この記事の監修者

コーンズテクノロジー編集部

コーンズテクノロジーでは先進的な製品・技術を日本産業界へ紹介する技術専門商社として、通信計測・自動車・防衛セキュリティ・電子機器装置・航空宇宙・産業機械といった技術分野のお役立ち情報を紹介しています。

ナノ光学技術による偽造防止

偽造対策が重要となる理由

製品がもつブランドと顧客との関係は信頼の上に成り立っています。顧客は、ブランドが特定の基準を満たす製品を提供してくれるものと思い、ブランドを信頼します。ブランドをもつ組織が、評判と顧客を維持していくためには、堅牢な対策を講じ、新しいテクノロジーと戦略を採用することで、消費者を保護し、偽造品を見分ける方法を伝えていくことが重要です。

偽造と著作権侵害への世界的な経済への影響は増加し続けており、来年までに 2.3 兆ドルを超えると推定されています。Forbes によると、偽造は最大の犯罪企業市場であり、違法薬物取引の市場の大きさを上回っています。 収益の損失以外にも、他にも多くの重大な影響があり、偽造医薬品やPPE、さらには偽造バッテリーによる健康への影響や安全性への深刻な懸念や人命の損失などが懸念されます。ブランドや市場に対する消費者の信頼の喪失は、修復するのに何年もかかることがあります。

適切に行われれば、オバートの視覚エフェクトは、偽造に対して最前線で防止を行う「最も」重要な機能となります。

ブランド保持者は以下の点を自問をしていく必要があります –

• 現在のブランド保護におけるイニシアチブで偽造を抑止できるか
• 現在のラベルは顧客が検証するには複雑すぎてはいないか
• どのようなエフェクトやテクノロジーなら、カスタム設計可能で、即座に識別できつつ、ブランド保護のライフサイクルをより長いものにできるか

どんな保護機能が求められるのでしょうか

ブランド保護が成功するのは、セキュリティ機能を使った識別は簡単だが、複製が困難となるような時であることは周知の事実と言えます。セキュリティ ラベルには技術に加えさらに別のものが必要で、独自の識別用エフェクトを用いた、優れたデザイン性も求められますそして、META社のLiveOptikテクノロジーは、人々に分かりやすくありつつ、技術的にも複雑精巧であるようにバランスをとっています。

ユーザー側に働きかける保護機能

偽造防止ソリューションが満たす必要がある主要な指標が 2 つあります。まず、製品の真贋判定を行えるようにするものである必要があります。光学セキュリティ機能は、これを、①目に見えて、②使えて、③人々に知られるようにすることで行うことができます。目に見えるようにするには、機能が複数の照明条件で機能し、人目を引く「ユニークなエフェクト」をシンプルで面白く刺激的なデザインを用いて表示できる必要があります。一般の人々が効果的に、偽造品との識別方法を理解し実践できるようにするために、機能はユーザーにとって直感的に分かりやすく、あまり指導や説明がなくとも、使えるようなものでなくてはいけません。

新しく精巧で希少な技術

第二に、この機能は、再現されることを防止できる必要があります。偽造者が既成品として購入したり、簡単に製造したりできないほど、新しい、あるいは複雑、希少な技術に基づいたものである必要があります。さらに、従来の手段やテクノロジーでは再現できない独自のエフェクトを設けるものである必要があります。ブランド保護戦略の更新をしなかったり、「これまではずっと機能していた」という理由で何十年も前のソリューションを使用したりしていては、ラベルを複製する専門知識をすでに持っている偽造者や犯罪グループを助長してしまいます。

視覚的なデザインは、ユーザーとの「連携」をもちつつ、偽造から「保護する」のに十分な安全性をもつ必要があります。

META社技術で得られるエフェクト

META社の持つ偽造防止技術は、明るい色、見つけやすい形状、ムーブメント、深さ、エフェクトを備えた機能を提供することに注力してきました。これらは、精度の高い視覚的トリガーで、何百万年にもわたる進化の中で、人間の視覚受容体が検出して応答するように最適化されてきたものです。これらのエフェクトを併用して組み合わせることで、私たちに元来備わる本能を刺激し、注意を向け、デザインを認められるようにし、ユーザー自身による偽造品との識別を促進します。META社の一連の革新的なナノ光学に基づく視覚エフェクトは偽造防止と戦うためのもので、自社のブランドに適用可能な、セキュリティ性がとても高い、カスタム可能なソリューションをお探しのブランド保持企業やデザイナーの方にご利用頂けます。

