(57)【要約】【課題】  ピッキング等によっては開錠不能で、使用による摩耗や劣化が起こりにくく、かつ第三者によって複製されにくい光学式錠鍵装置を提供する。【解決手段】  錠部Ａは射出光を射出するための光源部２と；前記射出光を平行光束とするためのコリメータレンズ部４と；前記コリメータレンズ部４を通過した前記射出光の状態を所定状態に変化させる位相変調板１ａと；鍵部Ｂからの反射光を受光する受光素子８と；前記反射光を前記受光素子８上に結像させる結像レンズ系７と；前記受光素子８上に結像した前記反射光の結像状態に基づいて前記錠部Ａの開閉の可否を判別する判別部９とを備え、前記鍵部Ｂは：前記出射光を前記錠部Ａへ反射させる反射素子５と；前記所定状態をさらに変化させる位相変調板１ｂとを備えることを特徴とする。【選択図】      図１
2005350856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光の、位相、分光特性、偏光特性、強度、進行方向のうちのいずれか１つ又は２以上の状態を変化させる第１の作用を与える第１の光学系と、
前記第１の作用を受けた光を入射して、該入射光に対して位相、分光特性、偏光特性、強度、進行方向のうちのいずれか１つ又は２以上の特性を変化させる第２の作用を与える第２の光学系との少なくとも２つの光学系を有し、
前記第１の作用と前記第２の作用とを受けた光を入射して、錠部を開閉する可否を判定する判定部とを有する光学的錠鍵装置であって、
鍵部は、前記第１の光学系と前記第２の光学系とのどちらか一方を有し、
前記錠部は、前記光源と、前記第１の光学系と前記第２の光学系との残りの一方と、前記判定部を有し、
前記判定部は、前記錠部の光学系が前記鍵部の光学系と所定の配置関係にあることを前記入射光の大きさと入射位置と強度のうちの少なくとも１つの情報に基づいて判定し、前記所定の関係にあるときのみ、前記錠部を開閉することを特徴とする。
【請求項２】
請求項１記載の光学式錠鍵装置において、
前記錠部は、前記光源からの光の位相を変調する位相変調板を備え、
前記鍵部は、当該入射光の位相をさらに変調する別の位相変調板を備えることを特徴とする光学式錠鍵装置。
【請求項３】
請求項１記載の光学式錠鍵装置において、
前記錠部は、前記光源からの光に偏角を与える偏角プリズムを備え、
前記鍵部は、当該入射光にさらに偏角を与えることを特徴とする光学式錠鍵装置。
【請求項４】
請求項１記載の光学式錠鍵装置において、
前記錠部は、前記光源からの光を直線偏光とする偏光子を備え、
前記鍵部は、当該入射光を遮光する偏光子を備えることを特徴とする光学式錠鍵装置。
【請求項５】
請求項１記載の光学式錠鍵装置において、
前記錠部は、前記光源からの光を一様な照度分布にする光学素子を備え、
前記鍵部は、異なる透過率の２以上の領域を有する透過フィルタを備えることを特徴とする光学式錠鍵装置。
【請求項６】
請求項１記載の光学式錠鍵装置において、
前記鍵部は、分光プリズムを備え、
前記錠部は、鍵部で分光された複数の波長の光を受光する複数の受光素子を備えることを特徴とする光学式錠鍵装置。
【請求項７】
請求項１記載の光学式錠鍵装置において、
前記鍵部は、シリンドリカルレンズを備え、
前記錠部は、シリンドリカルレンズで線状に収束された光束の当該線方向を検出するための複数の受光素子を備えることを特徴とする光学式錠鍵装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の光学式錠鍵装置おいて、
前記光源からの光の一部を前記鍵部を介さず直接に前記錠部に導く集光レンズ系をさらに備えることを特徴とする光学式錠鍵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式錠鍵装置に関し、特に、建築物の出入口用ドアや自動車等々、物体に固定される錠部と、その錠部を開閉するための鍵部の組み合わせからなり、特に、錠部からの光束を鍵部で反射させ、錠部の光学系と鍵部の光学系とが所定の配置関係にあるときにのみ錠部の開閉を行う光学式錠鍵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の機械錠に替わり、電気錠の普及が進んでいる。これはセキュリティ意識が向上し、より安全性の高い錠前を必要とされているためである。
