JP2003528363A

JP2003528363A - 確認システム及び方法

Info

Publication number: JP2003528363A
Application number: JP2001519351A
Authority: JP
Inventors: アンドリューエイ．コストルゼウスキ; ガジェンドラディ．サバント; トーマズピー．ジャンソン; ジョアンナエル．ジャンソン
Original assignee: Physical Optics Corp
Current assignee: Physical Optics Corp
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2003-09-24
Also published as: US6744909B1; TW484106B; EP2107498A2; KR20080088664A; CA2381517A1; KR20020022106A; CN1399764A; EP2107498A3; EP1218850B1; EP2107498B1; CA2381517C; KR100942079B1; AU6629400A; CN1399764B; US7317814B2; WO2001015064A1; EP1218850A4; US20040101168A1; EP1218850A1; KR100874294B1

Abstract

(57)【要約】入力と基準の少なくとも1つが1平方mm程度に小さいマスクの百万の組合せを有する位相エンコードランダムパターンを作るよう1：1より大きいアスペクト比（AR）を有することができる、夫々約6ミクロン以下である構造の位相体積マスクを有する、入力（８４）と基準（８８）との対比を用いた確認システム。ランダムパターンは、位相旋回マスクを作るため生物測定パターンのような第２のパターンで旋回できる。確認装置は、確認（１０６，１１０）を得るためその後プロセッサ（１０４）によって逆フーリエ変換し、非直線変換される基準と入力のイメージを光学的にフーリエ変換（９８）する。空間光変調器（SLM）を入力または基準として用い得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は人又は物が正しいか否かを決定する方法、特に入力が正しいか否か
を決定する光学的対比装置により入力が基準に対して比較される認識方法に関す
るものである。

【０００２】（発明の背景）金銭、銀行券、株券、債権、デビットカード、クレジットカード、IDカード、
社会保障カード、健康保険証、移民証書、通行証、ビザ、自動車部品、飛行機構
成部品、ソフトウェア、コンピュータチップ、消費者財産、個人的費用、商売、
組織及び国が毎年何十億ドルも偽造されている。同様に、偽の身分や他人の身分
を使用する人々が犯す詐欺は社会にとって益々損失が大きく負担となっている。

【０００３】多くの科学工業技術がこのような偽造や詐欺に対処すべく発展している。この
ような科学工業技術の見本はバーコード、確認情報で符号化された磁気ストリッ
プ、確認情報を貯蔵する内蔵された回路を有する電子「スマート」カード、レー
ザーカード及びホログラムを含む。然し、バーコードは最も初歩的な走査や印刷
機材を用いても容易に走査模写できる。より安全を確保しようとしても、磁気ス
トリップ読み取り装置や符号器が既に入手可能であり磁気ストリップ管理が容易
に模造でき得る。

【０００４】「スマート」カードが非常に精巧であるが、その技術も模倣でき得る。例えば
、カード内の確認情報はプログラムを作り直すことが出来るカード内に含まれる
電子キーでありカードは標準的マイクロコントローラ、概して8−ビット構造を
基礎としているので常に壊れやすく、その上、一般的に作り直せるカードは広く
入手可能であり如何なる「スマート」カードの実行をも模倣するのに使用出来る
。

【０００５】レーザーカードも、更に悪くはないにしろ、同様な欠点に悩んでいる。これは
レーザーカードがコンパクトディスク作成に用いる科学工業技術と全く同一の科
学工業技術に依存しているからである。このように、レーザーは後で空白のレー
ザーカードに簡単に模写出来るキーやその他の認識情報を記録するカードの符号
化した表面を走査するのに使用出来る。

【０００６】レッテル上のホログラムは信頼性の視覚表示を備えるために商品、カード、付
け札及び他の物品に添付される。例えば、ホログラムは一般にクレジットカード
や衣服の付け札に適用されるので商人はホログラムを見る事によって購入に使用
された衣服のカード又は物品が偽造でない事を知る。

【０００７】あいにく、現代科学工業技術はホログラムが限定された情報を所有し浮き出し
表面構造よりなるので主として比較的簡単に模写し大量生産しやすくしている。
余分な情報使用はホログラムの複雑性と安全性を劇的に減少する、何故ならば貯
蔵された情報量も減少するからである。ホログラムを製造するのに用いる熱浮き
出し技術が本質的にレッテル表面まで構造の深さを限定するからである。このよ
うな熱浮き出し技術は浮き出しが本質的に表面まで浮き出すことができる構造の
深さを限定する間レッテル材料が多くの異なる部分や熱歪みで作成されているの
でより精巧なホログラムを製造できない。その結果、計数形走査器とホログラフ
的複写機がホログラムを走査しホログラムの大量生産が安全性を完全に無意味に
する。又、レッテルに浮き出したホログラムは硬化でき標準ホログラフ的複写機
にホログラムの複写に使用する疑似マスタとして使用できる。

【０００８】最後に、ホログラム確認が視覚的になされるので、その確実性を立証する統計
的に確実な方法は無い。その結果、雑な品質の偽造ホログラムでも商人の視覚検
査を通るであろう。これら多くの欠点の結果として何故ホログラムが偽造にたい
する抑止として益々有益でなくなるのかは明白である。

【０００９】何が必要であるかは偽造者により容易に複写又は複製できない確認システム方
法である。何が一層必要であるかは複写又は複製が不可能な確認方法である。何
が更に必要であるかはより確実に確認情報を蓄積するように表面下に延長できる
二次元又は比表面積構造を高アスペクト比で複製できるレッテル又はアップリケ
である。何がより必要であるかは、不可能ではなくても、複写が困難な確認情報
を遮蔽するレッテル又はアップリケである。何が同様に必要であるかは確認を明
確に証明する読み手により読まれるこれらの特徴を有するレッテル又はアップリ
ケである。何がなお更に必要であるかはキー確認情報や生物測定確認情報の何れ
か又は両者を記録できるレッテル又はアップリケである。

【００１０】（発明の概要）本発明は各々が6ミクロン以下のサイズを有し約1ミクロン以下のサイズを有す
る事ができる一対の位相構造の複数よりなるパターンをそれぞれ有する入力と基
準を用いるので、視覚的に不可能でも、複写が困難な入力と基準を作る確認シス
テム及び方法であり、入力と基準の何れか又は両者はその中で位相コード化又は
模写された構造を有する位相体積マスクよりなる。確認システムは好ましくは一
つ以上のプロセッサーよりなるデジタルシグナル処理エンジンを含むコンピュー
タにエネルギー記録装置で結合される光学的対比装置を含む。

【００１１】パターンは好ましくは確率的無作為パターンである無作為パターンである。パ
ターンは又生物測定パターンのような所定のパターンを含む事ができ、旋回する
か又はその反対に波長を混乱させ所定パターンを隠し位相旋回体積マスクを製造
する無作為パターンと一体になる。好ましくは、マスクは、位相が旋回するか否
かどちらであれ、パターンが不可視又は実質的に肉眼では不可視なように構成で
きる。

【００１２】マスクは好ましくは位相構造が短波輻射、特にX−線輻射送信をマスクをより
防御するために妨害もする保護充填材で被覆された層状構造のものである。比較
的に硬い材料の保護層は好ましくは充填材と各構造間に配置され光学的に明確に
されている間更に構造を保護する。マスクが送信−モード対比装置用である時、
保護層は透過性である。マスクが反射−モード対比装置用である時、保護層は不
透過性で反射的でありうる。

【００１３】マスクはマスタ又はマスタからのサブマスタを使用して模写できる。マスタは
好ましくは感光性材料である記録媒体を使用して作成される。光源からの可視光
、好ましくはレーザー、拡散器又は他のマスクのようなマスタパターンを含む開
口を通して記録媒体に向けられる。このような位相構造を製造するために、記録
媒体の表面積に比例してマスタパターンが記録媒体から距離をあけるように開口
のサイズは出来るだけ小さいように、好ましくは数ミリメートル以下に選択され
る。この新しい記録装置により、6ミクロン以上の位相構造と1：1以下のアスペ
クト比を有する拡散器又は他のマスクが各々が6ミクロンより小さくでき1：1よ
り大きく、概して約2：1より大きく好ましくは10：1又はそれ以上に大きいアス
ペクト比（AR）を有し得る記録媒体中に位相構造のパターンを有するマスタを記
録するのに使用出来る。好ましくは、各構造は上記列挙した数値より大きいARを
有する事ができ、既定の位相体積マスク入力又は基準において、一対の構造の複
数は1：1より大きいARを有する。

【００１４】マスクが位相旋回マスクである時、記録装置は所定のパターン、即ち、情報マ
スクを含む他のマスクが無作為パターンを含む他のマスクに隣接する以外は同様
である。開口と記録媒体間の間隔は所定のパターンと無作為パターンが共に旋回
するようにフレネル変換するように選択される。

【００１５】そのために、マスタは位相体積マスクを直接模写するのに使用でき、その幾つ
かは基準として使用され、他は入力として使用される。マスタは基板上に載置さ
れた金属製の複製よりなるサブマスタを構成するのに使用できる。

【００１６】引き続いて、複製を浮き彫り又は打ち抜きにより比較的均一な分子量配分を有
する複写材料に複写するのに使用できるのでサイズが6ミクロン以下のサブミク
ロンサイズにできる構造を再現できる。このような複写材料は好ましくは高均質
性を備える分子量を有する分子よりなる。複写材料の分子は好ましくは下記構造
の一つ以上を有する重合体であり、即ち、より良い熱平衡と一貫性のために比較
的長い重合体鎖、抑制された交差結合と高感度を備えるエステル及びカルボキシ
ル基、良剛性と均等性のために飽和カーボンを有するカーボン鎖、サブミクロン
サイズの構造の完全性を維持するために収縮を最小限度に押さえるアルケン官能
基及び剛性と構造的安定性のためのベンジル官能基である。一つの好ましい複写
材料はシンナモイル塩化物とマスク延命のための可塑剤として機能する水分子を
好ましくは捕捉するポリビニルアルコールよりなるポリビニルシンナメートであ
る。

【００１７】希望するならば、マスタは粘着性複写製法でマスクを複写するのに使用できる
。一つの好ましい製法において、マスタ又は拡散器はマスクを直接複写するのに
使用できる。好ましくは紫外線−治癒できる接着剤の一滴が基板の用意された箇
所に置かれる。マスタ又は拡散器はマスタ又は拡散器の構造が接着剤と接触する
ように接着剤上に置かれる。好ましくはローラからの圧力はマスタ又は拡散器の
構造間の空所に接着剤を圧入し余分は接着剤を絞り出すために適用される。余分
な接着剤は基板とマスタ／拡散器間の接着剤が硬化する前にふき取られる。十分
な硬化の後、マスタ又は拡散器は剥がされ形成された接着剤は後治癒のために残
される。

【００１８】対比装置は光源、入力と基準間に間隔を置く開口窓構造、フーリエ変換レンズ
及びエネルギー記録装置を包含する。光源からの光は干渉縞を有するレンズの出
力面で結合パワースペクトルを生じるフーリエ変換レンズである入力と基準製造
パターンイメージを照明する。

【００１９】干渉縞はエネルギー記録装置で記録され合成イメージは好ましくはフレーム捕
獲器である捕捉装置で電子的に捕捉される。イメージは逆フーリエ変換が行われ
る前に好ましくは第一に非線的に変換することによりコンピュータで処理される
。このような対比装置は非線共同変換対比装置である。入力と基準が異なる面に
ある時、つまり入力が対比装置の外側から離れた箱又は対象物で運ばれる時、二
次式、即ち、チャープが合成イメージに符号化される。この二次式は臨界交差−
対比式が現れる時面を定めるように二次位相変調が中にある二面を決定して分解
される。一度面が位置決めされると、交差−対比式が確認され対比スポット又は
スパイクの有無決定に使用される。

【００２０】回転に不変、即ち、入力が基準に比例して回転する場合に不変である対比装置
を製造するのに、円対比が行われる。照明に不変な対比装置を製造するのに、干
渉縞を含む結合パワースペクトルの電子イメージは非線的に限界値を与えられる
。

【００２１】好ましい一つの対比装置の実施例において、基準と入力の何れか又は両者は好
ましくは画素位相構成分子配列を有する液晶パネルである空間光変調器（SLM）
を包含でき、その位相の各々は選択的に変化できる。SLMは多数の異なる種類、
等級又は群の入力又は基準との比較のために敏速にダウンロードされうる位相パ
ターンのデータ・ベースと連絡できるコンピュータに操作的に接続される。

【００２２】入力が位相回旋マスクで基準がSLMである時、コンピュータは所定パターン、
即ち、情報マスクと同様にSLMK基準に無作為パターン、即ち、スクランブラーマ
スク、をダウンロードでき、両者はSLMで表示される。SLMは、もし希望すれば実
時間で、所定パターン又は情報マスクとして用いられるパターンを走査できる走
査器に結合できる。この場合、無作為パターン又はスクランブラーマスクはコン
ピュータからSLMへダウンロードされる。このような走査器は、例えば、指紋、
顔イメージ、声紋、網膜パターン、虹彩パターン等のような人間の生物測定情報
を走査する走査器を包含する。

【００２３】他の好ましい対比装置実施例において、対比装置はタグ、レッテル、箱又は製
品自体である対象物上のレッテル部分である位相体積マスクを包含できる入力上
の光源からの光部分を方向指示する光学的走査器組立体を装備する。結果として
、入力は規準面と異なる面上に位置される。イメージ又はパターン形式の光は走
査器組立体に戻る入力から反射され、そこで入力が正しいか否かを決定するため
に規準光と対比される。

【００２４】更に他の対比装置の実施例において、コンピュータは入力が正しいか否かに依
存するドアを通して出入りを制御するドア開閉装置はコンピュータに操作的に接
続されている。もし入力が正しくなければドアは開らかず入力が正しければドア
は開く。

【００２５】一つの好ましい小型対比装置実施例において、対比装置は好ましくは一般的に
U−型である光トンネルで好ましくは組積構造の外被を有する。光源はトンネル
の第一脚の一端に又はその近くに配置され光を入力と規準を保持し両者を離す脚
の反対端で一対の開口窓の方向に向ける。照準レンズとビームスプリッターは光
源と開口窓間に配置される。入力とマスクから反射されたイメージはトンネルの
中脚にあるフーリエレンズを通して第三光トンネル脚の一端又はその近くに位置
する記録装置のイメージを反射する鏡の方向へ向けられる。

【００２６】他の好ましい小型対比装置実施例において、光源は外被の外と入力と規準を照
明する開口窓方向へ光源からの光を向ける放物面鏡を包含する対比装置の他の構
成分子の内に位置する。光源は好ましくは約45°である約30°と約60°間の角度
で鏡に比例して好ましくは鋭角的に配置される。記録装置は好ましくは対比装置
外被の外側に位置する。

【００２７】更に他の好ましい小型対比装置実施例において、光源と記録装置は両者共一般
的に記録装置に横方向に配置された光源と共に外被上に位置している。

【００２８】本発明の目的、特徴及び利点は商業使用に大変便利であり、簡単に真似できな
い高−アスペクト比表面浮彫り位相又は体積マスクを使用し、迅速且つ容易に記
録でき迅速且つ容易にカード、タグ及び他の対象物に適用できるレッテルとして
安価に大量複写でき、弾力的で、耐久力があり、堅固で長持ちするマスクを使用
し、入力の信頼性を証明する実時間生物測定情報を使用でき、これは基準面と異
なる面に位置する入力を対比でき又は基準面に比例して回転する多様性があり、
柔軟で、堅固で、耐久力があり、弾力性があり、軽量であり、迅速且つ容易に製
造できるものである。

【００２９】本発明の他の目的、特徴及び利点は詳細な説明と添付図面から当業者には明白
となる。然し乍ら、本発明の好実施例を表示する詳細な説明と添付図面の実施例
に限定されるものではない。本発明の精神から逸脱することなく本発明の範囲内
で多数の変更や修正がなされる。

【００３０】発明の少なくとも一つの好ましい典型的実施例を添付図面で説明する。なお、
同一参照番号は同一部品を示す。

【００３１】（発明の詳細な説明）

【００３２】（Ｉ．緒言）第１図は入力マスク８４中の高アスペクト比体積位相構造８６（第３図）を有
する体積位相入力マスク８４を処理し入力マスク８４が正しいか否かを決定する
ための基準マスク８８と比較するプロセッサー８２を使用する本発明の確認シス
テム８０を示す。確認システム８０は入力マスク８４を運ぶカード、タグ、レッ
テル又は製品のような対象物９４が戴置されているカード読み取り装置のような
目標地域９２を目指す光源９０を含む。本発明のレッテルまたはマスクに適用で
きる他の対象物の見本は衣服、爆薬、ウィスキー及び他のアルコール製品、処方
薬及び店頭売りの薬、スポーツ用品、靴、自動車部品、飛行機部品、マイクロプ
ロセッサーのようなコンピュータ構成成分、ソフトウェア、録画済み映画カセッ
ト、コンパクトディスク、金銭、株券、財政証明書及び銀行券を含む。

【００３３】光源９０からの光は入力マスク８４が正しいか否かを直ちに確認できる出力９
６を生じるために少なくとも１変換、好ましくは複数の変換を受ける結合光シグ
ナルを生じる入力マスク８４と基準マスク８６の両者を照射する。

【００３４】望ましくは、結合光はエネルギー記録装置１００で記録される結合パワースペ
クトルを生じるためにフーリエレンズを通過する時フーリエ変換を受ける。その
後、非線変換１０２は好ましくはプロセッサー８２が逆フーリエ変換を実行する
前に非線位相歪みとの相殺をプロセッサー８２で実行する。出力９６はもし入
力マスク８４が正しければ特徴的対比スパイク又はスポット１１０を有する出力
面１０８ａ或いはマスクが正しくなければスパイク又はスポットを欠いている出
力面１０８ｂを示す表示装置の形状にできる。プロセッサー８２は好ましくは非
線共同変換対比装置である光学的対比装置であるのが好ましい。マスクに位相符
号化された何百万のサブミクロン体積構造を読み取れるので、本発明の対比装置
８２は約6ミクロンより良い分解力を有し、好ましくは1ミクロン又はそれより小
さい構造８６を分解できる。

