JP2010515985A - 光送信器を備える文書 - Google Patents

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Abstract

本発明は、視覚的に知覚可能なスペクトル領域における画像再生のための表示装置１０２を備える文書に関し、表示装置は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の少なくとも１つの機械可読光信号を出力する光送信器１０２として形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、文書、特に重要文書又はセキュリティ文書と、このような文書のための読み取り装置と、通信方法とに関する。
集積電子回路を備える文書自体は、現行の技術水準から様々な形態で既知である。例えばこのような文書は、主に紙ベースの形態で、例えば電子パスポートとして又はチップカード、特にいわゆるスマートカードとして、接触型、非接触型、又はデュアルインタフェース型に実装されて存在している。
特に、このような文書のための様々な無線検出システムが現行の技術水準から既知であり、これらのシステムは無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムとも呼ばれる。既知のＲＦＩＤシステムは概して、少なくとも１つのトランスポンダ及び送受信装置を備える。トランスポンダは、ＲＦＩＤマーカ、ＲＦＩＤチップ、ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤラベル、又は無線マーカとも呼ばれる。送受信装置は、読み取り装置又はリーダとも呼ばれる。さらに、多くの場合、サーバ、サービス、及び、例えばレジシステム又は在庫管理システムのような他のシステムと、いわゆるミドルウェアを介して統合することが意図されている。
ＲＦＩＤトランスポンダ上に記録されているデータは無線波を介して使用可能になる。これは、周波数が低い場合は近傍界を介して誘導的に生じ、周波数が高い場合は遠方電磁界を介して生じる。ＲＦＩＤトランスポンダに対して要求及び読み取りを行うことができる距離は、実装（パッシブ／アクティブ）、利用される周波数帯域、送信強度、及び他の環境の影響に起因して、数センチメートル〜１キロメートルを超える長さの間で変動する。
ＲＦＩＤトランスポンダは通常、キャリア若しくはハウジング内に収容されているか又は基板上に印刷されているマイクロチップ及びアンテナを備える。アクティブＲＦＩＤトランスポンダは、パッシブトランスポンダとは異なり、さらに例えば蓄電池のようなエネルギー源を使用する。
ＲＦＩＤトランスポンダは、例えば電子財布を実現するために又は電子チケット発行のために、特にチップカード内で様々な文書に使用可能である。さらに、これらのＲＦＩＤトランスポンダは、例えば重要文書及びセキュリティ文書、特に紙幣及び証明書のような紙又はプラスチックに一体化される。
特許文献１から、例えば、積層プラスチック及び／又は射出成形プラスチックから成る身分証明セキュリティカードが既知であり、このカードは、ＲＦＩＤ方式を実施するためのアンテナを備える集積回路を備える。さらに、特許文献２から、例えばパスポートのような、トランスポンダ装置を備えるブック型セキュリティ文書が既知である。
このようなセキュリティ文書又は重要文書は、現行の技術水準においては部分的にチップカードとして実現される。例えば特許文献３、特許文献４、及び特許文献５から既知であるように、チップカードは、一体化されている表示装置を備えることができる。
例えば特許文献５及び特許文献３から、ディスプレイを備える柔軟なカードが既知である。しかし、これらのカードは１つのみの表示要素しか有しない。さらに、特許文献６から電子ペーパが既知であり、この電子ペーパによって再度使用可能な用紙が形成される。
さらに、AU Optronics社によって両面ＯＬＥＤディスプレイが紹介されており、このディスプレイは、前面及び背面上で互いから独立して２つのカラー画像を表示することができる。このようなディスプレイは、携帯電話において使用されるように意図されている。特許文献７から、マイクロスフィア又はマイクロカップを有する電気泳動ディスプレイが既知である。
重要文書又はセキュリティ文書は、接触型インタフェース若しくは非接触型インタフェース、例えばＲＦＩＤインタフェース、又は、チップカード端末との有線通信も無線通信も可能にするインタフェースを備えることができる。後者の場合、いわゆるデュアルインタフェースチップカードという用語も使用される。チップカード通信のプロトコル及び方式は例えば規格ＩＳＯ １４４４３において定義されている。
ＲＦＩＤ機能を有するこのような文書の欠点は、文書が例えば文書の所持者の財布内に存在する場合に、文書の所持者の了承なしにＲＦＩＤインタフェースに対して要求が行われる可能性があるということである。そのような文書からデータを無許可で読み出すことからの保護のための旅券用保護メカニズムは「基本アクセス制御」として既知であり、これに関しては、非特許文献１を参照されたい。
さらに、現行の技術水準から、暗号保護下のデータを電子的に記憶する方法が既知である。保護される記憶装置の、過去２０年間において大幅に普及した形態は電子チップカードであり、電子チップカードはＩＳＯ７８１６によってパート１からパート４まで規格化されている。チップカード技術の用途分野には機械可読旅券の導入が含まれており、この導入によって、特に世界規模の航空における乗客管理の安全性及び効率が向上することが見込まれる。
出願時には公開されていない、同一出願人による特許文献８から、視覚的に知覚可能な光領域内にあるが、人の目が残像性を有するためにその繰り返し周波数に起因して知覚可能ではない光信号を出力する表示装置を備える重要文書又はセキュリティ文書が既知である。
特許文献９から、情報を光学的に表示することができるＬＣＤディスプレイを備える非接触データキャリアが既知である。情報は、ランダムに発生したデータ構造も含み得る（特許文献９の段落００１０を参照されたい）。ランダムに発生したデータ構造の通常のＬＣＤディスプレイ上での表示は、ユーザがはっきりと視認することができ、容易に視覚的に知覚可能である。これは非接触データキャリアの追跡及びデータの探知を容易にする。
