JP6128749B2 - 光学読み取り装置、光学読み取り方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、パスポート、書類、各種カード、パス、紙幣、金券、証券、証書、商品券、絵画、切符、公共競技投票券、音楽や映像が記録された記録媒体、コンピュータソフトウェアが記録された記録媒体、各種部品、各種製品、およびそれらのパッケージ等の真正性（真贋性）を識別するための技術に関する。

特許文献１には、コレステリック液晶から選択反射される特定旋回方向の円偏光を検出するために、右円偏光フィルタと左円偏光フィルタを備え、何れかの円偏光フィルタを光路に挿入または光路から退避させる構造の読取装置が記載されている。

特許第４７１４３０１号公報

特許文献１に示される構成では、光路に円偏光フィルタを挿入、および光路から円偏光フィルタを退避させるために、円偏光フィルタを動かす機構部分が必要であり、装置が大型化および複雑化する。また、円偏光フィルタを動かす関係で動作にタイムラグが生じ、識別動作時の動作速度が制限される。

このような背景において、本発明は、コレステリック液晶を用いた識別媒体の識別を行うための光学読み取り装置において、円偏光フィルタの切り替えに可動部を必要としない構造のものを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、読み取りが行われる面の側から、ホログラム加工が施されたコレステリック液晶層と、インクの印刷パターンの層と順に配置された識別媒体から画像の読み取りを行う光学読み取り装置であって、第１の発光手段と、前記第１の発光手段の前に配置され、第１の旋回方向の円偏光を選択的に透過する第１の円偏光フィルタと、第２の発光手段と、前記第２の発光手段の前に配置され、前記第１の旋回方向と逆の第２の旋回方向の円偏光を選択的に透過する第２の円偏光フィルタと、前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の発光のタイミングを制御し、前記第１の円偏光フィルタから前記第１の旋回方向の円偏光の前記識別媒体への照射および前記第２の円偏光フィルタから前記第２の旋回方向の円偏光の前記識別媒体への照射の一方を選択する制御手段とを備えることを特徴とする光学読み取り装置である。請求項１に記載の発明によれば、２つの発光手段の点灯を切り替えることで、コレステリック液晶層からのホログラム像とインクの印刷パターンによる画像とを切り替えて読み取ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記コレステリック液晶層は、ホログラムによって表示される第１のコード情報の表示を行い、前記インクの印刷パターンは、第２のコード情報の表示を行い、前記第１のコード情報の表示と前記第２のコード情報の表示とは、読み取りを行う側から見て少なくとも一部が重なっており、前記第１の円偏光の照射によって前記第１のコード情報の選択的な読み取りが行われ、前記第２の円偏光の照射によって前記第２のコード情報の選択的に読み取りが行われることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、２つのコード情報を同時に読み取った場合に、コードをデコードできないので、高い識別性を得ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記コレステリック液晶層と前記インクの印刷パターンの層との間には、円偏光フィルタ層または前記コレステリック液晶層が選択反射する円偏光と同じ旋回方向の円偏光を反射する全反射コレステリック液晶層が配置されており、前記円偏光フィルタ層は、前記コレステリック液晶層が選択反射する円偏光を選択的に遮断し、前記全反射コレステリック液晶層は、入射した可視光帯域の全ての波長の円偏光を反射する特性、あるいは入射した可視光帯域の全ての波長を有する円偏光を反射する場合と等価な反射特性を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、コレステリック液晶層のホログラム像を選択的に読み取るために、当該コレステリック液晶層が選択反射する円偏光を照射した際に、インクの印刷パターンからの反射光がより低減される。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の旋回方向の照射光の色は、前記コレステリック液晶層が選択反射する色と同じ第１の色であり、前記第２の旋回方向の照射光の色は、前記インクの印刷パターンの色と同じであり、且つ、前記第１の色と異なる第２の色であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、コレステリック液晶層が選択反射する旋回方向の円偏光を照射した場合に、インクの印刷パターンに到達する光成分を原理的に無くすことができるので、コレステリック液晶層からの反射光を選択的に観察できる特性がより顕著に得られる。また、コレステリック液晶層が選択反射しない旋回方向の円偏光を照射した場合に、コレステリック液晶層からの反射が発生する状況が生じないので、インクの印刷パターンからの反射光を選択的に観察できる特性がより顕著に得られる。

