特許 7229600 暗号化信号発生装置、暗号化信号復号システム、暗号化信号発生方法及び暗号化信号復号方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-17

(45)【発行日】2023-02-28

(54)【発明の名称】暗号化信号発生装置、暗号化信号復号システム、暗号化信号発生方法及び暗号化信号復号方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 14/00 20060101AFI20230220BHJP

   H04K 1/10 20060101ALI20230220BHJP

【ＦＩ】

H04B14/00

H04K1/10

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022024088

(22)【出願日】2022-02-18

【審査請求日】2022-09-13

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518356844

【氏名又は名称】ｎｅｔｅｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】七澤 清仁

(72)【発明者】

【氏名】磯部 航

(72)【発明者】

【氏名】中山 徹也

(72)【発明者】

【氏名】堀内 達朗

(72)【発明者】

【氏名】荒川 俊也

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１００１１７４９（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０４０９１２６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １４／００

Ｈ０４Ｋ １／１０

Ｈ０４Ｂ １／５９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

暗号化信号に対応する電気信号を発生させる暗号化信号発生部と、
第１波発生体及び該第１波発生体に対して所定距離だけ離して対向して配置される第２波発生体を有する波発生体ユニットと、
上記暗号化信号発生部から送信された暗号化電気信号を上記第１波発生体に送信すると共に、上記暗号化電気信号に対して位相がずれた又は同位相の暗号化電気信号を上記第２波発生体に送信する信号増幅器とを備え、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化電気信号を送信することにより、暗号化信号に対応した波をそれぞれ発生させる
ことを特徴とする暗号化信号発生装置。

【請求項2】

上記第１波発生体及び上記第２波発生体は、それぞれ全体又は一部が水晶よりなる
ことを特徴とする請求項１に記載の暗号化信号発生装置。

【請求項3】

上記第１波発生体及び上記第２波発生体は、それぞれ水晶板と該水晶板を支持する一対の電極よりなる
ことを特徴とする請求項１に記載の暗号化信号発生装置。

【請求項4】

複数の波発生体ユニットが、それぞれの板状の上記第１波発生体と上記第２波発生体が厚み方向に所定幅開けて配置され、該厚み方向が円の接線に平行となるように、円周方向に間隔を開けて配置されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の暗号化信号発生装置。

【請求項5】

複数の波発生体ユニットが、円周方向に等間隔を開けてＮ個、正Ｎ角形状に配置されており、
１つ目の波発生体ユニットの上記第１波発生体及び上記第２波発生体間の厚み方向の幅をＷ１とする場合、
ｎ番目の頂点における幅Ｗｎが、
Ｗｎ＝Ｗ１×（Ｎ＋ｎ－１）／Ｎ
で表される
ことを特徴とする請求項４に記載の暗号化信号発生装置。

【請求項6】

ｎ番目の幅Ｗｎとｎ＋１番目の幅Ｗｎ＋１の差分幅をΔＷとすると、
ΔＷ＝Ｗ１／Ｎ
である
ことを特徴とする請求項５に記載の暗号化信号発生装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１つに記載の暗号化信号発生装置と、
上記第１波発生体から発生する第１の波と、上記第２波発生体から発生する第２の波とで強め合う腹の部分及び弱め合う節の部分の空間分布のパターンを走査するパターン走査装置と、
暗号化コードの分だけ上記パターン走査装置で走査したパターンを記憶したパターンコード対応テーブルを記憶したパターン記憶装置とを備える
ことを特徴する暗号化信号復号システム。

【請求項8】

上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化信号を送信した状態で、上記パターン走査装置で走査する空間分布のパターンを上記パターンコード対応テーブルと比較して処理するパターン比較処理装置と、
上記パターン比較処理装置で比較した結果を基に復号する復号装置とを備えている
ことを特徴とする請求項７に記載の暗号化信号復号システム。

【請求項9】

暗号化信号発生部から暗号化信号に対応する電気信号を発生させ、
第１波発生体及び該第１波発生体に対して所定距離だけ離して対向して配置される第２波発生体を有する波発生体ユニットに対し、
上記暗号化信号発生部から送信された暗号化電気信号を上記第１波発生体に送信すると共に、上記暗号化電気信号に対して位相がずれた又は同位相の暗号化電気信号を上記第２波発生体に送信し、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化電気信号を送信することにより、暗号化信号に対応した波をそれぞれ発生させる
ことを特徴とする暗号化信号発生方法。