例えば、ＩＣカードやＲＦＩＤ（無線識別）カードを鍵として、解錠を行う電気錠が開発されている。
一方、光学方式を取り入れたものには、商品の在庫や仕掛かり状況を管理するための２次元コード（ＱＲコード）を鍵として利用するものがある（特許文献１）。これは、鍵側の２次元コードを読み取って、読み取り側に登録されたパターンと一致するとき、錠を開閉するものである。
【０００３】
また、分光透過率が一様でない透明板を鍵とし、鍵を検出部にかざして非接触で当該分光透過率を検出し、検出側に登録され記憶された分光透過率と一致する場合に錠の開閉を行うものがある（特許文献２）。この場合、検出部は、鍵の透明板を照明する白色光源を含む。
また、複数波長の光を発光させる鍵（特許文献３）がある。例えば、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の白色ＬＥＤ光をナローバンドフィルタ（半値幅１０ｎｍ程度）でマルチチャネル化すれば、３０チャネル取ることができる。そこで、その３０チャネル（３０ビット））の中から例えば２チャネル（２ビット）を選んで鍵とするものである。すなわち、錠側では、鍵側からの発光波長を光スペクトルアナライザで読み取り、登録された鍵であるか否かを判定する。この場合の鍵の種類は、４３５（＝３０＊２９／２）となる。
【特許文献１】特開２００２−１４７０８１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２０３３１号公報
【特許文献３】特開２００３−３１４１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された２次元コードの鍵は、第三者による複製が容易である。
また、特許文献２に開示された非一様透過率透明板の鍵は、類似するもののない特異な分光透過率（鍵の種類を複数とするため分光透過率も複数種類必要）の透明板を得るには１０数層の光学薄膜が必要であるため、製造に手間がかかる。
【０００５】
また、特許文献３に開示されたＬＥＤ鍵は、マルチチャネル化に伴い微弱な光しか出射できないため、鍵や錠が汚れたときに鍵検出が困難となり、信頼性に乏しい。
そこで、本発明は、ピッキング等によっては開錠不能で、使用による摩耗や劣化が起こりにくく、かつ第三者によって複製されにくく、安価で安全性も考慮した光学技術と簡単な電気処理を併用した錠鍵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、錠部と鍵部のそれぞれに含まれる光学素子の一部が、錠部と鍵部とが所定の配置関係にあるときに、錠鍵装置として光学系が正しく構成され、意図した信号が得られるようにしている。すなわち、ある一つの錠と任意の鍵が正しい所定の光学系を構成するときにのみ意図した信号が得られ、錠の開閉動作が行われる。
そこで、請求項１記載の光学的錠鍵装置は、光源と、前記光源からの光の、位相、分光特性、偏光特性、強度、進行方向のうちのいずれか１つ又は２以上の状態を変化させる第１の作用を与える第１の光学系と、前記第１の作用を受けた光を入射して、該入射光に対して位相、分光特性、偏光特性、強度、進行方向のうちのいずれか１つ又は２以上の特性を変化させる第２の作用を与える第２の光学系との少なくとも２つの光学系を有し、前記第１の作用と前記第２の作用とを受けた光を入射して、錠部  を開閉する可否を判定する判定部とを有する光学的錠鍵装置であって、鍵部は、前記第１の光学系と前記第２の光学系とのどちらか一方を有し、前記錠部は、前記光源と、前記第１の光学系と前記第２の光学系との残りの一方と、前記判定部を有し、前記判定部は、前記錠部の光学系が前記鍵部の光学系と所定の配置関係にあることを前記入射光の大きさと入射位置と強度のうちの少なくとも１つの情報に基づいて判定し、前記所定の関係にあるときのみ、前記錠部を開閉することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の光学式錠鍵装置において、前記錠部は、前記光源からの光の位相を変調する位相変調板を備え、前記鍵部は、当該入射光の位相をさらに変調する別の位相変調板を備えることを特徴とする。
