JP2009151040A - Optical functional element and optical authentication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an authentication system excellent in security properties, which is different from a conventionally proposed authentication system based on electronic information. <P>SOLUTION: The optical authentication system includes: a first polarizing element 10 having a plurality of minute structures 12 arranged in a prescribed arrangement pattern within a planar first substrate 11 having light transmitting property; and a second polarizing element 20 having a plurality of minute structures 22 arranged in a prescribed arrangement pattern on the basis of the arrangement pattern of the first polarizing elements 10, within a planar second substrate 21 having light transmitting property. Only when the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 are used in a right combination and placed in a right positional relation, the light with which the first polarizing element 10 is irradiated is emitted as propagation light from the second polarizing element 20. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、認証技術の分野において使用するのに好適な光機能素子及び光学認証システムに関する。   The present invention relates to an optical functional element and an optical authentication system suitable for use in the field of authentication technology.

近年においては、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話、携帯ゲーム機等をはじめとして、各種の携帯型の電子機器が広く用いられている。このような携帯型の電子機器は、電池パックのような二次電源を電力源としている場合が多く、これによって、充電による繰り返し使用が可能となっている。   In recent years, various portable electronic devices such as notebook computers, digital cameras, mobile phones, and portable game machines are widely used. Such portable electronic devices often use a secondary power source such as a battery pack as a power source, and can be used repeatedly by charging.

ところで、このような二次電源は、一般に、その内部に電解液として可燃性の有機溶媒が用いられている。このため、各種電子機器や二次電源の製造者は、正規品の電子機器に対して、耐衝撃性や耐温性等の各種性能が保証されている正規品としての二次電池の使用をユーザに推奨しているが、このような正規品としての二次電池は一般に高価であることから、ユーザによっては安価な模造品等の非正規品を使用する場合があった。しかしながら、このような非正規品は、各種性能についての保証が十分になされていないことがあり、二次電池内の有機溶媒が揮発し、これによって発火、爆発事故を招くおそれがあった。   By the way, such a secondary power supply generally uses a flammable organic solvent as an electrolytic solution therein. For this reason, manufacturers of various electronic devices and secondary power supplies must use secondary batteries as genuine products that are guaranteed various performances such as shock resistance and temperature resistance against genuine electronic devices. Although it is recommended to users, such secondary batteries as regular products are generally expensive, and some users may use non-genuine products such as cheap imitations. However, such non-genuine products may not be sufficiently guaranteed for various performances, and the organic solvent in the secondary battery volatilizes, which may lead to fire and explosion.

このため、従来においては、このような非正規品としての二次電池が正規品としての電子機器に使用されるのを防ぐべく、二次電池が電子機器に装着された場合に、その二次電池が正規品であるか非正規品であるかを見分ける仕組みを設けた機器認証に関する認証技術が提案されている。   For this reason, conventionally, when a secondary battery is mounted on an electronic device in order to prevent such a secondary battery as an unauthorized product from being used in an electronic device as an authorized product, the secondary battery is There has been proposed an authentication technique related to device authentication that provides a mechanism for discriminating whether a battery is genuine or non-genuine.

例えば、特許文献1に開示された認証システムにおいては、電池パックや電子機器毎に識別番号が割り当てられ、電池パックの充電を行う充電装置によってこの電池パックや電子機器の識別番号を読み取らせ、読み取った識別番号に関する情報を充電装置から通信回線を介して中央管理装置へ送信し、この中央管理装置でこの識別番号を認証し、これに基づき充電装置から電池パックへと充電実行の可否が判断される。   For example, in the authentication system disclosed in Patent Document 1, an identification number is assigned to each battery pack or electronic device, and the battery pack or electronic device identification number is read and read by a charging device that charges the battery pack. The information regarding the identification number is transmitted from the charging device to the central management device via the communication line, and this central management device authenticates the identification number, and based on this, it is determined whether or not charging can be performed from the charging device to the battery pack. The

このようなデジタルIDのような電子的情報を用いての認証システムは、特許文献1の他に数多く提案されている(例えば、特許文献2〜4参照。)。   Many authentication systems using electronic information such as a digital ID have been proposed in addition to Patent Document 1 (see, for example, Patent Documents 2 to 4).

また、このような機器認証に関する認証技術の他にも、所定の道具や書類、施設等を利用しようとする被認証者が、これら道具等の利用、閲覧、入場の権限があるか否かを確認するための本人認証に関する認証技術も数多く提案されている。このような本人認証技術においては、IDカード、磁気カード等のカードデバイスやイモビライザーシステムで用いられるキーデバイスのような物理デバイスを、これに対応したカードリーダーや鍵穴等の読み取り装置に装着させたり、被認証者の身体情報を認証装置等に読み取らせる(バイオメトリクス認証)ことによって本人確認を行なっている(例えば、特許文献5、6参照。)。   In addition to the authentication technology related to device authentication, whether or not the person to be authenticated is authorized to use, view and enter these tools, documents, facilities, etc. A number of authentication techniques related to personal authentication for confirmation have been proposed. In such a personal authentication technique, a card device such as an ID card or a magnetic card or a physical device such as a key device used in an immobilizer system is attached to a reading device such as a card reader or keyhole corresponding to this, The identity verification is performed by causing the authentication device or the like to read the physical information of the person to be authenticated (biometric authentication) (see, for example, Patent Documents 5 and 6).

例えば、特許文献5に開示された認証システムにおいては、ATM(Automated Teller Machine)の利用時に、暗証番号等の電子的情報が記録されたIDカードを要求し、正しいIDカードを認識した場合においてのみATMによる金融取引処理を可能としている。   For example, in the authentication system disclosed in Patent Document 5, when using an ATM (Automated Teller Machine), only when an ID card in which electronic information such as a personal identification number is recorded is requested and a correct ID card is recognized. It enables financial transaction processing by ATM.

また、特許文献6に開示された認証システムにおいては、キーシリンダに差し込まれるキーデバイスに固有コードを記憶させ、キーリシンダにキーデバイスを差し込んだ際に、この固有コードを照合することによってキーデバイスが正規のものであるか否か判断し、正規のキーデバイスが差し込まれた場合においてのみキーシリンダによるロックを解除し、車のエンジン等を駆動可能としている。   Further, in the authentication system disclosed in Patent Document 6, a unique code is stored in a key device inserted into a key cylinder, and when the key device is inserted into a key resin, the key device is verified by checking the unique code. Only when a proper key device is inserted, the lock by the key cylinder is released, and the car engine or the like can be driven.

特開2004−222457号公報JP 2004-222457 A 特開2006−331815号公報JP 2006-331815 A 特開2006−128911号公報JP 2006-128911 A 特開2005−151368号公報JP 2005-151368 A 特開2007−164547号公報JP 2007-164547 A 特開平9−49352号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-49352

このように、現代社会においては、非正規品の使用防止や悪意ある第三者による各種デバイスの不正使用等を防ぐために、様々な要素について機器認証や本人認証のような認証行為を要求しており、これによって、これら要素の安全性やブランド価値の維持を図っている。   In this way, in modern society, in order to prevent unauthorized use of various devices by malicious third parties, various elements require authentication acts such as device authentication and personal authentication. As a result, the safety and brand value of these elements are maintained.

しかしながら、上記において提案されている認証システムは、いずれの場合においても読み取り装置等にIDカードやキーデバイス、身体情報等の電子的情報を登録し、これを利用することによって認証を行なっている。これら電子的情報は、暗号化を施す等によってその漏洩や改ざんを防止しているが、近年においては暗号化技術とともに暗号解読技術も向上しており、認証行為について万全を期すことが困難であった。このため、電子的情報に基づく認証システムとは異なる方式に基づく、セキュリティ性に優れた認証システムの提案が望まれており、これによって、非正規品の使用や、悪意ある第三者による不正使用を根底から排除することが望まれていた。   However, in any case, the authentication system proposed above performs authentication by registering electronic information such as an ID card, a key device, and physical information in a reading device or the like and using the information. These electronic information have been prevented from leaking or tampering with encryption, etc., but in recent years, cryptanalysis technology has been improved along with encryption technology, and it has been difficult to ensure complete authentication. It was. For this reason, it is desired to propose an authentication system with excellent security based on a method different from the authentication system based on electronic information, which allows the use of non-genuine products and unauthorized use by malicious third parties. It has been desired to eliminate from the ground up.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、従来から提案されている電子的情報に基づく認証システムとは異なる、セキュリティ性に優れた認証システムを提供可能な光機能素子及び光学認証システムを提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is excellent in security, which is different from authentication systems based on electronic information that has been proposed conventionally. An optical functional element and an optical authentication system capable of providing an authentication system are provided.

本発明者は、上述した課題を解決するために、本願請求項1に記載のように、透光性を有する平板状の第1の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた第1の構造体列並びに第2の構造体列が上記長軸方向に略直交する直交方向に向けて交互に配列され、上記第1の構造体列を構成する第1の微小構造体における一方の長軸端部が、上記第2の構造体列を構成する第2の微小構造体の他方の長軸端部に対して近接し、当該第1の微小構造体における他方の長軸端部が、当該第2の微小構造体の長軸方向に隣接する他の第2の微小構造体の一方の長軸端部に近接するように位置調整された第1の偏光素子と、透光性を有する平板状の第2の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた構造体列が複数列に亘って配列され、上記第1の基板と上記第2の基板とが略平行となるように接触配置又は近接配置された場合に、上記第2の基板内における各微小構造体の両方の長軸端部が、上記第1の基板内の第1の微小構造体の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部から上記直交方向の何れかの向きに近接する第2の微小構造体の他方の長軸端部とに対して近接するよう位置調整された第2の偏光素子とを備えることを特徴とする光機能素子を発明した。   In order to solve the above-described problem, the present inventor, as described in claim 1 of the present application, puts a plurality of microstructures in the major axis direction in a flat plate-like first substrate having translucency. The first structure rows and the second structure rows formed with a predetermined interval are alternately arranged in an orthogonal direction substantially orthogonal to the major axis direction to constitute the first structure row. One long axis end of the first microstructure is adjacent to the other long axis end of the second microstructure constituting the second structure row, and the first microstructure The first long-axis end of the body is adjusted so as to be close to one long-axis end of the other second microstructure adjacent to the second microstructure in the long-axis direction. A plurality of microstructures are spaced apart from each other in the major axis direction within the polarizing element and a flat plate-like second substrate having translucency. When the formed structure rows are arranged in a plurality of rows and the first substrate and the second substrate are arranged in contact or close to each other so as to be substantially parallel to each other, the inside of the second substrate The major axis ends of both of the microstructures in the first substrate are either one of the major axis ends of the first microstructure in the first substrate and from the one major axis end in the orthogonal direction. Invented an optical functional element comprising: a second polarizing element whose position is adjusted to be close to the other long axis end of the second microstructure that is close to any direction .

また、本願請求項2に係る発明は、透光性を有する平板状の第1の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた第1の構造体列並びに第2の構造体列が上記長軸方向に略直交する直交方向に向けて交互に配列され、上記第1の構造体列を構成する第1の微小構造体における一方の長軸端部が、上記第2の構造体列を構成する第2の微小構造体の他方の長軸端部に対して近接し、当該第1の微小構造体における他方の長軸端部が、当該第2の微小構造体の長軸方向に隣接する他の第2の微小構造体の一方の長軸端部に近接するように位置調整された第1の偏光素子と、透光性を有する平板状の第2の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた構造体列が複数列に亘って配列され、上記第1の基板と上記第2の基板とが略平行となるように接触配置又は近接配置された場合に、上記第2の基板内における各微小構造体の両方の長軸端部が、上記第1の基板内の第1の微小構造体の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部から上記直交方向の何れか一方の向きに近接する第2の微小構造体の他方の長軸端部とに対して近接するよう位置調整されるとともに、上記第1の微小構造体の他方の長軸端部と、その他方の長軸端部から上記直交方向の他方の向きに近接する第2の微小構造体の一方の長軸端部とに対して近接するよう位置調整された第2の偏光素子とを備えることを特徴とする光機能素子である。   The invention according to claim 2 of the present application is the first structure in which a plurality of microstructures are formed at predetermined intervals in the major axis direction in a flat plate-like first substrate having translucency. One long axis end portion of the first microstructure constituting the first structure row, in which the rows and the second structure row are alternately arranged in an orthogonal direction substantially orthogonal to the long axis direction Is close to the other long-axis end of the second microstructure constituting the second structure row, and the other long-axis end of the first microstructure is the second A first polarizing element whose position is adjusted so as to be close to one long-axis end of another second microstructure adjacent to the long-axis direction of the micro-structure, and a plate-like shape having translucency A structure row in which a plurality of microstructures are formed at predetermined intervals in the major axis direction is arranged in a plurality of rows in the second substrate. When the first substrate and the second substrate are arranged in contact or close to each other so as to be substantially parallel, both major axis ends of each microstructure in the second substrate are Any one of the long axis ends of the first microstructure in the first substrate, and the second microstructure close to any one of the orthogonal directions from the one long axis end The position is adjusted so as to be close to the other long axis end of the body, and the other long axis end of the first microstructure and the other long axis end to the other in the orthogonal direction. And a second polarizing element whose position is adjusted so as to be close to one long-axis end portion of the second microstructure that is close to the direction of the optical function element.

