CN101595497B - 带有光学发送器的文件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有显示设备(102)的文件，该显示设备能在视觉可觉察的光谱范围内实现图像再现；其中，该显示设备如此设计，其能作为光学发送器(102)，发送至少一个在视觉不能觉察的光谱范围内机器可读的光学信号。

Description

带有光学发送器的文件
技术领域
本发明涉及一种文件，特别是有价文件或者安全文件，以及用于这种文件的阅读器和通讯方法。
背景技术
现有技术已经公开了多种不同形式的具有集成电路的文件(或证书)。例如，这样的文件多数为纸基形式，如用作电子护照或芯片卡，特别是所谓的芯片卡，其在设计上可以具有接触式或非接触式或具有双接口(界面)。
现有技术也公开了用于各种这样文件的无线识别系统，也可以称为射频识别(RFID)系统。已知的RFID系统大致至少包括一个转发器(或称应答器，Transponder)和一个无线收发单元(Sende-Empfangseinheit)。转发器还称为RFID标记器(Etikett)、RFID芯片、RFID标签(Tag)、RFID标帖(Label)或无线标帖；无线收发单元还称为阅读装置或读取器。除此之外，通常可通过所谓的中间设备，实现与伺服器、服务器和其它类似系统的结合，如收银系统或商品管理系统。
储存在RFID转发器上的数据可通过电磁波得到。对于低频率，可通过附近电磁场的感应实现；对于较高的频率，可通过电磁远场实现。RFID转发器(或称RFID应答器)可以被寻址和读取的距离随着设计方式(主动/被动)、使用的频带、场强度和其它环境影响而改变，从几厘米到超过一公里。
RFID转发器通常包括芯片和天线，天线安装在支架或外壳中，或者印刷在基片上。与被动应答器相比，主动无线射频识别(RFID)应答器另外还配有电源，如电池。
无线射频识别(RFID)应答器可用于多种文件，特别是如用于实现电子钱包或者电子客票的IC卡(芯片卡)。另外还可以整合在纸张或者塑胶材料中，如有价文件和安全文件，特别是钞票和证明文件。
例如，DE20100158U1中公开了一种识别和安全卡片，其由分层的和/或注塑的塑料物质做成，其包括带有天线的、整合的半导体，以用于实现RFID过程。另外，从专利DE102004008841A1，可知一种书本式价值文件，例如护照，其包括转发器单元。
在现有技术中，这种安全文件或者有价文件部分是以IC卡(芯片卡)的形式出现。芯片卡可以配备一个整合的显示设备，如EP0920675、WO 2004/080100和US 6,019,284中所公开的。
US 6,019,284和EP 0920675公开了带有显示器的柔性卡。然而这种卡只有一个显示元件。另外，US 6,340,965 B1公开了一种电子纸，它可以形成可重复利用的表格。
友达光电公司(AU Optronics)提供了一种双面OLED显示器，其正面和背面可以彼此独立地形成两张彩色图片。这样的显示器主要用于手机行业。WO 03/009059A1公开了一种带微球体或者微杯的电泳显示器。
安全文件或者有价文件内可以安装一个接触式接口或者非接触式接口，如无线射频识别(RFID)接口；或者设置一种可以与芯片卡-终端进行有线通讯或无线通讯的接口。最近，人们研发出一种双接口芯片卡。芯片卡通讯协议和方法可以参照标准ISO14443的要求。
这种带无线射频识别(RFID)功能的文件的缺点是：如果文件放在持有人的钱包里，不需要得到文件持有人的同意，无线射频识别(RFID)接口就能识别。防止非法读取这类文件中的数据的保护机制称为基础访问控制(Basic Access Control)，请参照国际民用航空组织(ICAO)2004年10月1日出版的机器可读旅行文件只读公钥基础设施技术报告“机器可读旅行文件(MRTDs)”第1.1版(http://www.icao.int/mrtd/download /documents/TR-PKI％20mrtds％20ICC％20read- only％20access％20v1_1.pdf)
现有技术公开了多种不同的方法，其利用密码保护对数据进行电子存储。一种在前二十年被大面积推广的受保护的存储器所采用的的形式就是电子芯片卡，这在标准ISO 7816的第1到第4部分中通过了认证。芯片卡技术的使用范围主要是机器可读旅行文件(MachineReadable Travel Documents-MRTD)，以期望提高特别是国际空运中乘客检查的安全性和效率。
