JP2659014B2 - 書類の真正さをチェックする装置並びに方法及びそれに使用する書類 - Google Patents

書類の真正さをチェックする装置並びに方法及びそれに使用する書類

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JP2659014B2 JP61504892A JP50489286A JP2659014B2 JP 2659014 B2 JP2659014 B2 JP 2659014B2 JP 61504892 A JP61504892 A JP 61504892A JP 50489286 A JP50489286 A JP 50489286A JP 2659014 B2 JP2659014 B2 JP 2659014B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、紙またはプラスチックのような非導電材
料から成り、チェックするエリアである多くのサブエリ
アの値がランダムに変わる物理的特性を有し、更にサブ
エリアの値の分布を特徴づけるデジタルマークをさらに
有する書類の真正さをチェックする方法に関する。この
ような書類は例えば、紙幣、パスポート、クレジットカ
ード、債券、あるいは他の証書等である。ある場合に
は、品物を包む包装フォイルも又真正さをチェックしな
ければならない書類として考えることができる。
このような書類の真正さをチェックする方法として、
書類のチェックエリアを走査し、サブエリアの値の分布
を検出し、走査した分布を特徴づけるデジタル走査信号
を出力し、書類上のデジタルマークを読み取り、読み取
ったデジタルマークを特徴づけるデジタルマーク信号を
出力し、前記走査信号をマーク信号と比較することが知
られている。このような方法では、書類の表面の暗さの
分布を検出する光電子手段により行われる。また、書類
の磁気粒子の分布を検出する磁気ヘッドの手段により走
査することも知られている。
信頼性を最大限に高めるためには、前記走査を繰返し
行うということ、分解能、すなわち、短い距離に対する
急激な変化に追従する能力を高くする必要がある。走査
システムがこのような急激な変化に追従出来ない場合、
互いに異なる２つの粗いパターンしか識別出来ず、僅か
に異なる２つの書類を識別することはできない。この結
果、特徴づけが少なくなり、それだけ細工がしやすくな
る。
高分解能の他に、走査信号を正確に繰返すことも重要
である。磁気の前歴、磁界の外乱、あるいは書類の変形
などにより、磁気走査システムの繰返しには確実性がな
く、また、輝度や色が失われていたり、書類が損傷して
いたりすると、光電子走査システムの反復性にも影響を
与えることになる。しかしながら、このような走査シス
テムの反復性が十分でないと、真正な書類であっても走
査信号が僅かに異なるために偽の書類として識別される
危険性は否めない。このような状況下では、走査信号
を、与えられた信号に一致する厳格な基準にすることは
できないし、反復性を改善しないかぎり分解能は改善さ
れないし、その逆も言える。
この発明の目的は書類が摩耗したりある程度損傷して
も書類を認識できる厳格な基準を走査信号に持たせるよ
うに高い分解能と高度の反復性を有した走査方法を提供
することである。
この発明の方法によれば、非導電性材料からなる書類
の電磁特性と異なる電磁特性を有する多くの粒子からな
る書類であってそれらの粒子が少なくとも書類のチェッ
ク領域にランダムに分散される書類を用い、前記チェッ
ク領域に入射するマイクロ波束と、そのマイクロ波束を
測定することにより走査が行われる。
導波管を有するマイクロ波束は少なくとも波長、すな
わちミリメートル乃至センチメートルの1/2の厚みを有
しているが、チェック領域を0.25mmのオーダのサブエリ
アに分割するのに十分な分解能で走査が行なえ、各サブ
エリアの測定値は最大値の２％のオーダで反復されるこ
とが分った。この結果、例えば8cmの長さの直線状の条
片のチェック領域であれば320のサブエリアに分割する
ことができ、測定値は64の反復可能な値の１つに変換す
ることができる。このことは、書類上のデジタルマーク
