WO2008083921A1 - Dokument mit einem optischen sender - Google Patents

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WO2008083921A1
WO2008083921A1 PCT/EP2007/064502 EP2007064502W WO2008083921A1 WO 2008083921 A1 WO2008083921 A1 WO 2008083921A1 EP 2007064502 W EP2007064502 W EP 2007064502W WO 2008083921 A1 WO2008083921 A1 WO 2008083921A1
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display
display device
optical signal
machine
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PCT/EP2007/064502
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Manfred Paeschke
Malte Pflughoefft
Jörg Fischer
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Bundesdruckerei Gmbh
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    • G02F1/13312—Circuits comprising photodetectors for purposes other than feedback

Definitions

  • the invention relates to a document, in particular a value or security document, a reading device for such a document and a communication method.
  • Documents with an integrated electronic circuit are known from the prior art per se in various forms.
  • documents in predominantly paper-based form, such as an electronic passport, or as a smart card, in particular as a so-called smart card, in contact, contactless or dual-interface design.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • Previously known RFID systems generally include at least one transponder and a transceiver unit.
  • the transponder is also referred to as an RFID tag, RFID chip, RFID tag, RFID tag or radio tag; the transceiver unit is also referred to as a reader or reader.
  • integration with servers, services and other systems, such as cash register systems or merchandise management systems via a so-called middle goods, is often provided.
  • the data stored on an RFID transponder are made available via radio worlds. At low frequencies, this is done inductively via a near field, at higher frequencies via an electromagnetic far field.
  • the distance over which an RFID transponder can be addressed and read varies due to the design (passive / active), the frequency band used, the transmission strength and other environmental influences between a few centimeters and more than one kilometer.
  • An RFID transponder typically includes a microchip and an antenna housed in a carrier or housing or printed on a substrate. Active RFID transponders also have a power source, such as a battery, in contrast to passive transponders.
  • RFID transponders can be used for various documents, in particular in chip cards, for example for the realization of an electronic wallet or for e-ticketing. Of the more valuable, these are integrated into paper or plastic, such as in value and security documents, especially banknotes and identity documents.
  • a ktentrfikations- and security card made of laminated and / or injection-molded plastics, which includes an integrated halter with an antenna for performing an RFID method.
  • a book-like value document such as a passbook, which includes a transponder unit, has also become known.
  • Such security or value documents are realized in the prior art partly as chip cards.
  • Smart cards may have an integrated display device, as known from eg EP 0920675, WO2004 / 080100 and US 6,019,284.
  • the company AU Optronics has also presented a two-sided OLED display that can display two color images independently of each other on its front and back. Such displays are intended for use in mobile phones. From WO 03/009059 A1 an electrophoretic display with microspheres or microcups has become known
  • Security or value documents may be configured with a contact-based or contact-free interface, for example an RFID interface, or with a cut-out stiffener which permits both wired and wireless communication with a chip card terminal.
  • a contact-based or contact-free interface for example an RFID interface
  • a cut-out stiffener which permits both wired and wireless communication with a chip card terminal.
  • Smart card communication protocols and methods are specified, for example, in the ISO 14443 standard.
  • a disadvantage of such RFIO-functional documents is that, without the consent of the document bearer, the RFID interface can be addressed if, for example, the document is in the carrier's wallet.
  • a protection mechanism for travel documents to protect against unauthorized reading of data from such a document is known as "Basic Access Control", cf. "Machine Readable Travel Documenf, Technical Report, PKI for Machine Readable Travel Documents Offering ICC Read-Only Access, Version 1.1, October 01, 2004, International Civil Aviatton Organization (ICAO)
  • a contactless data carrier with an LCD display is known, on which information can be visually displayed.
  • the information can also contain randomly generated data structures (see Section 0010 of DE 103 17257 A1).
  • the display of the randomly generated data structures on a conventional LCD display is obvious to the user and visually perceptible. This facilitates readjustment of the contactless data carrier and spying out the data.
  • a document in particular a value or security document, is provided with an optical transmitter for outputting at least one machine-readable optical signal in a spectral range which is visually imperceptible to the human eye.
  • the invention thus makes it possible.
  • this provides an alternative to previously known value or security documents.
  • embodiments of the invention have the advantage that a data output from the value or security document can not go unnoticed without the consent of the document holder, since an optical connection must be produced with the reader, which is only the case if the document outside eg the wallet of the carrier of the document is located.
  • This is particularly advantageous for those documents which do not like e.g. machine-readable travel documents (MRTDs) are protected by standardized procedures.
  • MRTDs machine-readable travel documents
  • the optical transmitter is implemented according to the invention by a display device.
  • the display device is designed such that, in addition to the image reproduction in a visually perceptible optical region, it can output a machine-readable optical signal in a visually imperceptible optical region.
  • “Rendering” here means the reproduction of various data, in particular image data, such as a face image of the document carrier, textual information, and / or barcodes, etc.
  • image data such as a face image of the document carrier, textual information, and / or barcodes, etc.
  • the Display device emits an optical signal that the user can not visually perceive, so the delivery of this signal remains hidden to the user and a potential counterfeiter, making it difficult to readjust the document and spy on the data transmitted with the signal.
  • Embodiments of the invention are also advantageous in terms of improved counterfeit security and improved security against manipulation over the prior art.
  • the optical transmitter is designed for radiation in an infrared (IR) and / or ultraviolet (UV) spectral range.
  • the optical transmitter includes one or more IR and / or UV light emitting diodes (LEDs).
  • the document has a document body which may be paper and / or plastic based.
  • the display device of the document is integrated in the document body.
  • the display device may be a segmented display device, for example a display device with the possibility of direct electrical addressing of individual display segments, in particular word and bit lines for driving individual segments.
  • the display device is a segment display, an active or passive matrix.
  • the display device is an LED display, LCD display, display based on the Elektrowetting freees, bistable display, in particular an electrophoretic or rotary element display, or a semi-bistable display, such as a electrochromic display.
  • the document has a filter disposed in front of the display device for eliminating radiation in the visually imperceptible spectral region.
  • the display device is designed to be reflective or transmissive.
  • the display device has first and second display elements which have the same color in a visually perceptible spectral range. Only the first display elements are not visually effective in this absorbing perceptible spectral range.
  • the second display elements may, for example, be transparent or reflective in the visually imperceptible spectral range, so that a contrast detectable by an optical sensor results in the visually imperceptible spectral range.
  • the display device in addition to the first and second display elements, has third display elements that have a different color in the visually perceptible spectral range than the color of the first and second display elements. Due to the different colored Anzetgeiata allows such a display device visually and cognitively detectable display in a visually perceptible spectral range.
  • the display device includes display elements that are absorbent in the visually imperceptible spectral region. These display elements are located in a liquid that does not absorb in the visually imperceptible spectral region, but is essentially transparent. By controlling the display elements, a contrast in the visually imperceptible spectral range can be generated, which can be detected by an optical sensor
  • the display device has a plurality of pixels. At least a subset of the pixels each have an additional sub-pixel for outputting the machine-readable optical signal in the visually imperceptible spectral region. For example, instead of the usual three sub-pixels for the colors red, green and blue, each pixel has an additional sub-pixel for outputting the machine-readable optical signal, for example in an IR or UV range.
  • the display device is formed in addition to the output of the machine-readable optical signal for displaying data for only visual or cognitive detection by a user.
  • data are displayed in plain text on the display device, which visually detect a user and understand easily can.
  • the display device is designed to output one or more of the machine-readable optical signals for a serial and / or parallel data transmission.
  • the modulation of the optical signal is effected, for example, by amplitude, pulse width, phase and / or frequency modulation.
  • the value or security document has a drive circuit for the display device, wherein the drive circuit serves as a driver for driving the display device for the output of the machine-readable optical signal and / or for the display of the data.
  • the value or security document has an integrated electronic circuit for driving the display device and for modulating the machine-readable optical signal; in particular, the integrated electronic circuit can be used to access a data memory of the value or security document in order to read from this data memory Data or on the basis of these data generated additional data in the form of a machine-readable optical signal and / or in plain text above the display device output.
  • the value or security document has an integrated electronic circuit for carrying out a cryptographic protocol, wherein the output of the machine-readable optical signal and / or the display of the data on the display device depends on the previous successful execution of the cryptographic protocol. This ensures that an output or display via the display device takes place only if there is a corresponding authorization.
  • information is sent by the display device, which is used for the implementation of the cryptographic protocol.
  • the information may be an identifier, a cipher, a cryptographic key, or the like.
  • a Chalienge response method or the like is performed.
  • the document is an identity document, in particular an identity card, a passport, a visa or a company card, a credit card, a driving license, a proof of entitlement or the like.
  • it is a paper-based document or a smart card.
  • the value or security document has an interface for supplying power to the display device, the integrated electronic circuit and / or the drive circuit and / or for communication with a reading device.
  • the interface may be contact-based or contactless, in particular designed as RFID interfaces.
  • the interface can also be designed as a so-called dual mode interface.
  • the interface may be based on an electrical, capacitive, inductive, magnetic, optical or other physical coupling method. For contactless coupling via an antenna, this can be designed, for example, as a coil, dipole or in the form of capacitive surfaces.
  • the cut parts an antenna, in particular an RFID antenna, for Einkoppiung the electrical energy from an external writing and / or reading device Alternatively or additionally, the value or security document but also via an integrated power supply, such as a battery, a Photocell or the like.
  • an antenna in particular an RFID antenna
  • an integrated power supply such as a battery, a Photocell or the like.
  • the display device is driven to display and / or output in the form of the machine-readable signal of time-varying information.
  • This may be information that changes depending on the time and / or the date, or cyclically changing information.
  • the invention relates to a communication method for a value or security document, wherein a data output by issuing a machine-readable optical signal via an optical transmitter of the value or security document, wherein the machine-readable optical signal is located in a spectral range which is visually imperceptible to the human eye.
  • the display device in addition to the output of the machine-readable optical signal, the display device also serves to display data for cognitive detection by a user, i. for example in plain text.
  • the invention relates to a reader for a value or security document according to the invention.
  • the reading device is designed to receive the machine-readable optical signal of the value or security document.