本申请人在本申请的申请时还未公开的DE 10 2006 031 422.0提供了一种带显示设备的有价文件或安全文件，其发送一种光学信号，这种光学信号位于视觉可感知的光学范围内，但是由于其重复频率(Wiederholfrequenz)，肉眼是不能感知的。
DE 103 17 257 A1是一种带LCD显示器的非接触式数据载体，它可以光学显示信息。信息也包括随机生成的数据结构(请参见DE 10317 257 A1第0010段)。如果将随机生成的数据结构显示到普通LCD显示器，用户就可以肉眼看到信息。然而，这就使得很容易跟踪非接触式的数据载体并探查其数据。
发明内容
本发明的目的可分别由独立权利中记载的技术方案来实现；而从属权利要求中则给出了本发明的优选实施方式。
本发明所设计的文件，特别是有价文件或者安全文件，其带有一个光学发送器，用于在肉眼所不能感知的光谱范围内发送至少一个机器可读的光学信号。
本发明实现了能从有价文件或者安全文件中通过光学路径上发出多种类型的数据，如密码钥匙、加密和/或签字信息、交易号码、条形码、有效期、权利信息、身份数据(Personalisierungsdaten)或者类似的数据，而且对于用户来说没有技术手段的辅助而能从视觉上感知。
本发明所设计的有价文件或者安全文件可以替代现有所熟知的有价文件或者安全文件。与现有所熟知的有价文件或者安全文件相比，本发明有价文件或者安全文件的具体实施方式是通过电磁波发送信号，其优势在于，从有价文件或者安全文件发送数据是未被觉察的，而不需要文件持有人的同意，因为只要当文件位于文件持有人的钱包之外时(例如)就可以与阅读器建立光学联系。对于这种文件来说，其特别优势在于：没有通过如机器可读旅行文件(Machine ReadableTravel Documents-MRTDs)所规定的方法进行防护。
根据本发明，其光学发送器是通过显示设备实现的。该显示设备是如此设计的，除了能在视觉可感知光学范围内进行图像再现外，该显示设备还能够发送光学范围内的、视觉不能感知的、机器可读的光学信号。
术语“图像再现”是指可以再现(播放)各种不同的数据，特别是图像数据，如文件持有人的头像、文本数据和/或条形码以及类似数据。除了这种用户可以用肉眼感觉到的图像再现外，显示设备还可以发送一种用户不能用肉眼看到的光学信号。发出的信号对于用户和潜在的仿造者来说是隐蔽的，这给跟踪文件和探查随信号所传递的数据增加了难度。
相对于现有技术来说，本发明的具体实施方式改进了防伪能力，也改进了操作安全性。在一带有显示设备的有价文件或者安全文件的具体实施方式中，该显示设备用于发出机器可读的光学信号，用户不能用肉眼捕捉到这个信号，因此造假者也几乎不能复制或者操纵。
根据本发明的一具体实施方式，光学发送器发送红外(IR)和/或紫外(UV)光谱范围内的信号。例如，光学发送器包含一个或者多个红外(IR)和/或紫外(UV)发光二极管(LED)。
根据本发明的一具体实施方式，文件具有一个文件本体，它可以是纸基的，也可以是塑胶材料基的。文件的显示设备整合在文件本体中。
显示设备可以是分段显示设备，如一个显示设备具有能直接电子寻址的各个显示分段，特别是字符和字节用于控制每个分段。根据另一具体实施方式，显示设备可以是分段显示器、主动点阵或者被动点阵。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备可以是LED显示器、LCD显示器、基于电润湿效应的显示器、双稳态显示器，特别是电泳或者转动元件显示器，或者半双稳态显示器，如电色显示器(elektrochrome Anzeige)。
根据本发明的一具体实施方式，本发明的文件具有一个安装在显示设备前的过滤器，用于使肉眼不能察觉的光谱范围内的辐射通过。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备是发射型显示设备、反射型显示设备或者透射型显示设备。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备具有第一和第二显示元件，它们在肉眼可察觉的光谱范围内显示相同颜色。只有第一显示元件在肉眼不能察觉光谱范围内起吸收作用，第二显示元件在肉眼不能察觉光谱范围内是透明或者反射的；这样，在肉眼不能察觉光谱范围内就产生一个由光学传感器可感知的对比度(反差)。