本発明によれば、コレステリック液晶を用いた識別媒体の識別を行うための光学読み取り装置において、円偏光フィルタの切り換えに可動部を必要としない構造が提供される。

実施形態の光学読み取り装置の斜視図である。 実施形態の光学読み取り装置のブロック図である。 実施形態の光学読み取り装置で読み取りが可能な識別媒体の断面図である。 図４の識別媒体から光学的に読み取られる２次元バーコード（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態における光学読み取り状態を示す概念図である。 比較例における光学読み取り状態を示す概念図である。 実施形態の光学読み取り装置で読み取りが可能な他の識別媒体の断面図である。 実施形態の光学読み取り装置で読み取りが可能な他の識別媒体の断面図である。 実施形態の光学読み取り装置で読み取りが可能な他の識別媒体の断面図である。

（光学読み取り装置の構成）
図１には、実施形態の光学読み取り装置１０の斜視図が示され、図２には、光学読取装置１０のブロック図が示されている。光学読み取り装置１０は、受光部１１、発光部１２、発光部１３を備えている。受光部１１は、対物レンズ２２および撮像部２３を備えている。対物レンズ２２は、受光部２２の光学系を構成するレンズである。図では光学系として、対物レンズが記載されているが、より複雑な光学系であってもよい。撮像部２３は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳイメージセンサにより構成されたカメラであり、受光部１１が受光した画像を電子データに変化する。

光学読み取り装置１０は、画像認識部２４とコード読み取り部２５を備えている。画像認識部２４は、撮像部２３が撮像した画像の内容を認識する。コード読み取り部２５は、画像認識部２４が認識した画像に写っているコード（バーコード、ホログラムコード、文字コード等）を読み取る。このコードに真贋判定や製品情報等が含まれている。コード読み取り部２５において読み取られたコード情報は、外部に出力される。なお、光学読み取り装置１０の内部にコードの内容に基づく真贋判定やコードの内容に基づく２次情報(例えば、品番や製造履歴等の製品情報)の検出を行う手段を備えた構造も可能である。

図１に示すように、光学読み取り装置１０の正面から見て、発光部１２は、上下３段に配置されている。この上下３段に配置された発光部１２の１段の構成について説明する（他の２段も同じ構成である）。発光部１２は、右円偏光フィルタ１４と発光手段であるＬＥＤ２０を備えている。ここで、ＬＥＤ２０は白色光を発光するものが選定されている。

右円偏光フィルタ１４は、ＬＥＤ２０が発光する光を右円偏光に変換し、右円偏光のみを対象物（図２の上方向）に照射する。右円偏光フィルタ１４は、（１／４）λ板１５と直線偏光フィルタ１６を積層した構造を有している。この構造では、ＬＥＤ２０から発光された光における特定方向に偏光した直線偏光が直線偏光フィルタ１６を透過し、それが（１／４）λ板１５に入射する。直線偏光フィルタ１６の偏光方向の向きと、（１／４）λ板１５の屈折率異方性の向きは、（１／４）λ板１５から図２の上の方向に出射される光が右円偏光となるように設定されている。したがって、ＬＥＤ２０を光源とする白色光は、右円偏光の光として、発光部１２から図の上の方向に出射する。

発光部１３は、上下３段に配置されている。この上下３段に配置された発光部１３の１段の構成について説明する（他の２段も同じ構成である）。発光部１３は、左円偏光フィルタ１７と発光手段であるＬＥＤ２１を備えている。左円偏光フィルタ１７は、ＬＥＤ２１が発光する白色光を左円偏光に変換し、左円偏光のみを対象物（図２の上方向）に照射する。左円偏光フィルタ１７は、（１／４）λ板１８と直線偏光フィルタ１９を積層した構造を有している。この構造では、ＬＥＤ２１から発光された白色光における特定方向に偏光した直線偏光が直線偏光フィルタ１９を透過し、それが（１／４）λ板１８に入射する。直線偏光フィルタ１９の偏光方向の向きと、（１／４）λ板１８の屈折率異方性の向きは、（１／４）λ板１８から図２の上の方向に出射される光が左円偏光となるように設定されている。したがって、ＬＥＤ２１を光源とする光は、左円偏光の光として、発光部１３から出射する。

