(57)【要約】【課題】偽造防止効果の向上を図ると共に、容易且つ高精度で物品の真贋を確認する。【解決手段】物品１２の表面の所定の観測領域から、当該物品１２自体が元来有している再現不能な微小な特徴（ランダムパターン）を読取り、このランダムパターンを利用して個々の物品１２の識別や照合を行う。このために、物品１２の表面のうち、少なくともランダムパターンの観測領域が含まれる部分には、予め保護材２０を固着させて、当該物品表面の観測領域を保護材２０によりカバーしておくことで、観測領域内のランダムパターンを保護・固定化した。【選択図】  図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の真贋を確認するための物品確認方法であって、
本物の物品表面に保護材を固着させておくと共に、
前記本物の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取り、
該読取った微細な特徴を示す特徴情報を記憶しておき、
確認対象の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取り、
該読取った微細な特徴を前記特徴情報と比較し、
該比較結果に基づいて、前記確認対象の物品の真贋を判定する、ことを特徴とする物品確認方法。
【請求項２】
前記確認対象の物品から読取った前記微細な特徴を、前記記憶手段に記憶されている全ての前記特徴情報と比較する、ことを特徴とする請求項１に記載の物品確認方法。
【請求項３】
前記本物の物品を識別するための識別符号を当該本物の物品表面又は当該本物の物品に固着されている前記保護材に記録しておくと共に、
前記特徴情報を記憶する際に、当該特徴情報を前記識別符号と対応付けて記憶しておき、
前記確認対象の物品又は当該確認対象の物品に固着されている前記保護材から前記識別符号を読み取り、
前記確認対象の物品から読取った前記微細な特徴を、読み取った識別符号に対応する特徴情報と比較する、ことを特徴とする請求項１に記載の物品確認方法。
【請求項４】
物品の真贋を確認するための物品確認方法であって、
本物の物品表面に保護材を固着させておくと共に、
前記本物の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取り、
該読取った微細な特徴を示す特徴情報を、前記本物の物品表面或いは当該本物の物品に固着されている前記保護材に記録しておき、
確認対象の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取ると共に、当該確認対象の物品或いは当該確認対象の物品に固着されている前記保護材から前記特徴情報を読み取り、
該読取った微細な特徴と特徴情報とを比較し、
該比較結果に基づいて、前記確認対象の物品の真贋を判定する、ことを特徴とする物品確認方法。
【請求項５】
前記本物の物品が、前記微細な特徴が読取困難なものである場合は、前記保護材を固着させるのに先立ち、当該本物の物品の前記保護材が固着される部分の表面に、ランダムな傷を付けておく、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の物品確認方法。
【請求項６】
前記傷が、物理的に削られたことで形成された、ことを特徴とする請求項５に記載の物品確認方法。
【請求項７】
前記傷が、化学的に削られたことで形成された、ことを特徴とする請求項６に記載の物品確認方法。
【請求項８】
前記本物の物品が、前記微細な特徴が読取困難なものである場合は、前記保護材に再現不能なランダムなパターンを予め形成しておき、当該形成したランダムなパターンを前記物品の再現不能な微細な特徴の代替に用いる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の物品確認方法。
【請求項９】
前記保護材が、前記物品との固着面側に透明な粘着層が形成された透明フィルムである、ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の物品確認方法。
【請求項１０】
前記粘着層は、前記物品に付着後、所定時間経過すると透明な状態で固定化する粘着成分で形成されている、ことを特徴とする請求項９に記載の物品確認方法。
【請求項１１】
前記保護材が、常温で透明な熱可塑性樹脂である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の物品確認方法。
【請求項１２】
前記保護材の表面を、剥離可能な第２の保護層で被覆した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の物品確認方法。
【請求項１３】
物品の真贋を確認するための物品確認装置であって、
表面に保護材が固着された物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取る読取手段と、
前記読取手段により本物の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を示す特徴情報を記憶する記憶手段と、
前記読取手段により確認対象の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を、前記記憶手段に記憶されている前記特徴情報と比較し、当該比較結果に基づいて、当該確認対象の物品の真贋を判定する判定手段と、を有することを特徴とする物品確認装置。
【請求項１４】
前記判定手段が、前記確認対象の物品から読取った微細な特徴を、前記記憶手段に記憶されている全ての前記特徴情報と比較する、ことを特徴とする請求項１３に記載の物品確認装置。
【請求項１５】
前記本物の物品を識別するための識別符号が当該本物の物品表面又は当該本物の物品に固着されている前記保護材に予め記録されており、
前記識別符号を読取る識別符号読取手段を更に有し、
前記記憶手段は、前記識別符号読取手段により本物の物品又は当該本物の物品に固着されている前記保護材から読取られた前記識別符号と対応付けて前記特徴情報を記憶し、
前記判定手段は、前記確認対象の物品の前記保護材固着部分から読取った微細な特徴を、前記識別符号読取手段により当該確認対象の物品又は当該確認対象の物品に固着されている前記保護材から読取られた識別符号に対応する特徴情報と比較する、ことを特徴とする請求項１３に記載の物品確認装置。
【請求項１６】
物品の真贋を確認するための物品確認装置であって、
表面に保護材が固着された物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取る読取手段と、
前記読取手段により本物の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を示す特徴情報を、当該本物の物品の表面或いは当該本物の物品に固着されている前記保護材に記録する記録手段と、
確認対象の物品表面或いは当該確認対象の物品に固着されている前記保護材に記録されている前記特徴情報を読取る特徴情報読取手段と、
前記読取手段により確認対象の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を、前記特徴情報読取手段により読取った前記特徴情報と比較し、当該比較結果に基づいて、当該確認対象の物品の真贋を判定する判定手段と、を有することを特徴とする物品確認装置。
【請求項１７】
前記読取手段が、前記物品の保護材固着部分の代わりに、当該物品に固着されている前記保護材からも前記微細な特徴を読取り可能である、ことを特徴とする請求項１３乃至請求項１６の何れか１項に記載の物品確認装置。
【請求項１８】
前記保護材が、前記物品との固着面側に透明な粘着層が形成された透明フィルムである、ことを特徴とする請求項１３乃至請求項１７の何れか１項に記載の物品確認装置。
【請求項１９】
前記粘着層は、前記物品に付着後、所定時間経過すると透明な状態で固定化する粘着成分で形成されている、ことを特徴とする請求項１８に記載の物品確認装置。
【請求項２０】
前記保護材が、常温で透明な熱可塑性樹脂である、ことを特徴とする請求項１３乃至請求項１９の何れか１項に記載の物品確認装置。
【請求項２１】
前記保護材の表面が、剥離可能な第２の保護層で被覆されている、ことを特徴とする請求項１３乃至請求項２０の何れか１項に記載の物品確認装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品確認方法及び装置に係わり、特に、物品の真贋を確認するための物品確認方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、貴重品や重量書類などの偽造防止のために、貴重品や重量書類などの本物の物品の表面に、高度な印刷技術や一般には入手困難な特殊なインクを用いて識別符号を記録したり、ホログラムのような偽造防止シートを貼付する方法が一般に採用されている。しかしながら、この方法では、高度な印刷技術、或いは特殊インクや偽造防止シートの製造技術が詐称者に習得されてしまうと、大量偽造が行われてしまった。
【０００３】
このため、近年は、より偽造を困難にするための技術として、固有のＩＤが記憶された薄型で微小な非接触ＩＣチップを本物の物品に埋め込む（書類の場合は用紙に漉き込む）技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