また、本願請求項3に係る発明は、本願請求項1又は2に係る発明において、上記第1の偏光素子において上記長軸方向並びに上記直交方向に互いに近接する微小構造体間の間隔は、照射されるべき伝搬光の波長に対して回折限界未満の間隔をあけて配置されることを特徴とする。   Further, in the invention according to claim 3 of the present application, in the invention according to claim 1 or 2 of the present application, the interval between the microstructures adjacent to each other in the major axis direction and the orthogonal direction in the first polarizing element is determined by irradiation. It is characterized by being arranged with an interval less than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light to be performed.

また、本願請求項4に係る発明は、光学認証システムであって、請求項1〜3の何れか1項に記載の上記第1の偏光素子を有する第1のデバイスと、請求項1〜3の何れか1項に記載の上記第2の偏光素子を有する第2のデバイスとを備え、上記第1のデバイス又は上記第2のデバイスは、上記第2の偏光素子から射出される光を検出可能な光検出手段を有することを特徴とする。   An invention according to claim 4 of the present application is an optical authentication system, wherein the first device having the first polarizing element according to any one of claims 1 to 3, and claims 1 to 3. And the second device having the second polarizing element according to any one of the above, wherein the first device or the second device detects light emitted from the second polarizing element. It is characterized by having possible light detection means.

また、本願請求項5に係る発明は、本願請求項4に係る発明において、上記第1のデバイス又は上記第2のデバイスは、上記第1の偏光素子に対して光を照射する光照射手段を有することを特徴とする。   The invention according to claim 5 of the present application is the invention according to claim 4 of the present application, wherein the first device or the second device includes a light irradiation means for irradiating light to the first polarizing element. It is characterized by having.

また、本願請求項6に係る発明は、本願請求項4又は5に係る発明において、上記第1のデバイス及び上記第2のデバイスは、互いに着脱可能に構成され、何れかのデバイスを他方のデバイスに装着させた場合に、上記第1の基板と上記第2の基板とが略平行となるように接触配置又は近接配置され、上記第2の基板内における各微小構造体の両方の長軸端部が、上記第1の基板内の第1の微小構造体の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部から上記直交方向の何れかの向きに近接する上記第2の微小構造体の他方の長軸端部とに対して近接するように位置調整されていることを特徴とする。   The invention according to claim 6 of the present application is the invention according to claim 4 or 5 of the present application, wherein the first device and the second device are configured to be detachable from each other, and one of the devices is the other device. The first substrate and the second substrate are arranged in contact or close to each other so that the first substrate and the second substrate are substantially parallel to each other, and the major axis ends of both microstructures in the second substrate A first axial end of one of the first microstructures in the first substrate, and the second axially adjacent from one of the major axial ends in the orthogonal direction. The position is adjusted so as to be close to the other long axis end of the microstructure.

また、本願請求項7に係る発明は、本願請求項6に係る発明において、上記光照射手段は、上記第1のデバイス及び上記第2のデバイスの何れかのデバイスを他方のデバイスに装着させた場合に、上記第1の偏光素子に対して光を照射するよう構成されてなることを特徴とする。   Further, in the invention according to claim 7 of the present application, in the invention according to claim 6 of the present application, the light irradiating means causes one of the first device and the second device to be attached to the other device. In this case, the first polarizing element is configured to emit light.

また、本願請求項8に係る発明は、本願請求項4〜7の何れか1項に係る発明において、上記第1のデバイスは、電池パックにより構成され、上記第2のデバイスは、上記電池パックによる電圧源に基づき電力を供給可能とされた電子機器により構成され、上記電子機器は、上記光信号受信手段によって光信号を受信した場合に、上記電池パックから上記電子機器に電力を供給可能に構成されてなることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 4 to 7, wherein the first device is constituted by a battery pack, and the second device is the battery pack. The electronic device can supply power to the electronic device from the battery pack when the optical signal is received by the optical signal receiving means. It is characterized by comprising.

本発明を適用した光機能素子1は、第1の偏光素子10内の微小構造体12に対して第2の偏光素子20内の微小構造体22が、相対的な大きさや配置条件が所定の条件から若干ずれたりするのみで、第1の偏光素子10に対して光を照射した場合に第1の偏光素子10の微小構造体12内で生じる複雑な電荷部分から、一部の電荷分布を第2の偏光素子20を介して選択的に取り出すことが出来ず、第2の偏光素子20から伝搬光が放射されない。これは、換言すれば、正しい「鍵穴」(第1の偏光素子)に対して、正しい「鍵」(第2の偏光素子)を正しい位置関係で配置して用いた場合にのみ、これらの「鍵」と「鍵穴」を介して伝搬光が放射されることを意味している。そして、これを利用することによって、「鍵」と「鍵穴」を用いた物理的な認証システムを構築可能となる。   In the optical functional element 1 to which the present invention is applied, the microstructure 22 in the second polarizing element 20 has a predetermined relative size and arrangement condition with respect to the microstructure 12 in the first polarizing element 10. Only slightly deviating from the conditions, a part of the charge distribution from a complicated charge portion generated in the microstructure 12 of the first polarizing element 10 when the first polarizing element 10 is irradiated with light. The light cannot be selectively extracted via the second polarizing element 20, and no propagating light is emitted from the second polarizing element 20. In other words, only when the correct “key” (second polarizing element) is arranged in the correct positional relationship and used with respect to the correct “keyhole” (first polarizing element), This means that propagating light is emitted through the “key” and “keyhole”. By using this, a physical authentication system using “key” and “keyhole” can be constructed.

本発明を適用した光学認証システム3は、「鍵」と「鍵穴」に相当する第1の偏光素子10、第2の偏光素子20の微小構造体12、22の各々が数μm以下、場合によっては1μm以下の非常に微小な構造である。このため、これら第1の偏光素子10、第2の偏光素子20を偽造、複製等するためには、まず、各偏光素子内の微小構造体の形状、大きさを測定した上で、これと対応した所定の形状、大きさからなる微小構造体を基板内に配列する必要があり、技術的に非常に高い精度が要求される。このため、このような一対の正しい組み合わせの偏光素子10、20を作製した後において、何れか一方又は両方の偏光素子10、20を偽造、複製することは現実上困難であると考えられる。従って、この光機能素子1を利用した光学認証システム3は、セキュリティ性に非常に優れたものとなっている。   In the optical authentication system 3 to which the present invention is applied, each of the microstructures 12 and 22 of the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 corresponding to “key” and “keyhole” is several μm or less. Is a very minute structure of 1 μm or less. Therefore, in order to counterfeit, duplicate, etc. the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20, first, after measuring the shape and size of the microstructure in each polarizing element, It is necessary to arrange microstructures having a corresponding predetermined shape and size in the substrate, and technically very high accuracy is required. For this reason, it is considered that it is actually difficult to forge or duplicate one or both of the polarizing elements 10 and 20 after the pair of polarizing elements 10 and 20 having the right combination is manufactured. Therefore, the optical authentication system 3 using this optical functional element 1 is very excellent in security.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、本発明を適用した光機能素子の構成について説明する。   First, the configuration of an optical functional element to which the present invention is applied will be described.

光機能素子1は、図1の模式図に示すように、第1の偏光素子10と、第2の偏光素子20との二つ一組から構成されるものである。本実施の形態における第1の偏光素子10と第2の偏光素子20とは、図2に示すように、平板状の第1の基板11内、第2の基板21内に複数個の微小構造体12、22を、所定の配列パターンに基づいて配列させて構成されるものである。この光機能素子1は、その使用時において、第1の基板11の一面側11aと、第2の基板21の一面側21aとが略平行となるように接触配置又は近接配置させたうえで、第1の基板11の他面側11bに対して伝搬光としての光を照射することによって使用される。   As shown in the schematic diagram of FIG. 1, the optical functional element 1 is composed of a pair of a first polarizing element 10 and a second polarizing element 20. As shown in FIG. 2, the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 in the present embodiment include a plurality of microstructures in the flat plate-like first substrate 11 and the second substrate 21. The bodies 12 and 22 are arranged based on a predetermined arrangement pattern. When the optical functional element 1 is in use, the optical functional element 1 is arranged in contact with or in close proximity so that the one surface side 11a of the first substrate 11 and the one surface side 21a of the second substrate 21 are substantially parallel. It is used by irradiating the other surface side 11b of the first substrate 11 with light as propagating light.

第1の基板11、第2の基板21は、透光性を有する誘電体であり、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)等の硼珪酸ガラスや、ポリエチレンテレフタラート、カプトン等のプラスチック、或いはCaF、Si、ZnSe、AlOなどの材料等によって具体化されるものである。 The first substrate 11 and the second substrate 21 are translucent dielectrics, for example, borosilicate glass such as quartz glass and Pyrex (registered trademark), plastic such as polyethylene terephthalate and kapton, or CaF. 2 , materialized by Si, ZnSe, Al 2 O 3 or the like.

第1の基板11、第2の基板21の形状は、これを限定するものではないが、平板状であることが好ましい。これは、第1の基板11、第2の21の表面が湾曲した形状であると、これに入射する光が屈折してしまい、所定の作用効果を得られにくくなってしまうためである。   Although the shape of the 1st board | substrate 11 and the 2nd board | substrate 21 does not limit this, it is preferable that it is flat form. This is because if the surfaces of the first substrate 11 and the second 21 are curved, light incident on the surfaces is refracted and it becomes difficult to obtain a predetermined effect.

微小構造体12、22は、光が照射された場合に微小構造体12、22内において電子を励起可能な吸収体であればよく、例えばAu、Ag、Pt、Cu、Al等の金属、またはこれら金属の合金によって具体化される。また、微小構造体12、22は、光が照射された場合に、その表面において分極が励起される誘電体から構成することも可能である。   The microstructures 12 and 22 may be any absorber that can excite electrons in the microstructures 12 and 22 when irradiated with light. For example, a metal such as Au, Ag, Pt, Cu, or Al, or It is embodied by an alloy of these metals. In addition, the microstructures 12 and 22 can be made of a dielectric whose polarization is excited on the surface thereof when irradiated with light.

図4は、本実施の形態における微小構造体12、22の構成の模式図である。本実施の形態における微小構造体12、22の形状は、全体として平板状に形成されており、その高さ方向に直交する面における断面形状が略矩形の断面形状となるように形成されている。微小構造体12、22の形状は、これに限るものではなく、その全体構造が平板状の他に、角棒状、丸棒状等の全体構造から構成されていてもよい。またその高さ方向に直交する面における断面形状は、少なくとも一方向に延長された形状であればよく、略矩形断面の他に、略楕円形断面や略菱形断面の形状等から構成されていてもよい。   FIG. 4 is a schematic diagram of the configuration of the microstructures 12 and 22 in the present embodiment. The microstructures 12 and 22 in the present embodiment are formed in a flat plate shape as a whole, and are formed so that a cross-sectional shape in a plane orthogonal to the height direction is a substantially rectangular cross-sectional shape. . The shape of the microstructures 12 and 22 is not limited to this, and the whole structure may be constituted by a whole structure such as a square bar shape or a round bar shape in addition to a flat plate shape. In addition, the cross-sectional shape in the plane perpendicular to the height direction may be a shape extending in at least one direction, and in addition to the substantially rectangular cross-section, the cross-sectional shape is composed of a substantially elliptical cross-section, a substantially rhombic cross-sectional shape, etc. Also good.

本発明を適用した微小構造体12、22のサイズは、長さL、幅d、高さHで表現することができるものとする。本発明を適用した第1の偏光素子10においては、後述するように、微小構造体12に対して近接場光を発生させる必要があるので、この微小構造体12の長さL、幅d、高さHのサイズはそれぞれ1μm以下で構成されることが望ましい。   The size of the microstructures 12 and 22 to which the present invention is applied can be expressed by a length L, a width d, and a height H. In the first polarizing element 10 to which the present invention is applied, it is necessary to generate near-field light with respect to the microstructure 12 as will be described later. Therefore, the length L, width d, The size of the height H is preferably 1 μm or less.