ＬＥＤ２０と２１の発光のタイミングは、制御部２６によって決められる。制御部２６は、ＬＥＤ２０と２１の電源のＯＮ／ＯＦＦを行ない、ＬＥＤ２０と２１の発光を切り替える制御を行う。発光部１２の構造は、上下３段に限定されず、一箇所から右円偏光が出射する構造、左右に複数を配置する構造、受光部１１の回りの円周上に複数を配置する構造等が可能である。これは、発光部１３についても同じである。

（識別媒体の構成）
図３には、図１および図２示す光学読み取り装置１０によって読み取られる識別媒体１００が示されている。識別媒体１００は、観察が行なわれる側から、ハードコート層１０１、コレステリック液晶層１０２、印刷パターン１０４、粘着層１０５を備えた層構造を有している。ハードコート層１０１は、透明で透過する光の偏光の状態を乱さない材質で構成された保護層である。

コレステリック液晶層１０２には、型押しによるホログラム加工１０３が施されている。この例において、コレステリック液晶層１０２は、赤の右円偏光を選択反射する設定とされている。勿論、他の色の中心波長を選択反射する設定や左円偏光を選択反射する設定も可能である。ホログラム加工１０３は、図４（Ａ）に例示する２次元バーコードを表示するホログラム像を構成する。すなわち、コレステリック液晶層１０２に形成されたホログラム加工１０３は、型押しによるエンボス模様をコレステリック液晶層１０２に形成したもので、コレステリック液晶層１０２からの反射光を観察した際に、このエンボス模様に起因する光学干渉により、図４（Ａ）に例示する２次元バーコードが観察される。なお、ホログラム加工１０３は、コレステリック液晶層１０２のどちらの面の側(上面または下面)から施されていても良く、いずれの場合であっても同様な光学機能が得られる。

印刷パターン１０４は、コレステリック液晶層１０２の片面（この例の場合は、図３の下側の面）にインクジェット法によりインクを特定のパターンで印刷することで構成されている。印刷パターン１０４は、図４（Ｂ）に示す２次元バーコードを表示するためのパターンを有している。図４（Ａ）に示すホログラム加工１０３に起因するホログラム像による２次元バーコードと、図４（Ｂ）に示す印刷パターン１０４に起因する２次元バーコードとは、図４に例示するように図柄が異なり、異なるコード内容を示すものに設定されている。また、図４（Ａ）に示す２次元バーコードと図４（Ｂ）に示す２次元バーコードは、識別媒体１００の厚み方向において少なくとも一部が重なっている。

粘着層１０５は、透明なものが使用される。但し、図４（Ｂ）の二次元バーコードの読み取りに影響を与えない範囲であれば、光吸収層として機能する黒色や濃い青等の暗色の顔料を混ぜても良い。粘着層１０５は、識別媒体１００を対象物に貼り付ける機能と、必要に応じてコレステリック液晶層１０３と印刷パターン１０４の背後を暗色にする光吸収層としての機能を有している。なお、対象物に貼り付けていない状態においては、粘着層１０５の露出面に図示省略したセパレータ（離型紙）が貼り付けられている。

（識別方法）
図１の光学読み取り装置１０を用いて図３の識別媒体１００の識別を行う方法の一例を説明する。識別は、光学読み取り装置１０を識別媒体１００のハードコート層１０１の側の面に正対させた状態で行なう。まずＬＥＤ２０を発光させ、ＬＥＤ２１を発光させない場合を説明する。この状態が、図５に概念的に示されている。この場合、ＬＥＤ２０から発光された光は、右円偏光フィルタ１４で右円偏光とされ、識別媒体１００に照射される。

ここで、ＬＥＤ２０からコレステリック液晶層１０２に入射する光は、右円偏光のみであり、ＬＥＤ２０に起因するコレステリック液晶層１０２への入射光には、左円偏光および直線偏光は含まれない。よって、印刷パターン１０４からの反射は弱く、コレステリック液晶層１０２からの反射が主となり、コレステリック液晶層１０２に設けられたホログラム加工１０３に起因する２次元バーコード（図４（Ａ）参照）が画像認識部２４（図２参照）で認識され、さらにそのコード内容がコード読み取り部２５で読み取られる。この際、印刷パターン１０４により構成された図４（Ｂ）の２次元バーコードは読み取られない。