独国実用新案第２０１ ００ １５８号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００４ ００８ ８４１号明細書 欧州特許第０９２０６７５号明細書 国際公開第２００４／０８０１００号パンフレット 米国特許第６，０１９，２８４号明細書 米国特許第６，３４０，９６５号明細書 国際公開第０３／００９０５９号パンフレット 独国特許出願第１０ ２００６ ０３１ ４２２号明細書 独国特許出願公開第１０３ １７ ２５７号明細書
「Machine Readable Travel Document」（Technical Report, PKI for Machine Readable Travel Documents Offering ICC Read-Only Access, Version 1.1, Oktober 01, 2004, International Civil Aviation Organisation (ICAO) (http://www.icao.int/mrtd/download/documents/TR-PKI%20mrtds%20ICC%20readonly%20access%20v1_1.pdf））
本発明が基づく複数の課題はそれぞれ、独立請求項の特徴によって解決される。本発明の好ましい実施の形態は、従属請求項において提示されている。
本発明によれば、人の目が視覚的に知覚することができないスペクトル領域内の少なくとも１つの機械可読光信号を出力する光送信器を備える文書、特に重要文書又はセキュリティ文書が作成される。
したがって、本発明は、例えば暗号鍵、暗号化及び／又は署名された情報、トランザクション番号、バーコード、有効期限、資格情報、パーソナライゼーションデータ等のような様々な種類のデータを重要文書又はセキュリティ文書から光学的に出力することを可能にし、詳細には、これが同時に補助技術を必要とすることなくユーザが視覚的に知覚可能であるように出力することを可能にする。
本発明によれば、これによって、既知の重要文書又はセキュリティ文書に対する代替の文書が作成される。信号出力が無線波を介して行われる既知の重要文書又はセキュリティ文書と比べて、本発明の実施の形態は、重要文書又はセキュリティ文書からのデータ出力を気付かれずに、文書の所持者の同意なしに行うことができないという利点を有する。これは、文書が例えば文書の所持者の財布外にある場合にのみ可能な、読み取り装置との光接続が確立可能でなければならないためである。これは特に、機械可読渡航文書（Machine Readable Travel Document（ＭＲＴＤ））のように規格化された方法によって保護されていない文書にとって有利である。
光送信器は、本発明によれば表示装置によって実現される。表示装置は、視覚的に知覚可能な光領域における画像再生に加えて、視覚的に知覚可能でない光領域内の機械可読光信号を出力することができるように形成されている。
「画像再生」とはここでは、様々なデータ、特に、例えば文書の所持者の顔画像の画像データのような画像データ、テキスト情報、及び／又はバーコード等の再生と理解される。ユーザが視覚的に知覚することができるこのような画像再生の他に、表示装置は、ユーザが視覚的に知覚することができない光信号を出力する。この信号の出力はしたがって、ユーザ及び潜在的な偽造者には隠されており、これは、文書の追跡、及び信号によって伝送されるデータの探知を困難にする。
本発明の実施の形態はさらに、偽造に対する安全性及び改竄に対する安全性の向上という点で現行の技術水準よりも有利である。すなわち、ユーザが視覚的に捉えることができない機械可読光信号を出力する表示装置を備える、実装された重要文書又はセキュリティ文書が、偽造者によってコピー可能又は改竄可能であることはほとんどない。
本発明の１つの実施の形態によれば、光送信器は、赤外線（ＩＲ）スペクトル領域及び／又は紫外線（ＵＶ）スペクトル領域内で放射を行うように形成されている。例えば、光送信器は、１つ又は複数のＩＲ発光ダイオード（ＬＥＤ）及び／又はＵＶ発光ダイオードを含む。
本発明の１つの実施の形態によれば、文書は、紙ベース且つ／又はプラスチックベースとすることができる文書本体を有する。文書の表示装置は文書本体に一体化されている。
表示装置は、セグメント化された表示装置、例えば、個々のセグメントを駆動するために、個々のディスプレイセグメントの直接電気アドレス指定が可能な、特にワード線及びビット線を備える表示装置とすることができる。さらなる１つの実施の形態によれば、表示装置は、セグメントディスプレイ、アクティブマトリクス、又はパッシブマトリクスである。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は、ＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、エレクトロウェッティング効果に基づくディスプレイ、双安定ディスプレイ、特に電気泳動ディスプレイ若しくは回転要素（Drehelement: rotating element）ディスプレイ、又は、例えばエレクトロクロミックディスプレイのような準双安定（semi-bistabil: semi-bistable）ディスプレイである。
本発明の１つの実施の形態によれば、文書は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の放射を通過させる、表示装置の前方に配置されているフィルタを有する。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は反射型又は透過型に形成されている。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は、視覚的に知覚可能なスペクトル領域内で同じ色を有する第１の表示要素及び第２の表示要素を有する。第１の表示要素のみが、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で吸収効果を有する。第２の表示要素は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で、例えば透明効果又は反射効果を有することができ、その結果、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で、光センサによって捕捉可能なコントラストが生じる。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は、第１の表示要素及び第２の表示要素の他に、視覚的に知覚可能なスペクトル領域内で第１の表示要素及び第２の表示要素の色とは別の色を有する第３の表示要素を有する。