JP6909121B2 - 偽造防止構造体、偽造防止媒体及び偽造防止構造体の検査方法 - Google Patents

Description

この発明は、偽造を防止するための偽造防止構造体、該偽造防止構造体を備える偽造防止媒体、及び偽造防止構造体の検査方法に関する。

従来、紙幣（銀行券）、株券、債券、小切手、商品券等のシート状の有価媒体には、偽造を防止するための偽造防止構造体が設けられている。例えば、特許文献１には、分割リング共振器（ＳＲＲ：Ｓｐｌｉｔ Ｒｉｎｇ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ。以下「ＳＲＲ」と記載する）を形成した導電性層を、偽造防止構造体として利用する技術が開示されている。テラヘルツ電磁波に作用する外径数百ミクロン程度の微小なＳＲＲによってメタマテリアルを構成し、これを偽造防止に利用するものである。

具体的には、特定周波数のテラヘルツ電磁波を照射した際に透過率が所定の数値を示すように、所定形状のＳＲＲを等間隔でマトリクス状に配置した導電性層を形成する。この導電性層を、偽造防止構造体として、媒体内部又は媒体上に設ける。そして、偽造防止構造体にテラヘルツ電磁波を照射して、得られた透過率の数値に基づいて媒体の真贋を判別することができる。

導電性層を透過するテラヘルツ電磁波の透過率は、テラヘルツ電磁波の偏光方向とＳＲＲが有する開放部の方向との関係に応じて変化する。導電性層を複数の領域に分割し、各領域のＳＲＲの開放部を異なる方向にすることで、領域毎に透過率が異なる偽造防止構造体を実現することができる。この偽造防止構造体の各領域をテラヘルツ電磁波で走査しながら透過率を計測して、透過率の変化が各領域の透過率及び走査幅に対応するか否かに基づいて、媒体の真贋を判別することができる。

特開２０１６−４９８号公報

しかしながら、上記従来技術では、偽造防止構造体を設けた媒体の真贋を高精度に判別できない場合がある。例えば、テラヘルツ電磁波の透過率を測定するため、テラヘルツ電磁波の送信部及び受信部の位置を固定して、送信部と受信部の間を偽造防止構造体が通過するように媒体を搬送する。媒体が搬送されて、ＳＲＲから成る偽造防止構造体が、送信部と受信部が送受信するテラヘルツ電磁波を遮るように通過する際、ＳＲＲが有する開放部の方向に応じて異なる透過率を示す。このとき、搬送中の媒体が傾いて（斜行）、テラヘルツ電磁波の偏光方向と開放部との間の角度が変動すると、透過率も変動する。例えば、テラヘルツ電磁波の偏光方向と開放部との間の角度が６０度になるように設計した、ある偽造防止構造体では、媒体が斜行して−１５〜１５度の間で傾いた場合、透過率の数値が３０〜６０％の間で変動する。透過率の数値を閾値と比較して真贋を判別するが、閾値を、このように大きな透過率の変動を許容する値に設定すると、真贋を高精度に判別できなくなる。

媒体が傾いた際の透過率の変動幅はＳＲＲの開放部の方向によって異なる。上記従来技術は、偽造防止構造体を複数領域に分割し、各領域の開放部の方向を異なる方向に設定している。この場合、斜行して媒体が傾くと、各領域の透過率が、開放部の方向に応じて異なる変動幅で変動する。このため、偽造防止構造体を走査して観察される透過率の変化が本来の変化と異なるものになり、真贋を高精度に判別できなくなる場合がある。すなわち、テラヘルツ電磁波の偏光方向と共振器構造との間の角度が変動すると透過率も変動する共振器構造であれば、ＳＲＲと同様に、媒体が傾くと、真贋を高精度に判別できなくなる場合がある。

本発明は、上記従来技術による問題点を解消し、真贋を高精度に判別できる偽造防止構造体、偽造防止媒体及び偽造防止構造体の検査方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、媒体の真贋を判別するために前記媒体に設けられる偽造防止構造体であって、共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向が異なる複数種類の共振器構造を混在させて形成した混成領域と、所定方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに透過率が異なる複数種類の領域とを含み、前記複数種類の領域が複数種類の前記混成領域を含み、該複数種類の前記混成領域それぞれが、前記複数種類の共振器構造が混在する比率が異なり、前記透過率が異なる領域であることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記複数種類の共振器構造は、同一周波数のテラヘルツ電磁波で共振することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記混成領域は、前記複数種類の共振器構造の組合せからなる基本パターンを繰り返し配置して形成されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、所定方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに、前記混成領域における透過率が、前記複数種類の共振器構造が混在する比率に応じた所定の値となることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記複数種類の共振器構造には、共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向が９０度異なる少なくとも２種類の共振器構造が含まれることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、可視光下で所定の図柄が観察されるホログラム層をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明に係る偽造防止構造体が紙幣に形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、偽造防止媒体であって、上記発明に係る偽造防止構造体を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明に係る偽造防止構造体の検査方法であって、前記偽造防止構造体に前記テラヘルツ電磁波を照射する工程と、反射又は透過した前記テラヘルツ電磁波を検出する工程と、検出した強度、透過率又は反射率を予め記憶した基準データと比較する工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、同一領域内の分割リング共振器の開放部が全て同じ方向を向いている偽造防止構造体に比べて、偽造防止構造体が傾いた際の透過率の変動を抑制し、真贋判別を高精度に行うことができる。

図１は、偽造防止構造体の一態様を示す図である。 図２は、分割リング共振器の形状を説明するための図である。 図３は、分割リング共振器が配置された領域にテラヘルツ電磁波を照射して得られる透過率の周波数特性の例を示す図である。 図４は、共振器構造の別の形状を説明するための図である。 図５は、テラヘルツ電磁波と共振器構造の関係を示す図である。 図６は、基本パターンについて説明するための図である。 図７は、図６に示す基本パターンを形成する別の例を示す図である。 図８は、複数種類の分割リング共振器で形成されるパターンの例を示す図である。 図９は、複数種類の分割リング共振器で形成される他のパターンの例を示す図である。 図１０は、偽造防止構造体の透過率の例を説明するための図である。 図１１は、複数種類のパターンを組み合わせた偽造防止構造体の例を示す図である。 図１２は、図８に示すパターンの１つを回転した他のパターンを示す図である。 図１３は、図１１に示す偽造防止構造体を設けた偽造防止媒体で観察される、テラヘルツ電磁波の透過率の変化を説明するための図である。 図１４は、２次の共振周波数で得られる透過率の変化を説明するための図である。 図１５は、側方から見た真贋判別装置の内部構成概略を示す模式図である。 図１６は、図１５に示す構成を上方から見た模式図である。 図１７は、真贋判別装置の機能構成概略を示すブロック図である。 図１８は、偽造防止構造体の他の構造例を示す断面模式図である。 図１９は、開放部の方向が異なる分割リング共振器を有する偽造防止構造体の例を示す図である。 図２０は、複数領域に分割された偽造防止構造体の別の例を示す図である。 図２１は、透過率が連続的に変化する偽造防止構造体の例を示す図である。 図２２は、図２１に示す偽造防止構造体１６０を形成する基本パターンの種類を示す図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る偽造防止構造体、偽造防止媒体及び偽造防止構造体の検査方法について詳細を説明する。本発明は、偽造防止構造体を透過するテラヘルツ電磁波の透過率が所定の値を示すように、分割リング共振器（ＳＲＲ：Ｓｐｌｉｔ Ｒｉｎｇ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ。以下「ＳＲＲ」と記載する）等の共振器構造を利用する点に１つの特徴を有している。

偏光させたテラヘルツ電磁波を共振器構造に照射し、透過したテラヘルツ電磁波の強度を計測して透過率を求めると、テラヘルツ電磁波の周波数に応じて透過率が変化する。これは、特定周波数領域のテラヘルツ電磁波に対して共振器構造が共振するためである。透過率の変化は共振器構造の形成方法によって異なり、共振器構造が共振する周波数における透過率が、共振しない周波数における透過率に比べて、低い値を示す場合と高い値を示す場合がある。以下、共振器構造が共振して透過率が変化する周波数領域を共振周波数と記載する。

共振器構造の形状が変化すると、共振周波数も変化する。また、共振周波数の幅も共振器構造によって異なり、共振周波数の幅が狭い場合と広い場合がある。以下では、共振周波数の幅が比較的狭い場合を例とし、透過率がピーク（極大又は極小）となる周波数を共振周波数として説明するが、この共振周波数は単一の周波数だけでなく近傍領域も含まれる。共振周波数の幅はピーク値に基づいて表すことができる。例えば、周波数と透過率との関係をグラフで表したとき、透過率がピーク値に対して５０％となる部分の幅（半値幅）を共振周波数の幅としてもよい。共振周波数の幅が広い場合は、同じく透過率がピーク値に対して９０％や８０％となる部分の幅としてもよい。

