情報保持媒体及び表示装置
【課題】特定の波長の光で読み出すことができる画像情報を保持した情報保持媒体と、当該情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示する表示装置と、を提供する。
【解決手段】複数階調で表現された画像情報を保持するシート状の情報保持媒体であって、複数の画素部が面内方向に配列されており、前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有する。
【解決手段】複数階調で表現された画像情報を保持するシート状の情報保持媒体であって、複数の画素部が面内方向に配列されており、前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報保持媒体及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光技術を利用した情報セキュリティ技術は、利便性と安全性とを両立できる技術として注目されている。特に、視覚復号型暗号技術は、秘匿情報を複数の物理鍵に分散するため安全性が高く、復号にはコンピュータ演算が不要であるため利便性に優れている。視覚復号型暗号技術としては、「画素を空間符号パターンで表現する暗号技法」や「多層の偏光位相子を重ねて画像を表現する手法」が提案されている。
【０００３】
「画素を空間符号パターンで表現する暗号技法」は、一対のランダムドット状の透過画素又は遮光画素からなる、光アレイロジックと呼ばれる考え方に基づいている。暗号化された表示画像の前に復号用のマスクを設置し、復号マスクを通して暗号画像を見る時、表示画素と復号マスクとの関係が１対１に対応する視点位置が３次元的に限定される（非特許文献１、２参照）。
【０００４】
「多層の偏光位相子を重ねて画像を表現する手法」は、２枚の四分の一波長板をその複屈折主軸方位を適当に回転させて、モザイク状に貼り合わせたものを積層し、これによって入射偏光の偏光軸の方位制御を行い、映像を作成している。１枚の暗号フィルムだけでは秘匿情報は表示できないが、もう１枚の暗号フィルムを重ねることで秘匿情報が表示できる（非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Tanida and Ichioka,"Optical logic array processor using shadowgrams",J.Opt.Soc.Am. A 73,800-809(1983)
【非特許文献２】Yatagai,"Optical space-variand logic-gate array based on spatial encoding technique",Opt.Lett. 11, 260-262 (1986)
【非特許文献３】Imagawa,Suyama and Yamamoto,"Visual cryptography using polarization-modulation films",Jpn.J.Appl.Phys. 48, No.9, 09LC02-09LC02-5 (2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、「画素を空間符号パターンで表現する暗号技法」は、観察時において厳密な位置合わせが必要であり、簡便性に欠けるという問題がある。また、「多層の偏光位相子を重ねて画像を表現する手法」は、複数の物理鍵が用意されると、後は簡単に秘匿情報が表示されてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、特定の波長の光で読み出すことができる画像情報を保持した情報保持媒体と、当該情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示する表示装置と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために各請求項に記載の発明は、下記構成を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、複数階調で表現された画像情報を保持するシート状の情報保持媒体であって、複数の画素部が面内方向に配列されており、前記複数の画素部の各々が、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有する、情報保持媒体である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記複屈折位相差Δが下記式（１）で定義される、請求項１に記載の情報保持媒体である。
Δ＝２πＮ＋φ 式（１）
上記式（１）中、Ｎは複屈折次数を表す（Ｎは整数）。φは２π以下の端数を表す。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記複数の画素部の各々が、前記複屈折次数Ｎの値がランダムに変化する、請求項２に記載の情報保持媒体である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記複数の画素部の各々が、前記複屈折次数Ｎが４次以上である、請求項２又は３に記載の情報保持媒体である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記情報保持媒体が２階調で明暗画像として表現された画像情報を保持しており、予め定めた波長の光を透過する明画素部と、予め定めた波長の光を減衰又は遮断する暗画素部とで構成され、明画素部及び暗画素部の一方が下記式（２）で表される複屈折位相差Δを有すると共に、明画素部及び暗画素部の他方が下記式（３）で表される複屈折位相差Δを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の情報保持媒体である。
Δ＝２πＮ＋π （φ＝π） 式（２）
Δ＝２πＮ＋０ （φ＝０） 式（３）
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記情報保持媒体が複数のシート状の部材で構成されており、前記複数のシート状の部材が重ね合わされたときに、前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、請求項１から５までの何れか１項に記載の情報保持媒体である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記情報保持媒体が複数の画像情報を保持しており、前記複数の画像情報の各々に対応して異なる波長が予め定められ、前記複数の画素部の各々は、前記複数の画像情報の各々について、予め定めた波長の光を対応する画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、請求項１から６までの何れか１項に記載の情報保持媒体である。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７までに記載された情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示する表示装置であって、前記情報保持媒体に予め定めた波長の光を含む読み出し光を照射する光源と、前記情報保持媒体を間に挟み込むように互いに離間して配置された一対の偏光子と、を備えた表示装置である。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記表示装置の外側に設定される観察点と前記光源との間に配置され、予め定めた波長の光を選択的に透過する波長フィルタを更に備えた、請求項８に記載の表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の情報保持媒体によれば、特定の波長の光で読み出すことが可能な画像情報を保持することができる。また、本発明の表示装置によれば、情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る情報保持媒体の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】複屈折体の透過光強度を測定する装置の構成を示す斜視図である。
【図３】高次複屈折体の構成の一例を示す断面図である。
【図４】高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は画素部の複屈折率位相差Δを定義する図であり、（Ｂ）は情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【図６】（Ａ）は位相φ＝πの画素部の分光透過率を示すグラフであり、（Ｂ）は位相φ＝０の画素部の分光透過率を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図８】情報保持媒体に複数の波長の光を照射したときの各波長での読み出し画像を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の他の一例を示す分解斜視図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る情報保持媒体（情報分散型）の構成の一例を示す斜視図である。
【図１１】（Ａ）は第１部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、（Ｂ）は第２部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、（Ｃ）は第１部材と第２部材とで構成される情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【図１２】（Ａ）は第１部材からの読み出し画像を示す図であり、（Ｂ）は第１部材と第２部材とで構成される情報保持媒体からの読み出し画像を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体（波長多重型）の設計原理を示す図表である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【図１５】（Ａ）第１の鍵波長λ１での読み出し画像を示す図であり、（Ｂ）は第２の鍵波長λ２での読み出し画像を示す図である。
【図１６】（Ａ）は高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。（Ｂ）は（Ａ）に示す分光透過率から得られた高次複屈折体の複屈折波長分散を示す図である。
【図１７】複屈折率位相差Δを次数換算した場合の換算次数に対し、予め定めた波長範囲における透過光強度の分布を明暗画像で表す図である。
【図１８】設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部を構成する４種類の高次複屈折体の分光透過率を示すグラフである。
【図１９】波長５６０ｎｍ及び波長６００ｎｍでの４種類の高次複屈折体の透過光強度を符号化して示す図表である。
【図２０】設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
（情報保持媒体の構造）
まず、本発明の第１の実施の形態に係る情報保持媒体について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る情報保持媒体の構成の一例を示す斜視図である。図１に示すように、情報保持媒体１０は、複数の画素部１２が面内方向に配列されたシート状の情報保持媒体である。図示した例では、平面視が矩形状の９個の画素部１２が、３行３列のマトリクス状に配列されている。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部１２ｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部１２」と総称する。
【００２２】
情報保持媒体１０は、複数階調で表現された画像情報を保持している。例えば、二階調で表現された二値の画像情報でもよく、多階調で表現された多値の画像情報でもよい。以下では、説明を簡単にするために、明画素部と暗画素部とで構成された二値の画像情報を保持する場合について説明する。
【００２３】
複数の画素部１２の各々は、予め定めた波長（以下、「鍵波長」と称する。）の光を画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有している。画素部１２ｍｎの複屈折位相差Δを「複屈折位相差Δｍｎ」と表示する。後述する通り、情報保持媒体１０に保持された画像情報は、鍵波長の光が各画素部１２を予め定めた透過率で透過することで読み出される。また、複屈折位相差Δにより保持された情報は、磁界や電界でデータを破壊されることが無い。
【００２４】
例えば、明画素部での鍵波長の光の透過率を最大にし、暗画素部での鍵波長の光の透過率を最小にするように、複数の画素部１２の各々に複屈折位相差Δが付与される。読み出し原理については後述するが、複数の画素部１２の各々に画像情報に応じて複屈折位相差Δを付与することで、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報を情報保持媒体１０に保持することができる。
【００２５】
（複屈折位相差Δ）
次に、複屈折位相差Δについて説明する。複屈折位相差Δは、複屈折の大きさを表す物理量である。本実施の形態では、複屈折位相差Δを下記式（１）で定義する。
Δ＝２πＮ＋φ 式（１）
上記式（１）中、Ｎは複屈折次数を表す（Ｎは整数）。φは２π以下の端数を表す。なお、以下では、端数φを「位相φ」と称する。
【００２６】
複屈折位相差Δ、複屈折次数Ｎ、及び位相φの関係は、複屈折体の透過光強度Ｉに関連付けて説明することができる。図２は複屈折体の透過光強度を測定する装置の構成を示す斜視図である。図２に示すように、測定装置２０は、光源２２、一対の偏光子２４、２６、及び光検出器２８を備えている。光源２２の光照射側には、透過軸２４Ａの偏光子２４、透過軸２６Ａの偏光子２６、及び光検出器２８が、光源２２側からこの順に配置されている。一対の偏光子２４、２６は、透過軸２４Ａと透過軸２６Ａとが互いに平行になるように配置された平行ニコル光学系である。
【００２７】
複屈折体３０は、一対の偏光子２４、２６の間に挟み込まれるように配置される。複屈折体３０は、主軸方位３０Ａを偏光子方位（透過軸２４Ａ・透過軸２６Ａ）に対して４５°傾けて配置される。一対の偏光子２４、２６の間に挟み込まれた複屈折体３０に、光源２２から光を照射する。偏光子２４、複屈折体３０、及び偏光子２６を透過した光が、光検出器２８で検出される。透過光強度Ｉは複屈折体３０の複屈折位相差Δに依存して変化し、複屈折体３０の透過光強度Ｉが測定される。
【００２８】