次に、ＬＥＤ２１を発光させ、ＬＥＤ２０を発光させない場合を説明する。この場合、ＬＥＤ２１から発光された光は、左円偏光フィルタ１７で左円偏光とされ、識別媒体１００に照射される。ここで、ＬＥＤ２１からコレステリック液晶層１０２に入射する光は、左円偏光のみであるので、右円偏光を選択反射する設定のコレステリック液晶層１０２を透過し、印刷パターン１０４に到達する。印刷パターン１０４に到達した左円偏光は、印刷パターン１０４で反射され、その際に偏光の状態に乱れが生じ、コレステリック液晶層１０２を透過可能な偏光成分（以下、その他の偏光成分と記載）が、コレステリック液晶層１０２の方向（図の上の方向）に反射される。

印刷パターン１０４で反射されたその他の偏光成分は、コレステリック液晶を透過し、受光部１１に入射する。このその他の偏光成分は、印刷パターン１０４からの反射光であり、図４（Ｂ）に示す２次元バーコードの画像を含んでおり、またコレステリック液晶層１０２を透過する。したがって、図４（Ｂ）に示す２次元バーコードの画像が画像認識部２４（図２参照）で認識され、さらにそのコード内容がコード読み取り部２５で読み取られる。この際、コレステリック液晶層１０２は、光学的に透明であり見えないので、図４（Ａ）の２次元バーコードは読み取られない。

以上述べたように、ＬＥＤ２０とＬＥＤ２１の一方を点灯させ、他方を点灯させないことで、図４（Ａ）および(Ｂ)に示す２次元バーコードの一方のみを選択的に読み取ることができる。また、ＬＥＤ２０とＬＥＤ２１の一方を点灯させ、他方を点灯させないことで、図４（Ａ）識別媒体からの反射光を人間が観察する場合において、コレステリック液晶層１０２からのホログラム反射像を選択的に視認する場合と、印刷パターン１０４の画像を選択的に視認する場合とを切り替えることができる。

以上述べた識別媒体１００からの情報の読み出しの手順をソフトウェアプログラムによって実行することもできる。この場合、制御部２６をコンピュータとして機能させ、制御部２６が備えたメモリ領域（あるいはその他の適当な部分に設けられた記憶領域）に、上記の手順を実行するためのプログラムを格納する。そして、コンピュータとして機能する制御部２６によって、このプログラムを読み取らせて実行させ、上記の手順を光学読み取り装置１０に実行させる。なお、当該プログラムは、適当な記憶媒体に格納し、そこから提供される形態であってもよい。また、市販のパーソナルコンピュータにおいて、当該プログラムを実行させ、このパーソナルコンピュータから制御信号を制御部２６に送り、光学読み取り装置１０の動作を制御する形態も可能である。

（比較例）
以下、ＬＥＤの前に円偏光フィルタを配置するのではなく、自然光を識別媒体１００に照射し、円偏光フィルタを介してその反射光を観察する場合を説明する。図６には、この場合を概念的に示した図が示されている。図６は、図５に対応するものであり、円偏光フィルタを光源の前に置くか、検出部の前に置くかの点で、図５と状況が異なっている。なお、図６の場合、円偏光フィルタ１４，１７は取り外し、発光部１２，１３から出射する白色光は、特定の偏光状態となっていない状態であるとする。

この場合、コレステリック液晶層１０２から赤の右円偏光が反射され、他の成分（赤以外の右円偏光、左円偏光、直線偏光）は、コレステリック液晶層１０２を透過し、印刷パターン１０４に到達する。コレステリック液晶層１０２から反射した赤の円偏光は、右円偏光フィルタ６０１を透過し、受光部１１で受光される。

一方、印刷パターン１０４に到達した光成分は、そこで反射される。この際、偏光の状態に乱れが生じ、コレステリック液晶層１０２を透過可能な偏光成分（以下、その他の偏光成分と記載）が、印刷パターン１０４からコレステリック液晶層１０２の方向（図の上の方向）に反射される。このその他の偏光成分は、コレステリック液晶層１０２を図の下から上の方向に向かって透過し、右円偏光フィルタ６０１を透過し、受光部１１で受光される。

すなわち、図６の場合、右円偏光フィルタ６０１を介しての識別媒体１００からの反射光の検出であるにも係らず、図４（Ａ）の２次元バーコードと図４（Ｂ）の２次元バーコードとが同時に検出される。図４（Ａ）の２次元バーコードと図４（Ｂ）の２次元バーコードとは、重なる部分があるので、図６の比較例の場合、個別に２つの２次元バーコードのコード情報を検出することはできない。また、円偏光フィルタ６０１を用いず、直接識別媒体１００からの反射光を検出した場合も、図４（Ａ）の２次元バーコードと図４（Ｂ）の２次元バーコードとが同時に検出され、事情は同じとなる。

