JPS6134192B2

JPS6134192B2 -

Info

Publication number: JPS6134192B2
Application number: JP57006219A
Authority: JP
Inventors: Peetaa Barutesu Hainritsuhi; Shutoaruto Guratsusu Andoryuu; Marutein Yauha Kaaru
Original assignee: Landis and Gyr Immobilien AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1982-01-20
Publication date: 1986-08-06
Also published as: JPS57139872A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は書類の偽造防止方法及び装置、特に紙
弊やクレジツトカード、身分証明書等の書類の偽
造を防止する書類の偽造防止方法及びその装置に
関する。

例えば紙弊、クレジツトカード、身分証明書、
乗車券、小切手等の今日使用されている文書ない
し書類の大部分は近代的な再生方法によつてある
程度の技術を用いれば偽造することができる。従
つてそのような書類上に真正なマークを記録し、
その偽造を防止させるためには費用がかかりす
ぎ、従つて偽造に対する安全性を高める種々の方
法が提案されている。真正なマークを空間的な構
造にし、入射した光を所定の方向に曲げるような
マークを書類に記録するようにすると比較的偽造
に対する防止度を向上させることができる。この
ような空間的な構造、例えばホログラムを用いて
作られた構造、位相回折格子及びキノホーム
（kinoform）のような空間的な構造を作るにはか
なりの高価な装置が必要となる。空間的な組織構
造から出た散乱光の空間的な強度分布を測定する
ことにより自動検査装置を用いてそのような書類
の真正さを確めてみることが可能である。

例えばドイツ特許第2538875号には書類上に位
相回折格子を記録し、その回折格子により光源か
らの光を各次数の回折光線に所定の関係に偏向さ
せる方法が知られている。所定の次数番目の回折
光線のエネルギー成分が互いにある関係になつた
時その書類が真正なものであると判定される。

又ドイツ特許第2814890号には所定次数の回折
に分光された光束の強度を拡散散乱光の強度と比
較することにより書類に記録された位相回折格子
の真正さを検査する方法が記載されている。

又断面が矩形の平坦な金属帯或いはプラスチツ
ク帯の形状した偽造防止線を紙弊に埋め込む方法
も知られている。この偽造防止線は簡単に見るこ
とができ又検出することができるので書類の真正
さを簡単にしかも素早く検査することができる。
と同時にそのような偽造防止線を紙弊或いはプラ
スチツクの層に埋め込むことはかなりの技術を要
し、簡単には模倣できない工程を必要とする。更
に偽造防止性を高め、偽造防止線の存在並びにそ
の真正さを機械的にチエツクすることを可能にす
るため例えばドイツ特許第2205428号には例えば
コードパターンを表わす意思的に小さな孔を偽造
防止線に設け、それを光線或いは微粒子線によつ
て読み出すような方法が記載されている。

従つて本発明はこのような点に鑑みなされたも
ので、真正な書類を偽造から確実に防止すること
ができ、又真正な情報に記録し、この書類から真
正な情報を簡単には読み出すことができない書類
の偽造防止方法及び装置を提供することを目的と
する。

例えば本発明では「電磁波についての国際U.
R.S.I、シンポジウム1980、ミユンヘン1980年８
月26日〜29日、315C/1〜315C／２頁」に記載さ
れているように位相格子と散乱素子を重ね合わせ
ることにより得られる周期的な位相断面をもつた
部分的にコヒーレントな光源の場合には周期的な
物体の存在は強度よりもコヒーレンス（可干渉
性）の度合いによつてより良好に検出することが
できるという認識に基づいている。

以下図面に示す実施例に基づき本発明の詳細を
説明する。

第１図において符号１で示すものは紙弊、クレ
ジツトカード、身分証明書、乗車券、小切手等の
ような書類であり、この書類１は決定要素をもつ
光学素子２′を有する空間的な組織構造２で示さ
れる１つ或いは複数の真正マークをもつている。
このような空間的な組織構造は透過光或いは反射
光を回折により少なくとも所定の方向に偏向させ
るもので、例えば位相ホログラム、或いは位相回
折格子或いはキノホーム等でありその真正さは空
間的な組織構造２によつて散乱された光を自動検
査装置を用いることによつて検査することができ
る。図示した例では決定要素を持つ光学素子２′
は熱可塑性基板３に刻印され薄い反射層４で被覆
された位相回折格子から構成されている。保護層
５は図示された例ではざらざらした拡散する散乱
面を有しており、位相回折格子並びに反射層４を
機械的な破損から守るようにしている。この保護
層５のざらざらした面により確率的（ストカステ
イツク）要素をもち、拡散して散乱させる散乱素
子２′が形成され、これが決定要素をもつ光学素
子２′と重ねられて空間的な組織構造２が形成さ
れる基板３は好ましくは不透明であり又保護層５
は赤外線に対してのみ透過性を示すので決定要素
をもつ光学素子２′は少なくとも人間の目には見
えないようになつている。

決定要素をもつ光学素子２′の代表的な寸法、
例えば位相回折格子の場合には格子定数は第１図
でｇで図示されており、確率的散乱素子２′相関
長さはで図示されている。相関長さは簡単に
表現すると確率的要素をもつ散乱素子２′表面荒
さの平均粒状度である。更に正確にいうとは長
さの伸びｓの関数としての確率的な高さの伸びｈ
（ｓ）が、尚ある種の相関を有している長さ、即
ちｈ（ｓ）はまだｈ（ｓ±ｎ）と統計的に相関し
ているそのような長さをいう。ここでｈは確率的
要素をもつ散乱素子２′の高さの伸びでありｓは
その長さの伸びである。

