WO2002076760A1 - Card true/false decision apparatus - Google Patents

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WO2002076760A1
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light
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hologram seal
reflected
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Nobuo Hori
Shigenori Nagano
Hiroyuki Toyama
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Kabushiki Kaisha Topcon
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    • G03H1/0011—Adaptation of holography to specific applications for security or authentication

Definitions

  • the present invention relates to a card authenticity determination device for determining the authenticity of a card having a holo dram on which an image based on a lattice pattern is formed.
  • a hologram seal 2 is provided on a card 1 such as a credit card.
  • a card 1 such as a credit card.
  • an image 4 based on the lattice pattern 3 is formed on the hologram seal 2 .
  • the hologram seal 2 is used to judge the authenticity of the card 1.
  • the authenticity of Card 1 is
  • a parallel light beam as a measurement light beam is projected on the hologram seal 2, and the reflection based on the measurement light beam reflected by the hologram seal 2 is performed.
  • Card authenticity determination devices are being developed based on the peak intensity of the light intensity distribution of the diffracted light, the position of its center of gravity, its spread width, the number of peaks, etc. (for example, Japanese Patent Application No. 2000-110). 806).
  • a card 1 in which a plurality of images are formed by changing the direction in which the diffraction gratings forming the grating pattern 3 are formed in order to prevent forgery.
  • Fig. 2 shows a rectangular hologram seal 2 on which three types of images are formed based on, for example, grating patterns 5 to 7 composed of diffraction gratings having different pitches.
  • FIG. 3 (a) shows one side 2 of the rectangular hologram seal 2.
  • An image 8 based on a grating pattern 5 composed of diffraction gratings having a pitch P1 in which diffraction gratings are formed in a direction orthogonal to a is shown
  • FIG. 3 (b) shows a diffraction pattern in which the grating formation direction is the grating pattern 5.
  • FIG. 3 (c) shows the diffraction grating.
  • the grating pattern 7 is composed of diffraction gratings whose arrangement direction is the same as that of the lattice patterns 5 and 6 and whose pitch width is smaller than the pitch P 1 but wider than the pitch P 2.
  • Based image 10 Three images 8-1 0 is superimposed Luo, holo Gras Mushiru 2 shown in FIG. 2 is formed. The appearance of the images 8 to 10 changes depending on the condition of the incident light beam incident on the hologram seal 2.
  • the arrows indicate the direction in which the diffraction gratings are formed, and the direction in which each diffraction grating extends is orthogonal to the direction in which the diffraction gratings are formed.
  • the hologram seal 2 When a parallel light beam is projected on this kind of hologram seal 2, the hologram seal 2 generates reflected diffraction light R1 to R3 based on the parallel light beam as shown in FIG. L is the line sensor It is. (For example, refer to Japanese Patent Application No. 2000-150574).
  • the reflected diffracted light R 1 is caused by, for example, the grating pattern 5
  • the reflected diffracted light R 2 is caused by, for example, the grating pattern 6
  • the reflected diffracted light R 3 is caused by, for example, the grating pattern 7.
  • Fig. 5 shows a rectangular hologram seal 2 in which three types of images are formed based on, for example, three lattice patterns 11 to 13, and Fig. 6 (a) shows a rectangular hologram seal.
  • An image 14 based on the grating pattern 11 in which the diffraction gratings are formed in a direction perpendicular to the side 2a of Fig. 2 is shown in Fig. 6 (b).
  • Fig. 6 shows an image 15 based on the grid pattern 12 in which the diffraction gratings are formed diagonally to the right and at 45 degrees.
  • Figure 16 shows an image 16 based on a grating pattern 13 in which diffraction gratings are arranged in the vertical direction, and these three images 14 to 16 are superimposed to form the hologram seal 2 shown in Figure 5. .
  • the appearance of the images 14 to 16 changes depending on the condition of the incident light beam entering the hologram seal 2.
  • the arrows indicate the direction in which the diffraction gratings are formed, and the direction in which each diffraction grating extends is orthogonal to the direction in which the diffraction gratings are formed.
  • the hologram seal 2 When a parallel light beam is projected on this kind of hologram seal 2, the hologram seal 2 generates reflected diffracted light Rl, to R3 based on the parallel light beam as shown in FIG.
  • the reflected diffracted light R l is caused by, for example, the grating pattern 15, and the reflected diffracted light R 3, is caused by, for example, the grating pattern 16.
  • three grating patterns 17 to 19 having a predetermined pitch width and a diffraction grating in which the direction in which the diffraction grating extends are different, for example, approximately every 45 degrees are periodically arranged.
  • the direction in which the diffraction grating of the grating pattern 17 extends is inclined, for example, by about 45 degrees with respect to the direction in which the diffraction gratings of the grating patterns 18 and 19 extend, so that the diffraction of the grating pattern 18 and the diffraction of the grating pattern 19 are different.
  • the directions in which the grids extend are inclined at about 90 degrees from each other.
  • Reference numeral 20 denotes a pattern in which no diffraction grating is formed.
  • the side width of these rectangular lattice patterns has a fine structure of, for example, about 20 microns.
  • each of the three types of grid patterns 17 to 19 is formed.
  • the diffraction grating generates three reflected diffracted lights R 1 ′′, R 2 ′′, and R 3 ′′.
  • the symbol R 4 ′′ indicates specularly reflected light due to the pattern 20.
  • the reflected diffracted light Rl is, for example, due to the grating pattern 17
  • the reflected diffracted light R2 is, for example, due to the grating pattern 18,
  • the reflected diffracted light R3 is, for example, This is due to the grid pattern 19.
  • Each of the reflected diffracted lights R l “, R 2", R 3 " is detected by a line sensor L as a light receiving element via a Fourier transform lens 10, and each element L of the line sensor L is detected. Based on the received light output of a, if the presence or absence of the light distribution of each reflected diffracted light R l ", 2 ' ⁇ R 3", the peak intensity of the light distribution, and the spread width are calculated by calculation means (not shown), The authenticity can be determined.