【請求項10】

上記第１波発生体から発生する第１の波と、上記第２波発生体から発生する第２の波とで強め合う腹の部分及び弱め合う節の部分の空間分布のパターンをパターン走査装置で走査し、
暗号化コードの分だけ上記パターン走査装置で走査したパターンを記憶したパターンコード対応テーブルを作成する
ことを特徴とする請求項９に記載の暗号化信号発生方法。

【請求項11】

請求項１０の暗号化信号発生方法で作成したパターンコード対応テーブルを準備し、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化信号を送信した状態で、上記パターン走査装置で走査する空間分布のパターンを上記パターンコード対応テーブルと比較し、比較した結果を基に復号する
ことを特徴とする暗号化信号復号方法。

【請求項12】

予め定めた構成要素に対応する暗号化コードの１周期の周波数での波により生じる腹と節の空間分布のパターンをパターンコード対応テーブルとして準備しておき、
上記暗号化信号発生部により、送信対象の情報群を上記予め定めた構成要素に分割し、上記予め定めた構成要素にそれぞれ対応する別々の基本周期を割り当て、
上記別々の基本周期を有するアナログ波形を１周期ずつ連続して並べ、非周期の連続信号を生成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の暗号化信号復号方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、暗号化信号発生装置、暗号化信号復号システム、暗号化信号発生方法及び暗号化信号復号方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、特許文献１のように、光ビームを入射及び放射するための光学的に平滑な面を有し、光に対して透明性を有する逆圧電性材料と、この逆圧電性材料に電力を供給するための一対の電極とから構成した光偏向器が知られている。

【0003】

また、特許文献２のように、送信対象の情報群を予め定めた構成要素に分割し、この予め定めた構成要素にそれぞれ対応する別々の基本周期を割り当て、別々の基本周期を有するアナログ波形を１周期ずつ連続して並べ、非周期の連続信号を生成する信号生成方法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特公昭５９－３１０４４号公報

【文献】特許第６６５６６４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

暗号化信号発生装置としては、種々の構成のものが用いられているが、従来の暗号化信号発生装置とは異なる斬新な構成のニーズがある。

【0006】

また、特許文献２のような非周期の連続信号を用いた暗号化信号発生方法やその復号方法のニーズもある。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、暗号化信号生成の斬新な仕組みを提供することにある。また別の目的とするところは、暗号化信号を複号する斬新な仕組みを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、この発明では、一対の波発生体を配置してそれぞれに同位相又は位相の異なる暗号化電気信号を送るようにした。

【0009】

具体的には、第１の発明の暗号化信号発生装置は、
暗号化信号に対応する電気信号を発生させる暗号化信号発生部と、
第１波発生体及び該第１波発生体に対して所定距離だけ離して対向して配置される第２波発生体を有する波発生体ユニットと、
上記暗号化信号発生部から送信された暗号化電気信号を上記第１波発生体に送信すると共に、上記暗号化電気信号に対して位相がずれた又は同位相の暗号化電気信号を上記第２波発生体に送信する信号増幅器とを備え、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化電気信号を送信することにより、暗号化信号に対応した波をそれぞれ発生させる構成とする。

【0010】

上記の構成によると、一対の波発生体においてそれぞれ暗号化信号に対応した波（以下、電磁波、音波等を問わない）を発生させることにより、波が重なり合う腹の部分と、波が弱め合う節の部分とを発生させ、その分布パターンを解読することで復号可能な暗号化信号を発生させることができる。位相がずれた暗号化信号は、逆位相だけでなく、１／４波長、１／８波長分だけずれていてもよい。

【0011】

第２の発明では、第１の発明において、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体は、それぞれ全体又は一部が水晶よりなる。

【0012】

上記の構成によると、水晶の逆圧電効果を利用した高い周波数精度の発振を起こすことができる。このため、新たな暗号化の仕組みを形成できる。

【0013】

第３の発明では、第１の発明において、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体は、それぞれ水晶板と該水晶板を支持する一対の電極よりなる。

【0014】

上記の構成によると、安定した放射パターンで電磁波が発生されるので、その電磁波による分布パターンを精度よく計測できる。

【0015】

第４の発明では、第１から３のいずれか１つの発明において、
複数の波発生体ユニットが、それぞれの板状の上記第１波発生体と上記第２波発生体が厚み方向に所定幅開けて配置され、該厚み方向が円の接線に平行となるように、円周方向に間隔を開けて配置されている。

【0016】

上記の構成によると、配置を適切に行うことにより、安定した腹と節の分布パターンを形成しやすく、複数の波発生体ユニットから発生する波の複雑な干渉による腹と節の分布パターンを利用して、新たな暗号化の仕組みを形成できる。