複屈折体の透過光強度Ｉは、複屈折体の複屈折位相差Δを用いて下記式（４）で表される。また、下記式（４）は、下記式（５）や下記式（６）に書き換えることができる。
【００２９】
【数１】
【００３０】
【数２】
【００３１】
上記式（５）及び式（６）中、λは波長を表し、ｋは波数を表す。波数ｋと波長λとはｋ＝１／λの関係を満たす。δｎは複屈折体の単位厚さあたりの複屈折量を表し、ｄは複屈折体の厚さを表す。［δｎ・ｄ］が複屈折体の複屈折量Δｎである。
【００３２】
上記式（５）及び式（６）から分かるように、透過光強度Ｉは、照射する光の波長λ又は波数ｋに依存して変化する。上記式（６）から分かるように、透過光強度Ｉは波数ｋに対して余弦波状に変化し、その周波数は複屈折体の複屈折量［δｎ・ｄ］に等しい。従って、複屈折位相差Δを２πのＮ倍で表すことができる。例えば、Ｎを整数に限定すると、上記式（１）の関係（Δ＝２πＮ＋φ）を満たす。透過光強度Ｉは、複屈折次数Ｎ及び位相φを用いて、下記式（７）で表される。
【００３３】
【数３】
【００３４】
例えば、２πに相当する波長を５６０ｎｍとすると、１４００ｎｍの複屈折位相差Δは、複屈折次数Ｎが「２」、位相φが「π（＝２８０ｎｍ）」となる。また、上記式（７）から分かるように、特定の波長λの光に対する透過光強度Ｉは、複屈折次数Ｎには依存せず、位相φの値に応じて増減する。なお、複屈折位相差Δは、位相φを次数換算して「換算次数」で表すこともできる。例えば、複屈折次数Ｎ＝２、位相φ＝πの場合は、換算次数は「２．５」である。
【００３５】
上記の測定装置２０では、一対の偏光子２４、２６は「平行ニコル光学系」を構成するように配置されている。平行ニコル光学系では、上記式（４）の「ｃｏｓΔ」の符号は「正」である。従って、透過光強度Ｉは、φ＝０のとき最大となり、φ＝πのとき最小となる。即ち、５６０ｎｍが鍵波長であり、φ＝０のとき鍵波長の光の透過率が最大となり、φ＝πのとき鍵波長の光の透過率が最小となる。
【００３６】
これに対し、一対の偏光子２４、２６を「直交ニコル光学系」を構成するように配置すると、上記式（４）の「ｃｏｓΔ」の符号は「負」に変わる。従って、透過光強度Ｉは、φ＝πのとき最大となり、φ＝０のとき最小となる。即ち、φ＝πのとき鍵波長の光の透過率が最大となり、φ＝０のとき鍵波長の光の透過率が最小となる。
【００３７】
（複屈折体）
次に、複屈折体について説明する。複数の画素部１２の各々は、複屈折体で構成されている。複屈折体としては、複屈折を有する異方性材料であればよく、高分子配向膜等の高分子材料、液晶高分子等の液晶材料、光学結晶等の結晶材料などを用いることができる。また、異なる材料を組み合わせて用いてもよい。例えば、位相差フィルムを用いることができる。位相差フィルムは、二軸延伸等の延伸加工を施された光学用フィルムであり、特定波長の互いに直交する偏光成分間に所定の位相差を付与する。
【００３８】
また、複数の画素部１２の各々は、予め定めた波長帯域の光に対し透明な複屈折体で構成されている。従って、情報保持媒体１０も、予め定めた波長帯域の光に対し全体として透明である。ここで「透明」とは、予め定めた波長帯域の光を透過することを意味する。例えば、可視領域の光（可視光）を透過する複屈折体は、視覚的にも透明に見える。これに対し、赤外領域の光（赤外光）を透過する複屈折体は、視覚的には黒色に見える。また、６００ｎｍ〜９００ｎｍの帯域の光を透過する複屈折体は、視覚的には赤色に見える。
【００３９】
情報保持媒体１０に保持された画像情報は、鍵波長の光が透過することで読み出される。従って、複屈折体の透過波長帯域は、鍵波長が含まれるように定められる。鍵波長の光を赤外光として画像情報を読み出す場合には、赤外光に対し透明な複屈折体で各画素部を構成すればよい。情報保持媒体１０に秘匿情報を保持する場合には、赤外領域や紫外領域等の可視領域外の波長を鍵波長とした方が、保持情報の秘匿性が向上する。なお、以下では、可視光に対し透明な複屈折体で各画素部が構成されている場合について説明する。
【００４０】
また、複数の画素部１２を構成する複屈折体としては、４次以上の複屈折次数Ｎを有する「高次複屈折体」を用いることが好ましい。詳細は後述するが、複数の画素部１２を高次複屈折体で構成すると、白色光を照射した場合に明画素部のみの画像となる。即ち、情報保持媒体１０に保持された画像情報は、鍵波長の光で読み出すことができると共に、白色光では読み出すことができなくなる。情報保持媒体１０に秘匿情報を保持する場合には、保持情報の秘匿性が向上する。
【００４１】
以下では、位相差フィルムを用いて高次複屈折体を構成する例について説明する。図３は、高次複屈折体の構成の一例を示す断面図である。複屈折体３０は、２πの位相差を生じさせる全波長板３２と、π／２の位相差を生じさせる１／４波長板３４とで構成されている。全波長板３２及び１／４波長板３４としては、市販の位相差フィルムを用いることができる。２枚の１／４波長板３４上にＮ枚の全波長板３２を積層することで、複屈折次数Ｎ、位相φ＝πの高次複屈折体を得ることができる。
【００４２】
図３に示す例では、全波長板３２として複屈折量Δｎが５６０ｎｍの位相差フィルムを用い、１／４波長板３４として複屈折量Δｎが１４０ｎｍの位相差フィルムを用いている。２枚の１／４波長板３４上に１０枚の全波長板３２を積層して、Ｎ＝１０、φ＝πの高次複屈折体を得ている。図４は、図３に示す高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。図４に示すように、この複屈折体３０は、鍵波長である５６０ｎｍの光を最小透過率で透過する。
【００４３】
また、Ｎ枚の全波長板３２の積層体と、２枚の１／４波長板３４上にＮ枚の全波長板３２を積層した積層体とは、何れも可視光に透明であり視覚的に区別ができない。即ち、位相差フィルムを用いて高次複屈折体を構成する例では、Ｎ枚の全波長板３２を積層することで、２枚の１／４波長板３４により付与される位相φに関する情報を覆い隠すことができる。
【００４４】
なお、図３に示す例では、複屈折体３０を全波長板３２と１／４波長板３４とで構成する例について説明したが、所望の複屈折次数Ｎと位相φとが得られるように設計されていればよく、位相差フィルムの特性及び組み合わせは適宜変更してもよい。例えば、πの位相差を生じさせるために、２枚の１／４波長板３４の代わりに、１枚の１／２波長板を用いてもよい。
【００４５】
（画像情報の保持）
次に、画像情報の保持方法について説明する。図５（Ａ）は画素部の複屈折率位相差Δを定義する図であり、図５（Ｂ）は情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々に、複屈折次数Ｎ、位相φで表される複屈折率位相差Δを付与することで、情報保持媒体１０に画像情報が保持されている。画像情報は２値の画像情報であり、複数の画素部１２の各々は「明画素部」又は「暗画素部」となる。以下では、「鍵波長」が５６０ｎｍである場合について説明する。
【００４６】
図５（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々には、画像情報に応じて位相φが付与されている。ここでは、表示装置の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成することを前提として、明画素部ではφ＝π、暗画素部ではφ＝０とされている。上述した通り、鍵波長の光に対する透過光強度Ｉは、複屈折次数Ｎには依存せず、φ＝πのとき最大となり、φ＝０のとき最小となる。即ち、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、鍵波長の光によって、情報保持媒体１０に保持された画像情報を、高いコントラストで読み出すことができる。
【００４７】
図６（Ａ）はφ＝πの画素部の分光透過率を示すグラフであり、図６（Ｂ）はφ＝０の画素部の分光透過率を示すグラフである。図６（Ａ）に示すように、複屈折率位相差Δ（換算次数）が「３．５〜８．５」の範囲で変化しても、波長５６０ｎｍの光に対する透過光強度Ｉは、φ＝πのとき最大となる。また、図６（Ｂ）に示すように、複屈折率位相差Δ（換算次数）が「２．０〜７．０」の範囲で変化しても、波長５６０ｎｍの光に対する透過光強度Ｉは、φ＝０のとき最小となる。
【００４８】
また、図５（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々には、複屈折次数Ｎの値がランダムに変化するように、複屈折次数Ｎが付与されている。複屈折次数Ｎをランダムに変化させると、複屈折位相差Δが変化する。従って、鍵波長の光に対して位相φを「π又は０」に固定したとしても、複屈折次数Ｎが異なると複屈折位相差Δが異なり、鍵波長以外の波長の光に対して位相φは「π又は０」にならない。即ち、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００４９】
なお、図５（Ｂ）に示す例では、複屈折次数Ｎの分布範囲は「６〜１２」とされている。複屈折次数Ｎの分布範囲が狭いと、即ち、複屈折次数Ｎのランダム性が低いと、鍵波長以外の波長において明暗が反転した「反転画像」が表示される場合がある。このため、複屈折次数Ｎの分布範囲は広い方が、即ち、複屈折次数Ｎのランダム性は高い方が好ましい。
【００５０】
また、図５（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々について、複屈折次数Ｎは４以上の整数とされている。図４に示すように、高次複屈折体の分光透過率曲線は、可視領域において複数の極大点と複数の極小点とを有している。これは鍵波長以外の波長の光も透過することを意味している。従って、白色光を照射した場合に明画素部のみの画像となる。これら明画素部の輝度が略均一になると、複数の画素部１２を区別できなくなる。即ち、複数の画素部１２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報が識別不能になる。
【００５１】
以上の通り、複数の画素部１２の各々に、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、鍵波長の光で読み出すことができる画像情報を、情報保持媒体１０に保持することができる。また、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。更に、複数の画素部１２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００５２】
換言すれば、複数の画素部１２の複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長の光でしか読み出せない画像情報を、情報保持媒体１０に保持することができる。情報保持媒体１０に秘匿情報を保持する場合には、鍵波長以外の波長の光で保持された画像情報を読み出すことができない方が、保持情報の秘匿性が向上する。更に、複数の画素部１２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では識別不能な画像情報を、情報保持媒体１０に保持することができるようになり、保持情報の秘匿性が更に向上する。
【００５３】
（画像情報の読み出し）
次に、画像情報の読み出しについて説明する。図７は本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を示す分解斜視図である。図７に示すように、表示装置４０は、鍵波長の光を照射する単色光源４２と一対の偏光子４４、４６とを備えている。単色光源４２の光照射側には、透過軸４４Ａの偏光子４４、及び透過軸４６Ａの偏光子４６が、光源４２側からこの順に配置されている。一対の偏光子４４、４６は、透過軸４４Ａと透過軸４６Ａとが互いに直交するように配置された「直交ニコル光学系」である。
【００５４】
画像情報を読み出す場合には、情報保持媒体１０は、一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置される。一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれた情報保持媒体１０に、単色光源４２から鍵波長の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体１０、及び偏光子４６を透過した鍵波長の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。ここでは、仮想の投影面４８に透過光が投影される様子を図示する。
【００５５】
上述した通り、情報保持媒体１０の複数の画素部１２の各々は、表示装置４０の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成することを前提として、明画素部ではφ＝π、暗画素部ではφ＝０とすることで、２値の画像情報を保持している。単色光源４２から照射された鍵波長の光は、明画素部（φ＝π）を最大透過率で透過し、投影面４８に明画素４８Ｈが投影される。また、単色光源４２から照射された鍵波長の光は、情報保持媒体１０の暗画素部（φ＝０）を最小透過率で透過し、即ち、減衰又は遮断されて、投影面４８に暗画素４８Ｌが投影される。
【００５６】
この例では、複数の画素部１２の各々には、明画素部（φ＝π）と暗画素部（φ＝０）とにより「Ｔ」という文字を形成するように、複屈折位相差Δが付与されている。情報保持媒体１０に鍵波長の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体１０に保持された２値の画像情報（文字「Ｔ」を表す情報）が、高いコントラストで読み出されて、投影面４８に表示される。
【００５７】
図８は情報保持媒体に複数の波長の光を照射したときの各波長での読み出し画像を示す図である。図８に示すように、単色光源４２から照射される光の波長を、４００ｎｍから７１０ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させると、投影面４８に表示される画像も変化する。鍵波長である波長５６０ｎｍで、最も高いコントラストで、文字「Ｔ」を表す情報が表示されている。これに対し、鍵波長以外の波長では、文字「Ｔ」を表す情報か否かが認識できない画像が表示されている。
【００５８】
また、波長フィルタを介して画像情報を読み出してもよい。図９は本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の他の一例を示す分解斜視図である。図９に示すように、表示装置５０は、白色光を照射する白色光源５２、一対の偏光子５４、５６、及び鍵波長の光だけを透過する波長フィルタ５８を備えている。白色光源５２の光照射側には、透過軸５４Ａの偏光子５４、透過軸５６Ａの偏光子５６、及び波長フィルタ５８が、光源５２側からこの順に配置されている。一対の偏光子５４、５６は、透過軸５４Ａと透過軸５６Ａとが互いに直交するように配置された「直交ニコル光学系」である。