この微小構造体12、22を、第1の基板11、第2の基板21内に配置する場合は、様々な方法を適用することによって実現できる。例えば、電子ビームリソグラフィ技術を用いた直接描画による方法や、DUV(遠紫外線)、EUV(深紫外線)リソグラフィ技術による一括露光を行う方法、モールドと呼ばれる型を用い、熱をかけて押し付けるナノインプリンティング技術などが適用できる。また、相変化材料や遷移金属酸化物材料にレーザー光を照射することにより、材料特性を変化させ、エッチンググレードの違いを利用してエッチングする手法も適用できる。   When the microstructures 12 and 22 are arranged in the first substrate 11 and the second substrate 21, it can be realized by applying various methods. For example, direct imprinting using electron beam lithography technology, batch exposure using DUV (deep ultraviolet) or EUV (deep ultraviolet) lithography technology, and nano-imprinting that presses with heat using a mold called mold Technology can be applied. Further, it is also possible to apply a technique in which material characteristics are changed by irradiating laser light to a phase change material or a transition metal oxide material, and etching is performed using a difference in etching grade.

この微小構造体12、22は、第1の基板11、第2の基板21の表面から空気中に剥き出しになっていてもよいし、完全に埋め込まれていてもよい。   The microstructures 12 and 22 may be exposed in the air from the surfaces of the first substrate 11 and the second substrate 21 or may be completely embedded.

このような微小構造体12、22は、第1の基板11、第2の基板21内における略同一平面内に二次元的に配列されており、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20とでその配列パターンが異なっている。   Such microstructures 12 and 22 are two-dimensionally arranged in substantially the same plane in the first substrate 11 and the second substrate 21, and the first polarizing element 10 and the second polarizing element. 20 and the arrangement pattern is different.

先ず、第1の偏光素子10の微小構造体12の配列パターンについて説明する。   First, the arrangement pattern of the microstructures 12 of the first polarizing element 10 will be described.

第1の偏光素子10においては、第1の基板11内に、複数の微小構造体12をそれぞれ長軸方向(以下、これをX1方向という。)に所定間隔をあけて配置することによって第1の構造体列13並びに第2の構造体列14が形成されている。この第1の構造体列13と第2の構造体14とは、X1方向に略直交する直交方向(以下、これをY1方向という。)に向けて交互に配列されている。複数の微小構造体12は、このX1方向とY1方向がなす面と略同一平面内に配列されていることになる。なお、ここでいう第1の構造体列13と第2の構造体列14とは、Y1方向に複数列に亘って配列される微小構造体12がなす構造体列を、一列毎に区分する際の一指標として定義したものである。   In the first polarizing element 10, a plurality of microstructures 12 are arranged in the first substrate 11 with a predetermined interval in the major axis direction (hereinafter referred to as the X1 direction). The structure row 13 and the second structure row 14 are formed. The first structure rows 13 and the second structure bodies 14 are alternately arranged in an orthogonal direction (hereinafter referred to as the Y1 direction) substantially orthogonal to the X1 direction. The plurality of microstructures 12 are arranged in substantially the same plane as the plane formed by the X1 direction and the Y1 direction. Note that the first structure row 13 and the second structure row 14 here divide the structure row formed by the microstructures 12 arranged in a plurality of rows in the Y1 direction for each row. It is defined as one of the indicators.

この第1の構造体列13を構成する微小構造体12における一方の長軸端部12aは、第2の構造体列14を構成し、互いに隣り合う微小構造体12のうちの一方の微小構造体12(図中右側の微小構造体)の、他方の長軸端部12b(図中左側の長軸端部)に対して、Y1方向の向きに近接配置されている。また、この第1の構造体列13を構成する微小構造体12における他方の長軸端部12bは、その第2の構造体列14を構成し、互いに隣り合う微小構造体12のうちの他方の微小構造体12(図中左側の微小構造体)の、一方の長軸端部12a(図中右側の長軸端部)に対して、Y1方向の向きに近接配置されている。第1の偏光素子10における各微小構造体12は、このような位置関係を満たすように位置調整されて構成されるものである。なお、ここでいう微小構造体12の長軸端部12a、12bとは、微小構造体12の長軸方向の両側の端部のことをいう。図3(a)に示す例では、第1の構造体列13を構成する微小構造体12の一方の長軸端部12aが、これに近接する第2の構造体列14を構成する微小構造体12の他方の長軸端部12bよりも図中右側に位置しているが、これが図中左側に位置していてもよい。また、これと同様に、第1の構造体列13を構成する微小構造体12の他方の長軸端部12aは、これに近接する第2の構造体列14を構成する一方の長軸端部12bよりも図中左側、図中右側の何れに位置していてもよい。   One long-axis end portion 12a of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 constitutes the second structure row 14 and one microstructure of the minute structures 12 adjacent to each other. The body 12 (the microstructure on the right side in the drawing) is disposed close to the other long axis end portion 12b (the long axis end portion on the left side in the drawing) in the Y1 direction. Further, the other long axis end portion 12b of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 constitutes the second structure row 14 and the other of the microstructures 12 adjacent to each other. The one of the long axis ends 12a (the long axis end on the right side in the drawing) of the microstructure 12 (the left side microstructure in the drawing) is disposed close to the Y1 direction. Each microstructure 12 in the first polarizing element 10 is configured to be adjusted so as to satisfy such a positional relationship. Note that the long-axis end portions 12a and 12b of the microstructure 12 referred to here are ends on both sides of the microstructure 12 in the long-axis direction. In the example shown in FIG. 3A, one of the long-axis end portions 12a of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 forms the second structure row 14 adjacent thereto. Although it is located on the right side in the figure relative to the other long axis end 12b of the body 12, it may be located on the left side in the figure. Similarly, the other long axis end portion 12a of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 is one long axis end constituting the second structure row 14 adjacent thereto. It may be located on the left side in the drawing or the right side in the drawing with respect to the portion 12b.

また、第1の偏光素子10においてX1方向並びにY1方向に互いに隣接する微小構造体12間の間隔は、照射されるべき伝搬光の波長に対して互いに回折限界未満の間隔をあけて配置されているのが望ましい。これによって、第1の偏光素子10に対して照射される伝搬光としての光は、そのまま第1の基板11の他面側11bから一面側11aに透過することがなくなり、第2の偏光素子20に対して、第1の偏光素子10における微小構造体12を介した光のみが作用することになる。なお、このX1方向並びにY1方向に互いに隣接する微小構造体12間の間隔は、照射されるべき伝搬光の波長の1/4で構成されていると、一層好ましい。   Further, in the first polarizing element 10, the interval between the microstructures 12 adjacent to each other in the X1 direction and the Y1 direction is arranged with an interval less than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light to be irradiated. It is desirable. As a result, light as propagating light irradiated to the first polarizing element 10 is not transmitted as it is from the other surface side 11b of the first substrate 11 to the one surface side 11a, and the second polarizing element 20 On the other hand, only the light via the microstructure 12 in the first polarizing element 10 acts. It is more preferable that the interval between the microstructures 12 adjacent to each other in the X1 direction and the Y1 direction is configured to be ¼ of the wavelength of the propagation light to be irradiated.

第1の偏光素子10は、上述のような微小構造体12の配置条件を満たすように構成されるものである。なお、上述の例では、一列の第1の構造体列13と、これにY1方向の一方の向きにおいて隣接する一列の第2の構造体列14との間における微小構造体12の配置条件について説明したが、この一列の第1の構造体列13に対してY1方向の逆向きにおいて隣接する一列の第2の構造体列14との間においても、同様の配置条件を充たすように配列されることになる。   The first polarizing element 10 is configured to satisfy the arrangement condition of the microstructure 12 as described above. In the above-described example, the arrangement condition of the microstructures 12 between the first structure row 13 in one row and the second structure row 14 adjacent to the first structure row 13 in one direction in the Y1 direction. As described above, it is arranged so that the same arrangement condition is satisfied between the one row of first structure rows 13 and the row of second structure rows 14 adjacent in the opposite direction in the Y1 direction. Will be.

次に、第2の偏光素子20の微小構造体22の配列パターンについて説明する。   Next, the arrangement pattern of the microstructures 22 of the second polarizing element 20 will be described.

第2の偏光素子20においては、複数の微小構造体22をそれぞれ長軸方向(以下、これをY2方向という。)に所定間隔をあけて形成させた構造体列23が、長軸方向に略直交する直交方向(以下、これをX2方向という。)に向けて複数列に亘って配列される。複数の微小構造体22は、このX2方向とY2方向がなす面と略同一平面内に配列されていることになる。   In the second polarizing element 20, a structure row 23 in which a plurality of microstructures 22 are formed at predetermined intervals in the major axis direction (hereinafter referred to as Y2 direction) is substantially in the major axis direction. They are arranged over a plurality of rows in an orthogonal direction (hereinafter referred to as X2 direction). The plurality of microstructures 22 are arranged in substantially the same plane as the plane formed by the X2 direction and the Y2 direction.

この第2の偏光素子20の微小構造体22の配列パターンは、第1の偏光素子10の微小構造体12の配列パターンに応じて定まるものである。図3(c)は、第1の偏光素子10における第1の基板11の一面側11aと、第2の偏光素子20における第2の基板21の一面側21aとを、内部に配列されている微小構造体12、22が所定の位置関係を充たすように、互いに略平行となるように接触配置又は近接配置させた場合における平面図である。この場合においては、第1の偏光素子10におけるX1方向、Y1方向が、それぞれ第2の偏光素子20におけるX2方向、Y2方向に対して略同一の方向を向くことになる。   The arrangement pattern of the microstructures 22 of the second polarizing element 20 is determined according to the arrangement pattern of the microstructures 12 of the first polarizing element 10. In FIG. 3C, the one surface side 11 a of the first substrate 11 in the first polarizing element 10 and the one surface side 21 a of the second substrate 21 in the second polarizing element 20 are arranged inside. It is a top view at the time of arrange | positioning contact arrangement | positioning or adjoining so that it may mutually become substantially parallel so that the microstructures 12 and 22 may satisfy | fill predetermined | prescribed positional relationship. In this case, the X1 direction and the Y1 direction in the first polarizing element 10 face substantially the same direction as the X2 direction and the Y2 direction in the second polarizing element 20, respectively.

この図3(c)に示されるように、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20とを所定位置に配置した場合、第2の偏光素子20における微小構造体22のY2方向の両側の長軸端部22a、22bは、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12のX1方向の一方の長軸端部12aと、この第1の構造体列13の一方の長軸端部12aからY1方向の図中上側の向きに近接する、第2の構造体列20を構成する微小構造体12のX1方向の他方の長軸端部12bとに対して近接するようにして配置されることになる。第2の偏光素子20の各微小構造体22は、このように、第1の偏光素子10の各微小構造体12の長軸端部の位置に応じて配列されるものであり、このような配列関係を充たすように作製時に位置調整されている。そして、このような配列関係を充たすことにより、後述するように、正しい組み合わせの第1の偏光素子10、第2の偏光素子20を、正しい位置関係で配置することによって、第1の偏光素子10に対して照射した光が、第2の偏光素子20から放射されるようになる。   As shown in FIG. 3C, when the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 are disposed at predetermined positions, both sides of the microstructure 22 in the second polarizing element 20 in the Y2 direction. The long-axis end portions 22a and 22b of the first polarizing element 10 are the long-axis end portions 12a in the X1 direction of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 of the first polarizing element 10, and the first structure body. From one long-axis end portion 12a of the row 13 to the other long-axis end portion 12b in the X1 direction of the microstructures 12 constituting the second structure row 20 close to the upper side in the figure in the Y1 direction. They are arranged so as to be close to each other. Each microstructure 22 of the second polarizing element 20 is thus arranged according to the position of the long axis end of each microstructure 12 of the first polarizing element 10. The position is adjusted at the time of production so as to satisfy the arrangement relationship. By satisfying such an arrangement relationship, as will be described later, the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 in the correct combination are arranged in the correct positional relationship, as will be described later. Is emitted from the second polarizing element 20.

