JPH06266273A - 波面記録媒体及び波面記録媒体再生装置 - Google Patents
波面記録媒体及び波面記録媒体再生装置Info
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- JPH06266273A JPH06266273A JP5055950A JP5595093A JPH06266273A JP H06266273 A JPH06266273 A JP H06266273A JP 5055950 A JP5055950 A JP 5055950A JP 5595093 A JP5595093 A JP 5595093A JP H06266273 A JPH06266273 A JP H06266273A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 偽造困難な波面記録媒体及びその再生装置を
提供する。 【構成】 波面記録媒体は、少なくとも、真偽判定の
ための波面(信号波面)と前記波面を第3者が推定する
ことを妨げるための別の波面(ノイズ波面)との積で与
えられる複素振幅分布が記録された光学的異方性媒体か
ら成る、波面記録媒体再生装置は、少なくとも、コヒ
ーレント光源と、空間光変調器とを備え、前記空間光変
調器は直交する2つの直線偏光のうちの片方だけに位相
変調を加える、前空間光変調器へ表示する複素振幅分
布により前記ノイズ波面の作用を打ち消して、前記信号
波面に含まれる真偽判定のための情報を再生する。
提供する。 【構成】 波面記録媒体は、少なくとも、真偽判定の
ための波面(信号波面)と前記波面を第3者が推定する
ことを妨げるための別の波面(ノイズ波面)との積で与
えられる複素振幅分布が記録された光学的異方性媒体か
ら成る、波面記録媒体再生装置は、少なくとも、コヒ
ーレント光源と、空間光変調器とを備え、前記空間光変
調器は直交する2つの直線偏光のうちの片方だけに位相
変調を加える、前空間光変調器へ表示する複素振幅分
布により前記ノイズ波面の作用を打ち消して、前記信号
波面に含まれる真偽判定のための情報を再生する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、偽造防止のための波面
記録媒体及びその再生装置に関する。
記録媒体及びその再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、偽造防止の目的で、グレーテ
ィングあるいはホログラムが利用されてきた。すなわ
ち、物品あるいは各種カードの表面の一部にホログラム
を形成して、再生像の有無から真偽を判別しよう、とい
う考え方があった。例えば、U.S.patent No. 4014602、
4171766、5138468 の特許は、ホログラムを利用した保
護、保証技術に関する。
ィングあるいはホログラムが利用されてきた。すなわ
ち、物品あるいは各種カードの表面の一部にホログラム
を形成して、再生像の有無から真偽を判別しよう、とい
う考え方があった。例えば、U.S.patent No. 4014602、
4171766、5138468 の特許は、ホログラムを利用した保
護、保証技術に関する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ホログラム製
造技術の進歩とともに、ホログラム偽造の技術も巧妙に
なり、ホログラムを偽造防止の目的で使用することが難
しくなってきた。
造技術の進歩とともに、ホログラム偽造の技術も巧妙に
なり、ホログラムを偽造防止の目的で使用することが難
しくなってきた。
【0004】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、その目的は、簡便な手段により偽造困難な波
面記録媒体及びその再生装置を提供することにある。
であって、その目的は、簡便な手段により偽造困難な波
面記録媒体及びその再生装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の波面記録
媒体は、少なくとも、所定の波面と前記波面を第3者が
推定することを妨げる別の波面との積である複素振幅分
布が記録された光学異方性媒体と、光学的等方性媒体が
積層されて成ることを特徴とする。
媒体は、少なくとも、所定の波面と前記波面を第3者が
推定することを妨げる別の波面との積である複素振幅分
布が記録された光学異方性媒体と、光学的等方性媒体が
積層されて成ることを特徴とする。
【0006】本発明の第1の波面記録媒体再生装置は、
コヒーレント光源と、前記光源の出射光の波面を制御す
る空間光変調器と、前記空間光変調器を通過した波面に
より前記第1の波面記録媒体を再生する手段と、前記波
面記録媒体からの再生波面に含まれる情報を偏光干渉に
より検出する手段とを備えて成ることと、前記空間光変
調器は特定方位の直線偏光を除く全方位の直線偏光に対
して位相変調を加えることを特徴とする。
コヒーレント光源と、前記光源の出射光の波面を制御す
る空間光変調器と、前記空間光変調器を通過した波面に
より前記第1の波面記録媒体を再生する手段と、前記波
面記録媒体からの再生波面に含まれる情報を偏光干渉に