ＳＲＲは、開放部（分割：Ｓｐｌｉｔ）を有するリング形状を呈する。このリング形状は、円環形状に開放部を設けた略Ｃ字形状とする他、四角環形状に開放部を設けた形状等、環形状に開放部を設けた形状である。ＳＲＲのリング形状等、共振器構造の形状を、絶縁性材料のシート上に、導電性材料によって形成すると、共振器構造ができる。こうして形成されたＳＲＲ等の共振器構造に、偏光したテラヘルツ電磁波を照射した場合、テラヘルツ電磁波の周波数及び偏光方向に応じて、テラヘルツ電磁波の透過率が変化する。このとき、共振器構造と共振するテラヘルツ電磁波の透過率は、共振しないテラヘルツ電磁波の透過率に比べて低い値を示す。

また、例えば、導電性材料のシートを、開放部を有するリング形状等、共振器構造の形状にくり抜いて、ＳＲＲ等の共振器構造を形成することができる。導電性材料をくり抜いて形成するＳＲＲは、特に、相補的分割リング共振器（ＣＳＲＲ：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｐｌｉｔ Ｒｉｎｇ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と呼ばれる。導電性材料のシートをくりぬいて共振器構造を形成する場合も、共振器構造にテラヘルツ電磁波を照射すると、テラヘルツ電磁波の周波数及び偏光方向に応じて、シートを透過するテラヘルツ電磁波の透過率が変化する。このとき、共振器構造と共振するテラヘルツ電磁波の透過率は、共振しないテラヘルツ電磁波の透過率に比べて高い値を示す。

多数の共振器構造を配置した領域を形成することにより、該領域における特定周波数のテラヘルツ電磁波の透過率を制御することができる。共振器構造の配置は、多数の共振器構造を縦方向及び横方向に等間隔で並べたマトリクス状の配置の他、市松模様状の配置やハニカム状の配置とすることができる。

所定の透過率を示す領域を形成する方法として、絶縁性材料のシート上に導電性材料で所定形状の共振器構造を形成する方法と、導電性材料のシートを所定形状にくり抜いて共振器構造を形成する方法がある。いずれの方法を用いる場合も、テラヘルツ電磁波の透過率が所定の値を示す領域を形成することができるが、本実施形態では、導電性材料をくり抜いて共振器構造を形成する場合を例に説明する。

本実施形態に示す偽造防止構造体は、所定方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波を照射して透過率を計測した際に、透過率が所定の数値を示す導電性層を含んで構成される。導電性層には、共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向が９０度単位で異なる少なくとも２種類の共振器構造が配列されている。なお、所定方向とは、透過率を計測する際に照射するテラヘルツ電磁波の偏光方向として選択した方向である。また、所定周波数とは、共振器構造によってテラヘルツ電磁波の共振が起こる周波数（共振周波数）であって、透過率を計測する際に照射するテラヘルツ電磁波の周波数として選択した周波数である。共振器構造による透過率の違いを検出するためには、この所定周波数は、所定方向に対して共振器構造が共振する方向を変化させたとき、透過率が大きく変化する共振周波数が望ましい。具体的には、所定周波数は、透過率がピークとなる周波数を中心に上下に幅を持たせた周波数帯とすることが望ましい。ただし、偽造防止構造体毎にピークとなる周波数が安定していれば、単一周波数とすることもできる。また、検出される透過率の変動が許容できるなら、ピークとなる周波数を外して所定周波数を設定してもよい。

図１は、偽造防止構造体１０の一態様を示す図である。図１の左上には偽造防止構造体１０の平面図を示し、右上には偽造防止構造体１０の一部の領域を拡大した部分拡大図を示している。また、下側には、偽造防止構造体１０に含まれる複数種類のＳＲＲ２０〜２３を示している。偽造防止構造体１０は、紙幣（銀行券）、株券、債券、小切手、商品券等のシート状の有価媒体である偽造防止媒体（以下単に「媒体」と記載する）に設けて、媒体の偽造を防止するために利用される。以下、透過率を計測するテラヘルツ電磁波の偏光方向、共振器構造が共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向等の対応が分かるように図面には座標軸を示している。

まず、ＳＲＲを例に、共振器構造で形成される偽造防止構造体の具体例を説明する。 図１は、開放部の方向が異なる複数種類のＳＲＲ２０〜２３が所定比率で混在するように、複数種類のＳＲＲ２０〜２３をマトリクス状に多数配列した偽造防止構造体１０の例を示している。このような構造とすることで、偽造防止構造体１０を透過する特定周波数のテラヘルツ電磁波の透過率を、所定の数値とすることができる。

偽造防止構造体１０は、複数種類のＳＲＲ２０〜２３が等間隔でマトリクス状に形成された導電性層１６を有する。ＳＲＲ２０〜２３は、リングの一部を切り欠いて開放部２０ａ〜２３ａとした略Ｃ字形状を有する。ＳＲＲ２０は、図１に示すように、リングの中心から見てＸ軸正方向に開放部２０ａを有し、ＳＲＲ２１はリングの中心から見てＹ軸正方向に開放部２１ａを有する。ＳＲＲ２２はリングの中心から見てＸ軸負方向に開放部２２ａを有し、ＳＲＲ２３はリングの中心から見てＹ軸負方向に開放部２３ａを有する。ＳＲＲ２０を時計回りに９０度回転した形状がＳＲＲ２１と一致し、ＳＲＲ２１を時計回りに９０度回転した形状がＳＲＲ２２と一致し、ＳＲＲ２２を時計回りに９０度回転した形状がＳＲＲ２３と一致する。すなわち、複数種類のＳＲＲ２０〜２３は、開放部の方向が９０度単位で異なっている。本実施形態で言う開放部の方向とは、開放部を有するリング形状のＳＲＲにおいてリングの中心から見た方向である。

図１右上の部分拡大図に示すように、４種類のＳＲＲ２０〜２３は、所定パターンで等間隔に配列されている。具体的には、ＳＲＲ２０と、このＳＲＲ２０の右側（Ｙ軸正方向側）に配置されたＳＲＲ２１及び下側（Ｘ軸負方向側）に配置されたＳＲＲ２３と、このＳＲＲ２３の右側に配置されたＳＲＲ２２とによって、４つのＳＲＲ２０〜２３から成る２行２列の基本パターンが形成されている。この基本パターンの繰り返しとなるように、４種類のＳＲＲ２０〜２３が等間隔で配置されている。４種類のＳＲＲ２０〜２３によって形成される基本パターンの詳細は後述する。

ＳＲＲ２０〜２３は、導電性材料から成る導電性層１６を、略Ｃ字形状にくり抜いて形成されている。４種類のＳＲＲ２０〜２３は、開放部２０ａ〜２３ａが設けられた方向（リング上の位置）が異なる以外は同一構造を有する。ＳＲＲ２０を回転させることでＳＲＲ２１〜２３を実現することができるため、ＳＲＲ２０を例に、具体的な構造を説明する。

図２は、ＳＲＲ２０の形状を説明するための図である。図２の上側にはＳＲＲ２０の平面図を示し、下側には、平面図に示すＡＡの断面図を示している。偽造防止構造体１０は、絶縁性材料から成るベース部材１７と、ベース部材１７の表面に形成された薄膜状の導電性層１６とを含む。ベース部材１７は、紙や樹脂等、テラヘルツ電磁波が透過可能な絶縁性材料から成る。一方、導電性層１６は、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ等、テラヘルツ電磁波を遮断する導電性材料から成る。

ＳＲＲ２０は、ベース部材１７上に形成された導電性層１６から、略Ｃ字形状の領域を取り除いて形成される。具体的には、開放部２０ａだけを残して、径方向に所定幅を有するリング状に導電性層１６をくり抜いて、ＳＲＲ２０が形成される。この結果、略Ｃ字形状のリング部分の領域は溝状になって、溝の底面には、ベース部材１７の表面が露出する。一方、開放部２０ａを含む、リング部分以外の領域は、ベース部材１７の表面が導電性層１６によって覆われたままとなる。略Ｃ字形状の溝を形成する際に開放部２１ａ〜２３ａとして残す領域を変更することにより、ＳＲＲ２１〜２３を形成することができる。導電性層にＳＲＲを形成する加工方法やＳＲＲの機能等は、特開２０１６−４９８号公報等に開示されているため詳細は省略する。