また、請求項３にかかる発明は、請求項１記載の光学式錠鍵装置において、前記錠部は、前記光源からの光に偏角を与える偏角プリズムを備え、前記鍵部は、当該入射光にさらに偏角を与えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係る発明は、請求項１記載の光学式錠鍵装置において、前記錠部は、前記光源からの光を直線偏光とする偏光子を備え、前記鍵部は、当該入射光を遮光する偏光子を備えることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、請求項１記載の光学式錠鍵装置において、前記錠部は、前記光源からの光を一様な照度分布にする光学素子を備え、前記鍵部は、異なる透過率の２以上の領域を有する透過フィルタを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項６に係る発明は、請求項１記載の光学式錠鍵装置において、前記鍵部は、分光プリズムを備え、前記錠部は、鍵部で分光された複数の波長の光を受光する複数の受光素子を備えることを特徴とする。
また、請求項７に係る発明は、請求項１記載の光学式錠鍵装置において、前記鍵部は、シリンドリカルレンズを備え、前記錠部は、シリンドリカルレンズで線状に収束された光束の当該線方向を検出するための複数の受光素子を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか一つ記載の光学式錠鍵装置において、前記光源からの光の一部を前記鍵部を介さず直接に前記錠部に導く集光レンズ系をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、錠部の光学系と鍵部の光学系とが所定の配置関係にあるか否かを、鍵部からの反射光の結像スポット径や強度だけから錠部の開閉の可否を判定することができるため、複雑な画像処理や高度な信号処理を行う必要がない。本発明によれば、ピッキング等によっては開錠不能で、使用による摩耗や劣化が起こりにくく、かつ第三者によって複製されにくく、安価で安全性も考慮した光学技術と簡単な電気処理を併用した錠鍵装置が提供される。
【００１２】
特に、判定処理は、錠部に入射する入射光の大きさと入射位置と強度の少なくとも１つの情報に基づいて行われるので、特許文献２に比べてくれ、判定部を容易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の光路図である。
実施形態１の光学式鍵錠装置の錠部Ａは、光源２と、ピンホール３と、コリメータレンズ４と、位相変調板１ａと、ミラー６と、結像レンズ７と、受光部８と、判定部９からなる。
【００１４】
なお、受光部８などの部品を配置するスペースに余裕があるときはミラー６は省略することができる。
また、鍵部Ｂは、位相変調板１ｂと、直交プリズム５とからなる。
図２に示すように、位相変調板１ａ、１ｂは、コリメータ４通過後の平行光束の位相を変調する透明板である。図２において、位相変調板１ａ、１ｂの断面は滑らかで周期的な凹凸を有しているが、これに限らず、矩形の凹凸などのように滑らかでない凹凸であってもよく、凹凸の周期性は必ずしも必要ではない。また、凹凸は２次元パターンをなしていてもよい。また、位相変調板１ａ、１ｂの凸部（又は凹部）は、それぞれ少なくとも１つ、透明板の任意の位置に存在すればよい。
【００１５】
実施形態１においては、位相変調板１ａ、１ｂが所定の配置関係にあることを判定部９が判定した場合のみ、図示しない錠開閉部が動作して錠部Ａが開閉される。
次に、実施形態１の動作について具体的に説明する。