より検出する手段とを備えて成ることと、前記空間光変
調器は特定方位の直線偏光を除く全方位の直線偏光に対
して位相変調を加えることを特徴とする。
【0007】本発明の第2の波面記録媒体再生装置は、
前記第1の波面記録媒体再生装置において、空間光変調
器が複素振幅変調型液晶空間光変調器であることを特徴
とする。
前記第1の波面記録媒体再生装置において、空間光変調
器が複素振幅変調型液晶空間光変調器であることを特徴
とする。
【0008】本発明の第3の波面記録媒体再生装置は、
前記第1の波面記録媒体再生装置において、空間光変調
器が位相変調型液晶空間光変調器であることを特徴とす
る。
前記第1の波面記録媒体再生装置において、空間光変調
器が位相変調型液晶空間光変調器であることを特徴とす
る。
【0009】
【実施例】以下では実施例にもとづき、本発明の内容に
ついて詳しく説明する。
ついて詳しく説明する。
【0010】(実施例1)最初に、本発明の基礎となる
考え方を明かにしておく。
考え方を明かにしておく。
【0011】本発明の波面記録媒体には、”真偽判定の
ための情報”を含む波面(信号波面)とこの波面を第3
者が検出する行為を妨害するための別の波面(ノイズ波
面)との積で与えられる複素振幅分布を記録しておく。
他方、空間光変調器には別の複素振幅分布を表示する。
そして、空間光変調器から再生された波面により前記ノ
イズ波面の作用を打ち消して、信号波面に含まれる”真
偽判定のための情報”を読み出す。
ための情報”を含む波面(信号波面)とこの波面を第3
者が検出する行為を妨害するための別の波面(ノイズ波
面)との積で与えられる複素振幅分布を記録しておく。
他方、空間光変調器には別の複素振幅分布を表示する。
そして、空間光変調器から再生された波面により前記ノ
イズ波面の作用を打ち消して、信号波面に含まれる”真
偽判定のための情報”を読み出す。
【0012】以下、ステップ1からステップ4までで、
空間光変調器からはじまり情報を読み出すまでの過程を
順に説明していく。
空間光変調器からはじまり情報を読み出すまでの過程を
順に説明していく。
【0013】ステップ1:互いに直交する2つの偏光方
位を考える。一方をS偏光、他方をP偏光と呼ぶことに
する。空間光変調器へ入射する光は、S偏光とP偏光の
両方の偏光成分をもつとする。
位を考える。一方をS偏光、他方をP偏光と呼ぶことに
する。空間光変調器へ入射する光は、S偏光とP偏光の
両方の偏光成分をもつとする。
【0014】ステップ2:空間光変調器は、特定方位
の直線偏光を除く全ての直線偏光に対して位相変調を与
え、全ての直線偏光に対して等しく振幅変調を与える
ことができる。空間光変調器へ入射した直線偏光が全て
有効に位相変調され得る方位を”空間光変調器の位相変
調方位”と呼ぶことにする。そして、この位相変調方位
をS偏光方位と平行にする。
の直線偏光を除く全ての直線偏光に対して位相変調を与
え、全ての直線偏光に対して等しく振幅変調を与える
ことができる。空間光変調器へ入射した直線偏光が全て
有効に位相変調され得る方位を”空間光変調器の位相変
調方位”と呼ぶことにする。そして、この位相変調方位
をS偏光方位と平行にする。
【0015】空間光変調器に表示する振幅分布をA、位
相分布をφLCとすると、空間光変調器直後のS偏光の波
面WS LCは、 WS LC=Aexp(jφLC) ・・・・(1) と書ける。ただし、jは虚数単位である。他方、P偏光
の波面WP LCは、 WP LC=A ・・・・(2) と書ける。
相分布をφLCとすると、空間光変調器直後のS偏光の波
面WS LCは、 WS LC=Aexp(jφLC) ・・・・(1) と書ける。ただし、jは虚数単位である。他方、P偏光
の波面WP LCは、 WP LC=A ・・・・(2) と書ける。
【0016】さらに、S偏光の波面WS LCが波面記録媒
体へ到達した時の波面WS LC’を、 WS LC’=D{WS LC}、 ・・・・(3) P偏光の波面WP LCが波面記録媒体へ到達した時の波面
WP LC’を、 WP LC’=D{WP LC}、 ・・・・(4) と書くことにする。ここで、D{}は任意の光学変換を
表す。この光学変換は、例えば、フーリエ変換やフレネ
ル変換であって、高速フーリエ変換アルゴリズムを使
い、容易に計算することができる。
体へ到達した時の波面WS LC’を、 WS LC’=D{WS LC}、 ・・・・(3) P偏光の波面WP LCが波面記録媒体へ到達した時の波面
WP LC’を、 WP LC’=D{WP LC}、 ・・・・(4) と書くことにする。ここで、D{}は任意の光学変換を
表す。この光学変換は、例えば、フーリエ変換やフレネ
ル変換であって、高速フーリエ変換アルゴリズムを使
い、容易に計算することができる。
【0017】ステップ3:次に、本発明の波面記録媒体
について説明する。波面記録媒体には、”真偽判定のた
めの情報”を含む波面(信号波面)とこの波面を第3者
が検出する行為を妨害するための別の波面(ノイズ波
面)との積で与えられる複素振幅分布が記録されてい
る。(第3者とは、波面記録媒体を偽造する者をさ
す。)本発明の波面記録媒体は、光学的一軸異方性を有
する媒体と光学的等方性を有する媒体が積層されて成
る。そして、特定方位の直線偏光を除く全ての直線偏