保護層５は例えば空間的に変動する屈折率を有
する材質から構成することもでき、平坦な表面と
することもできる。この場合確率的要素をもつ散
乱素子の相関長さｎは概略的にいうと屈折率の変
動の平均「粒状度」と理解される。

第２図に図示した書類１′はその位相回折格子
が組織構造２の確率的要素を形成する平坦でない
基板３の表面上に配置されているところが第１図
の書類１と異なるところである。

第３図において光源６からでた光線７は書類１
（ないし１′）上に照射される。光線７は少なくと
も準単色光であつて所定の空間的なコヒーレンス
（可干渉性）を有するものである。即ち組織構造
２直前におけるコヒーレンス長さは少なくとも決
定要素をもつ光学素子２′の代表的な寸法ｇと同
じ大きさであり、又光線の直径は代表的な寸法ｇ
より大きくなければならない。

組織構造２によつて散乱された光は２つの光学
選別素子８，９に入射され、そこで好ましくは可
変な散乱角θ，θ′をもつた狭い光束１０，１
１′のみが取り出される。光学選別素子８，９と
して例えば可変絞り、ミラー或いはプリズムが用
いられる。これらの素子８，９は好ましくは同期
して置くので、常にθ′＝−θとなる。

光束１０は偏向素子１２、光路差形成素子１３
並びに偏向素子１４を介して、又光束１１は偏向
素子１５，１６を介して重ね合わせ素子１７に入
射され、そこで光束１０，１１は再び一緒にされ
る。光路差形成素子１３は光束１０，１１の光路
差δを変化させるものである。偏向素子１２，１
４，１５，１６は例えばミラー、プリズム、光学
フアイバ、光電偏向器等であり、又光路差形成素
子１３は例えばプリズム、可動ミラー或いは可変
な屈折率を有する材質等であり、又重ね合わせ素
子１７は半透明ミラーや光学繊維等である。

一緒にされた光束１０，１１は例えばホトダイ
オードや光電子増倍管等で構成させる光センサ１
８に導びかれる。光センサ１８は信号処理回路１
９に接続され、又その後段に電子判定回路２０が
接続されている。

制御装置（図示せず）によつて真正さの検出が
制御される。その場合各素子６，８，９，１３，
１８，１９，２０にそれぞれ機械的ないし電気的
な制御信号、起動信号及び停止信号が送られる。
制御装置は又駆動装置（図示せず）を制御し、そ
れにより書類１を平行移動させることにより後述
する測定によつて得られる値の平均値を形成する
ようにことも可能である。

動作を説明する前に書類の空間的な組織構造２
は対称な回折格子であり、又光学選別素子８，９
はθ＝θ_１及びθ′＝θ―１＝−θ_１となるよう
に調節しておくものとする。但しθ_１は第１次回
折光の角度であり、又θ―_１は回折格子の−第１
次回折光の角度を示す。制御装置により光源６が
作動され、光センサ１８の感光面には光束１０，
１１の干渉により干渉縞が発生する。制御装置に
よつて光路差δが連続的に変化するように光路差
形成素子１３を制御する。それによつて第４図か
ら明らかなように干渉縞の強度Ｉ＝Ｉ（δ）は最
大値Ｉ_nax及び最小値Ｉ_nio間を変動する。光セン
サ１８は強度Ｉ＝Ｉ（δ）を検出し、又信号処理
回路１９はＩ_nax及びＩ_nioを測定し、その値に基
づきｌμｌ＝（Ｉ_nax―Ｉ_nio）／（Ｉ_nax＋Ｉ_nio）の関係に従つて干渉縞のいわゆるコントラストｌ
μｌを計算する。コントラストｌμｌの測定値は
両光束１０，１１のコヒーレンスの度合いに関係
した値であり、判定回路２０に送られ肯定（イエ
ス）或いは否定（ノー）の判定信号を形成する。
判定回路２０は例えばコントラストｌμｌの測定
値が所定のしきい値を越えた時書類１を真正なも
のとみなし肯定信号を発生する。

一般的に、コントラストは散乱角θ，θ′の関
数、すなわちｌμｌ＝ｌμｌ＝（θ，θ′）ｌとなる。従つて、角度θ，θ′を駆動装置により
変化させ、コントラストｌμｌを角度θ，θ′の
関数として測定し、判定回路２０において測定値
を記憶されたしきい値関数と比較するのが好まし
い。このようにして、例えば、多数次の回折光に
おけるコヒーレンス度がそれぞれ所定の限界値内
にある時のみ位相回折格子が形成された書類が真
正なものと識別される。

第５図には種々の空間組織構造において従来の
強度測定法によつて測定された散乱光の角度強度
＜Ｉ（θ）＞が図示されている。ただし、＜…＞は
平均値を示す。一方、本発明によるコヒーレンス
の度合を測定することによつて得られたコントラ
ストｌμ（θ，−θ）ｌは第６図に図示されてい
る。なお、第５ａ図及び第６ａ図は格子定数がｇ
の純粋な位相回折格子であり、第５ｂ図及び第６
ｂ図は相関長さがの純粋な拡散散乱素子を示
し、また第５ｃ図及び第６ｃ図は〓ｇである拡
散散乱素子と位相回折格子を重ね合わせた場合、
また第５ｄ図と第６ｄ図は〓ｇ／10である拡散
散乱素子と位相回折格子を重ねた場合の例を、ま
た第５ｅ図と第６ｅ図は〓ｇ／20である拡散散
乱素子と位相回折格子を重ねた場合の例をそれぞ
れ示す。

