WO2019059223A1

WO2019059223A1 - 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

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Publication number: WO2019059223A1
Application number: PCT/JP2018/034607
Authority: WO
Inventors: 啓太郎牟田
Original assignee: グローリー株式会社
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2019-03-28
Also published as: EP3686026B1; EP3686026A1; US20200215843A1; EP3686026A4

Abstract

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、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を、共振する周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときにテラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化する異なる異方性共振器と、共振する周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときにテラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化しない等方性共振器とを含むように構成する。

Description

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

　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、共振する周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに前記テラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化する異方性共振器と、共振する周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに前記テラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化しない等方性共振器とを含むことを特徴とする。

　また、本発明は、上記発明において、前記異方性共振器と前記等方性共振器は、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、前記異方性共振器と前記等方性共振器を混在させて形成した領域を含むことを特徴とする。

　また、本発明は、上記発明において、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異方性共振器を一定の比率で混在させて形成した領域を含むことを特徴とする。

　また、本発明は、上記発明において、前記異方性共振器と前記等方性共振器の少なくともいずれか一方を含む基本パターンを繰り返し配置して形成された領域を含むことを特徴とする。

　また、本発明は、上記発明において、所定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の領域を含むことを特徴とする。

　また、本発明は、上記発明において、前記異方性共振器には、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、前記偽造防止媒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、等方性共振器の別の形状を説明するための図である。図６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７は、基本パターンについて説明するための図である。図８は、図７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９は、基本パターンの別の例を示す図である。図１０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１１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１２は、図１１に示す構成を上方から見た模式図である。図１３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１４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１５は、複数領域に分割された偽造防止構造体の例を説明するための図である。図１６は、偽造防止構造体を異なるパターンで形成した例を示す図である。図１７は、偽造防止構造体を異なるパターンで形成した別の例を示す図である。図１８は、偽造防止構造体を異なるパターンで形成したさらに別の例を示す図である。図１９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２０は、図１９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）等の異方性の共振器構造である異方性共振器と、閉リング共振器構造（ＣＲＲ：Ｃｌｏｓｅｄ　Ｒｉｎｇ　Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ。以下「ＣＲＲ」と記載する）等の等方性の共振器構造である等方性共振器とを用いて偽造防止構造体を構成する点に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。

　偏光させた共振周波数のテラヘルツ電磁波を照射したとき、テラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化する共振器構造と変化しない共振器構造がある。以下では、テラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化する共振器構造を異方性共振器、テラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化しない共振器構造を等方性共振器と記載する。

　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、この共振周波数には、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は異方性共振器の一種で、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字形状や、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ことにより、共振器構造ができる。こうして形成されたＳＲＲ等の異方性共振器に、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抜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。

　ＣＲＲは等方性共振器の一種で、ＳＲＲから開放部を除いた環形状を呈する。ＣＲＲは、ＳＲＲと同様に、ＣＲＲの開放部のない円環形状等、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こともできるし、導電性材料のシートをくり抜いて形成することもできる。ＣＲＲ等の等方性共振器に、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透過率は、テラヘルツ電磁波の周波数に応じて変化するが、共振するテラヘルツ電磁波の偏光方向が変化しても、テラヘルツ電磁波の透過率は変化しない。等方性共振器と共振するテラヘルツ電磁波の透過率は、ＳＲＲの場合と同様に、導電性材料で共振器構造の形状を形成した場合、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、導電性材料のシートをくり抜いて共振器構造の形状を形成した場合、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。

　ＳＲＲとＣＲＲとを開放部の有無を除いて略同形状に設計すると、開放部の方向と垂直な偏光方向のテラヘルツ電磁波に対するＳＲＲの共振周波数とＣＲＲの共振周波数とは略同一となる。このため、共振周波数（及びそれらの近傍の周波数）のテラヘルツ電磁波によって、ＳＲＲとＣＲＲとを同時に共振させることができる。さらに、ＳＲＲやＣＲＲの形状や配置間隔を調整して、透過率がピークとなる周波数をＳＲＲとＣＲＲとの間で一致させることもできる。