  • reference numeral 9a denotes a semiconductor laser
  • reference numerals 9b and 9b denote collimating lenses that convert a divergent light beam emitted from the semiconductor laser 9a into a parallel light beam.
  • each of the lattice patterns 17 to 19 since each of the lattice patterns 17 to 19 has a long-period structure and a short-period structure, each of the lattice patterns 1 ′ 7 ⁇ 19 itself acts as a diffraction grating, generating fine reflected / diffraction light in the reflected / diffracted light.
  • hologram seals 2 As described above, there are many types of hologram seals 2 depending on the type of the card, and the diffracted light reflected by projecting the measurement light onto the hologram seal 2 differs depending on the type of the hologram seal 2. It is formed in a different manner in the direction. Therefore, a card authentication device that can judge the authenticity of multiple types of cards with only one device, that is, a card authentication device that can perform appropriate judgment without being affected by differences in hologram seals Is required.
  • the received light signal of each element La of the sensor L greatly changes due to a slight positional shift of a large number of spot-like diffracted lights r.
  • the peak and width of the light intensity distribution as the whole reflected diffraction light cannot be detected on average, and the authenticity of the card cannot be objectively determined.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a card authenticity determination device that can handle a plurality of types of holograms with one device.
  • a second object of the present invention is to provide a card having a hologram seal in which a lattice pattern having a short-period structure and a long-period structure is arranged at a fixed period, and which can objectively determine the authenticity of the card.
  • An object of the present invention is to provide a device for determining authenticity.
  • a card authenticity determination apparatus for determining the authenticity of a card provided with a predetermined hologram seal corresponding to the type of the card based on the hologram seal.
  • a measurement light projection system for projecting measurement light onto the hologram seal, an area sensor for receiving reflected diffraction light of the measurement light beam reflected by the hologram seal, and an area sensor.
  • a plurality of judgment operation means for performing an operation according to the type to judge the authenticity of the card; and a selection means for selecting any one of the plurality of judgment operation means.
  • the card authenticity determination device is the device according to claim 1, wherein the hologram seal is configured such that the reflected diffracted light is formed from a number of small spot-like diffracted light based on a diffraction grating.
  • a plurality of types of grating patterns having different arrangement directions of the diffraction gratings are arranged at a constant period, and a regular reflection pattern is formed at a constant period. It is characterized in that the authenticity of a card having a hologram seal formed with a lattice pattern having a short-period structure and a long-period structure and a regular reflection pattern is determined.
  • the card authenticity determination device is the device according to claim 2, wherein the determination calculation unit determines the authenticity of the card with reference to regular reflection light based on the regular reflection pattern. This is the feature.
  • a card authentication apparatus for measuring a predetermined direction of a hologram seal on a card on which a plurality of types of grating patterns having different diffraction gratings are periodically arranged alternately.
  • a measuring light projection system for condensing and projecting a constant light beam, a light receiving element for receiving reflected and diffracted light of the measuring light beam reflected and diffracted on the hologram seal, and authenticating the card based on a light receiving signal of the light receiving element.
  • Determining means for determining.
  • the card authentication device is capable of projecting a measurement light beam.
  • a plurality of types of grating patterns in which the arrangement directions of the diffraction gratings are different from each other are formed at regular intervals so that the reflected diffraction light based on the diffraction grating is formed from a large number of small spot-like diffraction lights based on the diffraction grating.
  • a card authenticity determination device for determining the authenticity of a card having a hologram seal,
  • a measuring light projection system for converging and projecting a measuring light beam onto the hologram seal from a predetermined direction; a light receiving element for receiving reflected and diffracted light of the measuring light beam reflected and diffracted on the hologram seal; Determining means for determining the authenticity of the card based on the signal.
  • the card authenticity determination device is the device according to claim 4 or claim 5, wherein the total occupied area of the grid pattern present in the irradiation area of the measurement light beam is a longest period grid pattern.
  • the area is not less than the area defined by the above and is not more than 2 to 3 times the area.
  • a regular reflection pattern is formed on the hologram seal at regular intervals.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a card to which a conventional hologram seal is attached.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the hologram seal of the card shown in FIG.
  • FIG. 3 shows an example of the grid pattern of the hologram seal shown in Fig. 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing reflected diffraction light by the grating pattern shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of the hologram seal.
  • FIG. 6 is a diagram showing a grid pattern of the hologram seal shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing the reflected diffraction light by the grating pattern shown in FIG.
  • FIG. 8 is a view showing still another example of the hologram seal.
  • FIG. 9 is a diagram showing the diffraction light reflected by the grating pattern of the hologram seal.
  • FIG. 10 is a diagram showing spot-like diffracted light by the lattice pattern of the hologram seal shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing an appearance of a card authenticity determining apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a main part circuit block of the card authenticity determination device shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing the main optical system of the card authentication apparatus shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the first determination operation device for the circuit block shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the second decision operation device of the circuit block shown in FIG.
  • Fig. 16 shows the operation of the third decision processor in the circuit block shown in Fig. 12. It is a figure for explaining a work.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a box of the device for judging authenticity of a card according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a plan view of an optical system showing a measurement light projection system and a diffracted reflected light detection system installed in the box shown in FIG.
  • FIG. 19 is a front view of the optical system showing the measuring light projection system and the diffracted and reflected light detection system installed in the box shown in FIG.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram of an irradiation area on the hologram seal of the measurement light beam projected by the measurement light projection system shown in FIG.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of the light intensity distribution of the reflected diffracted light on the line sensor.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a box according to the first embodiment of the card authentication device of the present invention.