本発明によるコヒーレンス測定法では、真正マ
ークが確率的要素をもつ散乱素子により強く乱さ
れ、しかも強度分布による真正さの測定が困難で
あり、また場合によつて不可能であつた時でも、
信頼性のある真正さの判断を行なうことができる
ことがわかる。従つてコヒーレンス測定法によつ
て、例えば荒い基板上に配置され、あるいは引つ
かきなどによつて乱された位相回折格子やホログ
ラムなどで形成される真正マークを識別すること
が可能になる。偽造に対する安全性は組織構造２
の決定要素をもつ光学素子２″が第１図及び第２
図に図示したように意図的に拡散散乱させる確率
的要素をもつ散乱素子２″と重ね合わせられとき
さらに上昇させることができる。両素子２′，
２″を重ね合わせることにより強度測定による真
正マークの識別が困難ないしは不可能になるが、
コヒーレンス度を測定することにより真正さの識
別を行なうようにすることができる。特に、確率
的要素をもつ散乱素子２′の相関長さが決定要
素をもつ光学素子２′の寸法ｇのたかだか1/5程度
であれば確実に識別することができる。

第７図にはコヒーレンス度を干渉法を用いて測
定する場合の簡単化された装置が図示されてい
る。同図において第３図に図示したものと同一部
分には同一の参照符号が付されている。光束１
０，１１が２つのミラー２１，２２によつて取り
出され、さらに２つのミラー２３，２４によつて
共通の検出面２５に向けられる。角度θ，θ′は
θ＝θ_１，θ′＝−θ_１に調節される。書類１は
図示しなかつたが揺動自在な保持装置によつて保
持され、それにより書類１の表面と光線７の軸の
垂直線との間の角度を変化させることができ
る。検出面２５には信号処理回路１９に接続され
る光センサ２６，２７が配置され、一方の光セン
サは干渉縞の明部を、一方他の光センサは暗部を
検出する。信号処理回路１９は、例えば光センサ
２６，２７によつて測定された強度の差を検出す
る。

角度が変化され、その場合＝０は光線７が
垂直に入射するのに対応し、第８図及び第１０図
から明らかなように、組織構造２に回折格子が含
まれる場合に干渉縞は最大コントラストｌμｌと
なる。これに対してが０でない場合には、第９
図に図示したようにコントラストは現われない。
判定回路２０はコントラストｌμｌが所定のしき
い値より大きくなつた時肯定（イエス）信号を発
生する。また、書類１を揺動させた場合の変化が
所定の値よりを超えた場合だけ肯定信号を発生さ
せるようにしたときも真正さの判定に対する確実
性を増大させることができる。

干渉縞のコントラストｌμｌのかわりに、いわ
ゆる第２次の強度相関g²を測定するようにするこ
ともできる。これを第１１図及び第１２図を参照
して説明する。第１１図に図示した装置の部材
６，８，９，１２，１５はそれぞれ第３図のもの
に対応する。偏向素子１２，１５によつて偏向さ
れた光束１０，１１は光センサ２８，２９に入射
する。両光センサ２８，２９は信号処理回路３０
（例えば電子相関器を設けている）に接続され、
その後段に判定回路３１が接続される。

書類１の真正さを判定する場合、角度θ，θ′
は連続的に変化される。信号処理回路３０は電子
相関器として機能し、 g²（θ，θ′）＝＜Ｉ（θ）・Ｉ（θ）＞／＜Ｉ（θ
）＞・＜Ｉ（θ）＞の式に従つて強度相関g²（θ，θ′）を測定す
る。

光束１０，１１の光束断面が十分大きい場合ｌ
μｌ及びg²の量はよく知られた関係g²＝１＋ｌμ
l²によつて結ばれている。判定回路３１の出力に
は強度相関g²が所定のしきい値を超えた時肯定信
号が現われる。

第１２図には強度相関を測定するための簡略化
された装置が図示されている。光センサ２８，２
９は同時に光学選別素子及び検出器として機能す
る。角度θはθ＝θ_１である第１次回折光の値に
固定される。光センサ２９は可動できるので、角
度θ′は△θだけ変化させ、θ′＝−θ_１±△θと
変化することができる。強度相関g²は△θ＝０の
とき最大となる。

第１１図及び第１２図に図示した装置におい
て、光センサ２８，２９のかわりに単一の光セン
サを用いることができる。この場合、例えば最初
に関数Ｉ（θ）が測定され、測定値がアナログあ
るいはデジタル的に記憶され、その後関数Ｉ
（θ′）が検出され、g²が計算される。光センサと
して光電子増倍管を用い、メモリとして電子カウ
ンタを用いるようにすると、比較的簡単な方法で
それを実行することができる。そのような相関測
定法は、例えば｛Photon Correlation and Light
Beating Spectroscopy」1974、Plenum Press，
New Yorkの書物に記載されているので、ここ
に、詳細に述べるのは省略する。