  • FIG. 1 shows a schematic exploded view of a first embodiment of a document according to the invention
  • FIG. 2 shows a top view of a further embodiment of a document according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic cross-section of an embodiment of a document according to the invention with a transmissive or emissive display device
  • FIG. 4 shows a schematic cross-section of an embodiment of a document according to the invention with a reflective display device
  • FIG. 5 shows a schematic exploded view of an embodiment of a display device according to the invention based on a monochrome liquid crystal display
  • FIG. 6 shows a schematic exploded view of an embodiment of a transmissive display device according to the invention
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of an electrophoretic display device according to the invention
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of a further embodiment of a display device according to the invention based on an electrophoretic display
  • FIG. 9 shows a schematic cross-section of a further embodiment of a display device according to the invention based on an electrophoretic display
  • FIG. 10 shows a schematic representation of an embodiment of a display device according to the invention with additional sub-pixels
  • Figure 11 is a block diagram of an embodiment of an inventive
  • FIG. 12 shows an image displayed by a display device according to the invention and its partial images in different spectral regions
  • FIG. 13 shows a flow chart of an embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 1 shows a document 100 which is card-shaped.
  • the document 100 has an inlay 101 between a printed and personalized front 103 and a back 105.
  • the document 100 may include other layers, which are not shown here for clarity.
  • Personalization information such as name, gender, nationality, etc. of the wearer of the document 100 is printed on the front side 103.
  • the document 100 may ask security features such as line printing or the like.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the document 100 in which the transmitter, that is to say the display device 102, is integrated in the front side 103.
  • the front side 103 has a corresponding opening 109, which serves to receive the display device 102.
  • the display device 102 can also be designed to output a visually and possibly also cognitively detectable optical signal which can be visually perceived and interpreted by a human user without technical aids
  • the document 100 is a value or security document, such as an identity document, in particular a passport, a passport, a visa or a company card, a credit card, a driver's license, a credential or the like.
  • an identity document in particular a passport, a passport, a visa or a company card, a credit card, a driver's license, a credential or the like.
  • the document 100 has a single display device 102, such as a photoluminescent erasure indicator, an electrophoretic display, an electrochromic display, a liquid crystal display (LCD), LED display, particularly inorganic LED or organic LED (OLED) display ), Rotary element display, bar graph or a display based on the Elektrowetting effect or a flexible display, such as from the company Citala (http: www citala com) or a hybrid display.
  • a hybrid ad is a ad that represents a combination of different ads.
  • flexible displays are used.
  • the driver 104 is connected via a data line 106 with an integrated electronic circuit 108.
  • the driver 104 may also form an integral part of the integrated electronic circuit 108.
  • the integrated electronic circuit 108 may be located in a so-called module 110, in particular a chip card module.
  • the module 110 forms a contact or contactless interface or dual interface interface for communication with the integrated circuit 108.
  • the document 100 may further include one or more antennas 112.
  • the antenna 112 is connected to the module 110.
  • the antenna 112 may be for powering the integrated circuit 108, the driver 104, and / or the display device 102.
  • electrical energy is coupled in by means of the antenna 112 from an external device.
  • the antenna 112 serves for wireless communication with an external device, for example via an RFID method.
  • the integrated electronic circuit 108 generates a control signal which is transmitted to the driver 104 via the data line 106.
  • the driver 104 is activated in such a way that a machine-readable optical signal in a visually imperceptible spectral range is output via the display device 102.
  • the display device 102 is embodied as a segment or matrix display.
  • the machine-readable optical signal is then output, for example, by driving one or more of the display elements by the driver 104.
  • the optical signal output via the display device 102 is due to a corresponding activation of the driver 104 the integrated electronic circuit 108 modulates information, for example by amplitude, pulse width, phase and / or frequency modulation.
  • the optical signal has a carrier frequency, for example in the IR or UV range, it can not be perceived by a user.
  • Embodiments of the document 100 additionally allow the output of the machine-readable optical signal in a visually user-detectable form, for example in the form of a 2D bar code or the like, on the same display device 102 of the document 100. Also in this case, the optical signal is not cognitively detected by the user, since this is provided exclusively for the machine evaluation and further processing. However, in addition to the machine-readable optical signal, a visually and cognitively detectable by the user signal from the display device 102 may be output.
  • sensitive information such as cryptographic keys, encrypted and / or signed information, transaction numbers, authorization information, personalization data, biometric data and the like can be output via the display device 102 in the form of the machine-readable optical signal.
  • all or part of this information can also be displayed in clear text by corresponding activation of the driver 104 on the part of the integrated electronic circuit 108 on the display device 102. Furthermore, it is possible for certain information to be output via the display device 102 only in the form of the machine-readable optical signal and other information only in clear text.
  • the document 100 may have an internal energy source such as a battery or a soiareiieie, in another embodiment, the document may have a contact-based sections through which the energy is provided .
  • the antenna 112 may be formed, for example, as a coil, dipole or in the form of capacitive surfaces.
  • the antenna 112 may be used only to power the display device 102 and / or the integrated electronic circuit 108 and / or the driver 104, or alternatively or additionally, may also be used to establish a communication connection for transmitting and / or receiving data from be used an external device, in particular an RFID communication connection.
  • FIG. 3 shows a schematic cross section through an embodiment of a document 100 according to the invention.
  • FIG Display device 102 is divided into display elements or segments 114, 116, 118 and 120, ie it is a segment / active or passive matrix display.
  • One or more of the segments 114 to 120 are driven by the integrated electronic circuitry 108 via the driver 104 to output a machine-readable optical signal 122 received from an external device 124.
  • the device 124 which is designed here as a reader, demodulates the optical signal 122 in order to obtain the information received therein. This information is further processed by machine 124 and / or output, for example for control purposes.
  • At least one of the segments for emitting the machine-readable optical signal 122 is formed in a visually imperceptible spectral region, whereas other ones of the segments are configured for emitting a visually detectable further optical signal.
  • the display device 102 of Figure 3 is a transmissive display with background illumination in the non-visible region of the light.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment in which the display device is designed to be reflective.
  • the device 124 generates an optical read beam 126 in order to detect the signal output by the display device 102 in a visually imperceptible spectral range.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a display device 102 according to the invention based on a monochrome liquid crystal LC display with an infrared filter (IR filter) 8.
  • the display device 102 has a reflector 1, in front of which a polarizer 2 of a first polarization direction is arranged on the polarizer 2 foigt a substrate 3 with a transparent back electrode on the substrate 3 is a liquid-crystalline layer 4, on which a structured electrode 5 is located.
  • the structured electrode 5 includes eight controllable sub-electrodes which correspond to corresponding pixels, so-called pixels, of the display device 102.
  • a transparent substrate 6 On the electrode 5 is a transparent substrate 6, followed by a polarizer 7 of a second polarization direction, which is substantially perpendicular to the first polarization direction of the polarizer 2.
  • the polarizer 7 is followed by a filter 8, which is substantially transparent only to IR radiation.
  • the filter 8 may be an integral part of the display device 102.
  • the filter 8 may also be realized in one of the layers of the document 100, such as in the portion 107 of the front side 3 of the document 100 in the embodiment of FIG. 1.
  • the display device 102 based on the LCD technology may also be transmissive, as shown in Figure 6, in this AÜs Equipmentsform the reflector 1 is replaced by an emitter 1 ', softer, for example, IR Radiation emitted.
  • the display device 102 is designed as an LED display based on IR LEDs, preferably with an emission in the range of 700 to 3000 nm, particularly preferably 700 to 1100 nm, in particular 750 to 950 nm , organic as well as hybrid LEDs are used.
  • the display device 102 is formed on the basis of UV LEDs; an emission in the range from 190 to 400 nm, more preferably from 250 to 400 nm, is preferred. Both inorganic, organic and hybrid LEDs can be used here.
  • the display device 102 is designed as a bistable display device, for example as a rotary element display or as an electrophoretic display, in particular as a so-called electronic paper, for example on E-ink basis.
  • Such a display device has, for example, rotary elements which have the same color in the visible spectral range and which can generate a contrast outside the visible spectral range, for example by having IR absorbing and IR transparent or reflective rotary elements in the rotary element display. Both the IR transparent or reflective as well as the IR absorbing rotary elements may be substantially absorbing in the visible region, ie have the color black.
  • Such a bistable display has the particular advantage that energy is needed only for the switching operation, the information is also displayed after switching off the power supply.
  • FIG. 7 shows an embodiment of the display device 102 with an electrophoretic display based on the E-lnk technology.
  • the display device 102 has on its front side a transparent electrode 10, which is transparent, for example in the IR range or additionally also in the visible range.
  • the display device 102 has a structured back electrode 12 with partial electrodes 16, which are designed to drive microspheres 13 located between the electrodes 10 and 12.
  • the microspheres 13 may alternatively be designed as microcups.
  • the particles 14 and 15 may move within their respective microspheres 13 either towards the electrode 10 or toward the electrode 12, depending on the potential is applied to the respective sub-electrode 16.
  • the IR absorbing particles 14 may be, for example, carbon black colored particles.
  • the particles 15 have substantially the same color as the particles 14 by being colored with a corresponding mixture of CMY. Both the particles 14 and 15 thus appear substantially black in visible light, whereas when irradiated with IR light, a contrast arises in that only the particles 14 are IR absorbing, whereas the particles 15 IR are transparent.
  • FIG. 8 shows an alternative form to the FIG. 7 of the electrophoretic display device 102 with IR-absorbing particles 14, which are located in a non-IR-absorbing liquid 17 within the microspheres 13.
  • the particles 14 can move depending on the voltage applied to the respective sub-electrode 16 potential, ie either in the direction of the electrode 10 or in the direction of the electrode 12.
  • the contrast difference due to the different arrangement of the particles 14 in the microspheres 13 can be detected.
  • the particles 14 are not IR absorbent, while the liquid 17 is IR absorbent.
  • FIG. 9 shows a further development of the electrophoretic display device 102 of FIG. 8.
  • the microspheres 13 additionally contain particles 18 which have a different color than the particles 14 and 15 and which are likewise controlled by driving the partial electrodes 16 within the respective microspheres 13 between the electrodes 10 and 12 are movable.
  • the particles 18 on the one hand and the particles 14, 15 on the other hand have opposite electrical charges, so that depending on the activation of a partial electrode 16, either the particles 18 or the particles 14 and 15 are grouped within a microsphere 13.
  • FIG. 10 shows a development of the embodiment of the display device 102 according to FIG. 5.
  • This embodiment is a color LC display with an additional subpixel.
  • each pixel is formed by three sub-pixels, for example, the colors blue, green and red.