この技術では、特に、非接触ＩＣチップを用いることにより、非接触で物品の真贋を確認することができ、利用者が真贋を確認するための装置に物品をセットする作業を行わずともよくなるので利便性も良い。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２８３０１１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５７３７７号公報
【特許文献３】
特開平１１−２７７９６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、各物品に対してＩＣチップが必要とされ、且つ製造段階でＩＣチップを埋め込む専用工程が必要とされるために、その分コストが高くなってしまうという問題があった。また、物品製造後に、偽造品が出回るなどの理由で偽造防止が必要になった場合に対応することができなかった。また、ＩＣチップの製造技術や埋め込み技術が詐称者に習得されてしまえば、やはり偽造が可能となり、確実に偽造を防止することはできなかった。
【０００６】
このため、物品自体が有する再現不能な微細な特徴（ランダムパターン）、例えば表面の微細な凹凸のパターンなどを用いて物品の真贋を確認する方法も考えられるが、この方法では確認精度が低くなってしまう。すなわち、物品自体が有する再現不能なランダムパターンは、物品の表面に傷や汚れが付くと変化してしまうので、真贋を確認不能になってしまう。また、このランダムパターンは、物品の形状変化によっても変化するため、布製品や皮製品などのように形状が変化する物品には適用することができない。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、偽造防止効果の向上を図ると共に、容易且つ高精度で物品の真贋を確認することができる物品確認方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の物品確認方法は、物品の真贋を確認するための物品確認方法であって、本物の物品表面に保護材を固着させておくと共に、前記本物の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取り、該読取った微細な特徴を示す特徴情報を記憶しておき、確認対象の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取り、該読取った微細な特徴を前記特徴情報と比較し、該比較結果に基づいて、前記確認対象の物品の真贋を判定する、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の物品確認方法によれば、本物の物品が有している再現不能な微細な特徴を読取って、当該特徴を示す特徴情報を予め記憶しておく。確認対象の物品の真偽を確認する際には、当該確認対象の物品から同様に再現不能な微細な特徴を読取って、読取った特徴を予め記憶しておいた特徴情報と比較することで、当該確認対象の物品の真贋を判定することができる。このように、物品自体が有している再現不能な微細な特徴を利用して、物品の確認を行うことにより、高度な印刷技術、特殊インク、偽造防止シート、ホログラム、ＩＣチップといった物品以外の異物を用いる従来技術と比べて、非常に簡単で且つ低コストで実現可能である。また、再現不能な微細な特徴は、人工的に生成された情報と異なり、非常に偽造が困難であるため、偽造防止効果が高い。
【００１０】
また、物品の再現不能な微細な特徴を読取る部分を予め保護材で固着しているので、再現不能な微細な特徴を保護材により保護・固定化することができる。すなわち、物品から再現不能な微細な特徴を安定して読取ることができるので、高精度に真贋判定可能である。
【００１１】
さらに、物品に対しては、再現不能な微細な特徴を読取る部分を保護材で固着しておくだけでよいので、物品製造後に、偽造品が出回るなどの理由で偽造防止が必要になった場合でも対応可能である。
【００１２】
なお、請求項１に記載の物品確認方法においては、請求項２に記載されているように、前記確認対象の物品から読取った前記微細な特徴を、前記記憶手段に記憶されている全ての前記特徴情報と比較してもよい。すなわち、識別により物品の真贋を確認してもよい。また、或いは、請求項３に記載されているように、前記本物の物品を識別するための識別符号を当該本物の物品表面又は当該本物の物品に固着されている前記保護材に記録しておくと共に、前記特徴情報を記憶する際に、当該特徴情報を前記識別符号と対応付けて記憶しておき、前記確認対象の物品又は当該確認対象の物品に固着されている前記保護材から前記識別符号を読み取り、前記確認対象の物品から読取った前記微細な特徴を、読み取った識別符号に対応する特徴情報と比較するようにしてもよい。すなわち、照合により物品の真贋を確認してもよい。
【００１３】
また、請求項４に記載の物品確認方法は、物品の真贋を確認するための物品確認方法であって、本物の物品表面に保護材を固着させておくと共に、前記本物の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取り、該読取った微細な特徴を示す特徴情報を、前記本物の物品表面或いは当該本物の物品に固着されている前記保護材に記録しておき、確認対象の物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取ると共に、当該確認対象の物品或いは当該確認対象の物品に固着されている前記保護材から前記特徴情報を読み取り、該読取った微細な特徴と特徴情報とを比較し、該比較結果に基づいて、前記確認対象の物品の真贋を判定する、ことを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の物品確認方法によれば、本物の物品から読取った再現不能な微細な特徴を示す特徴情報が、当該物品或いは当該物品に固着されている保護材に予め記録される。すなわち、物品自体に特徴情報が記録される。
【００１５】
確認対象の物品の真偽を確認する際には、当該確認対象の物品から再現不能な微細な特徴と特徴情報とを読取って、両者を比較することで当該確認対象の物品の真贋を判定することができる。すなわち、物品自体に特徴情報を記録することにより、識別符号を用いずとも、照合により物品の確認を行うことができる。
【００１６】
また、上記の物品確認方法においては、請求項５に記載されているように、前記本物の物品が、前記微細な特徴が読取困難なものである場合は、前記保護材を固着させるのに先立ち、当該本物の物品の前記保護材が固着される部分の表面に、ランダムな傷を付けておくとよい。この場合の傷は、請求項６に記載されているように、物理的に削られたことで形成されたものでもよいし、請求項７に記載されているように、化学的に削られたことで形成されたものでもよい。
【００１７】
また、上記の物品確認方法においては、請求項８に記載されているように、前記本物の物品が、前記微細な特徴が読取困難なものである場合は、前記保護材に再現不能なランダムなパターンを予め形成しておき、当該形成したランダムなパターンを前記物品の再現不能な微細な特徴の代替に用いるようにしてもよい。この場合のランダムなパターンは、例えば、保護材中に微粒子や繊維を分散させることで形成できる。
【００１８】
また、上記の物品確認方法においては、前記保護材として、請求項９に記載されているように、前記物品との固着面側に透明な粘着層が形成された透明フィルムを用いることができ、この場合、請求項１０に記載されているように、前記粘着層は、前記物品に付着後、所定時間経過すると透明な状態で固定化する粘着成分で形成されているとよい。また、前記保護材として、請求項１１に記載されているように、常温で透明な熱可塑性樹脂を用いることもできる。
【００１９】
また、上記の物品確認方法においては、請求項１２に記載されているように、前記保護材の表面を、剥離可能な第２の保護層で被覆することが好ましい。
【００２０】
上記請求項１に記載の物品確認方法は、以下のような装置により実現可能である。すなわち、請求項１３に記載されているように、物品の真贋を確認するための物品確認装置であって、表面に保護材が固着された物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取る読取手段と、前記読取手段により本物の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を示す特徴情報を記憶する記憶手段と、前記読取手段により確認対象の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を、前記記憶手段に記憶されている前記特徴情報と比較し、当該比較結果に基づいて、当該確認対象の物品の真贋を判定する判定手段と、を有するように構成すればよい。
【００２１】
この物品確認装置においては、請求項１４に記載されているように、前記判定手段が、前記確認対象の物品から読取った微細な特徴を、前記記憶手段に記憶されている全ての前記特徴情報と比較するようにするとよい。
【００２２】