光源２からの光は、ピンホール３を通過して略理想的な球面波となり、この球面波がコリメートレンズ４に入射して略理想的な平面波を有する平行光束となる。該平行光束は、位相変調板１ａに入射する。
【００１６】
錠部Ａが開閉するのは、位相変調板１ａのすべての凸部と、位相変調板１ｂのすべての凹部が実質的に重なり合う形状を有するときだけである。
なお、位相変調板１ａのすべての凸部と、位相変調板１ｂのすべての凹部が図２の断面図において実質的に重なり合っていればよいため、位相変調板１ａの平面側と、位相変調板１の平面側とを直接対向させてもよい。
【００１７】
このような場合には、位相変調板１ａによって与えられた平行光束への位相変調が、位相変調板１ｂによって実質的に打ち消される。したがって、位相変調板１ｂを通過した後の光束は再び平面波となる。
位相変調板１ｂを通過した平行光束は直交プリズム５で錠部Ａに戻され、錠部Ａ内のミラー６によって受光部８に導かれる。光は受光部８の手前でよく収差補正された結像レンズ７で集光され、受光部８に像を結ぶ。
【００１８】
なお、図１においては位相変調板１ｂを通過した後、平行光束が反射されるが、これに限らず、光束を反射させた後で位相変調板１ｂを通過させる配置としてもよい。
錠部Ａの位相変調板１ａと鍵部Ｂの位相変調板１ｂとが、おのおのの位相変調板１ａ、１ｂで生じる位相の乱れを打ち消すような組み合わせとなっていれば、結像レンズ７には平面波が入射するので、受光部８上に結像される像は、結像限界（回折限界）のスポットとなる。スポット径は、平行光束の波面形状が理想状態からどれだけ乱れているかに依存するため、光源２をレーザとするのが好適であるが、白色光源であってもよく、この場合には、フィルタ等によって所定の波長域の光のみを用いる。
【００１９】
位相変調板１ｂを通過した平行光束は直交プリズム５で錠部Ａに戻され、錠部Ａ内のミラー６によって受光部８に導かれる。光は受光部８の手前でよく収差補正された結像レンズ７で集光され、受光部８に像を結ぶ。
なお、図１においては位相変調板１ｂを通過した後、平行光束が反射されるが、これに限らず、光束を反射させた後で位相変調板１ｂを通過させる配置としてもよい。
【００２０】
受光部８上に結像される像は、結像限界（回折限界）のスポットとなる。スポット径は、平行光束の平行度に依存するため、光源２をレーザとするのが好適であるが、白色光源であってもよい。なお、レーザの場合には、スリット３を省略してもよい。
このようにして得られる回折限界のスポット径を基準として、錠部Ａの光学系と、鍵部Ｂの光学系が所定の配置関係にあるか、すなわち、錠部Ａの位相変調板１ａと華美部Ｂ  の位相変調板１ｂとがおのおのの位相変調板１ａ、１ｂで生じる位相の乱れを打ち消す組み合わせになっているか、否かが判定され、上述した所定の配置関係にある場合のみ錠部Ａが開閉される。
【００２１】
一方、所定の位置関係にない場合、平行光束の波面は乱されており、スポット径はより大きくなり、錠部Ａの開閉は行われないが、鍵部Ｂの置き方などによる誤差を考慮し、動作の安定を図るため、回折限界のスポットよりやや大きいスポット径を基準として、開閉判定を行うことがより好ましい。
以上、錠部Ａにより一旦与えられた位相変調を鍵部Ｂで打ち消す場合について説明したが、錠部Ａにより一旦与えられた位相変調に基づいて鍵部Ｂで所定の干渉縞又はモワレ縞を発生させ、それを検知することとしてもよい。
【００２２】
（実施形態２）
図３は、実施形態２の光路図である。
実施形態２の光学式鍵錠装置の錠部Ａは、光源３１と、偏角プリズム３２と、受光部３５と、図示しない判定部からなる。判定部は、受光部３５の出力に基づいて錠部Ａの開閉の可否を判定するものである。
【００２３】
また、鍵部Ｂは、偏角プリズム３３と、直交プリズム３４とからなる。
実施形態２においては、２つの偏角プリズム３２，３３が、光源３１から光に所定の横ずれを与えたときのみ、図示しない錠開閉部が動作して錠部Ａが開閉される。
次に、実施形態２の動作について具体的に説明する。