【0017】

第５の発明では、第４の発明において、
複数の波発生体ユニットが、円周方向に等間隔を開けてＮ個、正Ｎ角形状に配置されており、
１つ目の波発生体ユニットの上記第１波発生体及び上記第２波発生体間の厚み方向の幅をＷ１とする場合、
ｎ番目の頂点における幅Ｗｎが、
Ｗｎ＝Ｗ１×（Ｎ＋ｎ－１）／Ｎ
で表される。

【0018】

上記の構成によると、複数の波発生体ユニットから発生する波の複雑な干渉による腹と節の分布パターンを利用して、新たな暗号化の仕組みを形成できる。

【0019】

第６の発明では、第５の発明において、
ｎ番目の幅Ｗｎとｎ＋１番目の幅Ｗｎ＋１の差分幅をΔＷとすると、
ΔＷ＝Ｗ１／Ｎ
である。

【0020】

上記の構成によると、複数の波発生体ユニットから発生する波の干渉による腹と節の分布パターンがさらに複雑になるため暗号化の仕組みのバリエーションを形成できる。

【0021】

第７の発明では、第１から第６のいずれか１つの発明において、
上記第１波発生体から発生する第１の波と、上記第２波発生体から発生する第２の波とで強め合う腹の部分及び弱め合う節の部分の空間分布のパターンを走査するパターン走査装置と、
暗号化コードの分だけ上記パターン走査装置で走査したパターンを記憶したパターンコード対応テーブルを記憶したパターン記憶装置とを備える。

【0022】

上記の構成によると、一対の波発生体を利用した暗号化信号を復号できる最適な暗号化信号復号システムが得られる。

【0023】

第８の発明では、第７の発明において、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化信号を送信した状態で、上記パターン走査装置で走査する空間分布のパターンを上記パターンコード対応テーブルと比較して処理するパターン比較処理装置と、
上記パターン比較処理装置で比較した結果を基に復号する復号装置とを備えている。

【0024】

上記の構成によると、波発生体の配置に合わせたパターンコード適応テーブルを準備しておけば、パターン比較処理装置で比較し復号装置で復号できるので、暗号化信号の新たな暗号化の仕組みを形成できる。

【0025】

第９の発明の暗号化信号発生方法は、
暗号化信号発生部から暗号化信号に対応する電気信号を発生させ、
第１波発生体及び該第１波発生体に対して所定距離だけ離して対向して配置される第２波発生体を有する波発生体ユニットに対し、
上記暗号化信号発生部から送信された暗号化電気信号を上記第１波発生体に送信すると共に、上記暗号化電気信号に対して位相がずれた又は同位相の暗号化電気信号を上記第２波発生体に送信し、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化電気信号を送信することにより、暗号化信号に対応した波をそれぞれ発生させる構成とする。

【0026】

上記の構成によると、一対の波発生体においてそれぞれ暗号化信号に対応した波を発生させることにより、波が重なり合う腹の部分と、波が弱め合う節の部分とを発生させ、その分布パターンを解読することで復号可能な暗号化信号を発生させることができる。

【0027】

第１０の発明では、第９の発明において、
上記第１波発生体から発生する第１の波と、上記第２波発生体から発生する第２の波とで強め合う腹の部分及び弱め合う節の部分の空間分布のパターンをパターン走査装置で走査し、
暗号化コードの分だけ上記パターン走査装置で走査したパターンを記憶したパターンコード対応テーブルを作成する。

【0028】

上記の構成によると、波発生体の配置に合わせたパターンコード適応テーブルを準備しておけば、新たな暗号化の仕組みを形成できる。

【0029】

第１１の発明では、第１０の発明において、
上記第１波発生体及び上記第２波発生体にそれぞれ上記暗号化信号を送信した状態で、上記パターン走査装置で走査する空間分布のパターンを上記パターンコード対応テーブルと比較し、比較した結果を基に復号する。

【0030】

上記の構成によると、パターン比較処理装置で比較し復号装置で復号できるので、新たな暗号化の仕組みを形成できる。

【0031】

第１２の発明では、第１１の発明において、
予め定めた構成要素に対応する暗号化コードの１周期の周波数での波により生じる腹と節の空間分布のパターンをパターンコード対応テーブルとして準備しておき、
上記暗号化信号発生部により、送信対象の情報群を上記予め定めた構成要素に分割し、上記予め定めた構成要素にそれぞれ対応する別々の基本周期を割り当て、
上記別々の基本周期を有するアナログ波形を１周期ずつ連続して並べ、非周期の連続信号を生成する構成とする。