次に、第１３図〜第１９図を参照して光を回折
させる微細な組織構造を埋め込むよりも通常の書
類を作成する方法に適合し、しかも偽造に対する
安全性が保証され、その場合真正マークが人間の
目には見えないようにさせる方法について説明す
る。第１３図において符号４１で示すものは書類
であり、例えば紙弊、クレジツトカード、身分証
明書、乗車券、小切手などである。書類４１の基
板４２は、例えばプラスチツク、紙あるいは厚紙
から構成される。基板４２は巨視（マクロ）的な
決定要素をもつ光学素子４３′及び散乱素子４
３″から構成される空間組織構造４３から成る真
正マークが記録される。巨視的な光学素子４３′
は、空間的なコヒーレンスを有し、書類４１に入
射する光線４４を幾何光学の法則に従い屈折ある
いは反射により（本実施例の場合屈折）少なくと
も２つの所定の方向４５，４６に偏向させるよう
に構成される。この巨視的な光学素子４３′と機
能的に重ね合わせられる確率的な要素をもつ散乱
素子４３″により光線４４は拡散散乱されその散
乱光の強度分布４７に基づき巨視的な光学素子４
３′を識別することが困難ないし場合によつて不
可能になり、しかもその場合散乱光は所定の方向
４５，４６では相互にコヒーレント（可干渉性）
であるように構成される。散乱素子４３″は基板
４２あるいは光学素子４３′の表面構造あるいは
その材質により形成される。

組織構造４３で散乱された光のうち任意の光線
部分４８の散乱角が第１３図でθで図示されてお
り、また光線部分４８と垂線に対してこれと対称
な光線部分４９間の角度△θで、また所定の方向
４５，４６に散乱された光線部分の散乱角がθ
_s，−θ_sでそれぞれ図示されている。

自動検査装置により書類４１の真正さを検査す
る場合、光源から光線４４が発生され、組織構造
４３上に投射される。組織構造４３で散乱された
光はそれぞれ所定の方向４５，４６で狭い光束と
して取り出される。少なくとも１つの光センサ並
びに電子信号処理回路を用いて両光束から相互の
コヒーレンスの度合に関係した量が測定される。
この測定量から判定回路を用いて肯定信号ないし
否定信号が検出される。この場合、コヒーレンス
度、すなわちコントラストｌμｌあるいは強度相
関g²が所定のしきい値を超えた時、書類４１は真
正と判断される。このコヒーレンスの度合を測定
するために、第３図、第７図、第１１図及び第１
２図に図示した装置が用いられる。

第１４図にはコントラストｌμｌの角度△θに
対する関係が図示されている。同図から△θ＝２
θ_sのとき最大値を有することがわかる。従つ
て、この最大値に基づきコヒーレンス度を測定す
ることにより書類４１に巨視的な決定要素をもつ
光学素子４３′が存在することが検出される。組
織構造４３の散乱素子４３″により入射光が拡
散・散乱されることにより組織構造４３の真正マ
ークは人間の目には見えないようになつている。

組織構造４３によつて散乱された光の分布は通
常粒状性（つぶつぶ）を有しており、それにより
粒状性が静的な場合にはコヒーレンス度の測定は
困難になる。しかし、コヒーレンス度の測定のと
き、例えば書類４１を連続的に移動させその時発
生する光パターンの平均値を求めることによりそ
の欠点を解決することができる。好ましくは、書
類４１は光学素子４３′の長手軸と平行に移動さ
れる。

巨視的な光学素子４３′としては、例えば拡散
散乱する材質あるいは拡散散乱する表面構造を持
つた材質に両プリズム、ハーフミラー、適当な傾
斜面を有する反射体などのような光を分ける手段
を埋め込むようにした光学手段を用いるのが好ま
しい。次にこれらを第１５図〜第１９図を参照し
て詳細に説明する。

第１５図には基板４２に帯状物５１を埋めこん
だ書類５０が図示されている。この帯状物５１の
上方及び下方面は互いにゆるやかな角度で傾斜し
た２つの表面５２，５３から構成される。帯状物
５１の幅は約１mm位であり、その長さは書類５０
の長さあるいは幅に対応する。帯状物５１は好ま
しくは金属、金属で被覆された材料あるいは透明
な材料から形成される。基板４２は、例えば拡
散・散乱する紙あるいは拡散・散乱する表面を備
えた熱可塑性物質から構成される。

第１６図には反射面を備え基板４２に埋め込ま
れた帯状物５５を有する書類５４が図示されてい
る。帯状物５５はほぼ矩形状の断面を有し、その
長手方向に走る中心線に対してわずかに傾斜する
ように折り曲げられているので、わずかに傾斜し
た表面５２，５３が現われる。

第１７図に図示した書類５６の基板は透明なプ
ラスチツクから成る互いに接合された２つの層５
７，５８から成る。層５７，５８の外部表面には
組織構造はなく、平滑となつているが、層５７，
５８の境界面５９は分散・散乱するようにその面
が処理されている。この面は光線分割器として機
能し、斜めに入射した光線６０を反射方向６１及
び透過方向６２に分割させる。また、その表面が
荒い境界面５９は光線６０を拡散散乱させる散乱
素子としても機能する。真正さを判定する場合、
書類５６で散乱された光は反射光６１と透過光６
２の狭い光束に分離され、そのコヒーレンス度が
測定される。

また、第１８図には基板４２を備えた書類６３
が図示されており、その基板には透明な帯状物６
４が埋め込まれる。その帯状物の断面は矩形であ
り、その一方の面には半透明の薄い反射層６５が
被覆されている。この反射層６５は光線を分割
し、巨視（マクロ）的な光学素子を形成する。基
板４２の材質あるいは表面構造を拡散散乱させる
特性を持たせることにより散乱素子が形成され
る。真正さの検査は書類５６と同様に行なわれ
る。