様々な色を有する表示要素に基づいて、このような表示装置は、視覚的に知覚可能なスペクトル領域内の視覚的に且つ認知的にも捉えることができる表示を可能にする。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で吸収効果を有する表示要素を含む。これらの表示要素は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で吸収効果を有するのではなく実質的に透明である液体内に存在する。表示要素の駆動によって視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内でコントラストを生成することができ、このコントラストは光センサによって捕捉可能である。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は複数のピクセルを備える。ピクセルの少なくとも一部はそれぞれ、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の機械可読光信号を出力するためのさらなるサブピクセルを有する。例えば、各ピクセルは、赤、緑、及び、青の色のための通常の３つのサブピクセルではなく、例えばＩＲ領域又はＵＶ領域内の機械可読光信号を出力するためのさらなるサブピクセルを有する。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は、機械可読光信号の出力の他に、ユーザが視覚的にのみ又は認知的にも捉えるようにデータを表示するように形成されている。したがって、例えば表示装置上にデータが平文で表示され、当該データをユーザは視覚的に捉えて容易に理解することができる。
本発明の１つの実施の形態によれば、機械可読光信号のうちの１つ又は複数を出力する表示装置は、シリアルデータ伝送及び／又はパラレルデータ伝送のために形成されている。ここで、光信号の変調は、例えば振幅変調、パルス幅変調、位相変調、及び／又は周波数変調によって行われる。
本発明の１つの実施の形態によれば、重要文書又はセキュリティ文書は表示装置のための駆動回路を有し、この駆動回路は駆動装置として、機械可読光信号を出力するために且つ／又はデータを表示するために表示装置を駆動するのに用いられる。
本発明の１つの実施の形態によれば、重要文書又はセキュリティ文書は、表示装置を駆動すると共に機械可読光信号を変調する集積電子回路を有する。特に、この集積電子回路は、重要文書又はセキュリティ文書のデータ記憶装置にアクセスするのに用いられ、それによって、このデータ記憶装置から読み出されたデータ又はこれらのデータに基づいて生成されたさらなるデータが、機械可読光信号の形態で且つ／又は平文で表示装置を介して出力される。
本発明の１つの実施の形態によれば、重要文書又はセキュリティ文書は、暗号プロトコルを実施する集積電子回路を有し、機械可読光信号の出力及び／又は表示装置上におけるデータの表示は先行して行われる暗号プロトコルの実施に依存する。これによって、表示装置を介する出力及び表示のそれぞれが、対応する資格が存在する場合にのみ行われることが保証される。
本発明の１つの実施の形態によれば、暗号プロトコルの実施に使用される情報は、表示装置を通じて送信される。この情報は、識別子、暗号文、暗号鍵等とすることができる。例えば、この情報に基づいてチャレンジ・レスポンス方式等が実施される。
本発明の１つの実施の形態によれば、文書は、証明書、特に身分証明書、パスポート、査証又は社員証、クレジットカード、運転免許証、資格証明書等である。
本発明の１つの実施の形態によれば、紙ベースの文書又はチップカードが考慮される。
本発明の１つの実施の形態によれば、重要文書又はセキュリティ文書は、表示装置、集積電子回路、及び／又は駆動回路にエネルギー供給するための、且つ／又は読み取り装置と通信するためのインタフェースを有する。インタフェースは、接触型インタフェース又は非接触型インタフェース、特にＲＦＩＤインタフェースとして形成することができる。さらに、インタフェースは、いわゆるデュアルモードインタフェースとして形成することもできる。インタフェースは、電気結合方法、容量結合方法、誘導結合方法、磁気結合方法、光結合方法、又は別の物理的結合方法に基づくことができる。アンテナを介する非接触型結合のために、これは、例えばコイル、双極子として又は容量性平面（kapazitiven Flaechen: capacitive planes）の形態で形成することができる。
例えばインタフェースは、外部の書き込み及び／又は読み取り装置から電気エネルギーを供給するためのアンテナ、特にＲＦＩＤアンテナを有する。しかし、代替的に又は付加的に、重要文書又はセキュリティ文書は、例えば蓄電池、フォトセル等のような一体化されたエネルギー供給装置を使用することもできる。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は、経時的に変化する情報を機械可読信号の形態で表示及び／又は出力するように駆動される。ここでこの情報は、時間及び／又は日付に応じて変化する情報、又は周期的に変化する情報とすることができる。
さらなる一態様では、本発明は重要文書又はセキュリティ文書のための通信方法に関し、機械可読光信号の出力によるデータ出力は重要文書又はセキュリティ文書の光送信器を介して行われ、機械可読光信号は、人の目が視覚的に知覚することができないスペクトル領域内にある。
本発明の１つの実施の形態によれば、表示装置は、機械可読光信号の出力の他に、ユーザによって認知的に捉えられるデータを表示する、すなわち例えば平文で表示するのにも用いられる。
さらなる一態様において、本発明は、本発明による重要文書又はセキュリティ文書のための読み取り装置に関する。読み取り装置は、重要文書又はセキュリティ文書の機械可読光信号を受信するように形成されている。
以下において、本発明の実施例を図面を参照してより詳細に説明する。