光に対して位相変調を与え、すべての方位の直線偏光
に対して等しく振幅変調を与えることができる。波面記
録媒体へ入射した直線偏光が全て有効に位相変調され得
る方位を”波面記録媒体の位相変調方位”と呼ぶことに
する。
について説明する。波面記録媒体には、”真偽判定のた
めの情報”を含む波面(信号波面)とこの波面を第3者
が検出する行為を妨害するための別の波面(ノイズ波
面)との積で与えられる複素振幅分布が記録されてい
る。(第3者とは、波面記録媒体を偽造する者をさ
す。)本発明の波面記録媒体は、光学的一軸異方性を有
する媒体と光学的等方性を有する媒体が積層されて成
る。そして、特定方位の直線偏光を除く全ての直線偏
光に対して位相変調を与え、すべての方位の直線偏光
に対して等しく振幅変調を与えることができる。波面記
録媒体へ入射した直線偏光が全て有効に位相変調され得
る方位を”波面記録媒体の位相変調方位”と呼ぶことに
する。
【0018】ここでは、説明を簡単にするために、波面
記録媒体には位相分布だけが記録されているとしよう。
すなわち、信号波面とノイズ波面の振幅成分を等しく1
とおき、”波面記録媒体の位相変調方位”と平行な直線
偏光に対して、信号波面WS、ノイズ波面WNをそれぞ
れ、つぎのように書くことにする。
記録媒体には位相分布だけが記録されているとしよう。
すなわち、信号波面とノイズ波面の振幅成分を等しく1
とおき、”波面記録媒体の位相変調方位”と平行な直線
偏光に対して、信号波面WS、ノイズ波面WNをそれぞ
れ、つぎのように書くことにする。
【0019】WS=exp(jφS) ・・・・(5) WN=exp(jφN) ・・・・(6) 波面記録媒体には、両者の積で与えられる複素振幅分布
exp(j(φS+φN))が記録されている。
exp(j(φS+φN))が記録されている。
【0020】ステップ4:空間光変調器を通過した波面
で、前記波面記録媒体を再生する。そして、波面記録媒
体の後に配置した偏光素子により、偏光干渉を利用し
て、光強度分布を再生する。この過程では、空間光変調
器と波面記録媒体の配置に関して、以下で説明する2つ
のケースがある。なお、どちらのケースにおいても、偏
光子の透過軸の方位をS偏光の方位とP偏光の方位の中
間に定めた。
で、前記波面記録媒体を再生する。そして、波面記録媒
体の後に配置した偏光素子により、偏光干渉を利用し
て、光強度分布を再生する。この過程では、空間光変調
器と波面記録媒体の配置に関して、以下で説明する2つ
のケースがある。なお、どちらのケースにおいても、偏
光子の透過軸の方位をS偏光の方位とP偏光の方位の中
間に定めた。
【0021】ケース1:空間光変調器の位相変調方位と
波面記録媒体の位相変調方位を一致させる。波面記録媒
体直後の波面WS OUTは、 WS OUT=exp(j(φS+φN))・D{WS LC} =exp(j(φS+φN))・D{Aexp(jφLC)} ・・・・(7) となる。
波面記録媒体の位相変調方位を一致させる。波面記録媒
体直後の波面WS OUTは、 WS OUT=exp(j(φS+φN))・D{WS LC} =exp(j(φS+φN))・D{Aexp(jφLC)} ・・・・(7) となる。
【0022】この波面WS OUTを、これと直交するP偏光
の波面WP OUTと、偏光干渉させる。偏光子直後の光強度
分布IOUTは、次式で与えられる。
の波面WP OUTと、偏光干渉させる。偏光子直後の光強度
分布IOUTは、次式で与えられる。
【0023】 IOUT=|WS OUT+WP OUT|2 =|exp(j(φS+φN))・D{WS LC}+D{WP LC}|2 ・・(8) 本発明では、(8)式の強度分布を検出して、波面記録
媒体の真偽すなわち物品の真偽を判定する。
媒体の真偽すなわち物品の真偽を判定する。
【0024】さて、空間光変調器から波面記録媒体まで
の距離がほとんど無視できる場合には、光学変換D{}
の作用が除かれて、(8)式は、 IOUT=2A2〔1+COS(φS+φN+φLC)〕 ・・・・(9) となる。
の距離がほとんど無視できる場合には、光学変換D{}
の作用が除かれて、(8)式は、 IOUT=2A2〔1+COS(φS+φN+φLC)〕 ・・・・(9) となる。
【0025】なお、空間光変調器から波面記録媒体まで
の距離を無視したことによる強度誤差は極めて小さく、
真偽判定をおこなう際に支障となるようなことはない。
すなわち、IOUT≒ISとなり、真偽判定に必要なだけの
情報が得られる。
の距離を無視したことによる強度誤差は極めて小さく、
真偽判定をおこなう際に支障となるようなことはない。
すなわち、IOUT≒ISとなり、真偽判定に必要なだけの
情報が得られる。
【0026】真偽判定に要する信号強度、IS=2〔1
+COS(φS)〕、を再生するには、(9)式におけ
るCOS関数の位相項がφSと等しくなるように、空間
光変調器に表示する振幅分布A及び位相分布φLCを定め
ればよい。すなわち、IOUT=ISの条件から、次式を得
る。
+COS(φS)〕、を再生するには、(9)式におけ
るCOS関数の位相項がφSと等しくなるように、空間
光変調器に表示する振幅分布A及び位相分布φLCを定め
ればよい。すなわち、IOUT=ISの条件から、次式を得
る。