単純な色・図形による難しさ・傾け/回転によるエフェクトは分かりやすさが必要

紙幣では、見た目で偽造品を見分けるにあたり複数のインジケーターを使用しています。その中でも、高解像度の単色の図形なら最も区別が容易ですが、これは偽造者にとって最もコピーしやすいものでもあります。色や形といった部分は、紙幣のセキュリティ機能として用いれば、確かに紙幣の安全性を高めるものではありますが、特定のエフェクトによる恩恵を得るには、ユーザーが傾けたり回転させたりする必要があります。こういったユーザーによる操作があると、ユーザーにて偽造品チェックを初めて行いだす時に時間と教育が余計に必要となります。

効果的なエフェクトは

これらの理由から、複数色による表現(マルチカラー)と動いて見えるようなエフェクト(ムーブメント)と立体的な深さがあるように見せるエフェクト(3D深さ)を組み合わせるのは、セキュリティ機能として使用するにあたり最も強力な視覚エフェクトとなる可能性があります。ですが、特に紙幣の表面では実現が非常に困難です。

META社のKolourOptik®技術のようなナノ光学技術があれば、見た目の変化する偽造防止部品(デバイス)のセキュリティ機能を、マルチカラー、3D深さと浮いて見えるエフェクト(フロート)、およびムーブメントエフェクトが可能な形で作成できます。マイクロ構造とナノ構造の組み合わせにより、従来の回折格子とレンズベースの光学系で見られた様々な制約を無くし、広い視野角で、マルチカラーの動いて見える画像(アニメーション)を備えた新しいセキュリティ機能の設計手法を実現できます。

META社偽造防止製品の
高度な製造技術と高セキュリティ施設

Thurso製造設備

カナダ、ケベック州のThursoにあるMETA社の「Thurso生産オペレーション」は、敷地面積2万8,000 平方フィートの、高いセキュリティを持った専用施設です。セキュリティ機能材料(デバイス)製造用に、研究、開発、製造部門を収容し、厳しい製造答責性と安全要件を満たせるように設計されています。ナノ構造およびメタマテリアルが、次世代技術によるデバイスとその用途の機能的なビルディング ブロックです。

SR-NIL(ステップ＆リピートのナノインプリント)リコンビネーション技術

これらの材料を、ウェーハ レベルでの生産速度を超えて、大量生産できるようにするには、ステップ アンド リピートのナノリソグラフィ(SR-NIL)加工技術または「リコンビネーション(つなぎ合わせ)」技術が必要です。リコンビネーション技術はMETAのコアとなる競争力ある技術の 1 つです。METAでは、ナノスケールでのリコンビネーションを実現できています。そこでは、忠実度(パターンをどれだけ正確に再現できているか)の損失(loss of fidelity)は無視できるほど小さく、高アスペクト比のナノ構造を作りこむこともできています。

META社は、生産施設を拡張していく一環にて、高技術力の(sophisticated)、カスタム可能、自動生産可能のリコンビネーションシステムを構築しました。当社の新しいリコンビネーション加工工程は、ナノ光学技術の設計と製造(fabrication)技術、ロールツーロールでのナノ構造の大量製造技術、およびマイクロ構造とナノ構造の電鋳(電気鋳造)といったMETA社のもつ専門知識によって支えられています。META社の新しいリコンビネーション加工技術は、SR-NIL を特徴としており、大サイズのPETシートのマスターを作成します。このシートには、一つの原版をリコンビしたもの、あるいはウェハーレベルの光学デバイスをシートに複製したものが含まれています。リコンビされたマスターは、基盤部品(foundation)として使われ、その後に続く、シード層と電鋳ステップを通じて、ニッケルのリコンビされたマスターとワーキングシムを作りだすのに使われます。