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备除了具有第一和第二显示元件外，还可有第三显示元件；与第一和第二显示元件相比，在肉眼可察觉的光谱范围内显示另一种颜色。由于显示元件的色彩不同，这种显示设备在肉眼可察觉的光谱范围内就可以实现可视且有感知显示。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备包含显示元件，其在肉眼不能察觉光谱范围内起吸收作用。该显示元件位于流体中，该流体在肉眼不能察觉光谱范围内是不起吸收作用的，而基本上是透明的。通过控制显示元件，就可在肉眼不能察觉光谱范围内形成一种对比度，光学传感器就可以感知到这种对比度。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备具有多个像素。至少一部分像素具有额外的子像素，以便在肉眼不能察觉的光谱范围内发出机器可读的光学信号。例如，代替普通的红、绿、蓝三种颜色的三个子像素，每个像素具有一个额外的子像素，用于发送机器可读的光学信号，如红外(IR)或者紫外(UV)范围内的光学信号。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备除了发送机器可读的光学信号外，也可以显示用户肉眼可视或者可感知的数据。例如还可以在显示设备上将数据以明码文本的方式显示出来，用户肉眼可视，不需要其它设备。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备发送一个或者多个机器可读的光学信号，用于串行和/或并行数据传输。通过调制振幅、脉冲宽度、相位和/或频率，可以调制光学信号。
根据本发明的一具体实施方式，有价文件或者安全文件具有显示设备的控制开关，控制开关就是用于控制发送机器可读的光学信号和/或显示数据的显示设备的驱动器。
根据本发明的一具体实施方式，有价文件或者安全文件具有集成电路，用于控制显示设备，并且调制机器可读的光学信号。特别的是，为了将从数据存储器中读取的数据或者在这个数据基础上生成的机器可读的其它数据通过显示设备以机器可读的光学信号的形式和/或以明码文本的方式发出，集成电路可以从有价文件或者安全文件的数据存储器中存取数据。
根据本发明的一具体实施方式，有价文件或者安全文件具有一个集成电路，用于执行密码协议；发送机器可读的光学信号和/或在显示设备上显示数据的前提都是成功执行密码协议。这样就能够保证只有在获得相应权利才能通过显示设备发送或者显示信息。
根据本发明的一具体实施方式，通过显示设备发送信息，该信息用于执行密码协议。这类信息可以是识别信号、密码(Chiffrat)、密码钥匙或者类似的信号。例如，在信息的基础上执行问答响应(Challenge-Response)方法或者类似的方法。
根据本发明的一具体实施方式，本发明的文件可以证明文件，特别是身份证、旅行护照、签证或者公司证明、信用卡、驾驶执照、权利证明等类似的证明文件。
根据本发明的一具体实施方式，本发明的文件是一种纸基的的文件或者芯片卡。
根据本发明的一具体实施方式，有价文件或者安全文件具有用于给显示设备、集成电路和/或控制开关供电的接口和/或用于与阅读器通讯的接口。接口可以是接触式接口或者是非接触式接口，特别是无线射频识别(RFID)接口。另外，接口也可以是双模接口。接口可以以电子耦合方式、电容耦合方式、感应耦合方式、磁耦合方式、光学耦合方式或者其它的物理耦合方式为基础。对于通过天线实现的非接触式式耦合，可以由线圈、双极或者电容表面形成。
例如，接口具有一根天线，特别是无线射频识别(RFID)天线，用于耦合外置书写设备和/或阅读设备的电源。另一种方案或者另外地，有价文件或者安全文件也可以通过内置的能源如电池、光电管或者类似的手段进行供电。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备控制从时间变化的信息中显示和/或发送机器可读信号。此处的信息可以根据时间和/或日期改变，或者是周期性改变的信息。
另一方面，本发明还涉及一种用于有价文件或者安全文件的通讯方法，其中，通过有价文件或者安全文件的光学发送器，发送机器可读的光学信号而成功执行数据发送，机器可读的光学信号位于肉眼不可识别的光谱范围内。
根据本发明的一具体实施方式，显示设备除了发送机器可读的光学信号外，也可以显示用户肉眼可视或者可感知的数据，如明码文本。
再一方面，本发明还涉及一种用于本发明的有价文件或者安全文件的阅读器。该阅读器用于接收有价文件或者安全文件的机器可读取的光学信号。