なお、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20との各微小構造板12、22が充たすべき配列関係は、第2の偏光素子20における微小構造体22のY2方向の両側の長軸端部22a,22bが、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12のX1方向の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部からY1方向の何れかの向きに近接する、第2の構造体列14を構成する微小構造体12のX1方向の他方の長軸端部とに対して近接配置されるようにすればよい。即ち、第1の偏光素子10における第1の構造体列13の一つの微小構造体12につき、第2の偏光素子20の各微小構造体22の取り得る配置は、第1の偏光素子10における第1の構造体列13を構成する微小構造体12の何れの端部に近接配置されるかで二通り、そして、第1の構造体列13に対して何れの向きに位置する第2の構造体列14の微小構造体12の端部に近接配置されるかで二通り、計四通りあることになる。そして、第2の偏光素子20における各微小構造体22は、何れもこの四通りある配置条件のうち、何れか一つの配置条件を充たすようにして配列されるものである。なお、四通りある配置条件のうち一つの配置条件を充たしさえすれば、第2の偏光素子20内の微小構造体22がなす構造体列は、必ずしも周期的に配列されている必要はなく、その一部において省略されていてもよい。   In addition, the arrangement | positioning relationship which each microstructure board 12 and 22 of the 1st polarizing element 10 and the 2nd polarizing element 20 should satisfy | fill is the long axis of the both sides of the Y2 direction of the microstructure 22 in the 2nd polarizing element 20. The end portions 22a and 22b are arranged from one long axis end portion in the X1 direction of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 of the first polarizing element 10, and from one long axis end portion thereof. What is necessary is just to arrange | position closely with respect to the other long-axis end part of the X1 direction of the microstructure 12 which comprises the 2nd structure body row | line | column 14 which adjoins in any direction of Y1 direction. That is, the possible arrangement of each microstructure 22 of the second polarizing element 20 with respect to one microstructure 12 of the first structure row 13 in the first polarizing element 10 is the same as that in the first polarizing element 10. There are two types depending on which end portion of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 is arranged close to each other, and in which direction the second structure is located with respect to the first structure row 13 There are a total of four patterns depending on whether they are arranged close to the end of the microstructure 12 in the structure row 14. Each microstructure 22 in the second polarizing element 20 is arranged so as to satisfy any one of the four arrangement conditions. As long as one of the four arrangement conditions is satisfied, the structure row formed by the microstructures 22 in the second polarizing element 20 is not necessarily arranged periodically. Some of them may be omitted.

このような構成からなる光機能素子1の使用方法及び作用効果について説明する。   A method of using the optical functional element 1 having such a configuration and an operation effect will be described.

まず、第1の偏光素子10の一面側11aと第2の偏光素子20の一面側21aとを、内部に配列されている微小構造体12、22が所定の位置関係を満たすようにして、互いに接触配置、又は近接配置させる。これによって、図3(c)に示すように、第2の偏光素子20における微小構造体22のY2方向の両側の長軸端部22a、22bが、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12のX1方向の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部からY1方向の何れかの向きに隣接する、第2の構造体列14を構成する微小構造体12のX1方向の他方の長軸端部とに対して近接配置される。   First, the one surface side 11a of the first polarizing element 10 and the one surface side 21a of the second polarizing element 20 are arranged so that the microstructures 12 and 22 arranged inside satisfy a predetermined positional relationship. Place in contact or close proximity. As a result, as shown in FIG. 3C, the long-axis ends 22 a and 22 b on both sides in the Y2 direction of the microstructure 22 in the second polarizing element 20 are the first structure of the first polarizing element 10. One of the long axis ends of the microstructures 12 constituting the body row 13 in the X1 direction, and the second structure row 14 adjacent to one of the long axis ends in any direction of the Y1 direction. Are arranged close to the other long-axis end portion in the X1 direction of the microstructure 12 constituting the.

次に、X1方向に平行な直線偏光を有する光を、第1の偏光素子10の他面側11bに対して照射させる。なお、この光は、所定の光源から照射されるものである。その光源が直線偏光を照射するもので無ければ、その光の伝達経路の一部において照明光学系を介して偏光成分を制御することによって照射されることになる。   Next, the other surface side 11 b of the first polarizing element 10 is irradiated with light having linearly polarized light parallel to the X1 direction. This light is emitted from a predetermined light source. If the light source does not emit linearly polarized light, the light is irradiated by controlling the polarization component via the illumination optical system in a part of the light transmission path.

この場合、この入射光と微小構造体12中の自由電子との間での相互作用に基づいて、微小構造体12内では、その長軸方向に沿って、入射光に応じて振動する電流が流れ、図5(a)に示すような電荷分布が微小構造体12表面に生じる。微小構造体12の両側の長軸端部12a、12bにおいては、互いに異なる極性の電荷が周期的に現れることになる。   In this case, on the basis of the interaction between the incident light and the free electrons in the microstructure 12, a current that oscillates in accordance with the incident light is generated along the major axis direction in the microstructure 12. As a result, a charge distribution as shown in FIG. 5A is generated on the surface of the microstructure 12. At the long axis ends 12a and 12b on both sides of the microstructure 12, charges having different polarities appear periodically.

ここで、各微小構造体12の分極に基づいて、各微小構造体12間で生じる電場成分の振動を、各微小構造体12の両側の長軸端部12a、12bに生じる電荷分布の正極と負極を接続したベクトルV1(以下、これをフローベクトルという。)によって評価する。なお、このフローベクトルは、電気双極子モーメントと同等である。   Here, based on the polarization of each microstructure 12, the vibration of the electric field component generated between each microstructure 12 is caused by the positive electrode of the charge distribution generated at the long axis ends 12 a and 12 b on both sides of each microstructure 12. Evaluation is made by a vector V1 (hereinafter referred to as a flow vector) connected to the negative electrode. This flow vector is equivalent to the electric dipole moment.

この場合、例えば、図5(a)に示す領域S1内においては、X1方向に隣接するフローベクトルのY1方向成分が互いに逆向きとなって配列されている。このため、領域S1内においては、X1方向に隣接するフローベクトルのY1方向成分によって、電気四重極子に類似の状態が形成されることになる。このような状態が各構造体列13、14全体で生じており、第1の偏光素子10の出射側では、遠隔場領域において、X1方向に隣接するフローベクトルが互いに打ち消し合い、Y1方向の偏光成分を有する伝搬光が放射されないことになる。   In this case, for example, in the region S1 shown in FIG. 5A, the Y1 direction components of the flow vectors adjacent in the X1 direction are arranged in opposite directions. For this reason, in the region S1, a state similar to an electric quadrupole is formed by the Y1 direction component of the flow vector adjacent in the X1 direction. Such a state occurs in the entire structure rows 13 and 14, and on the emission side of the first polarizing element 10, the flow vectors adjacent to each other in the X1 direction cancel each other in the remote field region, and the polarization in the Y1 direction Propagation light having a component is not emitted.

これに対して、フローベクトルが生じている近傍、即ち、近接場領域においては、それぞれのフローベクトルが電場成分の振動であることから、これらフローベクトルからY1方向成分の局所的な電場成分が放射され、Y1方向の偏光成分を有する近接場光が生じることになる。   On the other hand, in the vicinity where the flow vector is generated, that is, in the near-field region, each flow vector is a vibration of the electric field component, and therefore, the local electric field component of the Y1 direction component is emitted from these flow vectors. As a result, near-field light having a polarization component in the Y1 direction is generated.

ここで、本発明においては、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12のX1方向の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部からY1方向の何れかの向きに隣接する、第2の構造体列14を構成する微小構造体12のX1方向の他方の長軸端部とに対して、第2の偏光素子20における微小構造体22の両側の長軸端部が近接配置されるように調整されている。即ち、第2の偏光素子20における各微小構造体22は、図5(b)における領域S2内に重なるようにして配置され、何れも略同一の大きさ、向きのフローベクトルの近傍に配置されることになる。これによって、第1の偏光素子10に生じている複雑な電荷分布から、選択的に略同一の大きさ、向きの電場成分のみが第2の偏光素子20の微小構造体22に対して作用し、第2の偏光素子20の各微小構造体22内では、その長軸方向に沿って振動する電流が流れ、図5(c)に示すような電荷分布が微小構造体22表面に生じることになる。   Here, in the present invention, one of the long axis end portions in the X1 direction of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 of the first polarizing element 10 and the one long axis end portion thereof. To the other major axis end in the X1 direction of the microstructures 12 constituting the second structure row 14 that are adjacent to each other in the Y1 direction to the microstructure in the second polarizing element 20 The long axis ends on both sides of the body 22 are adjusted so as to be close to each other. That is, the microstructures 22 in the second polarizing element 20 are arranged so as to overlap the region S2 in FIG. 5B, and are arranged in the vicinity of the flow vectors having substantially the same size and direction. Will be. As a result, only the electric field components having substantially the same magnitude and direction selectively act on the microstructure 22 of the second polarizing element 20 from the complicated charge distribution generated in the first polarizing element 10. In each microstructure 22 of the second polarizing element 20, an oscillating current flows along the major axis direction, and a charge distribution as shown in FIG. 5C is generated on the surface of the microstructure 22. Become.

第1の偏光素子10で発生した近接場光に基づき、その内部で電流が流れる第2の偏光素子20の各微小構造体22は、図5(c)に示すように、双極子に類似の状態を呈している。そして、第2の偏光素子20の微小構造体22がX2方向、Y2方向に周期的に配列されているため、各微小構造体22がなす双極子に基づき、第2の偏光素子20の出射側においてY2方向に平行な直線偏光を有する伝搬光が放射されることになる。   Each microstructure 22 of the second polarizing element 20 through which current flows based on near-field light generated in the first polarizing element 10 is similar to a dipole, as shown in FIG. Presents a condition. Since the microstructures 22 of the second polarizing element 20 are periodically arranged in the X2 direction and the Y2 direction, the emission side of the second polarizing element 20 is based on the dipole formed by each microstructure 22. In this case, propagating light having linearly polarized light parallel to the Y2 direction is emitted.

このように、第2の偏光素子20は、第1の偏光素子10において生じる複雑な電荷分布から、選択的に略同一の大きさ、向きの電場成分のみを取り出すように微小構造体22が配列されており、これによって、その出射側において伝搬光が放射されることになる。   As described above, in the second polarizing element 20, the microstructures 22 are arranged so as to selectively extract only electric field components having substantially the same size and direction from the complicated charge distribution generated in the first polarizing element 10. As a result, propagating light is emitted on the emission side.

因みに、第2の偏光素子20の第2の基板21内の微小構造体22は、例えば、図5(b)に示される領域S2のみならず、図6(a)に示すような領域S3に対して重なり合うように配置されていてもよい。   Incidentally, the microstructure 22 in the second substrate 21 of the second polarizing element 20 is not only in the region S2 shown in FIG. 5B, for example, in the region S3 as shown in FIG. 6A. They may be arranged so as to overlap each other.

この場合、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20とを所定位置に配置した場合に、第2の偏光素子20の一部の微小構造体22の両側の長軸端部22は、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12の何れか一方の長軸端部12aと、その一方の長軸端部12aからY1方向の何れか一方の向き(図中では上向き)に近接する、第2の構造体列14を構成する微小構造体12のX1方向の他方の長軸端部12bとに対して近接するよう位置調整されている。また、第2の偏光素子20の残りの微小構造体22の両側の長軸端部22は、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12の他方の長軸端部12bと、その他方の長軸端部12bからY1方向の他方の向き(図中では下向き)に近接する、第2の構造体列14を構成する微小構造体12の一方の長軸端部12aとに対して近接するよう位置調整されている。   In this case, when the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 are arranged at predetermined positions, the long-axis end portions 22 on both sides of a part of the microstructure 22 of the second polarizing element 20 are: One of the long axis ends 12a of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 of the first polarizing element 10, and one of the long axis ends 12a from the one long axis end 12a in the Y1 direction The position is adjusted so as to be close to the other long axis end portion 12b in the X1 direction of the microstructures 12 constituting the second structure row 14 that are close to each other (upward in the drawing). Further, the long axis end portions 22 on both sides of the remaining microstructure 22 of the second polarizing element 20 are the other lengths of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 of the first polarizing element 10. One long axis of the microstructure 12 constituting the second structure row 14 that is close to the other end in the Y1 direction (downward in the drawing) from the shaft end 12b and the other long axis end 12b The position is adjusted so as to approach the end 12a.