  • each pixel has an additional subpixel for emitting a machine readable signal in a visually imperceptible spectral region.
  • a pixel 158 of the display device 102 is formed by the sub-electrodes 5 ', 5 “, 5'” and 5 “” which correspond to the spectral components blue, green, red and IR.
  • the sub-electrodes 5 ', 5 ", 5'" and 5 “" which correspond to the spectral components blue, green, red and IR.
  • color filters 8 ', 8 ", 8'", 8 "" which pass red, green, blue or IR light.
  • the filter 8 ''' may be, for example, a long pass filter analogous to the embodiment In Fig. 11, a color LED display with four sub-pixels for each pixel can also be realized.
  • FIG. 11 shows an embodiment of the document 100 with a processor 130 and an electronic memory 132.
  • the processor 130 and the memory 132 may be implemented as an integrated electronic circuit 108.
  • the driver 104 may be implemented as part of the integrated electronic circuit 108.
  • the processor 130 is for executing program instructions 134.
  • the execution of the program instructions 134 may include the steps of a cryptographic protocol relating to the document 100.
  • the electronic memory 132 serves to store data 136, such as personalization data.
  • the document 100 has an interface 138 for establishing a communication connection 140 with a corresponding cut parts 138 'of the device 124.
  • the cut parts 138 are preferably designed as an RFID interface and include an antenna 112 (see the embodiment of FIG.
  • the device 124 has a processor 142 for executing program instructions 134 '. By executing the program instructions 134 ', the steps of the cryptographic protocol concerning the device 124 are executed.
  • the device 124 has an optical receiver 144 for receiving the machine-readable optical signal 122 from the display device 102.
  • the optical receiver 144 is, for example, a CCD sensor that is sensitive in the visually imperceptible spectral region.
  • the device 124 further has an optical transmitter 146 for a reading beam 126 for reading the display generated by the display device.
  • This may be, for example, a lamp, an LED or a laser.
  • the reading beam includes the visually imperceptible spectral range; Preferably, the reading beam is limited to the visually imperceptible spectral range, so that the fact that the document 100 is being applied to the reading beam is not visually perceptible by a user.
  • the processor 130 drives the driver 104 to output the optical signal 122, the processor 130 modulating the information to be outputted to the optical signal, for example by amplitude, pulse width, phase and / or frequency modulation.
  • the optical signal 122 may be a serial or a parallel optical signal.
  • a plurality of optical signals 122 can also be output simultaneously or chronologically via the display 102.
  • one or more of the segments of the display 102 (see segments 114, 116, 118 and 120, Figures 3 and 4) will be driven.
  • the processor 130 may drive the driver 104 to drive the optical signal acquisition display 102.
  • the information obtained in this way can be further processed by the processor 130 in order to generate, for example, one or more further optical signals 120 on this basis and to output them via the display 102.
  • the data transmission between the document 100 and the device 124 can be done both serially and in parallel.
  • the information is transmitted by a temporal change of the content displayed on the display 102 and in the second case by the local resolution of the information displayed on the display 102.
  • the serial and parallel data transmission can be combined.
  • the structure of the display 102 may be volcano-surface, for example, to transmit a 1-bit information, or the display may be formed as a segmented display, as a passive matrix display or as an active matrix display.
  • the document 100 does not need to have its own power source, such as a battery.
  • the power supply can take place for example via the interface 138.
  • electrical energy is coupled into the interface 138 from the interface 138 'of the device 124, which serves to power the integrated electronic circuit 108, the driver 104, and / or the display 102.
  • This is particularly advantageous to the functionality of the Document throughout its lifetime. It is particularly advantageous if the interface 138 is designed as a contactless interface, since then also eliminates the problem of corrosion and wear of the contacts of the interface over the term of the document.
  • the data 136 of the document 100 stored in the electronic memory 132 may be personalization data, such as the name, address, facial image, fingerprint data, and a signature of the carrier of the document.
  • the output of this data in the form of the optical signal 122 and / or via the interface 138 from the document 100 may be subject to the condition of prior successful execution of the cryptographic protocol.
  • the document 100 is brought close to the device 124 so that electrical energy is coupled into the document via its interface 138.
  • the execution of the program instructions 134 is started by the processor 130.
  • an identifier such as a random number, is generated.
  • the identifier is output via the display 102 by appropriate modulation of the optical signal 122 and received by the optical receiver 144 of the device 124.
  • the processor 142 By executing the program instructions 134 ', the processor 142 then causes a further key to be obtained from the identifier thus received and a secret key, which is used to carry out the cryptographic protocol. For example, in this way a symmetric or asymmetric key is generated which is required for the successful execution of the cryptographic protocol.
  • an asymmetrical key pair consisting of a secret and a public key is generated from the identifier and a secret key.
  • the public key is then from the device 124 via its cutting parts 138 'and the Communication link 140 or its optical transmitter 146 as an optical signal 126 to the document 100 transmitted.
  • These public inferences! is used, for example, for the subsequent implementation of a challenge-response method.
  • the data 136 is read from the electronic memory 132 by the processor 130 and displayed in full text or in part on the display 102 and / or as a machine-readable optical signal 122 and / or via the communication link 140 to the Device 124 transferred.
  • the display device 102 of the document 100 may be formed in accordance with the embodiment of FIG. 10, in which case the optical receiver 144 is adapted to receive on four channels, namely to receive sub-images in the red, green, blue spectral region and an additional image outside the visually perceptible spectral range, for example, in the IR or UV range.
  • the display device 102 displays a passport picture 148 of the wearer of the document 100.
  • the passport image 148 results, as is conventional in the prior art, from differently colored partial images, in the example from the partial images 150, 152 and 154 into the blue, green and red Spectral regions, which are shown in FIG. 12 with different gray levels.
  • optical receiver 144 receives a field 156 of sensitive and / or secret information, such as a cryptographic key, a transaction number, or the like.
  • field 156 includes 56498739, which is not visible on display 102 to a user because it is emitted outside the visually detectable spectral range.
  • the optical receiver 144 is designed, for example, as an IR-sensitive camera, for example a Si-technology-based CCD or CMOS technology;
  • the IR-sensitive camera has a corresponding long-pass filter for this purpose.
  • analogue CCO or CMOS cameras can be used. In the case of very high energy radiation converter layers can be applied to this.
  • the optical receiver 144 may include, for example, a quad beam splitter. Each of the images thus obtained is subjected to different optical filtering so as to obtain the sub-images 150 to 156.
  • the optical receiver 144 is designed only to detect the partial image 156 in the non-visible spectral range, since the visual inspection of the visible components of the passport image 146 by the user can be done directly by viewing the display device 102.
  • FIG. 13 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention, in which step 200 electrical energy is injected via the interface of the document, for example by an external writing and / or reading device. Then, in step 202, little or no sensitive data is read from an electronic memory of the document and output in step 204 on a display device of the document, wherein the display in a visually and cognitively recognizable for a human user form such Example in plain text, done.
  • a step 206 is further performed, in which the display device of the document for receiving an optical signal is driven by the external device. Based on the information received from the external device via the optical signal, a cryptographic protocol is started in step 208. Alternatively or additionally, the reception takes place a signal from the reader through the interface 138, wherein due to the receipt of the signal, the cryptographic protocol is started.
  • step 210 sensitive data is read from the document's electronic memory, such as fingerprint data, and a corresponding machine-readable optical signal is generated which is appropriately driven by the display device in step 212 for receipt by the computer external device is output in a visually imperceptible spectral range.
  • the interface of the document is first coupled with energy and communication with the processor of the reader is established. After optional execution of a cryptographic protocol, the information is output on the display element in a visually imperceptible spectral range.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dokument mit einer Anzeigevorrichtung (102) zur Bildwidergabe in einem visuell wahrnehmbaren spektralen Bereich, wobei die Anzeigevorrichtung als optischer Sender (102) zur Ausgabe mindestens eines maschinenlesbaren optischen Signals in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ausgebildet ist.

Description

Dokument mit einem optischen Sender
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Dokument, insbesondere ein Wert- oder Sicherheitsdokυment, ein Lesegerät für ein solches Dokument und ein Kommunikationsverfahren.
Dokumente mit einem integrierten elektronischen Schaltkreis sind aus dem Stand der Technik an sich in verschiedener Form bekannt. Beispielsweise gibt es solche Dokumente in überwiegend papierbasierter Form, wie zum Beispiel als elektronischen Reisepass, oder als Chipkarte, insbesondere als so genannte Smart Card, in kontaktbehafteter, kontaktloser oder Dual-Interface Ausführung.
Insbesondere sind verschiedene Funk-Erkennungssysteme für solche Dokumente aus dem Stand der Technik bekannt, die auch als Radio Frequency Identification (RFID) Systeme bezeichnet werden. Vorbekannte RFID-Systeme beinhalten im Allgemeinen zumindest einen Transponder und eine Sende-Empfangseinheit. Der Transponder wird auch als RFID-Etikett, RFID-Chip, RFID-Tag, RFID-Label oder Funketikett bezeichnet; die Sende-Empfangseinheit wird auch als Lesegerät oder Reader bezeichnet. Ferner ist oft die Integration mit Servern, Diensten und sonstigen Systemen, wie zum Beispiel Kassensystemen oder Warenwirtschaftssystemen über eine so genannte Middle Ware vorgesehen.
Die auf einem RFID-Transponder gespeicherten Daten werden über Radiowelten verfugbar gemacht. Bei niedrigen Frequenzen geschieht dies induktiv über ein Nahfeld, bei höheren Frequenzen über ein elektromagnetisches Fernfeld. Die Entfernung, über die ein RFID-Transponder angesprochen und ausgelesen werden kann, schwankt aufgrund der Ausführung (passiv / aktiv), dem benutzten Frequenzband, der Sendestärke und anderen Umwelteinflüssen zwischen wenigen Zentimetern und mehr als einem Kilometer.
Ein RFID-Transponder beinhaltet üblicherweise einen Mikrochip und eine Antenne, die in einem Träger oder Gehäuse untergebracht oder auf ein Substrat aufgedruckt sind. Aktive RFID-Transponder verfugen im Gegensatz zu passiven Transpondern ferner über eine Energiequelle, wie zum Beispiel eine Batterie.