大サイズ製品向けのSR-NILシステムは、現在大面積のワイド-ウェブタイプに利用可能なマスターをスティッチ精度(つなぎ合わされた画像同士に空いてしまうすき間をどれだけ小さくできるか)10µm未満、加工できる能力を持っており、忠実度の高いセキュリティホイルを作製しています。

META社のThursoナノ光学製造設備は、今やウェハーレベル製造からワイドもしくはナロウウェブタイプのロールツーロールエンボスフィルムに至るまで、高アスペクト比のマイクロ&ナノ構造を高い忠実度で複製できるようになっており、これが可能な、世界でも数少ない製造設備の一つとなっています。

これはお客様にとって何を意味するのでしょうか?

• META社が政府、紙幣、およびブランド保護ビジネスにて成長を続けていくにあたり、この拡大により、多様な偽造防止技術製品を製造する生産能力が強化されました。
• META社は、(偽造防止用の)セキュリティホイルを最高品質で、お客様向けに最も厳しい仕様にてリコンビ(つなぎ合わせ)できるようになりました。
• ここで製造された偽造防止セキュリティ機能により、忠実度の高いブランディング用製品を非常に鮮明なナノスケールの解像度で実現可能となります。
• 従来のソリューションとは異なり、ナノ光学技術を用いたラベル、ホイル、およびOVD(光学可変デバイス) は、偽造品と見分けるための優れたエフェクトと、消費者が望む商品棚陳列時のインパクト(シェルフインパクト)を提供します。

https://blog.metamaterial.com/new-recombination-capabilities

• コスト効率と製品販売までの速度は、パートナーと顧客にとって重要であり、強化されたリコンビネーションシステムにより、セキュリティ機能を、納期に合わせ大量に製造することを可能にします。

紙幣のセキュリティ性を高める真贋判定機能

真贋判定用エフェクト各種

以下の効果は、理解しやすいように個別に示されています。ですが、実際のご用途では、これらをお好きな組み合わせ方で併用して同時にお使い頂けるため、さまざまな設計オプションをご利用いただけます。

グライドエフェクト：複数のレイヤーと全方向への動きを組み合わせて、直感的で魅力的な体験を提供します。
ドリフトエフェクト：静的なテキストまたは要素の背後を移動するシンプルで明るいパターン。垂直方向では機能がアクティブになりつつ、水平に傾けたときには変化しないように設計されています。
ナノ フロート：立体的な(3Dの)深さの複数のレイヤーを見せます。これによりセキュリティ機能部の中でデザインが下降しているように見えます。ユーザーがセキュリティ機能部を傾けて動かすと、形状やパターンを覗き込むことができます。 3Dステレオ深さは、人間の目が深さを認識し偽造品を識別します。最も迅速な方法の1つであり、重要なツールとなります。
ナノ Appear：明るく一定の「オン/不可視」エフェクトをご利用いただけます。ここではデザインの一部が角度によって完全に消えます。
ナノ スイッチ – この「オン/オフ」エフェクトは、明るい色と図形と共に、複数の画像をアクティブにします。画像がある面は、特定の角度にてトリガーされアクティブ化されます。割り当てられた色を保持し、従来のホログラムで見られたレインボーが生じることはありません。ブランド保持者にとっては、自社のブランドガイドラインと色使いを組み込み、他の効果と混同されてしまうようなエフェクトは避けたい場合に、このエフェクトは重要となります。
LivePortrait – このエフェクトは、超高解像度のナノ技術とナノ光学による豊富な RGB カラーパレットを活用して、写真のようにリアルなポートレートや風景を実現します。
壁紙 – ユニークなセキュリティパターン付きデザインを、さまざまな素材の基材や、ご用途ごとの工程でお使い頂け、かつ耐久できるような形式でご提供している製品です。さまざまなサイズや形状にカットできるため、複数の製品にてお使い頂く用途に最適です。
LumaChrome ホログラフィック – META社の、カラーシフト機能をもつLumaChrome技術が、エンボス加工によるホログラフセキュリティパターンと組み合わされた製品です。高度なブランド保護を提供します。
追加のカスタム仕様 シリアル番号付与 凹版印刷またはレーザーエッチング印刷 QR コード/バーコード：追跡サービス・流通管理用に 不正開封防止用 転写層：偽造防止デバイスが不正に収集されるのを防止 ロゴのカスタム印刷 紫外線を照射することで見えるようになるUV効果：コバートな(一見して分からない隠れた) 識別機能を追加しさらなるブランド保護に