このような配列パターンの第2の偏光素子20の一面側21と第1の偏光素子10の一面側11aとを、内部に配列されている微小構造体12、22が所定の位置関係を満たすように配置させて、X1方向に平行な直線偏光を有する光を照射させた場合、第2の偏光素子の微小構造体22内で、その長軸方向に沿って振動する電流が流れ、図6(b)に示すような電荷分布が現れることになる。   The microstructures 12 and 22 arranged inside the one surface side 21 of the second polarizing element 20 and the one surface side 11a of the first polarizing element 10 having such an arrangement pattern satisfy a predetermined positional relationship. 6 and is irradiated with light having linearly polarized light parallel to the X1 direction, a current oscillating along the major axis direction flows in the microstructure 22 of the second polarizing element, and FIG. The charge distribution as shown in b) appears.

ここで、各微小構造体22内で生じる電荷分布は、図6(b)に示すように、極性の分布状態が何れも同一の状態になっているため、各微小構造体22がなす双極子に基づき、第2の偏光素子20の出射側においてY2方向に平行な直線偏光を有する伝搬光が放射されることになる。   Here, the charge distribution generated in each microstructure 22 has the same polarity distribution state as shown in FIG. 6B. Therefore, the dipole formed by each microstructure 22 is the same. Accordingly, the propagation light having linearly polarized light parallel to the Y2 direction is emitted on the emission side of the second polarizing element 20.

これに対して、第2の偏光素子20の第2の基板21内の微小構造体22が、図7(a)に示すような領域X1に対して重なり合うように配列されている場合は、上述のような効果は発揮されない。   On the other hand, when the microstructures 22 in the second substrate 21 of the second polarizing element 20 are arranged so as to overlap with the region X1 as shown in FIG. Such an effect is not exhibited.

即ち、領域S2のみならず、領域X1に対して重なり合うように、第2の偏光素子20の微小構造体22を配列した場合、図7(b)に示される領域X3のように、X2方向に隣接する微小構造体22内で現れる電荷分布が、電気四重極子と類似の状況を形成しており、第2の偏光素子20の出射側からY2方向に平行な直線偏光を有する伝搬光が放射されない。   That is, when the microstructures 22 of the second polarizing element 20 are arranged so as to overlap not only the region S2 but also the region X1, as in the region X3 shown in FIG. The charge distribution appearing in the adjacent microstructure 22 forms a situation similar to that of an electric quadrupole, and propagating light having linearly polarized light parallel to the Y2 direction is emitted from the emission side of the second polarizing element 20. Not.

このように、光機能素子1は、第1の偏光素子10内の微小構造体12に対して第2の偏光素子20内の微小構造体22が、相対的な大きさや配置条件が所定の条件から若干ずれたりするのみで、第1の偏光素子10に対して光を照射した場合に第1の偏光素子10の微小構造体12内で生じる複雑な電荷部分から、一部の電荷分布を第2の偏光素子20を介して選択的に取り出すことが出来ず、第2の偏光素子20から伝搬光が放射されない。これは、換言すれば、正しい「鍵穴」(第1の偏光素子)に対して、正しい「鍵」(第2の偏光素子)を正しい位置関係で配置して用いた場合にのみ、これらの「鍵」と「鍵穴」を介して伝搬光が放射されることを意味している。そして、これを利用することによって、「鍵」と「鍵穴」を用いた物理的な認証システムを構築可能となる。   As described above, in the optical functional element 1, the microstructure 22 in the second polarizing element 20 has a predetermined size and arrangement condition with respect to the microstructure 12 in the first polarizing element 10. Only slightly deviate from the above, and when a light is irradiated to the first polarizing element 10, a part of the charge distribution is changed from the complicated charge portion generated in the microstructure 12 of the first polarizing element 10. The light cannot be selectively extracted via the second polarizing element 20, and no propagation light is emitted from the second polarizing element 20. In other words, only when the correct “key” (second polarizing element) is arranged in the correct positional relationship and used with respect to the correct “keyhole” (first polarizing element), This means that propagating light is emitted through the “key” and “keyhole”. By using this, a physical authentication system using “key” and “keyhole” can be constructed.

この光機能素子1を利用した認証システムは、例えば、IDカードやキーデバイス等の物理デバイスに第2の偏光素子20を埋め込んでおき、これら物理デバイスの読取装置に第1の偏光素子10を内装させることによって具体化される。この場合は、「鍵穴」である読取装置内に正しい「鍵」である物理デバイスを装着させた場合においてのみ、読み取り装置に光出力がされ、これに基づき読取装置が所定の動作を行わせることが可能となり、これによって本人認証が可能となる。   In the authentication system using the optical functional element 1, for example, the second polarizing element 20 is embedded in a physical device such as an ID card or a key device, and the first polarizing element 10 is incorporated in the reading device of these physical devices. It is materialized by letting. In this case, only when the physical device that is the correct “key” is mounted in the reading device that is the “keyhole”, the reading device outputs light, and based on this, the reading device performs a predetermined operation. This makes it possible to authenticate the person.

また、この光機能素子1を利用した他の認証システムとしては、例えば、電池パックに第2の偏光素子20を内装させ、電池パックの電力による動作する電子機器に第1の偏光素子10を内装させることによっても具体化される。この場合は、正しい電子機器に対して、正しい電池パックを装着させた場合においてのみ、第2の偏光素子20から光出力がされ、これに基づき電池パックが電子機器に電力を供給させることが可能となり、これによって機器認証が可能となる。   Further, as another authentication system using the optical functional element 1, for example, the second polarizing element 20 is installed in a battery pack, and the first polarizing element 10 is installed in an electronic device that operates with electric power of the battery pack. It is materialized also by making. In this case, only when the correct battery pack is attached to the correct electronic device, light is output from the second polarizing element 20, and based on this, the battery pack can supply power to the electronic device. Thus, device authentication is possible.

このように光機能素子1を利用することによって、「鍵」と「鍵穴」を用いた種々の認証システムが構築可能となる。ここで、光機能素子1は、「鍵」と「鍵穴」に相当する第1の偏光素子10、第2の偏光素子20の微小構造体12、22の各々が数μm以下、場合によっては1μm以下の非常に微小な構造である。このため、これら第1の偏光素子10、第2の偏光素子20を偽造、複製等するためには、まず、各偏光素子内の微小構造体の形状、大きさを測定した上で、これと対応した所定の形状、大きさからなる微小構造体を基板内に配列する必要があり、技術的に非常に高い精度が要求される。このため、このような一対の正しい組み合わせの偏光素子10、20を作製した後において、何れか一方又は両方の偏光素子10、20を偽造、複製することは現実上困難であると考えられる。従って、この光機能素子1を利用した認証システムは、セキュリティ性に非常に優れたものとなっている。   By using the optical functional element 1 in this manner, various authentication systems using “keys” and “keyholes” can be constructed. Here, in the optical functional element 1, each of the microstructures 12 and 22 of the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 corresponding to “key” and “keyhole” is several μm or less, and in some cases, 1 μm. The following very minute structure. Therefore, in order to counterfeit, duplicate, etc. the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20, first, after measuring the shape and size of the microstructure in each polarizing element, It is necessary to arrange microstructures having a corresponding predetermined shape and size in the substrate, and technically very high accuracy is required. For this reason, it is considered that it is actually difficult to forge or duplicate one or both of the polarizing elements 10 and 20 after the pair of polarizing elements 10 and 20 having the right combination is manufactured. Therefore, the authentication system using this optical functional element 1 is very excellent in security.

因みに、光の照射時において第1の偏光素子10で生じる近接場光は、微小構造体12の表面にまとわりついて局在する非伝搬光であり、微小構造体12の表面に対してその物体の寸法と同程度の厚みt1をもった領域内に発生している。このため、第1の偏光素子10の出射側から滲出されている近接場光を第2の偏光素子20に作用させるためには、この近接場光が発生している領域内に、第2の偏光素子20の微小構造体22を近接配置させる必要がある。この第1の偏光素子10の微小構造体12の端部と、第2の偏光素子20の微小構造体12の端部との間は、限定するものではないが、例えば、1〜100nm程度の間隔があけられる。   Incidentally, the near-field light generated in the first polarizing element 10 at the time of light irradiation is non-propagating light that clings to the surface of the microstructure 12 and is localized on the surface of the microstructure 12. It occurs in a region having a thickness t1 of the same size as the dimension. For this reason, in order for the near-field light oozed from the emission side of the first polarizing element 10 to act on the second polarizing element 20, the second field is generated within the region where the near-field light is generated. The microstructure 22 of the polarizing element 20 needs to be arranged close to each other. The space between the end of the microstructure 12 of the first polarizing element 10 and the end of the microstructure 12 of the second polarizing element 20 is not limited. For example, it is about 1 to 100 nm. Spaced.

次に、上述した光機能素子1を用いた光学認証システム3であって、機器認証や本人認証のような認証システムを提供可能な光学認証システム3について詳細に説明する。   Next, the optical authentication system 3 using the above-described optical functional element 1 and the optical authentication system 3 capable of providing an authentication system such as device authentication or personal authentication will be described in detail.

図8は、本発明を適用した光学認証システム3の実施例を示したブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the optical authentication system 3 to which the present invention is applied.

本発明を適用した光学認証システム3は、第1の偏光素子10を有する第1のデバイス5と、第2の偏光素子20を有する第2のデバイス7とから構成される。機器認証を目的とした光学認証システム3の場合、この第1のデバイス5、第2のデバイス7は、一方のデバイスが他方のデバイスに対して、電力や電子的情報の授受を行なうデバイスによって具体化され、例えば、電池パックとこれを用いる電子機器の組み合わせや、外部記憶装置とこれを用いる電子機器の組み合わせ等によって具体化される。機器認証の場合は、正規品である一方のデバイスに対して用いられる他方のデバイスが正規品であるか否かを確認することを目的としており、他方のデバイスのいわゆるなりすましを防止するものである。   The optical authentication system 3 to which the present invention is applied includes a first device 5 having a first polarizing element 10 and a second device 7 having a second polarizing element 20. In the case of the optical authentication system 3 for the purpose of device authentication, the first device 5 and the second device 7 are specified by a device in which one device transmits and receives power and electronic information to the other device. For example, it is embodied by a combination of a battery pack and an electronic device using the same, or a combination of an external storage device and an electronic device using the same. In the case of device authentication, the purpose is to check whether the other device used for one device that is a genuine product is a genuine device, and to prevent so-called impersonation of the other device. .

また、本人認証を目的とした光学認証システム3の場合、第1のデバイス5、第2のデバイス7は、一方のデバイスが、カードやキーデバイス等の物理デバイスによって具体化され、他方のデバイスがこれを読み取る読取装置等によって具体化される。本人認証の場合は、所定のデバイスや書類、施設等を利用しようとする被認証者がカード等の物理デバイスを利用することによって、これらデバイス等の利用、閲覧、入場の権限があることを証明することを目的として利用される。   In the case of the optical authentication system 3 for the purpose of personal authentication, one of the first device 5 and the second device 7 is embodied by a physical device such as a card or a key device, and the other device is It is embodied by a reading device or the like that reads this. In the case of personal authentication, a certified person who intends to use a specified device, document, facility, etc. uses a physical device such as a card to prove that he / she has authority to use, view and enter these devices. It is used for the purpose of doing.

本実施例においては、第1のデバイス5として電池パック30を適用し、第2のデバイス7として携帯電話のような電子機器40を適用し、これを例にとって説明する。   In the present embodiment, a battery pack 30 is applied as the first device 5, and an electronic apparatus 40 such as a mobile phone is applied as the second device 7, and this will be described as an example.

第1のデバイス5である電池パック30は、電子機器40の電力供給源であり、電子機器40に対して装着させた場合に、電子機器40に対して電力を供給するものである。   The battery pack 30, which is the first device 5, is a power supply source for the electronic device 40, and supplies power to the electronic device 40 when it is attached to the electronic device 40.

第2のデバイス7である電子機器40は、電池パック30から供給される電力に基づき、所定の動作を行うものであり、携帯電話の他に、例えばパーソナルコンピュータ、携帯情報端末(Personal Digital Assistant)、デジタルカメラ、携帯ゲーム機器等によって具体化されるものである。   The electronic device 40 which is the second device 7 performs a predetermined operation based on the power supplied from the battery pack 30. In addition to the mobile phone, for example, a personal computer, a personal digital assistant (Personal Digital Assistant) It is embodied by a digital camera, a portable game device, or the like.

携帯電話としての電子機器40には、図9(a)に示すように、その背面下部に電池パック30が着脱自在に装着されることになる。   As shown in FIG. 9A, the battery pack 30 is detachably attached to the lower back portion of the electronic device 40 as a mobile phone.

