JP4968430B2 - セキュリティ情報目視判定装置 - Google Patents

Description

本発明はセキュリティ情報目視判定装置に関する。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判定装置に関する。
すなわち、赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを同一基板に配置させた光源を有する装置により、各ＬＥＤの発光を順次切り替えして照射し、その反射光を目視で観察して蛍光発光パターンを判定し、この種セキュリティ情報媒体の真贋判定を確実にできるようにしたセキュリティ情報目視判定装置に関する。
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。

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。

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。

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。

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。

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判定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。

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８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目視判定できる装置を提案するものである。

蛍光インクの記録情報読取装置として提案されているものには、例えば、特許文献７があるが、このものは光源としては単一のＬＥＤのみを使用しＣＣＤセンサで読み取りするものであり、本願とは目的と構成を異にしている。特許文献４、特許文献５も波長９８０ｎｍの赤外線または半導体レーザを使用すると記載するのみで具体的な光源構成については明らかにしていない。

特開平８−６９０２５号公報 特開平８−２５９９４２号公報 特開平６−１０２５５０号公報 特開２００３−３４０９５４号公報 特開２００３−２８８０１９号公報 特公平２−１２１９６号公報 特開平１１−２０９６７５号公報 特願２００５−００７１２６

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判定装置が提供されていなかった。
そこで、本願出願人は、そのような複合したセキュリティ情報媒体であっても、あるいはセキュリティ内容が明確でなくても、手軽に目視判定できる装置の実現を図るべく、鋭意研究して本発明の完成に至ったものである。

上記課題を解決する本発明の要旨の第１は、セキュリティ情報媒体の判定装置であって、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ピーク発光波長９４０ｎｍの赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの各４個から１２個を、読み取りするセキュリティ情報媒体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、偏在しないように円環状に循環配置し、かつ可視光発光ＬＥＤのセキュリティ情報媒体に対する照射角度が、可視光発光ＬＥＤ自体の角度を変えることにより可変であるようにして当該各ＬＥＤを順次または同時発光照射し、セキュリティ情報媒体から生じる蛍光パターンまたは微細・高精細パターンを目視で読み取りすることを特徴とするセキュリティ情報目視判定装置、にある。

上記課題を解決する本発明の要旨の第２は、セキュリティ情報媒体の判定装置であって、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ピーク発光波長９４０ｎｍの赤外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの各４個から１２個を、読み取りするセキュリティ情報媒体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、偏在しないように円環状に循環配置し、かつ可視光発光ＬＥＤのセキュリティ情報媒体に対する照射角度が、可視光発光ＬＥＤ自体の角度を変えることにより可変であるようにして当該各ＬＥＤを順次または同時発光照射し、セキュリティ情報媒体から生じる蛍光パターンまたは微細・高精細パターンを目視で読み取りすることを特徴とするセキュリティ情報目視判定装置、にある。

上記本発明の要旨の第１および第２において、紫外発光ＬＥＤが、ピーク発光波長３７５ｎｍのものとすることができ、また、ＬＥＤをパルス発光させることができるようにする場合には発光強度を高めることができ判定を確実かつ容易にする。
さらに、ＬＥＤの発光順序を切り替え、かつ同時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、上記本発明の要旨の第１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ているようにすることができ、本発明の要旨の第１および第２において、微細・高精細パターンはホログラム、光回折格子またはマイクロ文字である、ようにすることができる。

（１）本発明のセキュリティ情報目視判定装置は、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判定できる。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判定できる。
（２）光源としてＬＥＤを使用して装置化したので、観察部の設置や光源の姿勢調整といった手間、準備時間を必要とせずに、直ちに判定装置として使用できる簡易操作性を有する。また、電源装置を含め軽量で可搬性に優れる。
（３）光源にＬＥＤを使用しているので、構造的に人体（目）に対して損傷を負わせるレーザ光の危険性が回避され、安全で操作性の優れた装置になっている。
（４）手動により簡単に各ＬＥＤの発光を切り替えることができる。
（５）光源を遮光性筐体内に収容したので、判定装置が自然光下に置かれていても、蛍光発光を確実に識別できる装置を実現している。すなわち、読取時に暗室等の周囲環境を必要としない。

本発明は、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、の組み合わせから構成されるセキュリティ情報媒体の判定装置である。