シート状の偽造防止構造体１０は、例えば、縦横が２０ｍｍ程度の大きさとなっている。図２上側に示すＳＲＲ２０の内径ｄは数百μｍ、開放部２０ａの幅ｇは数十μｍ程度である。図２下側に示すＳＲＲ２０の径方向の幅Ｗは数十μｍ程度である。ＳＲＲ２１〜２３もＳＲＲ２０と同一サイズで形成される。偽造防止構造体１０のＳＲＲ２０〜２３は、等間隔でマトリクス状に連続配置されている。上下左右に隣接するＳＲＲ２０〜２３の間隔は数十μｍ程度である。例えば、１０ｍｍの距離に数十個のＳＲＲ２０〜２３が等間隔で配置される。ＳＲＲ２０〜２３の形状及び配置は、所定周波数のテラヘルツ電磁波が照射された際に共振を生じ、テラヘルツ電磁波が所定の透過率で透過するように決定される。テラヘルツ電磁波の周波数は、例えば０．１ＴＨｚ〜１ＴＨｚの間に設定される。導電性層１６に照射されるテラヘルツ電磁波の照射範囲の大きさは、照射対象のＳＲＲ２０〜２３に応じて決定され、半値幅で直径１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

図２には、偽造防止構造体１０の最小構成を示している。テラヘルツ電磁波に対する導電性層１６の特性を妨げなければ、導電性層１６の上やベース部材１７の下に、別の層を設けてもよいし、導電性層１６とベース部材１７との間に別の層を設けてもよい。

薄膜状の偽造防止構造体１０は、偽造防止の対象とする商品券等の媒体内部に埋め込んで使用することもできるし、媒体上に貼り付けて使用することもできる。このとき、偽造防止構造体１０として、導電性層１６及びベース部材１７の両方を、新たに設ける態様に限定されず、商品券等の媒体をベース部材１７として、媒体に導電性層１６を直接形成する態様であってもよい。

次に、共振周波数の次数について説明する。図３は、ＳＲＲが配置された領域にテラヘルツ電磁波を照射して得られる透過率の周波数特性の例を示す図である。テラヘルツ電磁波を照射する照射範囲よりも十分広い範囲に、図８に示すように開放部を有する多数のＳＲＲが等間隔で配置されている場合に、図３に示す周波数特性が得られる。

照射するテラヘルツ電磁波の偏光方向と、照射領域に形成されたＳＲＲの開放部の方向とが、同一である場合、すなわち平行である場合に、図３に実線で示す周波数特性が得られる。一方、照射するテラヘルツ電磁波の偏光方向と、照射領域に形成されたＳＲＲの開放部の方向とが、垂直である場合に、図３に破線で示す周波数特性が得られる。具体的には、例えばＳＲＲの開放部の方向がＸ軸方向である場合に、テラヘルツ電磁波の偏光方向が、Ｘ軸方向であれば実線で示す周波数特性が得られ、Ｙ軸方向であれば破線で示す周波数特性が得られる。

ＳＲＲの開放部の方向と、テラヘルツ電磁波の偏光方向とが同一方向である場合、図３に実線で示すように、明確な２つのピークＰ１、Ｐ２が観察される。一方、ＳＲＲの開放部の方向と、テラヘルツ電磁波の偏光方向とが垂直である場合、図３に破線で示すように、明確な１つのピークＶ１が観察される。各ピークが得られる周波数は、小さい方から順にＰ１、Ｖ１、Ｐ２となっている。

上述の通り、照射するテラヘルツ電磁波の周波数（所定周波数）は、照射するテラヘルツ電磁波の偏光方向（所定方向）に対してＳＲＲの開放部の方向を変化させたときに、透過率が大きく変化する共振周波数であることが望ましい。各ピークＰ１、Ｖ１、Ｐ２におけるＸ偏光に対する透過率（実線）とＹ偏光に対する透過率（破線）との比に着目すると、比が大きいピークはＰ１、Ｖ１である。所定の偏光方向のテラヘルツ電磁波をＳＲＲに照射した際の透過率の違いを比較するにはピークＰ１とピークＶ１を採用することが好ましい。よって、本実施形態では、ピークＰ１の周波数を１次の共振周波数とし、ピークＶ１の周波数を後述する２次の共振周波数として説明する。なお、上述の通り、１次の共振周波数はピークＰ１の周波数と周辺を含む周波数帯とし、２次の共振周波数はピークＶ１の周波数と周辺を含む周波数帯とすることもできる。

次に、ＳＲＲ以外の共振器構造の例について説明する。図４は、共振器構造の別の形状を説明するための図である。図４（ａ）は、コイル部２２１ａ、２２２ａ及びコンデンサ部２２１ｂ、２２２ｂから成るＬＣ共振器２２１、２２２の例を示す図である。図４（ｂ）は、複数のスリットから成るスリット共振器２２３、２２４の例を示す図である。なお、ＬＣ共振器２２１、２２２、及びスリット共振器２２３、２２４についても、ＳＲＲと同様に、導電性材料のシートを図４に示す形状にくりぬいて形成する態様の他、絶縁性材料のシート上に、導電性材料によって、図４に示す形状を形成する態様であってもよい。これらの共振器構造の透過率もＳＲＲの透過率と同様に、導電性材料のシートをくりぬいて共振器構造を形成する場合、共振器構造と共振するテラヘルツ電磁波の透過率が、共振しないテラヘルツ電磁波の透過率に比べて高い値を示す。また、絶縁性材料のシート上に、導電性材料によって、共振器構造を形成する場合、共振器構造と共振するテラヘルツ電磁波の透過率が、共振しないテラヘルツ電磁波の透過率に比べて低い値を示す。

図４（ａ）左側のＬＣ共振器２２１は、四角環状のコイル部２２１ａと、対向電極がＸ軸方向と平行となるようにコイル部２２１ａの内側に設けたコンデンサ部２２１ｂとを接続した形状を有する。このＬＣ共振器２２１は、１次の共振周波数（図３のＰ１に相当）で、Ｘ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波と共振し、２次の共振周波数（図３のＶ１に相当）で、Ｙ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波と共振する。一方、図４（ａ）右側のＬＣ共振器２２２は、四角環状のコイル部２２２ａと、対向電極がＹ軸方向と平行となるようにコイル部２２２ａの内側に設けたコンデンサ部２２２ｂとを接続した形状を有する。このＬＣ共振器２２２は、１次の共振周波数（図３のＰ１に相当）で、Ｙ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波と共振し、２次の共振周波数（図３のＶ１に相当）で、Ｘ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波と共振する。

図４（ｂ）左側のスリット共振器２２３は、直線形状の複数のスリットをＹ軸方向と平行に配置した形状を有する。このスリット共振器２２３は、ＳＲＲやＬＣ共振器と異なり、１次の共振周波数（図３のＰ１に相当）や２次の共振周波数（図３のＶ１に相当）を含む幅広い共振周波数で、Ｘ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波と共振する。一方、図４（ｂ）右側のスリット共振器２２４は、直線形状の複数のスリットをＸ軸方向と平行に配置した形状を有する。このスリット共振器２２４も、１次の共振周波数（図３のＰ１に相当）や２次の共振周波数（図３のＶ１に相当）を含む幅広い共振周波数で、Ｙ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波と共振する。

図５は、テラヘルツ電磁波の偏光方向と共振器構造の関係を示す図である。図５（ａ）は、各共振器構造が、同じ１次の共振周波数で共振するよう設計したときの、テラヘルツ電磁波の偏光方向と共振器構造の関係を示している。図５（ｂ）は各共振器構造が、同じ２次の共振周波数で共振するよう設計したときの、テラヘルツ電磁波の偏光方向と共振器構造の関係を示している。

図５（ａ）上段に示すＳＲＲ２０、ＳＲＲ２２、ＬＣ共振器２２１及びスリット共振器２２３は、偏光方向がＸ軸方向の１次共振周波数のテラヘルツ電磁波と共振する共振器構造であり、代表して共振器構造２３１で表す。一方、図５（ａ）下段に示すＳＲＲ２１、ＳＲＲ２３、ＬＣ共振器２２２及びスリット共振器２２４は、偏光方向がＹ軸方向の１次共振周波数のテラヘルツ電磁波と共振する共振器構造であり、代表して共振器構造２３２で表す。

図５（ｂ）上段に示すＳＲＲ２１、ＳＲＲ２３、ＬＣ共振器２２２及びスリット共振器２２３は、偏光方向がＸ軸方向の２次共振周波数のテラヘルツ電磁波と共振する共振器構造であり、図５（ａ）と同様に、代表して共振器構造２３１で表す。一方、図５（ｂ）下段に示すＳＲＲ２０、ＳＲＲ２２、ＬＣ共振器２２１及びスリット共振器２２４は、偏光方向がＹ軸方向の２次共振周波数のテラヘルツ電磁波と共振する共振器構造であり、図５（ａ）と同様に、代表して共振器構造２３２で表す。

照射するテラヘルツ電磁波の周波数に応じて、これらの共振器構造の中から選択した複数の共振器構造によって基本パターンを形成し、複数の基本パターンを配列して偽造防止構造体を形成する。このとき、照射するテラヘルツ電磁波の周波数は共振周波数を用い、特に、１次の共振周波数や２次の共振周波数を用いるのがよい。