ここでは、光線の横ずれを利用するため、光源３１にはレーザを使用することが特に好ましい。
【００２４】
錠部Ａ内のレーザ光源３１からレーザ光が発光される。錠部Ａと鍵部Ｂの内には、偏角プリズム３２、偏角プリズム３３がそれぞれ配置されていて、これらの偏角プリズム３２、３３によって光線は偏角を得る。
錠部Ａの光学系と鍵部Ｂの光学系の所定の配置関係とは、例えば、図３に示すように、偏角プリズム３２で生じた偏角を偏角プリズム３３によって打ち消す関係である。これによって、上述した所定の横ずれが得られる。
【００２５】
そのため、例えば、同じ頂角を有する偏角プリズム３２，３３を用意し、図３の断面図において、偏角プリズム３２の頂角を偏角プリズム３３の底辺に対向させ、偏角プリズム３２の底辺を偏角プリズム３３の頂角に対向させる。
このとき得られる所定の横ずれ△Ｘは、偏角プリズム３２，３３の屈折率をｎ、頂角をα、プリズム間の光軸上（レーザー光の進路上の）の間隔をｄとすると、以下の式で表される。
【００２６】
△Ｘ＝ｄ・（ａｒｃｓｉｎ（ｎ・ｓｉｎα）−α）
鍵部Ｂに入った光線は直交プリズム３４によって錠部に戻される。横ずれしたレーザ光は錠Ｂ内のレーザ光の進路上に配置された検出器３５で検出する。錠部Ａと鍵部Ｂの正規の位置関係にあるときは、検出器３５に光束が入射するため、検出器３５から  入射信号が出力される。
【００２７】
このように、検出器３５から入射信号が得られた場合のみ、図示しない判定部が、図示しない錠部開閉部に開錠を指示する。
なお、偏角プリズムは２個１対に限らず、３個（例えば、３個１対、又は錠部Ａ内の偏角プリズムが１個で鍵部Ｂ内の偏角プリズムが２個など）以上用いてもよい。また、プリズム対に限らず、プリズムと回折格子の組み合わせとしてもよい。また、２対以上を並列配置したり、偏角プリズムの１枚を２枚以上配置したプリズムと置き換えることによって、複数部位に信号光を入射させる構成とすれば、解錠条件の組み合わせ数を増やしセキュリティ性を高めることができる。また、各部位に導かれるよう光路を分割するためにビームスプリッタや光ファイバを利用してもよい。
【００２８】
なお、図３においては偏角プリズム３３を通過した後、光束が反射されるが、これに限らず、光束を反射させた後で偏角プリズム３３を通過させる配置としてもよい。
以上、偏角プリズムにより、レーザ光に横ずれを生じさせる場合について説明したが、これに限らず、偏角プリズム３２による偏角をさらに偏角プリズム３３による偏角で増減してレーザ光にゼロでない偏角を生じさせたまま錠部Ａに戻し、レーザ光の進路に配置した検出器３５で検出してもよい。
（実施形態３）
図４は、実施形態３の光路図である。
【００２９】
実施形態３の光学式鍵錠装置の錠部Ａは、光源４１と、コリメータレンズ４２と、ハーフミラープリズム４３と、偏光子４４と、ミラー４７と、受光部４９と、受光部４９の出力に基づいて錠部Ａの開閉に可否を判定する判定部４１１と、鍵部Ｂに入射することなくハーフミラープリズム４３で反射された光を受光するとともに判定部４１１に受光信号を出力する受光部４１０部からなる。
【００３０】
なお、受光部４９，４１０などの部品を配置するスペースに余裕があるときはミラー４７は省略することができる。
また、鍵部Ｂは、１／４波長板４５と、直交プリズム４６と、偏光子４８とからなる。
実施形態３においては、偏光子４４の偏光方向が、偏光子４８の偏光方向と同一であるときのみ、図示しない錠開閉部が動作して錠部Ａが開閉される。
【００３１】
次に、実施形態３の動作について具体的に説明する。
光源４１からの光束をコリメータレンズ４２によって平行光とし、錠部Ａ内に偏光子４４を配置して所定の直線偏光状態を形成し、例えば直交プリズム４６を用いて光線を錠部Ａへと戻す過程で、鍵Ｂ部内の１／４波長板４５を２回通過させる。これによって光線の備光状態は、偏光子４４による直線偏光状態とは直交した直線偏光になる。鍵部Ｂを経た光束は例えばミラー４７などを用いて錠部Ａ内の受光部４９へと導かれる。
【００３２】