下面借助附图，来详细描述本发明的优选实施方式。其中：
附图说明
图1是本发明文件的第一具体实施方式的分解图；
图2是本发明文件的另一具体实施方式的俯视图；
图3是本发明的带有透射型或者发射型显示设备的文件的一具体实施方式的截面图；
图4是本发明的带有反射型显示设备的文件的一具体实施方式的截面图；
图5是本发明的基于单色液晶显示的显示设备的一具体实施方式的分解图；
图6是本发明的透射型显示设备的一具体实施方式的分解图；
图7是本发明的电泳显示设备剖面图；
图8是本发明的基于电泳显示的显示设备的另一具体实施方式的剖面图；
图9是本发明的基于电泳显示的显示设备的又一具体实施方式的截面图；
图10是本发明的带额外子像素的显示设备的一具体实施方式的分解图；
图11是本发明的文件和配套的阅读器的具体实施方式的方块图；
图12是一张由本发明的显示设备显示的图片和其在不同光谱范围内的图像部分；
图13是本发明的通讯方法的一具体实施方式的流程图。
在下面针对附图的说明中，相应的元件使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1显示的是文件100，它呈卡片形态。文件100具有一个嵌体101，它位于打印的私人信息封面103和背面105之间。另外，文件100包含另一个涂层，呈半透明状。
封面103上打印了私人信息，如文件100持有人姓名、性别、国籍等等。另外，文件100还具有安全标志，如线压力或者同类型标志。
图1显示了文件100的一具体实施方式，其中发送器以及显示设备102都整合在封面103中。对此，封面103具有一个相应的开口109，它用于放置显示设备102。显示设备102除了发送在肉眼不能察觉光谱范围内的机器可读取信号外，也可以发送肉眼可察觉的光学信号。这样，用户没有技术辅助工具也可以通过肉眼感应和翻译。
图2显示的是根据本发明，其文件100的一具体实施方式。文件100可以是有价文件或者安全文件，如证明文件，特别是身份证、旅行护照、签证或者公司证明、信用卡、驾驶执照、权利证明等等类似的文件。
在这具体实施方式中，文件100具有一个显示设备102，如照片夜光消除显示器、电泳显示器、电铬显示器、液晶显示器(LCD)、LED显示器，特别是无机LED或者有机LED显示器(OLED)，转动元件显示器、条形码显示器或者基于电润湿效应的显示器或者活动显示器，如Citala公司(http:www.citala.com)销售的或者混合显示器。混合显示器是组合了多种显示器的一种显示器。其优势在于灵活显示。
驱动器104控制显示设备102，它与带集成电路108的数据线106相连。驱动器104同样可以组成集成电路108的组成部分。
集成电路108可以位于模块110中，特别是芯片卡模块。通过模块110形成用于与集成电路108通讯的触点式接口或者非接触式式接口或者复合接口。
另外，文件100可以具有一根或者多根天线112。天线112与模块110相连。天线112可以给集成电路108、驱动器104和/或显示设备102供电。对此，外置设备的电能就要在天线112的辅助下接通。另一种方案或者另外，天线112也可以与外置设备进行无线通讯，如通过无线射频识别(RFID)程序。
集成电路108生成控制信号，它可以通过数据线106传送给驱动器104。控制信号控制驱动器104，这样通过显示设备102就可以发出肉眼不能察觉光谱范围内的机器可读的光学信号。
例如，显示设备102可以是分段或者矩阵显示器。驱动器104控制一个或者多个显示元件，从而实现机器可读的光学信号的发送。信息在驱动器104的相应控制的基础上由集成电路108修改成通过显示设备102发出的光学信号，如通过调整振幅、脉冲宽度、相位和/或频率。
如果光学信号具有载频，如红外(IR)或者紫外(UV)范围，用户就不能感知。文件100的具体实施方式另外实现了在文件100的同一个显示设备102上发送用户可以用肉眼感知的机器可读的光学信号，如2D条形码形式或者类似的。在这种情况下，同样可以感知用户不能感知的光学信号，因为它专门用于机器整理和继续处理。但是，显示设备102额外也可以发送用户可以用肉眼感知到的机器可读的光学信号。
特别的是，通过显示设备102发送机器可读的光学信号形式的感应信息，如密码钥匙、密码和/或签名信息、交易编号、权利信息、私人化数据、生物数据以及类似的。
需要补充的是，这种信息完全或者部分可以通过驱动器104的相应控制，借助集成电路108在显示设备102上显示明码文本。另外，通过显示设备102也可以只发送机器可读的光学信号形式的信息以及只发送明码文本形式的其它信息。