【００３５】入力マスク８４と基準マスク８８の両者は従来型及び最新式複写や複製方法で
写し取る事ができない高アスペクト比体積位相構造８６一対の少なくとも複数よ
りなる複合無作為パターン１１２、好ましくは無作為確率的パターンで符号化さ
れた体積マスク位相よりなる。入力マスク８４と基準マスク８８の両者は何百、
何千或いは何億のこれら構造８６有することができるので、各マスク８４と８８
は何億ではなくても何百万の相違する組み合わせを有する事ができるので高度に
安全な反偽造キーとして機能することが出来る。更に、各構造８６は好ましくは
サブミクロンサイズなので、構造８６は容易に見ることができず、滅多に走査、
記録、複写又は模写できない。最後に、構造８６を符号化するパターンは無作為
なので、より大きな保障を備えるような無駄を含まない。要望するならば、好ま
しくは生物測定情報或いは他のパターンのような所定パターンである第二パター
ン１１４をマスク８４及び／又は８８における無作為パターンと組合わせる事が
できる。最後に、マスク８４と８８の一方又は両方を対象物に容易に適用できる
レッテル又はアップリケとして構成できる。

【００３６】これらマスク８４と８８は、非線共同変換対比装置８２と共に、正しいと思わ
れる入力マスク８４のための位相体積構造８６の全く同じ予定された複合の高非
再生パターンを有する事を入力マスク８４と基準マスク８８に要求する本発明の
認識システムを製造する。

【００３７】（II．位相マスク）第２図及び第３図は本発明の簡略化した位相マスクで、パターンよりなる構造
８６のサイズは分かりやすいように誇張されている。好実施例において、位相マ
スクは二次元的、無作為位相、体積マスク又は高アスペクト比表面浮彫りマスク
である。もし望めば、位相マスクは二次元無作為体積位相マスクである事もでき
る。基準マスク８８の構成が実質的に入力マスク８６と同一であるので、単純化
のために、本項では基準マスク８８のみに言及する。

【００３８】第２図及び第３図に示すマスク８８は各々がマスク上の点x，yに位置する50以
上の構造を有する。実際は、本発明の1cm対1cmマスクはマスク部分の平方cm当
たりこのような構造８６の10億以上を含む事ができ、好ましくはマスク部分の平
方cm当たり少なくとも1億の構造８６を含む事ができる。構造８６の各々は約0と
約2π（完全位相変調）間の位相範囲内に相違する位相をも備える。

【００３９】構造８６と点８７が此処では同義的に使はれている間、点８７はマスクの前面
に面している構造８６を調べている時に構造８６の上面又は正面の横断図を表示
するのに使用される。此処で使用されるように、構造８６は一般に位相体積マス
クの単位相素子の全構造に言及する。

【００４０】第２図において、構造86の異なる位相は、例えば、灰色又は黒色の異なる陰
影で表現される。異なる位相は好ましくはマスク８８の特定な場所における屈
折率が函数n（x，y）で表現できるように屈折、n、の異なる指数を有する構造８
６で作り出される。各々が約0（零）と2π間の位相を有する事ができる少なくと
も1億の構造を少なくとも含む1cm平方マスク８８の結果として、1兆以上の構造
パターン組合わせがコンピュータを使用しても推測がほとんど不可能で破壊する
のが非常に困難な単一パターンの構造８６を作る事を可能とする。

【００４１】各構造８６が有する位相はその高さΛ、又は厚みに依存する。例えば、1構造
８６が別の構造８６の高さΛ₂ 、と異なる高さΛ₁ 、を有している時、両構造８６
は同一屈折率n、を有するが、異なる構造８６は異なる位相を有する。このよう
に、既定の屈折率nの構造材料のために、各構造８６のために可能な位相範囲を
決定する可能な構造高さの範囲である。

【００４２】各構造８６の各点８７は6ミクロン以下で各構造８６は少なくとも約1：1以上
のアスペクト比（AR）を有する事ができるのでマスク８８の構造８６のパターン
をフォトレジスト型複写のような従来型複写技術や光学的走査、印写及びホログ
ラム的複写技術のような最新型複写技術を用いて複写する事をほとんど不可能に
する。好ましくは、各構造はサブミクロンで数ミクロン以下である。好ましくは
、各構造８６の点は約1ミクロン以下であるので長さと幅は約1ミクロン以下であ
る。各構造８６は一般的に点型又は画素型でサブミクロン根二乗（RMS）次元で
ある構造を製造するのに基線で約1μmより広くない約1マイクロメートル（μm）
より高くなく、基線で約1μmより長くないのが望ましい。各構造８６は基線で約
100ナノメートルより広い約100ナノメートルより高く、基線で約100ナノメート
ルより長い事が望まれる。各構造８６の点87は好ましくは一般に円型又は大体は
正方形又は矩形である。第３図に示すように、各構造８６は好ましくは何れの構
造８６よりも異なる体積を持つ事ができる。各構造８６は体積又は表面浮彫り
構造で、マスク８８内の体積を占める高さ、幅及び長さを有する。

【００４３】高AR構造は点又は場所をマスク上で少なくとも約1000位相の一つで位相符号化
される事を可能にし、結果として出来る構造８６の横断サイズは少なくとも6ミ
クロン以下であり、好ましくは約1ミクロン以上である。又、高AR構造は例えば
偽マスター複写方法を用いる直接複写を予防し、泥、埃、掻き傷及び認識決定で
の曲がりを有利に最小にする事で有益である。

【００４４】好ましくは、各構造８６はARが1：1以上、好ましくは約2：1以上で、約10：1
から約20：1又はそれ以上の大きさにできる高さΛ、と幅wのARを有するように作
る事ができる。本発明のマスク８８において、マスク８８は好ましくは各々2：1
以上、好ましくは約6：1以上のARを有する複数の構造対を有する。

【００４５】本発明のマスク８８は好ましくは負のエントロピーと同等の最高エントロピー
の水準で安全を達成するために無数のサブミクロン、高AR、無作為−位相体積構
造８６を有する。この構造により、1cm平方マスク８８の正しい構造パターンを
推測する確率が10²⁸に一つ以下と推定される。パターンを破壊する事は、各推測
に約1秒として、現代のコンピュータ科学工業技術を用いて1万年はかかる。

【００４６】構造８６を保護し更に複写を躊躇させるために、マスク８８は積層構造である
。第３図を参照すれば、構造８６は好ましくは構造８６と同じ材料で作ることが
出来る基板で運ばれる。構造８６の各々は第３図に点線で示す保護層１１８と張
り合わせる事が出来る。充填材１２０は構造８６上と構造８６間の空所に塗布さ
れる。

【００４７】基板１１６は好ましくはプラスチック、硝子、フロートガラス、合成シリカ、
ポリカーボネイト、ポリスチレン又は他の適切な構造８６が粘着または接着させ
られる材料よりなる。もし希望するならば、構造８６は光学的接着剤であること
ができる接着剤で基板１１６に接着させることが出来る。もし希望するならば、
基板１１６は対象物９４自体を包含出来る。

【００４８】送信−モード対比装置が認識工程中光が完全にマスク８８を通過しなければな
らないように使用する時、基板１１６は大体光学的に使用する光の波長に透過性
であるので最小吸収で基板１１６を通過するように使用される。反射−モード対
比装置は認識工程中光がマスク８８又はマスク８４を反射しないように使用する
時、基板１１６は好ましくは、少なくとも基板表面上で、少なくとも光源９０か
らの光の波長に反射する。例えば、一つの好ましい基板は少なくとも約92％の反
射率を有する。

【００４９】充填材１２０は構造８６間の空所に配置され、好ましくは又構造８６を支持保
護するために構造８６を覆う。最も重要なことは、充填材１２０は構造８６上で
構造８６又は塗料又は層に確実に接着するので、充填材１２０は構造８６のほと
んどではなくてもいくらかの完全性を破壊しないで容易に除去することは出来な
いので更に複写−予防特徴を備える。

【００５０】充填材１２０は更に保障を高める短波長放射線に透過性でない材料よりなる。
より明確に言へば、充填材１２０はX−線放射線と約0.12オングストロームから
約18.4オングストローム以下の波長を有する放射線を透過しないような材料より
なる。好ましくは、充填材１２０はすべての光とこれら波長より短い他の放射線
を実質的に吸収するので放射線又は光が、もしあれば、構造８６に達するのを防
ぐ。好ましくは、充填材１２０はX−線放射線と約18.4ナノメートル以下の波長
を有する放射線に対して実質的に不透明である。好ましくは、充填材１２０は黒
化によるようなこのような放射線への露出によって損害を受け、レーザーX−線
の完全な透過を許さない。

【００５１】好ましくは、充填材１２０はX−線放射線やその他の短波長放射線が運よくマ
スクを通過したりマスクから反射されたりするのを防ぐ。好ましくは、充填材１
２０はほとんどのX−線放射線（例えば、少なくとも60％）やその他の短波長放
射線を吸収又はそうでなければ塞ぐ材料よりなる。好ましくは、充填材１２０は
少なくとも約80％を塞ぐ。

【００５２】対照すると、充填材１２０の材料は認識工程中典型的に約400ナノメートルよ
り長い長波長光を通し、構造８６に侵入到達するように選択される。充填材１２
０は硬く、強く、好ましくは構造より丈夫な材料よりなる。このような充填材１
２０はどの構造１２０の屈折率とも異なりどの構造１２０の屈折率以下の屈折率
を有する。これは検出される位相構造の存在を許す事とは違う。

【００５３】適切な充填材の材料の1例は低屈折率エポキシ光接着剤である。このようなエ
ポキシは液体又は液状で有利に適用でき、その後紫外線（UV）を用いて固化又は
硬化される。このようなエポキシは約1.49−1.59間の屈折率を有する事ができ、
好ましくは1.58以下の屈折率を有する。その他の使用できる適切な材料例はマス
クと少々異なる屈折率を有する相溶性エポキシと接着剤を含む。

【００５４】保護層１１８は好ましくは充填材１２０塗布前に当てて構造８６と良好に接着
する。好ましくは、保護層１１８はすべての構造８６の全表面部分を実質的に完
全に被覆する。

【００５５】マスク８８が送信−モード対比装置と共に使用される時、保護層１１８は好ま
しくは噴霧、塗布、ブラシで塗る、蒸気蒸着又はその他構造の上に蒸着するダイ
ヤモンド、ダイヤモンドダスト又はダイヤモンド状材料よりなる。望むならば、
ラッカー、シアノアクリレート、ウレタン又はUV−硬化性で透過性のエポキシが
使用できる。他の材料も使用できる。

【００５６】マスク８８が反射−モード対比装置と一緒に用いられる時、保護層１１８は好
ましくは対比装置により使用される光の波長に不透明又は反射するコーティング
である。このようなコーティング１１８は金属コーティングである。好ましい一
つの保護層材料はアルミニウムである。使用し得る他の適切な材料の例は銀、ニ
ッケル、クロム及び金を含む。

【００５７】記録されたパターン１１２位相構造８６は好ましくはスペックルパターンのよ
うな完全な無作為パターン又は無作為パターンの他の型である。適切な無作為パ
ターンの1例は第１図に示す無作為スペックルパターンである。適切な無作為パ
ターンの他の例は第４図に示す無作為雑音パターン１１２’である。

【００５８】パターン１１２は好ましくは確率的パターンである。完全な無作為確率的パタ
ーンは有利に空間的に相関されず、これは好ましくは約5ミクロン以下のサイズ
である副波長相関領域に均一に配分される事を意味する。結果として、此処に詳
細に述べる、その相互相関機能は少なくとも約20dBの信号対雑音比を有する究め
て高い確度と共に零である。更に、その自動相関機能は本質的に信頼性の検証が
容易に認識できる数ミクロンの幅を有する最大機能であるディラックーデルタの
ような機能である。

【００５９】マスク８７の各点８７で達成できるアスペクト比を増加する事は達成できる位
相構成分子構造８６の高さ又は厚みを増加する。このように、各点、即ち各構
造８６の各点において達成できる厚み範囲は増加するので各点で符号化できる位
相水準範囲の規模を増加させる。各点８７が6ミクロン以下、好ましくは約1ミク
ロン以下又はそれより小さいサイズを有している時、一定のマスク表面部分のた
めに点８７数は劇的に増加する。各点８７のサイズが小さいので、無数の構造８
６が一定のマスクに符号化できる。高ARが各点８７のために符号化できる多数の
位相水準を備え各点８６のサイズが小さいので、無数の点８７の異なる位相符号
化したパターンが可能であり、このようにパターンの複雑性と複写又は解読の対
応する困難を増加する。

【００６０】例えば、マスクが1ミリメートル平方で1ミリメートルの時、約1：1のARを有し
、各々が1ミクロン以下のサイズ又は分解能の構造８６を有して、マスクは10⁶以
上の位相パターン可能性を有する事ができる。ARが3：1である時、マスクのため
の10²⁰又は10³⁰位相パターン可能性があり得る。理論的に、点８６が理論的に符
号化できる分解できる位相の総数は無限なので位相パターン可能性総数はほとん
ど無限である。

【００６１】例えば、記録工程中に記録できる可能な位相水準範囲が２５６水準である時、
マスクの各構造８６は２５６の異なる厚みの一つを持つ事ができる。位相水準数
が多少である時、一定の記録媒体と一定の複製媒体のために達成できるARに依存
して、それ自体8−ビット数字化に加わるので２５６が１実施例に選択される。
このような数字化は各点がコンピュータにより符号化されるのが好ましく又相関
中AD変換に特別に合う位相を管理するために記録工程で使用できる。更に、２５
６の異なる水準で符号化できる点を有する位相体積マスクはそれ自体は一つ以上
のプロセッサーで選択的に管理又は駆動できる各グレースケール範囲が0と255間
の8−ビット範囲である画素又は点を有するSLMである基準（又は入力）と対比さ
れる。

【００６２】少なくとも約1：1のARは位相体積マスクの一定構造８６に対して２５６の異な
る厚みまで選択的に記録又は複製する事を要求されるので各構造８６は1と256間
で変化できる位相で位相符号化できる。点又は構造の各々が1：1又は少々大きい
アスペクト比を有する時、各点又は構造８６は最小256位相で符号化できる。勿
論、ARが高い時、各構造８６が符号化できる位相水準範囲も大きい。

【００６３】他の位相範囲は可能である。例えば、16−ビット適合性位相範囲が望まれる時
、マスクの各点は0と65，536間にある位相を持つことができる。

【００６４】（III．マスクの記録）第５図はマスク８８を形成し、マスク８８をマスタから複製するマスタを形成
し、又はサブマスタからマスク８８を複製するサブマスタを作るマスタを形成す
るための無作為パターン１１２、記録媒体における体積位相記録媒体又は表面浮
彫り記録媒体のようなスペックルパターンを記録する1例としてのホログラム的
記録構造１３１を例示する。記録工程から得られたマスクは、基本的に、商品、
カード、タグ又は同様な物のような対象物に適用できる多数の入力マスク８４を
複製するのに用いる事ができ、入力マスク８４を読み取るのに用いる各対比装置
のための基準マスク８８を製造するのに使用されるマスタ無作為位相キーである
。

【００６５】マスク拡散器１２２は、例えば、すりガラス形状のスペックル１２６付き開口
１２４とWとLのすべてのディメンションを開口に与え、一般的に形、P（u，v）
を限定する無灯火部分１２８を有している事を示す。拡散器１２２はレーザーの
ような可干渉光１３０の光源に露出される。光は開口１２４を通過して開口１２
４から距離hに位置する体積位相記録媒体１３２に向かって伝播するのでマスク
拡散器１２２で分散される。マスク拡散器１２２を通過する結果として、記録媒
体１３２に向かって伝播する光ビームは振幅と方向、即ち位相を変化させる多数
のフェーザーで特徴になっている。任意の型で、この光は媒体１３２に多数のサ
ブミクロン位相体積スペックル構造８６を製造する媒体１３２上に記録される。
もし希望すれば、レンズは拡散器１２２と媒体１３２又はマスク８８間に置くこ
とが出来る。

【００６６】好ましくは、拡散器１２２は視準光で照明されるので回折について開口１２４
と記録媒体１３２間の距離の臨界を最小にする。記録構造は好ましくは真っすぐ
立てられるので光源１３０の開度、マスタ拡散器１２２の拡散角度と記録の幾何
学的形状がほとんど正確に適合する。好ましくは少なくとも４１４ナノメートル
と短い波長を有するクリプトンレーザーであるレーザー１３０は各々約6ミクロ
ン以下、好ましくは約1ミクロン以下のサイズを有する構造８６を製造するより
高い記録分解能確保を助けるために使用される。

【００６７】多数のフェーザーが小さい、6ミクロンより小さい、好ましくはサブミクロン
サイズのスペックル構造８６を作り出す事が望まれるので、開口１２４のサイズ
は記録媒体１３２のサイズより大きい。好ましくは、マスク拡散器と記録媒体間
の距離hは6ミクロンより小さく、好ましくはサブミクロンサイズの記録構造８６
を助けるために100ミリメートルに対して35ミリメートルである。開口が水平、
垂直又は直角にできるので、開口は好ましくは正方形なのでスペックルは円形で
ある。