【0032】

上記の構成によると、送信対象の情報群を、予め定めた構成要素に分割し、その構成要素に基本周期（周期信号の１周期、タイムコード）をそれぞれ当てはめることで、時間軸に展開することが可能になる。つまり、情報の違いを時間の長さのみを使って相対的に表現する。アナログ波形が例えばパルス波である場合、デジタルではなく、最小限のパルス数で情報を伝えることができる。非周期の連続信号は、周波数の異なる波形の１周期の信号が連続した信号、つまり、特定の時間間隔の後にそれ自身を繰り返さない信号である。これにより、言語情報の暗号化信号の発生及びその復号が可能になる。

【発明の効果】

【0033】

以上説明したように、本発明によれば、暗号化信号生成及び復号の斬新な仕組みを提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】暗号化信号発生装置を示す斜視図である。

【図2】暗号化信号発生装置を示す平面図である。

【図3】暗号化信号発生装置を示す正面図である。

【図4】暗号化信号発生装置の内部構成を示す概略図である。

【図5】受信部の概略構成を示すブロック図である。

【図6】波発生体ユニットを示す正面図である。

【図7】波発生体ユニットを示す側面図である。

【図8】同位相の暗号化信号を第１及び第２波発生体から発生させたときの腹と節の配置を示す図である。

【図9】逆位相の暗号化信号を第１及び第２波発生体から発生させたときの腹と節の配置を示す図である。

【図10】基準時間と基準周波数の割り当て例を示す説明図である。

【図11】非周期の連続信号を説明するための図であり、（ａ）がタイムコード（時間の帯）で、（ｂ）がサイン波で、（ｃ）がパルス波である。

【図12】４つの波発生体ユニットを配置したときの波発生体の配置に関する概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0036】

図１～図３は、本発明の実施形態の暗号化信号発生装置１を示し、この暗号化信号発生装置１は、例えば、透明なアクリルキャスト板等で構成された箱状の格納ケース２を備えている。この格納ケース２は、一部の側面（例えば正面及び背面）が設けられておらず、吹き抜け構造となっている。そして、この格納ケース２内には、アルミニウム合金などで形成された直方体状の装置格納ケース３の側面がフラットサインナット４等により固定されている。

【0037】

詳しくは図示しないが、装置格納ケース３には、外部電源（交流電源）等に接続する電線が接続されており、内部には、暗号化信号発生部５が設けられている。電線は、格納ケース２の側壁の無い部分（例えば背面）から外部電源に向かって延ばすとよい。この暗号化信号発生部５は、後述する非周期の連続信号のような暗号化信号を発生させることができるようになっている。暗号化信号発生装置１の筐体の形状及び材質は、これに限定されない。

【0038】

装置格納ケース３の天面には、例えば、５つの波発生体ユニット１０が設けられている。この個数は、１つ以上であればいくつでもよい。この波発生体ユニット１０は、図６及び図７に拡大して示すように、第１波発生体１１及びこの第１波発生体１１に対して所定の幅だけ離して対向して配置される第２波発生体１２を有する。この所定幅は、全ての波発生体ユニット１０で等しくてもよいし、例えば、図１２を用いて後述するように、それぞれ異なるように設定してもよい。第１波発生体１１及び第２波発生体１２は、全体又は一部が水晶の板状体よりなる。例えば、第１波発生体１１を右巻水晶、第２波発生体１２を左巻水晶としてもよいし、両方とも右巻水晶にしたり、左巻水晶にしたりしてもよい。格納ケース２の天面には、波発生体ユニット１０の配置に合わせた模様６がレーザー刻印等により設けられていてもよい。

【0039】

第１波発生体１１及び第２波発生体１２は、それぞれ一対の電極１４が銀ペースト、ハンダ等により接続されており、これらの電極１４を介してそれぞれ信号増幅器１３が接続されている。信号増幅器１３は、例えば、トランジスタ等を含む電子回路よりなる。例えば、樹脂製等の、複数の円板状の支持プレート１５に電極１４を構成する銅線等が差し込まれて支持されている。詳しくは図示しないが、ＬＥＤを支持プレート１５の任意の位置に設けて適宜発光させるようにしてもよい。