図６は、基本パターン３０について説明するための図である。例えば、Ｘ方向の共振器構造２３１及びＹ方向の共振器構造２３２を、図６（ａ）に示すように２行２列に配置して基本パターン３０とする。１次の共振周波数を用いるとすると、図６（ｂ）に示すように、基本パターン３０を、Ｘ方向の共振器構造２３１に対応するＳＲＲ２０及びＳＲＲ２２と、Ｙ方向の共振器構造２３２に対応するＳＲＲ２１及びＳＲＲ２３とによって形成することができる。また、基本パターン３０を、図６（ｃ）に示すように、Ｘ方向の共振器構造２３１に対応するＬＣ共振器２２１と、Ｙ方向の共振器構造２３２に対応するＬＣ共振器２２２とによって形成することもできる。また、基本パターン３０を、図６（ｄ）に示すように、Ｘ方向の共振器構造２３１に対応するスリット共振器２２３と、Ｙ方向の共振器構造２３２に対応するスリット共振器２２４とによって形成することもできる。

図７は、図６に示す基本パターン３０を形成する別の例を示す図である。ＬＣ共振器２２１、２２２は、図７（ａ）に示すように、隣接する共振器構造の間で、環状のコイル部を共有する形状としてもよい。

また、図７（ｂ）に示すように、１つの基本パターン３０を、ＳＲＲ２０、２２と、ＬＣ共振器２２２と、スリット共振器２２４の共振器構造によって形成してもよい。具体的には、基本パターンを形成するＸ方向の共振器構造２３１として、ＳＲＲ２０、ＳＲＲ２２、ＬＣ共振器２２１及びスリット共振器２２３の中から選択した共振器構造を利用することができる。同様に、基本パターンを形成するＹ方向の共振器構造２３２として、ＳＲＲ２１、ＳＲＲ２３、ＬＣ共振器２２２及びスリット共振器２２４の中から選択した共振器構造を利用することができる。このように異なる共振器構造を用いるときは、各共振器構造の共振周波数を実験により合わせこむ。以下ではＳＲＲ２０〜２３を例に基本パターンの例を説明するが、各基本パターンのＳＲＲを、対応する他の共振器構造に置き換えることもできる。

図８は、ＳＲＲ２０〜２３で形成されるパターンの例を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）の左側には基本単位となるパターンを示し、右側にはこの基本パターンをマトリクス状に繰り返し配置して形成した偽造防止構造体１０の一部の領域を示している。各パターンは、複数種類のＳＲＲ２０〜２３が一定の比率で混在する混成領域となっている。

図８（ａ）に示す第１パターン３１は、左上のＳＲＲ２０の右側及び下側にＳＲＲ２２を配置して、下側のＳＲＲ２２の右側にＳＲＲ２０を配置した２行２列のパターンである。第１パターン３１は、２種類のＳＲＲ２０、２２が一定の比率で混在する混成領域である。第１パターン３１は、Ｘ軸方向に開放部２０ａ、２２ａを有するＳＲＲ２０、２２のみによって構成されている。

Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数 （１次の共振周波数）のテラヘルツ電磁波を照射した場合、偏光方向であるＸ軸方向に開放部２０ａ、２２ａを有するＳＲＲ２０、２２の透過率は最大となる。このため、第１パターン３１の偽造防止構造体１０に、テラヘルツ電磁波を照射した際の透過率は、Ｘ軸方向を偏光方向とする場合に最大値を示す。

図８（ｂ）に示す第２パターン３２は、左上のＳＲＲ２０の右側にＳＲＲ２１、下側にＳＲＲ２２を配置して、下側のＳＲＲ２２の右側にＳＲＲ２０を配置した２行２列のパターンである。第１パターン３１の右上のＳＲＲ２２をＳＲＲ２１に置き換えたパターンが第２パターン３２である。第２パターン３２は、３種類のＳＲＲ２０〜２２が一定の比率で混在する混成領域である。第２パターン３２は、Ｘ軸方向に開放部２０ａ、２２ａを有する３つのＳＲＲ２０、２２と、Ｙ軸方向に開放部２１ａを有する１つのＳＲＲ２１とによって構成されている。開放部２０ａ、２２ａの方向がＸ軸方向と平行なＳＲＲ２０、２２の個数と、開放部２１ａの方向がＸ軸方向と垂直なＳＲＲ２１の個数との比率は３：１である。図８（ｂ）右側に示すように第２パターン３２でＳＲＲを連続配置した領域から、２行２列のＳＲＲを選択すると、開放部の方向がＸ軸方向と平行なＳＲＲの個数と、開放部の方向がＸ軸方向と垂直なＳＲＲの個数との比率が３：１になる。すなわち、第２パターン３２と同形状の任意の領域を選択した際に、ＳＲＲ２０、２２の個数とＳＲＲ２１の個数が常に同じ比率を示す。

Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数（１次の共振周波数）のテラヘルツ電磁波を照射した場合、開放部２０ａ、２２ａの方向が偏光方向（Ｘ軸方向）と平行なＳＲＲ２０、２２の透過率は最大となる。一方、開放部２１ａ、２３ａの方向が偏光方向（Ｘ軸方向）と垂直なＳＲＲ２１、２３の透過率は最小となる。

開放部の方向が異なる複数種類のＳＲＲを含む偽造防止構造体１０に、テラヘルツ電磁波を照射した際の透過率は、全てのＳＲＲがテラヘルツ電磁波の偏光方向と平行な方向に開放部を有する場合の透過率Ｔｘと、全てのＳＲＲがテラヘルツ電磁波の偏光方向と垂直な方向に開放部を有する場合の透過率Ｔｙとの間の値を示す。

第２パターン３２の偽造防止構造体１０では、開放部の方向が偏光方向（Ｘ軸方向）と平行なＳＲＲの個数と、開放部の方向が偏光方向（Ｘ軸方向）と垂直なＳＲＲの個数との比率が３：１である。このため、第２パターン３２の偽造防止構造体１０に、Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数（１次の共振周波数）のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率の値は、（３×Ｔｘ＋Ｔｙ）／４に近い値となる。なお、上述したテラヘルツ電磁波の照射範囲の大きさは、少なくとも２行２列のＳＲＲが占める面積よりも大きな面積に対して照射されるように決定する。

図８（ｃ）に示す第３パターン３３は、左上のＳＲＲ２０の右側にＳＲＲ２１、下側にＳＲＲ２３を配置して、下側のＳＲＲ２３の右側にＳＲＲ２０を配置した２行２列のパターンである。第２パターン３２の左下のＳＲＲ２２をＳＲＲ２３に置き換えて、右下のＳＲＲ２０をＳＲＲ２２に置き換えたパターンが第３パターン３３である。第３パターン３３は、４種類のＳＲＲ２０〜２３が一定の比率で混在する混成領域である。第３パターン３３は、Ｘ軸方向に開放部２０ａ、２２ａを有する２つのＳＲＲ２０、２２と、Ｙ軸方向に開放部２１ａ、２３ａを有する２つのＳＲＲ２１、２３とによって構成されている。開放部２０ａ、２２ａの方向がＸ軸方向と平行なＳＲＲ２０、２２の個数と、開放部２１ａの方向がＸ軸方向と垂直なＳＲＲ２１、２３の個数との比率は１：１である。図８（ｃ）右側に示すように第３パターン３３でＳＲＲを連続配置した領域から、２行２列のＳＲＲを選択すると、開放部の方向がＸ軸方向と平行なＳＲＲの個数と、開放部の方向がＸ軸方向と垂直なＳＲＲの個数との比率が１：１になる。すなわち、第３パターン３３と同形状の任意の領域を選択した際に、ＳＲＲ２０、２２の個数とＳＲＲ２１、２３の個数が常に同じ比率を示す。図１に示した偽造防止構造体１０は、図８（ｃ）に示す第３パターン３３に対応している。

第３パターン３３の偽造防止構造体１０に、Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数（１次の共振周波数）のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率は、全てのＳＲＲが偏光方向（Ｘ軸方向）と平行な方向に開放部を有する場合の透過率Ｔｘと、全てのＳＲＲが偏光方向（Ｘ軸方向）と垂直な方向に開放部を有する場合の透過率Ｔｙとの間の値を示す。第３パターン３３では、開放部が偏光方向（Ｘ軸方向）と平行なＳＲＲの個数と、開放部が偏光方向（Ｘ軸方向）と垂直なＳＲＲの個数との比率が１：１である。このため、透過率の値は、（Ｔｘ＋Ｔｙ）／２に近い値となる。なお、上述したテラヘルツ電磁波の照射範囲の大きさは、少なくとも２行２列のＳＲＲが占める面積よりも大きな面積に対して照射されるように決定する。