本発明による文書の第１の実施形態の概略展開図である。 本発明による文書のさらなる１つの実施形態の平面図である。 透過型表示装置又は発光型表示装置を備える、本発明による文書の１つの実施形態の概略断面図である。 反射型表示装置を備える、本発明による文書の１つの実施形態の概略断面図である。 モノクロ液晶ディスプレイに基づく、本発明による表示装置の１つの実施形態の概略展開図である。 本発明による透過型表示装置の１つの実施形態の概略展開図である。 本発明による電気泳動表示装置の概略断面図である。 電気泳動ディスプレイに基づく、本発明による表示装置のさらなる１つの実施形態の概略断面図である。 電気泳動ディスプレイに基づく、本発明による表示装置のさらなる１つの実施形態の概略断面図である。 さらなるサブピクセルを有する、本発明による表示装置の１つの実施形態の概略展開図である。 本発明による文書及びこの文書用の読み取り装置の１つの実施形態のブロック図である。 本発明による表示装置によって表示される画像、及び様々なスペクトル領域におけるその部分画像である。 本発明による通信方法の１つの実施形態のフロー図である。
以下の図面の互いに対応する要素は同じ参照符号を付される。
図１は、カード形状に形成されている文書１００を示す。文書１００は、パーソナライゼーション情報を印刷された表側１０３と裏側１０５との間にインレー（Inlay: inlay）１０１を有する。加えて文書１００は、図１では明瞭さのために図示されていないさらなる層を備えることができる。
表側１０３上には、例えば文書１００の所持者の名前、性別、国籍等のようなパーソナライゼーション情報が印刷されている。さらに、文書１００は例えば線印刷等のような安全のための特徴を有することができる。
図１は文書１００の１つの実施形態を示す。この実施形態では、送信器、すなわち表示装置１０２が表側１０３内に一体化されている。このために、表側１０３は、表示装置１０２を収容するのに用いられる対応する開口１０９を有する。表示装置１０２は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の機械可読信号の出力の他に、視覚的に且つまた場合によっては認知的に捉えることが可能な光信号を出力するようにも形成されている。この光信号は、補助技術を必要とすることなく人のユーザが視覚的に知覚可能且つ解釈可能である。
図２は、本発明による文書１００の１つの実施形態を示す。文書１００は、例えば証明書、特に身分証明書、パスポート、査証又は社員証、クレジットカード、運転免許証、資格証明書等のような重要文書又はセキュリティ文書である。
ここで考察される実施形態では、文書１００は、例えば光発光−消光ディスプレイ（Photolumineszenz-Loeschungsanzeige: photoluminescence-quenching display）、電気泳動ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＬＥＤディスプレイ、特に無機ＬＥＤ若しくは有機ＬＥＤディスプレイ（ＯＬＥＤ）、回転要素ディスプレイ、棒グラフディスプレイ、又はエレクトロウェッティング効果に基づくディスプレイ、又は例えばCitala社（http:www.citala.com）から発売されているフレキシブルディスプレイのようなフレキシブルディスプレイ、又はハイブリッドディスプレイのような、単一の表示装置１０２を有する。ハイブリッドディスプレイは、様々なディスプレイの組み合わせであるディスプレイである。好ましくは、フレキシブルディスプレイが使用される。
表示装置１０２の駆動には駆動装置１０４が用いられる。駆動装置１０４は、データ線１０６を介して集積電子回路１０８と接続している。駆動装置１０４は、集積電子回路１０８の一体化される構成部分を形成することもできる。
集積電子回路１０８は、いわゆるモジュール１１０、特にチップカードモジュール内に存在することができる。モジュール１１０によって、集積回路１０８との通信のための接触型若しくは非接触型のインタフェース又はデュアルインタフェース型インタフェースが形成される。
文書１００はさらに、１つ又は複数のアンテナ１１２を備えることができる。アンテナ１１２はモジュール１１０に接続している。アンテナ１１２は、集積回路１０８、駆動装置１０４、及び／又は表示装置１０２のエネルギー供給に用いることができる。このために、外部装置から電気エネルギーがアンテナ１１２を用いて供給される。代替的に又は付加的に、アンテナ１１２は、例えばＲＦＩＤ方式によって外部装置との無線通信に用いられる。
集積電子回路１０８は、データ線１０６を介して駆動装置１０４に伝送される制御信号を生成する。この制御信号によって、駆動装置１０４は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の機械可読光信号が表示装置１０２を介して出力されるように駆動される。
例えば、表示装置１０２は、セグメントディスプレイ又はマトリクスディスプレイとして形成されている。この場合、機械可読光信号の出力は、例えば表示要素のうちの１つ又は複数を駆動装置１０４によって駆動することによって行われる。表示装置１０２を介して出力される光信号は、駆動装置１０４の対応する駆動に基づいて集積電子回路１０８によって、例えば振幅変調、パルス幅変調、位相変調、及び／又は周波数変調を通じて、情報で変調されている。
光信号が例えばＩＲ領域又はＵＶ領域内の搬送波周波数を有する場合、この光信号をユーザが知覚することはできない。文書１００の実施形態は付加的に、ユーザによって視覚的に捉えることができる形態、例えば２Ｄバーコード等の形態における機械可読光信号の出力、詳細には文書１００の表示装置１０２上での出力を可能にする。しかしながら、この場合においても、光信号をユーザが認知的に捉えることはできない。これは、この光信号が、機械のみによって評価されてさらに処理されることが意図されているためである。しかし、機械可読光信号に加えて、視覚的且つ認知的にユーザが捉えることができる信号を表示装置１０２から出力することもできる。
特に、表示装置１０２を介して、例えば暗号鍵、暗号化及び／又は署名された情報、トランザクション番号、資格情報、パーソナライゼーションデータ、バイオメトリックデータ等のような機密情報を機械可読光信号の形態で出力することができる。
付加的に、これらの情報は、完全に又は部分的に、集積電子回路１０８によって駆動装置１０４を対応して駆動することによって、表示装置１０２上に平文で表示することもできる。さらに、所定の情報を機械可読光信号の形態でのみ、また他の情報を平文でのみ表示装置１０２を介して出力することが可能である。