【0040】

そして、暗号化信号発生部５から送信された暗号化電気信号を第１波発生体１１に送信すると共に、この暗号化電気信号に対して位相がずれた又は同位相の暗号化電気信号を第２波発生体１２に送信するように構成されている。位相がずれる場合は、半波長つまり、逆位相の場合が、波の腹と節の位置を把握しやすいが、例えば１／４波長、１／８波長だけずれていてもよい。信号増幅器１３は、図４に示すように波発生体ユニット１０の外側の装置格納ケース３内に設けられていてもよいし、図示しないが波発生体ユニット１０内に設けられてもよい。

【0041】

第１波発生体１１及び第２波発生体１２は、電極１４及び支持プレート１５に固定された状態でボトムキャップ１６及び透明、半透明又は有色不透明の断面円形のガラスキャップ１７で覆われているが、例えば真空状に密閉させると、温度や湿度の影響をさらに受けにくくなって有利である。

【0042】

そして、第１波発生体１１及び第２波発生体１２にそれぞれ上記暗号化信号を送信することにより、暗号化信号に対応した波をそれぞれのユニットにおいて発生させるように構成されている。

【0043】

本実施形態では、水晶の逆圧電効果を利用した高い周波数精度の発振を起こすことができる。第１波発生体１１及び第２波発生体１２は、矩形板状の水晶でなくても、円板状の水晶でもよく、金属、圧電セラミックなど他の振動を発生する部材であってもよいし、逆圧電効果を示すあらゆる物質が可能性として考えられる。

【0044】

本実施形態では、１枚の水晶板よりなる波発生体を２本の電極で支持している。いわゆるダイポールアンテナのような役割をして微弱な電磁波を発生している。この電磁波を後述する受信部３０によって計測することが可能である。

【0045】

複数の波発生体ユニット１０は、例えば、図１２に示すように、それぞれの板状の第１波発生体１１と第２波発生体１２が厚み方向に所定幅開けて配置され、厚み方向が円の接線に平行となるように、円周方向に間隔を開けて配置されている。複数の波発生体ユニット１０をこのように配置することで、容易に暗号化信号を効果的に発生させることができる。

【0046】

本実施形態の暗号化信号復号システムは、以上説明した暗号化信号発生装置１と、この暗号化信号発生装置１で発生した暗号化信号の受信部３０とを備え、この受信部３０としては、次のようなものが考えられる。

【0047】

図５に示すように、受信部３０は、第１波発生体１１から発生する第１の波と、第２波発生体１２から発生する第２の波とで強め合う腹の部分及び弱め合う節の部分の空間分布のパターンを走査するパターン走査装置としての電磁界走査装置３１を備える。発生した電磁波を計測する場合、例えば、汎用の３次元電磁波測定システムを用いるとよい。

【0048】

受信部３０は、さらに暗号化コードの分だけ電磁界走査装置３１で走査したパターンを整理したパターンコード対応テーブル３４を記憶するパターン記憶装置としての電磁界パターン記憶装置３２を備える。

【0049】

受信部３０は、さらに、第１波発生体１１及び第２波発生体１２にそれぞれ上記暗号化信号を送信した状態で、電磁界走査装置３１で走査する空間分布のパターンをパターンコード対応テーブル３４と比較して処理する電磁界パターン比較処理装置３３を備える。電磁界パターン比較処理装置３３は、電磁界走査装置３１で波発生体ユニット１０から発生する電磁波が強め合う「腹」の部分と弱め合う「節」の部分の空間分布を実際に走査して得られた結果を、電磁界パターン記憶装置３２で記憶したパターンコード対応テーブル３４と比較して対応する暗号コードを選び出すようになっている。

【0050】

また、受信部３０は、電磁界パターン比較処理装置３３で比較した結果を基に復号する復号装置３５も備える。復号装置３５は、電磁界パターン比較処理装置３３の比較により暗号コードに対応する、文字等に復号し、復号された文字等の情報を並べることで暗号化信号を解読するようになっている。

【0051】

例えば、電磁界パターン記憶装置３２、電磁界パターン比較処理装置３３及び復号装置３５の構成は特に限定されず、例えば、電子回路、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、サーバ等で構成してもよい。

【0052】

そして、復号装置３５で復号した結果を例えば液晶ディスプレイなどからなる表示出力装置３６で表示することができるようになっている。後処理等のために、暗号解読結果を適宜記録媒体などに記録するのが望ましい。

【0053】

－複数の波発生体ユニットの配置位置－
次いで、複数の波発生体ユニット１０の配置位置の決定方法の一例について説明する。

【0054】

まず、図１２に示すように、任意の大きさの円Ｃに接する正Ｎ角形を用意する。頂点数はＮとなり、それぞれの頂点はＶ１～ＶＮで表される。付番は円周上における任意の頂点から右回り、又は左回りで一意に決定される。

