体の縁をディジタル方式で強調し（図４参照）、黒い画素の総数を算出することによって決定される。表面積Ｓ_ｂは、図３の画像をディジタル方式でしきい値処理し（この操作の結果が図５に示されている）、黒い画素の総数を積分することによって決定される。したがって複雑さＣはＣ＝Ｓ_ｂ／Ｌ_ｂである。

生物粒子の内部構造の自然変動、例えば（図１、２および３に示された）チョウ目の鱗粉の内部構造の自然変動が、その結果生じる光学的効果の変異性につながる。図６は、別の基材に転写された蝶の翅の星形部分を示す。具体的なチョウ目の種および切断位置は、その結果得られる切断片が少なくとも１つの虹色（真珠光沢、玉虫色（iridescenct））スポット６を含むように選択される。星形部分の拡大画像は、鱗粉７が、強度およびスペクトル内容が異なるいくつかのドットを有することを示している。それらのドットの位置、光スペクトルおよび強度は予測不能であり、これらが自由度を規定する。自由度Ｎは、変異性の尺度として使用される。自由度Ｎは、個々の鱗粉の表面積Ｓ（画像から容易に算出される）とドットの平均寸法Δｘ（図６）との比を算出することによって推定することができる。Δｘは、関係式
ΔｘΔｖ＝１／（４π）
によって信号のスペクトル幅に関係づけられる（図７を参照されたい。図７には、このチョウ目の鱗粉の画像のフーリエ変換が示されている）。スペクトル幅Δｖを測定することによって、平均ドット寸法Δｘを算出することができる。最後に、自由度がＮ＝Ｓ／Δｘとして算出される。

図８を参照すると、本発明に基づく光学セキュリティタグの好ましい実施形態が、直交する２つの投影図にこれを示すことによって示されている。薄い透明な接着層９で基材８が覆われている。前記接着層には生物粒子１０がしっかりと接着されており、生物粒子１０は、容易に認識可能なパターン（例えば記号、文字、バーコード、シルエットなど）を形成している。生物粒子１０の接着は、剥がそうとすると生物粒子１０のサブミクロンサイズの構造が破壊されるような態様の接着である。基材８上には、目に見える３つのマーク１１、１２および１３（例えば十字）が印刷されており、それらのマークは、光学的読取りシステムに対して、タグを、明確に規定された位置に配置するために使用される。それらのマークはさらに、曲線および非直交座標系（破線で示されている）とすることができる局所座標系を規定する。その座標系の正確な数学的性質を知っているのはタグの発行者だけである。生物粒子１０は、透明なカバー１４によって保護されている。個別化パターンを持つ粒子として、１つまたはいくつかの粒子１０’がランダムに選択される。マーカ１１、１２および１３に対する粒子１０’の位置が決定され、記憶される。それに加えて、粒子１０’の光学パターン（図６の７）も記録および記憶される。

別の実施形態（図９）では、層１４が、パターン形成された接着層１６を備え、接着層１６は永続的に生物粒子に固着する。接着層１６は、２つの目的に役立つ。第１に、接着層１６の屈折率が、生物粒子の上方の屈折率を変化させ、パターン１７の一部分の虹色を変化させる。直上の実施形態と同様に、個別化パターンを持つ粒子として、１つまたはいくつかの鱗粉１０’がランダムに選択される。それに加えて、タグを分解しようとすると生物粒子が分離し、一部の生物粒子は基材に残り、他の粒子は、層と一緒に持ち上げられる。したがって、改竄が感知されやすいタグが形成される。

別の実施形態では、基材８が透明である。したがって、生物粒子１０を両面から観察することができる。チョウ目の一部の種では、鱗粉の表と裏で虹色パターンが異なる。この実施形態では、透過光と反射光の両方で光学パターンを観察することができる。このパターンは、コヒーレント光または非コヒーレント光の回折、干渉、虹色、散乱および蛍光の結果でありうる。パターンの角度、焦点および偏光の可変性（changeability）が記録され、認証信号として使用される。

別の実施形態では、機械的手段によって、転写された生物粒子１０にパターンを形成する。機械ツールは、隆起部分と陥没部分とからなる系を生み出す所望のパターンを有するように彫刻されている。この機械ツールをパターンに押し当てる。したがって、機械ツールは生物粒子を押しつぶし、生物粒子の光学的特性（例えば虹色、散乱）を変化させ、それによって視覚的に観測可能なパターンを生み出す。

別の実施形態では、レーザカットまたは彫刻（engraving）によって、転写された生物粒子に、巨視的なパターン（例えば図１０の白矢印によって示された正方形のエリア）を形成する。コンピュータ制御されたガルバノメータ−ミラースキャナを備えるシステムに、超高速レーザからのビームを導入する。このシステムを使用して、ビームの角度を、プログラムされた軌道に従って偏向させる。次いで、ｆシータレンズ（f-theta lens）を使用してビームを拡大し、生物粒子を含むタグに集束させる。ｆシータレンズは、フラットなスキャンフィールドおよび偏向角とビーム焦点位置との間の線形関係を可能にするレンズである。レーザの波長、スキャン速度および出力は、切削または彫刻が可能となるように選択する。このビームを使用して、生物粒子を含むタグの表面に、個人化された（personalized）バイオメトリックパターン（例えば図１１のようなシルエット、図１２のようなフィンガープリント（指紋）、網膜の血管パターン、署名（signature）または虹彩の画像）を描く。このようにして、視覚的認証および機械的認証に使用することができる公然のパターンを生成する。