RFID-Transponder sind für verschiedene Dokumente einsetzbar, insbesondere in Chipkarten, beispielsweise zur Realisierung einer elektronischen Geldbörse oder für Eiectronic Ticketing. Des Werteren werden diese in Papier oder Kunststoff, wie zum Beispiel in Wert- und Sicherheitsdokumenten, insbesondere Geldscheinen und Ausweisdokumenten, integriert.
Aus der DE 201 00 158 U1 ist beispielsweise eine ktentrfikations- und Sicherheitskarte aus laminierten und / oder gespritzten Kunststoffen bekannt, die einen integrierten Halbierter mit einer Antenne zur Durchführung eines RFID-Verfahrens beinhaltet. Aus der DE 102004008 841 A1 ist ferner ein buchartiges Wertdokument, wie zum Beispiel ein Passbuch bekanntgeworden, welches eine Transpondereinheit beinhaltet. Solche Sicherhetts- oder Wertdokumente werden im Stand der Technik zum Teil als Chipkarten realisiert. Chipkarten können eine integrierte Anzeigevorrichtung aufweisen, wie es z.B. aus EP 0920675, WO2004/080100 und US 6,019,284 bekannt ist.
Zum Beispiel aus der US 6,019,284 und der EP 0920675 sind flexible Karten mit Display bekannt. Diese Karten haben jedoch nur ein einziges Anzeigeelement Aus der US 6,340,965 B1 ist femer elektronisches Papier bekannt, durch weiches ein wieder verwendbares Formular gebildet wird.
Von der Firma AU Optronics ist femer ein zweiseitiges OLED-Display vorgestellt worden, das auf seiner Vorder- und Rückseite unabhängig voneinander zwei Farbbilder darstellen kann. Solche Displays sind für die Anwendung in Handys vorgesehen. Aus der WO 03/009059 A1 ist ein elektrophoretisches Display mit Mikrosphären oder Mikrocups bekannt geworden
Sicherheits- oder Wertdokumente können mit einer kontaktbehafteten oder kontaktfosen Schnittstelle, beispielsweise einem RFID-Interface, ausgestaltet sein oder mit einer Schnittsteife, die sowohl eine drahtgebundene als auch eine drahtlose Kommunikation mit einem Chipkarten-Terminal zulässt. Im letzteren Fall spricht man auch von so genannten Dual-Interface Chipkarten. Chipkarten-Kommunikationsprotokolle und - verfahren sind zum Beispiel in der Norm ISO 14443 festgelegt.
Ein Nachteil solcher Dokumente mit RFIO-Funkiionalität ist, dass ohne Einverständnis des Trägers des Dokuments die RFID-Schnittstelle angesprochen werden kann, wenn sich das Dokument beispielsweise in der Brieftasche des Tragers befindet. Ein Schutzmechanismus für Reisedokumente zum Schutz gegen unbefugtes Auslesen der Daten aus einem solchen Dokument ist als "Basic Access Control" bekannt, vgl. hierzu "Machine Readable Travel Documenf , Technical Report, PKI for Machine Readable Travel Documents Offering ICC Read-Only Access, Version 1.1, Oktober 01 , 2004, International Civil Aviatton Organisation (ICAO)
(http://www.icao.int/mrtd/download/documents/TR-PKI%20mrtds%20ICC%20read- only%20access%20v1 1.pdf)
Aus dem Stand der Technik sind ferner Verfahren bekannt, Daten unter kryptographischem Schutz elektronisch zu speichern. Eine in den vergangenen zwei Jahrzehnten zu großer Verbreitung gelangte Form geschützter Speicher sind elektronische Chipkarten, die durch ISO 7816 Teil 1 bis 4 normiert sind. Zu den Anwendungsgebieten der Chipkartentechnologie gehört die Einführung maschinenlesbarer Reisedokumente, von dereine Erhöhung der Sicherheit wie auch der Effizienz der Passagierkontrollen insbesondere in der weitweiten Luftfahrt erhofft wird.
Aus der zum Anmeidezeitpυnkt unveröffentlichten DE 102006031 422.0 derselben Anmeiderin ist ein Wert- oder Sicherhertsdokument mit einer Anzeigevorrichtung bekannt, die ein optisches Signal abgibt, das in einem visueil wahrnehmbaren optischen Bereich liegt, aber aufgrund seiner Widerholfrequenz bedingt durch die Trägheit des menschlichen Auges nicht wahrnehmbar ist.
Aus der OE 103 17257 A1 ist ein kontaktloser Datenträger mit einem LCD-Oisplay bekannt, auf dem eine Information optisch angezeigt werden kann. Die Information kann auch zufallig generierte Datenstrukturen enthalten (vgl. Abschnitt 0010 der DE 103 17257 A1). Die Anzeige der zufällig generierten Datenstrukturen auf einem üblichen LCD-Display ist für den Benutzer augenfällig und ohne weiteres visueil wahrnehmbar. Dies erleichtert eine Nachstellung des kontaktlosen Datenträgers sowie ein Ausspähen der Daten.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Dokument, insbesondere ein Wert- oder Sicherheitsdokument, mit einem optischen Sender zur Ausgabe mindestens eines maschinenlesbaren optischen Signals in einem visuell für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich geschaffen.
Die Erfindung ermöglicht es also. Daten verschiedener Art auf optischem Wege aus einem Wert- oder Sicherheitsdokument auszugeben, wie zum Betspiel kryptographische Schlüssel, verschlüsselte und/oder signierte Informationen. Transaktϊonsnummern. Bar- Codes, eine Gültigkeitsdauer, Berechtigungsinformationen, Personalisierungsdaten oder dergleichen, und zwar so, dass dies für einen Benutzer ohne technische Hilfsmittel visuell mit wahrnehmbar ist.
Erfindungsgemäß wird dadurch eine Alternative zu vorbekannten Wert- oder Sicherheitsdokumenten geschaffen. Im Vergleich zu vorbekannten Wert- oder Sicherheitsdokumenten, bei denen die Signalausgabe über Radiowellen erfolgt, haben Ausführungsformen der Erfindung den Vorteil, dass eine Datenausgabe aus dem Wert- oder Sicherheitsdokument nicht unbemerkt, ohne Zustimmung des Trägers des Dokuments erfolgen kann, da ja eine optische Verbindung mit dem Lesegerät herstellbar sein muss, was nur dann der Fall ist, wenn sich das Dokument außerhalb z.B. der Brieftasche des Tragers des Dokuments befindet. Dies ist insbesondere für solche Dokumente vorteilhaft, weiche nicht wie z.B. maschinenlesbare Reisedokumente (Machine Readable Travel Documents - MRTDs) mittels normierter Verfahren abgesichert sind.
Der optische Sender wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung implementiert. Die Anzeigevorrichtung ist so ausgebildet, dass sie zusätzlich zur Bildwiedergabe in einem visuell wahrnehmbaren optischen Bereich ein maschinenlesbares optisches Signal in einem visuell nicht wahrnehmbaren optischen Bereich ausgeben kann.
Unter „Bildwidergabe" wird hier die Wiedergabe von verschiedenen Daten verstanden, insbesondere Bilddaten, wie z.B. eines Gesichtsbildes des Trägers des Dokuments, textuellen Angaben, und/oder Barcodes oder dergleichen. Neben einer solchen Bildwiedergabe, die für einen Benutzer visuell wahrnehmbar ist, gibt die Anzeigevorrichtung ein optisches Signal ab, das der Benutzer nicht visuell wahrnehmen kann. Die Abgabe dieses Signals bleibt dem Benutzer und einem potentiellen Fälscher also verborgen, was die Nachstellung des Dokuments und die Ausspähung der mit dem Signal übertragenen Daten erschwert.
Ausführungsformen der Erfindung sind ferner hinsichtlich einer verbesserten Fälschungssfcherheit und einer verbesserten Sicherheit gegen Manipulationen gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft. Die Ausführung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments mit einer Anzeigevorrichtung zur Ausgabe eines maschinenlesbaren optischen Signals, weiches durch einen Benutzer nicht visuell erfassbar ist, ist nämlich kaum durch einen Fälscher kopier- oder manipulierbar.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der optische Sender zur Abstrahlung in einem infrarot- (IR) und/oder ultraviolett (UV) spektralen Bereich ausgebildet. Beispielsweise beinhaltet der optische Sender eine oder mehrere IR- und/oder UV- Leuchtdioden (LEDs).
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Dokument einen Dokumentenkörper, der papier- und/oder kunststoffbasiert sein kann. Die Anzeigevorrichtung des Dokuments ist in den Dokumentenkörper integriert.
Bei der Anzeigevorrichtung kann es sich um eine segmentierte Anzeigevorrichtung handeln, beispielsweise eine Anzeigevorrichtung mit der Möglichkeit der direkten elektrischen Adressierung einzelner Displaysegmente, insbesondere Wort- und Bitleitungen zur Ansteuerung einzelner Segmente. Nach einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Anzeigevorrichtung um ein Segmentdisplay, eine Aktiv- oder Passivmatrix.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Anzeigevorrichtung um eine LED-Anzeige, LCD-Anzeige, Anzeige auf der Basis des Elektrowettingeffektes, bistabile Anzeige, insbesondere eine elektrophoretische oder Drehelement-Anzeige, oder eine semi-bistabile Anzeige, wie zum Beispiel eine elektrochrome Anzeige.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Dokument einen vor der Anzeigevorrichtung angeordneten Filter zum Dυrchlass von Strahlung in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anzeigevorrichtung reflektiv oder transmissiv ausgebildet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Anzeigevorrichtung erste und zweite Anzeigeelemente, die in einem visuell wahrnehmbaren spektralen Bereich dieselbe Farbe haben. Nur die ersten Anzeigeelemente wirken in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich absorbierend. Die zweiten Anzeigeelemente können in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich beispielsweise transparent oder reflektierend wirken, sodass sich in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ein durch einen optischen Sensor erfassbarer Kontrast ergibt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Anzeigevorrichtung neben den ersten und zweiten Anzeigeelementen dritte Anzeigeelemente, die eine andere Farbe in dem visuell wahrnehmbaren spektralen Bereich als die Farbe der ersten und zweiten Anzeigeelemente aufweisen. Aufgrund der verschiedenfarbigen Anzetgeelemente ermöglicht eine solche Anzeigevorrichtung eine visuell und auch kognitiv erfassbare Anzeige in einen visuell wahrnehmbaren spektralen Bereich.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Anzeigevorrichtung Anzeigeelemente, die in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich absorbierend wirken. Diese Anzeigeelemente befinden sich in einer Flüssigkeit, die in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich nicht absorbierend wirkt, sondern im Wesentlichen transparent ist. Durch Ansteuerung der Anzeigeelemente kann ein Kontrast in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich erzeugt werden, der durch einen optischen Sensor erfassbar ist
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Anzeigevorrichtung mehrere Pixel. Zumindest eine Teilmenge der Pixel hat jeweils einen zusätzlichen Sub-Pixel zur Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich. Beispielsweise hat Jeder Pixel statt der üblichen drei Sub-Pixel für die Farben rot, grün und biau einen zusätzlichen Sub-Pixel zur Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals, beispielsweise in einem IR- oder UV-Bereich.