【0055】

それぞれの頂点Ｖ１～ＶＮにおいて、円Ｃの接線をとり、接線上に第１波発生体１１及び第２波発生体１２を配置する。

【0056】

第１波発生体１１及び第２波発生体１２の厚み方向と円の接線は平行となり、第１波発生体１１及び第２波発生体１２の面方向成分と円の接線が垂直となるよう配置する。また、第１波発生体１１及び第２波発生体１２と接点におけるそれぞれの交点についての中心点が円Ｃの円周上に位置するように配置する。

【0057】

円の中央を向いて右側の第１波発生体１１をＸＲ、円の中央を向いて左側の第２波発生体１２をＸＬとし、ｎ番目の頂点Ｖｎに対応するＸＲをＸＲｎ、同様にＸＬについてＸＬｎとする。このとき、ＸＲｎとＸＬｎの間の幅をＷｎとする。

【0058】

複数の波発生体ユニット１０が、円周方向に等間隔を開けてＮ個、正Ｎ角形状に配置されている場合、最初の頂点Ｖ１の波発生体ユニット１０の厚み方向の幅（任意の実寸）を基本幅Ｗ１とすると、ｎ番目の頂点における幅Ｗｎは、
Ｗｎ＝Ｗ１×（Ｎ＋ｎ－１）／Ｎ
で表される。

【0059】

そして、ｎ番目の幅Ｗｎとｎ＋１番目の幅Ｗｎ＋１の差分幅をΔＷとすると、
ΔＷ＝Ｗ１／Ｎ
となる。

【0060】

例えば、図１２に示すように、Ｎ＝４とした場合、Ｗ１＝１０ｍｍとすると、差分ΔＷは、１０／４＝２．５ｍｍとなり、Ｗ２＝１２．５ｍｍ、Ｗ３＝１５．０ｍｍ、Ｗ４＝１７．５ｍｍとなる。このように、各波発生体ユニット１０における第１波発生体１１と第２波発生体１２との間の幅を容易に計算でき、適切な波発生体ユニット１０の配置を容易に行うことができる。

【0061】

－暗号化信号発生装置１の作動－
次に、図８及び図９を用いて本実施形態に係る暗号化信号発生装置１の作動について説明する。

【0062】

まず、暗号化信号発生方法について説明する。第１波発生体１１及びこの第１波発生体１１に対して所定距離だけ離して対向して配置される第２波発生体１２を有する波発生体ユニット１０に対し、暗号化信号発生部５から送信された暗号化電気信号を第１波発生体１１に送信すると共に、この暗号化電気信号に対して同位相の暗号化電気信号を第２波発生体１２に送信する。

【0063】

そして、第１波発生体１１及び第２波発生体１２にそれぞれ上記暗号化信号を送信することにより、暗号化信号に対応した波（例えば電磁波）をそれぞれ発生させる。

【0064】

例えば、１つの波発生体ユニット１０における第１波発生体１１及び第２波発生体１２において、ある瞬間の波の状態は図８のようになる。実線の円が各波発生体から発信される波形の山の部分で、破線の円が波形の谷の部分となる。波形の山の頂点同士が交わる点及び波形の谷同士が交わる点を強め合う点として黒点で示し、波形の山と波形の谷とが交わる点を弱め合う点として白点で示す。黒点を結んだ腹の部分を極太線で示し、白線を結んだ節の部分をそれよりも細い太線で示す。実際には、これらの極太線及び太線で示された領域が３次元的にはそれぞれ曲面として広がりをもつ。

【0065】

なお、第１波発生体１１と第２波発生体１２とで逆位相の信号を送信すると、図９のように極太線と太線の位置が入れ替わる。

【0066】

波発生体を水晶で構成する場合、温度や湿度で影響を受けることがあるが、ボトムキャップ１６及びガラスキャップ１７でそれらの内部を真空状態に保つなどにより、その影響を軽減することができる。そうすることで、１つの周波数信号に対して１つの空間分布のパターンが安定して得られ易くなる。

【0067】

図１のように５つの波発生体ユニット１０を並べた場合でも、それぞれの波発生体ユニット１０に含まれる第１波発生体１１及び第２波発生体１２の電磁波の強め合いや弱め合いだけでなく、各波発生体ユニット１０から発生する波同士の強め合いや弱め合いが発生する。