【００６８】一つの好ましいマスク拡散器１２２が通過する光を拡散するためにつやだしガ
ラスが使用される時、他の形式の拡散器はスペックル又は他のパターンを作り出
すために使用され得る。マスク拡散器として使用できる他の適切な拡散器の例は
米国特許番号5,365,354号に開示されている標準屈折率型拡散器の形式を包含し
、この開示は此処に参考として明確に加えられる。

【００６９】適切な記録媒体１３２は感光性樹脂、重クロム酸塩処理されたゼラチン、重ク
ロム酸塩処理されたゼラチングラフト、ポラロイドDMP−１２８フォトレジスト
材料、又はマスク８８と望ましい無作為構造とする記録媒体１３２内で体積位相
構造の望ましいパターン又は構造を形成するための位相が少なくとも位相の望ま
しい範囲内で選択的且つ体積的に変化できる他のフォトレジスト材料を含む。

【００７０】記録媒体１３２は好ましくは第５図に図示しない基板１１６上にスピン塗りで
被覆され、厚みは記録前が少なくとも約1ミクロンで好ましくは約数ミクロン（6
ミクロン）以下である。好ましくは、適切な記録媒体１３２のΔn^maxは少なくと
も約0.002で約0.02以下である。好ましくは、Δφ^maxは少なくとも約零で約2π
以下である。光源の波長は好ましくは少なくとも約420ミクロンで約650ミクロン
以下である。

【００７１】マスク８８の構造８６を記録するのに適する好ましい位相材料はホログラム的
感光性樹脂である。此処に記載する材料のように感光性樹脂を含む他の材料が使
用でき得る。この感光性樹脂の好ましい厚みTは約20マイクロメートル（μm）以
下で約0.05の最大屈折率変調Δn_maxを有する。このように、位相材料の最大位相
変調Δφ^maxは2π／λTΔn_maxで、λは光源の出力波長である。低費用、小型デ
ィスクレーザダイオードが光源として使用され、λは約0.8μmで全体積位相マス
ク記録に十分な位相変調を生じ得る。

【００７２】記録媒体１３２に記録されたパターンは多数のサブミクロンで高AR構造８６よ
りなる完全に無作為で純然たる位相パターンである。レーザカードと対比して、
この方法におけるマスタマスクの光学的記録はパターンが記録されている記録媒
体１３２の全表面積内に完全な空間的且つ時間的可干渉性を保持する。

【００７３】この記録工程は好ましくは非反復である、何故ならば絶えず変化できる要因数
に依存しマスタマスクが一度記録されると反復されそうもないからである。例え
ば、レーザ変動や温度のような要因は絶えず変化できる。そこで、一度記録され
ると、マスクは、基本的に、一つ以上の対比装置が使用される時、真正な入力マ
スク８４と他の基準マスク８８が再生または複製されるマスタキーである。この
ように、マスタキーが一度記録されると、マスタキーは他の位相体積マスク基準
８８と入力８４を生じる最終マスタとして使用される唯一のマスクである。

【００７４】（IV．マスクの模写）

【００７５】（Ａ．マスタ作成）第６−９図はマスク８４と８８を大量生産での模写に使用するサブマスタを作
るのに使用される前項に記述した記録構造に使用するマスタ１３４（第９図）製
造方法を図示する。第６図はフォトレジスト板のような基板１１６を含み、正方
形又は矩形で、好ましくはフォトレジスト材料よりなる記録媒体１３２と共に塗
布されるブランク１３６を図示する。第７図はパターン１１２のような望ましい
無作為パターンを記録するために記録媒体１３２を露出する工程を示す。スペッ
クルパターンを作るために光形成拡散器と共に使用されるアルゴンーイオンレー
ザ光源が光開角度、位相変調深さ（零回折順位）及びマスクサイズのより良い管
理を可能にする。

【００７６】概して、露出時間は約数秒から数分の間である。一つの好ましい実施例におい
て、約457ナノメートルの波長の可干渉光は感光性樹脂記録媒体１３２における
無作為パターンを記録する勾配指数−型マスク拡散器と一緒に使用される。

【００７７】第８図は露出後の記録媒体１３２’を示す。上部の明るい部分１３８は実際光
に露出された記録媒体１３２’を示し、下部の暗い部分は露出されない記録媒体
を図示する。第９図を参照し、正フォトレジスト又は現像液を用いて、露出され
た位相材料１３８は露出されない位相材料１４０を残して食刻される。基板上に
残された三次元的に輪郭をつけられた高アスペクト比のサブミクロン構造８６は
マスタマスク１３４を作る。第９図に示すように、マスタ１３４の構造８６は好
ましくは少なくとも約1−2ミクロンで約6ミクロン以下の最大高さΛ_maxを有する
。

【００７８】第１０図を参照し、マスクの複製のためにサブマスタ１４２（第１１図）を作
って、マスタ１３４の構造８６は好ましくは銀のような導電性材料１４４で塗布
される。それから、好ましくは金属組成である硬質複製材料１４６は構造８６の
雌の、逆又は負のレプリカ１４８を作り出すために好ましくは電鋳法又は電着法
で構造８６の上及び周囲に蒸着される。好ましくは、レプリカ材料１４６はニッ
ケル、ニッケル合金、他の適当な金属又はその他の適当な合成物質である。

【００７９】第１１図に示すように、形成されたレプリカ１４８は複数の一対の空所１５２
を有し、各々は好ましくはサブミクロンサイズで、マスタ１３４の構造８６の一
部の形とサイズである。空所１５２はマスタ１３４の構造８６間の空所を表すレ
プリカ材料１４６のピーク１５４間に配置される。

【００８０】レプリカ１４８を形成後、レプリカ１４８は頑丈で耐久力のある構成である基
板１５０に取り付ける事ができるのでマスク８４と８６のようなマスクを複製す
るのに使用でき、サイズ、形状及びARにおいてほとんど第９図に示すマスタ１３
４の構造８７と同一な構造８６を有するサブマスタ１４２を作る。好ましくは、
サブマスタ１４２、特に基板１５０の厚みは比較的に薄く柔軟であるサブマスタ
１４２を製造するために制御されるので、ローラー型浮彫り複製方法に使用でき
、又は厚くて硬い場合は打ち抜き型複製方法に使用できる。

【００８１】（Ｂ．浮彫りによる複製）打ち抜き又は圧延のような浮彫りによる複製の第一の方法は第１１−１３図に
示される。サブマスタ１４２が第１１図に一般的に図示した方法で複製媒体の薄
板１５６上に置かれた後、圧力が第１２図に一般的に図示した方法で薄板１５６
に押し付けるように当てられる。圧力が加えられると、第２図の下向き矢印で表
示するように、薄板１５６は変形しレプリカ１４８の空所を満たすのでサブマス
タ１４２が除去された後、第１３図に示すように、高AR構造８６は打ち抜かれ、
浮彫りされ又は薄板１５６に形成され、第９図に示すマスタ１３２にほとんど同
一の複製マスクが最終的に製造される。

【００８２】第１４図を参照して、サブマスタ１４２が除去された後、保護材料の層１１８
が各構造８６上に置かれるか蒸着される。その後、充填材１２０は好ましくは概
して矩形横断面を有する完成した複製体積位相マスク８８を製造するために当て
られ硬化される。複製されたマスク８８がレッテルに作られる時、接着剤がマス
クの裏面１５８に当てられるのでマスク８８は他の対象物に容易に迅速に適用で
きる。もし望むならば、粘着性基板１６０（点線）は裏面１５８に当てられるの
でマスク８８を対象物に接着できる。

【００８３】複製方法は大量生産の速度に良く見合う。この複製方法は複製の高速度、概し
て秒当たり少なくとも約9400マスクの速度を達成する高速度で実行できる。

【００８４】打ち抜き又は浮彫りによるマスク複製に良く合う複製媒体１４６は狭分子量配
分を有するので適切に均質で一定であるので体積位相構造８６の複製中予想どう
りに一定して収縮する。これは構造８６がサブミクロンまたはそれ以下のもので
ある時特に重要である。このような複製材料１４６は好ましくはサブミクロンサ
イズにできる小構造８６を製造できるように狭分子量配分を有する分子よりなる
。好実施例において、これら望ましい特性を達成するために、複製材料は約20％
以下で変化する分子量配分を有する。

【００８５】複製に適する好ましい複製媒体１４６の例は分子構造１６２が第１５図に示さ
れるポリビニルシンナメート共重合体である。ポリビニルシンナメートは重合体
長鎖構造を有する完全に加水分解したポリビニルアルコール（PVA）と塩化シン
ナモイル（CC）の共重合体であり、その1例は参照番号１６２とこのような小構
造８６を複製するために望まれる均質性と一様性を備える狭分子量配分でレッテ
ルが貼られている。PVAは水溶性で可塑剤として働く水分子を混入するので有利
である。好ましくは、使用されるPVAは比較的に狭い分子量配分を有するので合
成ポリビニルシンナメートに均質性を与える。

【００８６】分子１６２のエステルとカルボキシル基は、その一つは参照番号１６６を付し
た円で囲まれている、望ましくは抑制された架橋と高感度を備える。分子１６２
のカーボン鎖における各飽和カーボンは、その一つは長円形に囲まれている、好
適な剛性と均一性を提供する。アルケン官能基は、その一つは円１７０で囲まれ
ている、複製時に収縮が最小であるので望ましい高ARを有するサブミクロンの構
造８６を正確に複製させる収縮管理を備える。ベンジル官能基は、その一つは円
１７２で囲まれている、繰り返し使用、成分への露出及び摩耗と破れを通じて構
造８６の完全性の維持を助けるストレスと衝撃下の剛性と構造的安定性の維持を
助ける。

【００８７】ポリビニルシンナメート製造中にPVAとCCは脱イオン水を用いて調整される。
反応は好ましくは副産物塩酸の存在を検査により、それから調整により監視する
ことが出来る。PVAとCCが化合され反応が完了した時、ポリビニルシンナメート
溶液は少なくとも約3−15ミクロンの厚さで比較的薄くて均一な薄膜層を好まし
くは基板上に作るようにスピン塗装できるように作成する。乾燥した時、薄膜１
５６は浮彫り、打抜き又は複写ができるのでマスタから高アスペクト比構造を再
現する。ポリビニルシンナメートは約3：1から約20：1と高いARを有する構造８
６を再現する能力があるので好適である。

【００８８】（Ｃ．エポキシ模写）第１６図を参照して、好ましくはノーランド６１UV−硬化性エポキシのような
硬化性複写エポキシを帯同するPMMA又はポリカーボネートのようなプラスチック
で出来た薄膜１７４は直接レプリカ１４８のピーク上及び空所間でサブマスタ１
４２へ塗布される。第１７図に示すように、圧力は接着剤がレプリカ１４８の空
所を満たし、余分な接着剤１７６を絞り出すように薄膜１７４と接着剤１７６に
加える。その後、十分な圧力はレプリカ１４８のすべての空所が均一且つ完全に
満たされる事を確実にするように加えられ、接着剤１７６は硬化される。第１８
図に示すように、接着剤１７６がUV−光エポキシである時、複数の紫外線ビーム
は概して4−5分の内に先ず硬化させるためにエポキシ１７６を照射する。使用さ
れる接着剤１７６の種類によって、接着剤１７６がもはやUV光に露出されなくな
った後も硬化が続行される。

【００８９】接着剤１７６が適切に硬化された後、薄膜１７４は第１７図に示すように持ち
上げられ、接着剤１７６もレプリカ１４８から持ち上げられる。結果は事実上同
一ではないが、第９図に示すマスタマスク１３４構造と実質的に同様な高AR構造
を有する複写された体積位相マスクである。その後、保護層１１８は第２０図に
図示した方法で構造８６上に当てるか蒸着される。保護層１１８が当てられた後
、充填材１２０が当てられて完成した複写されたマスク８８が製造される。

【００９０】又、本質的に第１６−２０図に図示された上記の方法工程を用いて、マスク８
６と８８のようなマスクが薄膜１７４とレプリカ１４８間にエポキシ１７６を射
出成形により又はエポキシ１７６をレプリカ１４８上に鋳造する事により大量生
産できる。

【００９１】第５６−５９図に示すエポキシ複写の他の好ましい方法において、上述したの
と同様な方法でマスク８８を複写するのに上述したサブマスタ１４２の代わりに
マスタとして拡散器３６６又はマスタ１３４が使用できる。プラスチックのよう
な基板３７０表面の正方形又は矩形部分３６８はエポキシを受け入れるように用
意される。ネヴァダ州ラスヴェガスのエピック社製のGAF233エポキシ接着剤のよ
うなエポキシ接着剤の一滴３７２は準備された正方形３６８とエポキシ３７１上
に置かれる。小ローラー（図示せず）は拡散器の上を回転させて圧力を加えて余
分なエポキシを転がり出し拡散器３６６表面の空所を満たす。余分なエポキシは
好ましくはアルファ布巾上のメタノールを用いて拭き取る。エポキシを硬化する
ために、第１８図に図示した方法でのようにUV光に約10秒間露出して硬化する。
拡散器３６６はエポキシ３７２から剥がし、エポキシ３７２はそれから後硬化さ
れる。

【００９２】第５９図を参照して、結果は望ましい高AR、拡散器３６６又はマスタ１３２の
無作為パターン形に配置されたサブミクロン構造８６を有するマスク８８である
。保護層１１８と充填材１２０はその後加える事ができる。

【００９３】（Ｖ．位相回旋マスク）単一マスク８８’上の無作為パターンと一緒に所定パターン１１４を記録する
事を希望する時、所定パターン１１４は好ましくは無作為パターン１１２と共に
回旋され位相回旋マスク８８’を製造するように記録される。マスク８８’の例
は第２３図に示され第２２図に示す非無作為指紋パターン１１４と共に回旋する
第２１図に示す無作為パターン１１２を含む。マスク８８’の模写は上述のよう
になす事ができる。所定パターン１１４は好ましくは非無作為パターンである。
一緒に回旋する時、結果は好ましくは偽無作為パターンである。

【００９４】このような非無作為パターン１１４の例は第１、２２及び２４−２６図に示さ
れる。第１及び２図は指紋である生物測定パターン１１４を示す。第２４図は紅
彩パターンである他の生物測定パターン１１４ａを図示する。第２５図は網膜パ
ターンである更に他の生物測定パターン１１４ｂを示す。第２６図はバーコード
のようなパターンである生物測定パターン１１４ｃを図示する。

【００９５】顔面像、手のプロフィール、筆跡、タイプのリズム及び身元が証明される事を
求められている人から読み取れる他の生物測定情報のような他の生物測定情報が
使用され得る。使用できる非無作為情報の例はキー、デジタルキー、デジタル情
報、バーコード、レッテル、幾何学的パターン、高解像度像、高解像度マーキン
グ、ウォーターマーク及びその他を含む。

【００９６】第２３図に示すマーク８８’は説明を平易にするために簡略化されている。好
ましくは、仕上がった位相回旋マスク８８’は非無作為パターンが可視できず、
実際此処で論じる走査、複写及び複製方法で確認できないような非無作為パター
ン１１４を混ぜ合わせるのに使う無作為パターン１１２と一緒に第１及び２図に
図示されているマスクのようにマスク８４により類似している。認識中、基準マ
スク８８’の無作為パターン１１２は入力マスク８６’の無作為パターン１１２
と同じでなければならなず、基準マスク８８’の非無作為パターン１１４は明確
な認識のために入力マスク８６’の非無作為パターン１１４と同じでなければな
らない。更に、この技術は位相回旋マスクが体積位相符号化できるのでその単な
る存在を発見するのが困難だとしても目やその他の探知器には完全に見えないと
いうさらなる保障利益を有する。

【００９７】このような位相回旋マスクは偽無作為パターンである無作為パターンである。
周波数帯変換器マスクと共に情報マスクを回旋して製造する偽無作為パターンは
約1.5ミクロンから約2ミクロン以下のより小さい対比領域を有する上述の完全に
無作為なパターンと対照して約3−5ミクロンのより大きい対比領域を有する。位
相回旋マスクの自動対比機能はディラックのようであるが少なくとも約10μm幅
のピークを有する。これはディラックのような自動対比機能を有するが概して
約3−4ミクロン以下の幅のピークを有する無作為確率的パターンと対照をなす。

【００９８】（VI．位相回旋マスク記録）第２７−２９図は位相回旋マスク８８’として無作為パターン１１２と非無作
為パターン１１４を記録する模範的だが好ましい一般化した孔二重スクランブル
記録構造１７８と１７８’を示す。

【００９９】位相回旋マスク８８’を記録する前に、無作為パターン１１２は実質的に第５
図に図示されている方法でマスク１８０として記録され、非無作為パターン１１
４はマスク１８２として記録される。非無作為パターン１１４は実質的に第５図
に図示された方法でマスクとして記録でき又は生物測定情報読み取り装置又は走
査装置（図示せず）と連絡する空間光変調器（SLM）のような他の方法で準備で
きる。第２１及び２２図を再び参照すると、無作為パターン１１２が記録されて
いるマスク１８０は更に此処で周波数帯変換器マスク１８０として言及し、非無
作為パターン１１４が記録されているマスク１８２は更に此処で情報マスク１８
２として言及する。

【０１００】マスク１８０と１８２の両者を位相回旋マスク８８’として組合わせ記録する
為に、周波数帯変換器マスク１８０と情報マスク１８２は互いに密接して置かれ
可干渉光源１３０と記録されるマスク８８’の体積位相記録媒体１３２間に配置
される。第２８図に示すように、マスク１８０と１８２は、周波数帯変換器マ
スク１８０と位相回旋マスク８８’間に配置された情報マスク１８２と共に、好
ましくは互いに重なり合うように隣接して置かれる。光源１３０からの光は記録
媒体１３２上で照明される組み合わせ像を作るマスク１８０と１８２の両者を照
射して記録媒体１３２に組合わせ像を記録する。