Nach einer Ausfύhrungsform der Erfindung ist die Anzeigevorrichtung neben der Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals zur Anzeige von Daten zur nur visuellen oder auch kognitiven Erfassung durch einen Benutzer ausgebildet Beispielsweise werden also auf der Anzeigevorrichtung Daten im Klartext angezeigt, die ein Benutzer visuell erfassen und ohne weiteres verstehen kann. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anzeigevorrichtung zur Ausgabe von einem oder mehreren der maschinenlesbaren optischen Signale für eine serielle und/oder parallel Datenübertragung ausgebildet. Die Modulation des optischen Signals erfolgt dabei beispielsweise durch Amplituden-, Pulsweiten-, Phasen- und/oder Frequenzmodulation .
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Wert- oder Sicherheitsdokument eine Ansteuerschaltung für die Anzeigevorrichtung, wobei die Ansteuerschaltung als Treiber zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung für die Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals und/oder für die Anzeige der Daten dient.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Wert- oder Sicherheitsdokument einen integrierten elektronischen Schaltkreis zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung und zur Modulation des maschinenlesbaren optischen Signals, insbesondere kann der integrierte elektronische Schaltkreis zum Zugriff auf einen Datenspeicher des Wert- oder Sicherheitsdokuments dienen, um aus diesem Datenspeicher ausgelesene Daten oder auf der Basis dieser Daten generierte weitere Daten in der Form eines maschinenlesbaren optischen Signals und/oder im Klartext ober die Anzeigevorrichtung auszugeben.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Wert- oder Sicherheitsdokument einen integrierten elektronischen Schaltkreis zur Durchführung eines kryptographischen Protokolls, wobei die Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals und/oder die Anzeige der Daten auf der Anzeigevorrichtung von der vorherigen erfolgreichen Durchführung des kryptographischen Protokolls abhängt. Dadurch ist gewährleistet, dass eine Ausgabe bzw. Anzeige über die Anzeigevorrichtung nur bei Vorliegen einer entsprechenden Berechtigung erfolgt.
Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung wird durch die Anzeigevorrichtung eine Information gesendet, die für die Durchführung des kryptographischen Protokolls verwendet wird. Bei der Information kann es sich um eine Kennung, ein Chiffrat, einen kryptographischen Schlüssel oder dergleichen handein. Beispielsweise wird auf der Grundlage dieser Information ein Chalienge-Response-Verfahren oder dergleichen durchgeführt. Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Dokument um ein Ausweisdokument, insbesondere einen Personalausweis, einen Reisepass, ein Visum oder einen Firmenausweis, eine Kreditkarte, einen Führerschein, einen Berechtigungsnachweis oder dergleichen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um ein papierbasiertes Dokument oder eine Chipkarte.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Wert- oder Sicherheitsdokument eine Schnittstelle zur Energieversorgung der Anzeigevorrichtung, des integrierten elektronischen Schaltkreises und/oder der Ansteuerschaltung und/oder zur Kommunikation mit einem Lesegerät. Die Schnittstelle kann kontaktbehaftet oder kontaktlos, insbesondere als RFID-Schnittstelte ausgebildet sein. Ferner kann die Schnittstelle auch als so genanntes Dual Mode Interface ausgebildet sind. Die Schnittstelle kann auf einer elektrischen, kapazitiven, induktiven, magnetischen, optischen oder einer anderen physikalischen Kopplungsmethode beruhen. Für kontaktlose Kopplung über eine Antenne, kann diese beispielsweise als Spule, Dipol oder in Form von kapazitiven Flächen ausgebildet sein.
Beispielsweise hat die Schnittsteile eine Antenne, insbesondere eine RFID-Antenne, zur Einkoppiung der elektrischen Energie von einem externen Schreib- und/oder lesegerat Alternativ oder zusätzlich kann das Wert- oder Sicherheitsdokument aber auch über eine integrierte Energieversorgung, wie zum Beispiel eine Batterie, eine Photozelle oder dergleichen verfügen.
Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung wird die Anzeigevorrichtung zur Anzeige und/oder Ausgabe in Form des maschinenlesbaren Signals von zeitlich veränderlicher Information angesteuer., Hierbei kann es sich um Informationen handeln, die sich in Abhängigkeit von der Zeit und/oder dem Datum ändert, oder um sich zyklisch ändernde Information.
in einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kommunikationsverfahren für ein Wert- oder Sicherheitsdokument, wobei eine Datenausgabe durch Ausgabe eines maschinenlesbaren optischen Signals über einen optischen Sender des Wert- oder Sicherheitsdokuments erfolgt, wobei das maschinenlesbare optische Signal in einem visuell für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich liegt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung dient die Anzeigevorrichtung neben der Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals auch zur Anzeige von Daten zur kognitiven Erfassung durch einen Benutzer, d.h. beispielsweise im Klartext.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Lesegerat fύr ein erfindungsgemäßes Wert- oder Sicherheitsdokument. Das Lesegerät ist zum Empfang des maschinenlesbaren optischen Signals des Wert- oder Sicherheitsdokuments ausgebildet.
Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dokuments,
Figur 2 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dokuments,
Figur 3 einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dokuments mit einer transmissiven oder emissiven Anzeigevorrichtung,
Figur 4 einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemaßen Dokuments mit einer reflektiven Anzeigevorrichtung,
Figur 5 eine schematische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung basierend auf einer monochrom Flüssigkristallanzeige, Figur 6 eine schematische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen transmissiven Anzeigevorrichtung,
Figur 7 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrophoretischen Anzeigevorrichtung,
Figur 8 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung basierend auf einem elektrophoretischen Display,
Figur 9 einen schematischen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung basierend auf einem elektrophoretischen Display,
Figur 10 eine schematische Expiosionsdarsteilung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit zusätzlichen Sub-Pixeln,
Figur 11 ein Blockdiagramm einer Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen
Dokuments und eines dafür vorgesehenen Lesegeräts.
Figur 12 ein von einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung angezeigtes Bild und dessen Teilbilder in verschiedenen spektralen Bereichen,
Figur 13 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kommunikationsverfahrens .
Elemente der nachfolgenden Figuren, die einander entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Figur 1 zeigt ein Dokument 100, das kartenförmig ausgebildet ist. Das Dokument 100 hat ein iniay 101 zwischen einer bedruckten und personalisierten Vorderseite 103 und einer Rückseite 105. Zusätzlich kann das Dokument 100 weitere Schichten beinhalten, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Auf der Vorderseite 103 sind Personallsierungsinformationen aufgedruckt, wie zum Beispiel Name, Geschlecht, Nationalität, etc. des Trägers des Dokuments 100. Ferner kann das Dokument 100 Sicherheitsmerkmale fragen, wie zum Beispiel Liniendruck oder dergleichen.
Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform des Dokuments 100, bei der der Sender, also die Anzeigevorrichtung 102, in die Vorderseite 103 integriert ist. Hierzu hat die Vorderseite 103 eine entsprechende Öffnung 109, die zur Aufnahme der Anzeigevorrichtung 102 dient. Die Anzeigevorrichtung 102 ist neben der Ausgabe des maschinenlesbaren Signals in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich auch zur Ausgabe eines visuell und gegebenenfalls auch Kognitiv erfassbaren optischen Signals ausgebildet sein, welches ohne technische Hilfsmittel durch einen menschlichen Benutzer visuell wahrnehmbar und interpretierbar ist
Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dokuments 100. Bei dem Dokument 100 handelt es sich um ein Wert- oder Sicherheitsdokument, wie zum Beispiel ein Ausweisdokument, insbesondere einen Personalausweis, einen Reisepass, ein Visum oder einen Firmenausweis, eine Kreditkarte, einen Führerschein, einen Berechtigungsnachweis oder dergleichen.
In der hier betrachteten Ausführungsform hat das Dokument 100 eine einzige Anzeigevorrichtung 102, wie zum Beispiel eine Photolumineszenz-Löschungsanzeige, eine elektrophoretische Anzeige, eine elektrochrome Anzeige, eine Flüssigkeitskristallanzeige (LCD), LED-Anzeige, insbesondere anorganische LED oder organische LED-Anzeige (OLED), Drehelementanzeige, Balkenanzeige oder einer Anzeige auf Basis des Elektrowetting-Effektes oder ein flexibles Display, wie es z.B. von der Firma Citala (http: www. citala. com) erhältlich ist oder eine Hybridanzeige. Eine Hybridanzeige ist eine Anzeige, die eine Kombination verschiedenen Anzeigen darstellt. Vorzugsweise werden flexible Displays eingesetzt.
Zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 102 dient ein Treiber 104, Der Treiber 104 ist über eine Datenleitung 106 mit einem integrierten elektronischen Schaltkreis 108 verbunden. Der Treiber 104 kann auch einen integralen Bestandteil des integrierten elektronischen Schaltkreises 108 bilden. Der integrierte elektronische Schaltkreis 108 kann sich in einem so genannten Modul 110 befinden, insbesondere einem Chipkartenmodul. Durch das Modul 110 wird eine kontaktbehaftete oder kontaktlose Schnittstelle oder eine Dual-Interface-Schnittstelle für die Kommunikation mit dem integrierten Schaltkreis 108 gebildet.
Das Dokument 100 kann ferner eine oder mehrere Antennen 112 aufweisen. Die Antenne 112 ist mit dem Modul 110 verbunden. Die Antenne 112 kann für die Energieversorgung des integrierten Schaltkreises 108, des Treibers 104 und/oder der Anzeigevorrichtung 102 dienen. Hierzu wird von einem externen Gerät elektrische Energie mit Hilfe der Antenne 112 eingekoppelt. Alternativ oder zusätzlich dient die Antenne 112 zur drahtlosen Kommunikation mit einem externen Gerät, beispielsweise über ein RFID-Verfahren.