  • reference numeral 21 denotes a box of a card authentication device.
  • the box 21 is provided with an entrance 22 of the card 1, a judgment result display panel 23, and a switching switch 24, and the measurement light for the hologram seal 2 is provided inside the box 21.
  • a measurement light projection system for projecting light a detection system for detecting reflected light reflected from the hologram seal 2, and a circuit unit for controlling the operation of card authenticity, which will be described later.
  • the measurement light projection system is a semiconductor laser, as shown in Figs. 12 and 13.
  • the diverging light from the semiconductor laser 25a is converted into a parallel light beam by the collimating lens 25b, which is roughly composed of a laser 25a and a collimating lens 25b.
  • a measurement light beam P composed of a parallel light beam is projected onto the hologram seal 2 while maintaining the incident angle 0.
  • reference numeral 27 denotes a Fourier transform lens which forms a part of the detection system.
  • the GramSeal 2 is placed at the front focal point f of the Fourier transform lens 27, and the rear focal point f 'of the Fourier transform lens 27 has an area sensor 28 that also forms the detection system. Be placed.
  • the circuit section includes a switch circuit 29 which is switched by a switching switch 24, first to third determination operation means 30 to 32, and a display 33.
  • the changeover switch 29 selectively operates the three judgment calculation means 30 to 32. For example, when it is desired to judge the authenticity of a certain kind of card, the switching circuit 24 is operated by operating the switching switch 24 that activates the judgment operation means 30 to 32 corresponding to this type. Let it. In FIG. 12, the judgment operation means 31 is selected.
  • the first determination operation means 30 corresponds to the hologram seal 2 shown in FIG. Diffracted reflected light R obtained by the photoelectric output based on the diffracted reflected light R1, R2, and R3 detected by the number of horizontal lines (or may be one horizontal line) of the address im of the area sensor 28 1, the light intensity distribution co of R2, R3, the peak intensity Pe of the coR, the position of each center of gravity G1 to G3, and the width of each spread W1 to W3, using the statistical method By performing the calculation, it is determined whether the card is a real card or a counterfeit card, and the result of the determination is output.
  • the second judgment calculation means 31 corresponds to the hologram seal 2 shown in FIG. 5, and the diffraction reflection detected by the number of vertical lines of the area sensor 28 [m] (or one vertical line) may be used. Peak intensity Pe of the light intensity distribution of the diffracted reflected light R1, R2, R3 'obtained by the photoelectric output based on the light Rl, R2, R3', and the position of the center of gravity Gl 'to G3', each spread width is calculated using a statistical method to determine whether it is a genuine card or a counterfeit card, and the result of the determination is output. It has become.
  • the diffracted reflected light R detected by the vertical line at the address jm of the area sensor 28 may be used.
  • the envelope ⁇ R (ie, the light intensity distribution ⁇ R” of the diffracted reflected light R l ”, R 2”, and R 3 ”) obtained by the photoelectric output based on 1”, R 2 ”, and R 3”
  • the waveform ⁇ r is due to the spot-like diffracted light r, and its envelope o) R “corresponds to the photoelectric output of the reflected diffracted light R l" to R 3 "due to the long-period structure.
  • the third determination operation means 32 the light amount distribution R 4 "obtained by the photoelectric output based on the regular reflection light R 4" detected by one vertical line at the address ⁇ m 'of the area sensor 28 is obtained.
  • the peak intensity P e " its center of gravity G 4", and its spread width W 4 " It can also be used to judge card authenticity.
  • the judgment calculation means 3.2 outputs the judgment result after the judgment operation.
  • the display 33 displays the judgment results of the judgment calculation means 30 to 32 on the display panel 23.
  • judgment calculation means 30 to 32 for judging the authenticity of the card based on various holograms are provided, and these judgment calculation means 30 to 32 are provided according to the type of the card. Since switching is used, the authenticity of various cards can be determined by a single device.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a second embodiment of the card authenticity judging device according to the present invention, and reference numerals 20 and 20 denote boxes of the card authenticity judging device.
  • the box 20 is provided with an entrance 21 1 ′ for the card 1, and a display panel 22 2 for displaying the authenticity of the card 1 is provided above the box 20. It is assumed that the hologram seal 2 of the card 1 has lattice patterns 17 to 19 and a pattern 20 shown in FIG.
  • the card 1 is drawn into the box 20 'by card transport means (not shown), and the card 1 is automatically ejected when the authenticity is determined.
  • the measuring light projection system 23 comprises a semiconductor laser 23 a, a focusing lens 23 ′, and a power.
  • the focusing lens 23 b serves to convert the laser beam emitted from the semiconductor laser 23 a ′ into a measurement beam L ′ as a focusing beam and to project the beam onto the card 1.
  • the reflected diffraction light detection system 24 is composed of a Fourier transform lens 24a and a line sensor 24b 'as a light receiving element.
  • Card 1 is drawn into box 20, and is set to the front focal position f of Fourier transform lens 24 a,.
  • the measurement light beam L ′ is incident on the hologram seal 2 as shown in FIGS. 18 and 19. It is projected on the mouth seal 2 with 0 being constant.
  • a projection spot S ' is formed in a predetermined area of the hologram seal 2 as shown in an enlarged manner in FIG.
  • the reflected and diffracted light Rl ", R2", R3 "by the projection spot S, is formed as shown in FIG.
  • the irradiation area on the hologram seal 2 by the projection spot S is such that the total occupied area of the grid pattern existing in the irradiation area is equal to or larger than the area defined by the longest-period grid pattern 19, and It is desirable that the area be two to three times or less.
  • each reflected diffracted light R1 " ⁇ R 3 " In the spot on the inner sensor 24b ', a fine diffraction phenomenon secondary to the period of the lattice pattern can be avoided, and as shown in FIG. 21, the line sensor 24b, The reflected diffracted light R 1 ”at can be brought close to the reflected diffracted light based on the Gaussian distribution G as a whole.