アンテナ１１２の代替として又はアンテナ１１２に加えて、文書１００は、例えば蓄電池又は太陽電池のような内部エネルギー源を使用することができる。さらなる１つの実施形態では、文書は、エネルギーを使用する際に用いられる接触型インタフェースを使用することができる。この接触型インタフェースは、アンテナ１１２を介する外部のエネルギー供給のために、これは、例えばコイル、双極子として又は容量性平面の形態で形成することができる。アンテナ１１２は、例えば表示装置１０２及び／若しくは集積電子回路１０８及び／若しくは駆動装置１０４のエネルギー供給のためにのみ使用することができるか、又は代替的に若しくは付加的に、外部装置からのデータの送信及び／又は受信のための通信接続、特にＲＦＩＤ通信接続の構築のためにも使用することができる。
図３は、本発明による文書１００の１つの実施形態の概略断面図を示す。この実施形態では、表示装置１０２は、複数の表示素子、すなわちセグメント１１４、１１６、１１８、及び１２０に分割されている、すなわちセグメント／アクティブ又はパッシブマトリクスディスプレイである。セグメント１１４〜１２０のうちの１つ又は複数は、機械可読光信号１２２を出力するように、集積電子回路１０８によって駆動装置１０４を介して駆動され、この信号は外部装置１２４によって受信される。ここでは読み取り装置として形成されている装置１２４は、光信号１２２を復調し、それによって、この信号内で受信された情報を得る。これらの情報は、例えば制御目的のために装置１２４によって機械的にさらに処理及び／又は出力される。
例えば、セグメントのうちの少なくとも１つは、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の機械可読光信号１２２を放射するように形成されている。これに対して、他のセグメントは、視覚的に捉えることができるさらなる光信号を放射するように形成されている。
図３の表示装置１０２の１つの実施形態は、光の不可視領域内の背景光を有する透過型ディスプレイである。
図４は代替の１つの実施形態を示す。この実施形態では、表示装置は反射性を有するように形成されている。この場合、装置１２４は光学読み取り光線１２６を生成し、それによって、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で表示装置１０２によって出力される信号を捕捉する。
図５は、赤外線フィルタ（ＩＲフィルタ）８を備えるモノクロ液晶ＬＣディスプレイに基づく、本発明による表示装置１０２の１つの実施形態を示す。表示装置１０２は反射器１を有する。この反射器の前方に第１の偏光方向の偏光器２が配置されている。偏光器２には、透明背後電極を備える基板３が続く。基板３に続いて液晶層４があり、この液晶層に続いて構造化電極５がある。
図５に示されている実施形態では、構造化電極５は８つの駆動可能な部分電極を含み、これらの部分電極は表示装置１０２の対応する画像点、いわゆるピクセルに対応する。電極５に続いて透明基板６があり、透明基板には第２の偏光方向の偏光器７が続き、この第２の偏光方向は偏光器２の第１の偏光方向に対して実質的に垂直である。偏光器７にはフィルタ８が続き、このフィルタは実質的にＩＲ放射のみに対して透明である。フィルタ８は表示装置１０２の一体型構成要素とすることができる。フィルタ８は、例えば図１の実施形態における文書１００の表側３の部分領域１０７におけるように、文書１００の層のうちの１つにおいて実現することができる。
図５に示されている反射実施形態の代わりに、図６に示されているように、ＬＣＤ技術に基づいて表示装置１０２を透過性に設計することができる。この実施形態では反射器１の代わりに、例えばＩＲ放射を放出する放出体１'が使用されている。
さらなる１つの実施形態によれば、表示装置１０２は、ＩＲ−ＬＥＤに基づくＬＥＤディスプレイとして形成されており、好ましくは、７００ｎｍ〜３０００ｎｍ、特に好ましくは７００ｎｍ〜１１００ｎｍ、特に７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの範囲内の発光を有する。この場合、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤも、ハイブリッドＬＥＤも使用することができる。
さらなる１つの実施形態によれば、表示装置１０２は、ＵＶ−ＬＥＤに基づいて形成されている。好ましくは、発光は、１９０ｎｍ〜４００ｎｍ、特に好ましくは２５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内になる。この場合、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤも、ハイブリッドＬＥＤも使用することができる。
さらなる１つの実施形態によれば、表示装置１０２は、双安定表示装置として形成されており、例えば回転要素ディスプレイとして、又は電気泳動ディスプレイとして、特にいわゆる電子ペーパ、例えばＥ−Ｉｎｋベースの電子ペーパとして形成されている。
このような表示装置は例えば、可視スペクトル領域内で同じ色を有すると共に、可視スペクトル領域外でコントラストを生成することができる回転要素を有する。この場合、例えばＩＲ吸収回転要素及びＩＲ透明回転要素又はＩＲ反射回転要素が回転要素ディスプレイ内に存在する。ＩＲ透明回転要素又はＩＲ反射回転要素も、ＩＲ吸収回転要素も可視領域内で実質的に吸収性を有することができる、すなわち黒の色を有することができる。このような双安定ディスプレイは特に、スイッチング事象のためにのみエネルギーが必要とされるという利点を有する。ここで、情報は、エネルギー供給をオフにした後でも依然として表示される。
図７は、Ｅ−Ｉｎｋ技術に基づく電気泳動ディスプレイを備える表示装置１０２の１つの実施形態を示す。表示装置１０２は自身の表側において透明電極１０を有し、この透明電極は、例えばＩＲ領域において又はさらには可視領域においても透明である。さらに、表示装置１０２は、部分電極１６を備える構造化背後電極１２を有し、これらの部分電極は、電極１０と電極１２との間にあるマイクロスフィア１３を駆動するように形成されている。マイクロスフィア１３は、代替的にマイクロカップとしても形成することができる。
マイクロスフィア１３のそれぞれの内部には、ＩＲ吸収粒子１４及び非ＩＲ吸収粒子１５がある。粒子１４及び１５は、どの電位が関連する部分電極１６に印加されるかに応じて、それぞれのマイクロスフィア１３の内部で、電極１０への方向又は電極１２への方向のいずれかへと動くことができる。ＩＲ吸収粒子１４は、例えば煤色の粒子とすることができる。