　共振器構造を用いて偽造防止構造体を形成するにあたり、ＳＲＲ等の異方性共振器とＣＲＲ等の等方性共振器とを混在させることにより、偏光したテラヘルツ電磁波に対して偽造防止構造体が傾いた際の透過率の変動を抑制し、偽造防止構造体の有無に基づく真贋判別を高精度に行うことができる。

　上述の通り、ＳＲＲ等の異方性共振器は偏光方向が変化すると透過率が変化するのに対して、ＣＲＲ等の等方性共振器は偏光方向が変化しても透過率が変化しない。このため、偽造防止構造体においてＣＲＲ等の等方性共振器が占める割合の分、偽造防止構造体が傾いた際の透過率の変動を抑制することができる。

　また、特許文献１のように開放部の方向が同じＳＲＲで偽造防止構造体の領域を構成した場合に比べて、照射されるテラヘルツ電磁波の偏光方向によって、検出される透過率の特性を複雑なものにできる。このため、偽造が難しく、真贋を高精度に判別できる偽造防止構造体を実現することができる。

　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、所定周波数のテラヘルツ電磁波を照射した際に、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ＳＲＲ等の異方性共振器、偏光方向によらず共振するＣＲＲ等の等方性共振器等、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計測するため、この所定周波数は、所定方向（偏光方向）に対して異方性共振器の方向が変化したとき、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。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、所定周波数を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と、ＣＲＲ２４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（共振方向）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、共振器構造から形成される偽造防止構造体の具体例を説明する。図１は、ＳＲＲ２３とＣＲＲ２４が所定比率で混在するように、ＳＲＲ２３とＣＲＲ２４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、ＳＲＲ２０～２３、ＣＲＲ２４等の中から選択した複数種類の共振器構造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、ＳＲＲ２３とＣＲＲ２４は、所定パターンで等間隔に配列されている。具体的には、ＣＲＲ２４と、このＣＲＲ２４の右側（Ｙ軸正方向側）及び下側（Ｘ軸負方向側）に配置されたＳＲＲ２３と、このＣＲＲ２４の右斜め下に配置されたＣＲＲ２４とによって、４つの共振器構造から成る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、ＳＲＲ２３とＣＲＲ２４が等間隔で配置されている。ＳＲＲ２０～２３とＣＲＲ２４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及びＣＲＲ２４は、導電性材料から成る導電性層１６をくり抜いて形成される。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。また、開放部を設けないことでＣＲＲ２４を実現することができる。このため、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、透過特性の検出に利用するテラヘルツ電磁波の周波数について説明する。図３は、テラヘルツ電磁波の透過率の周波数特性の例を示す図である。図３（ａ）はＳＲＲにテラヘルツ電磁波を照射した場合の周波数特性を示し、図３（ｂ）はＣＲＲにテラヘルツ電磁波を照射した場合の周波数特性を示している。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１０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（ａ）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（ａ）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（ａ）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（ａ）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。このＰ１、Ｖ１、Ｐ２がＳＲＲの共振周波数である。

　開放部のないＣＲＲに、図３（ａ）の周波数特性を得たテラヘルツ電磁波と同じ偏光方向のテラヘルツ電磁波を照射した場合、図３（ｂ）に示す周波数特性が得られる。具体的には、図３（ａ）の周波数特性を得たＳＲＲの開放部の方向と垂直な偏光方向のテラヘルツ電磁波を照射した場合も平行な偏光方向のテラヘルツ電磁波を照射した場合も、同一の周波数特性が得られる。この周波数特性上で、明確な１つのピークＶ２が観察される。このＶ２がＣＲＲの共振周波数である。

　ＣＲＲのリング部分の内径及び径方向の幅（図２のｄ及びｗ）をＳＲＲと同一として、ＣＲＲを、ＳＲＲから開放部のみを除いた形状とした場合、図３（ｂ）に示すＣＲＲの周波数特性は、図３（ａ）の破線で示すＳＲＲの周波数特性と概ね一致する。ＣＲＲの形状及び配置間隔を変えることで、ピーク周波数や透過率の微調整を行うことができる