或いは、請求項１５に記載されているように、前記本物の物品を識別するための識別符号が当該本物の物品表面又は当該本物の物品に固着されている前記保護材に予め記録されており、前記識別符号を読取る識別符号読取手段を更に有し、前記記憶手段は、前記識別符号読取手段により本物の物品又は当該本物の物品に固着されている前記保護材から読取られた前記識別符号と対応付けて前記特徴情報を記憶し、前記判定手段は、前記確認対象の物品の前記保護材固着部分から読取った微細な特徴を、前記識別符号読取手段により当該確認対象の物品又は当該確認対象の物品に固着されている前記保護材から読取られた識別符号に対応する特徴情報と比較するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記請求項４に記載の物品確認方法は、以下のような装置により実現可能である。すなわち、請求項１６に記載されているように、物品の真贋を確認するための物品確認装置であって、表面に保護材が固着された物品の前記保護材固着部分から再現不能な微細な特徴を読取る読取手段と、前記読取手段により本物の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を示す特徴情報を、当該本物の物品の表面或いは当該本物の物品に固着されている前記保護材に記録する記録手段と、確認対象の物品表面或いは当該確認対象の物品に固着されている前記保護材に記録されている前記特徴情報を読取る特徴情報読取手段と、前記読取手段により確認対象の物品から前記微細な特徴を読取った場合に、当該読取った微細な特徴を、前記特徴情報読取手段により読取った前記特徴情報と比較し、当該比較結果に基づいて、当該確認対象の物品の真贋を判定する判定手段と、を有するように構成すればよい。
【００２４】
なお、上記の物品確認装置においては、請求項１７に記載されているように、前記読取手段が、前記物品の保護材固着部分の代わりに、当該物品に固着されている前記保護材からも前記微細な特徴を読取り可能とすれば、微細な特徴の読取が困難な物品にも対応可能である。
【００２５】
また、上記の物品確認装置においては、保護材として、請求項１８に記載されているように、前記物品との固着面側に透明な粘着層が形成された透明フィルムを用いることができ、この場合、請求項１９に記載されているように、前記粘着層は、前記物品に付着後、所定時間経過すると透明な状態で固定化する粘着成分で形成されているとよい。また、保護材としては、請求項２０に記載されているように、常温で透明な熱可塑性樹脂を用いることもできる。
【００２６】
また、上記の物品確認装置においては、請求項２１に記載されているように、前記保護材の表面が、剥離可能な第２の保護層で被覆されていることが好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［ランダムパターン］
まず、本発明に係る実施の形態を説明するのに先立ち、物品自体が元来有している再現不能な微細な特徴（以下、ランダムパターンと称す）について説明する。
【００２８】
図１は、不織布表面の顕微鏡写真である。図１から分かるように、不織布では、繊維が複雑に絡み合ってできたものであり、この繊維によるパターンが同一になるものはない。すなわち、不織布から繊維によるランダムパターンを観測することができる。また、図示は省略するが、紙も植物繊維が複雑に絡み合ってできたものであり、不織布と同様に、紙からもランダムパターンを観測することができる。同一種、同一ロットの紙であっても紙毎にそのパターンは異なる。
【００２９】
また、図２は、市販のＣＤ−ＲＯＭ表面（非記録面）の印刷部の顕微鏡写真であり、図３は、図２とは別のＣＤ−ＲＯＭ表面の印刷部の顕微鏡写真である。図２、図３から分かるように、ＣＤ−ＲＯＭの印刷面にも、基材の不定成形や制御限界以下のインク流動等によってランダムなパターンが形成される。
【００３０】
また、図４は、カーボン充填した黒色のゴム表面、図５は、ＩＣパッケージ用のセラミック表面、図６は、金属微粒子分散のＵＶ硬化型塗料の塗膜（所謂ラメ塗装）表面の顕微鏡写真図である。図４〜図６から分かるように、何れの表面からもランダムパターンが観察できる。これらのランダムパターンは、表面の微小なクラックや材料の微粒子等によって形成されるものである。
【００３１】
また、図７、図８は、ステンレス鋼材表面の顕微鏡写真図である。図７、図８から分かるように、ステンレス鋼材の表面からもランダムパターンを観察できる。このランダムパターンは、ヘアライン処理やサンドブラスト処理等、表面仕上げ時に作られたものである。
【００３２】
また、図９は、半透明樹脂表面の顕微鏡写真図である。図９から分かるように、半透明樹脂表面からもランダムパターンを観察できる。このランダムパターンは、主に樹脂中に分散する粒子により形成されるものである。
【００３３】
また、図１０は、皮革表面の顕微鏡写真である。図１０から分かるように、皮革もまた自然の状態でその表面にランダムな皺がランダムパターンとして観察される。
【００３４】
図１〜図１０に示したように、各種の物品からランダムパターンを観察することができる。このランダムパターンは、意図的に作ったのではなく、物品そのものの成り立ち、製造工程、或いは製造後などで不作為にできたものであり、そのパターンが全く同じである物品が複数存在するとは考え難い。また、同一のものを故意に作り出すことは困難と思われる。すなわち、同一の工程を経て製造・物流された物品であっても、微視的には、各物品ごとにランダムパターンが異なる。
【００３５】
特に、図１〜１０に示すようなランダムパターンは、顕微鏡レベルの微細なパターンであり、例えば微粒子によって形成されたと考えられる図５や図６の濃淡周期や、図７や図８の傷の周期はマイクロメートルオーダーと非常に小さく、これを偽造することは容易ではない。また、図２、図３の印刷インクや、図５のセラミック、図６の金属微粒子、図７、図８の金属加工表面、図９の樹脂から観測されるランダムパターンは、通常の使用下では非常に安定している。また、図４のゴム表面、図１０の皮革表面、或いは図１の不織布といった形状が変化し易い軟らかい素材のランダムパターンも、外力が加わらない状態では安定である。
【００３６】
本発明は、上記のような物品が元来有するランダムなパターンを、各物品を確認（識別・照合）するための情報として利用するものである。このような微細なランダムパターンの読み取りには、触針法、電子顕微鏡観察法等幾つかの方法が考えられるが、物品保護の観点から未処理、非破壊であることが望ましい。光を利用する方法はこの点で優れている。以下、本発明に係る実施形態の１例として、光を利用してランダムパターンを読み取って、物品の真贋を確認する物品確認装置を説明する。
【００３７】
＜第１の実施の形態＞
［全体構成］
図１１に、本発明の第１の実施の形態に係る物品確認装置の概略構成図を示す。
【００３８】
図１１に示すように、物品確認装置１０は、読取手段として、物品１２（図１２参照）から当該物品自体が元来有しているランダムパターンを読み取る読取部１４と、読取部１４に読取を開始させるためのスイッチ１６と、読取部１４による読取結果に基づいて物品１２の真偽（本物／偽物）を判定する判定部１８とを備えており、読取部１４及びスイッチ１６は、判定部１８と接続されて構成されている。なお、これらの読取部１４、スイッチ１６、及び判定部１８は、一体であってもよいし、物理的に異なる装置として構成され、ケーブルなどの接続手段を介して接続して用いる形態であってもよい。
【００３９】
なお、スイッチ１６は、物品１２が読取部１４に挿入或いは近接されて読取部１４が読取スタンバイ状態になった後に、読取開始するようにオン操作されるものである。このスイッチ１６は、オペレータにより指先で操作されるスイッチでもよいし、種々の接触或いは非接触センサにより読取対象の物品１２が読取部１４に接触或いは所定の距離まで接近したらオンするようなスイッチでもよい。本実施の形態では、オペレータにより指先で操作される場合を例に説明する。読取部１４及び判定部１８についての詳細な説明は後述する。
【００４０】
［物品］
次に、物品１２について説明する。なお、ここでいう物品１２とは、有価証券やパスポート等の書類、皮革、木材、ゴム、繊維（布）、石材、樹脂、金属等で作られたバック、靴、衣料品、家具調度品、宝飾品、精密機械、家電製品、美術品など、物理的に存在する物体であれば如何なる種類の物でもよい。
【００４１】
前述したように、物品に存在するランダムパターンは通常環境下では安定に存在すると考えられる。しかしながら、現実には傷や汚れによってそのパターンが崩れる可能性があり、さらに皮革や布地のような柔らかい素材の物品では外力によって簡単にパターンそのものが変形してしまう。
【００４２】
そこで、本実施形態では、図１２に示すように、ランダムパターンを保護・固定化するために、物品１２の表面のうち、少なくともランダムパターンの観測領域Ｓが含まれる部分には保護材２０を予め固着させて、観測領域Ｓを保護材２０によりカバーしている。ここでいう物品１２の表面とは、当該物品の使用形態での表裏とは関係なく、外界に曝されている部分のことである。なお、図１２では、保護材２０が固着された面を上面とした場合の物品１２の上面図（Ａ）と、断面図（Ｂ）を示している。
【００４３】
具体的には、保護材２０には、粘着層付きのフィルムを用いることができる。
図１３に、透明のフィルムを保護材２０として用いた場合の物品１２の様子を示す。なお、図１３は、皮革製品を物品１２とした場合の例である。
【００４４】