別の実施形態は、生物粒子から作られたバーコードまたはＱＲコード（登録商標）パターン（図１３）を特徴とする。

別の実施形態では、転写された生物粒子の蛍光（蛍光発光、蛍光色）を、高強度ＵＶ放射を使用して選択的に脱色（漂白）する。この脱色は、ＵＶランプと対物レンズとからなるＵＶ投影システムを使用して実行することができる。画像を構成する透明なエリアと不透明なエリアとを含むマスクを、生物粒子を含むタグ上に画像が直接に生成されるように、このシステムに挿入する。脱色作用は、照射ビームの強度および照射時間によって制御する。あるいは、コンピュータ制御されたガルバノメータ−ミラースキャナを備えるシステムに、連続波（continuous wave：ＣＷ）レーザまたは超高速レーザからのビームを導入する。このシステムを使用して、ビームの角度を、プログラムされた軌道に従って偏向させる。次いで、ｆシータレンズを使用してビームを拡大し、生物粒子を含むタグに集束させる。ｆシータレンズは、フラットなスキャンフィールドおよび偏向角とビーム焦点位置との間の線形関係を可能にするレンズである。レーザの波長は、単光子過程（ＣＷレーザの場合）または２光子過程（超高速レーザの場合）によって脱色作用が可能になるように選択する。レーザの出力およびスキャン速度は脱色の強度を決定する。このパターンは、低強度ＵＶ放射を使用して、秘密のセキュリティ特徴として観測可能である。

タグ製造プロセスは、図１４に示されたいくつかの段階からなる。最初に、低い剥離強さ（好ましくは０．５Ｎ／ｃｍ程度の表面エネルギー）を有する接着層を有する（感圧型）テープを、レーザカットまたはダイ打抜きにより必要な形状に切断する。テープを、生物粒子で覆われた表面（例えば蝶の翅）に、生物粒子の虹色表面を上に向けて押し当てる。生物粒子はテープに接着する（図１４の段階（Ｉ））。テープを剥がして、細胞または組織を引き上げる（図１４の段階（ＩＩ））。次に、テープを、高い剥離強さ、好ましくは２．５Ｎ／ｃｍ程度の表面エネルギーを有する光学的に透明な第２のテープのところまで移動させる（図１４の段階（ＩＩＩ））。それらのテープを、接着層を互いに向い合わせにして押し当て、一体にする。生物粒子はこれらの接着層間に閉じ込められる。ある休止時間（dwell time）の後、テープを分離する（図１４の段階（ＩＶ））。第２のテープの表面エネルギーの方が高いため、第１のプレートの生物粒子は第２のテープ上に留まる。第３の光学的に透明な非接着テープ（non-adhesive tape）を使用して生物粒子を覆い、生物粒子を外部影の響から保護する（図１４の段階（Ｖ））。第３のテープは第２のテープよりも小さく、したがって残りの接着層は露出する。露出した接着層は、個別化を必要とする物体への取付けに使用される。このプロセスの全体の流れ図が図１５に示されている。

別の実施形態では、タグおよび関連する製造プロセスが、いくつかの種の生物粒子を使用する。図１６に示されているように、例えばチョウ目に属するいくつかの昆虫種から転写された２つ以上の部分パターン（sub-pattern）から、最終的なパターンが組み立てられる。最初に、低い剥離強さ（好ましくは０．５Ｎ／ｃｍ程度の表面エネルギー）を有する接着層を有する（感圧型）テープ１８を、レーザカットまたはダイ打抜きにより必要な形状に切断する。テープを、１つの生物種に属する生物粒子で覆われた表面１９（例えばチョウ目の翅）に、生物粒子の虹色表面を上に向けて押し当てる。生物粒子はテープに接着する（図１６の段階（Ｉ））。テープを剥がして、細胞または組織を引き上げる（図１６の段階（ＩＩ））。次に、テープを、高い剥離強さ、好ましくは２．５Ｎ／ｃｍ程度の表面エネルギーを有する光学的に透明な第２のテープ２０のところまで移動させる（図１６の段階（ＩＩＩ））。それらのテープを、接着層を互いに向い合わせにして押し当て、一体にする。生物粒子はこれらの接着層間に閉じ込められる。ある休止時間の後、テープを分離する（図１６の段階（ＩＶ））。第２のテープの表面エネルギーの方が高いため、第１のプレートの生物粒子は第２のテープ上に留まる。低い剥離強さ（好ましくは０．５Ｎ／ｃｍ程度の表面エネルギー）を有する接着層を有する別の（感圧型）テープ２１を、レーザカットまたはダイ打抜きにより、このプロセスの段階Ｉで説明した形状と相補的な必要な形状に切断する。テープを、別の生物種に属する生物粒子で覆われた表面２２（例えばチョウ目の翅）に、生物粒子の虹色表面を上に向けて押し当てる。生物粒子はテープに接着する（図１６の段階（Ｖ））。テープを剥がして、細胞または組織を引き上げる（図１６の段階（ＶＩ））。次に、テープを、高い剥離強さ、好ましくは２．５Ｎ／ｃｍ程度の表面エネルギーを有する以前に製造した透明テープ２０のところまで移動させる（図１６の段階（ＶＩＩ））。それらのテープを、接着層を互いに向い合わせにして、テープ１８によって画定されたパターンとテープ２１によって画定されたパターンとが互いに補完するような態様で押し当て、一体にする。その結果、生物粒子はこれらの接着層間に閉じ込められる。ある休止時間の後、テープを分離する（図１６の段階（ＶＩＩＩ））。第２のテープの表面エネルギーの方が高いため、第１のテープの生物粒子は第２のテープ上に留まる。