　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。さらに、ＣＲＲを利用する場合、ＳＲＲとＣＲＲの両方を共振させることができる周波数であることが望ましい。ＳＲＲの共振周波数であるピークＶ１とＣＲＲの共振周波数であるピークＶ２とは略同一の周波数で、ＳＲＲとＣＲＲの両方を共振させることができる。このため、ＳＲＲやＣＲＲが混在する領域の透過率の検出には、ピークＶ１、ピークＶ２、又は両者の中間の周波数等、ＳＲＲとＣＲＲとの間で共通の共振周波数のテラヘルツ電磁波を利用する。なお、上述の通り、共振周波数はピーク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、ＣＲＲ以外の共振器構造の例について説明する。ＳＲＲは、テラヘルツ電磁波の偏光方向がＸ軸方向であるかＹ軸方向であるかによって、テラヘルツ電磁波の透過率が変化する異方性共振器である。図４は、異方性共振器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、図４に示す形状を、絶縁性材料のシート上に導電性材料によって形成する態様であってもよいし、導電性材料のシートをくり抜いて形成する態様であってもよい。

　ＬＣ共振器２２１、２２２では、ＳＲＲの共振周波数Ｐ１、Ｖ１と同様に、照射するテラヘルツ電磁波の偏光方向毎に異なる共振周波数が観察される。具体的には、コンデンサ部２２１ｂ、２２２ｂの対向電極と平行な偏光方向ではＳＲＲの共振周波数Ｐ１に相当する共振周波数が観察され、同じく対向電極と垂直な偏光方向ではＳＲＲの共振周波数Ｖ１に相当する共振周波数が観察される。一方、スリット共振器２２３、２２４では、ＳＲＲとは異なり、複数のスリットの方向と垂直な偏光方向でテラヘルツ電磁波を照射すると、ＳＲＲの共振周波数Ｐ１、Ｖ１に相当する周波数を含む幅広い共振周波数が観察される。

　以下に説明する例では、照射するテラヘルツ電磁波の周波数（所定周波数）はＳＲＲの共振周波数Ｖ１に相当するものとし、ＳＲＲ２０～２３、ＬＣ共振器２２１、２２２、スリット共振器２２３、２２４、ＣＲＲ２４、及び後述の穴型共振器２４１、円板型共振器２４１、十字型共振器２４２は、この所定周波数のテラヘルツ電磁波に共振するよう設計されている。

　これらの共振器構造は、ＳＲＲと同様に、導電性材料のシートを共振器構造の形状をくり抜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共振器構造の形状を形成する態様であってもよい。ＳＲＲと同様に、共振周波数のテラヘルツ電磁波を共振器構造に照射したとき、前者の態様では透過率が共振しない周波数に比べて高くなり、後者の態様では透過率が共振しない周波数に比べて低くなる。ただし、偽造防止構造体の領域を構成する複数種類の共振器構造は、全て同様の態様で形成されている。

　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、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、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２２３は、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（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２２４は、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。

　ＣＲＲは、テラヘルツ電磁波の透過率が、テラヘルツ電磁波の偏光方向がＸ軸方向であるかＹ軸方向であるかによらず同一の値を示す等方性共振器である。図５は、等方性共振器の別の形状を説明するための図である。図５左側の共振器は、等方性共振器の一種である円形状の穴型共振器２４１である。絶縁性材料のシート上に導電性材料で円板状の共振器構造を形成する場合、穴型共振器２４１ではなく、円板型共振器２４１となるが、本実施形態では穴型共振器２４１として説明する。図５右側の共振器は、等方性共振器の一種である十字型のスリットから成る十字型共振器２４２である。

　図５に示す穴型共振器２４１及び十字型共振器２４２は、ともに等方性共振器であるため、Ｘ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波と、Ｙ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波との両方と共振して、略同一の透過率を示す。