  • the light beam projected onto the hologram seal 2 is not a parallel light beam, but is projected as a condensed light beam having a predetermined spread angle. For this reason, even if the light is separated into a plurality of spot lights depending on the irradiation area, each of the spot lights is assumed to be an image that is spread as compared with the case of projecting with a parallel light beam. Formed. Therefore, these spread spot images partially overlap each other, and the reflected and diffracted light as a whole can be converted into a light flux close to a Gaussian distribution.
  • the light receiving signal output from each light receiving element 24 c of the line sensor 24 b is input to the judging means 25 ′.
  • the judging means 25 ′ outputs, for example, the peak intensity of the light quantity distribution, the position of the center of gravity, The authenticity of the card 1 is determined by comparing it with an allowable value such as the spread width, and the result of the determination is displayed on the display panel 22.
  • one unit can handle a plurality of types of holograms.

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Description

明細 力一ド真贋判定装置 技 W分野
本発明は、 格子パターンに基づく 画像が形成されたホロ ダラ ムを有するカー ドの真贋を判定するカー ドの真贋判定装置に関 する。
従来技術
従来から、 図' 1 に示すよ う に、 例えば、 ク レジッ トカー ド等 のカー ド 1 にはホログラムシール 2が設けられているものが知 られている。 そのホログラムシール 2 には格子パターン 3 に基 づく 画像 4が形成されている。 そのホログラムシール 2 はカー ド 1 の真贋の判定に用いられる。 そのカー ド 1 の真贋は、 従来
、 肉眼によ り判断していたが、 このホログラムシール 2 に形成 された画像を肉眼視して、 カー ド 1 の真贋を判断するのは、 入 射光線の方向によって画像 4が変化した り、 カー ド 1 に傷があ つたり して客観的に困難である。
近時、 客観的にカー ド 1 の真贋の判定を行うために、 測定光 束と しての平行光束をホログラムシール 2 に投光し、 ホログラ ムシール 2 によ り反射された測定光束に基づく 反射回折光の光 量分布のピーク強度、 その重心位置、 その拡が り 幅、 ピークの 個数等に基づきカー ドの真贋判定装置が開発されつつある （例 えば、 特願 2 0 0 0 — 1 1 8 0 6 7号参照）。 と ころで、 そのカー ド 1 には、 偽造を防止するために、 格子 パターン 3 を構成する回折格子の配列形成方向を変えて、 複数 個の画像を形成したものがある。
図 2 は例えばピッチの異なる回折格子からなる格子パターン 5 〜 7 に基づき 3種類の画像が形成された矩形状のホログラム シール 2 を示し、 図 3 ( a ) は矩形状のホログラムシール 2の 一辺 2 a と直交する方向に回折格子が配列形成されかつピッチ P 1 の回折格子からなる格子パターン 5 に基づく 画像 8 を示し 、 図 3 ( b ) は回折格子の配列形成方向が格子パターン 5 の回 折格子の配列形成方向と同方向で且つピッチ幅 P 1 よ り もピッ チ幅の狭いピッチ P 2 の回折格子からなる格子パターン 6 に基 づく画像 9 を示し、 図 3 ( c ) は回折格子の配列形成方向が格 子パターン 5 、 6 の配列形成方向と同方向でかつピッチ幅がピ ツチ P 1 よ り も狭いがピッチ P 2 よ り も広いピッチ P 3 の回折 格子からなる格子パターン 7に基づく画像 1 0 を示し、 これら の 3つの画像 8 〜 1 0が重ね合わされて、 図 2 に示すホロ グラ ムシール 2 が形成されている。 このホログラムシール 2 に入射 する入射光線の具合によって画像 8 〜 1 0 の見え具合が変化す る。 その図 2， 図 3 において、 矢印は回折格子の配列形成方向 を示し、 各回折格子の延びる方向はその配列方向と直交してい る。
この種のホログラムシール 2 に、 平行光束を投影する と、 ホ ロ グラムシール 2 によって図 4 に示すよ う なその平行光束に基 づく 反射回折光 R 1 〜 R 3 が生じる。 なお、 Lはライ ンセンサ である。 （例えば、 特願 2 0 0 0 — 1 5 4 7 0 8号参照）。
こ こで反射回折光 R 1 は、 例えば格子パターン 5 によるもの であ り 、 反射回折光 R 2 は例えば格子パターン 6 による もので あ り 、 反射回折光 R 3 は例えば格子パターン 7 によるものであ る。