【0027】A=1、φLC=−φN ・・・・(10) を得る。
【0028】(10)式の波面を作成するには、位相変
調型の空間光変調器で足りる(例えば、第51回応物秋季
講演会、26a-H-10参照)。
調型の空間光変調器で足りる(例えば、第51回応物秋季
講演会、26a-H-10参照)。
【0029】しかし、装置構成上の制約から、空間光変
調器から波面記録媒体までの距離が無視できない場合に
は、光波の振幅と位相の両方を独立に変調できる空間光
変調器が必要になる。
調器から波面記録媒体までの距離が無視できない場合に
は、光波の振幅と位相の両方を独立に変調できる空間光
変調器が必要になる。
【0030】このような空間光変調器(複素振幅変調
器)は、2種類の液晶パネルを対応する画素を揃えて接
続することにより構成できる(第52回応物秋季講演会、
10a-ZK-2参照)。複素振幅変調器を用いることにより、
IOUT=ISとなり、波面記録媒体に記録された情報が完
全に再生される。
器)は、2種類の液晶パネルを対応する画素を揃えて接
続することにより構成できる(第52回応物秋季講演会、
10a-ZK-2参照)。複素振幅変調器を用いることにより、
IOUT=ISとなり、波面記録媒体に記録された情報が完
全に再生される。
【0031】ケース2:空間光変調器の位相変調方位と
波面記録媒体の位相変調方位を直交させる。波面記録媒
体直後のS偏光を有する波面WS OUTは、 WS OUT=D{WS LC} =D{Aexp(jφLC)} ・・・・(11) となる。
波面記録媒体の位相変調方位を直交させる。波面記録媒
体直後のS偏光を有する波面WS OUTは、 WS OUT=D{WS LC} =D{Aexp(jφLC)} ・・・・(11) となる。
【0032】この波面WS OUTを、これと直交するP偏光
の波面WP OUTと、偏光干渉させる。偏光子直後の光強度
分布Iは、次式で与えられる。
の波面WP OUTと、偏光干渉させる。偏光子直後の光強度
分布Iは、次式で与えられる。
【0033】 IOUT=|WS OUT+WP OUT|2 =|D{WS LC}+exp(j(φS+φN))・D{WP LC}|2 ・・・(12) ケース1と同様に、(12)式の強度分布を検出して、
波面記録媒体の真偽すなわち物品の真偽を判定する。
波面記録媒体の真偽すなわち物品の真偽を判定する。
【0034】空間光変調器から波面記録媒体までの距離
がほとんど無視できる場合には、光学変換D{}の作用
が除かれて、(12)式は、 IOUT=2A2〔1+COS(φS+φN−φLC)〕 ・・・・(13) となる。
がほとんど無視できる場合には、光学変換D{}の作用
が除かれて、(12)式は、 IOUT=2A2〔1+COS(φS+φN−φLC)〕 ・・・・(13) となる。
【0035】なお、空間光変調器から波面記録媒体まで
の距離を無視したことによる強度誤差は極めて小さく、
真偽判定をおこなう際に支障となるようなことはない。
すなわち、IOUT≒ISとなり、真偽判定に必要なだけの
情報が得られる。
の距離を無視したことによる強度誤差は極めて小さく、
真偽判定をおこなう際に支障となるようなことはない。
すなわち、IOUT≒ISとなり、真偽判定に必要なだけの
情報が得られる。
【0036】真偽判定に要する信号強度ISを再生する
には、(13)式におけるCOS関数の位相項がφSと
等しくなるように、空間光変調器に表示する振幅分布A
ならびに位相分布φLCを定めればよい。すなわち、I
OUT=ISの条件から、次式を得る。
には、(13)式におけるCOS関数の位相項がφSと
等しくなるように、空間光変調器に表示する振幅分布A
ならびに位相分布φLCを定めればよい。すなわち、I
OUT=ISの条件から、次式を得る。
【0037】A=1、φLC=φN ・・・・(14) を得る。
【0038】(14)式の波面を作成するには、ケース
1と同様、位相変調型の空間光変調器を使用する。
1と同様、位相変調型の空間光変調器を使用する。
【0039】しかし、装置構成上の制約から、空間光変
調器から波面記録媒体までの距離が無視できない場合に
は、ケース1と同様、複素振幅変調器を用いる。そうす
れば、IOUT=ISとなり、波面記録媒体に記録された情
報が完全に再生される。
調器から波面記録媒体までの距離が無視できない場合に
は、ケース1と同様、複素振幅変調器を用いる。そうす
れば、IOUT=ISとなり、波面記録媒体に記録された情
報が完全に再生される。
【0040】本発明の基礎となる考え方を図1に示し
た。図の中で、101は空間光変調器、102は本発明
の偽造防止用波面記録媒体である。103は偏光素子で
あり、偏光干渉を利用して、波面記録媒体から再生され
た波面情報(複素振幅分布)を光強度分布へ変換するた
めに配置した。104はレンズ、105は撮像素子であ
る。レンズにより、波面記録媒体直後の光強度分布を撮
像素子上へ結像する。
た。図の中で、101は空間光変調器、102は本発明
の偽造防止用波面記録媒体である。103は偏光素子で
あり、偏光干渉を利用して、波面記録媒体から再生され
た波面情報(複素振幅分布)を光強度分布へ変換するた
めに配置した。104はレンズ、105は撮像素子であ
る。レンズにより、波面記録媒体直後の光強度分布を撮