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。

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判別することができる。

マイクロ文字もセキュリティ情報媒体に多用されている。特開２００２−２７４００１号公報は、反射角度により異なる色彩を呈する鱗片状粉末含有層に、長辺０．５ｍｍのマイクロ文字を設けた画像記録体を記載している。特開平１０−７６７４５号公報は、無機蛍光体を含有する第１の印刷層にマイクロ文字からなる情報を形成した偽造防止印刷物を提案している。特開２０００−１５９３９号公報は、蛍光潜像によりマイクロ文字を形成することを記載している。当該公報の場合、マイクロ文字は０．２ポイントの大きさ、好ましくは０．１ポイントの大きさを推奨している。１ポイント＝０．３７５９ｍｍとした場合、０．１ポイントは、３８μｍ程度となる。本願の微細・高精細パターンとは、ホログラムや回折格子パターンを生じるような光の波長オーダーから最大でも長辺０．５ｍｍ程度のマイクロ文字の大きさと考えることができる。

以下、本発明のセキュリティ情報目視判定装置について図面を参照して説明する。
図１は、セキュリティ情報目視判定装置の概略外観図、図２は、判定装置本体部の鉛直方向断面図、図３と図４は、光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図、図５は、ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図、図６は、ＬＥＤに対する電源系統を示す図、図７は、ＬＥＤに加えられるパルス波形を示す図、図８は、セキュリティ情報媒体の例を示す図、である。

本発明のセキュリティ情報目視判定装置１は、図１外観図のように、判定装置本体部２に電源装置６が接続コード７により接続した構成になっている。判定装置本体部２は、遮光性筐体３の内部に光源として３種類または２種類のＬＥＤを内蔵している。
３種類のＬＥＤを内蔵する場合は、第１の発明（請求項１）に該当し、赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤを備えている。赤外発光ＬＥＤは、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のためである。それぞれ所定の蛍光強度が得られるように複数個のＬＥＤが用いられる。

２種類のＬＥＤを内蔵する場合は、第２の発明（請求項２）に該当し、赤外発光ＬＥＤと紫外発光ＬＥＤを備えることになる。第１の発明のように全てのＬＥＤを備えれば全てのセキュリティ情報媒体の判定に適するが、装置の大型化とコスト高を招く問題がある。従って、セキュリティ情報媒体の内容に応じて２種のＬＥＤのみを選択すれば装置の簡易化を図ることができる。

電源装置６は、ＬＥＤに電力を供給するもので、レギュレータにより電圧を可変するようにされている。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。電源スイッチ６１は判定装置本体部２側に備えるのが使用勝手がよい。図１には、図示してないが、ＬＥＤ切替スイッチをさらに備えることができる。

遮光性筐体３の外形は図１のように２段の円筒状にしてもよく、截頭した円錐状体や立方体形状のものであってもよい。外光が入らないようにし内面は無反射性にする。
上面３ｕおよび下面３ｄは平行な平面開口を形成していて、上面３ｕ側開口から蛍光像を観察して読み取りする。上面側には好ましくは蛍光像を拡大して目視観察可能なように凸レンズ５を装着する。下面３ｄ側はセキュリティ情報媒体１０面に直接載置し、ＬＥＤ照射して蛍光像を観察可能にするため、少なくとも照射部分が開口面にされている。

複数種のＬＥＤの先端は、下面３ｄ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。図示してないが、複数種のＬＥＤ４の下面側であって、セキュリティ情報媒体１０との間に集光レンズを設けてもよい。
遮光性筐体３の縦寸法（筒長）Ｌは、凸レンズ５の焦点距離等により調製する。遮光性筐体３は、プラスチック成型材料が好適に用いられるが、鉄板やアルミニウム板等の金属材料でも構成できる。

遮光性筐体３の下面３ｄは、通常、観察するセキュリティ情報媒体１０に直接接触するようにするが、数ｍｍ程度の範囲内であれば、情報媒体から一定の間隔距離を置いて位置するようにしてもよい。その場合は遮光性筐体３を支持する脚部を設ける。ただし、間隔距離が、あまり大きくなる場合は、外光が多くなり蛍光発光像の視認が困難となる。セキュリティ情報媒体１０は試料台１５に平面状に載置されて読み取りされる。