また、 図 5 は、 例えば 3つの格子パターン 1 1〜 1 3 に基づ き 3種類の画像が形成された矩形状のホログラムシール 2を示 し、 図 6 ( a ) は矩形状のホロ グラムシール 2 の一辺 2 a と直 交する方向に回折格子が配列形成された格子パターン 1 1 に基 づく 画像 1 4 を示し、 図 6 ( b ) は格子パターン 1 2の回折格 子の配列方向に対して右斜め 4 5度方向に回折格子が配列形成 された格子パターン 1 2に基づく 画像 1 5 を示し、 図 6 ( c ) は格子パターン 1 1 の回折格子の配列方向に対して左斜め 4 5 度方向に回折格子が配列形成された格子パターン 1 3 に基づく 画像 1 6 を示し、 これらの 3つの画像 1 4〜 1 6が重ね合わさ れて、 図 5 に示すホログラムシール 2は形成されている。
このホロ グラムシール 2 に入射する入射光線の具合によって 画像 1 4〜 1 6 の見え具合が変化する。 その図 6 において、 矢 印は回折格子の配列形成方向を示し、 各回折格子の延びる方向 はその配列方向と直交している。
この種のホロ グラムシール 2 に、 平行光束を投影する と、 ホ ログラムシール 2 によって図 7 に示すよ う にその平行光束に基 づく反射回折光 R l ， 〜R 3 ， が生じる。
こ こで反射回折光 R l ， は例えば格子パターン 1 4による も のであり 、 反射回折光 R 2 ' は例えば格子パターン 1 5 による ものであり 、 反射回折光 R 3 ， は例えば格子パターン 1 6 によ るものである。
さ らに、 図 8 に示すよ う に所定ピッチ幅でかつ回折格子の延 ぴる方向が例えば略 4 5度毎に異なる回折格子を有する 3つの 格子パターン 1 7〜 1 9 を周期的に配列したものもある。 格子 パターン 1 7 の回折格子の延びる方向は格子パターン 1 8、 1 9 の回折格子の延びる方向に対して例えば略 4 5度傾いており 、 格子パターン 1 8 の回折格子と格子パターン 1 9 の回折格子 の延びる方向どは互いに略 9 0度傾いている。 なお、 符号 2 0 は回折格子が形成されていないパターンである。 これらの矩形 状の格子パターンの辺幅は、 例えば、 2 0 ミ ク ロ ン程度の微細 構造になっている。
すなわち、 この種のホログラムシール 2では、 各格子パター ンを構成する回折格子の短周期構造とは別に、 格子パターン自 体も 2つの長周期構造で配置されており、 符号 P l '、 P 2 ，、 P 3 ' は各格子パターン 1 7〜 1 9 のそれぞれの第 1長周期構 造のピッチ、 符号 P 1 "、 P 2 "、 P 3 " は各格子パターン 1 7〜 1 9の第 2長周期構造のピッチを示している。
この種のホログラムシール 2に、 図 9 に示す測定光投影系 9 ' から平行光束と しての測定光束 Pを投影する と、 各格子パタ ーン 1 7〜 1 9 を形成する 3種類の各回折格子によ り、 3つの 反射回折光 R 1 "、 R 2 "、 R 3 " が生じる。 なお、 符号 R 4 " はパターン 2 0 による正反射光を示している。 こ こで、 反射回折光 R l " は例えば格子パターン 1 7 による ものであ り 、 反射回折光 R 2 " は例えば格子パターン 1 8 によ るものであ り 、 反射回折光 R 3 " は例えば格子パターン 1 9 に よるものである。
その各反射回折光 R l "、 R 2 "、 R 3 " はフーリ エ変換レ ンズ 1 0 ， を介して受光素子と してのライ ンセンサ Lで検出さ れ、 そのライ ンセンサ Lの各素子 L a の受光出力に基づき、 各 反射回折光 R l "、 2 '\ R 3 " の光量分布の有無、 光量分 布のピーク強度、. 拡がり 幅を図示を略す演算手段で求めれば、 カー ドの真贋を判定できる。
なお、 その図 9 において、 符号 9 a ' は半導体レーザーであ り 、 符号 9 b ， はその半導体レーザー 9 a ， から出射された発 散光束を平行光束に変換する コ リ メ一ト レンズである。
また、 この種の格子パターン 1 7〜 1 9 を有するホログラム シール 2の場合、 各格子パターン 1 7〜 1 9が長周期構造と短 周期構造と を有しているので、 各格子パターン 1' 7〜 1 9それ 自体が回折格子と しての作用を果たし、 反射回折光の中に細か な反射回折光を生じ、 例えば図 1 0 に示すよ う に、 各反射回折 光 R 1 " 〜 R 3 " はそれぞれ多数の小さな散点スポッ ト状回折 光 r から形成されている。
このよ う にカー ドの種類によ り 、 そのホロ グラムシール 2 は 多種類あり 、 このホログラムシール 2の種類によ り ホ.ログラム シール 2 に測定光を投影して反射される回折光は異なる方向に 異なる態様で形成されるものである。 従って、 ただ 1台の装置において複数種のカー ドの真贋を判 定可能なカー ド真贋装置、 すなわち、 ホログラムシールの違い に影響を受けずに適正な判定を行う ができるカー ド真贋判定装 置が要望されている。
また、 長周期構造と短周期構造と を有するカー ド 1では、 多 数のスポッ ト状回折光 r のわずかな位置ズレによ り ライ ンセン サ Lの各素子 L a の受光信号が大き く 変化するこ とにな り 、 反 射回折光全体と しての光量分布のピーク、 その幅を平均的に検 出できず、 カー ドの真贋を客観的に判定できない。
本発明は、 上記事情に鑑みてなされたもので、 その第 1 の目 的は、 1 台で複数種のホログラムに対応することができるカー ド真贋判定装置を提供することにある。
本発明の第 2の目的は、 短周期構造と長周期構造とを有する 格子パターンが一定周期で配列されたホログラムシールを有す るカー ドであっても、 その真贋を客観的に判定できるカー ドの 真贋判定装置を提供するこ とにある。