【００５９】
画像情報を読み出す場合には、情報保持媒体１０は、一対の偏光子５４、５６の間に挟み込まれるように配置される。一対の偏光子５４、５６の間に挟み込まれた情報保持媒体１０に、白色光源５２から白色光を照射する。偏光子５４、情報保持媒体１０、偏光子５６、及び波長フィルタ５８を透過した光が、波長フィルタ５８の光出射側（観察側）で観察される。
【００６０】
白色光源５２から照射される白色光には、鍵波長の光が含まれている。鍵波長以外の波長の光も、偏光子５４、情報保持媒体１０、及び偏光子５６を透過するが、波長フィルタ５８により除去される。従って、鍵波長の光を照射した場合と同様に、鍵波長の光だけが、波長フィルタ５８の光出射側で観察される。情報保持媒体１０に鍵波長の光が照射されると、波長フィルタ５８の光出射側では、明画素５８Ｈと暗画素５８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体１０に保持された文字「Ｔ」を表す情報が、高いコントラストで読み出されて、波長フィルタ５８の光出射側の面に表示される。
【００６１】
なお、図９に示す例では、観察側に波長フィルタ５８を配置する例について説明したが、波長フィルタ５８の位置はこれに限定される訳ではない。波長フィルタ５８は、表示装置５０の外側に設定された観察点と白色光源５２との間に配置すればよい。例えば、白色光源５２と偏光子５４との間に配置してもよく、偏光子５４と偏光子５６との間に配置してもよい。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る情報保持媒体について説明する。図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る情報保持媒体（情報分散型）の構成の一例を示す斜視図である。図１０（Ａ）に示すように、情報保持媒体６０は、シート状の第１部材６０Ａと、第１部材６０Ａに重ね合わせて使用されるシート状の第２部材６０Ｂとで構成されている。
【００６３】
情報保持媒体６０は、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとを重ね合わせた場合にしか画像情報を読み出せないように、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとに分けて画像情報を保持している。このように、複数の部材から情報保持媒体を構成することで、高い秘匿性と簡便な取り扱いの両立が可能な視覚復号型暗号デバイスを実現することが可能となる。即ち、複数の物理鍵が用意されても、鍵波長が分からないと秘匿情報を読み出すことができなくなる。
【００６４】
第１部材６０Ａには、平面視が矩形状の複数の画素部６２Ａが３行３列のマトリクス状に配列されている。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部６２Ａｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部６２Ａ」と総称する。また、第２部材６０Ｂには、第１部材６０Ａの複数の画素部６２Ａに対応して、複数の画素部６２Ｂが３行３列のマトリクス状に配列されている。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部６２Ｂｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部６２Ｂ」と総称する。
【００６５】
図１０（Ｂ）に示すように、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとが重ね合わされると、画素部６２Ａと対応する画素部６２Ｂとが重ね合わされる。情報保持媒体６０は、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとが重ね合わされた状態で、複数の画素部６２がマトリクス状に配列された情報保持媒体となる。複数の画素部６２の各々は、鍵波長の光を画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有している。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部６２ｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部６２」と総称する。また、画素部６２ｍｎの複屈折位相差Δを「複屈折位相差Δｍｎ」と表示する。
【００６６】
第２の実施の形態においても、複数の画素部６２の各々に、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、情報保持媒体６０に、鍵波長の光で読み出すことができる画像情報を保持することができる。また、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体６０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。更に、複数の画素部６２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体６０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００６７】
次に、画像情報の保持方法について具体例を挙げて説明する。図１１（Ａ）は第１部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、図１１（Ｂ）は第２部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、図１１（Ｃ）は第１部材と第２部材とで構成される情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１部材６０Ａ、第２部材６０Ｂ、及び情報保持媒体６０の各々は、複数の画素部の各々に、複屈折次数Ｎ、位相φで表される複屈折率位相差Δが付与されている。
【００６８】
図１１（Ｃ）に示すように、情報保持媒体６０の複数の画素部６２の各々には、画像情報に応じて複屈折次数Ｎ、位相φが付与されている。情報保持媒体６０は、図５（Ｂ）に示す情報保持媒体１０と同じ画像情報（文字「Ｔ」を表す情報）を保持している。従って、複数の画素部６２の各々に付与される複屈折率位相差Δ（複屈折次数Ｎ、位相φ）の値も、情報保持媒体１０と同じである。
【００６９】
また、図１１（Ａ）に示すように、第１部材６０Ａの複数の画素部６２Ａの各々には、ダミー画像情報に応じて位相φが付与されている。ここでは、表示装置の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成することを前提として、鍵波長の光に対し、明画素部に対してはφ＝π、暗画素部に対してはφ＝０とすることで、２値の画像情報を保持している。また、複数の画素部６２Ａに対し、高次の複屈折次数Ｎがランダムに付与されている。
【００７０】
なお、「ダミー画像情報」とは、情報保持媒体６０に保持された「真の画像情報」とは異なる画像情報のことである。この例では、文字「Ｌ」を表すダミー画像情報が、第１部材６０Ａに保持されている。情報保持媒体６０に秘匿情報を保持する場合には、「ダミー画像情報」を表示することで、「真の画像情報」の真贋の判断が困難となり、保持情報の秘匿性が向上する。
【００７１】
また、図１１（Ｂ）に示すように、第２部材６０Ｂの複数の画素部６２Ｂの各々には、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとが重ね合わされた状態で、図１１（Ｃ）に示す情報保持媒体６０となるように、予め設計された複屈折率位相差Δ（複屈折次数Ｎ、位相φ）が付与されている。画素部６２Ａと画素部６２Ｂとを重ね合わせたときの複屈折率位相差Δは、複屈折次数Ｎ、位相φの各値を加算して求められる。複屈折率位相差Δは２πの周期性を有することから、複屈折率位相差Δの加算は、φ＝０を「０」、φ＝πを「１」とした排他的論理和（ＸＯＲ）演算となる。
【００７２】
例えば、第１部材６０Ａの画素部６２Ａ３３は、複屈折次数Ｎ＝８、位相φ＝πである。また、第２部材６０Ｂの画素部６２Ｂ３３は、複屈折次数Ｎ＝１、位相φ＝πである。従って、情報保持媒体６０の対応する画素部６２３３の複屈折率位相差Δ３３は、複屈折次数Ｎ＝１０、位相φ＝０となる。このように、第１部材６０Ａの各画素部６２Ａの複屈折次数Ｎ、位相φと、第２部材６０Ｂの各画素部６２Ｂの複屈折次数Ｎ、位相φとは、情報保持媒体６０の画素部６２の複屈折率位相差Δに応じて定められる。
【００７３】
図１２（Ａ）は第１部材６０Ａからの読み出し画像を示す図であり、図１２（Ｂ）は第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとで構成される情報保持媒体６０からの読み出し画像を示す図である。画像情報を読み出す場合には、図７又は図９に示す表示装置を用いる。ここでは、図７に示す表示装置を用いて画像情報を読み出す場合について説明する。
【００７４】
第１部材６０Ａだけを、一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置して、第１部材６０Ａに、単色光源４２から鍵波長の光を照射する。偏光子４４、第１部材６０Ａ、及び偏光子４６を透過した鍵波長の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１２（Ａ）に示すように、第１部材６０Ａに鍵波長の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｌ」という文字が形成される。即ち、第１部材６０に保持された「ダミー画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００７５】
一方、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとを重ね合わせて情報保持媒体６０とし、一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置して、情報保持媒体６０に、単色光源４２から鍵波長の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体６０、及び偏光子４６を透過した鍵波長の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１２（Ｂ）に示すように、情報保持媒体６０に鍵波長の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体６０に保持された「真の画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００７６】
なお、上記の第２の実施の形態では、第１部材と第２部材とで情報保持媒体を構成する例について説明したが、部材の枚数は２枚に限定される訳ではない。画像情報を３枚以上の部材に分散して保持してもよい。視覚復号型暗号として利用する場合、分散する枚数が増加するほど、保持される画像情報の秘匿性が向上する。
【００７７】
また、上記の第２の実施の形態では、鍵波長の光で「ダミー画像情報」を読み出す例について説明したが、第１部材、第２部材等、一部の部材だけでは、画像情報を読み出せないようにしてもよい。また、「ダミー画像情報」を読み出す場合でも、読み出し光の波長は「鍵波長」に限定される訳ではない。鍵波長以外の波長の光で「ダミー画像情報」を読み出せるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記の第２の実施の形態では、第１部材及び第２部材の各画素部の位相φを「０」又は「π」としたが、各部材における各画素部の位相φは「０」又は「π」に限定される訳ではない。複数のシート状の部材を重ね合わせて得られる「情報保持媒体」において、各画素部の位相φが「０」又は「π」となればよい。
【００７９】
例えば、第１部材６０Ａの画素部６２Ａ１１を、複屈折次数Ｎ＝６、位相φ＝π／２とする。また、第２部材６０Ｂの画素部６２Ｂ１１を、複屈折次数Ｎ＝１、位相φ＝π／２とする。これにより、情報保持媒体６０の対応する画素部６２１１の複屈折率位相差Δ１１は、複屈折次数Ｎ＝７、位相φ＝πとなる。このように、「情報保持媒体」を構成する複数の部材については、各画素部の位相φを「０」及び「π」以外の値としてもよい。
【００８０】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体について説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体（波長多重型）の設計原理を示す図表である。また、図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【００８１】
図１４に示すように、情報保持媒体７０は、平面視が矩形状の複数の画素部７２が、３行３列のマトリクス状に配列されたシート状の情報保持媒体である。複数の画素部７２の各々は、鍵波長の光を画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有している。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部７２ｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部７２」と総称する。
【００８２】
情報保持媒体７０は、１枚の情報保持媒体に複数の画像情報を保持している。本実施の形態では、波長の異なる「複数の鍵波長」が設定されており、鍵波長毎に異なる画像情報を読み出すことができる。換言すれば、鍵波長毎に異なる画像情報を読み出すことができればよく、１枚の情報保持媒体に保持される画像情報の個数に制限はない。なお、以下では、説明を簡単にするために、「第１の鍵波長λ１」の光を照射して第１の画像情報を読み出し、「第２の鍵波長λ２」の光を照射して第２の画像情報を読み出す場合について説明する。２つの鍵波長を設定して２種類の画像情報を読み出すためには、図１３に示すように、少なくとも４種類の複屈折率位相差Δの複屈折体を用意する必要がある。
【００８３】