【０１０１】マスク１８０と１８２は平面X_m 、X_mで容積WとLにより限定された孔を有する容
器中に受けいれられる。マスク１８０と１８２は互いに光学接触して戴置され光
源１３０から発せられた光で照明される。記録されるマスク８８’は組合わせ像
を集積するようにし、それによって両マスクパターン１１２と１１４を平面X₀と
Y₀で位相符号により記録される単一位相パターン中に回旋を起こさせるフレネル
転換を生じさせるに十分な距離hをマスク１８０と１８２からとる。

【０１０２】記録は光が媒体１３２を照明した位置で記録媒体１３２の屈折率を選択的に変
える回旋パターン１１２と１１４によって達成される。このように制御された屈
折率変化はn（x，y）＝n（E（x，y））で表され、式中nは位相材料の屈折率、n
（x，y）は記録媒体１３２の表面を横断する位置xとy、即ち露出後の平面（x₀，
y₀ )における位相材料の屈折率、E（x，y）は記録中の記録媒体１３２表面を横断
する露出配分である。結果は位相配分exp［jM（x，y）］を有する位相回旋マス
ク８８’が記録される事である。

【０１０３】第１６図は他の一般化された孔二重スクランブル記録組立体１７８’を図解す
る。レーザー１３０からの光はマスク１８０と１８２及び記録媒体１３２とマス
ク１８０及び１８２間に配置された一組の孔１９０と１９２を通過する前に第一
レンズ１８６と第二レンズ１８８を通過する。第一レンズ１８６好ましくは顕微
鏡対物鏡で第二レンズは好ましくは視準鏡１８８である。マスク１８０と１８２
及び記録媒体１３２は距離hだけ離れているので各マスク１８０と１８２からの
像はマスクが記録媒体１３２に達する前に回旋するために変換するフレネルであ
る。周波数帯変換器マスク１８０と情報マスク１８２は前孔１９０の前面に一緒
に置かれ記録媒体１３２は後孔１９２の後に置かれる。前孔１９０は光源１３０
からの無用な光を遮断するために両マスク１８０と１８２の後方に置かれる。後
孔１９２は同じく無用な光を遮断するために記録媒体１３２の前面に置かれる。

【０１０４】 1好適例において、指紋パターンは情報マスク１８２を包含する。周波数帯変
換器マスク１８０として使用されるホログラム的拡散器は情報マスク１８２の前
面に位置する無作為スペックルパターン又は同種類のものを備えるように形成さ
れる。光源１３０は約457マノメートルの波長λを有する視準されたアルゴンレ
ーザである。マスク１８０と１８２及び記録媒体１３２間の距離hは好ましくは
約15センチメートルである。約7mW／cm²の記録強度と共に、回旋マスク像を記録
媒体１３２に記録する時間は約20秒である。その後、記録媒体１３２は約90秒現
像液の中に置かれる。記録されたパターンが適切ならば、記録媒体は記録された
パターン構造８６を硬化させるために約100°の温度で焼き付けられる。その後
、希望するなば、完了した構造８６は硬質塗り層１１８で塗られ充填材１２０で
満たされる。別に、現像された記録媒体１３２は他の位相回旋マスクを複製又は
サブマスタを作り出すためのマスタ１３４として同じ位相回旋マスクパターンで
レッテルを複製するために使用できる。

【０１０５】周波数帯変換器マスク１８０は無作為確率的スペックルパターンを包含する、
何故ならばこのような無作為パターンは有利に二重スクランブル保障機構を備え
ているからである。スクランブリングの1水準はマスクの記録媒体上を照明する
スペックルの形により備え、他の水準は記録媒体の平面又は表面に沿うスペック
ルの位置である。

【０１０６】（VII．対比装置）一般的対比装置82は第３０−３２図により詳細に示される。このような対比装
置８２は操作中に入力マスク８４と基準マスク８８からのパターンがフーリエ変
換される時に起こるフーリエ変換干渉強度を非線的に変換するフーリエ面（x_p，
y_p )での直線性を使用する。直線共同変換対比装置を含む他の対比装置と比較し
て、本発明の非線共同変換対比装置８２は常に有利な小型構造でより高い対比ピ
ーク強度、より大きいピーク対サイドローブ率、狭対比幅及びより良い対比感度
を備える。また有利に、非線共同変換対比装置８２は二進符号化技術を使用して
行われるのでコンピュータ又はプロセッサー１９４は必要な変換計算を迅速に実
行するのに使用され得る。

【０１０７】本発明の対比装置にサブミクロン解像度を備えさせ6ミクロン以下のサイズの
構造を有する位相体積マスク８４又は８８の構造８６を少なくとも解像するため
に、対比装置は他の対比装置（鋳型又は順次整合を用いるようなもの）よりより
高い解像度で光学的に固有に処理する。更に、有利なマスク構造と対比構造で、
処理速度は比較される素子数と関係ない。

【０１０８】対比装置８２は好ましくはレーザダイオードのようなレーザである光源９０、
アルゴンレーザ、He−Neレーザ又は他の平行光源を有する。第３０図において、
光源９０からの平行光ビームは好ましくは顕微鏡対物レンズである第一レンズ１
９６と好ましくはf／3構造の視準レンズである第二レンズを通して方向付けられ
る。顕微鏡対物レンズ１９６は視準光を広げ、一方視準レンズ１９８はレンズ
１９８の方向に概して平行な方向に視準光に焦点を合はせるので光は入力マスク
８４と基準マスク８８の方向へ向けられる。

【０１０９】光はそれから一対の互いに離れた孔A₁及びA₂を含むマスク容器２００を通過し
、孔の一つA₁は基準マスク８８（P₁ )を保持し、他の孔はA₁は入力マスク８４（P ₂ )を保持する。孔A₁とA₂の構造はマスク容器２００の後に位置するフーリエレン
ズ９８の前焦点面２０２に基準マスク８８と入力マスク８４の両者を置くように
設計されている。孔A₁とA₂は又マスクを距離Δxで離すように構成されている。
前焦点面２０２（x₀，y₀ )、基準マスク８８及び入力マスク８４はすべてフーリ
エレンズ９８から距離fの間隔を保っている。

【０１１０】エネルギー記録装置１００はフーリエレンズ９８の後焦点面２０４（x_p，y_p )
に又は隣接して置かれるのでパターンがフーリエレンズ９８を通過した後基準マ
スク８８と入力マスク８４の干渉縞の結合パワースペクトルの強度を記録する。
好ましくは、エネルギー記録装置１００はフーリエレンズ９８の後焦点面（x_p，
y_p )に位置する二乗検波器又はエネルギー検知器である。適切なエネルギー記録
装置１００の1例はCCD写真機である。適切なエネルギー記録装置１００の別の例
はSLM、即ちフーリエ面SLMである。エネルギー記録装置１００は電子信号又は連
続電子信号として記録する像を出力するように組立て又は構成されている。この
ような記録装置はフーリエ変換の時小位相構造で製造された干渉縞を記録できる
約6μm以下の記録画素を持つ記録要素を有する。

【０１１１】後焦点面２０４（x_p，y_p )はフーリエレンズ９８から距離fの間隔をあけられる
。好ましくは、しかし、顕微鏡対物レンズである焦点レンズ２０６はフーリエ変
換からの高周波数干渉縞を集め、拡大し記録装置100の方向又は上に焦点を合わ
せるために後焦点面２０４（x_p，y_p )に又はその近くに置かれる。

【０１１２】記録装置１００は好ましくは記録装置１００で記録された像を電子的に捕まえ
るよう組立て構成されているフレームグラバーである捕獲器２０８に接続されて
いる。適切なフレームグラバー２０８の1例はカリフォルニア州、ランチョコル
ドバ、キルゴア街2890番地のプレー社の商標SNAPPY3.0で販売されている市販の
フレームグラバーである。このような市販の他の装置も使用できる。

【０１１３】捕獲装置２０８は好ましくはデジタル信号処理エンジンを作る一つ以上のデジ
タル信号プロセッサーを包含できるコンピュータ１９４又はコンピュータ１９４
のプロセッサー２１０に接続される。もし望むならば、コンピュータ１９４の主
プロセッサーにより実行されるソフトウェアは記録装置１００から捕まえた像を
処理できる。

【０１１４】フーリエ変換された基準マスクと入力マスクパターンの捕まえた信号はフーリ
エ変換１０４を逆にするためにコンピュータ１９４又はプロセッサー２１０によ
り処理される。好ましくは、捕まえた信号は逆フーリエ変換１０４される前に非
線的に変換１０２される。適用される逆フーリエ変換は第３２図の“FFT²”のレ
ッテルを貼られたブロックで表されるファストフーリエ変換で有り得る。個人コ
ンピュータにこれらの変換を行うのに適したソフトウエアの例はマサチュッツ州
、ナティック、プライムパークウェイ24番地のマスワークス社が市販するMATLAB
である。

【０１１５】非線転換１０２と逆フーリエ変換１０４はデジタル処理エンジン２１０によっ
ても実行できる。適切なデジタル信号プロセッサーの例はテキサス州、ダラス、
フォレストレーン8505番地のテキサスインスツルメンツ社製造のTMS32C40とTMS3
20C80を包含する。例えば、ただ一つのTMS320C40プロセッサーの処理能力は約0.
6秒で256×256が逆フーリエ変換を実行できる。もしより早い処理速度が要求さ
れれば、エンジン２１０は複数のプロセッサー組で形成できる。例えば、オレゴ
ン州、バートン、NWコンプトンドライブ1400番地のアダプティブソリューション
社により市販されているCNAPS PC加速器単溝盤はほんの14ミリ秒で実行できる64
0×480の4×9対比を可能にする１２８の単純なプロセッサーを包含する。もし望
むならば、エンジン２１０はフレームグラバー２０８で捕獲された像の各画素用
のプロセッサーを有する事ができる。

【０１１６】再び第１図に戻ると、非線転換１０２と逆フーリエ転換１０４を実行した後の
結果９６は対比スポット又はスパイク１１０が存在するか否かの視覚検査を可能
にする方法で表示用端末装置又はモニターに表示できる逆フーリエ転換スペクト
ル１０６である。好ましくは、検査手段２１２は対比スポット又はスパイク１１
０が存在するか否かを自動操作で決定するためにコンピュータ又はプロセッサー
で実行される。例えば、デジタル信号処理エンジンとデジタル信号処理ソフトウ
ヱアは結果を表示しないで対比スポット又はスパイクが存在するか否かを決定す
るために人間の介在を要求しないで結果を迅速に分析するのに使用でき得る。

【０１１７】検査２１２が完了した後で、追加工程は入力マスク８４が正しかったか否かを
検査が決定したか否かを土台にして実行でき得る。例えば、コンピュータ１９４
の通信インターフェース２１４は入力マスク８４が正しいか否かによってドアを
開けたり、信号を送信したり又は他の仕事をしたりできる。

【０１１８】有利にスケールできる他の好適な実施例は第３３図に示される。光源９０はニ
ューヨーク州、ロチェスター、ビルディングB、ウィントンプレース3495番地の
レーザマックス社により市販されているLAX−200−680−20レーザダイオード又
はLAS−685−30レーザダイオードのようなレーザダイオードである。光源９０か
らの光はニューヨーク州、ロチェスター、ポートランドアヴェニュー690番地のJ
MLオプチカルインダストリーズ社により市販されている約194.5ミリメートルの
焦点距離を有する無彩色二重線視準レンズのような視準レンズである第一レンズ
１９６に達する前に虹彩孔２１６を通過する。光はそれから好ましくは同じく約
194.5ミリメートルの焦点距離を有するJML無彩色二重線転換レンズである第二レ
ンズ１９８を通過する。

【０１１９】第二レンズ１９８を通過した後、光は入力マスク８４と基準マスク８８の両者
を通過する。マスク８４と８８は共面のように平行して、又は一方が他方の前に
あるように配置できる。光が両マスク８４と８８を通過する時、光は好ましくは
ソーダ石灰硝子上の1ミリメートル平方クロムDCブロックであるDCブロックを通
過する時フーリエ変換される両マスクのパターンを作る。

【０１２０】 DCブロック２１８を通過した後、パターンは結像レンズ２２０、好ましくは約
100mmの焦点距離を有するJML無彩色二重線結像レンズでカリフォルニア州、サン
ディエゴ、カーニーヴィラロード575番地のコフ社により市販されているコフ641
4−2100／AL16CCDのようなCCD写真機である記録装置１００上に焦点を集められ
る。第３３図には示さないが、写真機１００は後で対比スポット又はスパイクが
存在するか否かを確認するために組合ったマスクと基準パターン上で逆フーリエ
変換を実行するための像捕獲器２０８とコンピュータ１９４に接続している。

【０１２１】第３３図に示す対比装置の好ましい実施において、レーザー９０は視準レンズ
１９６は変換レンズ１９８から約24cmの距離s₂の間隔を開け、変換レンズ１９８
はDCブロック200から約17.5cmの距離s₄ の間隔を開け結像レンズ２２０は写真機
の前で約25cmの距離s₅の間隔を開ける。好ましくは、変換レンズ１９８は入力マ
スク８４と基準マスク８８の前で約4cmの距離s_a の間隔を開け、DCブロック２１
８はマスク８４と８８の後で約9cmの距離s_bの間隔を開ける。

【０１２２】第３４図は他の対比装置の好実施例を図示し、この例でマスクの一つは非SLM
マスクが基準又は入力か否かに依存する他の顔面イメージパターンのマスク８４
又は８８と比較される顔面イメージのパターンである生物測定パターンを表示す
るSLM222を包含する。SLM220は好ましくはコンピュータ１９４のような制御装置
で基準マスクのデータベースを包含するこのような基準マスクパターンの光源に
接続され得る。生物測定情報マスクがスクランブルさせられる時、SLMに備えら
れているパターン情報の光源は好ましくは基準周波数帯変換器マスクと情報マス
クの両者を含むのでSLM222によって表示されるマスク又はパターンは位相回旋マ
スクに相応する物を包含する。

【０１２３】 SLMを使用して描くことができるマスクパターンの例は第４図に示す。例えば
、SLMは好ましくは液晶表示（LCD）を包含する。1実施例において、SLM222は位
相が選択的に変化できる液晶成分又は画素の64行対64列の配列を有するLCDパネ
ルを包含する。このような画素は第４図に示す構造８６に類似している。好まし
くはSLM222の各位相成分又は画素は２５６パネル水準の何れかを想定でき、その
各々は8−ビット語により数字で表示され得る。SLM222はデジタル型なので基準
マスクデータベースを実行するコンピュータと通信するデジタル式駆動装置回路
により駆動される。

【０１２４】例えば、他の好実施例において、SLM222はカリフォルニア州、トランス、マド
ロナアヴェニュー20770番地のエプソンにより販売されるテレビジョンのような
表示使用に一般的に用いられる高解像度の平らな液晶（LC）パネルであり、ヴィ
デオグラフィックス配列（VGA）出力を要求する。このようなSLM222は640×480
画素の高解像度を有する。出力はこコンピュータのヴィデオグラフィックスカー
ドの出力に接続できるのですべてのSLM222の画素はコンピュータで駆動される。
エプソンLCTVの特徴は第１表で下記に示す。

【０１２５】

【表１】

【０１２６】 SLM222の特別な画素に対して、零（黒色）のグレースケール水準は約8％の最
低光変換となる。光変換はグレースケールが255（白色）の時100％変換に達する
ようなグレースケールと共に非線的に増加する。SLM222として使用できると信じ
られる他のLCパネルはソニーLCX003BKLCパネルとソニーLCX007AKLCパネルを包含
し、両パネルはニューヨーク州、ニューヨーク、マディソンアヴェニュー550、3
階のソニーとテキサスインスツルメント社の商標デジタルマイクロヴューワーの
LCパネルにより市販されている。ソニーLCX007AKLCパネルは高解像度と高明度比
を有するので変換モード対比装置に特に好適であると信じられる。デジタルマイ
クロヴューワーLCパネルは反射モード対比装置に好適であると信じられる。

【０１２７】もし望むならば、第３４図に示す体積位相マスク８４又は８８は基準マスク８
８を包含できるので実時間生物測定確認情報が処理できる。例えば、SLM222は像
記録及び捕獲装置又は実時間で人の顔面イメージを走査してその人が本人である
と主張する事に相違ないか否かを決定するマスク８４又は８８と対比できる走査
器（図示せず）と結合できる。もし望むならば、入力マスクと基準マスクの両者
は実時間生物測定情報が一つのSLM222で表示できるSLMs222を包含でき、基準情
報は基準パターンのデータベースと好ましくは通じる他のSLM222により表示でき
る。

【０１２８】第３５図と第３６図は小型構造である好ましい反射モード対比装置組立体２２
４ａを図示する。その外被２２６はプラスチック又はアルミニウムのような金属
で作れるが、他の材料でも作られる。光トンネル２２８は好ましくは第一脚２３
０、第一曲管２３２、中脚３４、第二曲管及び後脚２３８を有して概してU−型
である。

【０１２９】レーザー９０は第一脚２３０の一端に配置される。レーザー９０は締め具で外
被２２６に載置されるホールダー又はブラケット２４２により移動する。レーザ
ー９０の出力は二重凹レンズ２４４を通して第一曲管２３２に位置するレンズ２
４４とビーム分割プリズム２４８間に位置する視準レンズ２４６の方向に向けら
れる。視準レンズ２４６は外被２２６中のスロットに配置されているレンズホー
ルダー２５０に受け入れられる。

【０１３０】第一脚２３０と中脚２３４間の交差点近くの中脚２３４の側壁２５２は間隔を
開けた孔窓２５４と２５６の一組を有し、孔窓２５４の一つは基準マスク８８又
はSLM２２２を受け入れ、孔窓２５６の一つは入力マスク８４を受け入れる。出
力窓２５６は入力マスク８４を持つカード又はタグを挿入できる外被２２６中の
スロット２５８と通じ合う。窓２５４と２５６は間隔を開けているので基準マス
ク８８を入力マスク８４から距離Δxだけ離す。