【0068】

シミュレーション結果についての詳細は省略するが、５つの波発生体ユニット１０の配置に合わせた空間分布のパターンは定まっており、ある周波数の信号に対しては１つの空間分布のパターンが存在することが分かっている。複数の波発生体ユニット１０を配置した場合、１つの波発生体ユニット１０で発生する空間分布のパターンよりも複雑な模様となるので、複数の波発生体ユニット１０で発生する空間分布のパターンの方が、多種類の振幅に対してパターンコード対応テーブル３４を準備できるというメリットも考えられる。

【0069】

－暗号化信号の例－
図１０に示す暗号化信号生成手順では、まず、送信対象の情報群を予め定めた構成要素に分割する。送信対象の情報群が言語情報である場合には、言語情報を予め定めた構成要素である、子音と母音に分割する。なお、以下、説明の容易化のために、送信対象の情報群が、言語情報の例について説明するが、送信対象の情報群は、言語情報に限定されない。

【0070】

具体的には、図１０に示すような、「そら」という言語情報がある場合、子音である「Ｓ」「Ｌ」と、母音である「お」「あ」とに分割する。

【0071】

次いで、予め定めた構成要素にそれぞれ対応する別々の基本周期を割り当てる。図１０の言語情報の場合には、子音及び母音にそれぞれ対応する別々の基本周期を割り当てる。詳細は後述するが、例えば、予め定めた規則に則り、「Ｓ」に０．０２８秒、「お」に０．１５秒、「Ｌ」に０．０２秒、「あ」に０．１秒が割り当てられる。

【0072】

そして、図１０に示すように、それぞれ割り当てられた別々の基本周期を有するアナログ波形を１周期ずつ連続して並べ、非周期の連続信号を生成する。非周期の連続信号は、非周期信号が連続した信号であり、非周期信号とは、特定の時間間隔の後にそれ自身を繰り返さない信号である。この場合、全体で、０．２９８秒で「そら」についての言語情報を非周期の連続信号として発信することができる。言い換えれば、非周期の連続信号は、各音素の時間を帯で表す、連続したタイムコードの形で発信される。

【0073】

世界中のあらゆる言語は、子音と母音からなる音素によってできていることから、世界中のあらゆる言語を用いた言語情報は、予め定めた構成要素である子音と母音に分割できる。このため、本実施形態では、分割された子音及び母音にそれぞれ対応する別々の基本周期を割り当て、別々の基本周期を有するアナログ波形を１周期ずつ連続して並べ、非周期の連続信号を生成することができるので、言語情報を最小限のアナログ波の数で伝えることができる。

【0074】

そして、図１１（ａ）に示すようにタイムコードで表された非周期の連続信号は、図１１（ｂ）のようなアナログ波としてのサイン波が連続した信号であったり、図１１（ｃ）のようなアナログ波としてのパルス波が連続した信号であったりしてもよく、アナログ波の種類は特に限定されない。

【0075】

このように本実施形態では、送信対象の情報群を、分割した構成要素に基本周期をそれぞれ当てはめることで、時間軸に展開することが可能になる。アナログ波形が図１１（ｃ）のようなパルス波である場合、デジタルではなく、最小限のパルス数で情報を伝えることができる。図１１（ｂ）のようなサイン波の場合も、最小限の数のサイン波で情報を伝えることができる。

【0076】

そして、この生成した非周期の連続信号は、送信時に、送信速度を任意の送信速度に変更して送信することができる。本実施形態では、予め定めた構成要素ごとに対応する基本周期が割り当てられるので、この割り当てられた基本周期（タイムコード：時間の長さ）の比率さえ保たれていれば、信号として成り立つ。このため、任意の速度に変更しても、その信号を維持でき、受信時には、送信対象の情報群を確実に再現することができる。これにより、単位時間あたりの情報量を容易に最大化することができる。

【0077】

そして、本実施形態では、暗号化信号発生装置１により、送信対象の情報群を予め定めた構成要素に分割し、この予め定めた構成要素にそれぞれ対応する別々の基本周期を割り当て、別々の基本周期を有するアナログ波形を１周期ずつ連続して並べ、非周期の連続信号を生成する。

【0078】

上述したように、言語情報であれば、その言語情報に合わせた非周期の連続信号が生成される。この非周期の連続信号は、暗号化された電気信号である。

【0079】

そして、上述した非周期の連続信号の元になる暗号化信号に対応する電気信号を暗号化信号発生部５から発生させる。この電気信号は非周期の連続信号であるため、暗号化された連続した文字情報等が含まれる。