図１３に示すように、物品１２の皮革表面１２Ａに、保護材２０として透明フィルムが貼付されている。この透明フィルムは、物品１２を傷や汚れから保護するための透明な保護層２０Ａと共に、皮革表面１２Ａに固着される側の面に透明な粘着層２０Ｂを有している。すなわち、保護材２０としてこの透明フィルムを皮革表面１２Ａに貼付すると、保護層２０Ａと皮革表面１２Ａとが粘着層２０Ｂによって固着されることになり、透明フィルムの貼付部分の皮革表面１２Ａの皺の状態、すなわち観測領域Ｓ内のランダムパターンを固定することができ、また傷や汚れからも保護される。これにより、物品１２の観測領域Ｓ内で観測されるランダムパターンを一定に保つことができる。
【００４５】
なお、粘着層２０Ｂに使用する粘着剤は、皺等の空隙に浸透するように設計することが望ましい。また、観測領域Ｓのランダムパターンが外力によって容易に変形することがないように、貼付後に硬化する粘着剤であることが望ましい。但し、ランダムパターンの固定化が目的であるから、１本１本の微細な皺、繊維等が相対的に位置ずれを起こさない程度の硬化後の硬度であれば良い。
【００４６】
このような透明フィルムとしては、例えば図１４に示すような透明粘着テープと同様な構造のものが好適である。図１４に示すこのフィルムは、厚さ１５０μｍのポリエステルフィルムの支持体である保護層２０Ａ、厚さ２５μｍのシリコーン系粘着材からなる粘着層２０Ｂ、保管時に必要な厚さ５０μｍのポリエステルフィルムのセパレータ２０Ｃから成る。なお、フィルム材料は一例であり、本発明は特にこれに限定されるものではない。例えば、保護層２０Ａ（支持体）の材料としては、例えばアクリルフォームやカプトンフィルム、ビニルフィルム等用いることもでき、粘着層２０Ｂの材料には、ゴム系のものやシリコーン系のもの等種々のものを用いることができる。
【００４７】
また、保護材２０は、図１３、図１４に示したような粘着層付きのフィルム以外にも、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：ＥＶＡ）のような透明な熱可塑性樹脂を用いることが出来る。また、ビニル含有量が高いＥＶＡでは、その不定形性のため感圧接着剤（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：ＰＳＡ）として機能する。この場合は事前にフィルム状に成形しておき、当該物品表面に貼付するだけで保護材２０として機能、すなわちランダムパターンを固定化・保護させることが出来る。
【００４８】
なお、保護材２０の形状を示すために上記ではフィルムという表現を用いたが、ランダムパターンの固定化・保護がこの保護材２０の目的であり、且つランダムパターンの読み取りが出来ることが条件であるから、この目的及び条件に合致する形状であればどのような形状であってもかまわない。当然ながら、保護材２０としての熱可塑性樹脂は、上述のように事前にフィルム状に成形しておいても良いし、不定形であって、当該物品に接着後形状が安定するものであっても良い。
【００４９】
［読取部の詳細構成］
次に、読取部１４について詳細に説明する。
【００５０】
読取部１４は、図１１に示すように、読取対象の物品１２に対して光を照射する照明部３０と、照明部３０により照射された光の物品１２からの反射光又は透過光を受光する受光部３２とを備えており、照明部３０により物品１２に光を照射し、その反射光又は透過光を受光部３２により受光することで、当該物品１２のランダムパターンを読み取るものである。以下に読取部１４の具体的な構成例を示す。
【００５１】
図１５に、読取部１４の一例を示す。図１５では、読取部１４は略Ｌ字型に形成されており、その長辺側は、オペレータにより把持されるハンドル部４０とされており、短辺側には、その端面を読取面４２とするように、照明部３０及び受光部３２が埋め込まれている。オペレータは、ハンドル部４０を把持して、物品１２表面の接触させるように、読取面４２を保護材２０が固着された部分に押し当てる。このように読取面４２を押し当てることにより、読取部１４全体が光学的に閉じられた状態となり、物品１２のランダムパターンを外乱光の影響を受けることなく読み取ることができる。
【００５２】
照明部３０は、図１６に示すように、光を出力する光源５０と、光源５０から出力された光を読取面４２方向へと案内し、照明光として、当該読取面４２が接触された物品１２表面上の保護材２０に照射する光導波路光学系５２と、を備えている。光源５０には、例えば、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、蛍光灯、キセノン放電管などを用いることができる。また、光導波路光学系５２の代わりに、物品１２の表面に光を集める集光レンズを用いることもできる。また、周囲光の影響を受けないように、遮光板を設けてもよい。
【００５３】
受光部３２は、撮像素子６０と、照明部３０により照射された照明光の保護材２０を透過して物品１２からの反射光を撮像素子６０の受光面に結像させるレンズユニット６２と、を備えている。撮像素子６０には、ＣＭＯＳ或いはＣＣＤを用いることができ、各物品１２のランダムパターンは濃淡情報として取得されることになる。
【００５４】
ここで、物品１２のランダムパターンから得られる濃淡情報の個体差は、一般的には、ランダムパターンの観測領域Ｓが広い程、より多くの情報が得られるため鮮明になると考えられる。
【００５５】
しかしながら、一般に物品はその素材段階では均質であることが求められ、そのため観測領域Ｓが広すぎれば情報に占める一様性が大きくなり、個々の物品を効果的に弁別する特徴を抽出し難くなる。また、観測領域Ｓが広くなると、その分読取部１４も大型化するため、設置面積やコスト的にも不利になる。したがって、着目するランダムパターンと照明部３０や受光部３２等の読取部１４のコストやサイズから、できるだけ多くの物品１２の個体差を明瞭にする観測領域Ｓ面積を決定すべきである。
【００５６】
このような観点から観測領域Ｓとしては、具体的には、物品１２の表面上の面積が０．１〜１０００ｍｍ２であることが適切であることが本出願人により確認されている。この範囲にある、例えば６．３ｍｍ×５．０ｍｍの領域を観測領域Ｓとする場合、照明部３０の光導波路光学系５２によって照らす保護材２０面の面積は５０ｍｍ２程度で充分である。
【００５７】
この場合、例えば、白黒で、有効画素数が１３００×１０３０（約１３０万画素）で、且つ正方格子のＣＣＤを撮像素子６０として用い、有効画素領域いっぱいに６．３ｍｍ×５．０ｍｍの観測領域Ｓをレンズユニット６２で結像させるとすると、この時の１画素当りの観測面積は凡そ４．９×４．９μｍ（６．３ｍｍ／１３００＝４．９μｍ、５．０ｍｍ／１０３０＝４．９μｍ）となる。前述したように、観測対象であるランダムパターンの大きさ（周期）はマイクロメートルオーダー、すなわち数〜数百μｍ程度であるから、この場合十分にそのパターンの状態を観測できることになる。また、この場合のレンズユニット６２による倍率（以下、光学系の倍率）は、撮像素子６０として用いるＣＣＤが、例えば２／３型で、画素サイズが６．７μｍ×６．７μｍ（正方格子）（ＣＣＤ有効画面サイズ８．７ｍｍ×６．９ｍｍ）であれば、１．３８倍（横倍率、８．７／６．３＝１．３８、６．９／５．０＝１．３８）となる。
【００５８】
また、例えば、白黒で、有効画素数が６４０×４８０（約３０万画素）のＣＣＤを撮像素子６０として用い、有効画素領域全体に７．７ｍｍ×５．７ｍｍの観測領域Ｓをレンズユニット６２で結像させるとすると、この時の１画素当りの観測面積は凡そ１２μｍ×１２μｍ（７．７ｍｍ／６４０＝１２μｍ、５．７ｍｍ／４８０＝１２μｍ）となる。つまりこの場合でも大凡のランダムパターンの状態を観測できることになる。また、この場合の光学系の倍率については、撮像素子６０として用いるＣＣＤが、例えば１／３型で、画素サイズが８．４μｍ×８．３μｍ（正方格子）（ＣＣＤ有効画面サイズ５．４ｍｍ×４．０ｍｍ）であれば、０．７倍（横倍率、５．４／７．７＝０．７、４．０／５．７＝０．７）に設計すれば良い。
【００５９】
また、例えば、白黒で、有効画素数が３６７×２９１（約１１万画素）で、出力信号が８ビット（２５６階調）のＣＭＯＳを撮像素子６０として用い、有効画素領域いっぱいに７．３ｍｍ×５．８ｍｍの観測領域Ｓをレンズユニット６２で結像させるとすると、この時の１画素当りの観測面積は凡そ２０μｍ×２０μｍ（７．３ｍｍ／３６７＝２０μｍ、５．８ｍｍ／２９１＝２０μｍ）となる。この場合でもランダムパターンを充分観測できる。また、この場合の光学系の倍率については、撮像素子６０として用いるＣＭＯＳが、例えば１／７型で、画素サイズが５．６μｍ×５．６μｍ（正方格子）（ＣＭＯＳ有効画面サイズ２．１ｍｍ×１．６ｍｍ）であれば、約０．３倍（横倍率、２．１／７．３＝０．３、１．６／５．８＝０．３）に設計すれば良い。
【００６０】
なお、レンズユニット６２（光学系）の焦点については、保護材２０の表面にできる傷の影響を避けるため、物品１２表面となるように設計し、物品１２のラインダムパターン部のみに合焦するようにすることが望ましい。
【００６１】
なお、図１５、図１６では、反射光型の読取部の例を示したが、物品１２が光透過性を有するものであれば透過光型とし、保護材２０及び物品１２の透過した照射光を受光してランダムパターンを取得するようにしても良い。
【００６２】
［判定部の詳細構成］
次に、判定部１８について詳細に説明する。
【００６３】