另一种方案或者另外针对天线112，文件110可以使用内部电源，如电池或者太阳能电池。在另一具体实施方式中，文件可以使用触点式接口，通过它来使用电源。对于通过天线112连接的外置电源，可以由如线圈、双极或者电容面形成。天线112可以只用于显示设备102和/或集成电路108和/或驱动器104的供电，或者它也可以用于建立通讯联系，发送和/或接收从外设备发出的数据，特别是无线射频识别(RFID)通讯联系。
图3显示的是本发明文件100的一具体实施方式的截面图。在这具体实施方式中，显示设备102分成显示元件或者分段114、116、118和120，也就是说这是分段显示器、正矩阵显示器或者负矩阵显示器。分段114到120中的一个或者多个都通过驱动器104受集成电路108的控制，用于发送从外置设备124接收到的机器可读的光学信号122。这里所提到的设备124就是阅读器，它调制光学信号122，以获得其中接收到的信息。设备124又机器继续处理和/或发送这个信息，如出于检查目的。
例如，至少一个分段用于发送肉眼不能察觉光谱范围内的机器可读的光学信号122，其它分段则用于发送肉眼可察觉的的其它光学信号。
在图3所显示的显示设备102的一具体实施方式中，透射型显示器带有光线不可视范围内的背景灯。
图4显示了另一具体实施方式，其中显示设备是反射型显示设备。在这种情况下，设备124生成一个光学阅读射线126，用于感知由显示设备102发出的肉眼不能察觉光谱范围内的信号。
图5显示的是本发明基于带红外过滤器(IR过滤器)的单色液晶LC显示器8的显示设备的一具体实施方式。显示设备102具有一个反射器1，其前面还有一个第一偏振方向的偏光器2。偏光器2上接着是带透明反射电子的基体3。基体3上是液晶层4，再上面是结构电极5。
此时所介绍的具体实施方式中，结构电极5包含8个可控制的分电极，它们与显示设备102的相应的图像点(也就是像素)相符。电极5上有一个透明基体6，接下来是第二偏振方向的偏光器7，它实际上是垂直放置在偏光器2的第一偏振方向上。偏光器7上是过滤器8，它实际上只针对红外(IR)放射呈透明状。过滤器8是显示设备102的组成部分。过滤器8也可以放在文件100的涂层中，如图1的具体实施方式中所显示的文件100的封面3的一部分107。
图5中所显示的反射型具体方式还有一种替代方案，基于LCD工艺的显示设备102也可以是透射型的，如图6所示。在这具体实施方式中，反射器1由发射极1’代替，如红外(IR)射线发射。
根据第二具体实施方式，显示设备102是在红外(IR)LED基础上的LED显示器，理想发射范围是700至3000nm，最佳是700至1100nm，特别是750至950nm。这里也可以使用无机LED、有机LED以及混合LED。
根据第二具体实施方式，显示设备102也可以在紫外(UV)LED的基础上实现；理想发射范围是190至400nm，特别是250至400nm。这里也可以使用无机LED、有机LED以及混合LED。
根据第二具体实施方式，显示设备102可以是双稳定显示设备，如转动元件显示器或者电泳显示器，特别是电子纸张，如基于E墨基础上的电子纸。
这种显示设备如具有转动元件，它们在可视光谱范围内显示相同的颜色，超出可视光谱范围就会产生对比度，在转动元件显示器中存在红外(IR)可吸收型、红外(IR)透明型或者反射型转动元件。红外(IR)可吸收型、红外(IR)透明型或者反射型转动元件在可视范围内实际上是可吸收的，也就是说颜色是黑色的。这种双稳态显示器的特别优势在于，只是在开关过程中需要能量，信息也是在接通电源后才显示。
图7显示的是带有基于E墨技术电泳显示器的显示设备102的一具体实施方式。显示设备102在封面上有一个透明电极10，它在红外(IR)范围或者另外也在可视范围内呈透明状。另外，显示设备102具有一个带分电极16的结构式反射电极12，它用于控制位于电极10和12之间的微球体13。微球体13同样也可以用微杯来代替。
在每个微球体13内都有红外(IR)可吸收颗粒14和红外(IR)不可吸收颗粒15。当势能在相关的分电极16上后，颗粒14和15在各自的微球体13内不是在电极10的方向活动就是在电极12的方向活动。红外(IR)可吸收颗粒14可以是黑点彩色颗粒。
颗粒15实际上具有与颗粒14相同的颜色，它们被用CMY相应混合体染色。颗粒14和15在可视光线中实际上都是呈黑色，但是用红外(IR)照射就会出现对比度，这样只有颗粒14能够吸收红外(IR)，颗粒15是透明的。