Der integrierte elektronische Schaltkreis 108 generiert ein Steuersignal, das über die Datenleitung 106 zu dem Treiber 104 übertragen wird. Durch das Steuersignal wird der Treiber 104 so angesteuert, so dass über die Anzeigevorrichtung 102 ein maschinenlesbares optisches Signal in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ausgegeben wird.
Beispielsweise ist die Anzeigevorrichtung 102 als Segment- oder Matrixdisplay ausgebildet Die Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals erfolgt dann beispielsweise durch Ansteuerung von einem oder mehreren der Anzeigeelemente durch den Treiber 104. Dem über die Anzeigevorrichtung 102 ausgegebenen optischen Signal ist aufgrund einer entsprechenden Ansteuerung des Treibers 104 von den integrierten elektronischen Schaltkreis 108 eine Information aufmoduliert, beispielsweise durch Amplituden-, Pulsweiten-, Phasen- und/oder Frequenzmodulation.
Wenn das optische Signal eine Trägerfrequenz zum Beispiel im IR oder UV Bereich aufweist, kann es von einem Benutzer nicht wahrgenommen werden. Ausführungsformen des Dokuments 100 ermöglichen zusätzlich die Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals in einer visuell durch den Benutzer erfassbaren Form, beispielsweise in Form eines 2D-Bar-Codes oder dergleichen, und zwar auf derselben Anzeigevorrichtung 102 des Dokuments 100. Auch in diesem Fall kann jedoch das optische Signal von dem Benutzer nicht kognitiv erfasst werden, da dieses ausschließlich für die maschinelle Auswertung und Weiterverarbeitung vorgesehen ist. Es kann aber auch zusätzlich zu dem maschinenlesbaren optischen Signal ein visuell und kognitiv durch den Benutzer erfassbares Signal von der Anzeigevorrichtung 102 ausgegeben werden.
Insbesondere können über die Anzeigevorrichtung 102 in Form des maschinenlesbaren optischen Signals sensitive Informationen, wie zum Beispiel kryptographische Schlüssel, verschlüsselte und/oder signierte Informationen, Transaktionsnummem, Berechtigungsinformationen, Personalisierungsdaten, biometrische Daten und dergleichen ausgegeben werden.
Ergänzend können diese Informationen ganz oder teilweise auch im Klartext durch entsprechende Ansteuerung des Treibers 104 seitens des integrierten elektronischen Schaltkreises 108 auf der Anzeigevorrichtung 102 dargestellt werden. Femer ist es möglich, dass bestimmte Informationen nur in Form des maschinenlesbaren optischen Signals und andere Informationen nur im Klartext über die Anzeigevorrichtung 102 ausgegeben werden.
Alternativ oder zusätzlich zu der Antenne 112 kann das Dokument 100 Über eine interne Energiequelle wie zum Beispiel eine Batterie oder eine Soiarzeiie verfügen, in einer weiteren Ausfuhrungsform kann das Dokument über eine kontaktbehaftete Schnittsteile verfügen, über weiche die Energie zur Verfügung gestellt wird.. Für eine externe Energieversorgung ober die Antenne 112 kann diese beispielsweise als Spule, Dipol oder in Form von kapazitiven Flächen ausgebildet sein. Die Antenne 112 kann zum Beispiel nur für die Energieversorgung der Anzeigevorrichtung 102 und/oder des integrierten elektronischen Schaltkreises 108 und/oder des Treibers 104 verwendet werden oder sie kann alternativ oder zusätzlich auch für den Aufbau einer Kommunikationsverbindung zum Senden und/oder Empfangen von Daten von einem externen Gerät verwendet werden, insbesondere einer RFID Kommunikationsverbindung.
Die Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dokuments 100. Bei dieser Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 102 in Anzeigeelemente oder Segmente 114, 116, 118 und 120 aufgeteilt, d.h. es handelt sich um ein Segment-/Aktiv- oder Passivmatrixdisplay. Eines oder mehrere der Segmente 114 bis 120 werden von dem integrierten elektronischen Schaltkreis 108 Ober den Treiber 104 zur Ausgabe eines maschinenlesbaren optischen Signals 122 angesteuert, weiches von einem externen Gerät 124 empfangen wird. Das Gerät 124, welches hier als Lesegerät ausgebildet ist, demoduliert das optische Signal 122, um die darin empfangenen Informationen zu erhalten. Diese Informationen werden durch das Gerät 124 maschinell weiterverarbeitet und/oder ausgegeben, beispielsweise für Kontrollzwecke.
Beispielsweise ist zumindest eines der Segmente zur Abstrahlung des maschinenlesbaren optischen Signals 122 in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ausgebildet, wohingegen andere der Segmente zur Abstrahlung eines visuell erfassbaren weiteren optischen Signals ausgebildet sind.
Bei einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 102 der Figur 3 handelt es sich um ein transmissives Display mit Hintergrundbeieuchtung im nicht-sichtbaren Bereich des Lichts.
Die Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die Anzeigevorrichtung reflektiv ausgebildet ist In diesem Fall generiert das Gerät 124 einen optischen Lesestrahl 126, um das von der Anzeigevorrichtung 102 in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ausgegebene Signal zu erfassen.
Die Figur 5 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 102 basierend auf einem monochromen Flüssigkristall LC-Display mit Infrarot-Filter (IR- Filter) 8. Die Anzeigevorrichtung 102 hat einen Reflektor 1, vor dem ein Polarisator 2 einer ersten Polarisationsrichtung angeordnet ist Auf dem Polarisator 2 foigt ein Substrat 3 mit einer transparenten Rückelektrode Auf dem Substrat 3 befindet sich eine flüssigkristalline Schicht 4, auf der sich eine strukturierte Elektrode 5 befindet.
In der hier gezeigten Ausführungsform beinhaltet die strukturierte Elektrode 5 acht ansteuerbare Teilelektroden, die entsprechenden Bildpunkten, so genannten Pixeln, der Anzeigevorrichtung 102 entsprechen. Auf der Elektrode 5 befindet sich ein transparentes Substrat 6, gefolgt von einem Poiarisator 7 einer zweiten Polarisationsrichtung, die im Wesentlichen senkrecht auf der ersten Polarisationsrichtung des Polarisators 2 steht Auf dem Polarisator 7 folgt ein Filter 8, der im Wesentlichen nur für IR-Strahlung transparent ist. Der Filter 8 kann integraler Bestandteil der Anzeigevorrichtung 102 sein. Der Filter 8 kann auch in einer der Schichten des Dokuments 100 realisiert sein, wie zum Beispiel in dem Teilbereich 107 der Vorderseite 3 des Dokuments 100 in der Ausführungsform der Figur 1.
Ansteile einer in der Figur 5 gezeigten reflektiven Ausführungsform, kann die Anzeigevorrichtung 102 basierend auf der LCD-Technologie auch transmissiv ausgebildet sein, wie in der Figur 6 dargestellt, in dieser Aυsführungsform ist der Reflektor 1 durch einen Emitter 1' ersetzt, weicher zum Beispiel IR-Strahlung emittiert.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 102 als LED-Anzeige auf Basis von IR-LEDs ausgebildet, bevorzugt mit einer Emission im Bereich von 700 bis 3000 nm, besonders bevorzugt von 700 bis 1100 nm, insbesondere 750 bis 950 nm. Hierbei können sowohl anorganische, organische als auch Hybrid-LEDs eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform ist die Anzeigevorrichtung 102 auf der Basis von UV-LEDs ausgebildet; bevorzugt wird eine Emission im Bereich von 190 bis 400 nm, besonders bevorzugt von 250 bis 400 nm. Hierbei können sowohl anorganische, organische als auch Hybrid-LEDs eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 102 als bistabile Anzeigevorrichtung ausgebildet, beispielsweise als Drehelement-Anzeige oder als elektrophoretische Anzeige, insbesondere als so genanntes elektronisches Papier, zum Beispiel auf E-Ink-Basis.
Eine solche Anzeigevorrichtung hat zum Beispiel Drehelemente, die die gleiche Farbe im sichtbaren Spektralbereich aulweisen, und die außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs einen Kontrast erzeugen können, indem beispielsweise IR absorbierende und IR transparente oder reflektierende Drehelemente in der Drehelement-Anzeige vorhanden sind. Sowohl die IR transparenten oder reflektierenden als auch die IR absorbierenden Drehelemente können im sichtbaren Bereich im Wesentlichen absorbierend sein, d.h. die Farbe schwarz haben. Eine solche bistabile Anzeige hat insbesondere den Vorteil, dass nur für den Schaltvorgang Energie benötigt wird, wobei die Information auch noch nach Abschaltung der Energieversorgung angezeigt wird.
Die Figur 7 zeigt eine Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 102 mit einem elektrophoretischen Display auf Basis der E-lnk-Technologie. Die Anzeigevorrichtung 102 hat an ihrer Vorderseite eine transparente Elektrode 10, die zum Beispiel im IR- Bereich oder zusätzlich auch im sichtbaren Bereich transparent ist. Ferner hat die Anzeigevorrichtung 102 eine strukturierte Rückelektrode 12 mit Teilelektroden 16, die zur Ansteuerung von zwischen den Elektroden 10 und 12 befindlichen Mikrosphären 13 ausgebildet sind. Die Mikrosphären 13 können alternativ auch als Mikrocups ausgebildet sein.
Innerhalb jeder der Mikrosphären 13 befinden sich IR absorbierende Partikel 14 und nicht IR absorbierende Partikel 15. Die Partikel 14 und 15 können sich innerhalb ihrer jeweiligen Mikrosphäre 13 entweder in Richtung auf die Elektrode 10 oder in Richtung auf die Elektrode 12 bewegen, je nachdem welches Potential an die betreffende Teilelektrode 16 angelegt wird. Bei den IR absorbierenden Partikeln 14 kann es sich zum Beispiel um mit Ruß gefärbte Partikel handeln.
Die Partikel 15 haben im Wesentlichen dieselbe Farbe wie die Partikel 14, indem sie mit einer entsprechenden Mischung von CMY eingefärbt sind. Sowohl die Partikel 14 und 15 erscheinen also im sichtbaren Licht im wesentlichen schwarz, wohingegen bei Bestrahlung mit IR-Licht ein Kontrast dadurch entsteht, dass nur die Partikel 14 IR absorbierend sind, wohingegen die Partikel 15 IR transparent sind.