電池パック30は、二次電池31と、パック側電源制御部32と、パック側正極端子36と、パック側負極端子37と、着脱機構38とを有するものである。   The battery pack 30 includes a secondary battery 31, a pack-side power control unit 32, a pack-side positive terminal 36, a pack-side negative terminal 37, and an attaching / detaching mechanism 38.

電子機器40は、本体側電源制御部41と、本体側正極端子45と、本体側負極端子46とを有するものである。   The electronic device 40 includes a main body side power supply control unit 41, a main body side positive terminal 45, and a main body side negative terminal 46.

二次電池31は、電圧源であり、図示しない充電器等から電力が供給された電力を内部に蓄えるものである。   The secondary battery 31 is a voltage source and stores therein power supplied from a charger (not shown) or the like.

パック側電源制御部32は、光照射部33と、第1の偏光素子10と、光学制御系35とを有している。パック側電源制御部32は、電池パック30が電子機器40に装着された場合において、その装着を検出した後、光照射部33に対して第1の偏光素子20に向けて光を照射するよう通知するものである。   The pack-side power supply control unit 32 includes a light irradiation unit 33, the first polarizing element 10, and an optical control system 35. When the battery pack 30 is mounted on the electronic device 40, the pack-side power supply control unit 32 detects the mounting and then irradiates the light irradiation unit 33 with light toward the first polarizing element 20. It is a notification.

光照射部33は、例えばレーザーダイオード等によって具体化され、電池パック30が電子機器40に装着された場合において、制御回路32からの通知を検出した後、第1の偏光素子20に対して光を照射するものである。   The light irradiation unit 33 is embodied by, for example, a laser diode or the like. When the battery pack 30 is mounted on the electronic device 40, the light irradiation unit 33 detects the notification from the control circuit 32 and then transmits light to the first polarizing element 20. Is irradiated.

照明光学系35は、光照射部33から照射された光の形状や偏光方向を制御可能とするものであり、これによって偏光方向が制御された光が第1の偏光素子10に対して照射される。なお、第1の偏光素子10に対しては、第1の偏光素子10におけるX1方向に平行な直線偏光を有する光を照射するように、光照射部33又は照明光学系35を制御することになる。   The illumination optical system 35 is capable of controlling the shape and polarization direction of the light emitted from the light irradiation unit 33, and the light whose polarization direction is controlled thereby is emitted to the first polarizing element 10. The Note that the light irradiation unit 33 or the illumination optical system 35 is controlled so that the first polarizing element 10 is irradiated with light having linearly polarized light parallel to the X1 direction in the first polarizing element 10. Become.

着脱機構38は、電池パック30と電子機器40とを互いに着脱可能とする機構であり、公知のいかなる着脱機構を適用するようにしてもよい。   The attachment / detachment mechanism 38 is a mechanism that allows the battery pack 30 and the electronic device 40 to be attached to and detached from each other, and any known attachment / detachment mechanism may be applied.

パック側正極端子36は、二次電池31の正極に接続されており、電池パック30が電子機器40に装着された場合において、本体側正極端子45に対して接続されるものである。また、パック側正極端子37は、二次電池31の負極に接続されており、電池パック30が電子機器40に装着された場合において、本体側負極端子46に対して接続されるものである。   The pack-side positive terminal 36 is connected to the positive electrode of the secondary battery 31, and is connected to the main body-side positive terminal 45 when the battery pack 30 is attached to the electronic device 40. The pack-side positive terminal 37 is connected to the negative electrode of the secondary battery 31, and is connected to the main body-side negative terminal 46 when the battery pack 30 is attached to the electronic device 40.

本体側電源制御部41は、第2の偏光素子20と、光検出部43と、スイッチ切替回路44とを有するものである。本体側電源制御部41は、光検出部43によって光信号を検出した場合に、スイッチ切替回路43に対してスイッチSW1のOn/Offを切り替えるように通知するものである。   The main body side power supply control unit 41 includes the second polarizing element 20, a light detection unit 43, and a switch switching circuit 44. When the light detection unit 43 detects the optical signal, the main body side power supply control unit 41 notifies the switch switching circuit 43 to switch on / off the switch SW1.

光検出部43は、例えばフォトダイオード等の各種光検出器によって具体化され、第2の偏光素子30を介して放出される伝搬光を検出するものである。なお、光検出部43においては、第2の偏光素子20におけるY2方向に平行な直線偏光を有する光のみを検出するように光検出部43を制御したり、Y2方向に平行な直線偏光のみを透過させる偏光板等を用い、これを透過する光を検出することになる。   The light detection unit 43 is embodied by various photodetectors such as photodiodes, and detects propagation light emitted through the second polarizing element 30. In the light detection unit 43, the light detection unit 43 is controlled so as to detect only light having linearly polarized light parallel to the Y2 direction in the second polarizing element 20, or only linearly polarized light parallel to the Y2 direction is detected. A polarizing plate or the like to be transmitted is used, and light transmitted through the polarizing plate is detected.

なお、電池パック30を電子機器40に対して装着させた場合に、第1の偏光素子10における第1の基板11の一面側11aと、第2の偏光素子20における第2の基板21の一面側21aとが接触配置又は近接配置され、第2の偏光素子20における微小構造体22の長軸方向の両方の長軸端部22a、22bが、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12の長軸方向の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部からY1方向の何れかの向きに隣接する第2の構造体列14を構成する微小構造体12の長軸方向の他方の長軸端部に対して近接配置されるように調整されていることが好ましい。この場合、第1の偏光素子10、第2の偏光素子20の第1の基板11、第2の12の形状や配置位置を適宜調整することになる。これによって、電池パック30を電子機器40を装着した後に、第1の偏光素子10、第2の偏光素子20の位置調整を行なう必要性がなくなる。なお、上述の場合における第2の基板21内の微小構造体22は、図5(c)に示すような配列パターンから構成されていることになるが、第2の基板21内の微小構造体22が図6(b)に示すような配列パターンの場合も同趣旨の調整がされていることが好ましい。   When the battery pack 30 is attached to the electronic device 40, the one surface 11 a of the first substrate 11 in the first polarizing element 10 and the one surface of the second substrate 21 in the second polarizing element 20. The side 21 a is arranged in contact with or close to the side 21 a, and both major axis ends 22 a and 22 b in the major axis direction of the microstructure 22 in the second polarizing element 20 are the first structure of the first polarizing element 10. One long-axis end portion in the long-axis direction of the microstructures 12 constituting the row 13 and the second structure row 14 adjacent in any direction in the Y1 direction from the one long-axis end portion. It is preferable that the fine structure 12 is adjusted so that it is disposed close to the other long axis end portion in the long axis direction. In this case, the shapes and arrangement positions of the first substrate 11 and the second 12 of the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 are appropriately adjusted. This eliminates the need to adjust the positions of the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 after the battery pack 30 is mounted with the electronic device 40. Note that the microstructure 22 in the second substrate 21 in the above-described case has an arrangement pattern as shown in FIG. 5C, but the microstructure in the second substrate 21. Also in the case of an array pattern 22 as shown in FIG.

このようにして構成される光学認証システム3の動作について説明する。   The operation of the optical authentication system 3 configured as described above will be described.

まず、電池パック30を電子機器40に対して装着させ、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20との内部の微小構造体12、22が正しい位置関係となるようにして配置させる。なお、ここでいう正しい位置関係とは、上述したような、第2の偏光素子20の微小構造体22の両方の長軸端部22a、22bが第1の偏光素子10の微小構造体12の長軸端部に近接配置されるような関係をいう。また、この場合は、パック側正極端子36、パック側負極端子37がそれぞれ本体側正極端子45、本体側負極端子46に対して接続されることになる。図9(b)は、電子機器40の一例である携帯電話に対して電池パック30を装着させた例を示している。   First, the battery pack 30 is attached to the electronic device 40 and arranged so that the microstructures 12 and 22 inside the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 are in a correct positional relationship. Note that the correct positional relationship here means that the long-axis end portions 22a and 22b of the microstructure 22 of the second polarizing element 20 are the same as those of the microstructure 12 of the first polarizing element 10 as described above. It refers to a relationship that is arranged close to the end of the long axis. In this case, the pack-side positive terminal 36 and the pack-side negative terminal 37 are connected to the main body-side positive terminal 45 and the main body-side negative terminal 46, respectively. FIG. 9B shows an example in which the battery pack 30 is attached to a mobile phone which is an example of the electronic device 40.

次に、パック側電源制御部32が、電池パック30が電子機器40に対して装着されたのを検出し、光照射部33に対して第1の偏光素子20に向けて光を照射するよう通知する。なお、このような通知は、電池パック30が電子機器40に対して装着された後に、自動的にされなくとも、電池パック30等の外部スイッチ等によって手動で通知されるようにしてもよい。   Next, the pack-side power supply control unit 32 detects that the battery pack 30 is mounted on the electronic device 40 and irradiates the light irradiation unit 33 with light toward the first polarizing element 20. Notice. Such a notification may be manually notified by an external switch or the like of the battery pack 30 or the like after the battery pack 30 is attached to the electronic device 40 without being automatically performed.

通知を受けた光照射部33は、照明光学系35を介して第1の偏光素子20に対して光を照射することになる。ここで、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20とが正しい位置関係で、かつ、正しい組み合わせで配置されている場合においてのみ、第1の偏光素子10に照射された光が、第2の偏光素子20の出射側から伝搬光として放射されることになる。そして、第2の偏光素子30から放射された伝搬光を、光検出部43によって検出し、スイッチ切替回路44を介してスイッチSW1がOnとなり、二次電池31から電子機器40の各種要素、例えばCPU(Central Processing Unit)や液晶ディスプレイ等に電力が供給されることになる。   The light irradiation unit 33 that has received the notification irradiates the first polarizing element 20 with light via the illumination optical system 35. Here, only when the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 are arranged in the correct positional relationship and in the correct combination, the light irradiated on the first polarizing element 10 It is radiated as propagating light from the exit side of the second polarizing element 20. And the propagation light radiated | emitted from the 2nd polarizing element 30 is detected by the photon detection part 43, switch SW1 is set to On via the switch switching circuit 44, and various elements of the electronic device 40 from the secondary battery 31, for example, Power is supplied to a CPU (Central Processing Unit), a liquid crystal display, and the like.

このように、本発明を適用した光学認証システム3は、正しい組み合わせの第1の偏光素子10、第2の偏光素子20を用いた場合においてのみ、第2の偏光素子20から光信号が出力がされることになり、この出力された光信号に基づき、電池パック30からの電力が電子機器40の各種要素に供給されることになる。   Thus, the optical authentication system 3 to which the present invention is applied outputs an optical signal from the second polarizing element 20 only when the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 in the correct combination are used. Accordingly, the electric power from the battery pack 30 is supplied to various elements of the electronic device 40 based on the output optical signal.

なお、第2の偏光素子20から光信号が出力された場合に発揮される効果は、これに限定するものではなく、光信号が検出された場合に、電池パック30や電子機器40等の各種デバイスが通常有している機能が発現されるように制御されるものである。   In addition, the effect exhibited when the optical signal is output from the second polarizing element 20 is not limited to this, and when the optical signal is detected, various effects such as the battery pack 30 and the electronic device 40 are provided. It is controlled so that the function normally possessed by the device is expressed.

上述の例においては、電池パック30と電子機器40との間における機器認証に用いられる認証システムとしての光学認証システム3について説明したが、本人認証に用いられる認証システムに適用した場合は、例えば、以下のようにして用いられる。   In the above-described example, the optical authentication system 3 as an authentication system used for device authentication between the battery pack 30 and the electronic device 40 has been described, but when applied to an authentication system used for personal authentication, for example, It is used as follows.

この場合は、例えば、図10に示すように、第2のデバイスとしての認証用カード50に第2の偏光素子20を埋込配置しておき、これを第1のデバイスとしての携帯電話60内に第1の偏光素子10を予め内装させる。そして、認証用カード50を携帯電話60内に装着させた場合に、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20とを正しい位置関係で配置させるようにして、第1の偏光素子10に対して光を照射させることによって認証が行なわれることになる。この場合は、正しい認証用カード50が装着された場合にのみ、光信号が検出され、認証が正しく行なわれることになり、これによって、携帯電話60の使用が可能となったり、種々の機能が発現されることになる。   In this case, for example, as shown in FIG. 10, the second polarizing element 20 is embedded in the authentication card 50 as the second device, and this is placed in the mobile phone 60 as the first device. The first polarizing element 10 is preliminarily provided in the interior. Then, when the authentication card 50 is mounted in the mobile phone 60, the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 are arranged in the correct positional relationship so that the first polarizing element 10 On the other hand, authentication is performed by irradiating light. In this case, only when the correct authentication card 50 is inserted, the optical signal is detected and the authentication is correctly performed. As a result, the mobile phone 60 can be used and various functions can be performed. Will be expressed.