そこで、偏光子４４の偏光方向と同じ偏光方向に調整された偏光子４８を鍵部Ｂ内に配置する。これにより、１／４波長板４５を２回通過したことで直線偏光子４４の直線偏光状態とは直交方向に偏光方向を変えられた光束は偏光素子４８によって遮光され、受光部４９から受光信号は得られない。このときに、錠部Ａの開閉が行われる。
なお、図４に示したように、錠部Ａからの偏光光束は１／４波長板４５を２回目に通過した後、偏光子４８を通過するようにしなければならないため、偏光子４８は、直交プリズム４６への入射位置に配置することはできず、直交プリズム４６からの出射位置に配置しなければならない。
【００３３】
また、錠部Ａ内の光源４１が発光しているときに偏光状態が直交する配置に取ることで光線が到達しないことを判定条件としているので、何らかの方法で発光の情報を得る必要がある。したがって、錠部Ａでは、鍵部Ｂが、錠部Ａの所定位置に配置されたときに光源４１が発光することとし、錠部Ａに配置されたハーフミラープリズム４３によって光源４１からの光束の一部を鍵部Ｂを経ずに受光部４１０に到達するようにしている。そして、、もし受光部４１０からの信号が得られている状態で受光部４９からの信号が得られなければ錠の開閉を行う。一方、錠部Ａ内の偏光子４４と鍵部Ｂ内の偏光子４８の平行度が悪く信号が受かるようならば錠の開閉は行わない。ここで、光源４１の発光の有無を識別する信号を直接判別部４１１に入力する構成とすれば、ハーフミラープリズム４３及び受光部４１０を省略することができる。
【００３４】
以上、１／４波長板４５と偏光子４８とを備えた鍵部Ｂについて説明したが、これに限らず、偏光子４８だけを備えた鍵部Ｂを用いてもよい。この場合、鍵部Ｂの偏光子４８の偏光方向は、錠部Ａの偏光子４４の偏光方向と９０度異なるように設定する他は、上述のとおりである。
なお、実施形態３は、光を直線偏光にすることに基づくものであるので、光源４１としては、レーザ光も白色光も好適に用いられる。
【００３５】
（実施形態４）
図５は、実施形態４の光路図である。
実施形態４の光学式鍵錠装置の錠部Ａは、光源６１と、コリメータレンズ６２と、フライアイレンズ６３と、複数の受光部６６ａ、６６ｂと、受光部６６ａ、６６ｂの出力に基づいて錠部Ａの開閉に可否を判定する判定部６７とからなる。
【００３６】
また、鍵部Ｂは、直交プリズム６４と、フィルタ６５とからなる。
図６にはフィルタ６５の例を示す。図６（ａ）に示すフィルタは、異なる透過率Ｔａ、Ｔｂの２つの領域からなる。また、図６（ｂ）に示すフィルタは、異なる透過率Ｔａ、Ｔｂを有する領域を交互に４つ配置したものである。これに限らず、（ｂ）に示す４つの領域は、すべて異なる透過率を有していてもよい。また、領域の数は３つ又は５つ以上であってもよい。また、各領域は異なる色であってもよい。
【００３７】
実施形態４においては、フィルタ６５の面内透過率分布が所定の値であるときのみ、図示しない錠開閉部が動作して錠部Ａが開閉される。
次に、実施形態４の動作について具体的に説明する。但し、フィルタ６５は図６（ａ）に示した２分割の透過率領域を有し、受光部６６ａ、６６ｂでそれぞれの領域を通過した光を受光するものとする。なお、図６（ｂ）の４つの領域を有するフィルタ６５を使用する場合は、受光部を４つ用意する必要がある。
【００３８】
錠部Ａ内の光源６１からの光をコリメータレンズ６２によって平行光とし、例えばフライアイレンズ６３を用いて一様な照度をもつ平行光束にする。一様な照度の光束は鍵部Ｂ通過後に錠部Ａに戻るように例えば直交プリズム６４を用いて光路を構成する。光路中、鍵部Ｂ内のフィルタ６５を通過させる。
なお、フライアイレンズ６３に替えて、拡散板を用いてもよい。
【００３９】
受光部６６ａ、６６ｂにより各領域からの受光信号を検出し、それらの信号比を求める。予め与えられた透過率分布が、錠部Ａの透過率分布であり、この透過率分布による信号比を錠Ａの信号比として求めておき、判定部６７のメモリに記憶しておく。
このようにして受光部６６ａ、６６ｂから得られる信号による鍵部Ｂの信号比が、判定部６７のメモリに記憶された錠部Ａの信号比と一致する場合のみ錠部Ａが開閉される。
【００４０】