Die Figur 8 zeigt eine zu der Figur 7 alternative Aυsführungsform der eiektrophoretischen Anzeigevorrichtung 102 mit IR absorbierenden Partikeln 14, die sich in einer nicht IR absorbierenden Flüssigkeit 17 innerhalb der Mikrosphären 13 befinden. Innerhalb der Flüssigkeit 17 können sich die Partikel 14 je nach dem an der jeweiligen Teilelektrode 16 angelegten Potential bewegen, d.h. entweder in Richtung auf die Elektrode 10 oder in Richtung auf die Eiektrode 12. Bei Bestrahlung der Anzeigevorrichtung 102 mit IR-Licht durch die Elektrode 10 lässt sich der Kontrastunterschied aufgrund der unterschiedlichen Anordnung der Partikel 14 in den Mikrosphären 13 detektieren.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Partikel 14 nicht IR absorbierend, die Flüssigkeit 17 hingegen IR absorbierend.
Die Figur 9 zeigt eine Weiterbildung der elektrophoretischen Anzeigevorrichtung 102 der Figur 8. Bei dieser Ausführungsform beinhalten die Mikrosphären 13 zusätzlich Partikel 18, die eine andere Farbe als die Partikel 14 und 15 aufweisen, und die ebenfalls durch Ansteuerung der Teilelektroden 16 innerhalb der jeweiligen Mikrosphären 13 zwischen den Elektroden 10 und 12 beweglich sind. Beispielsweise haben die Partikel 18 einerseits und die Partikel 14, 15 andererseits entgegengesetzte elektrische Ladungen, sodass sich je nach Ansteuerung einer Teilelektrode 16 sich entweder die Partikel 18 oder die Partikel 14 und 15 innerhalb einer Mikrosphäre 13 gruppieren. Aufgrund der unterschiedlichen Farbe der Partikel 14, 15 einerseits und der Partikel 18 andererseits, ergibt sich bei jedem Schaltvorgang ein anderes von der Anzeigevorrichtung 102 angezeigtes Muster, sodass die Funktion der Anzeigevorrichtung 102 sowie das Vorhandensein von verschiedenfarbigen Partikeln zwar nicht durch einen Benutzer visuell, jedoch maschinell verifiziert werden kann.
Die Figur 10 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 102 gemäß Figur 5. Bei dieser Ausführungsform handelt sich um ein Farb-LC-Display mit einem zusätzlichen Sub-Pixel. Üblicherweise wird bei einem Farb-LC-Display nämlich jeder Pixel durch drei Sub-Pixel gebildet, zum Beispiel für die Farben blau, grün und rot. Bei der hier betrachteten Ausführungsform hat jeder Pixel einen zusätzlichen Sub-Pixel zur Abstrahlung eines maschinenlesbaren Signals in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich.
Beispielsweise wird ein Pixel 158 der Anzeigevorrichtung 102 durch die Teilelektroden 5', 5", 5'" und 5"" gebildet, die den Spektralkomponenten blau, grün, rot und IR entsprechen. Vor diesen Teilelektroden befinden sich entsprechende Farbfilter 8', 8", 8'", 8"", die rotes, grünes, blaues bzw. IR-Licht durchlassen. Bei dem Filter 8'"' kann es sich zum Beispiel um einen Langpass-Fiiter handein. Analog zu der Ausführungsform der Figur 11 kann auch eine Farb-LED-Anzeige mit vier Sub-Pixeln für jeden Pixel realisiert werden.
Die Figur 11 zeigt eine Ausführungsform des Dokuments 100 mit einem Prozessor 130 und einem elektronischen Speicher 132. Der Prozessor 130 und der Speicher 132 können als ein integrierter elektronischer Schaltkreis 108 realisiert sein. Auch der Treiber 104 kann als Teil des integrierten elektronischen Schaltkreises 108 realisiert sein. Der Prozessor 130 dient zur Ausfuhrung von Programminstruktionen 134. Die Ausführung der Programminstruktionen 134 kann die das Dokument 100 betreffenden Schritte eines kryptographischen Protokolls enthaften. Der elektronische Speicher 132 dient zur Speicherung von Daten 136, wie zum Beispiel von Personalisierungsdaten.
Das Dokument 100 hat eine Schnittstelle 138 zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung 140 mit einer entsprechenden Schnittsteile 138' des Geräts 124. Die Schnittsteile 138 ist vorzugsweise als RFID-Schnittstelle ausgebildet und beinhaltet eine Antenne 112 (vgl. die Ausführungsform der Figur 2).
Das Gerät 124 hat einen Prozessor 142 zur Ausführung von Programminstruktionen 134'. Durch Ausführung der Programminstruktionen 134' werden die das Gerät 124 betreffenden Schritte des kryptographischen Protokolls ausgeführt.
Das Gerät 124 hat einen optischen Empfänger 144 zum Empfang des maschinenlesbaren optischen Signals 122 von der Anzeigevorrichtung 102. Bei dem optischen Empfänger 144 handelt es sich zum Beispiel um einen CCD-Sensor, der in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich sensitiv ist.
Das Gerat 124 hat femer einen optischen Sender 146 für einen Lesestrahl 126 zum Lesen der Anzeige, die von der Anzeigevorrichtung generiert wird. Hierbei kann es sich Beispielsweise um eine Lampe, eine LED oder einen Laser handeln. Der Lesestrahl beinhaltet den visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich; vorzugsweise ist der Lesestrahl auf den visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich beschränkt, so dass die Tatsache, dass das Dokument 100 mit dem Lesestrahl beaufschlagt wird, nicht durch einen Benutzer visuell wahrnehmbar ist. Aufgrund der Ausführung der Programminstruktionen 134 steuert der Prozessor 130 den Treiber 104 zur Ausgabe des optischen Signals 122 an, wobei der Prozessor 130 dem optischen Signal die auszugebende Information aufmoduliert, beispielsweise mit Hilfe einer Amplituden-, Pulsweiten-, Phasen- und/oder Frequenzmodulation. Bei dem optischen Signal 122 kann es sich um ein serielles oder ein paralleles optisches Signal handeln. Femer können auch mehrere optische Signale 122 gleichzeitig oder zeitlich nacheinander über die Anzeige 102 ausgegeben werden. Bei der Ausgabe des optischen Signals 122 werden ein oder mehrere der Segmente der Anzeige 102 (vgl. Segmente 114, 116, 118 und 120, Figuren 3 und 4) angesteuert werden.
Ebenso kann der Prozessor 130 aufgrund der Ausführung der Programminstruktionen 134 den Treiber 104 zur Ansteuerung der Anzeige 102 für die Erfassung des optischen Signals 126 ansteuern. Die dadurch erhaltenen Informationen können durch den Prozessor 130 weiterverarbeitet werden, um auf dieser Grundlage beispielsweise ein oder mehrere weitere optische Signale 120 zu generieren und über die Anzeige 102 auszugeben.
Die Datenübertragung zwischen dem Dokument 100 und dem Gerät 124 kann sowohl seriell als auch parallel erfolgen. Im ersten Fall wird die Information durch eine zeitliche Veränderung des auf der Anzeige 102 dargestellten Inhalts übertragen und im zweiten Fall durch die örtliche Auflösung der auf der Anzeige 102 dargestellten Information. Zum Austausch größerer Datenmengen können auch die serielle und die parallele Datenübertragung miteinander kombiniert werden.
Der Aufbau der Anzeige 102 kann voltflächig sein, zum Beispiel um eine 1 -Bit- Information zu übertragen, oder die Anzeige kann als segmentiertes Display, als Passivmatrixdisplay oder als Aktivmatrixdisplay ausgebildet sein.
Das Dokument 100 muss nicht über eine eigene Energieversorgungsqυelle, wie zum Beispiel eine Batterie verfugen. Die Energieversorgung kann beispielsweise über die Schnittstelle 138 erfolgen. Beispielsweise wird in die Schnittstelle 138 von der Schnittstelle 138' des Geräts 124 elektrische Energie eingekoppelt, die zur Versorgung des integrierten elektronischen Schaltkreises 108, des Treibers 104 und/oder der Anzeige 102 dient. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um die Funktionsfähigkeit des Dokuments über seine gesamte Laufzeit hin zu gewährleisten. Von besonderem Vorteil ist dabei, wenn die Schnittstelle 138 als kontaktlose Schnittstelle ausgebildet ist, da dann auch das Problem der Korrosion und Abnutzung der Kontakte der Schnittstelle über die Laufzeit des Dokuments entfällt.
Bei den in dem elektronischen Speicher 132 gespeicherten Daten 136 des Dokuments 100 kann es sich um Personalisierungsdaten handeln, wie zum Beispiel den Namen, die Adresse, ein Gesichtsbild, Fingerabdruckdaten und eine Unterschrift des Tragers des Dokuments. Die Ausgabe dieser Daten in Form des optischen Signals 122 und/oder über die Schnittstelle 138 aus dem Dokument 100 kann an die Bedingung der vorherigen erfolgreichen Durchfuhrung des kryptographischen Protokolls geknüpft sein.
Zum Lesen der Daten 136 mit Hitfe des Geräts 124 wird beispielsweise wie folgt vorgegangen:
Das Dokument 100 wird in die Nähe des Geräts 124 gebracht, so dass elektrische Energie in das Dokument über dessen Schnittstelle 138 eingekoppelt wird. Dadurch wird die Ausführung der Programminstruktionen 134 durch den Prozessor 130 gestartet. Durch Ausführung der Programminstruktionen 134 wird eine Kennung, wie zum Beispiel eine Zufallszahl, generiert Die Kennung wird über die Anzeige 102 durch entsprechende Modulation des optischen Signals 122 ausgegeben und mit Hilfe des optischen Empfängers 144 des Geräts 124 empfangen.
Durch Ausführung der Programminstruktionen 134' bewirkt der Prozessor 142 daraufhin, dass aus der so empfangenen Kennung und einem geheimen Schlüssel ein weiterer Schlüssel gewonnen wird, der für die Durchführung des kryptographischen Protokolls verwendet wird. Beispielsweise wird auf diese Art und Weise ein symmetrischer oder ein asymmetrischer Schlüssel generiert, der für die erfolgreiche Durchführung des kryptographischen Protokolls erforderlich ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird beispielsweise aus der Kennung und einem geheimen Schlüssel ein asymmetrisches Schlüsselpaar bestehend aus einem geheimen und einem öffentlichen Schlüssel generiert. Der öffentliche Schlüssel wird daraufhin von dem Gerät 124 über dessen Schnittsteile 138' und die Kommunikationsverbindung 140 oder dessen optischen Sender 146 als optisches Signal 126 an das Dokument 100 übertragen. Dieser öffentliche Schlüsse! wird beispielsweise zur anschließenden Durchführung eines Challenge-Response- Verfahrens verwendet.