発明の開示
請求項 1記載の本発明のカー ド真贋判定装置は、 カー ドの種 類に対応して所定のホログラムシールを設けたカー ドの真贋を 該ホログラムシールに基づき判定するためのカー ド真贋判定装 置であって、 前記ホログラムシールに測定光を投影するための 測定光投影系と、 前記測定光束の前記ホログラムシールで反射 された反射回折光を受光するためのエリ アセンサと、 該エリ ア センサからの信号に基づきそれぞれ前記ホログラムシールの種 類に応じた演算を行って前記カー ドの真贋判定を行う複数の判 定演算手段と、 該複数の判定演算手段のいずれか選択する選択 手段とを備えている。
請求項 2 に記載のカー ド真贋判定装置は、 請求項 1 に記載の ものにおいて、 前記ホログラムシールには、 前記反射回折光が 回折格子に基づく 多数の小さい散点スポッ ト状回折光から形成 されるよ う に前記回折格子の配列方向が異なる複数種の格子パ ターンが一定周期で配列される と共に、 正反射パターンが一定 周期で形成され、 前記判定演算段の少なく と も一つは、 前記短 周期構造と長周期構造と を有する格子パターンと正反射パター ンとが形成されたホログラムシールを有するカー ドの真贋を判 定するこ とを特徴とする。
請求項 3 に記載のカー ド真贋判定装置は、 請求項 2に記載の ものにおいて、 前記判定演算手段は、 前記正反射パターンに基 づく 正反射光を参照して前記カー ドの真贋を判定するこ とを特 徴とする。
請求項 4 に記載のカー ドの真贋判定装置は、 回折格子の配列 方向が互いに異なる複数種の格子パターンが周期的に交互に配 列されているカー ド上のホログラムシールに、 所定方向から測 定光束を集光投影する測定光投影系と、 前記ホロ グラムシール 上で反射回折された測定光束の反射回折光を受光する受光素子 と、 該受光素子の受光信号に基づき前記カー ドの真贋を判定す る判定手段とを備えている ことを特徴とする。
請求項 5 に記載のカー ド真贋判定装置は、 測定光束の投影に 基づく反射回折光が回折格子に基づく 多数の小さい散点スポッ ト状回折光から形成されるよ う に前記回折格子の配列方向が互 いに異なる複数種の格子パターンが一定周期で配列形成された ホロ グラムシールを有するカー ドの真贋を判定するカー ド真贋 判定装置であって、
前記ホロ グラムシールに所定方向から測定光束を集光投影す る測定光投影系と、 前記ホログラムシール上で反射回折された 測定光束の反射回折光を受光する受光素子と、 該受光素子の受 光信号に基づき前記カー ドの真贋を判定する判定手段と を備え ていること 特徴とする。
請求項 6 に記載のカー ドの真贋判定装置は、 請求項 4又は請 求項 5 に記載のものにおいて、 測定光束の照射領域に存在する 前記格子パターンの総占有面積が最長周期の格子パターンによ つて規定される面積以上であって、 かつ、 その 2 〜 3倍以下の 面積である ことを特徴とする。
請求項 7 に記載のカー ド真贋判定装置は、 請求項 5に記載の ものにおいて、 前記ホログラムシールに一定周期で正反射パタ ーンが形成されているこ とを特徴とする。
図面の簡単な説明
図 1 は従来のホログラムシールが貼り付けられたカー ドの一例 を示す図である。
図 2 は図 1 に示すカー ドのホログラムシールの一例を示す図で ある。
図 3 は図 2 に示すホロ グラムシールの格子パターンの一例を示 す図である。
図 4 は図 3 に示す格子パターンによる反射回折光を示す図であ る。
図 5 はホログラムシールの他の例を示す図である。
図 6 は図 5 に示すホログラムシールの格子パターンを示す図で ある。
図 7 は図 6 に示す格子パターンによる反射回折光を示す図であ る。
図 8 はホログラムシールの更に他の例を示す図である。
図 9 はこのホログラムシールの格子パターンによる反射回折光 を示す図である。
図 1 0は図 8 に示すホロ グラムシールの格子パターンによるス ポッ ト状回折光を示す図である。
図 1 1 は本発明の第 1実施例に係るカー ド真贋判定装置の外観 を示す図である。
図 1 2 は図 1 1 に示すカー ド真贋判定装置の要部回路プロ ック を示す図である。
図 1 3 は図 1 1 に示すカー ド真贋判定装置の要部光学系を示す 図である。
図 1 4は図 1 2に示す回路ブロ ックの第 1判定演算装置の動作 を説明するための図である。
図 1 5 は図 1 2 に示す回路プロ ックの第 2 の判定演算装置の動 作を説明するための図である。
図 1 6 は図 1 2 に示す回路プロ ックの第 3 の判定演算装置の動 作を説明するための図である。
図 1 7 は本発明の第 2実施例に係わるカー ドの真贋判定装置の ボックスを示す斜視図である。
図 1 8 は図 1 7 に示すボックス内に設置の測定光投影系と回折 反射光検出系とを示す光学系の平面図である。
図 1 9 は図 1 7 に示すボックス内に設置の測定光投影系と回折 反射光検出系とを示す光学系の正面図である。
図 2 0 は図 1 9 に示す測定光投影系によって投影された測定光 束のホログラムシール上での照射領域の説明図である。
図 2 1 はライ ンセンサ上での反射回折光の光量分布の説明図で ある。
発明の実施をするための最良の形態
(実施例 1 )
以下に本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。 図 1 1 は本発明のカー ド真贋判定装置の第 1実施例に係わる ボックスを示す斜視図である。
その図 1 1 において、 2 1 はカー ドの真贋判定装置のボック スである。 ボックス 2 1 にはカー ド 1 の出入口 2 2 と判定結果 表示パネル 2 3 と切換えスィ ッチ 2 4 とが設けられ、 このボッ タ ス 2 1 の内部にはホロ グラムシール 2 に対して測定光を投影 する測定光投影系とホログラムシール 2から反射された反射回 折光を検出する検出系とカー ド真贋判定の動作制御を行う後述 する回路部とが設けられている。