粒子１５は、ＣＭＹの対応する混色によって染められて、実質的に粒子１４と同じ色を有する。したがって、粒子１４も粒子１５も可視光においては実質的に黒に見え、一方、ＩＲ光による照射の場合では、粒子１４のみがＩＲ吸収性を有し、これに対して粒子１５がＩＲに対して透明であることによってコントラストが生じる。
図８は、電気泳動表示装置１０２の、図７に対する代替の実施形態を示す。この電気泳動表示装置は、マイクロスフィア１３の内部で非ＩＲ吸収液体１７内に存在するＩＲ吸収粒子１４を有する。液体１７の内部では、粒子１４は、それぞれの部分電極１６に印加される電位に応じて、すなわち電極１０への方向又は電極１２への方向のいずれかへと動くことができる。電極１０を通じて表示装置１０２をＩＲ光によって照射する場合、マイクロスフィア１３内での粒子１４の異なる配置に基づくコントラスト差を検出することができる。
さらなる１つの実施形態では、粒子１４は非ＩＲ吸収性を有し、液体１７はこれに対してＩＲ吸収性を有する。
図９は、図８の電気泳動表示装置１０２のさらなる一構成を示す。この実施形態では、マイクロスフィア１３はさらに粒子１８を含み、当該粒子は、粒子１４及び１５とは別の色を有し、同様に部分電極１６の駆動によってそれぞれのマイクロスフィア１３の内部で電極１０と電極１２との間で動くことができる。例えば、一方では粒子１８が、他方では粒子１４、１５が反対の電荷を有し、その結果、部分電極１６の駆動に応じて粒子１８又は粒子１４及び１５のいずれかがマイクロスフィア１３内部でグループ化する。一方の粒子１４、１５と他方の粒子１８とが異なる色を有することに基づいて、各スイッチング事象において、表示装置１０２によって表示される別のパターンが生じ、それによって、表示装置１０２の機能及び様々な色の粒子の存在をユーザが視覚的に確証することはできないが、機械が確証することができるようになる。
図１０は、図５による表示装置１０２の実施形態のさらなる一構成を示す。この実施形態は、さらなるサブピクセルを有するカラーＬＣディスプレイである。これは、カラーＬＣディスプレイでは通常、各ピクセルは３つのサブピクセルによって形成されているためであり、これらのサブピクセルは例えば青、緑、及び赤の色のためのサブピクセルである。ここで考察される実施形態では、各ピクセルは、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域において機械可読信号を放射するためのさらなるサブピクセルを有する。
例えば、表示装置１０２のピクセル１５８は部分電極５'、５''、５'''、及び５''''によって形成され、これらの部分電極は青、緑、赤、及びＩＲのスペクトル成分に対応する。これらの部分電極の前方には対応するカラーフィルタ８'、８''、８'''、８''''があり、これらのカラーフィルタは、赤色光、緑色光、青色光、及びＩＲ光をそれぞれ通過させる。フィルタ８''''は、例えばロングパスフィルタとすることができる。図１１の実施形態と同様に、ピクセルごとに４つのサブピクセルを有するカラーＬＥＤディスプレイも実現することができる。
図１１は、プロセッサ１３０と電子記憶装置１３２とを備える文書１００の１つの実施形態を示す。プロセッサ１３０及び記憶装置１３２は、集積電子回路１０８として実現することができる。駆動装置１０４も、集積電子回路１０８の一部として実現することができる。プロセッサ１３０はプログラム命令１３４を実施するのに用いられる。プログラム命令１３４の実施は、文書１００に関連する、暗号プロトコルのステップを含むことができる。電子記憶装置１３２は、例えばパーソナライゼーションデータのようなデータ１３６を記憶するのに用いられる。
文書１００は、装置１２４の対応するインタフェース１３８'との通信接続１４０を構築するためのインタフェース１３８を有する。インタフェース１３８は好ましくはＲＦＩＤインタフェースとして形成されており、アンテナ１１２を備える（図２の実施形態を参照されたい）。
装置１２４はプログラム命令１３４'を実施するプロセッサ１４２を有する。プログラム命令１３４'の実施によって、装置１２４に関連する、暗号プロトコルのステップが実施される。
装置１２４は、機械可読光信号１２２を表示装置１０２から受信する光受信器１４４を有する。光受信器１４４は例えば、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域において感応性を有するＣＣＤセンサである。
装置１２４は、表示装置によって生成される表示を読み取るための読み取り光線１２６用の光送信器１４６をさらに有する。これは、例えばランプ、ＬＥＤ、又はレーザとすることができる。読み取り光線は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域を含む。好ましくは、読み取り光線は、文書１００に読み取り光線が入射するという事実をユーザが視覚的に知覚することができないように、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域に制限されている。
プログラム命令１３４の実施に基づいて、プロセッサ１３０は光信号１２２を出力するように駆動装置１０４を駆動する。ここで、プロセッサ１３０は、例えば振幅変調、パルス幅変調、位相変調、及び／又は周波数変調を用いて、出力される情報で光信号を変調する。光信号１２２は、シリアル光信号又はパラレル光信号とすることができる。さらに、複数の光信号１２２を同時に又は時間的に連続してディスプレイ１０２を介して出力することもできる。光信号１２２を出力するとき、ディスプレイ１０２のセグメント（図３及び図４のセグメント１１４、１１６、１１８、及び１２０を参照されたい）のうちの１つ又は複数が駆動される。
同様に、プロセッサ１３０は、プログラム命令１３４の実施に基づいて、光信号１２６の捕捉のためにディスプレイ１０２を駆動するように駆動装置１０４を駆動することができる。これによって得られる情報はプロセッサ１３０によってさらに処理することができ、それによって、これに基づいて例えば１つ又は複数のさらなる光信号１２０が生成され、ディスプレイ１０２を介して出力される。
文書１００と装置１２４との間のデータ伝送は、シリアルでもパラレルでも行うことができる。情報は、シリアルの場合ではディスプレイ１０２上に表示されるコンテンツの経時的変化によって伝送され、パラレルの場合ではディスプレイ１０２上に表示される情報の空間分解によって伝送される。より多いデータ量を交換するために、シリアルデータ伝送及びパラレルデータ伝送を互いに組み合わせることもできる。