判定部１８は、図１１に示すように、読取部１４からの読取結果を示す信号に対して所定の処理を施す信号処理回路８０と、信号処理回路８０の駆動を制御する制御回路８２と、信号処理回路８０からの出力信号から再現不能なランダムパターンの特徴量を抽出する特徴量抽出部８４と、記憶手段として、特徴量抽出部８４により抽出された特徴量を記憶するメモリ８６と、判定手段として、特徴量抽出部８４により抽出された特徴量をメモリ８６に登録されている特徴量と比較して、当該比較結果に基づいて物品１２の真偽（本物／偽物）を判定する比較部８８と、真偽判定結果を示す信号を出力する判定結果信号出力部９０とを備えている。
【００６４】
信号処理回路８０は、制御回路８２、特徴量抽出部８４、及び読取部１４の受光部３２と接続されている。制御回路８２は、スイッチ１６及び読取部１４と接続されている。判定部１８には、スイッチ１６からのオン／オフを示す信号が入力されるようになっており、判定部１８は、スイッチ１６からオンを示す信号入力があった場合に、読取部１４に読取を指示する信号を送出すると共に、信号処理回路８０に計測開始の指示する信号を送出する。
【００６５】
信号処理回路８０は、制御回路８２からの計測開始指示を受けて、受光部３２による受光結果、すなわち、読取部１４による観測領域Ｓ内のランダムパターンの読取結果である濃淡情報の信号を受信するようになっている。信号処理回路８０は、この受信した信号に増幅など所定の信号処理を施した後、特徴量抽出部８４へ出力する。すなわち、特徴量抽出部には、読取部１４による物品１２のランダムパターンの読取結果を表す画像データが入力される。
【００６６】
特徴量抽出部８４は、入力された画像データから物品１２が有するランダムパターンの特徴抽出を行う。特徴抽出には、従来公知の技術を採用することができ、一例を以下に示す。
【００６７】
読取部１４によるランダムパターンの読取結果を適切な大きさのメッシュ（メッシュ数ｄ＝縦Ｍ×横Ｎ）に区切り（量子化）、各メッシュをある濃度値（濃度レベルｑ）で代表させて（標本化）、モザイク状の画像に変換する。このように量子化・標本化した後は、ｊ番目のメッシュの濃度をｘｊとすると、このパターンはｘ＝（ｘ１，ｘ２，・・・ｘｄ）ｔ（ｔは転置を表す）なるベクトルで記述できる。このベクトルを特徴ベクトルと呼ぶ。ベクトルの各要素は対応する画像領域の濃度を与える。得られたパターンは特徴ベクトルによって張られた特徴空間上の１点として表されることになる。前述したように、各物品は、微視的には異なるランダムパターンを有するため、特徴ベクトルもそれぞれ固有の特徴を表すものとなる。すなわち、各物品のランダムパターンの特徴をこの特徴ベクトルによって表すことができる。
【００６８】
具体的に、図１７に１．０×１．０ｍｍの物品表面の元画像とｄ＝３２×３２（Ｍ＝Ｎ）、ｑ＝２５５に量子化・標本化した例を示す。図１７は、物品１２は、図６で示した金属微粒子分散のＵＶ硬化型塗料で塗装された樹脂製品であり、図１８に示すように、この物品１２の表面には、５×２ｍｍの透明フィルムが保護材２０として貼付されている場合のランダムパターンの読取り結果の画像（Ａ）と、その量子化標本化結果画像（Ｂ）である。透明フィルムの保護層２０Ａの厚さは、例えば１２０μｍであり、粘着層２０Ｂの厚さは、例えば３５μｍである。また、実線で囲んだ領域が、ランダムパターンの観測領域Ｓである。
【００６９】
また、特徴量抽出部８４は、メモリ８６及び比較部８８と接続されている。特徴量抽出部８４は、登録時には、求めた特徴ベクトルを表す情報を、本物の物品１２のランダムパターンの特徴として、メモリ８６に格納するようになっている。なお、特徴量抽出部８４は、特徴ベクトルの代わりに、全ベクトルから分散共分散行列又は相関行列を求めてメモリ８６に格納するようにしてもよい。以下、メモリ８６に格納した特徴ベクトルを表す情報（又は分散共分散行列又は相関行列）のことを「第１の特徴情報」と称す。なお、この第１の特徴情報が、本発明の本物の物品から読取った微細な特徴を示す特徴情報に対応する。
【００７０】
また、特徴量抽出部８４は、確認時には、求めた特徴ベクトルを表す情報（又は分散共分散行列又は相関行列）を第２の特徴情報として、比較部８８へ出力するようになっている。以下、特徴量抽出部８４から比較部８８に出力される特徴ベクトルを表す情報（又は分散共分散行列又は相関行列）のことを「第２の特徴情報」と称す。なお、この第２の特徴情報が、本発明の確認対象の物品から読取った微細な特徴を示す。
【００７１】
比較部８８は、メモリ８６と接続されており、メモリ８６の登録情報を任意に読出し可能となっている。比較部８８は、特徴量抽出部８４から入力された第２の特徴情報と、メモリ８６に登録されている全ての第１の特徴情報とを比較し、その類似度に応じて、物品１２の真偽を判定する。
【００７２】
詳しくは、第１の特徴情報と第２の特徴情報とは、同一特徴空間内の特徴ベクトルを示しているため、その類似度は、第１の特徴情報が示す特徴ベクトルと、第２の特徴情報が示す特徴ベクトルとの距離を算出することで求めることができ、この求めた距離が近い程、類似度が高い（両者が似ている）ことになる。当然ながら、ＫＬ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ）展開等による特徴空間の次元削減を行って距離を求めてもよい。
【００７３】
比較部８８では、全ての第１の特徴情報と第２の特徴情報との距離を求め、確認対象の物品１２は、この距離が最も近い第１の特徴情報に対応する本物の物品１２であると判別する。ただし、予め設定した所定の閾値より距離が遠い場合には登録された本物の物品１２の該当はなし、すなわち確認対象の物品１２は偽物であると判別する。
【００７４】
ここで、類似度として計算する距離としては、統計学上の判別分析やクラスター分析などで用いられる距離、例えば、市街地距離、ユークリッド距離、標準化ユークリッド距離、ミンコフスキーの距離、マハラノビス距離などを用いることができる（村上征勝著：行動計量学シリーズ「真贋の科学」朝倉書店、１９９６）。前者４つの距離は、何れも確認対象の物品の特徴ベクトルと登録された本物の物品１２の特徴ベクトル間の距離として得られる。マハラノビスの距離は、確認対象の物品１２の特徴ベクトルと登録された本物の物品１２の特徴ベクトル（平均ベクトル）と、特徴行列（分散共分散行列、又は相関行列）の逆行列から計算される。
【００７５】
なお、本実施の形態では、距離によって物品１２の真偽を判定するようにしたが、第１、第２の特徴情報の両者の特徴ベクトルの成す角度から判定しても良い。また、本実施の形態では、読取部１４で取得された画像データが示す画像を実空間上で比較して真偽を判定するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、得られた画像データが示す画像を２次元フーリエ変換により周波数領域へ変換し、フーリエ空間上で比較してもよい。この場合、予め登録された本物の物品１２から得た画像と確認対象の物品１２から得た画像とをフーリエ空間上で画像合成し、逆フーリエ変換することで相関強度画像を得て、そのピーク値から二つの画像の類似度を評価することができる。例えば振幅のピークの大きさが予め決めておいた閾値以上であった場合に同一画像、即ち確認対象の物品は、登録されている本物の物品１２と同一であると判断すればよい。
【００７６】
また、比較部８８は、判定結果信号出力部９０とも接続されている。比較部８８は、第１の特徴情報と第２の特徴情報との比較により判定した確認対象の物品１２の真偽判定結果を示す信号を判定結果信号出力部９０へ出力する。判定結果信号出力部９０は、後段の装置と接続されており、後段の装置の動作を制御するために、真偽判定結果を示す信号を後段の装置へ出力する。例えば、判定結果信号出力部９０からの出力信号を受けて、液晶ディスプレイのような表示手段に判定結果を表示させるようにしてもよいし、後段の装置における所定の処理開始や処理禁止等を制御するようにしてもよい。
【００７７】
［観測領域Ｓの特定方法例］
ところで、本実施形態に係る物品確認装置１０では、同一の物品１２であれば、後述する登録時と確認時とで、同一の観測領域Ｓのランダムパターンを観測することが必要とされる。すなわち、同一の物品１２から常に同一の観測領域Ｓを特定する必要がある。
【００７８】
この位置合わせは、透明フィルム等の保護材２０によりカバーされている領域全体を走査してランダムパターンを読取って、比較部８８での比較時に、登録情報と比較することでも行うこともできる。しかしながら、観測領域Ｓは、前述したように０．１〜１０００ｍｍ２と微小領域でよく、保護材２０によりカバーされている領域全体を走査することは効率的ではない。観測領域Ｓを特定する最も簡単な方法は、物品の縁等、物理的境界からの距離を計る方法である。
【００７９】
このため、本実施の形態では、図１５に示すように、読取面４２に、矩形に凹部を形成することで、物品１２を位置決めするための突き当て部４６を設けている。
【００８０】
読取部１４の読取面４２を物品１２に接触させたときに、当該物品１２に固着されている保護材２０の外縁部を突き当て部４６に突き当てることで、照明部３０及び受光部３２に対する物品１２の位置が常に同位置に定められるようになっている。これにより、保護材２０により覆われている観測領域Ｓを含む部分が読取部１４の読取位置に対応するように、突き当て部４６により物品１２を位置決めすることができる。このような突き当て部４６により物品１２を位置決めすることにより、物品１２表面上の観測領域Ｓの特定が容易に可能となる。