像素子上へ結像する。
【0041】(10)式もしくは(14)式の条件が満
足されると、信号強度ISが再生される。この信号強度
は、”物体が真である”ことを保証するものであり、”
パターン認識できる”という制約の中で、どのようにで
も選ぶことができる。他方、(10)式もしくは(1
4)式の条件が満足されないと、ランダム性の強度分布
が現れ、”物体が真である”ことを保証する強度分布は
得られない。こうして、”物体は偽である”と判断され
る。
足されると、信号強度ISが再生される。この信号強度
は、”物体が真である”ことを保証するものであり、”
パターン認識できる”という制約の中で、どのようにで
も選ぶことができる。他方、(10)式もしくは(1
4)式の条件が満足されないと、ランダム性の強度分布
が現れ、”物体が真である”ことを保証する強度分布は
得られない。こうして、”物体は偽である”と判断され
る。
【0042】図2に本実施例の波面記録媒体の詳しい構
造を示した。ここでは、信号波面及びノイズ波面がどち
らも位相成分だけをもつ、という条件の下で作製した波
面記録媒体を例にあげる。図2において、201は所定
の位相分布が形成された2値のレリーフ構造体、202
は中間層、203は支持部材である。なお、レリーフ構
造体における位相分布は2値である必然性はなく、3
値、4値あるいはそれ以上であってもよい。
造を示した。ここでは、信号波面及びノイズ波面がどち
らも位相成分だけをもつ、という条件の下で作製した波
面記録媒体を例にあげる。図2において、201は所定
の位相分布が形成された2値のレリーフ構造体、202
は中間層、203は支持部材である。なお、レリーフ構
造体における位相分布は2値である必然性はなく、3
値、4値あるいはそれ以上であってもよい。
【0043】レリーフ構造体を形成する媒質には、光学
的一軸異方性を有するホトポリマが適している。ホトポ
リマにおける常光の偏光方位あるいは異常光の偏光方位
のどちらかを、空間光変調器の位相変調の方位に合わせ
る。他方、中間層には、光学的に等方な媒体を用いる。
的一軸異方性を有するホトポリマが適している。ホトポ
リマにおける常光の偏光方位あるいは異常光の偏光方位
のどちらかを、空間光変調器の位相変調の方位に合わせ
る。他方、中間層には、光学的に等方な媒体を用いる。
【0044】レリーフ構造体を形成する媒質の屈折率
を、常光に対してno、異常光に対してneとし、中間層
を形成する光学的に等方な媒質の屈折率をnとする時
に、noかneのどちらかがnに等しくする。すなわち、
次の関係を満足するように、媒質を選んで積層する。
を、常光に対してno、異常光に対してneとし、中間層
を形成する光学的に等方な媒質の屈折率をnとする時
に、noかneのどちらかがnに等しくする。すなわち、
次の関係を満足するように、媒質を選んで積層する。
【0045】no=n、ne≠n ・・・・(15) あるいは、 no≠n、ne=n ・・・・(16) レリーフ構造体のレリーフの高さは、屈折率差|ne−
n|または|no−n|の大小によって決まる。本実施
例では、ne=1.66、no=1.56、n=1.56と定めた。
n|または|no−n|の大小によって決まる。本実施
例では、ne=1.66、no=1.56、n=1.56と定めた。
【0046】本実施例では、波面記録媒体のサイズを5
×5mm2に、波面記録媒体の位相分布を構成するセル
のサイズを500×500μm2に定めた。セルの並べ
方は任意であるが、ここでは100個のセルを直交格子
状に並べた。
×5mm2に、波面記録媒体の位相分布を構成するセル
のサイズを500×500μm2に定めた。セルの並べ
方は任意であるが、ここでは100個のセルを直交格子
状に並べた。
【0047】信号波面の位相分布は、この位相分布に対
応する干渉強度分布が”波面記録媒体が真である”こと
を保証する強度分布(先に述べた信号強度IS)に等し
くなるように選ぶ。選び方は任意であり、例えば、10
0桁の2進数と対応させて選んでもよい。ここでは、干
渉強度分布のビジビリティが高くなるように、各セルの
位相値を0かπのどちらかに定めた。信号波面の位相分
布を図3に示す。図中、位相値は斜線部分が0、この他
の部分がπである。
応する干渉強度分布が”波面記録媒体が真である”こと
を保証する強度分布(先に述べた信号強度IS)に等し
くなるように選ぶ。選び方は任意であり、例えば、10
0桁の2進数と対応させて選んでもよい。ここでは、干
渉強度分布のビジビリティが高くなるように、各セルの
位相値を0かπのどちらかに定めた。信号波面の位相分
布を図3に示す。図中、位相値は斜線部分が0、この他
の部分がπである。
【0048】他方、ノイズ波面の位相分布については、
各セルの位相値を0かπのどちらかに定めて、それらを
ランダムに並べた。位相分布を構成するセル数は100
個であるから、ノイズ波面に対する位相分布を選ぶ時に
は、2100通りの組み合わせが考えられる。組み合わせ
の数がこれだけ多くなると、ノイズ波面の形状を推定し
て、波面記録媒体に記録された信号波面を再生すること
はほとんど不可能に近い。したがって、波面記録媒体が
偽造される心配はないと言える。ノイズ波面の位相分布
を図4に示す。図中、位相値は斜線部分が0、この他の