第１９図には基板４２に複数の傾斜した面６８
を有するブロツク６７を埋め込んだ書類６６が図
示されている。これらの面６８は入射光を反射あ
るいは屈折により複数の光線部分に分割するとと
もに基板４２によつて入射光が拡散散乱される。
従つてこの場合、散乱光は所定の複数の方向に相
互に可干渉性を帯びる。好ましくはこれらの方向
にコードパターンが配置される。真正さを検査す
る場合、複数の狭い光束が取り出され、コヒーレ
ンス度を測定することによりそのコードパターン
が読み出される。

第２０図及び第２１図には第１図、第２図、第
１５図〜第１９図に図示したような空間構造組織
７２を備えた書類７１が図示されている。この組
織構造は少なくとも準単色光であり、空間的なコ
ヒーレンスを有する光源７３により照明される。
組織構造７２で散乱された光のうち２つの狭い光
束が光学選別手段７４，７５，７４′，７５′に入
射される。これらの手段には偏向素子や光路差を
変化させる手段などが設けられている。散乱され
た両光束の平均散乱角がθ_１，θ_２で図示されて
いる。重ね合わせ素子７６により２つの分離光束
が再び重ね合わせられる。検出装置７７により重
ね合わせられた光線が受光され、そこで電気信号
が発生して、その後これらの信号が処理され肯定
あるいは否定の判断がなされ、その結果が記録さ
れる。種々の光学手段７３〜７７は基台（図示せ
ず）上に固定ないし可動に取り付けられる。

第２０図及び第２１図に図示した装置は両光束
が光学選別素子７４，７５，７４′，７５′ならび
に重ね合わせ素子７６において組織構造７２から
再び重ね合わせられるまでに出くわす画像反転
（例えば反射）回数が異なる。第２０図に図示し
た装置では画像反転数が奇数であり第２１図に図
示した装置ではそれが偶数である。

分離された光束の重ね合わせ方法は反転回数に
よつて決められる。その回数が奇数の場合には重
ね合わせは逆となり、偶数の場合には正常とな
る。逆の重ね合わせはコヒーレンスを対称に検出
することに対応し、正常な重ね合わせは非対称に
検出することに対応する。

上述したような装置の幾何学的な特性により光
線が平均散乱方向よりわずかでも偏ると、それに
対応して受光した光線もそれに対応して偏ること
になる。逆に検出装置７７における偏角△θは分
離された光束の偏角△θ_１，△θ_２に対応する。
逆の重ね合わせの場合には偏角△θ_１，△θ_２が
種々の符号を有することが特徴である（第２０
図）。また、正常の重ね合わせの場合には偏角△
θ_１，△θ_２の符号は常に同一である（第２１
図）。

ここで要約すると、第２０図は逆の重ね合わせ
であり、反転回数は奇数で対称検出に対応し、△
θ_１，△θ_２の符号が異なる。

一方、正常重ね合わせ（第２１図）の場合は反
転回数は偶数であり、非対称検出に対応し、△θ
_１，△θ_２の符号は等しい。

検出装置７７の検出面に現われる干渉縞のコン
トラストｌμｌは平均散乱角θ_１，θ_２ならびに
偏角△θに関係する。第２２図及び第２３図には
空間組織構造７２が幾何光学の法則に基づいた巨
視的な光線分割器である場合に対してコンピユー
タを用いて計算された関数ｌμｌ＝（θ_１，θ
_２）の平均値が概略図として図示されている。第
２４図及び第２５図には平均散乱角θ_１，θ_２を
固定した場合、コントラストｌμｌの偏角△θに
対する関係が図示されている。

第２２図及び第２４図で７８で図示した曲線は
一連の分離した最大値を有する対称検出に対応す
る。

非対称検出の場合には第２３図及び第２５図に
図示したようにかなり広い角度範囲にわたつて一
定のコントラストが発生するカーブ７９，８０が
発生する。カーブ７９，８０の最大値は主方向を
どこに選ぶか、すなわち散乱角θ_１，θ_２に従つ
て変化する。sinθ_１―sinθ_２が「適当な」値を
とる場合、カーブ７９に示されたように偏角△θ
の広い範囲にわたつて大きなコントラストｌμｌ
が発生する。一方、sinθ_１―sinθ_２がこの値か
らごくわずかでも異なると、カーブ８０に図示し
たように実質上コントラストは発生しない。

sinθ_１―sinθ_２の「適当な」値は真正マーク
の組織構造７２の回折ないし散乱特性によつて決
められる。組織構造７２が散乱光の強度を集中さ
せるような各対になつた散乱方向によりそのよう
な値が決められらる。例えば周期的な回折格子の
場合にはそのような適当な値は常にλ／ｂの整数
倍である。ただし、λは光源７３の波長であり、
ｂは格子周期である。

上述したことから正常な重ね合わせの場合、次
のような測定方法が得られる。まず主方向が適当
な値θ_１，θ_２に調節される。一般的にこれらの
方向は所定の面内に制限されるものではないが、
簡単のためにこの場合角度θ_１，θ_２が図示され
ている。sinθ_１―sinθ_２の差が真正マークの特
性に合わされるように主方向が選ばれた場合、検
出面上に所定幅の明確な干渉縞が現われ、その強
度分布は第２７図で曲線８１で示されたような形
状となり、簡単に検出することができる。しかし
sinθ_１―sinθ_２の差が誤まつて選ばれた場合と
か、あるいはそもそも書類７１上に真正マークが
ない場合には、第２７図の曲線８２で示したよう
に検出面上には単に拡散した強度分布が現われる
だけである。