次に、図６における右円偏光フィルタ６０１を左円偏光フィルタ６０２に置き換えた場合の例を説明する。この場合、コレステリック液晶層１０２から反射された赤の右円偏光が円偏光フィルタ６０２で遮断されるので、印刷パターン１０４からの反射光が選択的に受光部１１に至り、光学読み取り装置１０は、図４（Ｂ）の２次元バーコードを選択的に検出することができる。

以上、図６を利用して説明したように、識別媒体１００からの反射光を、円偏光フィルタを介して検出する場合、左右の円偏光フィルを切り替えても、図４に示す２つの２次元バーコードは切り代わらず、個別に検出できない。

（その他）
図４には、２次元バーコードの例が示されているが、コード表示の形態はそれに限定されず、１次元バーコード、マイクロ文字コード、ＯＣＲコード、それら複数の組み合わせであってもよい。また、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すコードの一方を図柄表示とし、コードと図柄の一方を選択的に読み取る形態とすることも可能である。この場合、人間が観察しての識別や画像解析による識別が行われる。なお、コード表示以外の図柄としては、文字、図形、模様、各種のデザイン表示、それらの組み合わせ等が挙げられる。

（変形例）
図１および図２に示す光学読み取り装置１０において、発光部１２が発光する色と、図３に示す識別媒体１００におけるコレステリック液晶層１０２が選択反射する色とを特定の同じ第１の色とする。また、発光部１３が発光する色と、印刷パターン１０４の色とを特定の同じ色であり、且つ、前記第１の色と異なる第２の色とする。例えば、発光部１２が赤色を発光し、コレステリック液晶層１０２が赤色の右円偏光を選択反射する設定する。また、発光部１３が緑色を発光し、印刷パターン１０４を構成するインクを緑色とする。なお、発光部１２，１３の発光色を特定の色とする方法としては、カラーフィルタを用いる方法や特定の色を発光するＬＥＤを用いる方法が挙げられる。

この場合、図５に示す動作形態において、識別媒体１００に光学読み取り装置１０から赤の右円偏光が照射されるが、その全てがコレステリック液晶層１０２で反射される。このため、印刷パターン１０４に到達する光はほとんどなく、印刷パターン１０４が見えない状況がより顕著となる。つまり、図４（Ａ）の２次元バーコードが見え、図４（Ｂ）の２次元バーコードが見えない状況がより顕著になる（よりＳ／Ｎ比が高くなる）。

また、ＬＥＤ２１を発光させＬＥＤ２０を発光させない場合、識別媒体１００に緑の左円偏光が照射される。この際、コレステリック液晶層１０２からの反射はなく、緑の印刷パターン１０４が選択的に鮮明に見える。つまり、図４（Ａ）の２次元バーコードが見えず、図４（Ｂ）の２次元バーコードが見える。例えば、偏光状態の乱れに起因して、仮に右円偏光が生じても、そこには赤の成分はないので(照射されているのは、緑である)、コレステリック液晶層１０２からの反射は発生せず、コレステリック液晶層１０２に形成された図４（Ａ）に示すホログラム像が見える可能性は極めて小さい。

なお、発光部１２が緑色を発光し、コレステリック液晶層１０２が緑色の左円偏光を選択反射する設定とし、更に発光部１３が赤色を発光し、印刷パターン１０４赤色とする等の他の組み合わせも可能である。

（他の識別媒体１）
図７には、光学読み取り装置１０で読み取りが可能な識別媒体２００が示されている。識別媒体２００は、特許第４７１４３０１号公報に記載された技術を利用している。識別媒体２００は、図３に示す識別媒体１００の構造において、更に円偏光フィルタ層２０１を加えた構造を有している。なお、図７において、図３と同じ符合の部分は、図３に関連して説明内容と同じである。