なお、第１の実施の形態と同様に、複数の画素部７２の各々に、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、情報保持媒体７０に、鍵波長の光で読み出すことができる画像情報を保持することができる。また、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体７０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。更に、複数の画素部７２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体７０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００８４】
４種類の複屈折位相差Δとは、「第１の鍵波長λ１」に対し「明」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「暗」となる複屈折率位相差「Δ１」、「第１の鍵波長λ１」に対し「暗」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「明」となる複屈折率位相差「Δ２」、「第１の鍵波長λ１」に対し「暗」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「暗」となる複屈折率位相差「Δ３」、「第１の鍵波長λ１」に対し「明」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「明」となる複屈折率位相差「Δ４」である。
【００８５】
なお、表示装置の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成する場合には、鍵波長の光に対し、明画素部ではφ＝π、暗画素部ではφ＝０とすればよい。一方、表示装置の一対の偏光子が「平行ニコル光学系」を構成する場合には、鍵波長の光に対し、明画素部ではφ＝０、暗画素部ではφ＝πとすればよい。
【００８６】
図１４に示すように、情報保持媒体７０の複数の画素部７２の各々には、画像情報に応じて複屈折位相差Δ１〜Δ４の何れかが付与されている。情報保持媒体７０から画像情報を読み出す場合には、図７又は図９に示す表示装置を用いる。ここでは、図７に示す表示装置を用いて画像情報を読み出す場合について説明する。図１５（Ａ）は第１の鍵波長λ１での読み出し画像を示す図であり、図１５（Ｂ）は第２の鍵波長λ２での読み出し画像を示す図である。
【００８７】
情報保持媒体７０を、「直交ニコル光学系」を構成する一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置して、情報保持媒体７０に、単色光源４２から「第１の鍵波長λ１」の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体７０、及び偏光子４６を透過した「第１の鍵波長λ１」の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１５（Ａ）に示すように、情報保持媒体７０に「第１の鍵波長λ１」の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体７０に保持された「第１の画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００８８】
一方、一対の偏光子４４、４６の間に配置された情報保持媒体７０に、単色光源４２から「第２の鍵波長λ２」の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体７０、及び偏光子４６を透過した「第２の鍵波長λ２」の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１５（Ｂ）に示すように、情報保持媒体７０に「第２の鍵波長λ２」の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｌ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体７０に保持された「第２の画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００８９】
ここで、図１３に示すように、２つの鍵波長を設定して２種類の画像情報を読み出すために、４種類の複屈折位相差Δの複屈折体を選択する具体的な設計方法について説明する。複屈折量Δｎが５６０ｎｍの位相差フィルム（全波長板）を１０枚積層して、Ｎ＝１０、φ＝０、換算次数「１０．０」の高次複屈折体を得ることができる。図１６（Ａ）は、この高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。測定装置の一対の偏光子は「平行ニコル光学系」を構成し、この高次複屈折体は、鍵波長である５６０ｎｍの光を最大透過率で透過する。
【００９０】
高次複屈折体の複屈折波長分散、即ち、任意の波長における複屈折量Δｎは、下記式（８）で表される「コーシーの分散式」を用いて、下記式（９）で表される。以下では、下記式（９）を「複屈折体におけるコーシー分散式」という。
【００９１】
【数４】
【００９２】
【数５】
上記式（８）中、ｎは屈折率であり、λは波長であり、Ａ、Ｂは係数である。また、上記式（９）中、ｎｅは屈折率の異常光成分であり、ｎｏは屈折率の常光成分である。λは波長であり、ΔＡ、ΔＢは係数である。
【００９３】
図１６（Ａ）に示すグラフ（実測値）から、高次複屈折体について、透過率が極大又は極小となる複数の波長が分かる。これらの複数の条件を満たすように、上記式（９）の「複屈折体におけるコーシー分散式」でフィッティング（回帰演算）して、係数ΔＡ、ΔＢの値を求めると、高次複屈折体の複屈折波長分散を得ることができる。例えば、図１６（Ａ）に示す実測値から、図１６（Ｂ）に示すように、複屈折量Δｎが波長λに対してプロットされた波長分散曲線を得ることができる。
【００９４】
上記式（６）における［δｎ・ｄ］が複屈折体の複屈折量Δｎである。例えば、フィッティングの際には、下記式（１０）に示すように、フィッティングの容易な波数ｋの関数として、パラメータ「ΔＡ」とパラメータ「ΔＡ・ΔＢ」とを求めることができる。このとき、複屈折体の厚さ「ｄ」が、位相差フィルム（全波長板）の枚数、即ち「複屈折次数Ｎ」に相当することになる。即ち、複屈折量Δｎは、複屈折次数Ｎの値に比例して増加する。
【００９５】
【数６】
【００９６】
複屈折次数Ｎ、位相φの値が異なる複数の高次複屈折体について、上記手法により複屈折波長分散を求めると、図１７に示すように、複屈折次数に対し予め定めた波長範囲における透過光強度の分布を明暗画像で表すことができる。なお、図１７における複屈折次数は、複屈折位相差Δを表す「換算次数」で表記している。「特定の複屈折位相差Δ」の複屈折体が「特定の波長」に対し「明画素部」になるか「暗画素部」になるかは、「特定の換算次数」を表す直線と「特定の波長」を表す直線との交点が「明」か「暗」かで判断できる。
【００９７】
次に、波長多重型の情報保持媒体７０の設計例を示す。図１８は設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部を構成する４種類の高次複屈折体の分光透過率を示すグラフである。図１９は波長５６０ｎｍ及び波長６００ｎｍでの４種類の高次複屈折体の透過光強度を符号化して示す図表である。図２０は設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【００９８】
図１８に示すように、分光透過率特性の異なる４種類の高次複屈折体を用意する。これら４種類の高次複屈折体は、換算次数が「５．０」、「６．５」、「１１．５」、「１２．０」と異なっており、異なる複屈折位相差Δを有している。図１３に基づいて説明した通り、異なる複屈折位相差Δを有する４種類の高次複屈折体により、第１の鍵波長λ１、第２の鍵波長λ２の２つの鍵波長を設定して、２種類の画像情報を読み出すことができる。
【００９９】
図１３に示す複屈折位相差Δ１〜Δ４が、図１９に示す「Ｎ＝５、φ＝０」、「Ｎ＝６、φ＝π」、「Ｎ＝１１、φ＝π」、「Ｎ＝１２、φ＝０」に相当する。図１９に示す関係に基づいて、図２０に示すように、情報保持媒体７０の複数の画素部７２の各々に、画像情報に応じた複屈折位相差Δ（複屈折次数Ｎ、位相φ）を付与する。これにより、「直交ニコル光学系」を構成する一対の偏光子を備えた表示装置（図７参照）を用いて読み出すと、図１５（Ａ）に示すように、第１の鍵波長λ１（波長５６０ｎｍ）で第１の画像情報を読み出すことが可能となり、図１５（Ｂ）に示すように、第２の鍵波長λ２（波長６００ｎｍ）で第２の画像情報を読み出すことが可能となる。
【０１００】
＜その他の変形例＞
上記の第１〜第３の実施の形態では、マトリクス状に配列された９個の画素部を有する情報保持媒体について説明したが、複数の画素部が面内方向に配列されていればよく、画素部の個数、配列、形状等はこれに限定される訳ではない。例えば、画素部の個数は、画像情報に応じて増やしてもよい。画素部の配列は、正六角形が隙間無く並んだハニカム構造のように規則的な配列でもよく、ランダムドットのように不規則な配列でもよい。画素部の形状は、平面視が他の多角形状（三角形、四角形、五角形、八角形など）でもよく、平面視が円形状（真円形状、楕円形状、長円形状）でもよく、不定形状でもよい。また、複数の画素部の各々は、同じ形状である必要はなく、大きさが異なっていてもよい。
【０１０１】
また、本発明の情報保持媒体は、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報を保持することができ、本発明の表示装置は、情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示することができる。これらの基本原理は、他の情報秘匿技術との親和性に優れ、他の情報秘匿技術と併用することも可能である。既存の情報秘匿技術と融合することで、個人情報の流出、他人のなりすまし、文書偽造などを、未然に防止することが可能になる。例えば、本発明の技術を、ＱＲコードや前記の「空間符号パターン」と組み合わせて使用することも可能である。
【０１０２】
ＱＲコードは、白黒のランダムなパターンを２次元的に配置することで、少ない面積の中に大容量の情報を記述できることで知られている。例えば、ＱＲコードを、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報として作成することで、秘匿情報を安全に保存することが可能になる。また、空間符号パターン法は、「脇からの覗き見」に対する秘匿性が高いという特徴を有するが、視点位置が３次元的に限定されてしまう。例えば、空間符号パターンを、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報として作成することで、光源と一対の偏光子という簡単な装置により、容易に情報を読み出して表示することができ、利便性が顕著に向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の情報保持媒体及び表示装置は、情報セキュリティ分野での利用が可能である。例えば、ＩＣカード認証の代替え技術、個人認証のＩＤカードへの適用、秘密文書等の保管や通信媒体としての利用、コンピュータの利用認証（本人確認用）の暗号媒体、クレジットカード・キャッシュカードなどの偽造防止や認証媒体等が、応用分野として挙げられる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 情報保持媒体
１２ 画素部
２０ 測定装置
２２ 光源
２４ 偏光子
２６ 偏光子
２８ 光検出器
３０ 複屈折体
３０Ａ 主軸方位
３２ 全波長板
３４ １／４波長板
４０ 表示装置
４２ 単色光源
４４ 偏光子
４６ 偏光子
４８ 投影面
４８Ｈ 明画素
４８Ｌ 暗画素
５０ 表示装置
５２ 白色光源
５４ 偏光子
５６ 偏光子
５８ 波長フィルタ
５８Ｌ 暗画素
５８Ｈ 明画素
６０ 情報保持媒体
６０Ａ 第１部材
６０Ｂ 第２部材
６２ 画素部
６２Ａ 画素部
６２Ｂ 画素部
７０ 情報保持媒体
７２ 画素部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報保持媒体及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光技術を利用した情報セキュリティ技術は、利便性と安全性とを両立できる技術として注目されている。特に、視覚復号型暗号技術は、秘匿情報を複数の物理鍵に分散するため安全性が高く、復号にはコンピュータ演算が不要であるため利便性に優れている。視覚復号型暗号技術としては、「画素を空間符号パターンで表現する暗号技法」や「多層の偏光位相子を重ねて画像を表現する手法」が提案されている。
【０００３】
「画素を空間符号パターンで表現する暗号技法」は、一対のランダムドット状の透過画素又は遮光画素からなる、光アレイロジックと呼ばれる考え方に基づいている。暗号化された表示画像の前に復号用のマスクを設置し、復号マスクを通して暗号画像を見る時、表示画素と復号マスクとの関係が１対１に対応する視点位置が３次元的に限定される（非特許文献１、２参照）。
【０００４】
「多層の偏光位相子を重ねて画像を表現する手法」は、２枚の四分の一波長板をその複屈折主軸方位を適当に回転させて、モザイク状に貼り合わせたものを積層し、これによって入射偏光の偏光軸の方位制御を行い、映像を作成している。１枚の暗号フィルムだけでは秘匿情報は表示できないが、もう１枚の暗号フィルムを重ねることで秘匿情報が表示できる（非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Tanida and Ichioka,"Optical logic array processor using shadowgrams",J.Opt.Soc.Am. A 73,800-809(1983)
【非特許文献２】Yatagai,"Optical space-variand logic-gate array based on spatial encoding technique",Opt.Lett. 11, 260-262 (1986)