次の段階（図１６のＩＸ）で、第３の光学的に透明な非接着テープを使用して生物粒子を覆い、生物粒子を外部の影響から保護する。第３のテープは第２のテープよりも小さく、したがって残りの接着層は露出する。露出した接着層は、個別化を必要とする物体への取付けに使用される。

さらに、直上の実施形態で説明した方法を、任意の数の異なる生物種に拡張することもできる。

１リッジ
２ラメラ
３交差リブ
４下膜
５上膜
６虹色スポット
７鱗粉
８基材
９接着層
１０生物粒子
１０’ 生物粒子
１１マーク
１２マーク
１３マーク
１４カバー、層
１６接着層
１７パターン
１８テープ
１９生物粒子で覆われた表面
２０テープ
２１テープ
２２生物粒子で覆われた表面

Claims

模倣できない生物粒子（１０）のパターンによって特徴づけられた、セキュリティタグであって、前記生物粒子は、基材（８）上で、有機体から透明な接着層（９）に直接に転写され、透明な層（１４）で覆われており、前記生物粒子（１０）が、前記基材（８）と前記層（１４）との間に封じ込められている、セキュリティタグ。
生物粒子（１０）の前記パターンが、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）の形状を有する、請求項１に記載のセキュリティタグ。
生物粒子（１０）の前記パターンが、人間の頭部のシルエットの形状を有する、請求項１に記載のセキュリティタグ。
生物粒子（１０）の前記パターンが指紋の形状を有する、請求項１に記載のセキュリティタグ。
機械切削またはレーザカットによって、前記生物粒子（１０）に情報が公然と記されている、請求項１から４のいずれかに記載のセキュリティタグ。
前記生物粒子（１０）の蛍光を永続的に脱色することによって、前記生物粒子（１０）に情報が秘密裏に記されている、請求項１から４のいずれかに記載のセキュリティタグ。
前記生物粒子（１０）が、チョウ目の鱗粉、刺毛または剛毛、コウチュウ目の鱗粉、トビケラ目の刺毛または剛毛、およびクモ目の鱗粉の中から選択された、請求項１から６のいずれかに記載のセキュリティタグ。
前記生物粒子（１０）が、複数の異なる種からとられたものであり、前記基材（８）上で所定のパターンに組み立てられている、請求項７に記載のセキュリティタグ。
前記層（１４）の選択された部分が透明な接着層で覆われており、前記接着層が、前記生物粒子（１０）と永続的に接着している、請求項７または８に記載のセキュリティタグ。
請求項１から９のいずれかに記載のセキュリティタグを、商品、物品、および文書の識別および認証に使用する方法。
請求項１から９のいずれかに記載のセキュリティタグを製造する方法であって、
（１）表面にある少なくとも１つの生物粒子（１０）を提供するステップと、
（２）低表面エネルギーの接着層を有する光学的に透明なテープを、所定の形状に切断して、予め切断された第１のテープを形成するステップと、
（４）前記予め切断された第１のテープを、前記生物粒子（１０）を含む前記表面に押し当てるステップと、
（５）前記予め切断された第１のテープを、前記生物粒子（１０）を含む前記表面から剥がすステップであって、前記予め切断された第１のテープに前記生物粒子（１０）の過半数が付着した状態となる、ステップと、
（６）生物粒子（１０）が付着し、前記予め切断された第１のテープを、光学的に透明な高表面エネルギーの第２の接着テープに、接着層が互いに向かい合うような態様で接触させるステップと、
（７）前記予め切断された第１のテープを持ち上げて前記第２のテープから剥がすステップと、
（８）光学的に透明な第３のテープで前記第２のテープを覆うステップであって、前記第３のテープは、前記第２のテープよりも小さく、商品、物品または文書に取り付けるために、準備ができた前記セキュリティタグを形成する、ステップと
を含む方法。