ディスプレイ１０２の構成は、例えば１ビットの情報を伝送するのに全面的に行うことができるか、又はディスプレイは、セグメントディスプレイ、パッシブマトリクスディスプレイ、若しくはアクティブマトリクスディスプレイとして形成することができる。
文書１００は、例えば蓄電池のような固有のエネルギー供給源を使用する必要はない。エネルギー供給は、例えばインタフェース１３８を介して行うことができる。例えば装置１２４のインタフェース１３８'からインタフェース１３８内に電気エネルギーが供給され、この電気エネルギーは、集積電子回路１０８、駆動装置１０４、及び／又はディスプレイ１０２の給電に用いられる。これは、文書がその全作動時間にわたって機能することを確実にするために特に有利である。この場合、インタフェース１３８が非接触型インタフェースとして形成されていることが特に有利である。これは、そうすることによって、文書の作動時間にわたるインタフェースの接触の腐食及び損耗の問題も無くなるためである。
電子記憶装置１３２に記憶される、文書１００のデータ１３６は、例えば文書の所持者の名前、住所、顔画像、指紋データ、及び署名のようなパーソナライゼーションデータとすることができる。光信号１２２の形態で且つ／又はインタフェース１３８を介して文書１００からこれらのデータを出力することには、暗号プロトコルの実施を先行して行うという条件を付けることができる。
装置１２４を用いてデータ１３６を読み取るために、例えば以下のように事が運ばれる。
文書１００が装置１２４の近くに運ばれ、その結果、文書に電気エネルギーが文書のインタフェース１３８を介して供給される。これによって、プロセッサ１３０によるプログラム命令１３４の実施が開始する。プログラム命令１３４の実施によって、例えば乱数のような識別子が生成される。識別子は、光信号１２２の対応する変調によってディスプレイ１０２を介して出力され、装置１２４の光受信器１４４を用いて受信される。
この後、プログラム命令１３４'を実施することによって、プロセッサ１４２は、このように受信された識別子及び秘密鍵から、暗号プロトコルの実施に使用されるさらなる鍵が得られるようにする。例えば、このようにして、暗号プロトコルの実施を成功させるために必要な対称鍵又は非対称鍵が生成される。
本発明の１つの実施形態では、例えば識別子及び秘密鍵から、秘密鍵と公開鍵とから成る非対称鍵ペアが生成される。この後、公開鍵は、装置１２４によって、この装置のインタフェース１３８'及び通信接続１４０又はこの装置の光送信器１４６を介して光信号１２６として文書１００に伝送される。この公開鍵は、例えば、続いてチャレンジ・レスポンス方式を実施するために使用される。
暗号プトロコルの実行に成功した後、データ１３６は、プロセッサ１３０によって電子記憶装置１３２から読み出され、全て又は一部がディスプレイ１０２上に平文で表示され、且つ／又は、機械可読光信号１２２として且つ／若しくは通信接続１４０を介して装置１２４に伝送される。
文書１００の表示装置１０２は、例えば図１０の実施形態に従って形成することができる。この場合、光受信器１４４は、４つのチャネル上での受信のために、すなわち、赤、緑、青のスペクトル領域における部分画像、及び視覚的に知覚可能なスペクトル領域外の、例えばすなわちＩＲ領域又はＵＶ領域内のさらなる画像の受信のために形成されている。
例えば、表示装置１０２は文書１００の所持者のパスポート写真１４８を示す。パスポート写真１４８は、現行の技術水準においてそれ自体で通例であるように、様々な色の部分画像から、例えば、図１２において様々なグレー値によって示されている、青、緑、及び赤のスペクトル領域における部分画像１５０、１５２、及び１５４からもたらされる。
これらの部分画像は、光受信器１４４、例えばＣＣＤカメラによって受信され、それ自体で既知である方法で再結合されてパスポート写真１４８となり、その結果、このパスポート写真を読み取り装置１２４のインタフェースを介して表示することができる。加えて、光受信器１４４は、保護すべきであり且つ／又は秘密にしておくべき情報、例えば暗号鍵、トランザクション番号等を有する部分画像１５６を受信する。
ここで考察される事例では、部分画像１５６は情報５６４９８７３９を含み、この情報は、視覚的に捉えることができるスペクトル領域外で放射されるため、ユーザが表示装置１０２上で見ることができない。
部分画像１５６も捕捉するために、光受信器１４４は例えば、例えばＳｉ技術に基づくＣＣＤ技術又はＣＭＯＳ技術のＩＲ感受性カメラとして形成されている。例えば、ＩＲ感受性カメラはこのために、対応するロングパスフィルタを有する。
ＵＶ領域内の機械可読光信号１２２の放射が行われる場合、アナログＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラを使用することができる。エネルギーが非常に高い放射の場合、変換層をこれらのカメラ上に設けることができる。
光受信器１４４は、例えば４重放射分割器（Vierfach-Strahlungsteiler: quadruple radiation divider）を含むことができる。このようにして得られる画像のそれぞれは異なる光学フィルタリングを受け、それによって部分画像１５０〜１５６が得られる。
代替的に、光受信器１４４が不可視スペクトル領域内の部分画像１５６を捕捉するためだけに形成されていることも可能である。これは、ユーザが表示装置１０２を観察することによってパスポート写真１４８の可視成分を直接視覚的に調べることができるためである。
図１３は本発明による方法の１つの実施形態のフロー図を示す。ステップ２００において、例えば外部の書き込み及び／又は読み取り装置から電気エネルギーが文書のインタフェースを介して供給される。この後、ステップ２０２において、文書の電子記憶装置から、機密的でないか又はほとんど機密的でないデータが読み取られ、ステップ２０４において文書の表示装置上に出力される。ここで、例えば平文のような、人のユーザが視覚的且つ認知的に容易に捉えることができる形態で表示が行われる。
ステップ２００の後、さらにステップ２０６が実施され、このステップにおいて、文書の表示装置が光信号を外部装置から受信するように駆動される。ステップ２０８において、外部装置から光信号を介して受信される情報に基づいて、暗号プロトコルが開始される。代替的に又は付加的に、読み取り装置からの信号の受信がインタフェース１３８によって行われ、この信号の受信に基づいて暗号プロトコルが開始される。