なお、光照射部33は、第1のデバイスである電池パック30であっても、第2のデバイスである電子機器40の何れに内装されていてもよい。また、第1の偏光素子10が電子機器40に、第2の偏光素子20が電池パック30に内装されるようにしてもよい。また、光検出部43が第1のデバイスである電池パック30に内装されるようにしてもよい。   In addition, even if the light irradiation part 33 is the battery pack 30 which is a 1st device, it may be incorporated in any of the electronic devices 40 which are 2nd devices. Alternatively, the first polarizing element 10 may be housed in the electronic device 40 and the second polarizing element 20 may be housed in the battery pack 30. Moreover, you may make it the photon detection part 43 be equipped with the battery pack 30 which is a 1st device.

また、上述した実施例においては、電池パック30と電子機器40とからなる本発明を適用した光学認証システム3を機能させるための最小限の構成について説明したが、実際の電池パック30や電子機器40が有している各種手段や機構をこの他に有していてもよいのは勿論である。例えば、この電池パック30は、二次電池31の過充電や過放電を防止するための保護回路や電池の変形に伴う内部短絡を防止する安全弁等の安全機構を有していてもよい。また、電子機器40は、電子機器40全体を制御するためのCPUやデータの蓄積や展開等に使用する作業領域としてのRAM(Random Access Memory)、操作ボタンやキーボード等によって具体化される各種制御用の指令を入力するための操作部、各種情報の表示を制御するための表示制御部、表示制御部からの出力された情報を実際に表示するモニタとしての表示部、ハードディスク等によって具体化され、実行すべき検索を行なうためのプログラムを格納するための記憶部、これらを接続する内部パス等を有していてもよい。   In the above-described embodiment, the minimum configuration for functioning the optical authentication system 3 to which the present invention is applied, which includes the battery pack 30 and the electronic device 40, has been described. Of course, various means and mechanisms that the 40 has may be included. For example, the battery pack 30 may have a safety mechanism such as a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge of the secondary battery 31 and a safety valve for preventing an internal short circuit due to deformation of the battery. The electronic device 40 is a CPU for controlling the entire electronic device 40, a RAM (Random Access Memory) as a work area used for storing and developing data, various controls embodied by operation buttons, a keyboard, and the like. This is embodied by an operation unit for inputting a command for display, a display control unit for controlling display of various types of information, a display unit as a monitor for actually displaying information output from the display control unit, a hard disk, etc. A storage unit for storing a program for performing a search to be executed, an internal path for connecting these, and the like may be provided.

図11(a)は、本発明例1、2並びに比較例1〜5としての第1の偏光素子と第2の偏光素子とを所定位置に配置させ、これら偏光素子に対して伝搬光を照射した場合の、遠隔場領域における電場強度比を表している。本発明例1、2並びに比較例3〜5は、図11(b)に示すような、第1の偏光素子と第2の偏光素子との組合せからなるものである。また、比較例1、2は、それぞれ第1の偏光素子のみ、第2の偏光素子のみを配置したものである。また、図11(b)の図中右欄は、第1の偏光素子と第2の偏光素子とを所定位置に配置した後の状態を示す図である。また、図11(b)に示す微小構造体12、22の配列パターンは、あくまで模式的に示したものである。   In FIG. 11A, the first polarizing element and the second polarizing element as Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Examples 1 to 5 are arranged at predetermined positions, and propagating light is irradiated to these polarizing elements. In this case, the electric field strength ratio in the remote field region is shown. Invention Examples 1 and 2 and Comparative Examples 3 to 5 are combinations of the first polarizing element and the second polarizing element as shown in FIG. In Comparative Examples 1 and 2, only the first polarizing element and only the second polarizing element are arranged, respectively. In addition, the right column in FIG. 11B is a diagram illustrating a state after the first polarizing element and the second polarizing element are arranged at predetermined positions. Further, the arrangement pattern of the microstructures 12 and 22 shown in FIG. 11 (b) is merely schematically shown.

本発明例1は、第2の偏光素子20の微小構造体22の両方の長軸端部が、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12の一方の長軸端部と、これに隣接する第2の構造体列14を構成する微小構造体12の他方の長軸端部とに対して近接するものであり、図3に示す第1の偏光素子10、第2の偏光素子20と同様の微小構造体12、22の配列パターンを有するものである。また、本発明例2は、第2の偏光素子20の一部の微小構造体22の両側の長軸端部が、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12の一方の長軸端部12aと、その一方の長軸端部12aからY1方向の図中上向きに近接する第2の構造体列14を構成する微小構造体の他方の長軸端部12bとに対して近接され、第2の偏光素子20の残りの微小構造体22の長軸端部が、第1の偏光素子10の第1の構造体列13を構成する微小構造体12の他方の長軸端部12bと、その他方の長軸端部12bからY1方向の図中下向きに近接する第2の構造体列14を構成する微小構造体12の一方の長軸端部12aとに対して近接するものであり、図6に示す第1の偏光素子10、第2の偏光素子20と同様の微小構造体12、22の配列パターンを有するものである。   In Example 1 of the present invention, both long-axis ends of the microstructures 22 of the second polarizing element 20 have one of the microstructures 12 constituting the first structure row 13 of the first polarizing element 10. The first polarizing element shown in FIG. 3 is close to the long-axis end portion and the other long-axis end portion of the microstructure 12 constituting the second structure row 14 adjacent thereto. 10 and an arrangement pattern of microstructures 12 and 22 similar to those of the second polarizing element 20. Also, according to the second example of the present invention, the long axis ends on both sides of a part of the microstructure 22 of the second polarizing element 20 form the first structure row 13 of the first polarizing element 10. One long-axis end portion 12a of the body 12 and the other long-axis end portion of the microstructure constituting the second structure row 14 close to the one long-axis end portion 12a in the Y1 direction upward in the drawing. 12b, and the major axis end of the remaining microstructure 22 of the second polarizing element 20 of the microstructure 12 constituting the first structure row 13 of the first polarizing element 10 The other long-axis end portion 12b, and the other long-axis end portion 12b and one long-axis end portion 12a of the microstructure 12 constituting the second structural body row 14 that is close to the Y1 direction downward in the figure. And a microstructure similar to the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 shown in FIG. And it has a sequence pattern of 2,22.

比較例3は、本発明例1の第2の偏光素子20のX2方向の構造体列23間の間隔を約半分程度としたものであり、図7に示す第1の偏光素子10、第2の偏光素子20と同様の微小構造体12、22の配列パターンを有するものである。また、比較例4は、本発明例1の第2の偏光素子20の微小構造体22のY2方向長さを約三倍程度としたものである。また、比較例5は、比較例4の第2の偏光素子20のX2方向の構造体列23間の間隔を約半分程度としたものである。比較例1〜5は、何れも本発明例の効果を説明するための例である。   In Comparative Example 3, the distance between the structure rows 23 in the X2 direction of the second polarizing element 20 of the inventive example 1 is about half, and the first polarizing element 10 and the second polarizing element 10 shown in FIG. This has the same arrangement pattern of the microstructures 12 and 22 as the polarizing element 20. In Comparative Example 4, the length in the Y2 direction of the microstructure 22 of the second polarizing element 20 of Example 1 of the present invention is about three times. In Comparative Example 5, the interval between the structure rows 23 in the X2 direction of the second polarizing element 20 of Comparative Example 4 is approximately halved. Comparative Examples 1 to 5 are examples for explaining the effects of the examples of the present invention.

第1の偏光素子10の微小構造体12は、長さRが400nm、厚みdが60nm、高さHが200nmの略矩形断面の平板状の形状のものを適用した。各構造体列における二つの微小構造体間の間隔は200nm、各構造体列間の間隔は240nmのものを適用した。また、第2の偏光素子20の微小構造体22は、長さRが300nm、厚みdが60nm、高さHが60nmの略矩形断面の角棒状のものを適用した。また、第1の偏光素子10の各微小構造体12の入射側側面がなす面から入射側の法線方向に向けて500nm離間した箇所に光源を設置し、光源の波長λは、729nmとした。また、微小構造体12、22の材質は、金とした。また、第2の偏光素子20の各微小構造体22の出射側側面がなす面から出射側の法線方向に向けて2μm離間した領域の電場強度を測定した。また、第1の偏光素子10の各微小構造体12の出射側側面がなす面と、第2の偏光素子20の各微小構造体12の入射側側面がなす面との面間隔は、10nmとした。また、第1の偏光素子10には、X1方向に平行な偏光成分を有する直線偏光を入射させ、第2の偏光素子20の出射側では、Y2方向に平行な偏光成分を有する電場成分を検出した。   As the microstructure 12 of the first polarizing element 10, a flat plate having a substantially rectangular cross section with a length R of 400 nm, a thickness d of 60 nm, and a height H of 200 nm was applied. The distance between two microstructures in each structure row was 200 nm, and the distance between each structure row was 240 nm. As the microstructure 22 of the second polarizing element 20, a rectangular bar-shaped member having a substantially rectangular cross section with a length R of 300 nm, a thickness d of 60 nm, and a height H of 60 nm was applied. In addition, a light source is installed at a location 500 nm away from the surface formed by the incident side surface of each microstructure 12 of the first polarizing element 10 toward the normal direction on the incident side, and the wavelength λ of the light source is set to 729 nm. . The material of the microstructures 12 and 22 was gold. In addition, the electric field strength in a region 2 μm apart from the surface formed by the exit side surface of each microstructure 22 of the second polarizing element 20 toward the normal direction on the exit side was measured. Further, the surface interval between the surface formed by the exit side surface of each microstructure 12 of the first polarizing element 10 and the surface formed by the incident side surface of each microstructure 12 of the second polarizing element 20 is 10 nm. did. Further, linearly polarized light having a polarization component parallel to the X1 direction is incident on the first polarization element 10, and an electric field component having a polarization component parallel to the Y2 direction is detected on the output side of the second polarization element 20. did.

この結果、本発明例1、2の組み合わせの場合に、比較例1〜5と比較して強い電場強度を有する伝搬光の放射が確認された。本発明例1との間で最も少ない電場強度比差を有する例は、比較例2であるが、本発明例1との間で10倍も異なっている。これより、第1の偏光素子10と第2の偏光素子20との微小構造体12、22の相対的な大きさや配置条件が少しでも所定条件からずれたのみで、光の出力がされないことが確認された。また、本発明例1よりも本発明例2の組み合わせのほうが数倍高い電場強度が得られることが確認された。 As a result, in the case of the combination of Invention Examples 1 and 2, the emission of propagating light having a stronger electric field strength was confirmed as compared with Comparative Examples 1 to 5. Example with the least electric field intensity ratio difference between the present invention Example 1 is a comparative example 2 is different 10 5 times between the present invention Example 1. As a result, the relative size and arrangement conditions of the microstructures 12 and 22 of the first polarizing element 10 and the second polarizing element 20 may be slightly deviated from predetermined conditions, and light may not be output. confirmed. In addition, it was confirmed that the electric field strength several times higher than that of Invention Example 1 was obtained by the combination of Invention Example 2 several times.

図12(a)は、本発明例1の組合せからなる第1の偏光素子と第2の偏光素子とを所定位置に配置させた後に、第1の偏光素子10の各微小構造体12の出射側側面がなす面と、第2の偏光素子20の各微小構造体22の入射側側面がなす面とを、X方向又はY方向に所定距離変位させた場合の、電場強度比を表している。この図に示すように、X方向、Y方向の変位が大きくなるにつれて、電場強度比が小さくなることと、微小構造体12、22のサイズが大きいほど、電場強度の損失の割合が小さくなることとが確認された。   FIG. 12A shows the emission of each microstructure 12 of the first polarizing element 10 after the first polarizing element and the second polarizing element, which are combinations of the first invention example, are arranged at predetermined positions. The electric field intensity ratio is shown when the surface formed by the side surface and the surface formed by the incident side surface of each microstructure 22 of the second polarizing element 20 are displaced by a predetermined distance in the X direction or the Y direction. . As shown in this figure, as the displacement in the X direction and Y direction increases, the ratio of the electric field strength decreases, and as the size of the microstructures 12 and 22 increases, the ratio of the loss of electric field strength decreases. It was confirmed.