【０１３１】トンネル２２８の中脚２３４は好ましくは第一脚２３０に比例して約90°の角
度で配置される。プリズム２４８は中脚２３４の一端に位置し鏡２６０はその反
対端に位置する。フーリエ変換レンズ９８はプリズム２４８と鏡２６０間に位置
する外被２２６中のスロットに受け入れられたホールダー２６４に戴置される。
鏡２６０は好ましくは外被２２６に戴置され鏡２６０に正確な角度調整をするよ
うに構成されたホールダーに付着される。

【０１３２】トンネル２２８の後脚２３８は好ましくは中脚２３４に比例して約90°の角度
で配置される。鏡２６０は後脚２３８の一端に位置され記録装置１００はその反
対端に配置される。記録装置２６８はブラケット２７０で外被２２６に戴置され
る。

【０１３３】小型対比装置２２４ａの好実施例において、外被２２６は構成要素の正確な位
置と配列を維持するために固いブロック設計になっている。レーザー９０は好結
果な対比操作のために十分に高い信号対雑音比を備えるために少なくとも1ミリ
ワットの出力能力を有するTO缶に包まれたレーザーダイオードである。視準レン
ズ２４６は好ましくは22mm開孔を持つ焦点距離を有する。ビームスプリッター２
４８は好ましくは使用される反射モード対比を可能にする事によりより対比装置
２２４ａをより小型にする助けになる立方形プリズムである。フーリエレンズ９
８は焦点距離45mmである。好ましくは、記録装置は外被に除去可能に戴置された
ブラケットで運ばれるCCD写真機又はCCDチップである。このような対比装置２２
４ａは約1.625インチ以下の厚みt、約7インチ以下の幅wと約10インチ以下の長さ
lの小型構造である。

【０１３４】第３７図は対比装置２２４ａの光線追跡を図示する。レーザー９０からの光は
ビームスプリッター２４８に達する二重凹レンズ２４４と視準レンズ２４８を通
過する。スプリッター２４８を通過した光は入力マスク８４と基準マスク８８を
照射する。マスク８４と８８から反射仕返しされた光はマスク像をスプリッター
２４８に戻し、そこでフーリエレンズ９８方向の角度に向けられる。レンズ９８
を通過した後、光は鏡２６０により写真機１００が位置する出力面方向に反射又
は折り込まれる。写真機で記録されたフーリエ変換マスクパターンは最初電子的
に非線的に変換され、その後入力マスクが正しいか否かを決定するために逆フー
リエ変換される。

【０１３５】第３８図はレーザー９０と写真機１００が外被中に配置されている小型反射モ
ード対比装置２２４ｂの他の好適例を示す。レーザー９０からの光はビームスプ
リッター２４８に向けての放物面鏡２８７への反射がそれる前に減衰器２７２と
空間周波数フィルター２７４を通過する。スプリッター２４８を通過した光はマ
スク８４と８８への反射がそれてスプリッター２４８へ戻る。マスクパターンを
運ぶ反射光はスプリッター２４８が第二鏡２８０へ反射光を偏向する前にフーリ
エ変換レンズ９８を通過する。鏡２８０に包まれた後、光は光を写真機１００に
焦点を合はせる微対物鏡２８２を通過する。写真機１００は個人コンピュータ１
９４のフレームグラバーに接続される。

【０１３６】第３８図に一般的に図示されるように、レーザー１００は鏡２７８に比例して
鋭角で配置される。好ましくは、レーザー２７８は鏡２７８に比例して約30°と
約60°間の角度で配置される。好ましくは、レーザー２７８は約45°の角度で配
置される。放物面鏡２７８を使用し且つレーザー１００が対比装置２２４ｂの構
成要素２７８、２４８、８４、８８、２８０及び２８２内に位置されるので、本
発明の対比装置２２４ｂは有利に小型でもある。

【０１３７】第３９図は外被内にレーザー９０と写真機１００が配置されている小型送信モ
ード対比装置２８４の好適例を示す。レーザー９０からの光は空間周波数フィル
ター２８８を通過する前に第一鏡２８６からそれる。光はそれからマスクホルダ
ー２９２により運ばれる基準マスク８８と入力マスク８４が送られる第二鏡２９
０をそれる。光は第三鏡２９４により写真機１００と鏡２９４間の零次レンズ２
９６へ反射される前にフーリエレンズ９８を通過する。

【０１３８】第４０Ａ−４０Ｃ図は実時間生物測定情報、即ち本例の場合は指紋を用いて確
認するための対比装置２９８の使用を図示する。レーザー９０からの光は光がマ
スク８４、カード上の体積位相マスクレッテル、マスク８８、SLM222上の指紋パ
ターンを照射する視準レンズ３００とビームスプリッター３０２を通過する。両
マスク８４と８８からのパターンは写真機１００により記録される前にフーリエ
レンズ９８、スプリッター３０２及び結像レンズを通して反射される。写真機１
００は入力マスクが基準マスクと同じであるか否かを決定するために記録された
マスクパターンを非線的に変換し逆フーリエ変換するプロセッサー１９４に接続
される。パターンは干渉するので、レーザーの干渉長はパターン間の最長通路差
であるべきである。

【０１３９】マスク８８は信頼性確認を求める人間３１０の指紋を走査する走査器３０８を
含む指紋取得システム３０６である。市販の指紋取得システムが使用しうる。走
査器３０８は人間３１０から走査された指紋でSLM222を備えるために針金３１２
によりSLM222に接続されている。針金３１４は又位相回旋マスクが使用されてい
るスクランブラーマスクでSLM222を備えるためにプロセッサー１９４をSLM222に
接続する。

【０１４０】第４０Ｃ図を参照すると、このような実施例は端末を使用する人間３１０の指
紋をカード上のレッテルのマスク８４と比較できるATM機等のような端末３１６
での使用に好適である。操作において、カード９４が挿入されるのでレッテルは
機械３１６の中にある対比装置２９８で読みとられる。カードを挿入する人間３
１０は指を走査器３０８の上に置く。走査器３０８は指紋を走査し走査した指紋
をSLM222に供給する。スクランブラーマスクは指紋を走査する前、中又は後にSL
M222にダウンロードできる。SLM222はそれから走査した指紋を表示するのでカー
ド９４上のマスクと対比できる。SLM222にダウンロードされた位相パターンはコ
ンピュータ１９４により近ずきやすい場所に蓄積されたパターンのデータベース
３９０（第４０ａ図）から提供できる。

【０１４１】第４１Ａ図及び第４１Ｂ図は保証領域に入るためにドア３１２を開けるための
クリアランスを整えるためのカード読み取り器３３０の対比装置３１８使用を図
示する。接近を求める人間が携帯する身分証明書９４は対比装置３１８に挿入さ
れるので、そのレッテル８４は基準マスク８８近くの対比装置３１８内部に置か
れる。第４１Ｂ図を見ると、レーザー９０からの光はレッテルの基準マスク８８
と入力マスク８４を通る視準レンズ３２２を通る鏡３２０によって反射される。
両マスク８４と８８からのパターンはフーリエレンズ９８を通過し、それから第
三鏡３２８が両パターンをプロセッサー１９４に結合した写真機１００に向ける
前に他のレンズ３２６を通して第二鏡３２４により反射される。基準マスク８８
は好ましくはプロセッサー１９４に結合したSLM222により用意される。

【０１４２】第４１Ａ図に示すように、第４１Ａ図にコンピュータとして総称的に表される
プロセッサー１９４はカード９４上の入力マスク８４の確認が基準マスク８８に
より証明されればプロセッサー１９４で開けられる電気ドア開放器３３２又は電
子ドア錠３３２に電気的に接続されている。写真機１００は好ましくはNTSC型ヴ
ィデオ信号であり得るヴィデオ信号を好ましくはRS−322型バスであり得るバス
３３４上のプロセッサー１９４のフレームグラバー２０８に出力する。好ましく
は二方向性バスである他のバス３３６はドア開放器３３２をコンピュータ１９４
に接続しコンピュータ１９４に事態を監視させドア３２１を開ける及び／又は閉
じさせる。

【０１４３】第４２Ａ図及び第４２Ｂ図は他の対比装置組立体３３８を示し、そこで対比装
置３４０は基準マスク８８に又は近くに位置しない入力マスク又は入力レッテル
の信頼性を証明するのに使用される。レーザー９０は第二鏡３４８を視準レンズ
３５０に向けて反射をそらす前にピンホール３４６を通って第一鏡３４４をそれ
るビームを出力する。視準レンズ３５０を通過した後、ビーム３４２は実質的に
基準マスク８８とビームスプリッター３５２を同時に通過する。スプリッター３
５２はビーム３４２の部分３５４を分離し組立ラインコンベアー３６０等の上の
複数の箱体３５８の一対の箱体３５８である対象物９４の上の入力マスク又はレ
ッテル１８４の方向ビームを向ける鏡３５８を含む入力マスク走査組立体の方向
にビームを向ける。

【０１４４】ビーム３５６はマスク又はレッテル１８４への反射を止めて鏡３５８への反射
をスプリッター３５２ヘ戻す走査組立体３５６へ戻る。スプリッター３５２は戻
ったビーム３５６をフーリエ変換レンズ９８へ戻す。基準マスク８８を通過した
残りのビーム３４２もフーリエ変換レンズ９８へ向けられる。基準マスク８８か
らのパターンと入力マスク又はレッテル１８４からのパターンはフーリエレンズ
９８で変換され結果は写真機１００の方向へ鏡３６４で包まれる。

【０１４５】第４２Ａ図及び第４２Ｂ図には示さないが、写真機１００はフレームグラバー
と入力マスク又はレッテル８４が正しいか否かを確認する結果として非線変換及
び逆フーリエ変換を実行するプロセッサーと結合している。更なる二次式補償は
操作中マスク８４と８８が同じ平面上に配置されないので発生する二次式を分解
するために結果に適用される。

【０１４６】より明確には、スプリッター３５２がフーリエレンズ９８の前焦点面に位置し
ている時、入力マスク８４はそうではない。二次式が導入される、何故ならばス
プリッター３５２で解像されたビーム３５４は基準マスク８８からレンズ９８へ
の路程より大きいフーリエレンズ９８に達する前に入力マスク又はレッテル８４
間の路程を移動するからである。この二次式は解像されるので対比を正確に実行
させる。

【０１４７】対比装置組立体３３８が箱体３５８上の走査レッテル８４を示す時、対比装置
３４０は品目が本物であるか否かをレッテル８４で決定するために店、倉庫又は
他の場所での製品に付したレッテル８４を走査するのに使用される手で持てる対
比装置組立体の一部である。

【０１４８】他の対比装置適用は可能である。

【０１４９】（VIII．操作理論）

【０１５０】（Ａ．体積位相マスク）第５図を参照して、例えば、孔機能P（x_M ，y_N )で変調された送信型マスクを考
えよう。平行干渉レーザービームは下記に示す式で規定される第二面x₀ ，y₀での
強度パターンの角分布を生じる面x_M ，x_Nでの記録媒体を照明する。

【０１５１】

【数１】

【０１５２】数中、Wは可変強度交差対比機能、数５１は統計的全体平均、数５２は方向コ
サインベクトル、（s_x ²＋sy²＋s_z ²＝1）は観察とz軸間の角度及びk＝2π／λで
ある。理論的分析で得られる。

【０１５３】

【数５１】

【０１５４】

【数５２】

【０１５５】

【数２】

【０１５６】数中、θは観察方向とz軸間の角度、λ_Rは記録波長で、外１は自動対比又は交
差対比記号である。上記数は確率的パターンのための基本的統計の光学定理に基
ずく。

【０１５７】

【外１】

【０１５８】簡単化のために、孔機能の最も簡単な矩形とλ＝λ_Rを仮定すると、下記が得
られる。

【０１５９】

【数３】

【０１６０】数中、矩形（．．．）は直筋機能で（L，W）は（x_M ，y_M )面の孔面積である。
数２は下記のようになる。

【０１６１】

【数４】

【０１６２】数中、（．．．）は三角機能である。

【０１６３】

【数５】

【０１６４】認識情報を保持するのに使用する位相マスク、即ち、無作為パターン又は情報
マスクパターンとスクランブラーマスクの回旋に何れかは概して窓効果のみを特
徴ずける孔機能P（x，y）が一般化された孔機能G（x，y），即ち、概して一般的
情報内容を備える好ましくは透明性の形の複合機能で代替される。情報マスクが
スクランブラーマスクでスクランブラーさせられる時の特別な位相マスクのため
に、一般的孔機能は純粋な位相機能の形となる。

【０１６５】

【数６】

【０１６６】二つの比較的“平滑”な機能の簡易化した例として、自動対比機能は数４と同
じ種類のプロフィールを生じ、一方交差対比機能は“平滑”な機能が異なる時に
同様に消えない。二つの“騒音状”機能の例として、自動対比はディラック−デ
ルタ型であり、一方交差対比機能は同様に消える。

【０１６７】完全無作為確率的位相符号化したマスクパターンへのディラック−デルタ応答
は対比されるパターンが完全に同じである迄同様に零である所謂“ゲーバー記憶
”を表す騒音状パターンのための基礎的ゲーバー定理により記述される方法と同
様である。より高い対比“島”がこれを破壊する。

【０１６８】結果として、λ＝λRである一般化された孔機能の例として、数２は下記のよ
うになる。

【０１６９】

【数７】

【０１７０】数中、星印（＊）は接続シンボルである。数６のように、純粋に位相騒音状機
能が考えられる時、数７は二つの同様な孔機能にとってデルタ−ディラック機能
となり二つの異なる孔機能にとって同様に消える。

【０１７１】この例は第４３−５０図に示す。第４３図と第４４図は二つの模範的“平滑”
機能G及びG’を示す。第４５図はその自動対比機能を示し、第４６図はその交差
対比機能を示す。自動対比がディラック−デルタプロフィールを有さず、交差対
比は同様に消えない事に注意されたい。第４７図と第４８図は二つの模範的“騒
音状”機能G及びG’を示す。第４９図はその自動対比を示し、第５０図はその交
差対比を示す。“騒音状”機能の自動対比はデルターディラックプロフィールを
有し交差対比は消える事に注意されたい。

【０１７２】第３２図、第５１図及び第５２図を参照すると、入力マスク８４の信頼性証明
中、（x₀，y₀ )の背後のフーリエ変換レンズを備えて、角空間とフーリエ空間の
間の下記変換が得られる。

【０１７３】

【数８】

【０１７４】

【数９】

【０１７５】数中、（f_x，f_y）は空間周波数でFはフーリエ変換レンズの焦点距離である。
数８と数９は角空間が常にフーリエ空間及び逆に変換する事を立証する。数８と
数９を用いて、下記を得る。

【０１７６】

【数１０】

【０１７７】

【数１１】

【０１７８】このように、数７はλ＝λ_Rの場合のために下記形式に変換できる。

【０１７９】

【数１２】

【０１８０】数中、（x，y）は第３２図と第５２図に示すようにフーリエ面（x_p ，y_p )を表
す。この関係において、逆共同フーリエ変換（JFT）は（フーリエ面で）下記形
状を有する。

【０１８１】

【数１３】

【０１８２】数中、R及びSは一般的に複合対象物機能r及びsのフーリエ変換であり、2＼R＼
＼S＼＼I（x，y）は干渉項であり、一方コサイン項I（x，y）は形状を有する。

【０１８３】

【数１４】

【０１８４】数１０と数１１を用いる時、φ₀は定位相項であり、（Δx，Δy）は（x₀，y₀ )
面の相対対象物移動を決定する。

【０１８５】二つの同じ“騒音状”対象物に対する逆JFTは（Δx，Δy）値による単一対象
物の転移と同じである。このように、安定した干渉項I（x，y）が生じる。この
状態は二重露出ホログラム的干渉性の場合における変形無しの拡散対象物転移の
場合とほとんど同一である。類比は完全であり、後者における以外で、基準ビー
ムは同一対象物を二度ホログラム的に記録するのに使用される。それでも、数学
的見地から、数１４における干渉項は二重露出ホログラム的干渉性における干渉
的な項とほとんど同一である。

【０１８６】二つの異なる“騒音状”対象物に対する逆JFTはホログラム的干渉類比におけ
る2露出間の拡散対象物構造の重大な変形と同じである。しかし、本事例におい
て、（Δx，Δy）転移は正確に規定できない。換言すれば、無作為変数となり、
数４におけるコサイン項は形状においてその統計的集合平均で代替されなければ
ならない。

【０１８７】

【数１５】

【０１８８】従って、ホログラム的干渉類比におけるように、安定干渉縞は存在せず、数１
４の干渉項は消える。

【０１８９】本発明の一般的孔二重スクランブリングシステムは第４図、第２１−２３図及
び第３２図を参照して十分に説明する。好ましいシステム幾何学の一般的表現は
第３２図に示され、一組のマスク８４と８８を対比するJFT対比装置であり、各
マスクは基準マスク８８の点からみてマスク８８が正しいか否かを決定するため
に共にスクランブルする情報マスクとスクランブラーマスクを有する事ができる
。

【０１９０】数４を数７に与えられた形に帰納し数１０と数１１の変換を使用して、数１３
と数１４の逆JFT式は両マスク８４と８８を通過又は逸れた後でフーリエ面（x_p
，y_p )中の光強度を備えるために下記に示すように組合わされる。

【０１９１】

【数１６】

【０１９２】数中、GとHは情報を表す一般的孔で、第２７−２９図に示す方法でのように無
作為マスクと接触して記録でき、数５３は干渉項である。外１符号は自動対比又
は交差対比を決定し、I（x，y）は数１４からのコサイン項である。数１４に従
い且つ第１４図に照らして、交差対比機能は下記形式を有する。