图8显示的是图7中所显示的带红外(IR)可吸收颗粒14的电泳显示设备102的另一具体实施方式，颗粒14位于微球体13中红外(IR)不可吸收液体17中。在液体17中，颗粒14可以根据各自分电极16上的势能活动，也就是说不是按照电极10的方向就是按照电极12的方向活动。当带红外(IR)的显示设备102照射时，由于颗粒14在微球体13中的不同排列，通过电极10会显示出差异。
在另一具体实施方式中，颗粒14是红外(IR)不可吸收的，相反的液体要7却是红外(IR)可吸收的。
图9进一步显示了图8中电泳显示设备102。在这具体实施方式中，微球体13另外还有颗粒18，它具有与颗粒14和15不同的颜色，同样通过控制分电极16，各个微球体13就会在电极10和12之间移动。例如，颗粒18和颗粒14、15反射充电，这样在控制分电极16后，在微球体13中的颗粒18或者颗粒14和15就会编组。由于颗粒14、15与颗粒18的颜色不同，每一次接通电源时就会显示出与显示设备102不同的图像。这样，用户不能看到显示设备102的功能以及不同颜色颗粒的存在，但是通过机器就可以感觉到。
图10进一步显示了图5的显示设备102的具体实施方式。在这具体实施方式中，主要涉及到带额外子像素的彩色LC显示器。通常在彩色LC显示器中，每个像素都由三个子像素组成，如蓝、绿和红。但是这时提到的具体实施方式中，每个像素具有一个额外子像素，用于发送肉眼不能察觉光谱范围内的机器可读取信号。
例如，显示设备102的像素158由分电极5’，5”，5’”和5””组成，相应地其光谱组成部分是蓝、绿、红和红外(IR)。在这个分电极前有一个相应的颜色过滤器8’，8”，8’”，8””，它可以过滤红光、绿光、蓝光以及红外(IR)光。过滤器8””可以是长距离过滤器。与图11中所显示的具体实施方式相似的是，也可以实现彩色LED显示器，其每个像素都带有4个子像素。
图11显示了带有处理器130和电子存储器132的文件100的具体实施方式。处理器130和存储器132可以实现集成电路108。驱动器104可以作为集成电路108中的一部分。处理器130用于执行程序指令134。执行程序指令134包括与文件100相关的密码协议步骤。电子存储器132用于储存数据136，如私人数据。
文件100具有一个接口138，用于与设备124的相应接口138’建立通讯联系140。接口138最好是无线射频识别(RFID)接口，并且包含一根天线112(参照图2所显示的具体实施方式)。
设备124具有一个处理器142，用于执行程序指令134’。通过执行程序指令134’来执行与设备124相关的密码协议步骤。
设备124具有光学接收器144，用于接收从显示设备102发出的机器可读的光学信号122。光学接收器144可以是CCD传感器，它在肉眼不能察觉光谱范围内感应。
另外，设备124还有一个激光126的光学发送器146，用于读取由显示设备产生的显示。它可以是一个灯、一个LED或者一个激光。激光包含肉眼不能察觉光谱范围；最好是把激光限制在肉眼不能察觉光谱范围内，这样文件100就可以通过激光产生作用，但是用户肉眼不可感知。
由于执行程序指令134，处理器130控制驱动器104发送光学信号122，处理器130将光学信号修改成发送的信息，如通过调整振幅、脉冲宽度、相位和/或频率来调制光学信号。光学信号122可以是串联光学信号也可以是并联光学信号。另外，多个光学信号122可以同时或者依次通过显示器102发送。在发送光学信号122时，显示器102的一个或者多个分段(参照图3和图4的分段114、116、118和120)受到控制。
同样，由于执行程序指令134，处理器130可以控制驱动器104，来控制显示器102感知光学信号126。由此所收到的信息可以通过处理器130进一步处理，在此基础上生成一个或者多个其它光学信号120，并通过显示器102发送出去。
文件100和设备124之间的数据传递可以是串联的也可以是并联的。在第一种情况下，根据在显示器102上显示内容的时间性变化来发送信息，第二情况根据在显示器102上显示的信息的局部分辨率来发送信息。为了交换更大的信息量，可以将串联数据传递和并联数据传递结合起来。
显示器102的结构可以是纯平的，如用于发送1字节信息，或者可以是分段显示器、负矩阵显示器或者正矩阵显示器。