に対して64320の異なる組合わせを意味する。従って変
造者が粒子をランダムに分散させ、異なるデジタルマー
クを交互に付け、正しいマークを発見するまでチェック
装置で検査することは非常に困難である。他方、変造者
が既存の書類を偽造しようとした場合、真正書類からマ
ークを読取り、偽造書類にそのマークを付すことはでき
るが、そのマークを付した書類が真正書類と同じ粒子分
布を有しているかどうか、そして走査装置が異なる分布
を有していることを識別できないということは分らな
い。書類の材料に使用される粒子は書類の材料と異なる
電磁特性を有しているはずである。このことは、比誘電
率ε、透磁率μ、抵抗率ρあるいはマイクロ波に影響を
及ぼすその他の値が異なり、従って、応答マイクロ波
束、即ち、反射束あるいは書類を横切る束の例えば振幅
が変化したり、あるいは書類に入射する束に偏りを生ず
るのでこの変化を測定すればよい。粒子は導電性ファイ
バ、特に1g/m2より少ない割合いで前記チェック領域に
分散された金属ファイバが望ましい。ファイバの長さは
0.5ないし15mmでありその直径は２ないし25μｍである
ことが望ましい。0.5mmより小さいファイバは効率が落
ち、15mmより長いファイバは、製造段階で、紙、プラス
チックあるいはその他の非導電材料に組込むことが難し
い。２μｍより少ない厚みのファイバは使用しやすい
が、製造が難しく、25μｍより厚みが多くなると、見え
てしまい、書類の外観に影響を及ぼす。断面が非円形形
状の場合、“直径”は平均直径または厚みを意味する。
ファイバはステンレススチールで形成するのが望ましい
が、炭素で構成してもよい。ポリマフィバに金属コーテ
ィングをしたものを導電ファイバとして用いてもよい。
この発明はまた上述のプロセスを行う装置に関する。
この装置は上記書類を受取るに適したチェック機構と、
上記書類のチェック領域を走査し、多くのサブエリアの
粒子の分布を検出し、その分布を特徴づけるデジタル走
査信号を出力する手段と、第２デジタル信号を出力し、
前走査信号と比較する手段とで構成される。この装置の
特徴は、前記走査手段が、前記チェック機構において、
応答マイクロ波束を出力するとき前記書類のチェック領
域にマイクロ波束を放射する放射源と、その応答束を受
取る受信機とで構成され、さらに、この装置は前記チェ
ック機構において前記書類からデジタルマークを読取る
手段を有しこの読取り手段からの出力が第２デジタル信
号を出力する手段の入力に接続されている点にある。
測定するマイクロ波束は、書類を通過する束であるこ
とが望ましい。この場合、前記チェック機構（あるいは
書類の位置がチェックするのに適した場所）は前記放射
源と受信機との間の導波管に対して横方向の通路を形成
するように構成されており、前記走査手段は前記通路を
通過する書類に対して直線相対移動を得る手段で構成さ
れている。従って、この走査は、書類の直線状の条片に
対して行われ、マイクロ波束が、チェック領域を形成す
る、条片の連続するサブエリアを掃引する。
デジタルマークは、磁気読取りヘッドで読み取られ
る、磁気フラックスパターンを書類の磁気条片に形成す
ることが望ましい。読取りは一方側あるいは他方側での
一連の偏りを読取るように構成されており、磁化量を読
取るわけではないので、この条片を繰返し読取らなくて
も、他の磁気走査に比べて重要でなく、ファイバの分布
を再現するのに問題はない。
この発明はまた上述したような書類に関する。この書
類はこの発明の方法に特に適したものであり、とりわ
け、通常のクレジットカード、すなわち、８乃至12cmの
長さで、幅が４乃至8cmであり、縦方向に磁気条片を有
する堅い方形カードの形をしている。このようなカード
は２以上のプラスチック又は紙の連続する層で構成する
ことができ、この中の例えば１層だけがファイバで構成
される。
以下、この発明について例示の目的のためだけに示さ
れた図面を参照して説明する。図面において、第１図は
この発明による装置の斜視図である。
第２図は第１図の装置に用いられるチェック機構と、
このチェック機構に相関するマイクロ波走査手段の詳細
断面図である。
第３図および第４図は、第１図のチェック機構を通過
する書類のチェックエリアをチェックするマイクロ波受