【０１９３】

【数５３】

【０１９４】

【数１７】

【０１９５】数中、（x_M ，y_M )はマスクの最初の記録面を決定し、hは記録されるパターン又
は複数のパターン（第５図及び第２７−２９図）と記録面（x₀，y₀ )の記録距離
で、Fはフーリエレンズ９８の焦点距離である。

【０１９６】第２８図を参照して、記録されるパターンは複合マスクの形式にできる。情報
マスクがスクランブラーマスク１８２と回旋される時の位相回旋マスクを記録中
に使用される複合マスクの例は第２８図に示され重複関係で共に置かれる情報マ
スク１８０とスクランブラーマスク１８２よりなる。高保障はフレネル又は回折
変換が第１４図と第１６図に図示された方法で面（x_M ，y_M )に置かれる複合マス
ク１８０と１８２からの組合せイメージパターン上で実行されその後、面（x₀，
y₀ )で体積位相マスクに記録される時に達成される。

【０１９７】フレネル変換は両マスク１８０と１８２が体積位相マスク１３２に記録されう
る時、マスクが位相回旋マスクを形成し情報マスクとスクランブラーマスクが回
旋するので光学的又はその他の方法で互いに分離できない時のように両マスクを
共に回旋又は一体化する。これは又数１３と数１７間の重要な相違の中に反射さ
れる。二つの数間の基本的相違はフレネル変換を実行する追加記録工程を準備す
る事に反映する。これは二重保障水準、本発明の一般的孔二重スクランブリング
システム、を製造するために情報マスクとスクランブラーマスクを回旋するフレ
ネル変換を実行する新しい追加工程である。

【０１９８】この新しいシステムにおいて、数１６の干渉項、従ってJFT対比ピークが安定
、即ち、消えず、もし、唯一もしならば、下記条件は対比される二つの位相回旋
マスクを別々に且つ同時に満足させられる、即ち、（１）入力マスク８４の情報
マスクが基準マスク８８の情報マスクと同一であり、（２）入力マスク８４のス
クランブラーマスクが基準マスク８８のスクランブラーマスクと同一である事。
本発明の位相回旋マスクとその干渉項にたいする可能な4例は表２で下記に要約
する。

【０１９９】

【表２】

【０２００】無作為パターンマスクのみ使用される時、入力マスク８４と基準マスク８８の
両無作為マスクパターンが発生する確認のために同一でなければならない事に注
意すべきである。無作為パターンのみを使用する時、比較する情報マスクパター
ンは無いのである。

【０２０１】上記表２の例1と例2において、数１６から干渉項が対比先端を備えずに消える
事は明らかである。例3において、干渉項は数１７中に消える、何故ならば交差
対比機能が第５４図に示したように異なる騒音状対象物にとって同様に零だから
である。例4にたいして、干渉項は消えない。これは二つの方法で説明できる、
即ち、（１）二重露出干渉におけるように、例4は安定した干渉縞を備える拡散
した対象物移動と同等であり、（２）無作為マスクが同一である時、I（x，y）
コサイン項は安定で、G＝Hにたいして、自動対比機能外２は消えない。

【０２０２】

【外２】

【０２０３】例えば、無作為ガウスパターンはスクランブラーマスクとして使用でき、ガウ
ス拡散体等で有り得る。パターンは位相パラメータとして送信される。有利なこ
とに、保障マスクの最小細部、特に空間解像度を規定する細部は下記式に従って
選択的に制御され得る。

【０２０４】

【数１８】

【０２０５】数中、LとWは記録面（x_M ，x_N )の孔寸法（第１４図）で、hは記録面とマスク１
３２が記録されている面（x₀，y₀ )間の距離である。従って、記録パラメータは
スクランブラーマスクの空間解像度、即ち、スクランブラーマスクの無作為パタ
ーンの構造が記録された時にどの位離れているかを規定する。

【０２０６】情報マスクが指紋パターンのような“騒音のような”パターンである時、その
解像の構成分子は（δ_x，δ_y）として規定され（x，y）面における交差対比の下
記解像構成分子に変換される。

【０２０７】

【数１９】

【０２０８】自動対比機能外２は第５５図に示される。数１４に従って、コサイン項又はI
項の空間周期は下記の通りである。

【０２０９】

【数２０】

【０２１０】従って、数１４に示す干渉項に観察される周期数は：

【０２１１】

【数２１】

【０２１２】

【数２２】

【０２１３】例えば、δ_x＝200μmにたいして、λ＝0.8λm，Δx＝1cm及びh＝5cm、N_x＝100
。これは本発明の非線共同対比装置のJFT出力（確認）面（x_p ，y_p )における強力
な対比ピークを製造するために十分な縞数である。

【０２１４】（Ｂ．対比装置）一般的に第３３−４０Ａ図、第４０Ｂ図、第４１Ｂ図及び第４２Ｂ図、特に第
３０図と第３２図を参照すると、対比装置の操作中、光はパターンP₁を有する基
準マスク８８とパターンP₂を有する入力マスク８４に向けられる。入力マスク８
４は開口窓A₁に位置し、基準マスクはフーリエレンズ９８の前焦点面又は入力面
（x_p ，y_p )の開口窓A₂に位置する。光の入力位相波の位相はマスク８４と８８を
通過する時に歪まされるかマスク８４と８８を逸らされる。マスクパターンのフ
ーリエ変換は光がフーリエ変換レンズ９８を通過し二つのパターン間で干渉とな
る時実行される。マスクが位相回旋マスクである時、各パターンは入力パターン
の回旋パターンとスクランブラーマスクパターンを包含する。

【０２１５】フーリエ変換された後、後焦点面、即ち、フーリエ面（x_p ，y_p )又は入力面に
おける光の干渉力スペクトル強度はCCD写真機１００で記録される。フレームグ
ラバー２０８に沿って好ましくはコンピュータ１９４で行はれる像処理ソフトェ
アは写真機１００からコンピュータ１９４の干渉力スペクトルのビット図を読む
のに使用される。

【０２１６】フーリエ面に生じる電力スペクトルの強度Iは下記数２３で表すことができ、

【０２１７】

【数２３】

【０２１８】好ましくは写真機１００で記録される。上記の数２３で、星印（＊）は回旋を
示し、上付き星印（＊）は複素共役を示す。

【０２１９】数２３の最初の２項は確認工程に重要ではない。最後の２項は入力マスク８４
と基準マスク８８、パターンP₁とP₂、らのパターンの臨界交差対比である。

【０２２０】好ましくは逆FFTである逆フーリエ変換はコンピュータのデジタル信号処理エ
ンジンのようなコンピュータ１９４で記録されたパワースペクトル上で実行され
る。逆FFTスペクトルは４項を含み、スペクトルIの逆フーリエスペクトルI’を
備える。

【０２２１】

【数２４】

【０２２２】数中、外１は対比操作を示し、A₁とA₂は対比装置の開口窓、A₁とA₂は開口窓、
fはフーリエレンズ９８の焦点距離で、λは光源９０の光学的波長である。

【０２２３】上記の数２４の最初の２項は移動FFTスペクトル上のCCD写真機のξ＝0、即ち
、画素＝３２０の中心に置かれた二つのマスクパターンP₁とP₂の自動対比である
。数２４の最後の２項はそれぞれx₃と−x₃の中心に置かれたパターンP₁とP₂の
交差対比である。入力マスク８４の真偽を確認するために重要である。

【０２２４】逆FFT変換上の相当する距離Δは下記のように計算される。

【０２２５】

【数２５】

【０２２６】数中、Nは写真機１００の画素数で、Δxはフーリエレンズの前焦点面における
二つのマスクパターン分離、aは写真機の各画質の画素サイズ、fはフーリエ変換
レンズの焦点距離、λは光の波長でMは顕微鏡対物レンズの拡大複写である。

【０２２７】写真機１００の前に顕微鏡対物レンズ２０６を置く目的は両マスク８４と８８
のパターンがフーリエレンズ９８で変換される時に作り出される高周波数干渉縞
を拡大するためである。フーリエレンズ９８の後焦点面での縞拡大は縞を少なく
とも約10ミクロンの空間解像度を有するCCD写真機１００で記録させる。レンズ
２０６で準備された縞の拡大量Mはフーリエレンズ９８へ又それからレンズを移
動させて調整できる。拡大Mは好ましくは縞（fλ／Δx）の空間が写真機画素サ
イズaの少なくとも約4倍である時最適又は略最適である。好ましくは、フーリエ
変換パターン、即ち、パワーパターンは逆フーリエ変換が実行される時大きい分
離を有する強対比ピークが生じるような十分なグレースケールを持つ少なくとも
約100の縞を有する。

【０２２８】写真機１００の配置は重要である。写真機１００は電力スペクトル面、フーリ
エレンズ後焦点面の高周波数地域に位置されるのが望ましいので、写真機１００
の零次回折光への侵入を防げる。これは零次回折光がパターン情報を含まないか
らであるが、孔情報を含み、従ってマスクパターンが同じか違うかの直線干渉縞
を有する。更に、零次回折光は一般にマスク８４と８８からの光より数次強い大
きさである。零次回折光は写真機１００に入るべきではない、何故ならばそのよ
り高い強度は写真機を飽和し、有用なフーリエ変換マスクパターン情報を望まし
くなく埋めるからである。

【０２２９】写真機１００の荷電結合素子のような記録構成分子は写真機１００でフーリエ
変換マスクパターン、即ちパワースペクトルの実像を記録するためにフーリエレ
ンズ９８の後焦点面の出来るだけ近くに位置されなければならない。これはこの
位置からの如何に小さな歪みも直干渉線のぶれと揺れを起こし逆フーリエ変換ス
ペクトルの対比ピーク損失になるからである。CCD構成分子移動範囲は2以上のピ
ーク信号対騒音比に対して約1mmに決められる。

【０２３０】写真機１００配置中に平面を比較的正確に置くための1方法は電力スペクトル
の零次成分を分析することである。二つのマスクパターンからの二つの零次スポ
ットが重複する時、写真機１００の記録構成分子（CCD構成分子）はフーリエレ
ンズ９８の焦点面に設けられる。強強度減衰は零次を処理している時になされな
ければならない。従って、記録構成分子は対比の同調に実際達する迄フーリエレ
ンズ９８へ又それから選択的に移動させなければならない。

【０２３１】写真機１００で検出されたフーリエ変換干渉強度は［FT｛s（x，y）｝］x［FT
｛R（x，y）｝］^*，のようなバイアス及び干渉項を含み、そこでFTはフーリエ変
換及び星印は接合を示す。もしマスクがマスク下に置かれたパターンのような像
の空間周波数よりも高い空間周波数も有するように設計されていると、写真機は
入力マスクパターンと基準マスクパターンをフーリエ変換で作られた複合信号f
（x，y）exp［jθ（x，y）］の位相マスク部分のみを検出する。

【０２３２】入力マスク８４のパターンと基準マスク８８のパターンが同一であるので入力
マスク８４が正しい時、パワースペクトルと逆フーリエ変換は第５３図に示す二
つのピークに相当する直縞である干渉パターンを作る。マスクが相違する時、干
渉パターンは歪み、正しく規定されたピーク３６６は存在しない。これは第５４
図に示される。更に、ピーク３６６の大きさは自動的方法で真偽の確認を比較的
容易にするピーク１１０よりも少なくとも二順位小さい。好ましくは、分析は入
力マスク８４が正しくない時はピークが無いという結果を生じる。本例は第１図
の符号１０８ｂで表される。

【０２３３】より明確に言へば、入力マスク84はもし入力マスクθ（x，y）の位相配分が基
準マスクq（x，y）の位相配分と同様又は同一であれば正しいと確認される。好
ましくは、対比装置はもし入力マスク位相配分θ（x，y）の重要部分が基準マス
ク位相配分q（x，y）と同様又は同一であれば入力マスク８４が正しいと確認す
るように構成でき得る。

【０２３４】第３０図に示す対比装置の1好実施例において、写真機１００はN＝640及びa ＝
10μmのような480画素で640画素である像を記録できるCCD写真機である。マスク
パターン、即ちマスク８４と８８間の分離Δxは15mm、フーリエレンズ９８の焦
点距離fは17.5cm、レーザー９０のλは514mm及び顕微鏡対物レンズ２０６の倍率
Mは12である。上記の数２から、交差対比先端はξ＝８２の中心に置かれなけれ
ばならない。第５３図によれば、鋭ピークは二つのマスクパターンP₁とP₂が同一
で一方中心ピークがξ＝0（図示せず）に残る時側帯中のξ＝＋Δとξ＝−Δで
作られる。

【０２３５】しかし、マスク８４と８８からの対比パターンが入力面（x_p ，y_p )で他の望ま
しくない項から適切に分離を確保するためにパターン間で入力マスク８４、基準
マスク８８と間隙Δxからのパターンで共有されなければならない入力面（x₀，y ₀ )において入手できる限定された空間帯域積に対して補償されるのが望ましい。
更に、入力面における他の非線性は存在する。入力面における結合パワースペク
トルの位相情報は非線性であり、非線性の量は変更できる。

【０２３６】補償するために、本発明の非線共同変換対比装置はフーリエ変換干渉強度を非
線的に変換するためにフーリエ面（x_p ，y_p )で非線性を使用する。対比装置をデ
ジタル処理に適合しデジタルSLMsが使用できるように、写真機１００で記録され
た結合パワースペクトルは二進数される。好ましくは、結合パワースペクトルは
非線性の種々の次数により変換され多重水準限界機能を用いる二進形式で表され
る。Kが非線量を表す非線整合フィルター、即ちK＝1の場合に対して、整合フィ
ルター機能は非線性の一般型で変換され、可変限界機能を用いる二進形式で表さ
れる。

【０２３７】第３４図を参照すれば、例えば、基準マスク８８からの信号はｒ（x＋x₀，y）
として表され、入力マスク８４からの信号はs（x−x₀），y）として表される。
出力面における配光は二つのマスク８４と８８の出力像機能のフーリエ変換間の
干渉である。上述の非線性に対して補償するために、コズマモデルは第一次ベッ
セル調和項（v＝1）において結合パワースペクトルの下記の正確な位相情報を得
るために適用される。

【０２３８】

【数２６】

【０２３９】式中、Γはガンマ機能、RとSは上述の像機能r（x＋x₀，y）とs（x−x₀），y）
のフーリエ変換、Φ_RとΦ_sはその定位相、αとβはその空間周波数で、K＝1は線
装置に相当し、K＝0は硬質切抜非線性に相当し、Eは干渉強度配分で、x₀は像移
動パラメータである。もし入力マスク信号と基準マスク信号が同一ならば、数２
６は下記に示すように単純化でき、

【０２４０】

【数２７】

【０２４１】自動対比信号のための限界結合パワースペクトルを作る。非線性Kの重大度を
変更する事が相違する特徴を持つ対比信号を生じることに注意されたい。高度に
非線な変換にたいして、Kは比較的小さく、高空間周波数は強調され、対比は判
別にたいしてより敏感になる。このような非線変換は好ましくは逆フーリエ変換
を実行する前に実行され、マスク８４及び／又は８８の一方又は両方がSLMを包
含する時に使用するのに特に好適である。

【０２４２】指紋が情報マスクとして使用される時、原量指紋の形態閉合操作である指紋窓
は確認の判別増加を助けるのに使用できる。このような指紋窓は実時間指紋が
基準の指紋の望ましい配置方向から僅かに偏心して外れる時に特に有利である。
操作において、位相符号化された指紋は指紋窓によって増加される。

【０２４３】第４２Ａ図及び第４２Ｂ図に示すように、マスク８４と８８が対比装置の光学
軸に沿った同じ平面に置かれていない時、追加二次位相項が入力送信機能に起こ
り分解されなければならない。第４２Ａ図と第４２Ｂ図において、入力送信機能
は基準マスク８８から来る。この二次位相項を分解する事により、対比装置は使
用と操作においてより弾力的で、構成においてより簡単である。

【０２４４】入力マスク８４と基準マスク８８が同じ平面に置かれる時の対比装置は３項を
含む出力を有する。１項は入力マスク８４からの信号又はパターンの自動対比と
光学（DC）軸上に作られる基準マスク８８からの信号又はパターンの自動対比の
合計である。他の２項は入力マスク信号と軸外れに回折されている基準マスク信
号間の交差対比機能である。これら二つの交差対比項は光学軸から対象的に配備
され、マスク８４と８８の存在と場所を示す。フーリエ面における非線変換は対
比装置の実行を向上させるのに使用される。

【０２４５】相違する面にあるマスク８４と８８の効果は各対比項のための相違する二次位
相機能又は“チャープ”機能で結合パワースペクトルを符号化するものである。
結果として、対比装置は３出力面を有する。光学軸（DC項）上の自動対比機能は
出力面の一つに焦点を合わせる。第４２Ａ図と第４２Ｂ図を参照すれば、このよ
うな対比装置３４０はチャープ符号化された共同変換対比装置である。

【０２４６】第３０図と第３２図に示すような単一入力面−単一出力面対比装置において、
基準マスク８８からと入力マスク８４からの両信号は同一入力面に置かれる。基
準マスク位相信号r（x＋x₀，y）と入力信号s（x−x₀，y）に対して、結合パワー
スペクトルは下記の通りである。

【０２４７】

【数２８】

【０２４８】数中、（α，β）はフーリエ面座標、λは光源９０からの照明する可干渉光の
波長、fはフーリエレンズ９８の焦点距離である。此処で、数５４と数５５はそ
れぞれ入力信号r（x，y）と基準信号s（x，y）のフーリエ変換である。