部分がπである。
各セルの位相値を0かπのどちらかに定めて、それらを
ランダムに並べた。位相分布を構成するセル数は100
個であるから、ノイズ波面に対する位相分布を選ぶ時に
は、2100通りの組み合わせが考えられる。組み合わせ
の数がこれだけ多くなると、ノイズ波面の形状を推定し
て、波面記録媒体に記録された信号波面を再生すること
はほとんど不可能に近い。したがって、波面記録媒体が
偽造される心配はないと言える。ノイズ波面の位相分布
を図4に示す。図中、位相値は斜線部分が0、この他の
部分がπである。
【0049】図5は、信号波面の位相分布とノイズ波面
の位相分布の積で与えられる位相分布である。セル数は
100である。図中、位相値は斜線部分が0、この他の
部分がπである。この位相分布を波面記録媒体の中へ作
り込む。
の位相分布の積で与えられる位相分布である。セル数は
100である。図中、位相値は斜線部分が0、この他の
部分がπである。この位相分布を波面記録媒体の中へ作
り込む。
【0050】なお、本実施例では2値の位相分布を使用
したが、3値、4値、というふうに位相値を選択する
際の自由度を増やしていくことも可能であり、また、
ランダム性の低い位相構造や、フラクタル性を有する
位相構造(J. Opt. Soc. Am.72, 1034-1041(1982))を
利用することも可能である。
したが、3値、4値、というふうに位相値を選択する
際の自由度を増やしていくことも可能であり、また、
ランダム性の低い位相構造や、フラクタル性を有する
位相構造(J. Opt. Soc. Am.72, 1034-1041(1982))を
利用することも可能である。
【0051】次に、本発明の波面記録媒体再生装置の構
成について説明しよう。ここでは、本発明の波面記録媒
体が付加されたカード状の物品の真偽を判定する例をと
りあげる。
成について説明しよう。ここでは、本発明の波面記録媒
体が付加されたカード状の物品の真偽を判定する例をと
りあげる。
【0052】図6は、透過型波面記録媒体に対する装置
構成例である。601は半導体レーザ(波長0.78μ
m)、602はコリメートレンズ、603は液晶空間光
変調器、604は本発明の波面記録媒体が付加されたカ
ード状の物品、605は本発明の波面記録媒体、607
は偏光板、608はレンズ、609は再生された光強度
分布を受けるカメラ、610は液晶空間光変調器の駆動
回路である。
構成例である。601は半導体レーザ(波長0.78μ
m)、602はコリメートレンズ、603は液晶空間光
変調器、604は本発明の波面記録媒体が付加されたカ
ード状の物品、605は本発明の波面記録媒体、607
は偏光板、608はレンズ、609は再生された光強度
分布を受けるカメラ、610は液晶空間光変調器の駆動
回路である。
【0053】カード状の物品604の平面図を図7に示
す。カード状の物品には、波面記録媒体605の他に、
空間光変調器へ表示すべき位相分布に関する情報を与え
るマーク606が付加されている。このマークには、つ
ぎのいずれかの情報が記録されている。
す。カード状の物品には、波面記録媒体605の他に、
空間光変調器へ表示すべき位相分布に関する情報を与え
るマーク606が付加されている。このマークには、つ
ぎのいずれかの情報が記録されている。
【0054】(1)空間光変調器へ表示すべき位相分布
に関する全ての情報。この情報を適当なルールで並べ変
えるだけで、空間光変調器へ表示すべき位相分布を完全
に構築できる。
に関する全ての情報。この情報を適当なルールで並べ変
えるだけで、空間光変調器へ表示すべき位相分布を完全
に構築できる。
【0055】(2)空間光変調器へ表示すべき位相分布
に対応する引き数。この引き数から、テーブルを参照し
て、空間光変調器へ表示すべき位相分布を読み出す。
に対応する引き数。この引き数から、テーブルを参照し
て、空間光変調器へ表示すべき位相分布を読み出す。
【0056】このマークを読みとるには、光学センサあ
るいは磁気センサを使う。図6において、611はマー
ク読みとり用センサである。マークから読み出された情
報はデータ変換回路612へ向かい、空間光変調器の位
相分布を与えるデータへ変換される。このデータが駆動
回路610へ入力され、空間光変調器に所要の位相分布
が表示される。
るいは磁気センサを使う。図6において、611はマー
ク読みとり用センサである。マークから読み出された情
報はデータ変換回路612へ向かい、空間光変調器の位
相分布を与えるデータへ変換される。このデータが駆動
回路610へ入力され、空間光変調器に所要の位相分布
が表示される。
【0057】半導体レーザ601から出射したビームを
コリメートレンズ602で平行にして、液晶空間光変調
器603を照明する。液晶空間光変調器603には、マ
ーク読みとり用センサ611の出力をよりどころとす
る、所要の位相分布が表示されている。先に説明した波
面再生の原理により、”波面記録媒体が真”であれば、
すなわち、波面記録媒体に図5に示した位相分布が記録
されているならば、そのことを保証する情報(先に述べ
た信号強度IS)を読み出すことができる。”波面記録
媒体が偽”であれば、信号強度ISとは異なる強度分布
が現れる。この強度分布を図6のカメラで取り込み、モ