【非特許文献３】Imagawa,Suyama and Yamamoto,"Visual cryptography using polarization-modulation films",Jpn.J.Appl.Phys. 48, No.9, 09LC02-09LC02-5 (2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、「画素を空間符号パターンで表現する暗号技法」は、観察時において厳密な位置合わせが必要であり、簡便性に欠けるという問題がある。また、「多層の偏光位相子を重ねて画像を表現する手法」は、複数の物理鍵が用意されると、後は簡単に秘匿情報が表示されてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、特定の波長の光で読み出すことができる画像情報を保持した情報保持媒体と、当該情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示する表示装置と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために各請求項に記載の発明は、下記構成を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、複数階調で表現された画像情報を保持するシート状の情報保持媒体であって、複数の画素部が面内方向に配列されており、前記複数の画素部の各々が、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有する、情報保持媒体である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記複屈折位相差Δが下記式（１）で定義される、請求項１に記載の情報保持媒体である。
Δ＝２πＮ＋φ 式（１）
上記式（１）中、Ｎは複屈折次数を表す（Ｎは整数）。φは２π以下の端数を表す。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記複数の画素部の各々が、前記複屈折次数Ｎの値がランダムに変化する、請求項２に記載の情報保持媒体である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記複数の画素部の各々が、前記複屈折次数Ｎが４次以上である、請求項２又は３に記載の情報保持媒体である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記情報保持媒体が２階調で明暗画像として表現された画像情報を保持しており、予め定めた波長の光を透過する明画素部と、予め定めた波長の光を減衰又は遮断する暗画素部とで構成され、明画素部及び暗画素部の一方が下記式（２）で表される複屈折位相差Δを有すると共に、明画素部及び暗画素部の他方が下記式（３）で表される複屈折位相差Δを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の情報保持媒体である。
Δ＝２πＮ＋π （φ＝π） 式（２）
Δ＝２πＮ＋０ （φ＝０） 式（３）
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記情報保持媒体が複数のシート状の部材で構成されており、前記複数のシート状の部材が重ね合わされたときに、前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、請求項１から５までの何れか１項に記載の情報保持媒体である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記情報保持媒体が複数の画像情報を保持しており、前記複数の画像情報の各々に対応して異なる波長が予め定められ、前記複数の画素部の各々は、前記複数の画像情報の各々について、予め定めた波長の光を対応する画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、請求項１から６までの何れか１項に記載の情報保持媒体である。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７までに記載された情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示する表示装置であって、前記情報保持媒体に予め定めた波長の光を含む読み出し光を照射する光源と、前記情報保持媒体を間に挟み込むように互いに離間して配置された一対の偏光子と、を備えた表示装置である。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記表示装置の外側に設定される観察点と前記光源との間に配置され、予め定めた波長の光を選択的に透過する波長フィルタを更に備えた、請求項８に記載の表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の情報保持媒体によれば、特定の波長の光で読み出すことが可能な画像情報を保持することができる。また、本発明の表示装置によれば、情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る情報保持媒体の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】複屈折体の透過光強度を測定する装置の構成を示す斜視図である。
【図３】高次複屈折体の構成の一例を示す断面図である。
【図４】高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は画素部の複屈折率位相差Δを定義する図であり、（Ｂ）は情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【図６】（Ａ）は位相φ＝πの画素部の分光透過率を示すグラフであり、（Ｂ）は位相φ＝０の画素部の分光透過率を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図８】情報保持媒体に複数の波長の光を照射したときの各波長での読み出し画像を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の他の一例を示す分解斜視図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る情報保持媒体（情報分散型）の構成の一例を示す斜視図である。
【図１１】（Ａ）は第１部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、（Ｂ）は第２部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、（Ｃ）は第１部材と第２部材とで構成される情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【図１２】（Ａ）は第１部材からの読み出し画像を示す図であり、（Ｂ）は第１部材と第２部材とで構成される情報保持媒体からの読み出し画像を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体（波長多重型）の設計原理を示す図表である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【図１５】（Ａ）第１の鍵波長λ１での読み出し画像を示す図であり、（Ｂ）は第２の鍵波長λ２での読み出し画像を示す図である。
【図１６】（Ａ）は高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。（Ｂ）は（Ａ）に示す分光透過率から得られた高次複屈折体の複屈折波長分散を示す図である。
【図１７】複屈折率位相差Δを次数換算した場合の換算次数に対し、予め定めた波長範囲における透過光強度の分布を明暗画像で表す図である。
【図１８】設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部を構成する４種類の高次複屈折体の分光透過率を示すグラフである。
【図１９】波長５６０ｎｍ及び波長６００ｎｍでの４種類の高次複屈折体の透過光強度を符号化して示す図表である。
【図２０】設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
（情報保持媒体の構造）
まず、本発明の第１の実施の形態に係る情報保持媒体について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る情報保持媒体の構成の一例を示す斜視図である。図１に示すように、情報保持媒体１０は、複数の画素部１２が面内方向に配列されたシート状の情報保持媒体である。図示した例では、平面視が矩形状の９個の画素部１２が、３行３列のマトリクス状に配列されている。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部１２ｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部１２」と総称する。
【００２２】
情報保持媒体１０は、複数階調で表現された画像情報を保持している。例えば、二階調で表現された二値の画像情報でもよく、多階調で表現された多値の画像情報でもよい。以下では、説明を簡単にするために、明画素部と暗画素部とで構成された二値の画像情報を保持する場合について説明する。
【００２３】
複数の画素部１２の各々は、予め定めた波長（以下、「鍵波長」と称する。）の光を画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有している。画素部１２ｍｎの複屈折位相差Δを「複屈折位相差Δｍｎ」と表示する。後述する通り、情報保持媒体１０に保持された画像情報は、鍵波長の光が各画素部１２を予め定めた透過率で透過することで読み出される。また、複屈折位相差Δにより保持された情報は、磁界や電界でデータを破壊されることが無い。
【００２４】
例えば、明画素部での鍵波長の光の透過率を最大にし、暗画素部での鍵波長の光の透過率を最小にするように、複数の画素部１２の各々に複屈折位相差Δが付与される。読み出し原理については後述するが、複数の画素部１２の各々に画像情報に応じて複屈折位相差Δを付与することで、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報を情報保持媒体１０に保持することができる。
【００２５】
（複屈折位相差Δ）
次に、複屈折位相差Δについて説明する。複屈折位相差Δは、複屈折の大きさを表す物理量である。本実施の形態では、複屈折位相差Δを下記式（１）で定義する。
Δ＝２πＮ＋φ 式（１）
上記式（１）中、Ｎは複屈折次数を表す（Ｎは整数）。φは２π以下の端数を表す。なお、以下では、端数φを「位相φ」と称する。
【００２６】
複屈折位相差Δ、複屈折次数Ｎ、及び位相φの関係は、複屈折体の透過光強度Ｉに関連付けて説明することができる。図２は複屈折体の透過光強度を測定する装置の構成を示す斜視図である。図２に示すように、測定装置２０は、光源２２、一対の偏光子２４、２６、及び光検出器２８を備えている。光源２２の光照射側には、透過軸２４Ａの偏光子２４、透過軸２６Ａの偏光子２６、及び光検出器２８が、光源２２側からこの順に配置されている。一対の偏光子２４、２６は、透過軸２４Ａと透過軸２６Ａとが互いに平行になるように配置された平行ニコル光学系である。
【００２７】
複屈折体３０は、一対の偏光子２４、２６の間に挟み込まれるように配置される。複屈折体３０は、主軸方位３０Ａを偏光子方位（透過軸２４Ａ・透過軸２６Ａ）に対して４５°傾けて配置される。一対の偏光子２４、２６の間に挟み込まれた複屈折体３０に、光源２２から光を照射する。偏光子２４、複屈折体３０、及び偏光子２６を透過した光が、光検出器２８で検出される。透過光強度Ｉは複屈折体３０の複屈折位相差Δに依存して変化し、複屈折体３０の透過光強度Ｉが測定される。
【００２８】
複屈折体の透過光強度Ｉは、複屈折体の複屈折位相差Δを用いて下記式（４）で表される。また、下記式（４）は、下記式（５）や下記式（６）に書き換えることができる。
【００２９】
【数１】
【００３０】
【数２】
【００３１】
上記式（５）及び式（６）中、λは波長を表し、ｋは波数を表す。波数ｋと波長λとはｋ＝１／λの関係を満たす。δｎは複屈折体の単位厚さあたりの複屈折量を表し、ｄは複屈折体の厚さを表す。［δｎ・ｄ］が複屈折体の複屈折量Δｎである。
【００３２】
上記式（５）及び式（６）から分かるように、透過光強度Ｉは、照射する光の波長λ又は波数ｋに依存して変化する。上記式（６）から分かるように、透過光強度Ｉは波数ｋに対して余弦波状に変化し、その周波数は複屈折体の複屈折量［δｎ・ｄ］に等しい。従って、複屈折位相差Δを２πのＮ倍で表すことができる。例えば、Ｎを整数に限定すると、上記式（１）の関係（Δ＝２πＮ＋φ）を満たす。透過光強度Ｉは、複屈折次数Ｎ及び位相φを用いて、下記式（７）で表される。
【００３３】
【数３】
【００３４】
例えば、２πに相当する波長を５６０ｎｍとすると、１４００ｎｍの複屈折位相差Δは、複屈折次数Ｎが「２」、位相φが「π（＝２８０ｎｍ）」となる。また、上記式（７）から分かるように、特定の波長λの光に対する透過光強度Ｉは、複屈折次数Ｎには依存せず、位相φの値に応じて増減する。なお、複屈折位相差Δは、位相φを次数換算して「換算次数」で表すこともできる。例えば、複屈折次数Ｎ＝２、位相φ＝πの場合は、換算次数は「２．５」である。
【００３５】
上記の測定装置２０では、一対の偏光子２４、２６は「平行ニコル光学系」を構成するように配置されている。平行ニコル光学系では、上記式（４）の「ｃｏｓΔ」の符号は「正」である。従って、透過光強度Ｉは、φ＝０のとき最大となり、φ＝πのとき最小となる。即ち、５６０ｎｍが鍵波長であり、φ＝０のとき鍵波長の光の透過率が最大となり、φ＝πのとき鍵波長の光の透過率が最小となる。
【００３６】
これに対し、一対の偏光子２４、２６を「直交ニコル光学系」を構成するように配置すると、上記式（４）の「ｃｏｓΔ」の符号は「負」に変わる。従って、透過光強度Ｉは、φ＝πのとき最大となり、φ＝０のとき最小となる。即ち、φ＝πのとき鍵波長の光の透過率が最大となり、φ＝０のとき鍵波長の光の透過率が最小となる。
【００３７】
（複屈折体）
次に、複屈折体について説明する。複数の画素部１２の各々は、複屈折体で構成されている。複屈折体としては、複屈折を有する異方性材料であればよく、高分子配向膜等の高分子材料、液晶高分子等の液晶材料、光学結晶等の結晶材料などを用いることができる。また、異なる材料を組み合わせて用いてもよい。例えば、位相差フィルムを用いることができる。位相差フィルムは、二軸延伸等の延伸加工を施された光学用フィルムであり、特定波長の互いに直交する偏光成分間に所定の位相差を付与する。
【００３８】
また、複数の画素部１２の各々は、予め定めた波長帯域の光に対し透明な複屈折体で構成されている。従って、情報保持媒体１０も、予め定めた波長帯域の光に対し全体として透明である。ここで「透明」とは、予め定めた波長帯域の光を透過することを意味する。例えば、可視領域の光（可視光）を透過する複屈折体は、視覚的にも透明に見える。これに対し、赤外領域の光（赤外光）を透過する複屈折体は、視覚的には黒色に見える。また、６００ｎｍ〜９００ｎｍの帯域の光を透過する複屈折体は、視覚的には赤色に見える。
【００３９】