【０２４９】

【数５４】

【０２５０】

【数５５】

【０２５１】

【数２９】

【０２５２】基準マスク８８と入力マスク８４が同一面に置かれる場合において、対比装置
は数２８のフーリエ変換を得るために結合パワースペクトル面の後に置かれるフ
ーリエレンズ９８を有する。対比信号はレンズ９８の後焦点面で作られる。数２
８の最初の２項は光学軸上にs（x，y）とr（x，y）の自動対比機能を作る。数２
８の第３項と第４項は光学軸からの2x₀により分離される交差対比機能を作る。

【０２５３】本発明のチャープ符号化された結合パワー変換対比装置はエネルギー記録装置
としてのフーリエ面における光学的にアドレス指定されたSLM又はCCD配列で実行
でき得る。基準信号と入力信号は相違する面に置かれる。基準マスク信号r（x＋
x₀，y）を含む基準マスク面はフーリエレンズ９８から距離d_rの間隔を置く。入
力マスク信号s（x−x₀，y）を含む入力マスク面はレンズ９８から距離d_sの間隔
を置く。例えば、第４２Ａ図と第４２Ｂ図において、フーリエレンズ９８からの
入力マスク信号の距離d_sはレンズ９８からの基準マスク信号の距離d_rより大きい
。信号はレンズ９８でフーリエ変換され、エネルギー記録装置100が位置する入
力面での入力信号と基準信号のフーリエ変換間の干渉は下記の通りである。

【０２５４】

【数３０】

【０２５５】数中、kは相当する波数である。フーリエ変換強度配分は入力装置から得られ
、下記のように書くことが出来る。

【０２５６】

【数３１】

【０２５７】此処で、^*は複合位相接合を示す。

【０２５８】入力マスク８４と基準マスク８８が数２８で表される同一面に置かれる対比装
置の結合パワースペクトルと数３１の結合パワースペクトル間の相違は基準信号
と入力信号の交差パワースペクトルを変調する数３２で示す二次位相機能である
。二次位相は“チャープ”信号の形である。

【０２５９】

【数３２】

【０２６０】チャープ位相符号化の結果はフーリエレンズ９８が数３１のフーリエ変換を得
るために使用される時、対比信号が相違する出力面に焦点を合わせれられるとい
う事である。変換レンズ９８自体は二次位相機能を導入する。発生するフレネル
回折は距離を置いてレンズ９８からの信号に依存する追加二次機能を導入する。
出力対比機能は位相機能が零になる時に出力面に作られる。これは下記分析に図
示される。

【０２６１】記録装置１００の出力からの結合パワースペクトルE（α，β）は光学的又は
電子的にフーリエ変換でき得る。レンズ９８が焦点距離fと共に使用されるとし
て、レンズ９８からの距離zに位置する面P_zにおける配光は下記により与えられ
る。

【０２６２】

【数３３】

【０２６３】数中、FTはフーリエ変換演算子を示し、（x′，y′）は面P_zの座標である。
此処で、フーリエ変換は1／λzで目盛られる周波数で計算される。数３１の結合
パワースペクトルのための数を用い、出力配光は下記のように書く事ができる。

【０２６４】

【数３４】

【０２６５】数中、フーリエ変換は数５６で数値を求められる。数３３の第１項は数５７と
数５８で示す自動対比を作り、外１は対比を示す。入力信号の自動対比と基準信
号の自動対比の合計は二次位相が零、即ちz₀ ＝f又はレンズから離れた距離fで零
になるフーリエレンズの後の面に現れる。実信号にたいして、信号の複素共役は
信号に等しい。

【０２６６】

【数５６】

【０２６７】

【数５７】

【０２６８】

【数５８】

【０２６９】数３３の第２項と第３項は入力信号と基準信号、即ち数５７と数５８間の交差
対比項を作る。交差対比項はその相当する二次位相変調に従って相違する面で作
られる。各交差対比項が現れる面を決定するために、相当する二次位相項は零と
同等に設定される。数３３の第２項にたいして、零位相二次位相変調は下記式に
よって作られる。

【０２７０】第一交差対比項は変換レンズから離れた面z₁ で作られる。

【０２７１】

【数３５】

【０２７２】対比機能と光学軸間の分離は下記数で与えられ、数中、x₁とz₁はそれぞれ光学
軸と変換レンズからの対比項数５７の距離を示す。

【０２７３】

【数３６】

【０２７４】同様に、他の交差対比項数５９は二次位相変調が零である面のレンズの後で作
られる。

【０２７５】

【数３７】

【０２７６】本例において、対比機能と光学軸間の分離は下記数により与えられる。

【０２７７】

【数３８】

【０２７８】 d_r＞d_sとf＞d_r−d_sの時、対比面はz₂＜f＜z₁に置かれる。

【０２７９】 d_r＝dsの時、単一入力面−単一出力面対比装置は得られる。対比面は合致し、
全出力は1面、即ちz₂＝z₁ ＝fで作られる。本例において、光学軸からの対比信号
の分離は2x₀になる。

【０２８０】 d_r≠dsの時、結合パワースペクトルの多数項は光学軸に沿って相違面で相当す
る対比信号を作る。結合パワースペクトル数５７＋数５８の自己乗積項により作
られる自動対比機能は結合パワースペクトル数５９及び数６０の交差乗積項によ
り作られる。

【０２８１】

【数５９】

【０２８２】

【数６０】

【０２８３】レンズからのz＝z₁ （数３５参照）に位置する出力面P_zにおいて、対比信号は
得られる。他の項数６１、及び６２及び数５９はスペクトルの無零二次位相変調
のためにこの面で焦点が外れている。その相当する対比信号強度は望まれる対比
信号数５８の強度と比較して割合に小さい。

【０２８４】

【数６１】

【０２８５】

【数６２】

【０２８６】例えば、入力マスク８４と基準マスク８８が同一面に置かれる単一入力面、単
一出力面を考察する。非直線変換は非直線共同変換対比を得るために結合パワー
スペクトルに適用される。非直線性の効果は高ピ−ク強度、ピーク対副ローブ比
及び狭対比幅を作る事である。チャープ符号化された対比装置にたいして、結合
パワースペクトルの各項は相違する出力面に対比機能を作る。結合パワースペク
トルの非直線変換は各出力面における対比形を向上する。非直線特徴はEがフー
リエ変換干渉強度である時のg（E）により示される。非直線変換された干渉強度
にたいする数は下記である。

【０２８７】

【数３９】

【０２８８】

【数４０】

【０２８９】数中、数６３とJ_vは第一種類、V次数のベッセル機能で、G（ω）は非直線性の
フーリエ変換である。

【０２９０】

【数６３】

【０２９１】数６４で示す二次位相項がコサイン機能の項に導入される事を除いて、数３９
単一入力面、単一出力面対比装置の場合におけるフーリエ面非直線性の出力の数
に類似する。

【０２９２】

【数６４】

【０２９３】二つの入力面の分離が零である時、数３９は入力マスク８４と基準マスク８８
の像が同一面にある時の対比装置のための数と同じである。両場合において、v
＝1に対して、非直線システムは数６５で示す交差対比項の正しい位相を維持で
き振幅のみが影響される。

【０２９４】

【数６５】

【０２９５】同一入力面、同一出力面対比装置にたいして、二つの対称的対比信号がフーリ
エレンズ９８の後焦点面の同一面に現れる。しかし、チャープ符号化された対比
装置にたいして、対比信号は数６６で示す位相変調のために相違する面に位置す
る。

【０２９６】

【数６６】

【０２９７】対比ピークの位置選定は数３６−３８で与えられる。同一入力面、同一出力面
対比装置にたいして、各調波項は入力信号と基準信号のフーリエ位相相違をv倍
で位相変調させる。より高位の対比信号は2vx₀に回折され、同一出力面にある。
しかし、チャープ符号化された対比装置にたいして、多数のより高位の対比信号
は各調波項に適用される異なった二次位相変調の結果として異なった出力面で作
られる。

【０２９８】より高位の調波の位置は数３２のg（E）（数３９参照）をE（α，β）に代え
て相当する二次位相項を零にして誘導でき得る。数６０で示す項のための第v位
対比信号を探すために、我々は下記数を有する。

【０２９９】

【数４１】

【０３００】対比項の種々の位数は変換レンズから離れて面z₁で作られる。

【０３０１】

【数４２】

【０３０２】 z₁が調波位vによる。光学軸からの対比機能の分離は下記数により与えられる
。

【０３０３】

【数４３】

【０３０４】同様に、数５８のための第v位対比信号は面におけるレンズの後で作られる。

【０３０５】

【数４４】

【０３０６】この場合、光学軸からの対比機能の分離は：

【０３０７】

【数４５】

【０３０８】数４２−４５における第一位調波項v=1のために、同一結果が得られる。この
ように、チャープ符号化された対比装置のための第一位対比信号は直線例におけ
るのと同一である。結合パワースペクトルの非直線変換は関心の対比ピークを鋭
敏にし拡散した対比信号機能を広げる。

【０３０９】二次位相符号化2進共同変換対比装置にたいして、第1位対比項のみが関心の出
力面に存在する。これは対比ピーク対副ローブ比の増加に終わる。より高位の調
波項は他の異なる出力面で作られる。相違する出力面におけるこれら項の形成は
オン軸自動対比（DC）項とオフ軸交差対比項の重複を減少する。入力マスク８４
と基準マスク８８が同一である時、交差対比面での出力は特徴的対比スパイク１
１０を有する。マスクが相違する時、スパイク１１０は欠乏する。

【０３１０】本発明の対比装置を回転、スケール及び照明水準について作るために、本発明
の確認システム８０は好ましくは共同フーリエ変換対比装置を使用して実行する
時に特徴抽出を備える特別対比算法を基礎にする。環状対比は二次元レッテルパ
ターン、即ち基準マスク８８と角度ηで回転するその複写、即ち入力マスク８４
間で実行される。この対比は回転不変式で下記数で表される。

【０３１１】

【数４６】

【０３１２】任意のレッテル又はマスクにたいして、機能Cの特別な形は固有なレッテル又
はマスク構造に依存する。従って、上記機能は如何なる基準パターンも無しにマ
スク又はレッテル記述を備える。

【０３１３】レッテル又はマスクパターン環状対比の回転及びスケールは下記数を基礎に数
値を求められる。

【０３１４】

【数４７】

【０３１５】数中、C( x_k ，y₁，η_i）はCの見本抽出された値、T_iはしきい値、N（η_i）は見
本数で、見本値はしきい値T_i及びC（0，0，0）への標準化する機能C（x，y，η
）、即ち自動対比の中央ピーク値を超過する。対称物スケールと配置の変化がN
（η）とN（0）の比例変化に終わり、C（0，0，0）に標準化する事は数４７の特
徴を入力角度のスケールと配置を不変にする。環状対比配分は単に最初の像移動
で置換され、その形は不変なので、数４７の特徴は移動不変である。製品にレッ
テルを貼るための相違する偽無作為マスクは特徴N（η）の特定値を備えるよう
に設計できる。例えば、対比最大量は角度η_iで第i次レッテルのみのためにしき
い角度Tiを超過する。

【０３１６】好ましくは、レッテル又はマスク確認は結合パワースペクトルの非線しきい限
界による独立した照明である。基準r（x−x₀，y）と出力レッテル又はマスク・
s（x＋x₀，y）間の第1次位交差対比信号（JPS）を生じる透過率の構成部品は：

【０３１７】

【数４８】

【０３１８】数中、aは照明係数、αとβは角空間周波数座標、R（α，β）その振幅、φ_R
（α，β）とφ_s（α，β）はそれぞれrとsのフーリエ変換の位相であり、E_rは
しきい値である。

【０３１９】最大対比ピークはJPSの二進化のためのしきい値が下記数である時に得られる
。

【０３２０】

【数４９】

【０３２１】その場合、JPSの照明依存は消滅し、JPS（数４８）は下記数で表される。

【０３２２】

【数５０】

【０３２３】結果は上記数５０が非線しきい限界前のJPSがレッテル又はマスクの照明aの水
準に依存しない事を示す事である。この非線しきい限界接近の追加利点は相互変
調とDC項が除去される事である。

【０３２４】上記に論じた新しい対比方法の結果として、この新しい確認システム８０の対
比装置は比較的安価な構成分子で構成することができる。これは上記新しい方法
を用いる対比装置がスケール、回転及び照明について有利に不変であるからであ
り、これは光学的対比処置の精度を保護するために非常に重要である。

【０３２５】第VII節及び第VIII節で論じた新しい対比方法は好ましくはコンピュータ１９
４のプロセッサー、コンピュータ１９４の一部又は分離したデジタル信号処理の
エンジン、又はそれらの組合せによるように操作器確認システムの中で実行され
るソフトウェアで実行される。このようなソフトウェアはフォータン、パスカル
、C、マトラブのようなコンピュータに組入れられる言語又はデジタル信号処理
適用に使用される他のコンピュータに組入れられる言語に書かれ得る。

【０３２６】前述の記述及び図面は本発明の好適例を詳細に記述し図示するが、本発明に関
係する当業者にとって、本開示が発明の範囲を越えずに多数の変更及び構造を示
唆する事も理解され得る。従って、本発明は特許請求の範囲に限定さるるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】結果としてのプーリエ変換した結合パワースペクトルが、スペクトル上で非直
線且つ逆フーリエ変換であるスパイク状の対比スポットを有するか否かを定める
ため、位相体積マスクとなり得る基準に対して表面レリーフ位相マスクまたは位
相体積マスクとなり得る入力を対比するための一般的相関を説明する図である。