ニタ上であるいは計算機上で波面記録媒体の真偽を判定
する。
コリメートレンズ602で平行にして、液晶空間光変調
器603を照明する。液晶空間光変調器603には、マ
ーク読みとり用センサ611の出力をよりどころとす
る、所要の位相分布が表示されている。先に説明した波
面再生の原理により、”波面記録媒体が真”であれば、
すなわち、波面記録媒体に図5に示した位相分布が記録
されているならば、そのことを保証する情報(先に述べ
た信号強度IS)を読み出すことができる。”波面記録
媒体が偽”であれば、信号強度ISとは異なる強度分布
が現れる。この強度分布を図6のカメラで取り込み、モ
ニタ上であるいは計算機上で波面記録媒体の真偽を判定
する。
【0058】本実施例で使用した液晶空間光変調器は、
ホモジニアス配向の液晶空間光変調器であり、光波の位
相だけを変調することができる(第51回応物秋季講演
会、26a-H-10参照)。画素数は10×10、画素ピッチ
は水平、垂直ともに500μm、画素開口部のサイズは
250×250μm2である。位相分布の表示に要する
2π以上の位相変化を印加電圧に対して線形に得ること
ができる。
ホモジニアス配向の液晶空間光変調器であり、光波の位
相だけを変調することができる(第51回応物秋季講演
会、26a-H-10参照)。画素数は10×10、画素ピッチ
は水平、垂直ともに500μm、画素開口部のサイズは
250×250μm2である。位相分布の表示に要する
2π以上の位相変化を印加電圧に対して線形に得ること
ができる。
【0059】波面記録媒体と液晶空間光変調器の相対位
置が多少ずれた時でも情報を正しく読み出すには、
(1)波面記録媒体を保持する空間に適当なガイドを設
けて、位置ずれの量を小さくする、(2)液晶空間光変
調器の画素開口部のサイズを、波面記録媒体のセルサイ
ズに比べて小さくする、などの手段が有効である。
置が多少ずれた時でも情報を正しく読み出すには、
(1)波面記録媒体を保持する空間に適当なガイドを設
けて、位置ずれの量を小さくする、(2)液晶空間光変
調器の画素開口部のサイズを、波面記録媒体のセルサイ
ズに比べて小さくする、などの手段が有効である。
【0060】なお、本実施例では位相成分だけを有する
波面記録媒体について述べたが、位相分布に重ねて透過
率分布を形成することにより、複素振幅構造の波面記録
媒体も容易に作製することができる。また、本実施例で
は電気アドレス方式の液晶空間光変調器について述べた
が、光アドレス方式の液晶空間光変調器を用いることも
可能である。
波面記録媒体について述べたが、位相分布に重ねて透過
率分布を形成することにより、複素振幅構造の波面記録
媒体も容易に作製することができる。また、本実施例で
は電気アドレス方式の液晶空間光変調器について述べた
が、光アドレス方式の液晶空間光変調器を用いることも
可能である。
【0061】本発明の主な特長を以下にまとめた。
【0062】(1)真偽判定のための波面(信号波面)
と前記波面を第3者が推定することを妨げるための別の
波面(ノイズ波面)の積で与えられる複素振幅分布を記
録した波面記録媒体を用いる。
と前記波面を第3者が推定することを妨げるための別の
波面(ノイズ波面)の積で与えられる複素振幅分布を記
録した波面記録媒体を用いる。
【0063】(2)空間光変調器へ表示する複素振幅分
布により前記ノイズ波面の作用を打ち消して、前記信号
波面に含まれる真偽判定のための情報を再生する。
布により前記ノイズ波面の作用を打ち消して、前記信号
波面に含まれる真偽判定のための情報を再生する。
【0064】(3)前記ふたつの波面を光学的異方性媒
体へ記録して、偏光干渉により、前記信号波面に含まれ
る真偽判定のための情報を2次元強度分布として再生す
る。
体へ記録して、偏光干渉により、前記信号波面に含まれ
る真偽判定のための情報を2次元強度分布として再生す
る。
【0065】本発明により、波面記録媒体の偽造を不可
能にして、波面記録媒体を利用した物品の保護、保証の
信頼性を格段に向上させることができた。
能にして、波面記録媒体を利用した物品の保護、保証の
信頼性を格段に向上させることができた。
【0066】
【発明の効果】本発明によれば、空間光変調器へ表示す
る複素振幅分布を”鍵”にして、波面記録媒体に記録さ
れた真偽判定のための情報を再生することにより、従来
のように、物品の一部にホログラムを張り付けて、この
ホログラムの再生像からホログラムの真偽すなわちホロ
グラムが付けられた物品の真偽を判定していた状況に比
べると、物品の保護、保証の信頼性は格段に向上する。
る複素振幅分布を”鍵”にして、波面記録媒体に記録さ
れた真偽判定のための情報を再生することにより、従来
のように、物品の一部にホログラムを張り付けて、この
ホログラムの再生像からホログラムの真偽すなわちホロ
グラムが付けられた物品の真偽を判定していた状況に比
べると、物品の保護、保証の信頼性は格段に向上する。
【0067】本発明の波面記録媒体及び波面記録媒体再
生装置は、各種カード、有価証券、銀行紙幣の保護、保
証へ幅広く応用が可能である。
生装置は、各種カード、有価証券、銀行紙幣の保護、保
証へ幅広く応用が可能である。
【図1】本発明の原理を説明するための図である。