信機により出力される信号であり、チェック機構を通過
する書類のファイバの長さ、厚み、および分布密度の組
合わせを変えた場合の信号波形図である。
書類をチェックする場合、重さが80g/m2であり、多く
のステンレススチールが埋め込まれ、紙全体にわたって
ランダムに分布された、紙幣のサイズの紙を用いた。フ
ァイバの厚み（８μｍ乃至12μｍ）、ファイバ長（3mm
または5mm）、ファイバ分布密度（0.05％乃至１％）の
組合わせを変えて使用した。書類１は、第１図および第
２図に示すように、２つの平坦な案内板３および４の間
のスロット２に導かれ、案内板の左端に載置される。各
静止案内板のいずれかの側には、案内板と平行に走る２
つの歯車エンドレスベルト（５および５′,6および
６′）がある。ベルト5,5′および6,6′は、互いに押圧
され、書類がスロット２を確実に通過できるように構成
されている。可撓性ベルトは各々４つの歯車７、８、
９、10、;7′,8′,9′,10′;12,14,;11′,12′,13′,1
4′に導かれる。ベルト５′の４つの歯車７′,8′,9′,
10′は、ベルト６′の４つの歯車11′,12′,13′,14′
とそれぞれ対になって同じ回転軸に固定され、ベルト
５′と６′の同期を確実なものにしている。ベルト５と
６の歯車についても同様である。ベルト５と６の一対の
歯車の一方の車軸に固定され、歯車18と接続され、一方
側に歯形がつけられたエンドレスベルト20により、ベル
ト５′と６′を駆動する歯車の対の一方の車軸に固定さ
れた歯車17により、一方側のベルト5,6と他方側のベル
ト５′,6′の同期を確実にすることができる。（ホイー
ル19は車軸を自由に回転可能である。）全体は、ホイー
ル８と12の車軸に固定された歯車15に係合したエンドレ
スベルト16により駆動され、エンドレスベルト16はモー
タ（図示せず）により駆動される。
ベルト5,6,5′,6′は検出装置と共に一定の速度で書
類を搬送する。紙葉類を検出装置と共に移動させる他の
多くの搬送手段を設計できることは明らかである。クレ
ジットカードのような堅いカード状の小さなサイズの書
類の場合、この搬送手段は例えば、カードをローラの間
に通過させることにより大幅に機構を簡素化できる。ま
た、チェック機構を静止させるように構成してもよい。
この場合、マイクロ波ビームを書類に沿って掃引させ
る。要は、検出装置と書類との間に相対移動を作り出
し、書類のチェックエリアの連続するサブエリアを走査
できれば十分である。
検出装置21（第２図）は、例えばガンダイオードのよ
うなマイクロ波発振器22、この発振器に接続された導波
管23、およびショットキーダイオードのようなマイクロ
波受信機24で構成される。第２図に示すように、発振器
を受信機と接続する導波管は、案内板３および４を貫通
して垂直方向に案内されており、前記案内板の導波管と
交差する点には導波管の横断面と同じ寸法の開口部また
は窓が設けられている。このようにして、書類が導波管
を横ぎり、受信機は書類が横断切った後のマイクロ波の
振幅を測定することができる。ファイバの検出を最適に
するために、前記導波管および前記窓でのマイクロ波パ
ターンを変更するために、導波管23には、多くのチュー
ニングスクリュー25,25′，および25″が設けられてい
る。マイクロ波の分野では公知であるように、受信機に
入射した波を再び導波管に反射させないように受信機に
アイソレータを設ければ、上述したようなチューニング
の必要性はない。
書類が横切った後のマイクロ波の振幅は１つ以上のフ
ァイバの存在を示している。しかしながら、受信機を、
放射源と同じ案内板に設けてファイバにより反射される
マイクロ波を測定することもできる。放射されたマイク
ロ波は一方向、例えば、紙葉類のファイバの所望の方向
に偏りを生じさせることができる。また、書類の方向に
関係無くすべてのファイバに等しく検知可能なように、
円形状に偏りを生ずるようにすることもできる。
第３図は６つの種類の応答パターン（ａ乃至ｆ）を示
す。これらの応答パターンは、上述したように、分布密
度、厚み、長さの異なるファイバを組合わせた紙葉類に
対して、第１図の装置の受信機24を24.15GHzで動作さ