また逆に重ね合わせた場合には第２６図から明
らかなように正常に重ね合わせた場合と比較して
検出面上には比較的狭い干渉縞が現われる。

特に正常な重ね合わせの場合には上述したよう
な強度の変化すなわち検出面上での干渉縞の存在
は肯定信号ないし否定信号を形成する量として好
ましいものとなる。また同様に強度の変化はコヒ
ーレンス度を測定する尺度となり、測定技術上簡
単な手段で本来のコヒーレンス度として検出する
ことができる。第２８図の装置において第２１図
と同一部分には同一の参照符号が付されており、
同図において強度の変化は単一の光センサ８３を
用いて検出面上で検出することができ、その場合
光センサ８３の位置は第２１図に示した偏角△θ
に対応して±ｘの量だけ変化することができる。
第２８図には図示しなかつたが信号処理回路を用
いて強度の変化が記憶されたしきい値あるいはし
きい値関数と比較され、肯定あるいは否定の判定
が行われる。光センサを移動させる代わりに１群
の光センサを固定するようにすることもできる。

第２９図には対称検出を行う簡単な装置の例が
図示されている。検査すべき書類７１は角度のつ
いた保持部材８４の一方の脚部に配置されてお
り、また他方の脚部にはミラー８５が配置され
る。光源７３ならびに書類７１とミラー８５を設
けた保持部材８４は軸８６を中心に揺動できる台
（図示せず）上に固定される。また二つの光学選
別素子８７，８８ならびに検出装置８９が固定し
て配置される。検出装置８９は例えば第３図に図
示したような相関を測定する装置であつたり、ま
たは第１１図に示したように干渉を用いた測定装
置を有する。

第２９図において台の脚部のなす角度がで、
また書類７１の面とミラー８５の面のなす角度が
αで、また書類７１の面と光線の入射方向のなす
角がβで図示されている。光学選択素子８７に直
接入射する光束とミラー８５で反射された光学選
別手段８８に入射する光束間のなす角度を示す。
またこの両方の分離された光束の平均散乱角はθ
_１，θ_２で図示されている。

このような幾何学的な配置構成の場合、分離さ
れた散乱角θ_１，θ_２はθ_１＝ｃ＋及びθ_２＝
c′−によつて与えられる。ただしｃ，c′は定数
である。台を角度ばけ揺動させることにより角
度θ_１，θ_２は逆方向に変化される。角度θ_１，
θ_２の合計に対しては、 θ_１＋θ_２＝γ＋２（α＋β−π）の式が成立する。角度α，β，γが式の右側が０
となるように選ばれると、θ_１＝−θ_２が成立す
る。すなわち狭義の意味において対称検出とな
る。その為に単に単一の機械的な移動だけしか必
要とされない。

第２０図でθ_２＝θ_１と選ぶと対称検出は光源
７３の波長をかえることによつて得られる。

第３０図には書類９０が図示されており、その
場合空間的な組織構造９１は書類中斜めに配置さ
れた基板９２上に配置される。それにより好まし
くは微視的な構造を有する組織９１の有効面が隠
され、偽造に対する安全性が向上する。組織構造
９１は書類９０が確率的な散乱素子を形成する分
散散乱する材質から構成された時さらに良好に隠
ぺいすることが可能になる。組織構造９１は好ま
しくは第３１図に図示したように基板９２上に斜
めに配置される。種々の方位を有するこのような
基板９２が書類９０に含まれた場合、全体として
その散乱ないし回折方向はそのすべてが一つの面
に来ることがないような構造となる。

第３２図に図示された書類９３は巨視的な鋸歯
構造９５を備えた埋め込まれた基板９４とそれに
重ねられる微視的な構造９６とから構成される。
巨視的な構造９５によつて幾何光学の法則に従い
屈折あるいは反射が行われ、また微視的な構造９
６によつて特定の回折が発生し、それによつて散
乱ないし回折方向はそのすべてが同一面に来るこ
とがないようになる。

第３３図に図示した書類９７には基板９８が埋
め込まれており、この基板は微視的な回折構造９
９を有し、また反透明な反射層１００で被覆され
ている。反射層１００は光線分割器となり、斜め
に入射する光線を反射方向と透過方向に別れる光
線に分別する。回折構造９９によつて光線はさら
に遠くで他の面に向うように分割される。反射層
１００と回折構造９９によつて形成される決定要
素となる散乱素子が確率的な要素をもつ散乱素子
と重ね合わされる場合、簡単な方法で回折構造９
９を意図的に幾何学的に清浄なものでなくするこ
とができる。

第３４図には真正マークとして書類に埋め込ま
れる偽造防止線１０１が図示されている。この偽
造防止線１０１の巨視的な断面は少なくとも所定
の部分長さにわたつて矩形及び円形と異なる一定
の形状を有し、一方その表面は微視的な凹凸構造
１０２を有する。この巨視的な断面と微視的な凹
凸構造１０２を組み合せにより簡単な方法ではま
ねすることができない真正マークが形成されその
場合多数の特徴的な散乱方向が得られることにな
る。

以上説明したように、本発明によれば真正マー
クを示す空間組織構造決定要素を持つ光学素子と
確率的な要素を持つ拡散散乱素子とを重ね合わせ
ることにより形成し、その散乱素子によつて強度
測定による真正マークの識別を困難にさせ、コヒ
ーレンス度に関係した量を測定するようにしてい
るので、確実にマークの真偽を判別することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

