本發(fā)明關(guān)于一種安全裝置和認證方法，其中一通過掃描裝置的可偵測物質(zhì)或物質(zhì)材料組成在具有嵌入的三維模型的基底材料中或其上堆積或儲備，且在需要時能被重新涂抹在安全元素上或自其清除。借此形成一至少部分變化的表現(xiàn)形，其在另一認證時間點能被掃描裝置記錄并在一儲存裝置中作為更新的版本儲存。

背景技術(shù)：

為保護文件、對象、貨品，且亦為電信裝置或人的認證已知有多種的方法和裝置。很多方法是基于靜態(tài)安全特征，例如數(shù)字、密碼、生物辨識特征或有一復雜的靜態(tài)架構(gòu)借以提高仿偽性。US 5,719,948描述一種用于熒光圖像與光學符號讀取的裝置與方法、US 5,697,649描述一種具有磁性安全特征的對象和US 5,568,251描述一種材料，其在吸收、反射或透射是各向異性。

方法的另一群組是基于在文件或產(chǎn)品的表面上明顯物理性或化學性的安全特征。為此目標，表面中對應于預先選定物理性特征的區(qū)段被掃描并編碼和/或加密所述掃描的圖像。所得到結(jié)果被以數(shù)字或代碼的形式表現(xiàn)在對象或文件的表面上。在檢查認證時，所述表面經(jīng)由掃描器被掃描。將借此得到的數(shù)據(jù)與儲存的數(shù)據(jù)進行比較。這樣的方法例如在WO 97/24699A中被描述。

WO 98/57299描述一種具有單元特征的文件，其通過大量在基底材料中儲備的標志所構(gòu)成。此標志是任意相對于它們在基底材料中的位置、分布密度和空間位置而在基底材料中配置。借此在文件生產(chǎn)時總是產(chǎn)生獨特的作品，其幾乎是不可能刻意被重制。在標志方面可例如是紡織物或纖維素纖維、金屬材料或塑料或如碳纖維的無機物質(zhì)。此外類刮痕的凹型或凸起適合作為在基底材料中或基底材料上的特征。所述凹型或凸起在此有不同的寬度、深度或高度尺寸和/或走向。此外亦可建構(gòu)有中空室，其在基底材料中類孔狀而構(gòu)成。通過讀取裝置此安全特征被掃描。而且雖然這樣的安全特征有復雜的模型，但此在它們的后續(xù)安全詢問的生成之后保持不變。況且通過現(xiàn)代的3-D-印刷方法是有可能仍然能偽造這樣的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。

在WO 01/043086中提出，一清楚的圖像作為二維的隨機圖像并施加到一材料的所選面，其包含一具有任意特征的粗糙表面。對此可使用例如具有如纖維、多孔性粗糙表面的材料或提供有粒子雜質(zhì)的材料。所述方法更見于實施例中，具有任意參數(shù)的隨機圖像進一步被改裝，例如在此通過例如孔眼來隨機地加工所述表面。在此所述二維的隨機圖像在其完成之后不再改變。雖然使用具有隨機參數(shù)的粗糙表面的材料，其應是提高仿偽的，但此材料在兩個認證時間點之間保持靜止并因此易于偽造。

在DE 10 2004 049 139 A1中描述一種用于保護對象以避免被偽造或復制的裝置與方法，在此裝備具有用于發(fā)射光的傳輸裝置，其中傳輸裝置的光隨時間在強度和/或光譜組上變化。所述光的隨時間變化在此是如此選擇或調(diào)整的，即其是為人類視覺所能感知的。在此所述光的動態(tài)變化展現(xiàn)一動態(tài)的安全特征。在所述方法中使用光動態(tài)改變的性質(zhì)，其適用于每一個安全元素，而不論他們是正在發(fā)射哪一個光。考慮所述變化而因此不給予個別安全元素辨識。這樣的安全元素被成功的復制，使得其偽造因此不再能從于原件區(qū)分，類似于全像圖的復制的情況。

在DE 10 2006 006 323 A1中描述一種具有光學機械可讀標記的多層體，其包含塑料層，其中加工有精細的浮雕結(jié)構(gòu)。在此不同的區(qū)域包含有不同的浮雕結(jié)構(gòu)并建構(gòu)成可作用為安全特征的背景模型。然而背景模型在多個認證時間點之間亦是剛性地被建構(gòu)。