４種類のＳＲＲ２０〜２３によって構成するパターンが、２行２列のＳＲＲで形成されるパターンに限定されるものではない。図９は、ＳＲＲ２０〜２３で形成される他のパターンの例を示す図である。図９の左側には基本単位となる第４パターン３４を示し、右側には第４パターン３４をマトリクス状に繰り返し配置して形成した偽造防止構造体１０の一部の領域を示している。

図９に示す第４パターン３４は、９個のＳＲＲ２０〜２３を３行３列に配置したパターンである。中心にＳＲＲ２２が配置され、このＳＲＲ２２と対角方向に隣接する左上及び左下にＳＲＲ２０が配置され、右上及び右下にはＳＲＲ２２が配置されている。中心のＳＲＲ２２の左側及び右側にはＳＲＲ２３が配置され、上側及び下側にはＳＲＲ２１が配置されている。第４パターン３４は、４種類のＳＲＲ２０〜２３が一定の比率で混在する混成領域である。第４パターン３４は、Ｘ軸方向に開放部２０ａ、２２ａを有する５つのＳＲＲ２０、２２と、Ｙ軸方向に開放部２１ａ、２３ａを有する４つのＳＲＲ２１、２３とによって構成されている。開放部２０ａ、２２ａの方向がＸ軸方向と平行なＳＲＲ２０、２２の個数と、開放部２１ａの方向がＸ軸方向と垂直なＳＲＲ２１、２３の個数との比率は５：４である。図９右側に示すように第４パターン３４でＳＲＲを連続配置した領域から、３行３列のＳＲＲを選択すると、開放部の方向がＸ軸方向と平行なＳＲＲの個数と、開放部の方向がＸ軸方向と垂直なＳＲＲの個数との比率が５：４になる。すなわち、第４パターン３４と同形状の任意の領域を選択した際に、ＳＲＲ２０、２２の個数とＳＲＲ２１、２３の個数が常に同じ比率を示す。

第４パターン３４の偽造防止構造体１０に、Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数（１次の共振周波数）のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率は、全てのＳＲＲが偏光方向（Ｘ軸方向）と平行な方向に開放部を有する場合の透過率Ｔｘと、全てのＳＲＲが偏光方向（Ｘ軸方向）と垂直な方向に開放部を有する場合の透過率Ｔｙとの間の値を示す。第４パターン３４では、開放部が偏光方向（Ｘ軸方向）と平行なＳＲＲの個数と、開放部が偏光方向（Ｘ軸方向）と垂直なＳＲＲの個数との比率が、５：４である。このため、透過率の値は、（５×Ｔｘ＋４×Ｔｙ）／９に近い値となる。なお、上述したテラヘルツ電磁波の照射範囲の大きさは、少なくとも３行３列のＳＲＲが占める面積よりも大きな面積に対して照射されるように決定する。

このように、Ｘ軸方向と平行な方向又は垂直な方向に開放部２０ａ〜２３ａを有する４種類のＳＲＲ２０〜２３の中からＳＲＲを選択して、基本パターンを構成する。選択するＳＲＲの種類、個数等を変更することにより、テラヘルツ電磁波の透過率を異なる値とすることができる。これを利用して、第１パターン３１〜第４パターン３４は、それぞれが異なる透過率を示すように設定されている。また、ＳＲＲ２０〜２３を利用して設定した基本パターンをマトリクス状に連続配置して偽造防止構造体１０とすることで、偽造防止構造体１０が傾いた際に生ずる透過率の変動を抑制することができる。

図１０は、偽造防止構造体１０の透過率の例を説明するための図である。図１０下側に示す周波数特性は、第１パターン３１〜第４パターン３４の偽造防止構造体１０に、Ｘ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波を照射した際に得られる透過率の変化を模式的に示したものである。横軸が、照射するテラヘルツ電磁波の周波数を示し、縦軸が透過率の値を示している。図１０上側に示すように、偽造防止構造体１０が傾いた際の角度をαとする。偽造防止構造体１０の傾きがない状態では（α＝０度）、図１０下側に破線で示す透過率の周波数特性が得られる。一方、偽造防止構造体１０が１５度傾いた状態では（α＝１５度）、実線で示す透過率の周波数特性が得られる。図１０に示すｒが、偽造防止構造体１０が傾いた場合に生ずる、１次の共振周波数ｆ１（ＴＨｚ）の透過率の変動幅を示している。偽造防止構造体１０が傾いた場合でも、透過率の変動幅ｒは非常に小さく、透過率の絶対値で数％以下となる。

具体的には、偽造防止構造体１０の傾きがない状態で（α＝０度）、Ｘ軸方向を偏光方向とする１次の共振周波数ｆ１（ＴＨｚ）のテラヘルツ電磁波を偽造防止構造体１０に照射した場合、第１パターン３１の偽造防止構造体１０における透過率は約４０％である。また、第２パターン３２の偽造防止構造体１０における透過率は約３５％、第３パターン３３の偽造防止構造体１０における透過率は約３０％、第４パターン３４の偽造防止構造体１０における透過率は約３０％である。テラヘルツ電磁波の偏光方向と全てのＳＲＲの開放部との間の角度を６０度とする従来の偽造防止構造体の場合、同様にテラヘルツ電磁波を照射すると、透過率は約３０％である。

偽造防止構造体１０を−１５〜１５度の範囲で傾けた場合（−１５度≦α≦１５度）、同様にテラヘルツ電磁波を照射すると、第１パターン３１の偽造防止構造体１０では透過率が約４０％から約３８％の間で変動し、透過率の変動幅は約２％となる。同様に、第２パターン３２の偽造防止構造体１０では透過率の変動幅は約１％、第３パターン３３の偽造防止構造体１０では透過率の変動幅は略０％、第４パターン３４の偽造防止構造体１０では透過率の変動幅は約０．３％となる。上述した角度６０度の従来の偽造防止構造体を−１５〜１５度の範囲で傾けた場合は角度が４５〜７５度の範囲で変化し、透過率の変動幅は約２０％となる。

偽造防止構造体１０の傾きがない場合は、第３パターン３３の偽造防止構造体１０、第４パターン３４の偽造防止構造体１０、及び従来の偽造防止構造体の透過率は、約３０％で略同じである。一方、偽造防止構造体を−１５〜１５度の範囲で傾けた場合、従来の偽造防止構造体の透過率の変動幅が約２０％であるのに対し、第３パターン３３の偽造防止構造体１０及び第４パターン３４の偽造防止構造体１０の透過率の変動幅は１％未満に留まる。すなわち、本実施形態に係る偽造防止構造体１０では、傾きに対する透過率の変動幅を従来に比べて抑制することができる。

第１パターン３１の偽造防止構造体１０で透過率の変動幅が抑制されるのは、ＳＲＲの開放部の方向がテラヘルツ電磁波の偏光方向と平行である場合は、傾きに対する変動幅が小さくなるという性質によるものである。

第２パターン３２〜第４パターン３４の偽造防止構造体１０で透過率の変動幅が抑制されるのは、開放部の方向が９０度単位で異なる複数種類のＳＲＲ２０〜２３を混在させていることによる。具体的には、例えば１次の共振周波数のテラヘルツ電磁波を照射する場合、開放部の方向がテラヘルツ電磁波の偏光方向と平行なＳＲＲが傾くと透過率が低下する一方、開放部の方向が偏光方向と垂直なＳＲＲが傾くと透過率が上昇する。このため、透過率の低下と上昇とが相殺され、透過率の変動幅が抑制される。

テラヘルツ電磁波の偏光方向に対して偽造防止構造体１０が傾いたときに透過率が増加するＳＲＲと減少するＳＲＲが混在すれば、傾きに対する透過率の変動幅を抑制する効果を得ることができる。よって、偽造防止構造体１０を構成するＳＲＲの種類が、開放部の方向が９０度異なるＳＲＲに限定されるものではない。ただし、開放部の方向が９０度異なるＳＲＲを混在させれば、テラヘルツ電磁波の偏光方向によらず、偽造防止構造体１０が傾いた際に透過率が増加するＳＲＲと減少するＳＲＲとが混在することになる。このため、テラヘルツ電磁波の偏光方向によらず、偽造防止構造体１０の傾きに対する透過率の変動幅を抑制できるという効果を奏する。

図８及び図９では、４種類のＳＲＲ２０〜２３の中からＳＲＲを選択して構成した１つのパターンを、マトリクス状に連続配置して偽造防止構造体１０とする例を示したが、複数種類のパターンを組み合わせて偽造防止構造体とすることもできる。