円偏光フィルタ層２０１は、読み取りを行う側から見て、（１／４）λ板２０２と直線偏光フィルタ層２０３とが積層された構造を有し、コレステリック液晶層１０２が選択反射する円偏光（この場合は右円偏光）を選択的に遮断し、それと逆旋回方向の円偏光（この場合は、左円偏光）を選択的に透過する。また、円偏光フィルタ層２０１は、コレステリック液晶層１０２の側の面と反対の面から自然光を入射させた場合に、コレステリック液晶層１０２が選択反射する円偏光の旋回方向とは逆の旋回方向の円偏光（この場合は、左円偏光）をコレステリック液晶層１０２に向かって選択的に透過する。

この構造では、識別媒体２００に右円偏光を照射した場合において、コレステリック液晶層１０２を透過した赤以外の右円偏光は、円偏光フィルタ層２０１で遮断され、印刷パターン１０４に到達しない。したがって、識別媒体２００に右円偏光を照射した場合、コレステリック液晶層１０２からの反射光のみが優先的に読み取られ、印刷パターン１０４からの反射光はほとんど読み取れない。つまり、図４（Ａ）の２次元バーコードが読み取られ、図４（Ｂ）の２次元バーコードが読み取れない状態がより顕著になる。

また、この構造では、印刷パターン１０４から反射し、コレステリック液晶層１０２に入射する入射光が左円偏光のみとなるので、図６の比較例に関して説明した問題、すなわち、自然光が照射された環境下における右円偏光フィルタを介した観察において、印刷パターン１０４が見えてしまう問題が生じない。なお、コレステリック液晶層１０２が左円偏光を選択反射する設定の場合は、円偏光フィルタ層２０１は、左円偏光を遮断し、右円偏光を選択的に透過する設定とされる。

（他の識別媒体２）
図８には、光学読み取り装置１０で読み取りが可能な識別媒体３００が示されている。識別媒体３００は、図３に示す識別媒体１００の構造において、コレステリック液晶層１０２の下側の面に可視光全域反射コレステリック液晶層３０１を重ねた構造を有している。

可視光全域反射コレステリック液晶層３０１は、右円偏光を選択的に反射し、且つ、自然光が当たっている状態において、選択反射された円偏光を観察した際にそれが可視光全域の光に見える光学的な性質を有している。つまり、特定の波長帯域を選択反射するのではなく、入射した可視光帯域の全ての波長を反射する特性、あるいは入射した可視光帯域の全ての波長を反射する場合と等価な反射特性を有している。

なお、便宜上可視光全帯域と称しているが、可視光の帯域の全ての成分を含んでいる場合に限定されず、その中の複数の波長ピークの組み合わせにより、人間が視認した際に可視光全域の波長を含む光に見える波長スペクトルを有した反射特性の場合も含まれる。また、ここでは、可視光全域反射コレステリック液晶層３０１が右円偏光を選択反射する場合の例を説明するが、左円偏光を選択反射する設定とすることも可能である。

以下、可視光全域反射コレステリック液晶層３０１について詳細に説明する。まず、通常のコレステリック液晶層では、特定旋回方向で、且つ、赤や緑といった特定の中心波長の円偏光を選択的に反射し、逆旋回方向の円偏光、直線偏光、および上記特定旋回方向の光であっても上記の中心波長以外の波長成分の円偏光は反射せずに透過する。これは、コレステリック液晶層のピッチの寸法により、選択反射される光の波長が決まっているからである。これに対して、可視光全域反射コレステリック液晶層３０１は、特定旋回方向の可視光帯域全体（あるいはそう見なせる波長スペクトル）の円偏光を選択的に反射する。もちろん、直線偏光および逆旋回方向の円偏光は透過する。この光学特性は、複数のピッチのコレステリック液晶層を複合化することで得られる。可視光全域コレステリック液晶については、例えば、特許第３３７３３７４号公報に記載されている。

可視光全域反射コレステリック液晶層３０１は、第１のコレステリック液晶層３０２、第２のコレステリック液晶層３０３、第３のコレステリック液晶層３０４の３層から構成されている。ここで、コレステリック液晶層３０２は、赤（波長650±100nm）の右円偏光を選択的に反射する設定とされ、コレステリック液晶層３０２は、緑（波長550±100nm）の右円偏光を選択的に反射する設定とされ、コレステリック液晶層３０３は、青（波長450±100nm）の右円偏光を選択的に反射する設定とされている。また、第３のコレステリック液晶層３０４の粘着層１０５の側には、印刷パターン１０４が形成されている。