　図６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上段左端に示す共振器構造２３１は、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振する異方性共振器である（以下「Ｘ方向の異方性共振器」と記載する）。Ｘ方向の異方性共振器２３１には、図６上段に示すＳＲＲ２１、ＳＲＲ２３、ＬＣ共振器２２２及びスリット共振器２２４が含まれる。図６中段左端に示す共振器構造２３２は、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振する異方性共振器である（以下「Ｙ方向の異方性共振器」と記載する）。Ｙ方向の異方性共振器２３２には、図６中段に示すＳＲＲ２０、ＳＲＲ２２、ＬＣ共振器２２１及びスリット共振器２２３が含まれる。図６下段左端に示す共振器構造２３３は、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波とＹ軸方向のテラヘルツ電磁波の両方で同じ周波数特性を示す等方性共振器である。等方性共振器２３３には、図６下段に示すＣＲＲ２４、穴型共振器２４１、十字型共振器２４２が含まれる。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。

　図７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、Ｙ方向の異方性共振器２３２と、等方性共振器２３３とを、図７（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。このとき、図７（ｂ）に示すように、基本パターン３０を、Ｙ方向の異方性共振器２３２に対応するＳＲＲ２０及びＳＲＲ２２と、等方性共振器２３３に対応する穴型共振器２４１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７（ｃ）に示すように、Ｙ方向の異方性共振器２３２に対応するＬＣ共振器２２１と、等方性共振器２３３に対応する十字型共振器２４２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７（ｄ）に示すように、Ｙ方向の異方性共振器２３２に対応するスリット共振器２２３と、等方性共振器２３３に対応する十字型共振器２４２とによって形成することもできる。

　図８は、図７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。図８に示すように、１つの基本パターン３０を、ＬＣ共振器２２１及びスリット共振器２２３と、穴型共振器２４１及び十字型共振器２４２と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方向の異方性共振器２３１として、図６に示す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。同様に、基本パターンを形成するＹ方向の異方性共振器２３２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。また、基本パターンを形成する等方性共振器として、ＣＲＲ２４、穴型共振器２４１及び十字型共振器２４２の中から選択した共振器構造を利用することができる。以下ではＳＲＲ２０～２３及びＣＲＲ２４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ＳＲＲ２０～２３及びＣＲＲ２４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９は、基本パターン３０の別の例を示す図である。図９（ａ）に示すように、基本パターン３０が、Ｘ方向の異方性共振器２３１とＹ方向の異方性共振器２３２の両方を含む態様であってもよい。すなわち、基本パターン３０が、共振方向が異なる複数種類の異方性共振器を含む態様であってもよい。この場合も、図９（ｂ）に示すように、基本パターン３０を、Ｘ方向の異方性共振器２３１に対応するＳＲＲ２３と、Ｙ方向の異方性共振器２３２に対応するＳＲＲ２２と、等方性共振器２３３に対応する穴型共振器２４１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９（ｃ）に示すように、Ｘ方向の異方性共振器２３１に対応するＬＣ共振器２２２と、Ｙ方向の異方性共振器２３２に対応するＬＣ共振器２２１と、等方性共振器２３３に対応する十字型共振器２４２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９（ｄ）に示すように、Ｘ方向の異方性共振器２３１に対応するスリット共振器２２４と、Ｙ方向の異方性共振器２３２に対応するスリット共振器２２３と、等方性共振器２３３に対応する十字型共振器２４２とによって形成することもできる。また、この場合も、図８で説明したように、１つの基本パターン３０に同じ共振器構造２３１～２３３が複数個含まれる場合には、異なる共振器構造が混在する態様とすることができる。

　図１０は、ＳＲＲ２０～２３及びＣＲＲ２４で形成されるパターンの例を示す図である。図１０（ａ）～（ｅ）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、ＳＲＲ２０～２３及びＣＲＲ２４から選択した共振器構造が一定の比率で混在する混成領域となっている。

　図１０（ａ）に示す第１パターン３１は、１種類の異方性共振器で形成される基本パターンの例である。第１パターン３１は、４つのＳＲＲ２３を２行２列に配置したパターンである。第１パターン３１は、Ｙ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（図３のＶ１）のテラヘルツ電磁波を照射した場合にＳＲＲ２３の透過率は最大となる。