Nachdem das kryptographische Protokoll erfolgreich abgearbeitet worden ist werden die Daten 136 von dem Prozessor 130 aus dem elektronischen Speicher 132 ausgelesen und ganz oder teilweise auf der Anzeige 102 im Klartext angezeigt und/oder als maschinenlesbares optisches Signal 122 und/oder über die Kommunikationsverbindung 140 an das Gerät 124 übertragen.
Die Anzeigevorrichtung 102 des Dokuments 100 kann beispielsweise gemäß der Ausführungsform der Figur 10 ausgebildet sein, in diesem Fall ist der optische Empfänger 144 für den Empfang auf vier Kanälen ausgebildet, nämlich zum Empfang von Teilbildern im roten, grünen, blauen Spektralbereich und eines zusätzlichen Bildes außerhalb des visuell wahrnehmbaren spektralen Bereichs, beispielsweise also im IR- oder UV-Bereich.
Beispielsweise zeigt die Anzeigevorrichtung 102 ein Passbild 148 des Trägers des Dokuments 100. Das Passbild 148 ergibt sich, wie an sich im Stand der Technik üblich, aus verschiedenfarbigen Teilbildern, im Beispiel aus den Teilbildem 150, 152 und 154 in den blauen, grünen und roten Spektralbereichen, die in der Fig. 12 mit verschiedenen Grauwerten dargestellt sind.
Diese Teilbilder werden von dem optischen Empfänger 144, beispielsweise einer CCD- Kamera, empfangen und in an sich bekannter Art und Weise zu dem Passbild 148 rekombiniert, sodass es über eine Schnittstelle des Lesegeräts 124 angezeigt werden kann. Zusätzlich empfängt der optische Empfänger 144 ein Teilbild 156 mit einer schützenswerten und/oder geheim zu haltenden Information, beispielsweise einem kryptographischen Schlüssel, einer Transaktionsnummer oder dergleichen.
In dem hier betrachteten Beispielfall beinhaltet das Teilbild 156 die Angabe 56498739, die auf der Anzeigevorrichtung 102 für einen Benutzer nicht sichtbar ist, da diese außerhalb des visuell erfassbaren spektralen Bereichs abgestrahlt wird. Zur Erfassung auch des Teilbilds 156 ist der optische Empfänger 144 beispielsweise als IR sensitive Kamera, zum Beispiel einer auf Si-Technik basierenden CCD- oder CMOS- Technik ausgebildet; beispielsweise hat die IR sensitive Kamera hierzu einen entsprechenden Langpass-Filter.
Falis die Abstrahlung des maschinenlesbaren optischen Signals 122 im UV-Bereich erfolgt, können analoge CCO- oder CMOS-Kameras eingesetzt werden. Im Falle von sehr hoch energetischer Strahlung können Konverterschichten auf diese aufgebracht werden.
Der optische Empfänger 144 kann beispielsweise einen Vierfach-Strahlungsteiler beinhalten. Jedes der so erhaltenen Bilder wird einer unterschiedlichen optischen Filterung unterzogen, um so die Teilbilder 150 bis 156 zu erhalten.
Alternativ ist es auch möglich, dass der optische Empfänger 144 nur zur Erfassung des Teilbildes 156 im nicht sichtbaren Spektralbereich ausgebildet ist, da ja die visuelle Überprüfung der sichtbaren Komponenten des Passbildes 146 durch den Benutzer unmittelbar erfolgen kann, indem dieser die Anzeigevorrichtung 102 betrachtet.
Die Figur 13 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in dem Schritt 200 wird elektrische Energie über die Schnittstelle des Dokuments eingekoppert, beispielsweise von einem externen Schreib- und/oder Lesegerät. Daraufhin werden in dem Schritt 202 nicht oder nur wenig sensitive Daten aus einem elektronischen Speicher des Dokuments gelesen und in dem Schritt 204 auf einer Anzeigevorrichtung des Dokuments ausgegeben, wobei die Anzeige in einer für einen menschlichen Benutzer visuell und kognitiv ohne Werteres erfassbaren Form, wie zum Beispiel im Klartext, erfolgt.
Nach dem Schritt 200 wird ferner ein Schritt 206 durchgeführt, in dem die Anzeigevorrichtung des Dokuments zum Empfang eines optischen Signals von dem externen Gerät angesteuert wird. Aufgrund der von dem externen Gerät über das optische Signal empfangenen Informationen wird in dem Schritt 208 ein kryptographisches Protokoll gestartet. Alternativ oder zusätzlich erfolgt der Empfang eines Signals von dem Lesegerät durch die Schnittstelle 138, wobei aufgrund des Empfangs des Signals das kryptographisches Protokoll gestartet wird.
Nach erfolgreicher Durchführung des kryptographischen Protokolls werden in dem Schritt 210 sensitive Daten aus dem elektronischen Speicher des Dokuments gelesen, wie zum Beispiel Fingerabdruckdaten, und es wird ein entsprechendes maschinenlesbares optisches Signal generiert, welches durch entsprechende Ansteuerung der Anzeigevorrichtung in dem Schritt 212 zum Empfang durch das externe Gerat in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ausgegeben wird.
in einer weiteren Ausfuhrungsform wird zunächst ober die Schnittstelle des Dokuments Energie eingekoppelt, und eine Kommunikation zum Prozessor des Lesegeräts hergestellt. Nach optionaler Durchführung eines kryptographischen Protokolls wird die Information auf dem Anzeigeelement in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ausgegeben..
Bezugszeichenliste
1 Reflektor
1' Emitter
2 Polarisator
3 Substrat
4 Schicht
5 Teiletektrode
5' Teilelektrode
5" Teilelektrode
5'" Teilelektrode
5"" Teilelektrode
6 Substrat
7 Polarisator
8 Filter
8' Filter
8" Filter
8'" Filter
8"" Filter
10 Elektrode
12 Elektrode
13 Mikrosphäre
14 Partikel
15 Partikel
16 Teilelektrode
17 Flüssigkeit
18 Partikel
100 Dokument
101 Inlay
102 Anzeigevorrichtung
103 Vorderseite
104 Treiber 105 Rückseite
106 Datenleitung
108 integrierter elektronischer Schaltkreis
109 Öffnung
110 Modul
112 Antenne
114 Segment
116 Segment
118 Segment
120 Segment
122 optisches Signal
124 Gerät
126 Lesestrahl
128 Strahlungsquelle
130 Prozessor
132 Speicher
134 Programminstruktionen
134' Programminstruktionen
136 Daten
138 Schnittstelle
140 Kommunikationsverbindung
142 Prozessor
144 Empfänger
146 Sender
148 Passbild
150 Teilbild
152 Teilbild
154 Teilbild
156 Teilbild

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Dokument mit einer Anzeigevorrichtung (102) zur Bildwiedergabe in einem visuell wahrnehmbaren spektralen Bereich, wobei die Anzeigevorrichtung als optischer Sender (102) zur Ausgabe mindestens eines maschinenlesbaren optischen Signals in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich ausgebildet ist.
2. Dokument nach Anspruch 1, wobei der optische Sender zur Abstrahlung des optischen Signals in einem Infrarot- (IR) und/oder ultravioletten (UV) Bereich ausgebildet ist.
3. Dokument nach Anspruch 1 oder 2, wobei der optische Sender ein oder mehrere Leuchtdioden autweist
4. Dokument nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Dokument einen Dokumentenkörper (101, 103, 105) hat, in den die Anzeigevorrichtung integriert ist.
5. Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Anzeigevorrichtung um eine LED-Anzeige, LCD-Anzeige, eine blstabile Anzeige, insbesondere eine elektrophoretische Anzeige oder eine Drehelement-Anzeige, und/oder eine semi-bistabile Anzeige, zum Beispiel eine elektrochrome Anzeige, handelt.
6. Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Filter (8, 8"") zum Durchlass der Strahlung in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich.
7. Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeigevorrichtung emissiv, reflektiv oder transmissiv ist.
8 Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeigevorrichtung erste (14) und zweite (15) Anzeigeelemente aufweist, die in einem visuell wahrnehmbaren spektralen Bereich im Wesentlichen dieselbe Farbe haben, und wobei nur die ersten Anzeigeelemente in dem nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich absorbierend wirken.
9. Dokument nach Anspruch 8, mit dritten Anzeigeelementen (15), die eine andere Farbe aurweisen.
10. Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeigevorrichtung Anzeigeelemente (14) aufweist, die in dem nicht visuell wahrnehmbaren Bereich absorbierend wirken, und die sich in einer Flüssigkeit (17) befinden, wobei die Flüssigkeit in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich transparent ist.
11. Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeigevorrichtung Pixel (158) aufweist, wobei zumindest eine Teilmenge der Pixel jeweils einen Sub-Pixel (5"", 8"") zur Ausgabe des maschinenlesbaren optischen Signals oder mehrerer maschinenlesbarer optischer Signale in dem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich aufweist.
12. Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich um ein Wert- oder Sicherheitsdokument handelt, beispielsweise ein Ausweisdokument, insbesondere einen Personalausweis, einen Reisepass, ein Visum oder einen Firmenausweis, eine Kreditkarte, einen Führerschein, einen Berechtigungsnachweis oder dergleichen.
13. Lesegerät für ein Dokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Lesegerät nach Anspruch 13, mit Mitteln (144) zur Erfassung des maschinenlesbaren optischen Signals oder maschinenlesbaren optischen Signale, die von Sub-Pixeln des optischen Senders (102) abgestrahlt werden.
15. Kommunikationsverfahren für ein Dokument (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Datenausgabe durch Ausgabe eines maschinenlesbaren optischen Signals in einem visuell nicht wahrnehmbaren spektralen Bereich durch einen optischen Sender (102) des Dokuments erfolgt.
16. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 15, wobei mit dem optischen Signal eine Information empfangen wird, die für die Durchführung eines kryptographischen Protokolls verwendet wird.
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