この３層構造の可視光全域反射コレステリック液晶層３０１に自然光が、図８の上の方向から入射する場合を考える。この場合、赤の右円偏光が第１のコレステリック液晶層３０２から選択的に反射され、緑の右円偏光が第２のコレステリック液晶層３０３から選択的に反射され、青の右円偏光が第３のコレステリック液晶層３０４から選択的に反射される。この際、第１のコレステリック液晶層３０２は、緑と青の波長成分をその偏光の状態に係らず透過し、第２のコレステリック液晶３０３は、青の波長成分をその偏光の状態に係らず透過するので、赤、緑、青の右円偏光が可視光全域反射コレステリック液晶層３０１から図８の上の方向に反射される。

可視光全域反射コレステリック液晶層３０１としては、図８に示す積層タイプの他に、赤、緑、青の同旋回方向の円偏光を選択反射する特性の３種類のコレステリック液晶を50μm程度の幅でストライプ状、格子状、ドット状に形成した構成を採用することも可能である。また、コレステリック液晶のピッチをグラデーションのように連続的に可変させ、幅をもった波長帯域の円偏光を反射する特性に調整したものを可視光全域反射コレステリック液晶層１０５として利用することもできる。

また、ＲＧＢではなく、２色あるいは４色以上の組み合わせによって、人間の目で見た際に可視光全域の光が反射されたかのように見える状態を作り出すことも可能である。勿論、可視光帯域全体を極力まんべんなくカバーする波長スペクトルの反射光が得られるようにし、実質的に可視光の全帯域が反射される特性とすることも可能である。なお、可視光全域反射コレステリック液晶層３０１の厚さは０．５μｍ〜１０μｍの範囲、好ましくは１μｍ〜５μｍの範囲の値とすることが好ましい。

識別媒体３００の光学機能は、基本的に識別媒体１００と同じであるが、ＬＥＤ２０からの右円偏光を入射させた場合では、コレステリック液晶層からの反射光の強度が、単色の反射を行なう場合（例えば、図３の識別媒体の場合）よりも強くなるので、印刷パターン１０４からの反射はさらに弱くなり、ホログラム加工１０３に起因するホログラム像(例えば、図４（Ａ）に示す２次元バーコードの画像)の反射光をより鮮明に検出（あるいは観察）することができる。

（他の識別媒体３）
図９には、光学読み取り装置１０で読み取りが可能な識別媒体４００が示されている。識別媒体４００は、図４に示すホログラム像の２次元バーコード（図４（Ａ））と印字パターンによる２次元バーコード（図４（Ｂ））とを平面的に並べ、さらに印字パターンによる２次元バーコードを、ロイコ染料等を用いたリライト印字により形成した例である。なお、図３と同じ符合の部分は、図３に関連して説明した内容と同じである。

図９に示す識別媒体４００は、第１のコード形成領域４０３と第２のコード形成領域４０４を備えている。第１のコード形成領域４０３には、ホログラム加工１０３に起因する図４（Ａ）に例示する２次元バーコード表示が形成されている。第２のコード形成領域４０４には、リライト層の印字パターン４０２による図４（Ｂ）に例示する２次元バーコード表示が形成されている。ここで、符合４０１は、ＰＥＴ等のフィルム基材であり、フィルム基材４０１の表面側にはリライト層が設けられ、裏面側には、粘着層１０５が設けられている。

リライト層の印字パターン４０２は、専用の印字および消去装置を用いての書き換えが可能である。ここで、第１のコード形成領域４０３に形成されたコードと第２のコード形成領域４０４のコード情報を組み合わせることにより、予め定められた特定の情報が得られる設定とされている。

以下、識別媒体４００の識別機能について説明する。ここでは、コレステリック液晶層１０２が右円偏光を選択反射する設定とされ、図１に示す光学読み取り装置１０を用いての光学読み取りを行う場合を説明する。

まず、発光部１２を発光させ、発光部１３を発光させないで、読み取りを行う場合を説明する。この場合、印刷パターン４０２からの反射光とコレステリック液晶層１０２からの反射光が受光部１１に入射する。したがって、図４（Ａ）および（Ｂ）に示す２次元バーコードが光学読み取り装置１０により読み取られ、識別媒体４００に表示されているコードの内容を読み取ることができる。