各図はいずれも本発明による実施例を示すもの
で、第１図及び第２図は異なる実施例の書類の断
面を示した断面図、第３図は書類の真正さを検査
する装置の構成を示したブロツク図、第４図は第
３図の装置において得られる強度分布の特性を示
した線図、第５ａ〜第５ｅ図はそれぞれ種々な強
度分布の特性を示した線図、第６ａ図〜第６ｅ図
は異なる実施例のコヒーレンスの度合を示した線
図、第７図は真正さを検査する為の他の実施例を
示した構成図、第８図及び第９図は強度分布を説
明した線図、第１０図はコヒーレンスの特性を示
した線図、第１１図及び第１２図は本発明による
真正さを検査する装置の異なる実施例の構成を示
した構成図、第１３図は真正さを検査する為の他
の実施例を説明した説明図、第１４図はコヒーレ
ンスの度合の特性を示した線図、第１５図〜第１
９図はそれぞれ本発明で検査される書類の種々の
実施例を示した断面図、第２０図及び第２１図は
それぞれ本発明による装置の他の実施例の構成を
示したブロツク図、第２２図及び第２３図はコヒ
ーレンスの度合のコンピユータ計算による出力結
果を示した線図、第２４図及び第２５図はコヒー
レンスの度合の特性を示した線図、第２６図及び
第２７図は強度の分布を示した線図、第２８図及
び第２９図は本発明の装置の他の実施例の構成を
示したブロツク図、第３０図は本発明で用いられ
る書類の内部構成を示した断面図、第３１図は第
３０図で用いられる基板の斜視図、第３２図及び
第３３図は本発明で用いられる書類の他の構成を
示した断面図、第３４図は偽造防止を行う素子の
概観を示した斜視図である。１…書類、２…空間組織構造、２′…決定要素
を持つた光学素子、３…基板、４…反射層、５…
保護層、２′…拡散散乱素子、８，９…光学分選
別素子、１３…光路差形成素子、１７…重ね合わ
せ素子、１９…信号処理回路、２０…判定回路、
２５…検出面、２６，２７…光センサ、２８，２
９…光センサ、３０…信号処理回路、３１…判定
回路、４１…書類、４２…基板、４３′…光学素
子、４３″…散乱素子。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも１つの真正マークが空間組織構造
の形で書類に記録され、自動検査装置において前
記組織構造が光源により照明され、組織構造によ
つて散乱された光から少なくとも２つの狭い光束
が取り出され、また少なくとも１つの光センサ及
び電子信号処理回路を用いて前記両光束から組織
構造を特徴づける量が検出され、その量から判定
回路を用いて肯定信号ないし否定信号を形成する
ことにより種類の真正さを検査し、書類の偽造を
防止する書類の偽造防止方法において、前記空間組織構造２によつて両光束間にコヒー
レンス度に関係した量（１μｌ；g²）を形成し、また、前記空間組織構造を決定要素を持つ光学
素子２′と確率的な要素を持つ拡散散乱素子２″と
を重ね合わせることにより形成し、前記散乱素子２″によつて強度測定による真正
マークの識別を困難にさせ、前記両光束間に形成されるコヒーレンス度に関
係した量を測定することにより、肯定信号ないし
否定信号を形成するようにした書類の偽造防止方
法。２前記両光束が互いに重ね合わせられ、その場
合、発生する干渉縞のコントラスト（ｌμｌ）が
測定され、それが肯定信号ないし否定信号を形成
する測定量として利用される特許請求の範囲第１
項に記載の書類の偽造防止方法。３前記両光束の強度相関（g²）が測定され、そ
れが肯定ないし否定信号を形成するための測定量
として利用される特許請求の範囲第１項に記載の
書類の偽造防止方法。４前記両光束が互いに重ね合わせられて検出面
上に向けられ、光強度の変化を肯定ないし否定信
号を形成するための測定量として用いられる特許
請求の範囲第１項に記載の書類の偽造防止方法。５前記散乱素子２″の相関長さ（）は、前記
決定要素を持つ光学素子２′の代表的な寸法
（ｇ）のたかだか1/5に選ばれる特許請求の範囲第
１項に記載の書類の偽造防止方法。６前記空間組織構造４３は、巨視的な光学素子
４３，５１，５５，５９，６５，６７と散乱素子
４３″から形成され、その場合、空間組織構造４
３に入射する光４４，６０は幾何光学の法則に従
い、屈折または反射により前記光学素子によつて
少なくとも２つの所定の方向４５，４６，６１，
６２に向けられ、さらに前記散乱素子４３″によ
り散乱光の強度模様４７に基づく巨視的光学素子
の検出が困難になるとともに、散乱光が所定の方
向４５，４６，６１，６２の方向では、なお相互
にコヒーレンスであるように拡散散乱される特許
請求の範囲第１項、第２項、第３項または第５項
のいずれか１項に記載の書類の偽造防止方法。７前記空間組織構造９１が基板９２上に配置さ
れ、基板９２が書類９０に埋め込まれる特許請求
の範囲第１項または第６項に記載の書類の偽造防
止方法。８前記空間組織構造は巨視的構造９５，１００
と微視的構造９６，９９により形成される特許請
求の範囲第１項または第６項に記載の書類の偽造