せ、WR42形（10.668mm ｘ 4.318mmの方形）の導波管2
3にTE1.0モードで波を送り込むことにより得られる。
第３図において、ファイバの長さと厚みは一定に保た
れ、分布密度は、0.05％乃至１％（重量によるパーセン
テージ）の範囲で変化する。第3a図では、分布密度は非
常に低く、応答パターンは水平部分が多く、非常に多く
のパターンを次から次へと識別する能力は低下する。お
なじようなことは、分布密度の高い3f図の場合にも言え
る。この場合、応答パターンは大きな水平最大部から成
っている。上記２つの分布密度間に最適の分布密度が求
められる。いずれの場合でも、最適分布密度は、使用し
た波長とファイバのサイズにより決り、一般には1g/m2
以下である。
受信機は1/4波長より小さい波長のファイバに対して
は感度が落ちる。感度は1/4で小さなピークとなり、1/2
波長でさらに大きなピークとなる。これは、ファイバの
長さがより高い感度範囲にあればあるほど、最適分布密
度は低くなることを意味する。すなわち、第4a図ないし
第4d図に示すように、ファイバの長さが3mmの場合、0.5
％以上の高い分布密度が望ましい。同様に、ファイバの
長さが5mmの場合、最適分布密度は0.05％および0.5％の
間にあるのが望ましい。このことは、波長が適切である
場合、ファイバの長さは5mmないし15mmであることが望
ましい。勿論0.5mm乃至5mmの範囲の短いファイバでも効
率は悪いが書類の材料として混ぜることができる。
ファイバの直径の影響を第4e図ないし第4h図に示す。
ファイバの重量と長さが同じ場合、ファイバの数は少な
くなる。所定重量のファイバの受信機の感度は直径が大
きくなると低くなり、最適パーセンテージは直径がおお
きくなるにつれ上がることは明らかである。
受信機24の応答信号はさらに、当業者には公知の方法
で、デジタル走査信号に変換される。このために、得ら
れた信号は例えば、128の横軸位置に分割される。各位
置に対して、縦座標は０乃至63のデジタル値に変換され
る。従って、このデジタル値は６ビットで表される。ト
ータルで128の横軸位置の場合、6x128ビットのバイナリ
ワードは得られた応答信号あるいは、前記放射源および
受信機の間の窓を通過した書類の片状フォームを構成す
る128のサブエリアにおけるファイバの分布を表す。第
３図のアナログ信号をデジタル走査信号に変換する変換
器は、走査システムの一部を構成しており、種々の原理
にもとずいて種々のシステムに実現できるのでその詳細
についてはこの発明では重要ではない。唯一重要な特徴
は、受信機24が、繰返しの応答信号を出力し、縦座票を
64あるいはそれ以上に分割された確実なサブエリアを表
示することが可能であり、128の横軸位置をチェックす
るための十分な分解能があるということである。
チェックすべき書類１はさらに、走査システムで書類
を走査したときに得られる、デジタル走査信号を用いて
秘密の変換コード化式にもとずく一義的関係を有するデ
ジタルマークを有している。このデジタルマークは、例
えば、読取り可能な印刷文字、バーコード、せん孔、プ
ログラムされた集積回路あるいは磁気読取りヘッドで読
取り可能な磁気ストライプの形態で書類に付加すること
ができる。書類に伏されたデジタルマークをチェックす
るには、デジタルワードを出力する走査システムに書類
を入れる。走査システムの出力はコード変換器に接続さ
れ、さらに、例えばコード変換したワードを書類上の磁
気ストライプに書く磁気書込みヘッドと接続されてい
る。前記磁気ストライプの他の部分はその他のデータを
格納するために保存しておくことができる。このよう
に、書類に付されたデジタルマークは、書類のチェック
領域の128のサブエリアにおけるファイバの分布を、あ
るコード交換式にもとずいて特徴ずける。必ずしも必要
では無いが、コード変換式は最も簡単な形、すなわち、
デジタル走査信号と書類に付されたデジタルワードとを
同じように構成してもよい。
クレーム１にもとずく装置は、さらに書類上のデジタ
ルマークを読むのに必要な手段（図示せず）を有してい
る。マークの性質に応じて、光学文字読みとり装置、光
学バーコードリーダ、あるいは磁気読みとりヘッドを採