測定光投影系は、 図 1 2、 図 1 3 に示すよ う に、 半導体レー ザ 2 5 a と コ リ メー ト レンズ 2 5 b とから概略構成され、 半導 体レーザ 2 5 a 力 らの発散光がコ リ メー ト レンズ 2 5 b によ り 平行光束に変換され、 この平行光束からなる測定光束 P を入射 角度 0 を維持した状態で、 ホログラムシール 2 に対し投影する その図 1 3 において、 2 7は検出系の一部を構成するフーリ ェ変換レンズであ り 、 ホロ グラムシール 2 はそのフ一リ エ変換 レンズ 2 7 の前側焦点位置 f に配置され、 フー リ エ変換レンズ 2 7 の後ろ側焦点位置 f ' には同じく検出系を構成するエリ ア センサ 2 8 が配置される。
回路部は'切換えスィ ツチ 2 4 によって切換え作動するスィ ッ チ回路 2 9 と第 1 〜第 3 の判定演算手段 3 0〜 3 2 と表示器 3 3 とから構成されている。 切換えスィ ッチ 2 9 は 3つの判定演 算手段 3 0〜 3 2 を選択的に作動させるものである。 例えば、 ある種のカー ドの真贋を判別したい場合、 この種類に対応する 判定演算手段 3 0〜 3 2 を作動させるベく 切換えスィ ッチ 2 4 を操作してスィ ッチ回路 2 9 を作動させる。 図 1 2 においては 判定演算手段 3 1 が選択されている。
第 1 の判定演算手段 3 0 は図 2 に示すホログラムシール 2 に 対応したものである。 エリ アセンサ 2 8 の番地 i mの横数ラ イ ン （横 1 ライ ンでも良い） によって検出された回折反射光 R 1 、 R 2、 R 3 に基づく 光電出力によ り得られた回折反射光 R 1 、 R 2、 R 3 の光量分布 co Rのピーク強度 P e 、 その各重心 位置 G 1 〜 G 3、 その各広が り幅 W 1 〜W 3 を統計的手法を用 いて演算する ことによ り、 本物のカー ドか偽造のカ ^" かを判 定し、 その判定結果を出力するものである。
第 2の判定演算手段 3 1 は図 5 に示すホロ グラムシール 2 に 対応したもので、 エリ アセンサ 2 8 の番地 】 mの縦数ライ ン (縦 1 ライ ンでも良い） によって検出された回折反射光 R l，、 R 2，、 R 3 ' に基づく 光電出力によ り 得られた回折反射光 R 1，、 R 2，、 R 3 ' の光量分布 のピーク強度 P e ，、 その 各重心位置 G l ' 〜G 3 ' 、 その各広が り 幅を統計的手法を用 いて演算するこ とによ り、 本物のカー ドか偽造のカー ドかを判 定し、 その判定結果を出力するよ う になっている。
第 3 の判定演算手段 3 2 は図 8 に示すホログラムシール 2 に 対応したも ので、 エリ アセンサ 2 8 の番地 j mの縦数ライ ン (縦 1 ライ ンでも良い） によって検出された回折反射光 R 1 " 、 R 2 "、 R 3 " に基づく 光電出力によ り得られた包絡線 ω R " (すなわち、 回折反射光 R l "、 R 2 "、 R 3 " の光量分布 ω R " ) のピーク強度 P e "、 その各重心位置 G、 その各広が り 幅を統計的手法を用いて演算するこ とによ り 、 本物のカー ドか 偽造のカー ドかを判定するものである。 なお、 波形 ω r はスポ ッ ト状回折光 r によるもので、 その包絡線 o) R " は長周期構造 による反射回折光 R l " 〜R 3 " の光電出力に相当する。
また、 第 3 の判定演算手段 3 2 においてエリ アセンサ 2 8 の 番地 〗 m'の縦 1 ライ ンによって検出された正反射光 R 4 " に 基づく光電出力によ り得られた光量分布 R 4 " のピーク強度 P e "，、 その重心位置 G 4 "、 その各広が り 幅 W 4 " を演算し てカー ドの真贋判定に併用するこ と もできる。 この判定演算手 段 3 . 2はそれらの判定動作の後、 その判定結果を出力するもの である。
表示器 3 3 は各判定演算手段 3 0〜 3 2の判定結果を表示パ ネル 2 3上に
表示する ものである。
以上のよ う な構成において、 それぞれ各種ホログラムに基づ いてカー ドの真贋を判定する判定演算手段 3 0 〜 3 2を設け、 カー ドの種類に応じてこれら判定演算手段 3 0 〜 3 2を切り換 え使用するよ う になっているので、 1 台で各種カー ドの真贋を 判定する こ とができること となる。
(実施例 2 )
図 1 7 は本発明に係わるカー ド真贋判定装置の第 2実施例を 示す斜視図であって、 2 0 ， はそのカー ド真贋判定装置のポッ クスを示す。 そのボックス 2 0 ， にはカー ド 1 の出入り 口 2 1 ' が設けられ、 その上部にはカー ド 1 の真贋を表示する表示パ ネル 2 2 ， が設けられている。 カー ド 1 のホロ グラムシール 2 には図 8 に示す格子パターン 1 7 〜 1 9、 パターン 2 0が形成 されているものとする。
そのカー ド 1 は図示を略すカー ド搬送手段によって、 ボック ス 2 0 ' 内に引き込まれ、 真偽判定が終わる とカー ド 1 は自動 的に排出されるものとなっている。
そのボックス 2 0 ， 内には、 図 1 8、 図 1 9 に示す測定光投 影系 2 3 ， と反射回折光検出系 2 4， とが設けられている。 測定光投影系 2 3 ， は半導体レーザー 2 3 a ， と集束レンズ 2 3 ' と力 らなっている。 集束レンズ 2 3 b ， は半導体レー ザ一 2 3 a ' から出射されたレーザー光を集束光束と しての測 定光束 L ' に変換してカー ド 1 に投光する役割を果たす。
反射回折光検出系 2 4 ， はフーリ エ変換レンズ 2 4 a ， と受 光素子と してのライ ンセンサ 2 4 b ' とから構成されている。 カー ド 1 はボックス 2 0 ， 内に引き込まれて、 フーリエ変換レ ンズ 2 4 a ， の前側焦点位置 f にセッ ト される。 ライ ンセンサ 2 4 ' はフ リ エ変換レンズ 2 4 a ， の後側焦点位置 f ， ( f = f ' ) にセッ ト されている。