【００８１】
なお、図１５は、保護材２０が矩形のフィルム状に形成されていることを前提とした場合の例であり、突き当て部４６の形状、個数、設置位置などは、保護材２０の形状により適宜選択されることは言うまでもない。
【００８２】
また、本実施の形態では、物品１２の位置決めは、オペレータが読取部１４のハンドル部４０を把持してその読取面４２を物品１２に接触させる際に手動で行う場合を例に説明するが、自動的に行われるようにしてもよい。
【００８３】
このように、本実施の形態では、突き当て部４６により物品１２を位置決めすることで観測領域Ｓが特定されるようにしたが、本発明は、観測領域Ｓの特定方法をこれに限定するものではない。他の方法として、位置検出用のマークを透明フィルム等の保護材２０に付す方法がある。特に、突き当て部４６により物品１２を位置決めする方法は、物品１２の変形の影響を受け易いため、皮革や布地のような柔らかい素材の物品１２の場合には、位置検出用のマークを透明フィルム等の保護材２０に付す方法の方が好ましい。
【００８４】
図１９に、位置検出用のマークを付す場合の一例が示されている。図１９に示すように、物品１２上の保護材２０の表面に「＋」のマーク１００を印字しておけば、このマーク１００を手がかりに観測領域Ｓを特定することができる。この場合、例えば「＋」のマーク１００の交点Ｐを中心に、半径ｒの円内を観測領域Ｓと決めておけば良い。なお、この場合でも、突き当て部４６等によって概略の位置を特定することが望ましい。概略の位置の範囲において広視野角（画角）のレンズ系（受光部３２のレンズユニット６２とは別に用意しておく）を用い、受光部３２の撮像素子６０によって、大きさＭ×Ｍの「＋」のマーク１００を含む大きさＬ×Ｌ（Ｌ＞Ｍ）の画像を示す画像データを取得し、相関法や残差逐次検定法等の手法を用いて、このＬ×Ｌの画像上における、Ｍ×Ｍの「＋」マーク１００が対応する位置を捜せば良い。このとき行われる処理も照合処理であるが、物品１２の持つランダムパターン情報に比べ遥かに情報量が少なく、容易に観測領域Ｓを特定することができる。
【００８５】
［物品確認装置の動作］
次に、本実施の形態の作用として、物品確認装置１０の動作を説明する。物品確認装置１０では、物品１２の真偽を判定するためには、本物の物品１２が有するランダムパターンの特徴を予め登録しておく必要がある。図２０に、このために物品確認装置１０において実行される登録処理を示す。
【００８６】
ランダムパターンの特徴を登録する場合、オペレータは、ハンドル部４０を把持して登録対象（本物）の物品１２に読取り面４０Ａを押し当てて接触させ、且つ突き当て部４６に当該物品１２に固着されている保護材２０の周縁部を突き当てることによって、当該物品１２を位置決めした状態で、スイッチ１６をＯＮにする。
【００８７】
図２０に示すように、物品確認装置１０は、スイッチ１６がＯＮされると、ステップＳ１からステップＳ２に進み、読取部１４により登録対象（本物）の物品１２から観測領域Ｓ内のランダムパターンを読み取る。
【００８８】
詳しくは、制御回路８２から読取部１４へ読取指示を送出して、読取部１４に観測領域Ｓ内のランダムパターンを読み取らせると共に、当該読取結果を示す信号を信号処理回路８０で受信して、所定の信号処理を施し、観測領域Ｓ内のランダムパターンを表す画像データを得る。なお、観測領域Ｓについては、突き当て部４６に保護材２０の周縁部が突き当てられて物品１２が位置決めされているので、保護材２０の縁からの距離により容易に特定することができる。
【００８９】
次のステップＳ３では、特徴量抽出部８４により、観測領域Ｓ内のランダムパターンを表す画像データを予め定められたステップで量子化・標本化し、モザイク状の画像に変換して、ステップＳ４に進み、量子化標本化後の画像データから特徴ベクトル（又は分散共分散行列又は相関行列）を算出する。
【００９０】
そして、最後にステップＳ５で、算出した特徴ベクトル（又は分散共分散行列又は相関行列）を表すデータを第１の特徴情報としてメモリ８６に格納して、図１６の登録処理は終了される。これにより、本物の物品１２のランダムパターンの特徴が第１の特徴情報としてメモリ８６に登録されることになる。
【００９１】
次に、確認対象の物品１２の真偽を確認する場合について説明する。図２１に、このために物品確認装置１０において実行される物品１２の確認処理を示す。
【００９２】
オペレータは、物品１２を確認する場合も、オペレータは、ハンドル部４０を把持して確認対象の物品１２に読取り面４０Ａを押し当てて接触させ、且つ突き当て部４６に当該物品１２に固着されている保護材２０の周縁部を突き当てることによって、当該物品１２を位置決めした状態で、スイッチ１６をＯＮにする。
【００９３】
図２１に示すように、物品確認装置１０は、スイッチ１６がＯＮされると、ステップＳ１０からステップＳ１１に進み、読取部１４により確認対象の物品１２から観測領域Ｓ内のランダムパターンを読み取る。
【００９４】
そして、その結果得られた観測領域Ｓ内のランダムパターンを表す画像データを、次のステップＳ１２で予め定められたステップで量子化・標本化し、モザイク状の画像に変換して、次のステップＳ１３で、第２の特徴情報としての特徴ベクトルを算出する。なお、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理については、登録処理（図２０のステップＳ２〜ステップＳ４）と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００９５】
次のステップＳ１４では、比較部８８により、メモリ８６に登録されている全ての第１の特徴情報を順に読み出して、読み出した各第１の特徴情報を前述のステップＳ１３で求めた第２の特徴情報と比較する。この比較の結果、両者の類似度の最大値が予め設定した所定の閾値以上であれば、次のステップＳ１５からステップＳ１６に進み、確認対象の物品１２は「本物」であると判定し、それ以外の場合には、ステップＳ１５からステップＳ１７に進み、「偽物」であると判定する。
【００９６】
すなわち、第２の特徴情報と全ての第１の特徴情報との類似度を求め、基本的には、最も類似度の高い第１の特徴情報に対応する物品１２の「本物」であると判定するが、最も類似度が高くても、予め設定した閾値よりも類似度が低い場合は、「偽物」と判定されることになる。
【００９７】
なお、このとき用いる閾値については、第１、第２の特徴情報の誤差（読取部１４による読取誤差、量子化標本化誤差など）を見込んで、所定の許容範囲を設けて設定することが好ましい。すなわち、真偽判定を厳しく行うか、甘くするかの要求に応じて、閾値の大きさを適宜選択すればよい。また、物品１２の種類によって許容範囲が異なる、すなわち、物品１２毎に閾値が異なる場合もあるので、本物の物品１２の第１の特徴情報を登録する際に、当該物品１２に適切な閾値を第１の特徴情報と対応付けてメモリ８６に登録しておき、確認時には、それぞれの第１の特徴情報に対応付けられた閾値を用いて真偽を判別すればよい。
【００９８】
また、照合時に何らかの操作ミスや位置ずれなどの事故が発生する場合があるため、複数回の判定結果により最終的な判定を下すようにしたり、比較結果が本物の物品であると判定しない場合に所定の回数まで再試行を認めるようにしてもよい。
【００９９】
そして、最後に、ステップＳ１８で、判定結果信号出力部９０から「本物」或いは「偽物」の判定結果を示す信号を出力して、図２１の確認処理は終了される。
【０１００】
このように第１の実施の形態では、確認対象の物品１２から得た第２の特徴情報を、登録されている全ての第１の特徴情報と比較する場合（所謂識別）を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。識別符号を用いて、対応する第１の特徴情報を選択し、第２の特徴情報は必ず１つの第１の特徴情報とのみ比較される（所謂照合）ようにしてもよい。特に、第１の特徴情報の登録数が多数になると、上記のように第２の特徴情報を全ての第１の特徴情報と比較するのでは、物品１２の確認処理に時間がかかるため、識別符号を用いる方が好ましい。
【０１０１】
＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態として、識別符号を用いる場合について説明する。なお、以下では、第１の実施の形態と同一の部材については同一の符号を付与し、第１の実施の形態と異なる部分のみ詳細に説明する。
【０１０２】
第２の実施の形態では、図２２に示すように、物品１２に固着された（或いは固着される）保護材２０の表面で、且つランダムパターンを観測する観測領域Ｓとは異なる部分に、当該物品１２を識別するための識別符号１１０が予め記録されている。なお、識別符号は、物品１２に記録してもよい。この識別符号１１０は、文字や数字などの文字列であってもよいし、バーコードでもよいし、コード化された特殊な記号であってもよく、図２２（Ａ）は識別符号１１０を表すバーコードを記録した例、（Ｂ）は識別符号１１０を二次元バーコード化した例である。
【０１０３】
図２３に、第２の実施の形態に係る物品確認装置の概略構成図を示す。なお、図２３では、図１１と同一の部材については同一の符号を付与して示しており、以下では詳細な説明を省略する。
【０１０４】