用することができる。この読みとり装置の出力は比較器
（図示せず）に接続され、そこで、読みとられたマーク
信号が最初にコード変換され、走査システムから得られ
たデジタル走査信号と比較される。コード変換器を有す
る比較器は、当業者には公知である種々の原理にもとず
いて種々の形に設計することができ、この発明では重要
ではない。走査信号がコード変換されたマーク信号に対
応するときのみ、比較器は出力信号を出力し、その出力
信号はチェックした書類が真正であることを示す信号と
して使用することができる。
この発明の範囲を逸脱することなく、異なるサブエリ
アの測定を個別におこなう応答束を測定することができ
るものであれば、書類上に入射するマイクロ波束を用い
た他の走査手段を設計することができるのは明らかであ
る。デジタル信号およびマークはバイナリーでもよい
し、２進化10進符号でもよいし、その他の符号形態でも
よいことは明らかである。この書類の非導電材料は、フ
ァイバの検出ができなくなる程度にマイクロエネルギー
を反射しなくなるのでなければ、紙、プラスチック、あ
るいはその他の材料でもよい。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−33444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−163443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−160133（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−121494（ＪＰ，Ａ)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】非導電材料で形成され、チェック領域の多
    くのサブエリアに渡って値がランダムに変化する物理的
    特性を有し、前記サブエリア群の値の分布を特徴ずける
    デジタルマークを有する書類の真正さをチェックする方
    法において、前記書類のチェック領域を走査し、前記サ
    ブエリアの値の分布を検出するステップと、走査した際
    の分布を特徴ずけるデジタル走査信号を出力するステッ
    プと、前記書類上のデジタルマークを読みとり、読みと
    ったデジタルマークを特徴ずけるデジタルマーク信号を
    出力するステップと、および前記走査信号を前記マーク
    信号と比較するステップとで構成され、前記非導電材料
    とは異なる電磁特性を有し、少なくとも前記チェック領
    域にランダムに分布された多数の粒子からなる書類を使
    用し、前記走査は前記チェック領域にマイクロ波を入射
    させ、応答マイクロ波束を出力し、この応答マイクロ波
    束を計測することにより行われ、前記サブエリアの各々
    の長さはマイクロ波束の波長よりも短く、前記サブエリ
    アの各々の値は６ビット値以上で表せることを特徴とす
    る書類の真正さをチェックする方法。
  2. 【請求項２】導電性ファイバの形態の粒子を有した書類
    を用いたことを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
  3. 【請求項３】長さが0.5mmないし15mmで直径が２ないし2
    5μｍの金属ファイバの形態の粒子を有する書類を用い
    たことを特徴とする請求の範囲２に記載の方法。
  4. 【請求項４】1g/m2の分布密度のチェック領域にランダ
    ムに分布するステンレススチールのファイバの形態の粒
    子を有した書類を用いたことを特徴とする請求の範囲３
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記応答マイクロ波束は前記書類を横切っ
    た後の束であることを特徴とする請求の範囲１ないし４
    のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】前記書類の走査は前記書類の直線状の条片
    部に対して行われ、前記マイクロ波束と書類との間の直