暗号プトロコルの実施に成功した後、ステップ２１０において、例えば指紋データのような機密データが文書の電子記憶装置から読み取られて、対応する機械可読光信号が生成される。この信号は、外部装置による受信のために、ステップ２１２において表示装置を対応して駆動することによって視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で出力される。
さらなる１つの実施形態では、まず文書のインタフェースを介してエネルギーが供給され、読み取り装置のプロセッサに対する通信が確立される。暗号プロトコルを任意選択的に実施した後、情報が表示素子上で視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で出力される。
１ 反射器
１' 放出体
２ 偏光器
３ 基板
４ 層
５ 部分電極
５' 部分電極
５'' 部分電極
５''' 部分電極
５'''' 部分電極
６ 基板
７ 偏光器
８ フィルタ
８' フィルタ
８'' フィルタ
８''' フィルタ
８'''' フィルタ
１０ 電極
１２ 電極
１３ マイクロスフィア
１４ 粒子
１５ 粒子
１６ 部分電極
１７ 液体
１８ 粒子
１００ 文書
１０１ インレー
１０２ 表示装置
１０３ 表側
１０４ 駆動装置
１０５ 裏側
１０６ データ線
１０８ 集積電子回路
１０９ 開口
１１０ モジュール
１１２ アンテナ
１１４ セグメント
１１６ セグメント
１１８ セグメント
１２０ セグメント
１２２ 光信号
１２４ 装置
１２６ 読み取り光線
１２８ 放射源
１３０ プロセッサ
１３２ 記憶装置
１３４ プログラム命令
１３４' プログラム命令
１３６ データ
１３８ インタフェース
１４０ 通信接続
１４２ プロセッサ
１４４ 受信器
１４６ 送信器
１４８ パスポート写真
１５０ 部分画像
１５２ 部分画像
１５４ 部分画像
１５６ 部分画像

Claims (16)

  1. 視覚的に知覚可能なスペクトル領域における画像再生のための表示装置（１０２）を備える文書であって、前記表示装置は、視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の少なくとも１つの機械可読光信号を出力する光送信器（１０２）として形成されている、文書。
  2. 前記光送信器は、赤外線（ＩＲ）領域及び／又は紫外線（ＵＶ）領域内の前記光信号を放射するように形成されている、請求項１に記載の文書。
  3. 前記光送信器は１つ又は複数の発光ダイオードを含む、請求項１又は２に記載の文書。
  4. 前記文書は、前記表示装置が一体化されている文書本体（１０１、１０３、１０５）を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の文書。
  5. 前記表示装置は、ＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、双安定ディスプレイ、特に電気泳動ディスプレイ若しくは回転要素ディスプレイ、及び／又は準双安定ディスプレイ、例えばエレクトロクロミックディスプレイである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の文書。
  6. 前記視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の放射を通過させるフィルタ（８、８''''）を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の文書。
  7. 前記表示装置は、発光型、反射型、又は透過型である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の文書。
  8. 前記表示装置は、前記視覚的に知覚可能なスペクトル領域内で実質的に同じ色を有する第１の表示要素（１４）及び第２の表示要素（１５）を有し、前記第１の表示要素のみが前記知覚可能でないスペクトル領域内で吸収効果を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の文書。
  9. 別の色を有する第３の表示要素（１５）を有する、請求項８に記載の文書。
  10. 前記表示装置は、前記視覚的に知覚可能でない領域内で吸収効果を有すると共に液体（１７）内に存在する表示要素（１４）を有し、前記液体は、前記視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内で透明である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の文書。
  11. 前記表示装置はピクセル（１５８）を備え、前記ピクセルの少なくとも一部はそれぞれ、前記視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の前記機械可読光信号又は複数の機械可読光信号を出力するためのサブピクセル（５''''、８''''）を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の文書。
  12. 重要文書又はセキュリティ文書、例えば証明書、特に身分証明書、パスポート、査証又は社員証、クレジットカード、運転免許証、資格証明書等である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の文書。
  13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の文書のための読み取り装置。
  14. 前記光送信器（１０２）のサブピクセルによって放射される前記機械可読光信号又は複数の機械可読光信号を捕捉する手段（１４４）を備える、請求項１３に記載の読み取り装置。
  15. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の文書（１００）のための通信方法であって、前記文書の光送信器（１０２）による視覚的に知覚可能でないスペクトル領域内の機械可読光信号の出力によってデータ出力が行われる、通信方法。
  16. 前記光信号によって、暗号プロトコルの実施に使用される情報が受信される、請求項１５に記載の通信方法。
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