情報保持媒体１０に保持された画像情報は、鍵波長の光が透過することで読み出される。従って、複屈折体の透過波長帯域は、鍵波長が含まれるように定められる。鍵波長の光を赤外光として画像情報を読み出す場合には、赤外光に対し透明な複屈折体で各画素部を構成すればよい。情報保持媒体１０に秘匿情報を保持する場合には、赤外領域や紫外領域等の可視領域外の波長を鍵波長とした方が、保持情報の秘匿性が向上する。なお、以下では、可視光に対し透明な複屈折体で各画素部が構成されている場合について説明する。
【００４０】
また、複数の画素部１２を構成する複屈折体としては、４次以上の複屈折次数Ｎを有する「高次複屈折体」を用いることが好ましい。詳細は後述するが、複数の画素部１２を高次複屈折体で構成すると、白色光を照射した場合に明画素部のみの画像となる。即ち、情報保持媒体１０に保持された画像情報は、鍵波長の光で読み出すことができると共に、白色光では読み出すことができなくなる。情報保持媒体１０に秘匿情報を保持する場合には、保持情報の秘匿性が向上する。
【００４１】
以下では、位相差フィルムを用いて高次複屈折体を構成する例について説明する。図３は、高次複屈折体の構成の一例を示す断面図である。複屈折体３０は、２πの位相差を生じさせる全波長板３２と、π／２の位相差を生じさせる１／４波長板３４とで構成されている。全波長板３２及び１／４波長板３４としては、市販の位相差フィルムを用いることができる。２枚の１／４波長板３４上にＮ枚の全波長板３２を積層することで、複屈折次数Ｎ、位相φ＝πの高次複屈折体を得ることができる。
【００４２】
図３に示す例では、全波長板３２として複屈折量Δｎが５６０ｎｍの位相差フィルムを用い、１／４波長板３４として複屈折量Δｎが１４０ｎｍの位相差フィルムを用いている。２枚の１／４波長板３４上に１０枚の全波長板３２を積層して、Ｎ＝１０、φ＝πの高次複屈折体を得ている。図４は、図３に示す高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。図４に示すように、この複屈折体３０は、鍵波長である５６０ｎｍの光を最小透過率で透過する。
【００４３】
また、Ｎ枚の全波長板３２の積層体と、２枚の１／４波長板３４上にＮ枚の全波長板３２を積層した積層体とは、何れも可視光に透明であり視覚的に区別ができない。即ち、位相差フィルムを用いて高次複屈折体を構成する例では、Ｎ枚の全波長板３２を積層することで、２枚の１／４波長板３４により付与される位相φに関する情報を覆い隠すことができる。
【００４４】
なお、図３に示す例では、複屈折体３０を全波長板３２と１／４波長板３４とで構成する例について説明したが、所望の複屈折次数Ｎと位相φとが得られるように設計されていればよく、位相差フィルムの特性及び組み合わせは適宜変更してもよい。例えば、πの位相差を生じさせるために、２枚の１／４波長板３４の代わりに、１枚の１／２波長板を用いてもよい。
【００４５】
（画像情報の保持）
次に、画像情報の保持方法について説明する。図５（Ａ）は画素部の複屈折率位相差Δを定義する図であり、図５（Ｂ）は情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々に、複屈折次数Ｎ、位相φで表される複屈折率位相差Δを付与することで、情報保持媒体１０に画像情報が保持されている。画像情報は２値の画像情報であり、複数の画素部１２の各々は「明画素部」又は「暗画素部」となる。以下では、「鍵波長」が５６０ｎｍである場合について説明する。
【００４６】
図５（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々には、画像情報に応じて位相φが付与されている。ここでは、表示装置の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成することを前提として、明画素部ではφ＝π、暗画素部ではφ＝０とされている。上述した通り、鍵波長の光に対する透過光強度Ｉは、複屈折次数Ｎには依存せず、φ＝πのとき最大となり、φ＝０のとき最小となる。即ち、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、鍵波長の光によって、情報保持媒体１０に保持された画像情報を、高いコントラストで読み出すことができる。
【００４７】
図６（Ａ）はφ＝πの画素部の分光透過率を示すグラフであり、図６（Ｂ）はφ＝０の画素部の分光透過率を示すグラフである。図６（Ａ）に示すように、複屈折率位相差Δ（換算次数）が「３．５〜８．５」の範囲で変化しても、波長５６０ｎｍの光に対する透過光強度Ｉは、φ＝πのとき最大となる。また、図６（Ｂ）に示すように、複屈折率位相差Δ（換算次数）が「２．０〜７．０」の範囲で変化しても、波長５６０ｎｍの光に対する透過光強度Ｉは、φ＝０のとき最小となる。
【００４８】
また、図５（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々には、複屈折次数Ｎの値がランダムに変化するように、複屈折次数Ｎが付与されている。複屈折次数Ｎをランダムに変化させると、複屈折位相差Δが変化する。従って、鍵波長の光に対して位相φを「π又は０」に固定したとしても、複屈折次数Ｎが異なると複屈折位相差Δが異なり、鍵波長以外の波長の光に対して位相φは「π又は０」にならない。即ち、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００４９】
なお、図５（Ｂ）に示す例では、複屈折次数Ｎの分布範囲は「６〜１２」とされている。複屈折次数Ｎの分布範囲が狭いと、即ち、複屈折次数Ｎのランダム性が低いと、鍵波長以外の波長において明暗が反転した「反転画像」が表示される場合がある。このため、複屈折次数Ｎの分布範囲は広い方が、即ち、複屈折次数Ｎのランダム性は高い方が好ましい。
【００５０】
また、図５（Ｂ）に示すように、複数の画素部１２の各々について、複屈折次数Ｎは４以上の整数とされている。図４に示すように、高次複屈折体の分光透過率曲線は、可視領域において複数の極大点と複数の極小点とを有している。これは鍵波長以外の波長の光も透過することを意味している。従って、白色光を照射した場合に明画素部のみの画像となる。これら明画素部の輝度が略均一になると、複数の画素部１２を区別できなくなる。即ち、複数の画素部１２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報が識別不能になる。
【００５１】
以上の通り、複数の画素部１２の各々に、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、鍵波長の光で読み出すことができる画像情報を、情報保持媒体１０に保持することができる。また、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。更に、複数の画素部１２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体１０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００５２】
換言すれば、複数の画素部１２の複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長の光でしか読み出せない画像情報を、情報保持媒体１０に保持することができる。情報保持媒体１０に秘匿情報を保持する場合には、鍵波長以外の波長の光で保持された画像情報を読み出すことができない方が、保持情報の秘匿性が向上する。更に、複数の画素部１２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では識別不能な画像情報を、情報保持媒体１０に保持することができるようになり、保持情報の秘匿性が更に向上する。
【００５３】
（画像情報の読み出し）
次に、画像情報の読み出しについて説明する。図７は本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を示す分解斜視図である。図７に示すように、表示装置４０は、鍵波長の光を照射する単色光源４２と一対の偏光子４４、４６とを備えている。単色光源４２の光照射側には、透過軸４４Ａの偏光子４４、及び透過軸４６Ａの偏光子４６が、光源４２側からこの順に配置されている。一対の偏光子４４、４６は、透過軸４４Ａと透過軸４６Ａとが互いに直交するように配置された「直交ニコル光学系」である。
【００５４】
画像情報を読み出す場合には、情報保持媒体１０は、一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置される。一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれた情報保持媒体１０に、単色光源４２から鍵波長の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体１０、及び偏光子４６を透過した鍵波長の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。ここでは、仮想の投影面４８に透過光が投影される様子を図示する。
【００５５】
上述した通り、情報保持媒体１０の複数の画素部１２の各々は、表示装置４０の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成することを前提として、明画素部ではφ＝π、暗画素部ではφ＝０とすることで、２値の画像情報を保持している。単色光源４２から照射された鍵波長の光は、明画素部（φ＝π）を最大透過率で透過し、投影面４８に明画素４８Ｈが投影される。また、単色光源４２から照射された鍵波長の光は、情報保持媒体１０の暗画素部（φ＝０）を最小透過率で透過し、即ち、減衰又は遮断されて、投影面４８に暗画素４８Ｌが投影される。
【００５６】
この例では、複数の画素部１２の各々には、明画素部（φ＝π）と暗画素部（φ＝０）とにより「Ｔ」という文字を形成するように、複屈折位相差Δが付与されている。情報保持媒体１０に鍵波長の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体１０に保持された２値の画像情報（文字「Ｔ」を表す情報）が、高いコントラストで読み出されて、投影面４８に表示される。
【００５７】
図８は情報保持媒体に複数の波長の光を照射したときの各波長での読み出し画像を示す図である。図８に示すように、単色光源４２から照射される光の波長を、４００ｎｍから７１０ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させると、投影面４８に表示される画像も変化する。鍵波長である波長５６０ｎｍで、最も高いコントラストで、文字「Ｔ」を表す情報が表示されている。これに対し、鍵波長以外の波長では、文字「Ｔ」を表す情報か否かが認識できない画像が表示されている。
【００５８】
また、波長フィルタを介して画像情報を読み出してもよい。図９は本発明の実施の形態に係る表示装置の構成の他の一例を示す分解斜視図である。図９に示すように、表示装置５０は、白色光を照射する白色光源５２、一対の偏光子５４、５６、及び鍵波長の光だけを透過する波長フィルタ５８を備えている。白色光源５２の光照射側には、透過軸５４Ａの偏光子５４、透過軸５６Ａの偏光子５６、及び波長フィルタ５８が、光源５２側からこの順に配置されている。一対の偏光子５４、５６は、透過軸５４Ａと透過軸５６Ａとが互いに直交するように配置された「直交ニコル光学系」である。
【００５９】
画像情報を読み出す場合には、情報保持媒体１０は、一対の偏光子５４、５６の間に挟み込まれるように配置される。一対の偏光子５４、５６の間に挟み込まれた情報保持媒体１０に、白色光源５２から白色光を照射する。偏光子５４、情報保持媒体１０、偏光子５６、及び波長フィルタ５８を透過した光が、波長フィルタ５８の光出射側（観察側）で観察される。
【００６０】
白色光源５２から照射される白色光には、鍵波長の光が含まれている。鍵波長以外の波長の光も、偏光子５４、情報保持媒体１０、及び偏光子５６を透過するが、波長フィルタ５８により除去される。従って、鍵波長の光を照射した場合と同様に、鍵波長の光だけが、波長フィルタ５８の光出射側で観察される。情報保持媒体１０に鍵波長の光が照射されると、波長フィルタ５８の光出射側では、明画素５８Ｈと暗画素５８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体１０に保持された文字「Ｔ」を表す情報が、高いコントラストで読み出されて、波長フィルタ５８の光出射側の面に表示される。
【００６１】
なお、図９に示す例では、観察側に波長フィルタ５８を配置する例について説明したが、波長フィルタ５８の位置はこれに限定される訳ではない。波長フィルタ５８は、表示装置５０の外側に設定された観察点と白色光源５２との間に配置すればよい。例えば、白色光源５２と偏光子５４との間に配置してもよく、偏光子５４と偏光子５６との間に配置してもよい。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る情報保持媒体について説明する。図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る情報保持媒体（情報分散型）の構成の一例を示す斜視図である。図１０（Ａ）に示すように、情報保持媒体６０は、シート状の第１部材６０Ａと、第１部材６０Ａに重ね合わせて使用されるシート状の第２部材６０Ｂとで構成されている。
【００６３】
情報保持媒体６０は、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとを重ね合わせた場合にしか画像情報を読み出せないように、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとに分けて画像情報を保持している。このように、複数の部材から情報保持媒体を構成することで、高い秘匿性と簡便な取り扱いの両立が可能な視覚復号型暗号デバイスを実現することが可能となる。即ち、複数の物理鍵が用意されても、鍵波長が分からないと秘匿情報を読み出すことができなくなる。
【００６４】
第１部材６０Ａには、平面視が矩形状の複数の画素部６２Ａが３行３列のマトリクス状に配列されている。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部６２Ａｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部６２Ａ」と総称する。また、第２部材６０Ｂには、第１部材６０Ａの複数の画素部６２Ａに対応して、複数の画素部６２Ｂが３行３列のマトリクス状に配列されている。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部６２Ｂｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部６２Ｂ」と総称する。