図12(b)は、本発明例1の組合せからなる第1の偏光素子と第2の偏光素子とを所定位置に配置させた後に、第1の偏光素子10の各微小構造体12の出射側側面がなす面と、第2の偏光素子20の各微小構造体22の入射側側面がなす面との面間の間隔を変位させた場合の電場強度比を示している。この図に示すように、面間の変位が大きくなるにつれて、電場強度比が小さくなることと、微小構造体12、22のサイズが大きいほど、電場強度の損失の割合が小さくなることとが確認された。これは、第1の偏光素子10において生じる近接場光の階層性に基づくものであると考えられる。   FIG. 12B shows the emission of each microstructure 12 of the first polarizing element 10 after the first polarizing element and the second polarizing element, which are combinations of the first invention example, are arranged at predetermined positions. The electric field strength ratio is shown when the distance between the surface formed by the side surface and the surface formed by the incident side surface of each microstructure 22 of the second polarizing element 20 is displaced. As shown in this figure, it is confirmed that the electric field strength ratio decreases as the displacement between the surfaces increases, and that the ratio of the loss of electric field strength decreases as the size of the microstructures 12 and 22 increases. It was done. This is considered to be based on the hierarchy of near-field light generated in the first polarizing element 10.

本発明を適用した光機能素子について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical functional element to which this invention is applied. (a)は第1の偏光素子の構成を示す斜視図であり、(b)は第2の偏光素子の構成を示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the structure of a 1st polarizing element, (b) is a perspective view which shows the structure of a 2nd polarizing element. (a)は第1の偏光素子の構成を示す平面図であり、(b)は第2の偏光素子の構成を示す平面図であり、(c)は第1の偏光素子と第2の偏光素子とを所定位置に配置した場合における平面図である。(A) is a top view which shows the structure of a 1st polarizing element, (b) is a top view which shows the structure of a 2nd polarizing element, (c) is a 1st polarizing element and 2nd polarization | polarized-light. It is a top view at the time of arrange | positioning an element in a predetermined position. 微小構造体の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a microstructure. 光機能素子の作用について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of an optical function element. 第2の偏光素子が取り得る微小構造体の配列パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement pattern of the microstructure which a 2nd polarizing element can take. 光機能素子の作用について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of an optical function element. 本発明を適用した光学認証システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the optical authentication system to which this invention is applied. 光学認証システムを適用した電池パックと電子機器との構成について示す図である。It is a figure shown about the structure of the battery pack and electronic device to which an optical authentication system is applied. 光学認証システムを適用した認証用カードと携帯電話との構成について示す図である。It is a figure shown about the structure of the card | curd for authentication and mobile phone to which an optical authentication system is applied. 第1の偏光素子に対する第2の偏光素子の微小構造体の配列パターンを変化させた場合における電場強度比を示す図であるIt is a figure which shows the electric field strength ratio at the time of changing the arrangement pattern of the microstructure of the 2nd polarizing element with respect to a 1st polarizing element. 第1の偏光素子の位置に対する第2の偏光素子の変位、面間の間隔を変化させた場合における電場強度比を示す図である。It is a figure which shows the electric field strength ratio at the time of changing the displacement of the 2nd polarizing element with respect to the position of a 1st polarizing element, and the space | interval between surfaces.

符号の説明Explanation of symbols

1 光機能素子
3 光システム
5 第1のデバイス
7 第2のデバイス
10 第1の偏光素子
11 第1の基板
11a 一面側
11b 他面側
12 微小構造体
13 第1の構造体列
14 第2の構造体列
20 第2の偏光素子
21 第2の基板
21a 一面側
21b 他面側
22 微小構造体
23 構造体列
30 電池パック
31 二次電池
32 パック側電源制御部
33 光照射部
34 光学制御系
36 パック側正極端子
37 パック側負極端子
38 着脱機構
40 電子機器
41 本体側電源制御部
43 光検出部
44 スイッチ切替回路
45 本体側正極端子
46 本体側負極端子
50 認証用カード
60 携帯電話
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical functional element 3 Optical system 5 1st device 7 2nd device 10 1st polarizing element 11 1st board | substrate 11a One surface side 11b Other surface side 12 Micro structure 13 1st structure row | line | column 14 2nd Structure row 20 Second polarizing element 21 Second substrate 21a One side 21b Other side 22 Microstructure 23 Structure row 30 Battery pack 31 Secondary battery 32 Pack side power supply control unit 33 Light irradiation unit 34 Optical control system 36 pack side positive terminal 37 pack side negative terminal 38 attachment / detachment mechanism 40 electronic device 41 main body side power supply control unit 43 light detection unit 44 switch switching circuit 45 main body side positive terminal 46 main body side negative terminal 50 authentication card 60 mobile phone

Claims (8)

透光性を有する平板状の第1の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた第1の構造体列並びに第2の構造体列が上記長軸方向に略直交する直交方向に向けて交互に配列され、上記第1の構造体列を構成する第1の微小構造体における一方の長軸端部が、上記第2の構造体列を構成する第2の微小構造体の他方の長軸端部に対して近接し、当該第1の微小構造体における他方の長軸端部が、当該第2の微小構造体の長軸方向に隣接する他の第2の微小構造体の一方の長軸端部に近接するように位置調整された第1の偏光素子と、
透光性を有する平板状の第2の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた構造体列が複数列に亘って配列され、上記第1の基板と上記第2の基板とが略平行となるように接触配置又は近接配置された場合に、上記第2の基板内における各微小構造体の両方の長軸端部が、上記第1の基板内の第1の微小構造体の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部から上記直交方向の何れかの向きに近接する第2の微小構造体の他方の長軸端部とに対して近接するよう位置調整された第2の偏光素子とを備えること
を特徴とする光機能素子。
A first structure row and a second structure row in which a plurality of microstructures are formed at predetermined intervals in the major axis direction in a flat plate-like first substrate having translucency are the lengths described above. One long axis end portion of the first microstructures that are alternately arranged in the orthogonal direction substantially orthogonal to the axial direction and that constitutes the first structure row constitutes the second structure row. The other long axis end of the second microstructure is adjacent to the other long axis end of the second microstructure. A first polarizing element whose position is adjusted so as to be close to one end of the long axis of the other second microstructure;
In the flat plate-like second substrate having light transmissivity, a plurality of microstructural bodies, each having a plurality of microstructures formed at predetermined intervals in the major axis direction, are arranged in a plurality of rows, and the first When the substrate and the second substrate are arranged in contact or close to each other so as to be substantially parallel, both major axis ends of each microstructure in the second substrate are the first substrate. One of the long axis ends of the first microstructure and the other long axis end of the second microstructure close to any one of the orthogonal directions from the one long axis end And a second polarizing element whose position is adjusted so as to be close to the unit.
透光性を有する平板状の第1の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた第1の構造体列並びに第2の構造体列が上記長軸方向に略直交する直交方向に向けて交互に配列され、上記第1の構造体列を構成する第1の微小構造体における一方の長軸端部が、上記第2の構造体列を構成する第2の微小構造体の他方の長軸端部に対して近接し、当該第1の微小構造体における他方の長軸端部が、当該第2の微小構造体の長軸方向に隣接する他の第2の微小構造体の一方の長軸端部に近接するように位置調整された第1の偏光素子と、
透光性を有する平板状の第2の基板内に、複数の微小構造体をそれぞれ長軸方向に所定間隔をあけて形成させた構造体列が複数列に亘って配列され、上記第1の基板と上記第2の基板とが略平行となるように接触配置又は近接配置された場合に、上記第2の基板内における各微小構造体の両方の長軸端部が、上記第1の基板内の第1の微小構造体の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部から上記直交方向の何れか一方の向きに近接する第2の微小構造体の他方の長軸端部とに対して近接するよう位置調整されるとともに、上記第1の微小構造体の他方の長軸端部と、その他方の長軸端部から上記直交方向の他方の向きに近接する第2の微小構造体の一方の長軸端部とに対して近接するよう位置調整された第2の偏光素子とを備えること
を特徴とする光機能素子。
A first structure row and a second structure row in which a plurality of microstructures are formed at predetermined intervals in the major axis direction in a flat plate-like first substrate having translucency are the lengths described above. One long axis end portion of the first microstructures that are alternately arranged in the orthogonal direction substantially orthogonal to the axial direction and that constitutes the first structure row constitutes the second structure row. The other long axis end of the second microstructure is adjacent to the other long axis end of the second microstructure. A first polarizing element whose position is adjusted so as to be close to one end of the long axis of the other second microstructure;
In the flat plate-like second substrate having light transmissivity, a plurality of microstructural bodies, each having a plurality of microstructures formed at predetermined intervals in the major axis direction, are arranged in a plurality of rows, and the first When the substrate and the second substrate are arranged in contact or close to each other so as to be substantially parallel, both major axis ends of each microstructure in the second substrate are the first substrate. The long axis end of one of the first microstructures and the other long axis of the second microstructure close to either one of the orthogonal directions from the long axis end The position is adjusted so as to be close to the end, and the other long-axis end of the first microstructure and the other long-axis end close to the other direction in the orthogonal direction. A second polarizing element whose position is adjusted so as to be close to one end of the long axis of the two microstructures. Optical functional device according to claim.
上記第1の偏光素子において上記長軸方向並びに上記直交方向に互いに近接する微小構造体間の間隔は、照射されるべき伝搬光の波長に対して回折限界未満の間隔をあけて配置されること
を特徴とする請求項1又は2記載の光機能素子。
In the first polarizing element, the interval between the microstructures close to each other in the major axis direction and the orthogonal direction is arranged with an interval less than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light to be irradiated. The optical functional element according to claim 1 or 2.
請求項1〜3の何れか1項に記載の第1の偏光素子を有する第1のデバイスと、
請求項1〜3の何れか1項に記載の第2の偏光素子を有する第2のデバイスとを備え、
上記第1のデバイス又は上記第2のデバイスは、上記第2の偏光素子から射出される光を検出可能な光検出手段を更に有すること
を特徴とする光学認証システム。
A first device having the first polarizing element according to any one of claims 1 to 3,
A second device having the second polarizing element according to any one of claims 1 to 3,
The optical authentication system, wherein the first device or the second device further includes light detection means capable of detecting light emitted from the second polarizing element.
上記第1のデバイス又は上記第2のデバイスは、上記第1の偏光素子に対して光を照射する光照射手段を有すること
を特徴とする請求項4記載の光学認証システム。
The optical authentication system according to claim 4, wherein the first device or the second device has light irradiation means for irradiating the first polarizing element with light.
上記第1のデバイス及び上記第2のデバイスは、互いに着脱可能に構成され、何れかのデバイスを他方のデバイスに装着させた場合に、上記第1の基板と上記第2の基板とが略平行となるように接触配置又は近接配置され、上記第2の基板内における各微小構造体の両方の長軸端部が、上記第1の基板内の第1の微小構造体の何れか一方の長軸端部と、その一方の長軸端部から上記直交方向の何れかの向きに近接する第2の微小構造体の他方の長軸端部とに対して近接するよう位置調整されていること
を特徴とする請求項4又は請求項5記載の光学認証システム。
The first device and the second device are configured to be detachable from each other. When one of the devices is attached to the other device, the first substrate and the second substrate are substantially parallel to each other. The major axis ends of both microstructures in the second substrate are arranged in contact or close to each other so that the length of either one of the first microstructures in the first substrate is The position is adjusted so as to be close to the shaft end and the other long-axis end of the second microstructure that is close to one of the long-axis ends in either of the orthogonal directions. 6. The optical authentication system according to claim 4 or 5, wherein:
上記光照射手段は、上記第1のデバイス及び上記第2のデバイスの何れかのデバイスを他方のデバイスに装着させた場合に、上記第1の偏光素子に対して光を照射するよう構成されてなること
を特徴とする請求項6記載の光学認証システム。
The light irradiation means is configured to irradiate light to the first polarizing element when any one of the first device and the second device is attached to the other device. The optical authentication system according to claim 6, wherein
上記第1のデバイスは、電池パックにより構成され、
上記第2のデバイスは、上記電池パックによる電圧源に基づき電力を供給可能とされた電子機器により構成され、
上記電子機器は、上記光信号受信手段によって光信号を受信した場合に、上記電池パックから上記電子機器に電力を供給可能に構成されてなること
を特徴とする請求項4〜7の何れか1項記載の光学認証システム。
The first device includes a battery pack,
The second device includes an electronic device that can supply power based on a voltage source from the battery pack,
8. The electronic device according to claim 4, wherein the electronic device is configured to be able to supply electric power from the battery pack to the electronic device when an optical signal is received by the optical signal receiving unit. The optical authentication system according to item.
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