図２３に示すように、第２の実施の形態に係る物品確認装置１０は、識別符号読取手段として、識別符号１１０を読取るための識別符号用読取部１２０と、識別符号用読取部１２０による読取結果から識別符号を抽出する識別符号抽出部１２２と、が更に設けられている点が第１の実施の形態と異なる。なお、識別符号用読取部１２０は、読取部１４と同様の構成のものでよいため、詳細な構成の説明は省略する。また、この識別符号用読取部１２０は、物品１２上の保護材２０から識別符号１１０を読み取り可能な位置に設けられていることは言うまでもない。また、読取部１４の図路しないレンズユニット（光学系）の焦点は、保護材２０表面に合焦するように設計することが好ましい。
【０１０５】
識別符号用読取部１２０は、識別符号抽出部１２２と接続されており、識別符号用読取部１２０による読取結果を表す画像データは識別符号抽出部１２２に入力される。識別符号抽出部１２２は、入力された画像データを読取りデコード処理するなどして、識別符号を抽出する。識別符号抽出部１２２は、判定部１８と接続されており、判定部１８には識別符号抽出部１２２により抽出された識別符号が通知されるようになっている。
【０１０６】
判定部１８では、登録時は、特徴量抽出部８４において、通知された識別符号と対応付けて第１の特徴情報をメモリ８６に登録する。また判定部１８では、確認時は、比較部８８において、通知された識別符号と対応付けてメモリ８６に登録されている第１の特徴情報を読み出し、読み出した第１の特徴情報を第２の特徴情報と比較し、両者の類似度に応じて確認対象の物品１２の真偽を判定すればよい。
【０１０７】
次の、第２の実施の形態に係る物品確認装置１０の動作を説明する。図２４に、第２の実施形態に係る物品確認装置１０で行われる登録処理を示す。なお、図２４では、図２０と同様の処理については同一のステップ番号を付与して示しており、以下では詳細な説明を省略する。
【０１０８】
図２４に示すように、物品確認装置１０では、スイッチ１６がＯＮされると、ステップＳ１からステップＳ３０に進み、登録対象（本物）の物品１２の識別符号を取得する。詳しくは、識別符号用読取部１２０により、物品１２上の保護材２０から識別符号が記録されている領域を読取って画像データを取得し、識別符号抽出部１２２により、この画像データから識別符号を抽出する。
【０１０９】
物品確認装置１０では、続いてステップＳ２において、第１の実施の形態と同様に、読取部１４により登録対象（本物）の物品１２から観測領域Ｓ内のランダムパターンを読み取り、その結果得られた観測領域Ｓ内のランダムパターンを表す画像データを、次のステップＳ３で予め定められたステップで量子化・標本化し、モザイク状の画像に変換して、次のステップＳ４で、第１の特徴情報として特徴ベクトルを算出する。
【０１１０】
そして、最後にステップＳ３１で、ステップＳ４で求めた第１の特徴情報を、ステップＳ３０で取得した識別符号と対応付けてメモリ８６に格納して、図２４の登録処理は終了される。これにより、メモリ８６には、第１の特徴情報と共に識別符号が登録されることになる。
【０１１１】
次に、図２５に、第２の実施形態に係る物品確認装置１０で行われる確認処理を示す。なお、図２５では、図２１と同様の処理については同一のステップ番号を付与して示しており、以下では詳細な説明を省略する。
【０１１２】
図２５に示すように、物品確認装置１０では、スイッチ１６がＯＮされると、ステップＳ１０からステップＳ４０に進み、確認対象の物品１２から前述した図２４のステップＳ３０と同様に識別符号を取得してからステップＳ１１に進む。
そして、ステップＳ１１では、読取部１４により確認対象の物品１２から観測領域Ｓ内のランダムパターンを読み取り、その結果得られた観測領域Ｓ内のランダムパターンを表す画像データを、次のステップＳ１２で予め定められたステップで量子化・標本化し、モザイク状の画像に変換して、次のステップＳ１３で、第２の特徴情報として特徴ベクトルを算出する。
【０１１３】
そして、ステップＳ４１に進み、比較部８８により、ステップＳ４０で取得され識別符号と対応する第１の特徴情報をメモリ８６から読み出し、次のステップＳ４２で、この読み出した第１の特徴情報とステップＳ１３で求めた第２の特徴情報とを比較する。この比較の結果、両者の類似度が所定の閾値以上であれば、次のステップＳ４３からステップＳ１６に進み、確認対象の物品１２は「本物」であると判定し、それ以外の場合はステップＳ４３からステップＳ１７に進み、「偽物」であると判定する。
【０１１４】
なお、このとき用いる閾値については、第１の実施の形態と同様に、許容範囲を設けて設定することが好ましく、真偽判定を厳しく行うか甘くするかの要求に応じて、閾値の大きさを適宜選択すればよい。また、物品１２の種類によって許容範囲が異なる場合には、第１の特徴情報の登録時に、識別符号と共に閾値についてもメモリ８６に登録しておくとよい。また、複数回の判定結果により最終的な判定を下すようにしたり、「偽物」と判定された場合には所定回数まで再試行を認めるようにしてもよい。
【０１１５】
そして、最後に、ステップＳ１８で、「本物」或いは「偽物」の判定結果を示す信号を出力して図２５の確認処理は終了される。
【０１１６】
なお、第２の実施の形態では、識別符号用読取部１２０及び識別符号抽出部１２２により、識別符号を取得するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、読取部１４に識別符号読取手段の機能も担わせて、識別符号についても読取部１４で読取り可能とすれば、識別符号用読取部１２０を省略することができる。この場合、前述したように、ランダムパターンの読取り時には、保護材２０表面にできる傷の影響を避けるため、レンズユニット６２（光学系）の焦点が物品１２の表面に合焦するようにすることが好ましいが、保護材２０表面に識別符号が記録されている場合は、識別符号の読取り時は、保護材２０表面に合焦するように焦点を可変にすることが好ましい。このような目的のためには被写界深度が数十〜数百μｍ程度と浅い光学系が望ましい。
【０１１７】
また、識別符号１１０を文字列で印字すれば、オペレータが目視で読取ることも可能であるので、オペレータがキーボードなどから識別符号を入力するようにしてもよい。この場合は、識別符号用読取部１２０及び識別符号抽出部１２２を省略可能である。
【０１１８】
＜その他の実施の形態＞
なお、第２の実施の形態では、本物の物品１２と当該物品のランダムパターンの特徴である第１の特徴情報とを対応付けるために識別符号１１０を用いたが、識別符号１１０を用いずとも本物の物品１２と当該物品のランダムパターンの特徴とを対応付けることは可能である。すなわち、その他の形態として、本物の物品１２に、当該物品のランダムパターンの特徴である第１の特徴情報を記録するようにしてもよい。
【０１１９】
具体的には、図２３に点線で示すように物品確認装置１０の判定部１８に、記録手段としてプリンタ１２４を接続し、このプリンタ１２４より、当該物品１２の表面或いは当該物品１２上の保護材２０表面に、第１の特徴情報を符号化するなどして印刷すれば、物品１２と当該物品のランダムパターンの特徴とを対応付けることも可能である。このように本物の物品１２自体に第１の特徴情報を記録した場合には、識別符号用読取部１２０又は読取部１４を特徴情報読取手段として用いて、当該物品１２の表面から第１の特徴情報を読み取って照合に用いればよい。また、この場合、メモリ８６を省略できるという効果もある。
【０１２０】
また、第１の特徴情報として、読取部１４によって本物の物品１２から読取ったランダムパターンの画像を当該物品１２に記録するようにしてもよい。この場合は、確認時に、ランダムパターンの画像を読取って特徴ベクトルを求めて、第２の特徴情報と照合すればよい。
【０１２１】
＜まとめ＞
このように、物品確認装置１０では、物品１２自体が元来有しているランダムパターンを利用して、個々の物品１２の識別や照合を行うことができるため、高度な印刷技術や、特殊インク、偽造防止シート、ホログラム、ＩＣチップといった物品１２以外の異物を用いる従来技術と比べて、非常に簡単且つ低コストで実現可能である。また、ランダムパターンは、人工的に生成された情報と異なり、制御できない物品１２が有するパターンであるため、偽造は非常に困難である。
【０１２２】
また、仮にこのようなランダムパターンが何らかの方法で偽造されたとしても、識別・照合に用いる情報に用いるランダムパターンは、物理的に存在する連続量であるから、物品を痛めることなく即座により高精細な解像度で登録したり、物品１２上におけるランダムパターンを観測する位置（観測領域Ｓ）を変えたり、或いは複数箇所にする等の方法によって、より強固に偽造防止することができる。
【０１２３】
また、物品１２表面の少なくともランダムパターンを観測する観測領域Ｓを含む部分に保護材２０を固着して当該部分をカバーしているので、当該部分のランダムパターンを保護・固定化することができ、安定してランダムパターンを読取ることができる。すなわち、物品１２の表面の観測領域Ｓは保護材２０により保護されているので、傷や汚れが付くことがなく、ランダムパターンの変化を防止できる。また布製品や皮製品などのように形状が変化する物品であっても、物品１２の表面の観測領域Ｓは保護材２０により固定されているので、ランダムパターンの変化を防止できる。これにより、高精度に真贋判定を行うことができる。
【０１２４】