【００６５】
図１０（Ｂ）に示すように、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとが重ね合わされると、画素部６２Ａと対応する画素部６２Ｂとが重ね合わされる。情報保持媒体６０は、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとが重ね合わされた状態で、複数の画素部６２がマトリクス状に配列された情報保持媒体となる。複数の画素部６２の各々は、鍵波長の光を画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有している。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部６２ｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部６２」と総称する。また、画素部６２ｍｎの複屈折位相差Δを「複屈折位相差Δｍｎ」と表示する。
【００６６】
第２の実施の形態においても、複数の画素部６２の各々に、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、情報保持媒体６０に、鍵波長の光で読み出すことができる画像情報を保持することができる。また、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体６０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。更に、複数の画素部６２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体６０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００６７】
次に、画像情報の保持方法について具体例を挙げて説明する。図１１（Ａ）は第１部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、図１１（Ｂ）は第２部材の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図であり、図１１（Ｃ）は第１部材と第２部材とで構成される情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１部材６０Ａ、第２部材６０Ｂ、及び情報保持媒体６０の各々は、複数の画素部の各々に、複屈折次数Ｎ、位相φで表される複屈折率位相差Δが付与されている。
【００６８】
図１１（Ｃ）に示すように、情報保持媒体６０の複数の画素部６２の各々には、画像情報に応じて複屈折次数Ｎ、位相φが付与されている。情報保持媒体６０は、図５（Ｂ）に示す情報保持媒体１０と同じ画像情報（文字「Ｔ」を表す情報）を保持している。従って、複数の画素部６２の各々に付与される複屈折率位相差Δ（複屈折次数Ｎ、位相φ）の値も、情報保持媒体１０と同じである。
【００６９】
また、図１１（Ａ）に示すように、第１部材６０Ａの複数の画素部６２Ａの各々には、ダミー画像情報に応じて位相φが付与されている。ここでは、表示装置の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成することを前提として、鍵波長の光に対し、明画素部に対してはφ＝π、暗画素部に対してはφ＝０とすることで、２値の画像情報を保持している。また、複数の画素部６２Ａに対し、高次の複屈折次数Ｎがランダムに付与されている。
【００７０】
なお、「ダミー画像情報」とは、情報保持媒体６０に保持された「真の画像情報」とは異なる画像情報のことである。この例では、文字「Ｌ」を表すダミー画像情報が、第１部材６０Ａに保持されている。情報保持媒体６０に秘匿情報を保持する場合には、「ダミー画像情報」を表示することで、「真の画像情報」の真贋の判断が困難となり、保持情報の秘匿性が向上する。
【００７１】
また、図１１（Ｂ）に示すように、第２部材６０Ｂの複数の画素部６２Ｂの各々には、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとが重ね合わされた状態で、図１１（Ｃ）に示す情報保持媒体６０となるように、予め設計された複屈折率位相差Δ（複屈折次数Ｎ、位相φ）が付与されている。画素部６２Ａと画素部６２Ｂとを重ね合わせたときの複屈折率位相差Δは、複屈折次数Ｎ、位相φの各値を加算して求められる。複屈折率位相差Δは２πの周期性を有することから、複屈折率位相差Δの加算は、φ＝０を「０」、φ＝πを「１」とした排他的論理和（ＸＯＲ）演算となる。
【００７２】
例えば、第１部材６０Ａの画素部６２Ａ３３は、複屈折次数Ｎ＝８、位相φ＝πである。また、第２部材６０Ｂの画素部６２Ｂ３３は、複屈折次数Ｎ＝１、位相φ＝πである。従って、情報保持媒体６０の対応する画素部６２３３の複屈折率位相差Δ３３は、複屈折次数Ｎ＝１０、位相φ＝０となる。このように、第１部材６０Ａの各画素部６２Ａの複屈折次数Ｎ、位相φと、第２部材６０Ｂの各画素部６２Ｂの複屈折次数Ｎ、位相φとは、情報保持媒体６０の画素部６２の複屈折率位相差Δに応じて定められる。
【００７３】
図１２（Ａ）は第１部材６０Ａからの読み出し画像を示す図であり、図１２（Ｂ）は第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとで構成される情報保持媒体６０からの読み出し画像を示す図である。画像情報を読み出す場合には、図７又は図９に示す表示装置を用いる。ここでは、図７に示す表示装置を用いて画像情報を読み出す場合について説明する。
【００７４】
第１部材６０Ａだけを、一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置して、第１部材６０Ａに、単色光源４２から鍵波長の光を照射する。偏光子４４、第１部材６０Ａ、及び偏光子４６を透過した鍵波長の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１２（Ａ）に示すように、第１部材６０Ａに鍵波長の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｌ」という文字が形成される。即ち、第１部材６０に保持された「ダミー画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００７５】
一方、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとを重ね合わせて情報保持媒体６０とし、一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置して、情報保持媒体６０に、単色光源４２から鍵波長の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体６０、及び偏光子４６を透過した鍵波長の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１２（Ｂ）に示すように、情報保持媒体６０に鍵波長の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体６０に保持された「真の画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００７６】
なお、上記の第２の実施の形態では、第１部材と第２部材とで情報保持媒体を構成する例について説明したが、部材の枚数は２枚に限定される訳ではない。画像情報を３枚以上の部材に分散して保持してもよい。視覚復号型暗号として利用する場合、分散する枚数が増加するほど、保持される画像情報の秘匿性が向上する。
【００７７】
また、上記の第２の実施の形態では、鍵波長の光で「ダミー画像情報」を読み出す例について説明したが、第１部材、第２部材等、一部の部材だけでは、画像情報を読み出せないようにしてもよい。また、「ダミー画像情報」を読み出す場合でも、読み出し光の波長は「鍵波長」に限定される訳ではない。鍵波長以外の波長の光で「ダミー画像情報」を読み出せるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記の第２の実施の形態では、第１部材及び第２部材の各画素部の位相φを「０」又は「π」としたが、各部材における各画素部の位相φは「０」又は「π」に限定される訳ではない。複数のシート状の部材を重ね合わせて得られる「情報保持媒体」において、各画素部の位相φが「０」又は「π」となればよい。
【００７９】
例えば、第１部材６０Ａの画素部６２Ａ１１を、複屈折次数Ｎ＝６、位相φ＝π／２とする。また、第２部材６０Ｂの画素部６２Ｂ１１を、複屈折次数Ｎ＝１、位相φ＝π／２とする。これにより、情報保持媒体６０の対応する画素部６２１１の複屈折率位相差Δ１１は、複屈折次数Ｎ＝７、位相φ＝πとなる。このように、「情報保持媒体」を構成する複数の部材については、各画素部の位相φを「０」及び「π」以外の値としてもよい。
【００８０】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体について説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体（波長多重型）の設計原理を示す図表である。また、図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る情報保持媒体の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【００８１】
図１４に示すように、情報保持媒体７０は、平面視が矩形状の複数の画素部７２が、３行３列のマトリクス状に配列されたシート状の情報保持媒体である。複数の画素部７２の各々は、鍵波長の光を画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有している。ｍ行ｎ列に配列された画素部を「画素部７２ｍｎ」と表示する。なお、これらを区別する必要が無い場合には「画素部７２」と総称する。
【００８２】
情報保持媒体７０は、１枚の情報保持媒体に複数の画像情報を保持している。本実施の形態では、波長の異なる「複数の鍵波長」が設定されており、鍵波長毎に異なる画像情報を読み出すことができる。換言すれば、鍵波長毎に異なる画像情報を読み出すことができればよく、１枚の情報保持媒体に保持される画像情報の個数に制限はない。なお、以下では、説明を簡単にするために、「第１の鍵波長λ１」の光を照射して第１の画像情報を読み出し、「第２の鍵波長λ２」の光を照射して第２の画像情報を読み出す場合について説明する。２つの鍵波長を設定して２種類の画像情報を読み出すためには、図１３に示すように、少なくとも４種類の複屈折率位相差Δの複屈折体を用意する必要がある。
【００８３】
なお、第１の実施の形態と同様に、複数の画素部７２の各々に、画像情報に応じて位相φ（即ち、複屈折率位相差Δ）を付与することで、情報保持媒体７０に、鍵波長の光で読み出すことができる画像情報を保持することができる。また、複屈折次数Ｎをランダムに変化させることで、鍵波長以外の波長の光では、情報保持媒体７０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。更に、複数の画素部７２の各々を高次複屈折体で構成することで、白色光では、情報保持媒体７０に保持された画像情報を読み出すことができなくなる。
【００８４】
４種類の複屈折位相差Δとは、「第１の鍵波長λ１」に対し「明」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「暗」となる複屈折率位相差「Δ１」、「第１の鍵波長λ１」に対し「暗」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「明」となる複屈折率位相差「Δ２」、「第１の鍵波長λ１」に対し「暗」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「暗」となる複屈折率位相差「Δ３」、「第１の鍵波長λ１」に対し「明」で且つ「第２の鍵波長λ２」に対し「明」となる複屈折率位相差「Δ４」である。
【００８５】
なお、表示装置の一対の偏光子が「直交ニコル光学系」を構成する場合には、鍵波長の光に対し、明画素部ではφ＝π、暗画素部ではφ＝０とすればよい。一方、表示装置の一対の偏光子が「平行ニコル光学系」を構成する場合には、鍵波長の光に対し、明画素部ではφ＝０、暗画素部ではφ＝πとすればよい。
【００８６】
図１４に示すように、情報保持媒体７０の複数の画素部７２の各々には、画像情報に応じて複屈折位相差Δ１〜Δ４の何れかが付与されている。情報保持媒体７０から画像情報を読み出す場合には、図７又は図９に示す表示装置を用いる。ここでは、図７に示す表示装置を用いて画像情報を読み出す場合について説明する。図１５（Ａ）は第１の鍵波長λ１での読み出し画像を示す図であり、図１５（Ｂ）は第２の鍵波長λ２での読み出し画像を示す図である。
【００８７】
情報保持媒体７０を、「直交ニコル光学系」を構成する一対の偏光子４４、４６の間に挟み込まれるように配置して、情報保持媒体７０に、単色光源４２から「第１の鍵波長λ１」の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体７０、及び偏光子４６を透過した「第１の鍵波長λ１」の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１５（Ａ）に示すように、情報保持媒体７０に「第１の鍵波長λ１」の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｔ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体７０に保持された「第１の画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００８８】
一方、一対の偏光子４４、４６の間に配置された情報保持媒体７０に、単色光源４２から「第２の鍵波長λ２」の光を照射する。偏光子４４、情報保持媒体７０、及び偏光子４６を透過した「第２の鍵波長λ２」の光が、偏光子４６の光出射側（観察側）で観察される。図１５（Ｂ）に示すように、情報保持媒体７０に「第２の鍵波長λ２」の光が照射されると、投影面４８には明画素４８Ｈと暗画素４８Ｌとにより「Ｌ」という文字が形成される。即ち、情報保持媒体７０に保持された「第２の画像情報」が読み出されて、投影面４８に表示される。