文件100必须通过自己的电源来供电，如电池。可以通过接口138进行供电。如在设备124的接口138’的接口138中与电源相连，就可以给与集成电路108、驱动器104和/或显示器102供电。其特别的优势在于，可以保证在整个使用寿命中文件的功能。特别优势在于，如果接口138作为非接触式式接口，就排除了文件过期后腐蚀和接口触点磨损等问题。
储存在文件100的电子存储器132中的数据136可以是私人数据，如姓名、地址、照片、指纹和文件持有人签名等等。这种数据以光学信号122的形式和/或通过接口138从文件100中发出，其前提是成功执行完密码协议。
为了读取数据136，需要设备124的辅助，步骤是：
文件100安装在设备124附近，这样就可以通过接口138连接文件中的电能。这样就可以开始通过处理器130来执行程序指令134。通过执行程序指令134就可以生成识别码，如验证码。通过显示器102对光学信号122进行相应的调整发出识别码，并且在设备124光学接收器器144的辅助下接收。
通过执行程序指令134’，处理器142从接收到的识别码和机密钥匙得到另一个钥匙，它可以用于执行密码协议。在这种方式方法下，就生成对称式或者不对称式密码钥匙，在成功执行密码协议时需要这个钥匙。
在本发明的一具体实施方式中，从识别码和机密钥匙生成一个不对称密码组，它由一个机密钥匙和一个公共钥匙组成。接下来，公共密码钥匙可以由设备124通过其接口138’和通讯联系140或者其光学发送器146作为光学信号126发送给文件100。公共密码钥匙可用于执行接下来的挑战-应答程序。
成功执行完密码协议后，数据136由处理器130从电子存储器132中读出，并且完全或者部分以明码文本的方式显示在显示器102上，和/或作为机器可读的光学信号122和/或通过通讯联系140发送给设备124。
文件100的显示设备102可以根据图10的具体实施方式来设计。在这种情况下，光学接收器144用于4个频道的接收，也就是接收红、绿、蓝光谱范围内的部分图片和肉眼可察觉的光谱范围外的图片，也就是红外(IR)或者紫外(UV)范围的图片。
例如，显示设备102显示一张文件100持有人的护照照片。现有技术中，护照照片48由不同颜色的部分图片组成，如蓝、绿和红光谱范围内的部分图片150、152和154，这在图12中会以不同的灰度值来介绍。
光学接收器144(如CCD照相机)接收这些部分图片，并且以一种熟悉的方式方法组合成护照照片48，这样就可以通过阅读器124的接口显示出来。另外，光学接收器144还接收一张部分照片156，它带有需要保护和/或保密的信息，如密码钥匙、交易号码或者类似的信息。
在这里所提到的情况中，部分图片156包含数据56498739，用户在显示设备102上是看不到的，因为它在肉眼可察觉的光谱范围外。
为了同样也感知部分图片156，光学接收器144可以是红外(IR)感应照相机，如基于Si技术的CCD或者CMOS技术；红外(IR)感应照相机具有相应的长距离过滤器。
如果在紫外(UV)范围内发送机器可读的光学信号122，可以安装CCD或者CMOS照相机。如果射线的能量很高，可以在照相机上涂上变流层。
光学接收器144可以包含4倍射线分配器。每一张所收到的图片都要穿过不同的光学过滤器，得到部分图片150至156。
也可以有另一种方案，光学接收器144只接收肉眼不能察觉光谱范围内的部分图片156，通过显示设备102用户就可以直接用肉眼显示护照照片48的可视部分。
图13显示的是本发明的程序的一具体实施方式的流程图：第200步，通过文件的接口接通电能，如外置书写设备和/或阅读器。接下来第202步，从文件的电子存储器中没有读取感应数据或者读取少量感应数据；第204步，文件的显示设备上发出信息，以一种用户可以感知，不需要其它工具辅助的形式显示，如明码文本。
第200后，另外还要执行第206步，文件的显示设备为了接收光学信号受外置设备的控制。在外置设备通过光学信号接收到的信息的基础上在第208步开始密码协议。另一种方案或者额外的，阅读器通过接口138接收信号，在接收到的信号的基础上开始密码协议。
成功执行完密码协议后，第210步从文件的电子存储器中读取感应数据，如指纹。并且生成相应的机器可读的光学信号，在第212步通过显示设备的相应控制，由外围设备接收肉眼不能察觉光谱范围内发出的信号。
在另一具体实施方式中，首先通过文件的接口接通电源，并且建立与阅读器的处理器之间的联系。在光学执行完密码协议后，发出肉眼不能察觉光谱范围内的显示元素上的信息。
附图标记清单
1      反射器
1’    发射器
2      偏光器
3      基体
4      薄膜层