図１１は、複数種類のパターンを組み合わせた偽造防止構造体５０の例を示す図である。第１領域１１（１１ａ、１１ｂ）、第２領域１２、及び第３領域１３（１３ａ、１３ｂ）から成る偽造防止構造体５０の平面図を左側に示し、これら３種類の領域１１〜１３を含む部分領域１５の拡大図を右側に示している。第１領域１１は略Ｌ字形状を有し、第３領域１３は第１領域１１を１８０度回転した形状を有している。そして、第１領域１１と第３領域１３によって囲まれた領域が第２領域１２となっている。シート状の偽造防止構造体５０は、例えば、縦横が２０ｍｍの正方形形状を有し、偽造防止構造体５０の中央に設けられた第２領域１２は縦横が１０ｍｍの正方形形状を有する。

図１１右側の部分拡大図に示すように、第１領域１１は、図８（ａ）に示す第１パターン３１をマトリクス状に連続配置した領域である。第３領域１３は、図８（ｃ）に示す第３パターン３３をマトリクス状に連続配置した領域である。

第２領域１２は、第１パターン３１を反時計回りに９０度回転した第５パターン３５で構成されている。図１２は、第５パターンの構成を示す図である。図１２の左側には基本単位となる第５パターン３５を示し、右側には第５パターン３５をマトリクス状に繰り返し配置して形成した第２領域１２の一部の領域を示している。第５パターン３５は、左上のＳＲＲ２１の右側及び下側にそれぞれＳＲＲ２３を配置して、下側のＳＲＲ２３の右側にＳＲＲ２１を配置した２行２列のパターンである。第５パターン３５は、Ｙ軸方向に開放部２１ａ、２３ａを有するＳＲＲ２１、２３のみによって構成されている。

図１３は、図１１に示す偽造防止構造体５０を設けた媒体１００で観察される、テラヘルツ電磁波の透過率の変化を説明するための図である。図１３の上段には、偽造防止構造体５０を設けた媒体１００の平面図を示している。正方形形状の偽造防止構造体５０は、各辺が、矩形形状の媒体１００の対応する各辺と平行になるように配置されている。図１３の中段には、テラヘルツ電磁波による偽造防止構造体５０の走査位置及び走査方向を矢印２００で示している。図１３の下段には、この走査位置で得られる、テラヘルツ電磁波の透過率の波形を示している。この透過率波形は、偽造防止構造体５０の１次の共振周波数におけるテラヘルツ電磁波の透過率の変化を模式的に示したものである。

媒体１００、すなわち偽造防止構造体５０が、傾いていない状態で、偽造防止構造体５０のＸ軸方向略中央部を、Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波によって矢印２００で示す方向に走査する。第１パターン３１から成る第１領域１１の透過率、第５パターン３５から成る第２領域１２の透過率、第３パターン３３から成る第３領域１３の透過率は、各パターンに応じた異なる値を示す。

例えば、１次の共振周波数では、第１領域１１の透過率は高い値（約４０％）を示し、第２領域１２の透過率は非常に低い値（約２％）を示す。第３領域１３の透過率は、第１領域１１の透過率と第２領域１２の透過率との間の値（約２０％）を示す。このため、図１３下段に示すように、右側の第１領域１１で、略一定の高い透過率を示す波形７１が得られた後、中央の第２領域１２に入ると透過率が低下する。第２領域１２で、略一定の透過率を示す波形７２が得られた後、左側の第３領域１３に入ると透過率が再び上昇するが、波形７１よりも低い略一定の透過率を示す波形７３が得られる。このように、所定のテラヘルツ電磁波を照射した際に異なる透過率を示す複数領域によって偽造防止構造体５０を構成すれば、偽造防止構造体５０を走査した際に透過率が変化する特徴的な波形を得ることができる。そして、得られた透過率波形の特徴に基づいて、媒体１００の真贋を判別することができる。

偽造防止構造体５０が１５度傾いた場合でも、第１パターン３１から成る第１領域１１の透過率の変動幅及び第２領域１２の透過率の変動幅はいずれも２％程度に留まり、第３パターン３３から成る第３領域１３の透過率はほとんど変動しない。このため、偽造防止構造体５０が傾いた場合でも、図１３下段に示すように、波形７１から波形７２へ透過率が低下し、波形７２から波形７３へ透過率が上昇する階段状の波形が得られる。また、波形７１、波形７２及び波形７３の大小関係も変わらない。このため、透過率を測定する際に、媒体１００、すなわち偽造防止構造体５０が、傾いた状態で走査された場合も、透過率が３段階に変化する特徴的な波形を得ることができる。そして、得られた透過率波形の特徴に基づいて、媒体１００の真贋を判別することができる。

ここまでは、主に、Ｘ軸方向を偏光方向とする１次の共振周波数（図３のＰ１）のテラヘルツ電磁波を偽造防止構造体１０、５０に照射する場合を例に説明したが、２次の共振周波数（図３のＶ１）では異なる透過特性を示す。図１４は、２次の共振周波数で得られる透過率の変化を説明するための図である。図１４の上段には、偽造防止構造体５０を設けた図１３と同じ媒体１００の平面図を示し、中段には、テラヘルツ電磁波による偽造防止構造体５０の走査位置及び走査方向を矢印２００で示している。図１４の下段には、この走査位置で得られる、偽造防止構造体５０の２次の共振周波数の透過率波形を示している。

媒体１００、すなわち図１１に示す偽造防止構造体５０が、傾いていない状態で、偽造防止構造体５０のＸ軸方向略中央部を、Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波によって矢印２００で示す方向に走査する。走査するテラヘルツ電磁波が、１次の共振周波数のテラヘルツ電磁波である場合は図１３下段に示す透過率の波形が得られ、２次の共振周波数のテラヘルツ電磁波である場合は図１４下段に示す透過率の波形が得られる。テラヘルツ電磁波の偏光方向及びＳＲＲ２０〜２３の開放部の方向と、透過率との関係は、共振モードによって異なる。１次の共振周波数では、テラヘルツ電磁波の偏光方向とＳＲＲの開放部の方向とが平行である場合に、透過率が最大となる。一方、２次の共振周波数では、テラヘルツ電磁波の偏光方向とＳＲＲの開放部の方向とが垂直である場合に、透過率が最大となる。

２次の共振周波数でも、第１領域１１〜第３領域１３の各領域で異なる透過率が得られるが、第１領域１１の透過率が数％の非常に低い値を示し、第２領域の透過率が高い値を示す。第３領域１３の透過率は、第１領域１１の透過率と第２領域１２との間の値を示す。このため、図１４下段に示すように、右側の第１領域１１で、略一定の低い透過率を示す波形８１が得られた後、中央の第２領域１２に入ると透過率が上昇する。第２領域１２で、略一定の透過率を示す波形８２が得られた後、左側の第３領域１３に入ると透過率が再び低下するが、波形８１よりも高い略一定の透過率を示す波形８３が得られる。そして、得られた透過率波形の特徴に基づいて、媒体１００の真贋を判別することができる。

偽造防止構造体５０が１５度傾いた場合でも、１次の共振周波数の場合と同様に、第１領域１１の透過率の変動幅、第２領域１２の透過率の変動幅、及び第３領域１３の透過率の変動幅は小さく、それぞれ４％程度に留まる。このため、偽造防止構造体５０が傾いた場合でも、図１４下段に示すように、波形８１から波形８２へ透過率が上昇する階段状の波形が得られる。波形８２が示す第２領域１２の透過率と、波形８３が示す第３領域１３の透過率は、約１５％の差を有する。偽造防止構造体５０が１５度傾いた場合でも、第２領域１２の透過率の変動幅は約４％に留まり、第３領域１３の透過率はほとんど変動しない。このため、偽造防止構造体５０が傾いた場合でも、図１４下段に示すように、波形８２から波形８３へ透過率が低下する階段状の波形が得られ、波形８１、波形８２及び波形８３の大小関係も変わらない。また、透過率を測定する際に、媒体１００、すなわち偽造防止構造体５０が、傾いた状態で走査された場合も、透過率が３段階に変化する特徴的な波形を得ることができる。そして、得られた透過率波形の特徴に基づいて、媒体１００の真贋を判別することができる。

図１３及び図１４では、媒体１００に設けた偽造防止構造体５０をテラヘルツ電磁波によって走査するとして説明した。この走査は、テラヘルツ電磁波が送受信される位置が固定された真贋判別装置内で、媒体１００を搬送することによって実現することができる。以下、図１３の測定を例に、真贋判別装置について説明する。