【００８９】
ここで、図１３に示すように、２つの鍵波長を設定して２種類の画像情報を読み出すために、４種類の複屈折位相差Δの複屈折体を選択する具体的な設計方法について説明する。複屈折量Δｎが５６０ｎｍの位相差フィルム（全波長板）を１０枚積層して、Ｎ＝１０、φ＝０、換算次数「１０．０」の高次複屈折体を得ることができる。図１６（Ａ）は、この高次複屈折体の分光透過率の一例を示すグラフである。測定装置の一対の偏光子は「平行ニコル光学系」を構成し、この高次複屈折体は、鍵波長である５６０ｎｍの光を最大透過率で透過する。
【００９０】
高次複屈折体の複屈折波長分散、即ち、任意の波長における複屈折量Δｎは、下記式（８）で表される「コーシーの分散式」を用いて、下記式（９）で表される。以下では、下記式（９）を「複屈折体におけるコーシー分散式」という。
【００９１】
【数４】
【００９２】
【数５】
上記式（８）中、ｎは屈折率であり、λは波長であり、Ａ、Ｂは係数である。また、上記式（９）中、ｎｅは屈折率の異常光成分であり、ｎｏは屈折率の常光成分である。λは波長であり、ΔＡ、ΔＢは係数である。
【００９３】
図１６（Ａ）に示すグラフ（実測値）から、高次複屈折体について、透過率が極大又は極小となる複数の波長が分かる。これらの複数の条件を満たすように、上記式（９）の「複屈折体におけるコーシー分散式」でフィッティング（回帰演算）して、係数ΔＡ、ΔＢの値を求めると、高次複屈折体の複屈折波長分散を得ることができる。例えば、図１６（Ａ）に示す実測値から、図１６（Ｂ）に示すように、複屈折量Δｎが波長λに対してプロットされた波長分散曲線を得ることができる。
【００９４】
上記式（６）における［δｎ・ｄ］が複屈折体の複屈折量Δｎである。例えば、フィッティングの際には、下記式（１０）に示すように、フィッティングの容易な波数ｋの関数として、パラメータ「ΔＡ」とパラメータ「ΔＡ・ΔＢ」とを求めることができる。このとき、複屈折体の厚さ「ｄ」が、位相差フィルム（全波長板）の枚数、即ち「複屈折次数Ｎ」に相当することになる。即ち、複屈折量Δｎは、複屈折次数Ｎの値に比例して増加する。
【００９５】
【数６】
【００９６】
複屈折次数Ｎ、位相φの値が異なる複数の高次複屈折体について、上記手法により複屈折波長分散を求めると、図１７に示すように、複屈折次数に対し予め定めた波長範囲における透過光強度の分布を明暗画像で表すことができる。なお、図１７における複屈折次数は、複屈折位相差Δを表す「換算次数」で表記している。「特定の複屈折位相差Δ」の複屈折体が「特定の波長」に対し「明画素部」になるか「暗画素部」になるかは、「特定の換算次数」を表す直線と「特定の波長」を表す直線との交点が「明」か「暗」かで判断できる。
【００９７】
次に、波長多重型の情報保持媒体７０の設計例を示す。図１８は設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部を構成する４種類の高次複屈折体の分光透過率を示すグラフである。図１９は波長５６０ｎｍ及び波長６００ｎｍでの４種類の高次複屈折体の透過光強度を符号化して示す図表である。図２０は設計例に係る情報保持媒体（波長多重型）の各画素部の複屈折率位相差Δを示す図である。
【００９８】
図１８に示すように、分光透過率特性の異なる４種類の高次複屈折体を用意する。これら４種類の高次複屈折体は、換算次数が「５．０」、「６．５」、「１１．５」、「１２．０」と異なっており、異なる複屈折位相差Δを有している。図１３に基づいて説明した通り、異なる複屈折位相差Δを有する４種類の高次複屈折体により、第１の鍵波長λ１、第２の鍵波長λ２の２つの鍵波長を設定して、２種類の画像情報を読み出すことができる。
【００９９】
図１３に示す複屈折位相差Δ１〜Δ４が、図１９に示す「Ｎ＝５、φ＝０」、「Ｎ＝６、φ＝π」、「Ｎ＝１１、φ＝π」、「Ｎ＝１２、φ＝０」に相当する。図１９に示す関係に基づいて、図２０に示すように、情報保持媒体７０の複数の画素部７２の各々に、画像情報に応じた複屈折位相差Δ（複屈折次数Ｎ、位相φ）を付与する。これにより、「直交ニコル光学系」を構成する一対の偏光子を備えた表示装置（図７参照）を用いて読み出すと、図１５（Ａ）に示すように、第１の鍵波長λ１（波長５６０ｎｍ）で第１の画像情報を読み出すことが可能となり、図１５（Ｂ）に示すように、第２の鍵波長λ２（波長６００ｎｍ）で第２の画像情報を読み出すことが可能となる。
【０１００】
＜その他の変形例＞
上記の第１〜第３の実施の形態では、マトリクス状に配列された９個の画素部を有する情報保持媒体について説明したが、複数の画素部が面内方向に配列されていればよく、画素部の個数、配列、形状等はこれに限定される訳ではない。例えば、画素部の個数は、画像情報に応じて増やしてもよい。画素部の配列は、正六角形が隙間無く並んだハニカム構造のように規則的な配列でもよく、ランダムドットのように不規則な配列でもよい。画素部の形状は、平面視が他の多角形状（三角形、四角形、五角形、八角形など）でもよく、平面視が円形状（真円形状、楕円形状、長円形状）でもよく、不定形状でもよい。また、複数の画素部の各々は、同じ形状である必要はなく、大きさが異なっていてもよい。
【０１０１】
また、本発明の情報保持媒体は、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報を保持することができ、本発明の表示装置は、情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示することができる。これらの基本原理は、他の情報秘匿技術との親和性に優れ、他の情報秘匿技術と併用することも可能である。既存の情報秘匿技術と融合することで、個人情報の流出、他人のなりすまし、文書偽造などを、未然に防止することが可能になる。例えば、本発明の技術を、ＱＲコードや前記の「空間符号パターン」と組み合わせて使用することも可能である。
【０１０２】
ＱＲコードは、白黒のランダムなパターンを２次元的に配置することで、少ない面積の中に大容量の情報を記述できることで知られている。例えば、ＱＲコードを、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報として作成することで、秘匿情報を安全に保存することが可能になる。また、空間符号パターン法は、「脇からの覗き見」に対する秘匿性が高いという特徴を有するが、視点位置が３次元的に限定されてしまう。例えば、空間符号パターンを、鍵波長の光で読み出すことが可能な画像情報として作成することで、光源と一対の偏光子という簡単な装置により、容易に情報を読み出して表示することができ、利便性が顕著に向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の情報保持媒体及び表示装置は、情報セキュリティ分野での利用が可能である。例えば、ＩＣカード認証の代替え技術、個人認証のＩＤカードへの適用、秘密文書等の保管や通信媒体としての利用、コンピュータの利用認証（本人確認用）の暗号媒体、クレジットカード・キャッシュカードなどの偽造防止や認証媒体等が、応用分野として挙げられる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 情報保持媒体
１２ 画素部
２０ 測定装置
２２ 光源
２４ 偏光子
２６ 偏光子
２８ 光検出器
３０ 複屈折体
３０Ａ 主軸方位
３２ 全波長板
３４ １／４波長板
４０ 表示装置
４２ 単色光源
４４ 偏光子
４６ 偏光子
４８ 投影面
４８Ｈ 明画素
４８Ｌ 暗画素
５０ 表示装置
５２ 白色光源
５４ 偏光子
５６ 偏光子
５８ 波長フィルタ
５８Ｌ 暗画素
５８Ｈ 明画素
６０ 情報保持媒体
６０Ａ 第１部材
６０Ｂ 第２部材
６２ 画素部
６２Ａ 画素部
６２Ｂ 画素部
７０ 情報保持媒体
７２ 画素部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数階調で表現された画像情報を保持するシート状の情報保持媒体であって、
複数の画素部が面内方向に配列されており、
前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有する、情報保持媒体。
【請求項２】
前記複屈折位相差Δは、下記式（１）で定義される、請求項１に記載の情報保持媒体。
Δ＝２πＮ＋φ 式（１）
上記式（１）中、Ｎは複屈折次数を表す（Ｎは整数）。φは２π以下の端数を表す。
【請求項３】
前記複数の画素部の各々は、前記複屈折次数Ｎの値がランダムに変化する、請求項２に記載の情報保持媒体。
【請求項４】
前記複数の画素部の各々は、前記複屈折次数Ｎが４次以上である、請求項２又は３に記載の情報保持媒体。
【請求項５】
前記情報保持媒体は、２階調で明暗画像として表現された画像情報を保持しており、
予め定めた波長の光を透過する明画素部と、予め定めた波長の光を減衰又は遮断する暗画素部とで構成され、明画素部及び暗画素部の一方が下記式（２）で表される複屈折位相差Δを有すると共に、明画素部及び暗画素部の他方が下記式（３）で表される複屈折位相差Δを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の情報保持媒体。
Δ＝２πＮ＋π （φ＝π） 式（２）
Δ＝２πＮ＋０ （φ＝０） 式（３）
【請求項６】
前記情報保持媒体は、複数のシート状の部材で構成されており、
前記複数のシート状の部材が重ね合わされたときに、
前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、
請求項１から５までの何れか１項に記載の情報保持媒体。
【請求項７】
前記情報保持媒体は、複数の画像情報を保持しており、
前記複数の画像情報の各々に対応して、異なる波長が予め定められ、
前記複数の画素部の各々は、前記複数の画像情報の各々について、予め定めた波長の光を対応する画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、
請求項１から６までの何れか１項に記載の情報保持媒体。
【請求項８】
請求項１から７までに記載された情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示する表示装置であって、
前記情報保持媒体に予め定めた波長の光を含む読み出し光を照射する光源と、
前記情報保持媒体を間に挟み込むように互いに離間して配置された一対の偏光子と、
を備えた表示装置。
【請求項９】
前記表示装置の外側に設定される観察点と前記光源との間に配置され、予め定めた波長の光を選択的に透過する波長フィルタを更に備えた、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１】
複数階調で表現された画像情報を保持するシート状の情報保持媒体であって、
複数の画素部が面内方向に配列されており、
前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過する複屈折位相差Δを有する、情報保持媒体。
【請求項２】
前記複屈折位相差Δは、下記式（１）で定義される、請求項１に記載の情報保持媒体。
Δ＝２πＮ＋φ 式（１）
上記式（１）中、Ｎは複屈折次数を表す（Ｎは整数）。φは２π以下の端数を表す。
【請求項３】
前記複数の画素部の各々は、前記複屈折次数Ｎの値がランダムに変化する、請求項２に記載の情報保持媒体。
【請求項４】
前記複数の画素部の各々は、前記複屈折次数Ｎが４次以上である、請求項２又は３に記載の情報保持媒体。
【請求項５】
前記情報保持媒体は、２階調で明暗画像として表現された画像情報を保持しており、
予め定めた波長の光を透過する明画素部と、予め定めた波長の光を減衰又は遮断する暗画素部とで構成され、明画素部及び暗画素部の一方が下記式（２）で表される複屈折位相差Δを有すると共に、明画素部及び暗画素部の他方が下記式（３）で表される複屈折位相差Δを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の情報保持媒体。
Δ＝２πＮ＋π （φ＝π） 式（２）
Δ＝２πＮ＋０ （φ＝０） 式（３）
【請求項６】
前記情報保持媒体は、複数のシート状の部材で構成されており、
前記複数のシート状の部材が重ね合わされたときに、
前記複数の画素部の各々は、予め定めた波長の光を前記画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、
請求項１から５までの何れか１項に記載の情報保持媒体。
【請求項７】
前記情報保持媒体は、複数の画像情報を保持しており、
前記複数の画像情報の各々に対応して、異なる波長が予め定められ、
前記複数の画素部の各々は、前記複数の画像情報の各々について、予め定めた波長の光を対応する画像情報に応じた透過率で透過するように、前記複屈折位相差Δを有する、
請求項１から６までの何れか１項に記載の情報保持媒体。
【請求項８】
請求項１から７までに記載された情報保持媒体に保持された画像情報を読み出して表示する表示装置であって、
前記情報保持媒体に予め定めた波長の光を含む読み出し光を照射する光源と、
前記情報保持媒体を間に挟み込むように互いに離間して配置された一対の偏光子と、
を備えた表示装置。
【請求項９】
前記表示装置の外側に設定される観察点と前記光源との間に配置され、予め定めた波長の光を選択的に透過する波長フィルタを更に備えた、請求項８に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１８１６１５（Ｐ２０１２−１８１６１５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２９５６（Ｐ２０１１−４２９５６）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年１１月８日 社団法人 応用物理学会 分科会 日本光学会発行の「日本光学会年次学術講演会 Ｏｐｔｉｃｓ＆Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｊａｐａｎ ２０１０ 講演予稿集」に発表
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年１１月８日 社団法人 応用物理学会 分科会 日本光学会発行の「日本光学会年次学術講演会 Ｏｐｔｉｃｓ＆Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｊａｐａｎ ２０１０ 講演予稿集」に発表
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【Ｆターム（参考）】
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