図示を略すスィ ッチの操作によ り、半導体レーザー 2 3 a ， が 点灯される と、 測定光束 L ' が図 1 8 、 図 1 9 に示すよ う にそ のホログラムシール 2に対するその入射角度 0 を一定と してホ 口 グラムシール 2 に投影される。 ホロ グラムシ一ル 2の所定の 領域には図 2 0 に拡大して示すよ う に投影スポッ ト S ' が形成. される。 この投影スポッ ト S ， による反射回折光 R l "、 R 2 "、 R 3 " が図 1 8 に示すよ う に形成されるこ とになる。
その投影スポッ ト S ， によるホログラムシール 2上の照射面 積は、 その照射領域に存在する格子パターンの総占有面積が最 長周期の格子パターン 1 9 によって規定される面積以上であつ て、 かつ、 その 2〜 3倍以下の面積であるこ とが望ましい。
このよ う に、 投影スポッ ト S ， の照射面積を最長周期の格子 パターン 1 9 によって規定される面積の 2〜 3倍以下の面積に する と、 回折格子に起因する各反射回折光 R 1 " 〜R 3 " のラ イ ンセンサ 2 4 b ' 上でのスポッ ト内に格子パターンの周期に 起因して二次的に生ずる細かな回折現象を回避でき、 図 2 1 に 示すよ う に、 ライ ンセンサ 2 4 b ， 上での反射回折光 R 1 " を 全体と してガウス分布 Gに基づく反射回折光に近づけるこ とが できる。
また、 ホロ グラムシール 2 に投影する光束は平行光束ではな く 、 ある所定の広がり角を有する集光光束と して投影されてい る。 そのため、 照射面積との関係で、 仮に多少の複数個のスポ ッ ト光に分離したと しても、 その個々のスポッ ト光は、 平行光 束で投影する場合に較べて広がった像と して形成される。 従つ て、 これらの広がったスポッ ト像が互いに一部重なり合って全 体と しての反射回折光はガウス分布に近い光束にするこ とがで きる。
そのラインセンサ 2 4 b ， の各受光素子 2 4 c ， から出力さ れる受光信号は判定手段 2 5 ' に入力され、 判定手段 2 5 ' は 、 例えば光量分布のピーク強度、 その重心位置、 その広が り幅 等の許容値と比較するこ とによって、 カー ド 1 の真贋を判定し 、 その判定結果は表示パネル 2 2 ， に表示'される。
産業の利用可能性
請求項 1 ないし請求項 3 に記載の発明によれば、 1台で複数 種のホログラムに対応することができる。
請求項 4ないし請求項 7 に記載の発明によれば、 短周期構造 と長周期構造とを有する格子パターンが一定周期で配列された ホロ グラムシールを有するカー ドであっても、 その真贋を客観 的に判定できる

Claims

請求の範囲
1 . カー ドの種類に対応して所定のホログラムシールを設けた カー ドの真贋を該ホログラムシールに基づき判定するための力 ー ド真贋判定装置であって、
前記ホロ グラ ムシールに測定光を投影するための測定光投影 系と、
前記測定光束の前記ホロ グラムシールで反射された反射回折 光を受光するためのエリ ァセンサと、
該エリ アセンサからの信号に基づきそれぞれ前記ホログラム シールの種類に応じた演算を行って前記カー ドの真贋判定を行 う複数の判定演算手段と、
前記複数の判定演算手段のいずれかを選択する選択手段と、 を備えているカー ド真贋判定装置。
2 . 前記ホロ グラムシールには、 前記反射回折光が回折格子に 基づく 多数の小さい散点スポッ ト状回折光から形成されるよ う に前記回折格子の配列方向が互いに異なる複数種の格子パター ンが一定周期で配列される と共に、 正反射パターンが一定周期 で形成され、 前記判定演算段の少なく と も一つは、 前記短周期 構造と長周期構造と を有する格子パターンと正反射パターンと が形成されたホログラムシールを有するカー ドの真贋を判定す るこ とを特徴とする請求項 1 に記載のカー ド真贋判定装置。
3 . 前記判定演算手段は、 前記正反射パターンに基づく 正反射 光を参照して前記カー ドの真贋を判定する こと を特徴とする請 求項 2 に記載のカー ド真贋判定装置。
4 . 回折格子の配列方向が互いに異なる複数種の格子パターン が周期的に交互に配列されているカー ド上のホログラムシール に、 所定方向から測定光束を集光投影する測定光投影系と、 前 記ホログラムシール上で反射回折された測定光束の反射回折光 を受光する受光素子と、 該受光素子の受光信号に基づき前記力 ー ドの真贋を判定する判定手段とを備えているこ とを特徴とす るカー ド真贋判定装置。
5 . 測定光束の投影に基づく反射回折光が回折格子に基づく 多 数の小さい散点スポッ ト状回折光から形成されるよ う に前記回 折格子の配列方向が互いに異なる格子パターンを一定周期で配 列形成したホロ グラムシールを有するカー ドの真贋を判定する カー ド真贋判定装置であって、
前記ホロ グラムシールに所定方向から前記測定光束を集光投 影する測定光投影系と、 前記ホログラムシール上で反射回折さ れた前記測定光束の反射回折光を受光する受光素子と、 該受光 素子の受光信号に基づき前記カー ドの真贋を判定する判定手段 とを備えていることを特徴とするカー ドの真贋判定装置。
6 . 測定光束の照射領域に存在する前記格子パターンの総占有 面積が最長周期の格子パターンによって規定される面積以上で あって、 かつ、 その 2 〜 3倍以下の面積である こ とを特徴とす る請求項 4又は請求項 5に記載のカー ド真贋判定装置。
7 . 前記ホロ グラムシールには、 正反射パターンが一定周期で 形成されている こと を特徴とする請求項 5 に記載のカー ド真贋 判定装置。
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