防止方法。９前記空間組織構造９９には、半透明な反射層
１００が重ね合わせられる特許請求の範囲第１項
または第６項に記載の書類の偽造防止方法。１０前記書類に偽造防止線１０１が埋め込ま
れ、その巨視的な断面は所定の長さにわたつて矩
形とも円形とも異なる一定の形状を有し、またそ
の表面は微視的な凹凸構造１０２を有する特許請
求の範囲第１項または第６項に記載の書類の偽造
防止方法。１１前記組織構造９１は基板９２上に斜めに配
置されている特許請求の範囲第７項に記載の書類
の偽造防止方法。１２前記巨視的光学素子４３′として帯状物５
１，５５が基板４２に埋め込まれ、その場合、少
なくとも一方の表面が互いに傾斜した少なくとも
２つの面５２，５３から構成される特許請求の範
囲第６項に記載の書類の偽造防止方法。１３前記帯状物５５は矩形断面を有し、１つの
線に沿つて折り曲げられ、基板４２に埋め込まれ
る特許請求の範囲第１２項に記載の書類の偽造防
止方法。１４前記巨視的光学素子４３′として光線分割
器５９，６５が基板４２，５７，５８に埋め込ま
れる特許請求の範囲第６項に記載の書類の偽造防
止方法。１５前記光線分割器５９は基板の２つの層５
７，５８の凹凸のある境界面により構成される特
許請求の範囲第１４項に記載の書類の偽造防止方
法。１６光線分割器６５として半透明な反射層６５
が透明な帯状物６４に配置され、これが基板４２
に埋め込まれる特許請求の範囲第１４項に記載の
書類の偽造防止方法。１７前記巨視的光学素子４３′として傾斜した
複数の面６８を有するブロツク６７が基板４２に
埋め込まれる特許請求の範囲第６項に記載の書類
の偽造防止方法。１８前記散乱素子４３″は基板４２の材質ある
いは表面構造により形成される特許請求の範囲第
６項及び第１２項〜第１７項までのいずれか１項
に記載の書類の偽造防止方法。１９前記散乱素子４３″は巨視的な光学素子４
３′，５１，５５，５９，６５，６７の材質ある
いは表面構造によつて形成される特許請求の範囲
第６項及び第１２項〜第１７項までのいずれか１
項に記載の書類の偽造防止方法。２０前記巨視的光学素子５１，６７は透明な材
質から構成される特許請求の範囲第１２項または
第１７項に記載の書類の偽造防止方法。２１前期巨視的光学素子５１，５５，６７は金
属あるいは金属で被覆された材質から構成される
特許請求の範囲第１２項、第１３項または第１７
項に記載の書類の偽造防止方法。２２前期散乱光が相互にコヒーレントな所定の
方向に少なくとも１つのコードパターンを配置し
た特許請求の範囲第６項及び第１２項〜第２１項
までのいずれか１項に記載の書類の偽造防止方
法。２３前記光センサ８３により検出面上の干渉縞
の有無を検出するようにした特許請求の範囲第４
項に記載の書類の偽造防止方法。２４空間組織構造の形状をした少なくとも１つ
の真正マークを記録した書類の真正さを検査する
検査装置を設け、その検査装置は前記組織構造
２，４３を照明する光源６と、前記組織構造で散
乱された光からそれぞれ狭い光束を取り出す少な
くとも２つの光学選別素子８，９と、少なくとも
１つの光センサと、前記組織構造を特徴づける量
を検出するための電子信号処理回路１９，３０
と、肯定ないし否定信号を形成する判定回路２
０，３１とを有し、前記組織構造２，４３は決定
要素を持つ光学素子２′，４３′と確率的要素を持
つ拡散散乱素子２″，４３″を有し、その場合前記
散乱素子２″，４３″の相関長さ（）は前記決定
要素を持つ光学素子の代表的な寸法（ｇ）のたか
だか1/5であり、また前記信号処理回路１９，３
０は両光束のコヒーレンス度に関係した測定量を
発生するように構成されていることを特徴とする
書類の偽造防止装置。２５さらに、前記両光束を重ね合わせるための
重ね合わせ手段１７，２３，２４を設けるように
した特許請求の範囲第２４項に記載の書類の偽造
防止装置。２６両光束の光路差を可変にさせる光路差形成
手段１３を設けるようにした特許請求の範囲第２
５項に記載の書類の偽造防止装置。２７前記書類は揺動可能な保持装置上に配置さ
れ、前記判定回路２０は前記書類を揺動させた場
合検出面２５上に現われる干渉縞のコントラスト
（ｌμｌ）の変化が所定の値を超えた時のみ肯定
信号を発生するように構成される特許請求の範囲
第２５項に記載の書類の偽造防止装置。２８前記信号処理回路３０には電子相関器が設
けられる特許請求の範囲第２４項に記載の書類の
偽造防止装置。２９前記取り出された光束１０，１１の平均散
乱角θ，θ′が駆動装置を用いて変化させられ、
前記判定回路２０，３１によつてその測定量（ｌ
μｌ，g²）と記憶されたしきい値関数とが比較さ
れる特許請求の範囲第２４項から第２８項までの
いずれか１項に記載の偽造防止装置。３０前記書類と、光源と、両光束を反転させる
ミラーとを揺動自在な台上に配置した特許請求の
範囲第２４項に記載の書類の偽造防止装置。３１前記光源７３の波長を可変にした特許請求
の範囲第２４項、第２５項、第２６項、第２８項
又は第２９項に記載の書類の偽造防止装置。