なお、図５においては、光束は直交プリズム６４で反射後にフィルタ６５を通過しているが、これに限らず、フィルタ６５を通過後に直交プリズム６４で反射される配置としてもよい。
このように、個々の鍵と錠の組み合わせは、異なる透過率をもつフィルタ数、フィルタの幾何学的配置を変更することで与えられる。
【００４１】
なお、実施形態４では、照度が均一の光束の強度の変化や色の変化を利用するため、白色光が好適に使用される。
（実施形態５）
図７は、実施形態５の光路図である。
実施形態５の光学式鍵錠装置の錠部Ａは、光源７１と、コリメータレンズ７２と鍵部Ｂで反射され分光された光を集光する集光レンズ７５と、集光された光を受光する複数の受光部７６ａ、７６ｂと、受光部７６ａ、７６ｂの出力に基づいて錠部Ａの開閉に可否を判定する判定部７７とからなる。
【００４２】
また、鍵部Ｂは、直交プリズム７３と、分光プリズム７４とからなる。
なお、図７においては、光束は反射後に分光プリズム７４を通過しているが、これに限らず、分光プリズム７４を通過後に反射される配置としてもよい。
実施形態５においては、鍵部Ｂで分光された判別利用波長の光がプリズム配置条件で決まる所定の結像位置に配置された受光部７６ａ、７６ｂに信号を与えるときのみ、図示しない錠開閉部が動作して錠部Ａが開閉される。
【００４３】
次に、実施形態５の動作について具体的に説明する。
錠部Ａ内の光源７１から放射される白色光をコリメータレンズ７２で平行光とし、鍵部Ｂ内の直交プリズム７３で折り返し錠部Ａへと光を戻す過程で鍵部Ｂ内の分光プリズム７４で分光を行う。分光された光は受光部７６ａ、７６ｂの前に配置された集光レンズ７５によって受光部７６ａ、７６ｂ上に結像される。受光部７６ａ、７６ｂは予め判定に利用する波長（帯）λａ、λｂの光が結像する位置に、例えばカラーフィルタを用いて波長（帯）λａ、λｂだけに感度のある受光部７６ａ、７６ｂを配置しておく。
なお、利用する波長（帯）が１つ又は３つ以上の場合、受光部は、それぞれ１つ又は３つ以上必要となる。
【００４４】
なお、受光部７６ａ、７６ｂのまわりの空間に迷光がないとき、又は迷光があっても信号検出に実質的に影響を与えないときは、カラーフィルタは必要とされない。
このように、鍵と錠の組み合わせのバラエティは、プリズムの頂角、判定対象波長（帯）の組み合わせ及び数、プリズム基板の材料によって与える。
なお、分光された光の波長を容易に識別するために、白色光を使用するのが好適である  （実施形態６）
図８は、実施形態６の光路図である。
【００４５】
実施形態６の光学式鍵錠装置の錠部Ａは、光源８１と、コリメータレンズ８２と、鍵部Ｂで反射された光の進行方向を偏向させるミラー８５と、ミラー８５を反射した光を受光する複数の受光素子からなる受光部８６と、受光部８６の出力に基づいて錠部Ａの開閉に可否を判定する判定部８９とを備え、さらに光源８１からの光の一部を鍵部Ｂを介さずに集光する集光レンズ８７と、その集光された光を受光するとともに判定部８９へ受光信号を出力する受光部８８も備えている。
【００４６】
意図的な疑似信号による判定部８９の誤作動を防ぐために、光源８１から出た光の一部は鍵部Ｂを介さずに集光レンズ８７によつて受光部８８に導かれ、判定部８９に光源発光信号を送る。
なお、受光部８６などの部品を配置するスペースに余裕があるときはミラー８５は省略することができる。
【００４７】
また、鍵部Ｂは、シリンドリカルレンズ８３と、直交プリズム８４とからなる。
なお、図８においては、光束はシリンドリカルレンズ８３を通過した後で直交プリズム８４で反射されるが、これに限らず、直交プリズム８４通過後にシリンドリカルレンズ８３で線状に収束されるようにしてもよい。
実施形態６においては、鍵部Ｂで反射光が所定の方向に線状に収束されたときのみ、図示しない錠開閉部が動作して錠部Ａが開閉される。
【００４８】
次に、実施形態６の動作について具体的に説明する。
コリメータレンズ８２によって平行光とされた光束は、鍵部内にあるシリンドリカルレンズ８３によって受光部８６上で光束が直線状になるように偏平化される。シリンドリカルレンズ８３を通過した光束は、例えば直交プリズム８４を用いて錠部Ａに戻される。