    線的な相対移動を生じさせ、前記マイクロ波束が前記書
    類の連続するサブエリアを掃引することを特徴とする請
    求の範囲１ないし５のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】デジタルマークは前記書類の磁気条件の磁
    気フラックスパターンの形態で使用されることを特徴と
    する請求の範囲６に記載の方法。
  8. 【請求項８】書類は長さが８ないし12cm、幅が４ないし
    8cmで縦方向に磁気条片が設けられた方形カードの形態
    で用いられることを特徴とする請求の範囲１ないし７の
    いずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】多くの粒子を含む非導電材料で構成され、
    デジタルマークを有する書類の真正さをチェックする装
    置において、前記粒子は前記非導電材料とは異なる電磁
    特性を有し、少なくとも前記書類のチェックエリアにラ
    ンダムに分布され、前記書類を受入れるチェック機構
    と、前記チェックエリアのサブエリア群の粒子の分布を
    検出し、走査した際の分布を特徴ずけるデジタル走査信
    号を出力する手段と、デジタルマーク信号を出力し、前
    記走査信号と比較する手段とを有し、前記走査手段は前
    記チェック機構において応答マイクロ波束を出力する際
    に前記書類のチェックエリアに向けて照射するマイクロ
    波束の放射源と、前記応答マイクロ波束の受信器とで構
    成され、前記チェック機構において、前記書類からデジ
    タルマークを読みとる読みとり装置をさらに有し、前記
    読みとり装置の出力が前記デジタルマーク信号出力手段
    の入力に接続され、前記サブエリアの各々の長さはマイ
    クロ波束の波長よりも短く、前記サブエリアの各々の値
    は６ビット値以上で表せることを特徴とする書類の真正
    さをチェックする装置。
  10. 【請求項１０】前記放射源と前記受信器との間の導波管
    を書類が横切る横断路の形態に前記チェック機構が構成
    されており、前記走査手段は前記横断路を通過する書類
    の直線的な相対移動を生じさせる手段から成ることを特
    徴とする請求の範囲９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記読みとり手段は磁気条片の磁気フラ
    ックスパターンの読みとりヘッドから成ることを特徴と
    する請求の範囲９および10のいずれかに記載の装置。
  12. 【請求項１２】多くの粒子を含む非導電材料で作られる
    書類であって、前記粒子は前記書類の領域にランダムに
    分布され、前記非導電材料とは異なる電磁特性を有する
    材料から成り、前記書類は前記領域のサブエリア群の粒
    子の分布を特徴ずけるデジタルマークを有し、前記粒子
    は導電性ファイバであり、前記サブエリアの各々の長さ
    はマイクロ波束の波長よりも短く、前記サブエリアの各
    々の値は６ビット値以上で表せることを特徴とする書
    類。
  13. 【請求項１３】前記粒子は0.5mmないし15mmの長さで、
    直径が２ないし25μｍの金属ファイバであることを特徴
    とする請求の範囲12に記載の書類。
  14. 【請求項１４】前記粒子は1g/m2の密度分布で前記領域
    の前記非導電材料にランダムに分布したステンレススチ
    ールのファイバであることを特徴とする請求の範囲13に
    記載の書類。
  15. 【請求項１５】前記デジタルマークは前記書類の磁気条
    片の磁気フラックスパターンの形態であることを特徴と
    する請求の範囲12ないし14のいずれかに記載の書類。
  16. 【請求項１６】長さが８ないし12cm,幅が４ないし8cm
    で、縦方向に磁気条片を有した方形カードの形態である
    ことを特徴とする請求の範囲12ないし15のいずれかに記
    載の書類。
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