　図１０（ｂ）に示す第２パターン３２は、２種類の異方性共振器で形成される基本パターンの例である。第２パターン３２は、左上のＳＲＲ２３の右側及び下側にＳＲＲ２０を配置して、下側のＳＲＲ２０の右側にＳＲＲ２３を配置した２行２列のパターンである。第１パターン３１の右上及び左下のＳＲＲ２３をＳＲＲ２０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、２種類のＳＲＲ２０、２３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２３ａを有する２つのＳＲＲ２３と、Ｙ軸方向に開放部２０ａを有する２つのＳＲＲ２０とによって構成されている。開放部２３ａの方向がＸ軸方向と平行なＳＲＲ２３の個数と、開放部２０ａの方向がＸ軸方向と垂直なＳＲＲ２０の個数との比率は１：１である。図１０（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１：１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、ＳＲＲ２３の個数とＳＲＲ２０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（図３のＶ１）のテラヘルツ電磁波を照射した場合、開放部２０ａの方向が偏光方向（Ｘ軸方向）と平行なＳＲＲ２０の透過率は最小となる。一方、開放部２３ａの方向が偏光方向（Ｘ軸方向）と垂直なＳＲＲ２３の透過率は最大となる。

　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。

　図１０（ｃ）に示す第３パターン３３は、１種類の異方性共振器と１種類の等方性共振器とで形成される基本パターンの例である。第３パターン３３は、左上のＣＲＲ２４の右側及び下側にＳＲＲ２３を配置して、下側のＳＲＲ２３の右側にＣＲＲ２４を配置した２行２列のパターンである。第１パターン３１の左上及び右下のＳＲＲ２３をＣＲＲ２４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、ＳＲＲ２３とＣＲＲ２４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、Ｙ軸方向に開放部２３ａを有する２つのＳＲＲ２３と、開放部のない２つのＣＲＲ２４とによって構成されている。ＳＲＲ２３の個数と、ＣＲＲ２４の個数との比率は１：１である。図１０（ｃ）右側に示すように第３パターン３３でＳＲＲ２３及びＣＲＲ２４を連続配置した領域から、２行２列を選択すると、ＳＲＲ２３の個数と、ＣＲＲ２４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、ＳＲＲ２３の個数とＣＲＲ２４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１０（ｃ）に示す第３パターン３３に対応している。

　図１０（ｄ）に示す第４パターン３４は、２種類の異方性共振器と１種類の等方性共振器とで形成される基本パターンの例である。第４パターン３４は、左上のＳＲＲ２１の右側にＳＲＲ２３を配置して、下側にＣＲＲ２４を配置して、下側のＣＲＲ２４の右側にＳＲＲ２１を配置した２行２列のパターンである。第３パターン３３の左上及び右下のＣＲＲ２４をＳＲＲ２１に置き換えて、左下のＳＲＲ２３をＣＲＲ２４に置き換えたパターンが第４パターン３４である。第４パターン３４は、ＳＲＲ２３とＣＲＲ２４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、Ｙ軸方向に開放部２３ａを有する３つのＳＲＲ２１、２３と、開放部のない１つのＣＲＲ２４とによって構成されている。ＳＲＲの個数と、ＣＲＲの個数との比率は３：１である。図１０（ｄ）右側に示すように第４パターン３４でＳＲＲ２１、２３及びＣＲＲ２４を連続配置した領域から、２行２列を選択すると、ＳＲＲの個数とＣＲＲの個数との比率が３：１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、ＳＲＲの個数とＣＲＲの個数が常に同じ比率を示す。

　図１０（ｅ）に示す第５パターン３５は、１種類の等方性共振器で形成される基本パターンの例である。第５パターン３５は、４つのＣＲＲ２４を２行２列に配置したパターンである。第４パターン３４のＳＲＲ２１、２３をＣＲＲ２４に置き換えたパターンが第５パターン３５である。第５パターン３５は、開放部のないＣＲＲ２４のみによって構成されている。共振周波数を所定周波数とする偏向したテラヘルツ電磁波を照射した場合、偏光方向によらず、透過率が略一定となる。なお、ＳＲＲ２０～２３及びＣＲＲ２４によって構成するパターンが、２行２列に限定されるものではなく、３行以上であってもよいし３列以上であってもよい。