図１５は、側方から見た真贋判別装置の内部構成概略を示す模式図である。搬送部６３は、矢印２０１で示す方向へ媒体１００を搬送する。テラヘルツ電磁波送信部６１は、搬送部６３の上方に配置される。テラヘルツ電磁波受信部６２は、搬送部６３の下方に配置される。テラヘルツ電磁波送信部６１は、Ｘ軸方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波を、矢印２０２で示すように下方に向けて送信する。このテラヘルツ電磁波が、搬送部６３によって搬送される媒体１００の偽造防止構造体５０に照射される。テラヘルツ電磁波受信部６２は、偽造防止構造体５０を透過したテラヘルツ電磁波を受信する。テラヘルツ電磁波を送受信する位置は固定されている。テラヘルツ電磁波受信部６２は、受信したテラヘルツ電磁波の強度を検出し、検出した強度を搬送部６３に媒体１００がない状態で検出されるテラヘルツ電磁波の強度に対する比率である透過率に変換する。図１５に示すように、媒体１００は、搬送部６３によって矢印２０１で示す方向へ搬送されて、テラヘルツ電磁波が送受信される位置を通過する。このとき、図１３に示すように、偽造防止構造体５０が矢印２００で示す方向へ走査され、透過率の波形を得ることができる。なお、透過率は、テラヘルツ電磁波受信部６２で算出するほか、制御部６４で算出してもよい。この場合、テラヘルツ電磁波受信部６２が、受信したテラヘルツ電磁波の強度を出力して、制御部６４が透過率を算出する。

図１６は、図１５に示す構成を上方から見た模式図である。図１６（ａ）は、媒体１００が傾くことなく搬送される場合を示している。図１６（ｂ）は、媒体１００が、角度α傾いた斜行状態で搬送される場合を示している。偽造防止構造体５０を透過するテラヘルツ電磁波の透過率は、図１６（ａ）に示す状態と図１６（ｂ）に示す状態とで異なる値を示すが、透過率の変動幅は小さい。このため、透過率の値、偽造防止構造体５０を走査して得られる透過率の波形等に基づいて、媒体１００の真贋を高精度に判別することができる。

図１７は、真贋判別装置１の機能構成概略を示すブロック図である。真贋判別装置１は、図１５に示す構成に加えて、制御部６４及び記憶部６５を有する。記憶部６５は、半導体メモリ等から成る不揮発性の記憶装置である。記憶部６５には、偽造防止構造体５０に所定のテラヘルツ電磁波を照射して得られる透過率の値、透過率の波形、該波形の特徴等のデータが、予め基準データとして準備されている。

制御部６４は、搬送部６３による媒体１００の搬送、テラヘルツ電磁波送信部６１及びテラヘルツ電磁波受信部６２によるテラヘルツ電磁波の送受信等を制御する。また、制御部６４は、偽造防止構造体５０を透過したテラヘルツ電磁波の透過率の値、透過率の波形等を取得する。制御部６４は、透過率の値、透過率の波形、該波形の特徴等のうち少なくともいずれか１つを、記憶部６５に予め準備されている基準データと比較して媒体１００の真贋を判別する。制御部６４は、真贋の判別結果を図示しない外部装置に出力する。例えば、表示装置に出力して真贋の判別結果を表示して報知する。

なお、真贋判別装置１は、偽造防止構造体１０を有する媒体１００の真贋判別に利用する他、例えば、媒体１００上に製作した偽造防止構造体１０の検査に利用することもできる。真贋判別装置１は、真贋の判別結果を出力する他、偽造防止構造体１０を透過又は反射したテラヘルツ電磁波の強度、透過率又は反射率を出力することもできる。これを利用して、真贋判別装置１で偽造防止構造体１０を検査する。具体的には、予め、正しく製作された偽造防止構造体１０を用いて、検査時に検出されるテラヘルツ電磁波の強度、透過率又は反射率を、基準データとして記憶部６５に記憶しておく。そして、偽造防止構造体１０の製作工程で、テラヘルツ電磁波送信部６１からテラヘルツ電磁波を送信して、検査対象の偽造防止構造体１０に照射し、偽造防止構造体１０を透過又は反射したテラヘルツ電磁波をテラヘルツ電磁波受信部６２で受信する。こうして検査対象の偽造防止構造体１０から検出したテラヘルツ電磁波の強度、透過率又は反射率を、基準データと比較して、基準データに適合するか否かの判定、すなわち製作された偽造防止構造体１０の合否判定を行う。このように、真贋判別装置１が偽造防止構造体１０から検出したデータと基準データとの比較が、真贋判別として行われる態様の他、合否判定として行われる態様であってもよい。

図２では、ベース部材１７と、ＳＲＲ２０〜２３等の共振器構造を形成した導電性層１６とによって偽造防止構造体１０を形成する例を示したが、偽造防止構造体１０の構造がこれに限定されるものではない。図１８は、偽造防止構造体の他の構造例を示す断面模式図である。図１８に示す偽造防止構造体１０、５０は、図１及び図１１に示した導電性層１６が接着層４１によって媒体１００表面に接着され、導電性層１６の上にホログラム層４２及び離型層４３が設けられた構造を有する。例えば、所定の基材上に、離型層４３、ホログラム層４２、導電性層１６及び接着層４１を順に形成した後、離型層４３から上の層を基材から剥がして上下を反転し、接着層４１によって媒体１００に貼り付けることにより、図１８に示す構造を実現する。離型層４３は、透明樹脂等の材料から成る。可視光下で、図１８に示す偽造防止構造体１０、５０を上方から目視した際には、ホログラム層４２に記録された３次元像が観察されることになる。略Ｃ字形状のＳＲＲ２０〜２３等の共振器構造は、数μｍ程度の薄膜から成る導電性層１６に設けられた微小な構造で、目視で確認することは困難である。導電性層１６の上に、ホログラム層等、所定の図柄が観察される層を設けることで、ＳＲＲ２０〜２３等の共振器構造の目視確認はさらに困難になり、偽造防止の効果を高めることができる。

また、ＳＲＲの開放部の方向が、テラヘルツ電磁波の偏光方向と平行又は垂直となる例を示したが、開放部の方向がこれに限定されるものではない。図１９は、開放部の方向が異なるＳＲＲ１２０〜１２３を有する偽造防止構造体１０の例を示す図である。図１９に示すＳＲＲ１２０〜１２３は、図１に示すＳＲＲ２０〜２３をそれぞれ時計回りに４５度回転した形状を有する。各開放部１２０ａ〜１２３ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と４５度の角度を成す方向となっている。第１パターン３１〜第５パターン３５を構成するＳＲＲ２０〜２３を、それぞれ図１９に示すＳＲＲ１２０〜１２３に置き換えた場合にも、上述したように、テラヘルツ電磁波の透過率が所定の値を示す領域を実現することができる。

また、図１１及び図１３では、偽造防止構造体５０を備える媒体１００が長方形で、ＳＲＲの開放部の方向と媒体１００の辺との間の角度が平行又は垂直である例を示したが、この角度が４５度であってもよい。具体的には、例えば、図１３に示す媒体１００はそのままに、偽造防止構造体５０のみを時計回りに４５度回転させた態様であってもよい。また、例えば、偽造防止構造体５０のＳＲＲを、図１９に示すＳＲＲ１２０〜１２３に置き換えた態様であってもよい。この場合も、上述したように、第１領域１１〜第３領域１３でテラヘルツ電磁波の透過率が異なる波形を取得することができる。

また、媒体１００を搬送しながら偽造防止構造体５０を走査した際に、領域毎に透過率が変化する構造として、図１１とは異なる構造を採用してもよい。以下、偽造防止構造体の例を示す。

図２０は、複数領域に分割された偽造防止構造体１５０を示す図である。図２０に示す正方形形状の偽造防止構造体１５０は、対角方向である４５度方向に等間隔に分割された８つの領域を有する。８つの領域は、第１領域１１１及び第２領域１１２の２種類の領域を含み、これらの領域が交互に配列されている。例えば、第１領域１１１と第２領域１１２をそれぞれ、第１パターン３１〜第５パターン３５から選択した、異なるパターンで構成された領域とする。また、例えば、第１領域１１１は、テラヘルツ電磁波を透過する絶縁性材料又はテラヘルツ電磁波を遮断する導電性材料から成るＳＲＲを含まない領域とする。そして、第２領域１１２のみを第１パターン３１〜第５パターン３５から選択したパターンで構成されたＳＲＲを含む領域としてもよい。これにより、所定のテラヘルツ電磁波によってＸ軸方向略中央部をＹ軸方向に走査した際に、第１領域１１１と第２領域１１２とで透過率が変化する偽造防止構造体１５０を実現することができる。そして、上述したように、偽造防止構造体１５０の透過特性に基づく真贋判別を行うことができる。

図２１は、透過率が連続的に変化する偽造防止構造体１６０の例を示す図である。図２２は、図２１に示す偽造防止構造体１６０を形成する基本パターンの種類を示す図である。図２１に示す偽造防止構造体１６０は、図２２に示す５種類の基本パターンで形成されている。例えば、図２１ で「Ａ」とする領域は、パターンＡを縦横に連続配置して形成された領域であることを示している。