優れた機能 トップ3

マルチカラー 現在、最高クラスのセキュリティ文書、銀行券、パスポートなどに見られる、最先端のオバートタイプ(偽造防止機能がある事が見て分かるタイプ)のセキュリティ機能は、光の回折効果によるOVD(光学変化デバイス)に依存しています。このようなOVD は、その原理からして大部分がホログラフであり、モノクロか、使える色数が限られたものとなってしまいます。META社は、サブ波長の(光の波長よりも小さな)周期的なナノサイズの孔のアレイが、高効率の回折色と、優れた光透過性、特定の波長の光の吸収と反射を起こす表面プラズモン共鳴を生成できることを実証しました。 最も基本的なレベルでは、サブ波長(光の波長より小さい)寸法のナノスケールの構造は、高強度の回折色をもたらします。それは、補完および強化することもできるものでもあります。ナノスケール構造により、12万7,000 dpi 以上のパターン解像度が得られ、知覚可能な画像解像度は(計算上可能な数として)6350 ppi (1 ピクセル/マイクロメートルとして)に達します。調整されたナノ構造アレイのまとまり(コレクション)が、それぞれが独立してユニークな構造色を示し、隣接して配置され、目立つエフェクトを形成します。 このような方法で、一枚の薄いアレイの層を設けるだけで、多くの視覚的な識別効果(feeling)を作り出せます。流れるような動き、色の変化、高解像度のアートワーク、コバート(特定の識別方法をとらないと一見してあることが分からないタイプ)、フォレンシック(鑑識学的な手段により区別されるタイプ)、および機械により可読されるタイプなど)
ムーブメント 紙幣のセキュリティ機能でのムーブメントエフェクトは重要であり、META社では、通貨の識別用に、(縦横の)全方向視差による多軸立体画像およびアニメーションを製造することができます。これは一般の人にとっても直感的であり、補助ツールは必要ありません。 KolourOptik®のスレッド、パッチ、ストライプ形状の製品でのムーブメントの特徴は、偽造品識別において重要となる人間の感覚を念頭に置いて慎重に設計されています。それらはパズルのようになるよう設計されており、紙幣を正しい方向に傾けると、一般の人々は視覚的な恩恵(?)を受け取ります。さらに、これらのムーブメントの特徴は、他の技術を使用して複製またはシミュレートすることが非常に困難です。
3D深さ 3 次元的な奥行きにより、見ている人は、紙幣の表面の上下にイメージが浮かんでいるような印象が得られ、喜ばせたりと驚かせたりできる力があり、アイコン、シンボル、オブジェクトを生き生きとしたものにします。META社独自の光学エンジンは、2次元的な絵を 3次元的に面取りされた微細構造の表面にマッピングします。同じ空間上の方向を指す表面(サーフェス)のグループはそれぞれ、2次元的な絵の1 つからのコンテンツを表示します。

深さと視差に基づく光学エフェクトに加えて、ご覧頂いたセキュリティ機能には、その他多くの使い方と利点があることが示されており、さらなる識別チェックにご利用頂けます。

・薄型が求められる用途向けに厚さ5um 未満のフォーマットをご用意。

・フレキシブルに変更可能な設計パラメータ。

・搭載する基板を様々な基板からお選び頂けます

・多数の色を用いた画像

・真の意味で全方向に対応

・低照度環境でも見やすく

・傾けることでムーブメントが確認できるエフェクト

これらのデバイスの製造については、EBL(電子ビームリソグラフィ)でのグレースケールの原版作製から、製造時の注意事項、ロールツーロール製造のホイルのフォーマットにいたるまで詳細にご案内されます。

ナノスケールのプラズモン発色と、マクロスケールの光拡散、またはマイクロ構造による角度による見え方変化の効力を組み合わせることで、さまざまなエフェクトを実現可能になります。静的なフルカラー画像から、単純なカラーシフト機能のついたフィルム、複雑な立体画像やムーブメントといったエフェクトが、わずか一層のエンボス加工されたアルミコート構造から実現できます。