　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と、開放部のないＣＲＲ２４の中から、共振器構造を選択して、基本パターンを構成する。選択する共振器構造の種類、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５パターン３５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、第２パターン３２～第５パターン３５のように、ＳＲＲ２０～２３及びＣＲＲ２４から選択した共振器構造で構成され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。

　第２パターン３２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、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垂直な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平行な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。

　第３パターン３２～第５パターン３５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、等方性共振器であるＣＲＲ２４を含むことによる。具体的には、偽造防止構造体１０が傾くと、異方性共振器の透過率は変化するが、等方性共振器の透過率は変化しない。このため透過率の変動を抑制することができる。

　以下、偽造防止構造体が設けられたシート状の媒体の真贋を、偽造防止構造体に照射したテラヘルツ電磁波の透過率によって判別する真贋判別装置について説明した後、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説明する。

　図１１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１０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１０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１１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、偽造防止構造体１０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１２は、図１１に示す構成を上方から見た模式図である。図１２（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１２（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１０を透過するテラヘルツ電磁波の透過率は、図１２（ａ）に示す状態と図１２（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１０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１３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１１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１０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１０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１４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１４に示す偽造防止構造体１０は、図１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１４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１４に示す偽造防止構造体１０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。

　次に、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説明する。先に図７～図１０を用いて、異方性共振器と等方性共振器の両方を含む基本パターン３０、３３、３４と、偽造防止構造体１０の例を示した。以下では、偽造防止構造体１１０が、複数の領域に分割されており、各領域に、異なるパターンで共振器構造が配置されている例を示す。各領域に、異方性共振器のみが配置されている場合と、等方性共振器のみが配置されている場合と、異方性共振器と等方性共振器の両方が配置されている場合とがあるが、偽造防止構造体１１０は、異方性共振器と等方性共振器の両方を含んでいる。これにより、偽造防止構造体１１０で得られるテラヘルツ電磁波の透過率特性を複雑なものにすることが可能となり、偽造を困難にすることができる。なお、以下では、異方性共振器としてＳＲＲを用い、等方性共振器としてＣＲＲを用いる例を説明するが、上述したとおり、それぞれを他の共振器構造と置き換えることができる。

　図１５は、複数領域に分割された偽造防止構造体１１０の例を説明するための図である。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を利用して、搬送部６３が搬送する媒体にテラヘルツ電磁波を照射する。この結果、媒体に設けられた、図１５に示す偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査したテラヘルツ電磁波の透過特性を得ることができる。

　偽造防止構造体１１０は、縦横約２０ｍｍの正方形のシート形状を有し、Ｙ軸方向に等間隔で４分割した縦長の領域から形成されている。偽造防止構造体１１０を形成する黒色領域と白色領域はそれぞれが共振器構造で形成されている。具体的には、図１５に部分拡大図として示したように、黒色領域は、図１０に示す第１パターン３１を連続配置して形成した領域で、白色領域は第５パターン３５を連続配置して形成した領域である。

　黒色領域と白色領域は異なる種類の共振器構造を含み、テラヘルツ電磁波の偏光方向によって異なる透過率を示す。黒色領域を形成する第１パターン３１のＳＲＲ２３は異方性共振器である。このため、黒色領域では、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際に透過率が高くなり、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際に透過率が略０（ゼロ）になる。白色領域を形成する第５パターン３５のＣＲＲ２４は等方性共振器である。このため、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率と、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際に透過率とが略同一の値になる。なお、図３（ｂ）を参照しながら説明したように、白色領域で、黒色領域と略同一の透過率が得られるように、白色領域を形成するＣＲＲ２４の形状及び配置間隔が調整されている。このため、図１５に示す白色領域の透過率の値は、黒色領域に、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率と略同じ値になる。