受光部８６にはシリンドリカルレンズ８３によって偏平にされる方向に予め検出器を一次元的に複数個配置する。
【００４９】
ここに、錠部Ａの光学系と鍵部Ｂの光学系との間の所定の配置関係とは、受光部８６に配置されている複数の全ての受光素子から受光信号が出力される関係である。このような所定の位置関係にあるときのみ、錠部Ａの開閉動作が行われる。
錠鍵の組み合わせは、シリンドリカルレンズ８３の光軸周りの回転角度によって与えられる。
【００５０】
なお、錠部Ａ内にもシリンドリカルレンズを配置して、鍵部Ｂのシリンドリカルレンズ８３との組み合わせにより、光束を所定の方向に線状に収束させてもよい。
（その他の実施形態）
以上説明した実施形態に限らず、本発明においてはいくつかの変形が可能である。
まず、迷光による誤動作を防止するため、実施形態１、２、４，５においても、実施形態６における集光レンズ８７及び受光部８８や実施形態３におけるハーフミラープリズム４３及び受光部４１を使用してもよい。
【００５１】
また、鍵部Ｂが錠部Ａの所定位置に配置されたときに光源１を発光させることとしてもよい。これにより、錠部Ａ内での発熱が抑制されるともに、光源２，３１、４１、６１、７１，８１が長寿命となる。
また、光学素子は耐衝撃性を向上するために基板材料に例えばプラスチックを利用するとよい。
【００５２】
また、鍵部Ｂに使用されている直交プリズム５、３４、４６、７３、８４に替えて、互いに直交して配置された２枚のミラーであってもよく、さらに、例えば、装置の小型化のために、２枚のミラーが鋭角を形成するように配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態の光路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態で使用する位相変調板の例の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の光路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の光路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の光路図である。
【図６】本発明の第４の実施形態で使用するフィルタの例の平面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態の光路図である。
【図８】本発明の第６の実施形態の光路図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ  錠部
Ｂ  鍵部
１ａ、１ｂ  位相変調板
２  光源
３  ピンホール
４  コリメータレンズ
５  直交プリズム
６  ミラー
７  結像レンズ
８  受光部
９  判定部
３１  レーザ光源
３２  偏角プリズム（錠部）
３３  偏角プリズム（鍵部）
３４  直交プリズム
３５  検出器
４１  光源
４２  コリメータレンズ
４３  ハーフミラープリズム
４４  偏光子
４５  １／４波長板
４６  直交プリズム
４７  ミラー
４８  偏光子
４９  受光部
４１０  受光部
４１１  判定部
６１  光源
６２  コリメータレンズ
６３  フライアイレンズ
６７  判定部
７１  光源
７２  コリメータレンズ
７３  直交プリズム
７４  分光プリズム
７５  集光レンズ
７６ａ，７６ｂ  受光部
７７  判定部
８１  光源
８２  コリメータレンズ
８３  シリンドリカルレンズ
８４  直交プリズム
８５  ミラー
８６  受光部
８７  集光レンズ
８８  受光部
８９  判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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