5      电极
5’    分电极
5”    分电极
5’”  分电极
5””  分电极
6      基体
7      偏光器
8      过滤器
8’    过滤器
8”    过滤器
8’”  过滤器
8””  过滤器
10     电极
12     电极
13     微球体
14     显示元件
15     显示元件
16     分电极
17     流体
18     颗粒
100    文件
101    嵌体
102    显示设备
103    封面
104    驱动器
105    背面
106    数据线
108    集成电路
109    开口
110    模块
112    天线
114    分段
116    分段
118    分段
120    分段
122    光学信号
124    设备
126    射线
128    辐射源
130    处理器
132    存储器
134    程序指令
134’  程序指令
136    数据
138    接口
140    通讯连接
142    处理器
144    接收器
146    发送器
148    护照图片
150    部分图片
152    部分图片
154    部分图片
156    部分图片

Claims (16)

1.一种带有显示设备（102）的文件装置，该显示设备能在视觉可觉察的光谱范围内实现图像再现；其中，所述的显示设备如此设计，其能作为光学发送器（102），发送至少一个在视觉不能觉察的光谱范围内机器可读的光学信号；所述的显示设备具有像素 (158)，而且在至少一部分的所述像素中每个具有子像素(5’’’’、8’’’’)，以发送一个或多个在视觉不能觉察的光谱范围内机器可读的光学信号。
2.如权利要求1所述的文件装置，其中，其进一步设置有过滤器(8、8’’’’)，以使得在视觉不能觉察的光谱范围内的辐射通过。
3.一种带有显示设备（102）的文件装置，该显示设备能在视觉可觉察的光谱范围内实现图像再现；其中，所述的显示设备如此设计，其能作为光学发送器（102），发送至少一个在视觉不能觉察的光谱范围内机器可读的光学信号；所述的显示设备具有第一显示元件(14)和第二显示元件(15)，其在视觉可觉察的光谱范围内显示基本上相同的颜色，而且只有所述的第一显示元件在视觉不能觉察的光谱范围内起吸收作用。
4.如权利要求3所述的文件装置，其进一步设有第三显示元件 (15)，该显示元件具有另一种颜色。
5.一种带有显示设备（102）的文件装置，该显示设备能在视觉可觉察的光谱范围内实现图像再现；其中，所述的显示设备如此设计，其能作为光学发送器（102），发送至少一个在视觉不能觉察的光谱范围内机器可读的光学信号；所述的显示设备具有显示元件 (14)，该显示元件在视觉不能觉察的光谱范围内起吸收作用，而且其位于流体 (17) 中，该流体在视觉不能觉察的光谱范围内是透明的。
6.如权利要求1-5之一所述的文件装置，其中，所述的光学发送器如此设计，其能发射在红外和/或紫外光谱范围内的光学信号。
7.如权利要求1-5之一所述的文件装置，其中，所述的文件装置具有文件本体（101、103、105），所述的显示设备整合于所述的文件本体中。
8.如权利要求1-5之一所述的文件装置，其中，所述的显示设备是LED显示器、LCD显示器、双稳态显示器、和/或半双稳态显示器。
9.如权利要求8所述的文件装置，其中，所述的显示设备是电泳显示器或者转动元件显示器。
10.如权利要求8所述的文件装置，其中，所述的显示设备是电色显示器。
11.如权利要求1-5之一所述的文件装置，其中，所述的显示设备是发射型的、反射型的或透射型的。
12.如权利要求1-5之一所述的文件装置，其中，所述的文件装置是一种有价文件或安全文件。
13.如权利要求12所述的文件装置，其中，所述的文件装置是一种证明文件。
14.如权利要求13所述的文件装置，其中，所述的文件装置是身份证、旅行护照、签证、公司证明、信用卡、驾驶执照、或权利证明。
15.一种用于如权利要求1-14之一所述文件装置(100)的通讯方法，其中，数据发送是通过所述文件装置的光学发送器(102)发送在视觉不能觉察的光谱范围内机器可读的光学信号而实现的。
16.如权利要求15所述的方法，其中，利用所述的光学信号，接受用于执行密码协议的信息。
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