【0080】

次いで、このように発生させた暗号化信号を復号する方法について説明する。

【0081】

まず、第１波発生体１１から発生する第１の波と、第２波発生体１２から発生する第２の波とで強め合う腹の部分及び弱め合う節の部分の空間分布のパターンを電磁界走査装置３１で走査し、暗号化コードの分だけ電磁界走査装置３１で走査したパターンを記憶したパターンコード対応テーブル３４を作成しておく。

【0082】

図１のように５つの波発生体ユニット１０を並べた場合でも、その配置に合わせた空間分布のパターンがあるので、その配置に合わせた空間分布のパターンをパターンコード対応テーブル３４として電磁界パターン記憶装置３２に記憶しておくとよい。

【0083】

このように、予め定めた構成要素に対応する基本周期ごとの空間分布のパターンがパターンコード対応テーブル３４に記録されているが、非周期の連続信号の場合、この空間分布のパターンが繰り返し波発生体ユニット１０から発生させられる。

【0084】

そして、第１波発生体１１及び上記第２波発生体１２にそれぞれ上記暗号化信号を送信した状態で、上記電磁界走査装置３１で走査する空間分布のパターンを上記パターンコード対応テーブル３４と比較し、比較した結果を基に復号装置３５で復号し、表示出力装置３６で表示したり、記録媒体に記録したりする。

【0085】

したがって、本実施形態に係る暗号化信号発生装置１によると、暗号化信号生成及び復号の斬新な仕組みを提供可能である。

【0086】

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

【0087】

すなわち、上記実施形態では、暗号化信号を「非周期の連続信号」で構成したが、これに限定されない。

【0088】

暗号化信号発生部５は、例えば、マイクロコンピュータのようなソフトウェア（プログラム）を利用する制御部を有し、例えば、暗号化信号発生部５に暗号化信号が含まれたデータを含む記憶媒体を抜き差しすることで、所定のソフトウェアなどで作成された任意の暗号化信号を暗号化信号発生部５から発生できるように構成してもよい。

【0089】

その他の電磁界パターン記憶装置３２、電磁界パターン比較処理装置３３、復号装置３５等の構成は特に限定されず、マイクロコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等のように、ソフトウェア（プログラム）を利用するものであってもよく、ハードウェア（回路部品）を組み合わせて実現してもよい。

【0090】

上記実施形態では、波として横波である電磁波を対象として波の重ね合わせの原理に基づく干渉パターンを利用するものについて説明したが、縦波である音波を対象としてその干渉パターンを利用するようにしてもよい。その場合、電磁界走査装置３１は、音波パターン走査装置となり、電磁界パターン記憶装置３２は、音波パターン記憶装置となり、電磁界パターン比較処理装置３３は、音波パターン比較処理装置となる。音波パターンの場合、温度の影響を受けやすく、単純な波の重なり合いや打ち消し合いではないが、使用場所の空調管理がなされていれば基本的には同様の原理で暗号化信号を発信でき、復号できる。

【0091】

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

【符号の説明】

【0092】

１ 暗号化信号発生装置
２ 格納ケース
３ 装置格納ケース
４ フラットサインナット
５ 暗号化信号発生部
６ 模様
１０ 波発生体ユニット
１１ 第１波発生体
１２ 第２波発生体
１３ 信号増幅器
１４ 電極
１５ 支持プレート
１６ ボトムキャップ
１７ ガラスキャップ
３０ 受信部
３１ 電磁界走査装置（パターン走査装置）
３２ 電磁界パターン記憶装置（パターン記憶装置）
３３ 電磁界パターン比較処理装置（パターン比較処理装置）
３４ パターンコード対応テーブル
３５ 復号装置
３６ 表示出力装置

【要約】

【課題】暗号化信号生成及び復号の斬新な仕組みを提供する。
【解決手段】暗号化信号に対応する電気信号を発生させる暗号化信号発生部５と、第１波発生体１１及び該第１波発生体１１に対して所定距離だけ離して対向して配置される第２波発生体１２を有する波発生体ユニット１０と、暗号化信号発生装置１から送信された暗号化電気信号を第１波発生体１１に送信すると共に、暗号化電気信号に対して位相がずれた又は同位相の暗号化電気信号を第２波発生体１２に送信する信号増幅器１３とを備え、第１波発生体１１及び第２波発生体１２にそれぞれ上記暗号化信号を送信することにより、暗号化信号に対応した波をそれぞれ発生させる。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】