図２は、判定装置本体部の鉛直方向断面図であるが、第１発明の場合を示している。
遮光性筐体３の下面３ｄ側に接近してＬＥＤ４が複数個配置される。図２の場合、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は情報媒体の識別情報１２に接近する方が強い蛍光発光が得られるが、ＬＥＤ４の設置位置はＬＥＤの発光強度により可変できる。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。

セキュリティ情報媒体１０は、当該複数個の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の上方の凸レンズ５に到達する。観察者は、この蛍光像を観察して情報記録媒体の真偽を判定する。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。

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。

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。

蛍光発光像は、肉眼で観察可能であるが、接眼部に凸レンズ５を設けることにより拡大された識別情報が見られ視認が容易になる。凸レンズ５は、プラスチックレンズでもガラスレンズであっても構わない。凸レンズ５から５０ｍｍの位置にセキュリティ情報媒体１０がある場合、焦点距離３０〜４０ｍｍ程度の凸レンズで、１．３〜４倍程度の拡大率が得られ、好適と考えられる。凸レンズ５は、上面側開口形状に合わせて円形等のものが用いられるが、その周囲を金属製枠体等で支持して遮光性筐体３に装着できる。

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。

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Ｌ（図１）は拡大される。

図３は、光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図であって、第１発明の場合である。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を凸レンズ５に到達させるためである。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。

図４も、光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図であるが、第２発明の場合である。この例では、８個の赤外発光ＬＥＤ４ｒと８個の可視光発光ＬＥＤ４ｇが備えられている。ＬＥＤ４が配線基板８等に取り付けされるのは、図３の場合と同様である。この例の特徴は、可視光発光ＬＥＤ４ｇには、ＬＥＤの照射角度を可変に調製する機構が設けられていることである。各可視光発光ＬＥＤ４ｇは、その略中心部分を支点として配線基板８に支持されているが、当該支点から上方に数ｍｍ離れたＬＥＤ４ｇの端子引出し側部分に照射角度を調製する部材２０ａ，２０ｂが結合している。当該部材２０ａ，２０ｂを遮光性筐体３の外側の螺子２１ａ，２１ｂを回転して、矢印ｙ１，ｙ２のように微小距離出入させることにより照射角度が可変にされる。可視光発光ＬＥＤ４ｇは、蛍光像の視認の妨げとなるので、通常、凸レンズ５側に光を発しないように反射板等が設けられる。したがって、部材２０ａ，２０ｂは当該反射板等に結合させればよい。
部材２０ａ，２０ｂは、開口８ｐの右側のＬＥＤ４ｇと左側のＬＥＤ４ｇを分割して角度調製するのが好ましく、螺子２１ａ，２１ｂも左右双方に設ける。

照射角度を可変にするのを可視光発光ＬＥＤ４ｇに限るのは、ホログラムや光回折格子のような微細・高精細パターンにおいては、通常、可視光の照射により立体感や回折光を生じるようにされているからである。特に照射角度が変わることにより、回折光が顕著に変化し、ホログラムの隠しパターンが現れるようにされている場合もある。ＬＥＤは完全な指向性光源ではないが、角度調製によりある程度の指向性改善効果は得られる。
右側のＬＥＤ４ｇと左側のＬＥＤ４ｇを分割して角度調製するのが好ましいのは、一様に同方向に傾斜させると片側は識別情報１２部分を照射しなくなるからである。したがって、片側だけのＬＥＤ４ｇのみを用いられるように、当該側ＬＥＤ４ｇのみを電源オンとし、他方側のＬＥＤ４ｇは点灯しないように電源オフにさせる回路を設けてもよい。
このようなＬＥＤ４ｇの照射角度調製機構は、第１の発明の判定装置に使用してもよいものである。

図５は、ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図である。ＬＥＤ切替スイッチ６２は電源装置６の表面あるいは遮光性筐体３の側面に取り付けする。電源スイッチ６１の「ＯＮ」「ＯＦＦ」によりＬＥＤの発光が可能になる。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。第２発明の場合は、いずれか２種の表示ランプとなるのは当然のことである。

図６は、ＬＥＤに対する電源系統を示す図であるが、第１発明の場合である。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。第２発明の場合は、ＬＥＤ４ｒとＬＥＤ４ｖのいずれかとＬＥＤ４ｇの２種光源となる。ＬＥＤ４ｇを右側と左側に分けてもよいのは前記のとおりである。
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。