　図１５に示す偽造防止構造体１１０の上側には、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査して得られる透過率波形１４１ａを示している。テラヘルツ電磁波の偏光方向がＸ軸方向である場合、黒色領域の透過率と白色領域の透過率が略同一の値Ｔ１（Ｔ１＞０）を示す。

　図１５に示す偽造防止構造体１１０の下側には、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査して得られる透過率波形１４１ｂを示している。テラヘルツ電磁波の偏光方向がＹ軸方向である場合、黒色領域の透過率が略０を示し、白色領域の透過率は、黒色領域に偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率と略同一の値Ｔ１を示す。

　このように、Ｘ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波を利用する場合と、Ｙ軸方向を偏光方向とするテラヘルツ電磁波を利用する場合とで、異なる透過率波形が得られる。これを利用して、偽造防止構造体１１０の真贋、すなわち偽造防止構造体１１０が設けられた媒体１００の真贋を判別することができる。

　図１６は、偽造防止構造体１１０を異なるパターンで形成した例を示す図である。黒色領域は、図１０に示す第２パターン３２を連続配置して形成した領域で、白色領域は第５パターン３５を連続配置して形成した領域である。図１６に示す白色領域は、図１５の白色領域と同じ構造を有し、同じ透過特性を示す。

　図１６に示す黒色領域の第２パターン３２は、２種類の共振器を含む。具体的には、Ｘ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振するＳＲＲ２３と、Ｙ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振するＳＲＲ２０とが同じ数含まれている。このため、黒色領域では、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率と、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際に透過率とが略同一の値になる。共振方向が異なる２種類の共振器を含む黒色領域の透過率は、白色領域の透過率より低い値を示す。

　この結果、図１６上側に示すように、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査した場合は、白色領域の透過率が略一定の値Ｔ１を示し、黒色領域の透過率が値Ｔ１より低い略一定の値を示す透過率波形１４２ａが得られる。また、図１６下側に示すように、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査した場合も、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査した場合と略同一の透過率波形１４２ｂが得られる。

　図１７は、偽造防止構造体１１０を異なるパターンで形成した別の例を示す図である。黒色領域は、図１０に示す第３パターン３３を連続配置して形成した領域で、白色領域は第５パターン３５を連続配置して形成した領域である。図１７に示す白色領域は、図１５の白色領域と同じ構造を有し、同じ透過特性を示す。

　図１７に示す黒色領域の第３パターン３３は２種類の共振器を含む。具体的には、Ｘ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振するＳＲＲ２３と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方のテラヘルツ電磁波と共振するＣＲＲ２４とが同じ数含まれている。このため、黒色領域では、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率は、図１５に示す黒色領域と同じく高い値Ｔ１を示すが、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際には透過率が値Ｔ１より低くなる。

　この結果、図１７上側に示すように、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査した場合は、白色領域及び黒色領域の両方で透過率が略一定の値Ｔ１を示す透過率波形１４３ａが得られる。一方、図１７下側に示すように、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査した場合は、白色領域の透過率が黒色領域と略同一の値Ｔ１を示すのに対して、黒色領域の透過率は値Ｔ１より低い値を示す透過率波形１４３ｂとなる。

　図１８は、偽造防止構造体１１０を異なるパターンで形成したさらに別の例を示す図である。黒色領域は、図１０に示す第４パターン３４を連続配置して形成した領域で、白色領域は第５パターン３５を連続配置して形成した領域である。図１８に示す白色領域は、図１５の白色領域と同じ構造を有し、同じ透過特性を示す。

　図１８に示す黒色領域の第４パターン３４は３種類の共振器を含む。具体的には、Ｘ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振するＳＲＲ２１、２３と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方のテラヘルツ電磁波と共振するＣＲＲ２４とが含まれている。このため、図１７に示す黒色領域の場合と同様に、図１８に示す黒色領域でも、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際の透過率が図１５に示す黒色領域と同じく高い値Ｔ１を示し、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波を照射した際には透過率が値Ｔ１より低くなる。図１７の黒色領域ではＳＲＲ２３とＣＲＲ２４の数の割合が１：１であるのに対して、図１８の黒色領域では３：１となっている。すなわち、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波とは共振しない共振器の割合が高くなっている。このため、図１８の黒色領域の透過率の値は、図１７の黒色領域の透過率の値よりも低い値になる。