【図2】波面記録媒体の構造を示す断面図である。
【図3】信号波面の位相分布を示す図である。
【図4】ノイズ波面の位相分布を示す図である。
【図5】信号波面とノイズ波面の積で与えられる位相分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図6】波面記録媒体再生装置の構成を示す平面図であ
る。
る。
【図7】波面記録媒体が付加されたカード状物品の構造
を示す平面図である。
を示す平面図である。
101 空間光変調器 102 光学異方性を有する波面記録媒体 103 偏光素子 104 レンズ 105 撮像素子 106 空間光変調器直後の波面 107 波面記録媒体直後の波面 201 光学異方性を有するレリーフ構造体 202 中間層 203 支持部材 601 半導体レーザ 602 コリメートレンズ 603 液晶空間光変調器 604 カード状の物品 605 波面記録媒体 606 マーク 607 偏光板 608 レンズ 609 カメラ 610 液晶空間光変調器の駆動回路 611 マーク読みとりセンサ 612 データ変換回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06K 7/12 B 8623−5L 19/06 19/10
Claims (4)
- 【請求項1】少なくとも、所定の波面と前記波面を第3
者が推定することを妨げる別の波面との積である複素振
幅分布が記録された光学異方性媒体と、光学的等方性媒
体が積層されて成ることを特徴とする波面記録媒体。 - 【請求項2】コヒーレント光源と、前記光源の出射光の
波面を変調する空間光変調器と、前記空間光変調器を通
過した波面により請求項1に記載の波面記録媒体を再生
する手段と、前記波面記録媒体からの再生波面に含まれ
る所定の情報を偏光干渉により検出する手段とを備えて
成ることと、前記空間光変調器は特定方位の直線偏光を
除く全方位の直線偏光に対して位相変調を加えることを
特徴とする波面記録媒体再生装置。 - 【請求項3】前記空間光変調器は複素振幅変調型液晶空
間光変調器であることを特徴とする請求項2に記載の波
面記録媒体再生装置。 - 【請求項4】前記空間光変調器は位相変調型液晶空間光
変調器であることを特徴とする請求項2に記載の波面記
録媒体再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5055950A JPH06266273A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 波面記録媒体及び波面記録媒体再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5055950A JPH06266273A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 波面記録媒体及び波面記録媒体再生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06266273A true JPH06266273A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13013361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5055950A Pending JPH06266273A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 波面記録媒体及び波面記録媒体再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06266273A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003521074A (ja) * | 2000-01-27 | 2003-07-08 | ロリク アーゲー | 光学保安デバイス |
JP2010164984A (ja) * | 2010-02-24 | 2010-07-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学素子およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5055950A patent/JPH06266273A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003521074A (ja) * | 2000-01-27 | 2003-07-08 | ロリク アーゲー | 光学保安デバイス |
JP4825389B2 (ja) * | 2000-01-27 | 2011-11-30 | ロリク アーゲー | 光学保安デバイス |
JP2010164984A (ja) * | 2010-02-24 | 2010-07-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学素子およびその製造方法 |
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