また、物品１２に対しては、その表面の少なくとも観測領域Ｓとする部分を保護材２０でカバーすることにより当該部分のランダムパターンを保護・固定化し、且つ必要に応じて（確認処理に照合を採用する場合のみ）識別符号を記録するだけでよいので、物品製造後に、偽造品が出回るなどの理由で偽造防止が必要になった場合でも対応可能である。さらには、偽造防止が不要なった場合には、物品１２又は保護材２０に記録されている識別符号を塗り潰すなどして読み取れなくしたり、物品１２から保護材２０を剥がし取るなどすれば、当該物品１２の真贋を確認不能にすることができる。すなわち、必要時のみ、真贋確認可能にすることができる。
【０１２５】
さらには、非接触ＩＣを用いる従来技術では、ユーザの知らぬ間に非接触ＩＣから情報が読み出される可能性があったが、物品確認装置１０では、物品１２の真贋を確認する時には、物品１２から微小なランダムパターンを読み取るために読取部１４を物品１２に接触させる必要があるため、ユーザの知らぬ間に当該物品１２を識別・照合するための情報が盗み読まれるのを防止することができ、プライバシー保護の観点においても従来技術よりも優れている。
【０１２６】
ところで、上記では、物品自体に元来存在するランダムパターンを透明フィルムなどの保護材２０で保護固定して利用する場合を述べてきたが、滑らかな表面に成形されて表面が一様なパターンを有する樹脂や、表面を鏡面研磨処理した金属やガラス等、ランダムパターンを観測し難い物品もある。このようなランダムパターンを観測し難い物品については、故意に傷をつけるなどしてランダムパターンを形成すればよい。
【０１２７】
例えば、表面の一部にグラインダー等による機械加工を施したり、エッチング等の化学的方法で故意にランダムパターンを付すことができる。このような傷は故意に付けるものであるが、付けられた傷面を拡大した場合に観察されるパターンは制御不能なランダムパターンであることは言うまでもない。前述した図７、図８は、このようにして形成されたランダムパターンの例と見ることも出来る。
【０１２８】
また、ランダムパターンを観測し難く、且つ故意に傷をつけることもできない物品も多く存在する。この場合、物品１２の代わりに、保護材２０側にランダムパターンを形成する方法が有効である。
【０１２９】
例えば、図１３、図１４に示したような透明フィルムを保護材２０として用いる場合であれば、透明フィルムの保護層２０Ａやその粘着層２０Ｂ中にランダムパターンを形成することで、擬似的に当該物品表面にランダムパターンを得ることができる。具体的には、例えば、その粘着層２０Ｂに不定形な平均粒径１５μｍ程度の金属微粒子を分散させておけば良い。粘着層中２０Ｂの微粒子は、物品１２に貼付するまで不安定であるため、事前に微粒子が作りだすランダムパターンを盗みすことは意味が無い。また、物品１２に貼付された時点で作られたこの微粒子によるランダムパターンは、物品１２から透明フィルム、すなわち保護材２０が剥がされれば崩れるため、再利用することはできない。
【０１３０】
このように、粘着層２０Ｂによって物品１２に固着された時点での微粒子のランダムパターンは、前述のような物品１２が元来持っているランダムパターンと同様に機能する。
【０１３１】
なお、この場合の微粒子には、金属微粒子の他にも、樹脂紛、セラミック、ガラスなどを用いることができる。また、微粒子の代わりに、空隙であってもよい。ただし、形状については、球状よりは不定形の方が、ランダムにパターンを発生させる確率が高いので望ましい。また、平均粒子径については、ランダムパターンの再現をより困難にすることを考慮すれば、数μｍ〜数十μｍのものが好適である。また、セルロースや樹脂、金属、ガラス等の繊維を粘着層に分散させてもランダムパターンを形成することができる。繊維の平均径数μｍ〜数十μｍ、長さ数十μｍ〜数ｍｍのものが好適である。また、クレープ紙やフラット紙を支持体とする粘着層付のフィルムを用いる簡便な方法もある。この場合、当該物品にフィルムを貼付する前に支持体の繊維パターン、即ちランダムパターンを読み取ることが可能なため、事前に識別マークや特徴情報を記述した２次元コード等をフィルム上に印刷しておくことができる。但し、ランダムパターンが事前に固定されているため、不正利用されないようフィルムの管理を確実に行う必要がある。
【０１３２】
また、このように物品１２の代わりに、保護材２０側に形成したランダムパターンを用いる場合には、保護材２０は透明でなくてもよい。ただし、物品１２上で保護材２０が視覚的に目立つのを防止するためには、透明な方が好ましい。
【０１３３】
また、保護材２０が汚損されたり傷が付いたりして、ランダムパターンを正常に読取れなくなる可能性もある。このためには、図１２（Ｂ）に点線で示すように、保護材２０上を、透明な第２の保護材１３０により更にカバーすればよい。この場合、第２の保護材１３０は、保護材２０から簡単に剥がすことができるように、例えば感圧接着性の粘着層を有することが好ましい。
【０１３４】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、偽造防止効果の向上を図ると共に、容易且つ高精度で物品の真贋を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】不織布表面の顕微鏡拡大図である。
【図２】ＣＤ−ＲＯＭ表面の印刷部の顕微鏡拡大図である。
【図３】図２とは異なるＣＤ−ＲＯＭ表面の印刷部の顕微鏡拡大図である。
【図４】ゴム表面の顕微鏡拡大図である。
【図５】セラミック表面の顕微鏡拡大図である。
【図６】ラメ塗装表面の顕微鏡拡大図である。
【図７】ステンレス鋼材表面の顕微鏡拡大図である。
【図８】図７とは別のステンレス鋼材表面の顕微鏡拡大図である。
【図９】半透明樹脂の顕微鏡拡大図である。
【図１０】皮革表面の顕微鏡拡大図である。
【図１１】第１の実施形態に係る物品確認装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】（Ａ）は物品の上面、（Ｂ）は物品の断面図である。
【図１３】透明フィルムを保護材として用いた場合の物品の状態を示す図である。
【図１４】透明フィルムの断面図である。
【図１５】物品確認装置の読取部の一例を示す外観図である。
【図１６】読取部の詳細構成図である。
【図１７】（Ａ）は、図６で示したラメ塗装表面を有する物品からランダムパターンの読取り結果を示す画像、（Ｂ）は（Ａ）の画像を量子化標本化した結果表す画像の一例である。
【図１８】図１７の物品における保護材及び観測領域の例を示す図である。
【図１９】保護材上に位置検出用のマークを付した例を示す図である。
【図２０】第１の実施形態に係る物品確認装置で行われる登録処理を示すフローチャートである。
【図２１】第１の実施形態に係る物品確認装置で行われる確認処理を示すフローチャートである。
【図２２】（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態に係る物品に固着した（固着される）保護材の一例を示す図である。
【図２３】第１の実施形態に係る物品確認装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２４】第２の実施形態に係る物品確認装置で行われる登録処理を示すフローチャートである。
【図２５】第２の実施形態に係る物品確認装置で行われる確認処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  物品確認装置
１２      物品
１４  読取部
１８  判定部
２０  保護材
４０  ハンドル部
４２  読取面
４６  突き当て部
８０  信号処理回路
８２  制御回路
８４  特徴量抽出部
８６      メモリ
８８  比較部
９０      判定結果信号出力部
１１０  識別符号
１２０            識別符号用読取部
１２２            識別符号抽出部
１３０            第２の保護材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005010581.tif 000006
【図５】
2005010581.tif 000007
【図６】
2005010581.tif 000008
【図７】
2005010581.tif 000009
【図８】
2005010581.tif 000010
【図９】
2005010581.tif 000011
【図１０】
2005010581.tif 000012
【図１１】
2005010581.tif 000013
【図１２】
2005010581.tif 000014
【図１３】
2005010581.tif 000015
【図１４】
2005010581.tif 000016
【図１５】
2005010581.tif 000017
【図１６】
2005010581.tif 000018
【図１７】
2005010581.tif 000019
【図１８】
2005010581.tif 000020
【図１９】
2005010581.tif 000021
【図２０】
2005010581.tif 000022
【図２１】
2005010581.tif 000023
【図２２】
2005010581.tif 000024
【図２３】
2005010581.tif 000025
【図２４】
2005010581.tif 000026
【図２５】
2005010581.tif 000027