図２２に示すように、パターンＡは、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振するＸ方向の共振器構造２３１、４つを２行２列に配置したパターンである。パターンＢは、パターンＡの４つの共振器構造のうち１つを、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振するＹ方向の共振器構造２３２と置き換えたパターンである。パターンＣは、２つのＸ方向共振器構造２３１と、２つのＹ方向共振器構造２３２を含むパターンである。パターンＤは、１つのＸ方向共振器構造２３１と、３つのＹ方向共振器構造２３２を含むパターンである。パターンＥは、Ｙ方向の共振器構造２３２のみを含むパターンである。

図２１に示す偽造防止構造体１６０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ９分割した縦長の領域から形成されている。左端の列の領域はパターンＡのみで形成されている。左から２列目の領域は、パターンＡの領域とパターンＢの領域とを、Ｘ軸方向に交互に配列して形成されている。３列目の領域はパターンＢのみで形成されている。４列目の領域は、パターンＢの領域とパターンＣの領域とを交互に配列して形成されている。５列目の領域はパターンＣのみで形成されている。６列目の領域は、パターンＣの領域とパターンＤの領域とを交互に配列して形成されている。７列目の領域はパターンＤのみで形成されている。８列目の領域は、パターンＤの領域とパターンＥの領域とを交互に配列して形成されている。９列目の領域はパターンＥのみで形成されている。

パターンＡ〜Ｅの順に、各パターンに含まれるＸ方向の共振器構造２３１の数の割合が低くなっている。また、偽造防止構造体１６０の左端の列から右端の列へ進むにつれて、各列に含まれるＸ方向の共振器構造２３１の数の割合が低くなっている。このため、偏光方向がＸ軸方向の１次共振周波数のテラヘルツ電磁波で、左端の列から右端の列へＹ軸方向に偽造防止構造体１６０を走査した場合、透過率が徐々に低下する透過率波形が得られる。一方、偏光方向がＹ軸方向の１次共振周波数のテラヘルツ電磁波で同様に走査した場合には、透過率が徐々に上昇する透過率波形が得られる。このように、透過率の値が連続的に変化する特徴的な透過率波形が得られる偽造防止構造体１６０を媒体に設けることで、媒体の真贋を判別することができる。

本実施形態では、図１１に示す偽造防止構造体５０の各領域を、図８に示す第１パターン３１、第３パターン３３及び第５パターン３５で構成する例を示したが、各領域を形成するパターンは特に限定されない。例えば、第２パターン３２や第４パターン３４を利用する態様であってもよい。また、偽造防止構造体５０を２つに分割する態様であってもよいし、４つ以上の部分領域に分割する態様であってもよい。また、第１パターン３１を９０度回転した第５パターン３５を基本パターンとして利用する例を示したが、第２パターン３２、第３パターン３３及び第４パターン３４を９０度回転したパターンを、基本パターンとして利用してもよい。

本実施形態では、第１パターン３１〜第５パターン３５を基本パターンとする例を示したが、基本パターンがこれらに限定されるものではない。基本パターンをマトリクス状に繰り返し配置した領域内の任意の位置で、基本パターンと同一形状の領域を選択した際に、該領域に含まれる、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振する共振器構造の個数と、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振する共振器構造の個数との比率が、基本パターンにおける比率と同一となるように構成されていれば、基本パターンの形状、基本パターンを構成する共振器構造の種類、個数、配置位置等は特に限定されない。具体的には、例えば、基本パターンにおける共振器構造の配置は、共振器構造を縦方向及び横方向に繰り返し配置するマトリクス状の配置の他、市松模様状の配置やハニカム状の配置としてもよい。各領域に基本パターンを配置する方法についても、各基本パターンをマトリクス状に配置する他、ブロック模様状の配置やハニカム状の配置等、任意の繰り返しの配置とすることができる。ＳＲＲの形状についても、所定周波数のテラヘルツ電磁波を照射した際に所望の透過率を得ることができれば特に限定されず、例えばリングを矩形状に形成する態様であってもよい。また、共振するテラヘルツ電磁波の周波数及び偏光方向が同じであれば、各図に示した共振器構造を、別の共振器構造に置き換えてもよい。

本実施形態では、真贋判別に利用するテラヘルツ電磁波の偏光方向を、主にＸ軸方向とする例を説明したが、Ｙ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波を利用してもよい。テラヘルツ電磁波の偏光方向が変わると各基本パターンにおける透過率も変化するが、偏光方向に対応する透過率を予め取得しておけば、上述したように真贋判別を行うことができる。

本実施形態では、偽造防止構造体の真贋判別に、テラヘルツ電磁波の透過率を利用する例を示したが、テラヘルツ電磁波の反射率を利用する態様であってもよい。テラヘルツ電磁波の透過率と反射率は、一方が増加すると他方が減少する関係にある。例えば、図１５において、搬送される媒体１００を挟んで対向配置したテラヘルツ電磁波送信部６１及びテラヘルツ電磁波受信部６２を、媒体１００に対して同じ側に配置する。テラヘルツ電磁波送信部６１から送信されて媒体１００で反射されるテラヘルツ電磁波をテラヘルツ電磁波受信部６２で受信することで、反射率を測定することが可能である。よって、テラヘルツ電磁波の反射率を利用する場合も、上述したようにテラヘルツ電磁波の透過率に基づく偽造防止構造体の特徴を得て真贋判別を行うことができる。

上述してきたように、本実施形態に係る真贋判別装置を利用すれば、偽造防止構造体を設けた紙幣や商品券等の偽造防止媒体にテラヘルツ電磁波を照射して、透過したテラヘルツ電磁波の周波数及び透過率等の透過特性に基づいて、偽造防止媒体の真贋を判別することができる。

偽造防止構造体を構成する複数種類の共振器構造は、それぞれが、真贋を判別するために偽造防止媒体に照射するテラヘルツ電磁波の周波数及び偏光方向によって、共振する場合と共振しない場合とがある。共振する共振器構造の数と、共振しない共振器構造の数との割合を調整することにより、所定周波数のテラヘルツ電磁波が所定の透過率で透過する領域を実現することができる。そして、透過率が異なる複数の領域を組み合わせて偽造防止構造体を実現することができる。また、共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向が異なる複数種類の共振器構造を利用することで、テラヘルツ電磁波の偏光方向に対して偽造防止構造体が傾いた場合の透過率の変動を抑制することができる。これにより、偽造防止構造体による真贋判別を高精度に行うことができる。

以上のように、本発明に係る偽造防止構造体、偽造防止媒体及び偽造防止構造体の検査方法は、偽造防止構造体を設けた偽造防止媒体の真贋を高精度に判別するために有用である。

１ 真贋判別装置
１０、５０、１５０、１６０ 偽造防止構造体
２０〜２３、１２０〜１２３ 分割リング共振器（ＳＲＲ）
１６ 導電性層
１７ ベース部材
４１ 接着層
４２ ホログラム層
４３ 離型層
６１ テラヘルツ電磁波送信部
６２ テラヘルツ電磁波受信部
６３ 搬送部
６４ 制御部
６５ 記憶部
２２１、２２２ ＬＣ共振器
２２３、２２４ スリット共振器

Claims (9)

1. 媒体の真贋を判別するために前記媒体に設けられる偽造防止構造体であって、
   共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向が異なる複数種類の共振器構造を混在させて形成した混成領域と、
   所定方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに透過率が異なる複数種類の領域と
   を含み、
   前記複数種類の領域が複数種類の前記混成領域を含み、該複数種類の前記混成領域それぞれが、前記複数種類の共振器構造が混在する比率が異なり、前記透過率が異なる領域であることを特徴とする偽造防止構造体。
2. 前記複数種類の共振器構造は、同一周波数のテラヘルツ電磁波で共振することを特徴とする請求項１に記載の偽造防止構造体。
3. 前記混成領域は、前記複数種類の共振器構造の組合せからなる基本パターンを繰り返し配置して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の偽造防止構造体。
4. 所定方向を偏光方向とする所定周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに、前記混成領域における透過率が、前記複数種類の共振器構造が混在する比率に応じた所定の値となることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偽造防止構造体。
5. 前記複数種類の共振器構造には、共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向が９０度異なる少なくとも２種類の共振器構造が含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の偽造防止構造体。
6. 可視光下で所定の図柄が観察されるホログラム層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の偽造防止構造体。
7. 紙幣に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の偽造防止構造体。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の偽造防止構造体を備えることを特徴とする偽造防止媒体。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の偽造防止構造体の検査方法であって、
   前記偽造防止構造体に前記テラヘルツ電磁波を照射する工程と、
   反射又は透過した前記テラヘルツ電磁波を検出する工程と、
   検出した強度、透過率又は反射率を予め記憶した基準データと比較する工程と
   を含むことを特徴とする偽造防止構造体の検査方法。

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