【図２】本発明の体積位相マスクの単純化したランダム位相パターンを示す説明図であ
る。

【図３】明確ならしめるため誇張せしめた、小さな高アスペクト比位相構造を示すマス
クの断面図である。

【図４】好ましくは位相エンコーダまたはマスクに複製した拡大された好ましいランダ
ムパターンの説明図である。

【図５】マスクまたは他のマスクの複製を作るため最終的に使用される記録媒体内に好
ましいランダムパターンを記録するための好ましい記録手段を示す説明図である
。

【図６】記録方法において記録媒体を基体に載せる初めの工程の説明図である。

【図７】記録媒体内にパターンを記録する記録工程の説明図である。

【図８】記録媒体内のパターンの現像説明図である。

【図９】露光された記録媒体を除去した後の位相構造製品の説明図である。

【図１０】サブマスターの複製を作る説明図である。

【図１１】複製材料のブロック上に対するサブマスターの位置決め説明図である。

【図１２】複製材料に複製パターンを刷り込むためサブマスターに対し圧力を加えること
の説明図である。

【図１３】サブマスターを除去した後、複製材料内に痕跡を残すことの説明図である。

【図１４】複製材料の面に保護材料と充填材を加えることの説明図である。

【図１５】好ましい複製材料の分子の説明図である。

【図１６】接着剤複製プロセスにおけるサブマスターの使用説明図である。

【図１７】サブマスターの複製構造間の気泡内に接着剤を押し込むため圧力を加える工程
説明図である。

【図１８】接着剤硬化の説明図である。

【図１９】好ましく硬化した後接着剤を剥ぎ取る説明図である。

【図２０】硬化した接着剤から得られたマスクの側面図である。

【図２１】スクランブラーマスクを有するランダムパターンの説明図である。

【図２２】生物測定指紋パターンである所定パターンの説明図である。

【図２３】所定パターンと旋回するランダムパターンを単純に示した説明図である。

【図２４】虹彩パターンの説明図である。

【図２５】模範的網膜パターンの説明図である。

【図２６】生物測定パターンではないが所定のパターンの説明図である。

【図２７】スクランブラーマスクの形のランダムパターンと旋回する情報マスクの所定の
パターンを有する体積位相マスクを記録するための記録装置の説明図である。

【図２８】図２７に示す旋回位相マスク記録装置における情報マスクとスクランブルマス
クの位置関係説明図である。

【図２９】位相旋回マスクを記録するための第２の好ましい記録装置の説明図である。

【図３０】対比装置の説明図である。

【図３１】図３０に示す対比装置の好ましいプロセッサまたは計算機の付加的構成の説明
図である。

【図３２】図３１及び図３２に示す対比装置の光学的及び工程的説明図である。

【図３３】他の対比装置の説明図である。

【図３４】入力または基準を有する空間光変調器を含む対比装置の斜視図である。

【図３５】第１の好ましいコンパクト対比装置の斜視図である。

【図３６】コンパクト対比装置の平面図である。

【図３７】コンパクト対比装置の光線トレースの説明図である。

【図３８】コンパクト対比装置の第２の好ましい実施例の平面図である。

【図３９】コンパクト対比装置の第３の好ましい実施例の斜視図である。

【図４０Ａ】入力または基準として人から走査して得た生物測定パターンを用いた対比装置
の説明図である。

【図４０Ｂ】入力または基準として人から走査して得た生物測定パターンを用いた対比装置
の説明図である。

【図４０Ｃ】入力または基準として人から走査して得た生物測定パターンを用いた対比装置
の説明図である。

【図４１Ａ】特定場所への接近を制御する対比装置とプロセッサの説明図である。

【図４１Ｂ】特定場所への接近を位置する対比装置とプロセッサの説明図である。

【図４２Ａ】入力と基準が同一面にない場合の対比装置の説明図である。

【図４２Ｂ】入力と基準が同一面にない場合の対比装置の説明図である。

【図４３】平滑関数のグラフである。

【図４４】平滑関数のグラフである。

【図４５】自動対比関数のグラフである。

【図４６】交差対比関数のグラフである。

【図４７】 “ノイズ状”関数のグラフである。

【図４８】 “ノイズ状”関数のグラフである。

【図４９】自動対比関数のグラフである。

【図５０】交差対比関数のグラフである。

【図５１】角度空間の説明図である。

【図５２】フーリエ空間の説明図である。

【図５３】入力と基準が同一のとき対比の結果であるスパイク状の対比スポットの斜視図
である。

【図５４】入力と基準が同一でないとき対比の結果であるより小さい幅のスパイクの斜視
図である。

【図５５】自動対比関数のグラフである。

【図５６】第２の好ましい接着型複製プロセスの初期準備工程の説明図である。

【図５７】基体の準備した部分に置いた接着剤の上に位相マスクパターンメーカーを置く
ことの説明図である。

【図５８】図５７に示す構成の側面図である。

【図５９】複製プロセスを完了したときの結果であるマスクの平面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者サバントガジェンドラディ．アメリカ合衆国カリフォルニア州 90275ランチョパロスバーデスバスウッドストリート 26640 (72)発明者ジャンソントーマズピー．アメリカ合衆国カリフォルニア州 90505トーランスビアエルセレノ 4629 (72)発明者ジャンソンジョアンナエル．アメリカ合衆国カリフォルニア州 90505トーランスビアエルセレノ 4629 Ｆターム(参考） 5B035 AA15 BA03 BB03 BB05 BB12 BC00 5B058 CA33 KA02 KA04 KA08 KA13 KA31 KA37 YA20 5C084 AA02 AA07 BB33 CC17 DD36 DD87 EE01 FF20 GG12 GG20 GG43 GG52 GG56 GG57 HH10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物からの入力と、上記入力に関連する基準と、上記入力が正しいか否かを確認するため上記基準に対して入力を対比する対
比装置とよりなる確認システム。
【請求項２】入力及び基準の一方が複数の位相体積構造を有する位相体積マスクを包含する請求項１記載の確認システム。
【請求項３】各構造が少なくとも1：1の高さ対幅のアスペクト比を有する
請求項２記載の確認システム。
【請求項４】少なくとも複数の構造が少なくとも2：1のアスペクト比を有
する請求項３記載の確認システム。
【請求項５】各構造を保護する保護層を更に包含する請求項２記載の確認
システム。
【請求項６】保護層が上記構造より硬質な請求項５記載の確認システム。
【請求項７】保護層がダイヤモンド、ダイヤモンドダスト又はダイヤモン
ドのごとき材料よりなる請求項６記載の確認システム。
【請求項８】保護層が反射材よりなる請求項６記載の確認システム。
【請求項９】反射材がアルミニウムよりなる請求項８記載の確認システム
。
【請求項１０】更に各構造上に充填材を包含する請求項５記載の確認シス
テム。
【請求項１１】充填材が保護層をカバーする請求項１０記載の確認システ
ム。
【請求項１２】充填材がＸ線放射を通さない低屈折率材料よりなる請求項
１０記載の確認システム。
【請求項１３】充填材がＸ線放射の少なくとも60％と、上記充填材を通過
することになる18.4ナノメートル以下の波長を有する放射線を阻止する物質を含
む請求項１０記載の確認システム。
【請求項１４】充填材が低屈折率エポキシよりなる請求項１３記載の確認
システム。
【請求項１５】エポキシが約1.58以下の屈折率を有する請求項１４記載の
確認システム。
【請求項１６】各構造が6ミクロン以下のサイズを有する請求項２記載の
確認システム。
【請求項１７】各構造が約1ミクロン以下のサイズを有する請求項１６記
載の確認システム。
【請求項１８】構造が無作為パターンに配列されている請求項２記載の確
認システム。
【請求項１９】無作為パターンが確率的無作為パターンよりなる請求項１
８記載の確認システム。
【請求項２０】確率的無作為パターンがスペックルパターンよりなる請求
項１９記載の確認システム。
【請求項２１】位相体積マスクが１）無作為パターン及び２）所定パタ
ーンよりなる疑似無作為パターンで配列されている請求項２記載の確認システム
。
【請求項２２】所定パターンが生物測定パターンよりなる請求項２１記載
の確認システム。
【請求項２３】生物測定パターンが指紋、網膜パターン、声紋又は顔面
イメージよりなる請求項２２記載の確認システム。
【請求項２４】所定パターンが無作為でない生物測定パターンよりなる請
求項２１記載の確認システム。
【請求項２５】所定パターンが疑似無作為パターンを形成する無作為パタ
ーンと絡み合う請求項２４記載の確認システム。
【請求項２６】マスクが旋回マスクよりなる請求項２５記載の確認システ
ム。
【請求項２７】マスクが少なくともマスク面積1平方センチメートル当た
り約1億構造を有する請求項２記載の確認システム。
【請求項２８】他の入力と基準が空間光変調器よりなる請求項２記載の確
認システム。
【請求項２９】空間光変調器が各位相が選択的に変化する画素配列を有す
る液晶パネルよりなる請求項２８記載の確認システム。
【請求項３０】各素子の位相を制御するための液晶パネルに操作可能に接
続するプロセッサーを更に包含する請求項２９記載の確認システム。
【請求項３１】各画素の位相が光透過度が最低であるゼロ位相から光透過
度が最高である255位相まで選択的に変化出来る請求項３０記載の確認システム
。
【請求項３２】体積位相マスクが構造中に配置された保護層と構造上に置
かれた外充填材を有する積層板よりなり、各構造がサイズで約6ミクロン以下で
あり1：1以上のアスペクト比を有する請求項２記載の確認システム。
【請求項３３】位相体積マスクが約20％以下で変化する分子量配分の分子
を有する材料よりなる請求項３２記載の確認システム。
【請求項３４】位相体積マスクがａ）エステルとカルボキシル基の複数対
、ｂ）重合体長鎖の複数対、ｃ）それぞれが飽和カーボンを有するカーボン鎖の
複数対、ｄ）アルケン官能基の複数対及びｅ）べンジル官能基の複数対よりな
る構造を有する複製マスクよりなる請求項３２記載の確認システム。
【請求項３５】マスク構造がポリビニルシンニメートよりなる請求項３４
記載の確認システム。
【請求項３６】位相体積マスクが紫外線治癒できる材料よりなる構造を有
する複製マスクよりなる請求項３２記載の確認システム。
【請求項３７】位相体積マスクが紫外線治癒できるエポキシよりなる構造
を有する複製マスクよりなる請求項３６記載の確認システム。
【請求項３８】構造がパターンに配列され各構造とパターンが目に見えな
い請求項２記載の確認システム。
【請求項３９】第一マスクが各々が6ミクロン以下であり2：1以上のアス
ペクト比を有し位相体積マスクが対象物に粘着的に付着する位相体積マスクより
なる請求項１記載の確認システム。
【請求項４０】対象物がカード又はタグよりなる請求項３９記載の確認シ
ステム。
【請求項４１】対比装置が光プロセッサーとエネルギー記録装置により光
プロセッサーとインターフェースするコンピュータプロセッサーとよりなる請求
項１記載の確認システム。
【請求項４２】光プロセッサーが光源と、入力と基準が光源とフーリエレ
ンズ間に光学的に配置されているフーリエレンズよりなる請求項４１記載の確認
システム。
【請求項４３】エネルギー記録装置が複数の記録素子の各々が入力と基準
の少なくとも一つのサブミクロンサイズ構造により製造されるフーリエ干渉パタ
ーンを記録できうるために約6μｍ以下のサイズを有する複数の記録素子を有す
る請求項４２記載の確認システム。
【請求項４４】記録装置の記録素子とフーリエ干渉パターンを拡大するた
めのフーリエレンズ間に光学的に配置されている拡大レンズ（ルーペ）をさらに
包含する請求項４３記載の確認システム。
【請求項４５】入力と基準が異なる面に位置する請求項４２記載の確認シ
ステム。
【請求項４６】更に基準のシグナルと入力のシグナルがフーリエレンズに
より変換される時に発生するフーリエ干渉パターンにおける二次式を分解する手
段を包含する請求項４５記載の確認システム。
【請求項４７】対比装置が光源、フーリエレンズ、エネルギー記録装置、
エネルギー記録装置に接続する像補足装置、像補足装置に接続するプロセッサー
を包含し１）光源と光源が基準と入力を照明する時フーリエ干渉パターンを有す
る結合パワースペクトルが製造されるようなフーリエレンズとの間に入力と基準
が光学的に位置し、２）プロセッサーがｉ）干渉パターンを非線形変換ii）非線
形変換された干渉パターンを逆フーリエ変換及びiii）対比ピークが非直線変換
、逆フーリエ変換された干渉パターンか否かを決定するように形成される請求項
１記載の確認システム。
【請求項４８】プロセッサーがデジタルシグナルプロセッサーを包含する
請求項４７記載の確認システム。
【請求項４９】デジタルシグナルプロセッサーが複数のデジタルシグナル
プロセッサーを組立てるデジタルシグナル処理エンジンの一部である請求項４
８記載の確認システム。
【請求項５０】更にデジタルシグナル処理エンジンがコンピュータに接続
される少なくとも一つのプロセッサーを有するコンピュータを包含する請求項４
９記載の確認システム。
【請求項５１】１）入力が照明される時に入力シグナルを生じ、２）基準
が照明される時に基準シグナルを生じ、３）入力と基準が共通面に位置せず、４
）プロセッサーが入力と基準が共通面に位置しないので干渉パターン中に生じる
二次式を分解するように形成される請求項４７記載の確認システム。
【請求項５２】１）入力が照明された時に入力シグナルを生じ、２）基準
が照明された時に基準シグナルを生じ、３）入力と基準が相互比例した鋭角に配
置され、４）プロセッサーが入力と基準間の角度に不変の対比装置を作るために
基準シグナルと入力シグナルが正常化される請求項４７記載の確認システム。
【請求項５３】対比装置が第一脚、中脚及び後脚を含む一般にU−型光トンネルを有する外被と、第一脚と光通信する光源と、第一脚の一端に位置するよう互いに離間された、入力を受ける開口窓の一つと
基準を受ける他の開口窓との一対の開口窓と、光源と開口窓間に光学的に配置された第一脚中のビームスプリッターと、ビームスプリッターと光源間に光学的に配置された第一脚に配置された平行レ
ンズと、第二脚に配置された鏡と、ビームスプリッターと鏡間に光学的に配置されたフーリエレンズと、後脚に配置されたエネルギー記録装置とよりなる請求項１記載の確認システム。
【請求項５４】対比装置がその外被が約1.25インチ以下の厚みと約7イン
チ以下の幅と約10インチ以下の長さを有するような小形構造である請求項５３記
載の確認システム。
【請求項５５】対比装置が外被と、光源と、入力と基準間に空間をあけるよう互いに離間された、入力を受ける一つの開口
窓と基準を受ける他の開口窓との一対の開口窓と、光源と開口窓間に光学的に配置された放射線鏡と、放射線鏡と開口窓間に光学的に配置されたビームスプリッターと、エネルギー記録装置と、開口窓とエネルギー記録装置間に光学的に配置されたフーリエレンズとよりな
り、光源が外被により運ばれ放射線鏡に比例して鋭角化されるので放射線鏡、ビー
ムスプリッター、フーリエレンズ、開口窓及びエネルギー記録装置内の光源を位
置につけさせる請求項１記載の確認システム。
【請求項５６】フーリエレンズが、ビームスプリッターと開口窓間に配置
され対比装置が反射式対比装置であるので操作光が入力と出力から反射する間特
定の場所に配置される請求項５５記載の確認システム。
【請求項５７】更にビームスプリッターとエネルギー記録装置間に光学的
に配置される鏡を包含する請求項５６記載の確認システム。
【請求項５８】対比装置が入力と基準を照明する光ビームを生じる光源と、１）光源と２）基準及び入力間に光学的に配置されたエネルギー記録装置と、１）エネルギー記録装置と２）基準と入力間に光学的に配置されたフーリエレ
ンズと、人間の生物測定形態を操作的に走査する生物測定走査器とよりなり、入力と基準が互いに間隔をあけ、１）入力と基準の一つが生物測定走査器により走査された生物測定形態を包含
する位相パターンを表示する生物測定走査器に接続し２）他の入力と基準がその
中に符号化された生物測定パターン位相を含む位相体積マスクを包含する請求項
１記載の確認システム。
【請求項５９】生物測定走査器が機械的に空間光調整器に接続する指紋走
査器を包含する請求項５８記載の確認システム。
【請求項６０】空間光調整器が基準を包含し位相体積マスクが入力を包含
する請求項５８記載の確認システム。
【請求項６１】更に１）光源と２）基準と入力間に光学的に配置されたビ
ームスプリッターを包含する請求項５８記載の確認システム。
【請求項６２】対比装置が反射式対比装置よりなる請求項６１記載の確認
システム。
【請求項６３】更に走査した生物測定パターンを符号化する無作為位相パ
ターンと共に空間光暗号器を備えるための空間光調整器に操作的に接続されたプ
ロセッサーを包含し、位相体積マスクが更にそこに符号化された生物測定パターン位相を符号化する
無作為位相パターンを包含する請求項５８記載の確認システム。
【請求項６４】無作為位相パターンと生物測定パターンがパターン同士を
統合するために旋回されるので生物測定パターンが無作為位相パターンにより符
号化されて位相体積マスクを見る時に生物測定パターンが視覚的に認識できない
請求項６３記載の確認システム。
【請求項６５】生物走査器を保持する端末と位相体積マスクを保持するカ
ードを有し、上記端末が少なくともカード部分を受け取るスロットを有する請求
項５５記載の確認システム。
【請求項６６】更にドアと、入力が正しいか否かを決定する対比装置に操作的に接続するプロセッサーと、１）入力が正しいとプロセッサーにより決定されるとドアを開け２）入力が正
しくないとプロセッサーにより決定されるとドアが開かないプロセッサーに操作
的に接続されている電子ドア開閉機構とを包含する請求項１記載の確認システム
。
【請求項６７】電子ドア開閉機構が１）入力が信頼できると決定すれば開
き２）入力が正しくないと決定すれば閉まる電子錠を有する請求項６６記載の確
認システム。
【請求項６８】対比装置が更に入力と基準を照明する光源と、光部分を対比装置の外側位置に向ける走査器組立体を包含し、入力が入力と基準が異なる面に配置されるように対比装置の外面に位置され、光部分が入力に向けられるようになる請求項１記載の確認システム。
【請求項６９】走査器組立体が光部分を分離するビームスプリッターを包
含する請求項６８記載の確認システム。
【請求項７０】走査器組立体が更に光部分を入力方向に向ける入力とビー
ムスプリッター間に光学的に配置される鏡を包含する請求項６９記載の確認シス
テム。
【請求項７１】対比装置が、入力と基準を照明する光源と、荷電結合体写
真機と、写真機、入力及び基準間に配置されたフーリエレンズと、入力が正しい
か否かを決定するフーリエ干渉パターンを含む基準と入力の両者から光の結合パ
ワースペクトルを分析する写真機に操作的に接続するプロセッサーを包含し、上
記基準が、プロセッサーにより得やすい位相パターンのデータベースに貯蔵され
た複数の位相パターンのうちの1つの位相パターンと共に空間光調整器を構成す
るプロセッサーと操作的に接続する空間光調整器を包含する請求項１記載の確認
システム。
【請求項７２】写真機に操作的に接続したプロセッサーが空間光調整器に
操作的に接続したプロセッサーでもある請求項７１記載の確認システム。
【請求項７３】対象物からの入力と、上記入力が対比される基準と、対比装置とを包含し、上記入力と基準の少なくとも一方が約6ミクロン以下のサイズで少なくとも2：
1のアスペクト比を有する各位相構造と共にパターン内に配列された平方センチ
メートル当たり少なくとも約1億の位相構造を有する位相体積マスクを有し、上記対比装置が、上記入力が正しいか否かを確認するために基準に対して対比
し、上記対比装置が、入力に符号化されたパターン位相を代表する入力シグナル
と入力に符号化されたパターン位相を代表する基準シグナルが生じるように入力
と基準を照明する光源と、干渉パターンを有する結合パワー変換体を製造するた
めに入力シグナルと基準シグナルをフーリエ変換するフーリエレンズと、干渉
パターンを記録するエネルギー記録装置と、入力が正しいか否かを表示する対
比スポットの有無を確認するために記録されたパターンを非直線的に変換し逆フ
ーリエ変換して記録された干渉パターンを分析するコンピュータを包含する確認
システム。
【請求項７４】パターンが無作為パターンを包含する請求項７３記載の確
認システム。
【請求項７５】無作為パターンが無作為確率的パターンを包含する請求項
７４記載の確認システム。
【請求項７６】各位相構造が約1ミクロン以下のサイズである請求項７３
記載の確認システム。
【請求項７７】ａ）入力と、基準と、この入力と基準の少なくとも一つに
設けた各々が約６ミクロン以下のサイズと少なくとも2：1のアスペクト比を有す
る位相構造の複数対を有する位相体積マスクと、光源を有する対比装置と、フー
リエレンズと、エネルギー記録装置と、この記録装置に操作的に接続するコンピ
ュータを備え、ｂ）上記入力から入力信号及び上記基準から基準信号を得るために上記入力と
基準を照明し、ｃ）上記入力信号と基準信号をフーリエ変換し、ｄ）フーリエ変換した入力信号と基準信号を結合パワースペクトル像として記
録し、ｅ）記録された結合パワースペクトル像を非直線的に変換し、ｆ）記録された結合パワースペクトル像を逆フーリエ変換し、ｇ）対比ピークが存在するか否かを決定する事よりなる基準に対して入力を固有識別する確認方法。
【請求項７８】上記入力と基準が異なる面に置かれ、更に工程ｆ）で逆フ
ーリエ変換された後の記録された像に生じる二次式を分解する請求項７７記載の
確認方法。
【請求項７９】上記入力が基準に対して鋭角をなし、１）入力信号と基準
信号間で円対比を行い、２）入力信号と基準信号を標準化して入力信号と基準信
号を角回転に変化させないようにする請求項７７記載の確認方法。
【請求項８０】上記入力が認証された照明であるか否かを決定するために
結合パワースペクトルのための非直線的境界を設ける請求項７７記載の確認方法
。