マルチカラー、ムーブメント、3D深さ、またはこれら 3 つすべてを併用して組み合わせたものが、紙幣のセキュリティを強化するにあたり最も重要となる視覚識別機能となります。

https://blog.metamaterial.com/authentication-features-enhanced-banknote-security

LumaChrome Holographicカラーシフト フィルム

4層のセキュリティ機能により高度なブランド保護を

LumaChrome Holographicでは、すぐにできて直感的に分かりやすい2 要素の視覚による識別機能をご利用頂けます。META社のカラーシフト機能をもたせるLumaChrome技術は、エンボス加工によるホログラフセキュリティパターンと組み合わせて、お使いいただくことができ、より高度なブランド保護を可能にします。くっきりとした色の変化とホログラフによる画像切り替え(スイッチ)効果が、見る角度を変えるだけで、即座にご覧いただけます。 組み合わせることで、これらのユニークなエフェクトは識別しやすい一方で、複製するのは難しく、かなりの距離、多くの角度、さまざまな照明条件からでも驚くほど機能するようにできます。この、今までにない製品は、不正開封防止用のセキュリティフィルムの形式でご利用いただくことができ、さまざまな素材の基材とご用途における工程にて、広く対応し、耐久性をもちます。

4層目 – ブランド要素、シリアル番号をカスタムで作製

3層目 – ホログラフセキュリティパターン

2層目 – LumaChrome®カラーシフトフィルム

1層目 – 不正開封防止用フォーマット

主な強み

機能のしかた

LumaChrome ホログラフィックでは、 ある角度から別の角度へと見る方向を変えると色が変化するのが確認頂けるため、シンプルでありながら強力な識別方法を可能にしています。 このエフェクトはとても簡単にご覧いただけます。 知覚される、模様の色相と彩度の変化は、フィルタの1層または複数の層の厚さを微調整することで調整ができます。 明るさや彩度がとても高い色も、それぞれの層の厚さを制御して、特定の輝度と彩度にすることで得られます。

ご利用いただけるカラーシフト

LumaChrome Holographicを大量生産にてご提供するために、META社は、高セキュリティの生産施設にて2 台の大型ロールツーロール光学薄膜の成膜コーターを利用しています。最大4つの別々の成膜ゾーンを同時に操作できるため、高度にカスタマイズ可能なフィルムを、非常に費用対効果の高い方法で製造する、他社にない能力を備えています。

・各コーターをピーク出力で稼働させ、月25万m2以上のフィルムの製造を実現する能力を所有。

・フィルムとラベルは多くの形式で利用でき、医薬品業界、合法大麻業界、小売業界での会員カードやギフトカード、電子機器、印刷機用備品など、多くの業界でブランド保護、偽造防止、スマートパッケージングに使用できます。 最新のサンプル キットについては、お気軽にお問い合わせください。また、ミーティングを設定してブランド保護のニーズについて話し合うこともできます。

まとめ

偽造防止技術の開発者の方々が、協力して偽造者の一歩先を行こうとしていく中で、革新的な真贋判定技術に対する需要は、大きくなっていくでしょう。ナノ光学を用いた視覚的エフェクトは、ユーザーと連携する―つまりは、自ら動かしながら見て確認し真贋判定をするようにうながす―新しい方法を可能にします。光学的セキュリティ技術は、消費者にとっては使いやすくする一方で、再現や複製を困難にするためのものです。META社のフィルムとラベルはいずれも様々な形式でご提供されており、ブランド保護、偽造防止、スマートパッケージングを行う際に、医薬品、合法大麻、小売業界における会員カードやギフトカード、電子機器、印刷機用品など、多くの業界向けにご利用いただけます。

参考

META®社HP Blog記事

https://blog.metamaterial.com/new-recombination-capabilities

https://blog.metamaterial.com/authentication-features-enhanced-banknote-security

https://blog.metamaterial.com/lumachrome-holographic-security-foil

https://blog.metamaterial.com/thwarting-counterfeiters-with-nano-optics-authentication-effects-toolkit