　この結果、図１８上側に示すように、偏光方向がＸ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査した場合は、白色領域及び黒色領域の両方で透過率が略一定の値Ｔ１を示す透過率波形１４４ａが得られる。一方、図１８下側に示すように、偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波で偽造防止構造体１１０をＹ軸方向に走査した場合は、白色領域の透過率が黒色領域と略同一の値Ｔ１を示すのに対して、黒色領域の透過率は値Ｔ１より低い値を示す。また、この黒色領域の透過率は、図１７に示す黒色領域よりも低い値となる。

　なお、図１５～図１８では、白色領域が等方性共振器であるＣＲＲ２４のみから成る例を示したが、白色領域をＳＲＲ２０～２３とＣＲＲ２４が混在する領域とすることもできる。また、黒色領域と白色領域の２種類の領域で構成される偽造防止構造体１１０の例を説明したが、偽造防止構造体１１０を構成する領域が３種類以上であってもよい。

　このように、図１０に示す基本パターン３１～３５を連続配置した複数種類の領域を形成することで、テラヘルツ電磁波を照射した際に特徴的な透過率波形を得ることができる。これを利用して、偽造防止構造体１１０の真贋、すなわち偽造防止構造体１１０が設けられた媒体１００の真贋を判別することができる。

　図１５～図１８では透過率の値がステップ状に変化する例を示したが、透過率を連続的に変化させることもできる。図１９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２０は、図１９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１９に示す偽造防止構造体１６０は、図２０に示す４種類の基本パターンで形成されている。例えば、図１９で「Ａ」とする領域は、図２０に示すパターン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２０に示すように、パターンＡは、Ｘ軸方向に開放部を有する３つのＳＲＲ２０と、１つのＣＲＲ２４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ＳＲＲ２０の１つを、Ｙ軸方向に開放部を有するＳＲＲ２１に置き換えたパターンである。パターンＣは、パターンＢのＳＲＲ２０の１つを、Ｙ軸方向に開放部を有するＳＲＲ２１に置き換えたパターンである。パターンＤは、パターンＣのＳＲＲ２０を、Ｙ軸方向に開放部を有するＳＲＲ２１に置き換えたパターンである。パターンＡ～Ｄに含まれる異方性共振器ＳＲＲ２０、２１と等方性共振器ＣＲＲ２４の数の割合が３：１である。

　図１９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７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。

　パターンＡ～Ｄの順に、各パターンに含まれるＳＲＲ２０の数の割合、すなわち偏光方向が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ＳＲＲ２０の数の割合、すなわち偏光方向がＹ軸方向のテラヘルツ電磁波と共振する共振器構造の数の割合が、低くなっている。このため、偏光方向がＹ軸方向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Ｘ軸方向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１０に示す第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１１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、１１０、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
２４１　穴型共振器
２４２　十字型共振器

Claims

　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、
　共振する周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに前記テラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化する異方性共振器と、
　共振する周波数のテラヘルツ電磁波を照射したときに前記テラヘルツ電磁波の偏光方向によって透過率が変化しない等方性共振器と
を含むことを特徴とする偽造防止構造体。
　前記異方性共振器と前記等方性共振器は、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。
　前記異方性共振器と前記等方性共振器を混在させて形成した領域を含む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。
　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異方性共振器を一定の比率で混在させて形成した領域を含む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。
　前記異方性共振器と前記等方性共振器の少なくともいずれか一方を含む基本パターンを繰り返し配置して形成された領域を含む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。
　所定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の領域を含む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。
　前記異方性共振器には、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種類の共振器が含まれ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。
　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１～７のいずれか１項に記載の偽造防止構造体。
　紙幣に形成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の偽造防止構造体。
　請求項１～８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。
　請求項１～８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、
　前記偽造防止媒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。