そして、発光部１２を発光させず、発光部１３を発光させた場合、コレステリック液晶層１０２に左円偏光が照射されるので、印刷パターン４０２からの反射光は読み取れるが、コレステリック液晶層１０２からの反射光は読み取れない。したがって、図４（Ａ）および（Ｂ）に示す２次元バーコードの一方しか光学読み取り装置１０は読み取れず、識別媒体４００に表示されているコードの内容の読み取りはできない。このように発光パターンと読み取りデータのパターンから真贋判定をすることが可能となる。また、第１のコード形成領域４０３には図７もしくは図８のタイプでも使用可能である。

リライト印刷を用いた場合、コードの内容を適宜書き換えることができるので、識別媒体４００の構造は、例えば、通勤定期券や通行証のような定期的に内容を一部書き換えることが必要な対象物の識別に利用することができる。また、図４(Ａ)のホログラムコードを用いて図４(Ｂ)の印刷パターンコードを暗号化させれば、さらにセキュリティ性が高くなる。

本発明は、真贋の識別を行うための技術に利用することができる。

１０…光学読み取り装置、１１…受光部、１２…発光部、１３…発光部、１４…右円偏光フィルタ、１５…（１／４）λ板、１６…直線偏光フィルタ、１７…左円偏光フィルタ、１８…（１／４）λ板、１９…直線偏光フィルタ、１００…識別媒体、１０１…ハードコート層、１０２…コレステリック液晶層、１０３…ホログラム加工、１０４…印刷パターン、１０５…粘着層、２００…識別媒体、２０１…円偏光フィルタ層、２０２…（１／４）λ板、２０３…直線偏光フィルタ層、３００…識別媒体、３０１…可視光全域反射コレステリック液晶層、３０２…赤の右円偏光を選択反射するコレステリック液晶層、３０３…緑の右円偏光を選択反射するコレステリック液晶層、３０４…青の右円偏光を選択反射するコレステリック液晶層、４００…識別媒体、４０１…フィルム基材、４０２…印字パターン、４０３…第１のコード形成領域、４０４…第２のコード形成領域。

Claims (4)

1. 読み取りが行われる面の側から、ホログラム加工が施されたコレステリック液晶層と、インクの印刷パターンの層と順に配置された識別媒体から画像の読み取りを行う光学読み取り装置であって、
   第１の発光手段と、
   前記第１の発光手段の前に配置され、第１の旋回方向の円偏光を選択的に透過する第１の円偏光フィルタと、
   第２の発光手段と、
   前記第２の発光手段の前に配置され、前記第１の旋回方向と逆の第２の旋回方向の円偏光を選択的に透過する第２の円偏光フィルタと、
   前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の発光のタイミングを制御し、前記第１の円偏光フィルタから前記第１の旋回方向の円偏光の前記識別媒体への照射および前記第２の円偏光フィルタから前記第２の旋回方向の円偏光の前記識別媒体への照射の一方を選択する制御手段と
   を備えることを特徴とする光学読み取り装置。
2. 前記コレステリック液晶層は、ホログラムによって表示される第１のコード情報の表示を行い、
   前記インクの印刷パターンは、第２のコード情報の表示を行い、
   前記第１のコード情報の表示と前記第２のコード情報の表示とは、読み取りを行う側から見て少なくとも一部が重なっており、
   前記第１の円偏光の照射によって前記第１のコード情報の選択的な読み取りが行われ、
   前記第２の円偏光の照射によって前記第２のコード情報の選択的に読み取りが行われることを特徴とする請求項１に記載の光学読み取り装置。
3. 前記コレステリック液晶層と前記インクの印刷パターンの層との間には、円偏光フィルタ層または前記コレステリック液晶層が選択反射する円偏光と同じ旋回方向の円偏光を反射する全反射コレステリック液晶層が配置されており、
   前記円偏光フィルタ層は、前記コレステリック液晶層が選択反射する円偏光を選択的に遮断し、
   前記全反射コレステリック液晶層は、入射した可視光帯域の全ての波長の円偏光を反射する特性、あるいは入射した可視光帯域の全ての波長を有する円偏光を反射する場合と等価な反射特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学読み取り装置。
4. 前記第１の旋回方向の照射光の色は、前記コレステリック液晶層が選択反射する色と同じ第１の色であり、
   前記第２の旋回方向の照射光の色は、前記インクの印刷パターンの色と同じであり、且つ、前記第１の色と異なる第２の色であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学読み取り装置。

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