図７は、ＬＥＤに加えられるパルス波形を示す図である。発光出力をパルス発生器６４により発生させ、ＬＥＤをパルス発光せさる。図７の場合、パルス幅ｔｗ＝１００μｓｅｃ（周期Ｔ＝１０ｍｓｅｃ）であることを示しているがパルス幅ｔｗ＝１００μ〜１５０μｓｅｃの範囲で可変である。パルス幅が短く周期も短い場合、視覚的には連続発光しているようにも見える。このようにパルス発光することで発光強度を高められる。

次に、セキュリティ情報媒体について説明する。図８は、セキュリティ情報媒体１０の例を示す図である。図８（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８（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。可視光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８（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

セキュリティ情報目視判定装置１を、図１の外観図のように構成した。遮光性筐体３として黒色のフェノール樹脂により２段の円筒状に成型したものを使用した。遮光性筐体３の内面は黒色の無反射発泡ゴムシート貼りにした。
セキュリティ情報判定装置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の底面に近く配線基板８を設け、当該配線基板８の中心部に開口８ｐ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のものを使用した。また、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。

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２５ｍｍ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、凸レンズ５に到達することになる。

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。

上記のセキュリティ情報媒体１０の上に先に製作したセキュリティ情報目視判定装置１の遮光性筐体３を置き、固定識別情報１２印刷部が、１８個のＬＥＤ４の集光部に位置するように調整してから、ＬＥＤをパルス幅ｔｗ＝１００μｓｅｃ（周期Ｔ＝１０ｍｓｅｃ）の条件で間欠照射すると、凸レンズ５を通して識別情報１２が緑色に蛍光発光するのを観察することができた。

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目視判定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。

セキュリティ情報目視判定装置の概略外観図である。 判定装置本体部の鉛直方向断面図である。 光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図である。 光源部におけるＬＥＤの配置を示す平面図である。 ＬＥＤ切替スイッチ部を示す図である。 ＬＥＤに対する電源系統を示す図である。 ＬＥＤに加えられるパルス波形を示す図である。 セキュリティ情報媒体の例を示す図である。

符号の説明

１ セキュリティ情報目視判定装置
２ 判定装置本体部
３ 遮光性筐体
４ ＬＥＤ
５ 凸レンズ
６ 電源装置
７ 接続コード
８ 配線基板
１０ セキュリティ情報媒体
１１ 基材
１２ 識別情報
１３ａ，１３ｂ 可変識別情報
１４ 固定情報
１５ 試料台
２０ａ，２０ｂ 部材
２１ａ，２１ｂ 螺子
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

Claims (7)

1. セキュリティ情報媒体の判定装置であって、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ピーク発光波長９４０ｎｍの赤外発光ＬＥＤ、紫外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの各４個から１２個を、読み取りするセキュリティ情報媒体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、偏在しないように円環状に循環配置し、かつ可視光発光ＬＥＤのセキュリティ情報媒体に対する照射角度が、可視光発光ＬＥＤ自体の角度を変えることにより可変であるようにして当該各ＬＥＤを順次または同時発光照射し、セキュリティ情報媒体から生じる蛍光パターンまたは微細・高精細パターンを目視で読み取りすることを特徴とするセキュリティ情報目視判定装置。
2. セキュリティ情報媒体の判定装置であって、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ピーク発光波長９４０ｎｍの赤外発光ＬＥＤ、可視光発光ＬＥＤの各４個から１２個を、読み取りするセキュリティ情報媒体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、偏在しないように円環状に循環配置し、かつ可視光発光ＬＥＤのセキュリティ情報媒体に対する照射角度が、可視光発光ＬＥＤ自体の角度を変えることにより可変であるようにして当該各ＬＥＤを順次または同時発光照射し、セキュリティ情報媒体から生じる蛍光パターンまたは微細・高精細パターンを目視で読み取りすることを特徴とするセキュリティ情報目視判定装置。
3. 紫外発光ＬＥＤが、ピーク発光波長３７５ｎｍのものであ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目視判定装置。
4. ＬＥＤをパルス発光させ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目視判定装置。
5. ＬＥＤの発光順序を切り替え、または同時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または請求項２記載のセキュリティ情報目視判定装置。
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記載のセキュリティ情報目視判定装置。
7. 微細・高精細パターンがホログラム、光回折格子またはマイクロ文字であ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目視判定装置。

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