在WO 2012/038842中描述一種安全元素，其應是仿偽的。在此選擇具有表現(xiàn)出“確定性”不均勻表面的材料。此外使用這樣的微粒，其尺寸使得它們能被所述表面的不平坦而擒住。此外所述微粒能隨機的從所述表面分離，借此產(chǎn)生如此復雜、獨特的表面。所述微?？衫绨瑹晒馊玖?，因此能夠被讀取裝置掃描。在所述結(jié)構(gòu)中儲備的顆粒的熒光顏色可在熒光顯微鏡下被辨識。較佳的是使用不同的熒光染料，其在激活時發(fā)射不同的顏色。在所述的方法中通過一隨機的分離達成一高度個性化，但仍為靜態(tài)的安全元素，在此亦僅由此產(chǎn)生靜態(tài)的表現(xiàn)形，而非一變化的表現(xiàn)形和所述安全元素可能的動態(tài)發(fā)展在兩認證時間點進行比較。為此目的各自的最終狀態(tài)是固定的。

DE 10 2009 033 221描述一種用于標記、認證或辨識對象或人的安全元素或方法，在所述安全元素的至少一層包含至少部分區(qū)域是以裂縫、裂痕、磨損或收縮形式的裂紋模型(krakelee-Muster)以及可能的雜質(zhì)，其是可全部或分開的作為安全特征而被掃描與記錄。在實施例的變型中，裂紋模型可通過涂抹色素(染色)而被做成可見的，所述色素沉積在裂縫和裂痕中。這樣的裂紋模型在根據(jù)與一正常的裂紋模型的參雜或染色的可見地結(jié)合后，而總體地使另一個裂紋模型為可見的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此背景本發(fā)明的目的在于提供一種安全裝置和認證方法，借此，防偽安全性通過所包含的動態(tài)變化而額外地提升。

此目的是通過一種具權(quán)利要求1的特征的安全裝置與具有權(quán)利要求10的特征的認證方法而達成的。優(yōu)選的實施例則在從屬權(quán)利要求中。

本發(fā)明的安全裝置包含安全元素，其包含一基底材料，在其中嵌入具有如裂縫、糟狀、薄片、凹型、鱗狀、突起和/或收縮結(jié)構(gòu)作為靜態(tài)或動態(tài)安全特征的三維模型。本發(fā)明所述的模型包含任意的結(jié)構(gòu)、表面、幾何形或凹凸在基底材料中或其上。優(yōu)選的是，所述模型是關(guān)于“隨機”的凹凸或結(jié)構(gòu)，其沒有特定的順序或邏輯。此外亦包含“故意”、預先定義或?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)或形式。如此建構(gòu)的安全元素可例如應用在鈔票、護照、文件、包裝或?qū)ο?，或動物或人。所述安全裝置更包含用于記錄安全元素的圖像或其部分的掃描裝置。掃描裝置可例如是關(guān)于光學裝置(例如，相機、顯微鏡、掃描器)。在一較佳的變型中，掃描裝置是電信裝置，例如智能手機或移動電話，的組成部分。在所述安全裝置中進一步提供有儲存裝置，其在認證時間點時用于儲存以掃描裝置所記錄安全元素的圖像。在儲存裝置中其可例如是關(guān)于數(shù)據(jù)庫，其中所傳遞的數(shù)據(jù)在管理儲存器或硬盤中儲存。所述認證時間點是一個時間點，在此時執(zhí)行認證物件、人、服務查詢、軟件訪問或其他通過事件而觸發(fā)的訪問控制。在認證時間點所述安全元素的表現(xiàn)型或其部分被記錄且在所述儲存裝置中儲存。如必要的話，由所述表現(xiàn)形所得到的數(shù)據(jù)可被更改或加密，借此使一可能的數(shù)據(jù)偷竊更困難或避免。所述表現(xiàn)形對應于所述安全元素的光學外貌或組成，可僅以肉眼觀察或添加輔助手段，例如像相機、顯微鏡、掃描器的光學掃描裝置。在此所使用的輔助手段可以確保所述表現(xiàn)形對人眼是大致可見的，例如當使用掃描裝置的特定放大或特殊光作用時。

根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)提供一種通過掃描裝置可偵測的物質(zhì)或物質(zhì)組成，其至少部分地堆積在表面上，所以此或在基底材料中所嵌入的三維模型被動態(tài)地改變。所述堆積可被任意地重復且能部分或是全部地被清除。借此改變例如所述基底材料和/或在安全元素中所嵌入的三維模型的顏色、強度、結(jié)構(gòu)、層厚度、表面或物理性質(zhì)。產(chǎn)生一至少部分改變的表現(xiàn)型作為結(jié)果，其在第二、隨后的認證時間點能被掃描裝置記錄且作為最新的表現(xiàn)形在所述儲存裝置中儲存。所述可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成在基底材料上動態(tài)的施加或剝離而因此留下一更改的表現(xiàn)型，其在主要的特征上是不同于在第一認證時間點于所述儲存裝置中儲存的表現(xiàn)型。然而可保留安全元素的原始結(jié)構(gòu)，借此而使例如安全元素的預認證是可能的。較佳的是動態(tài)變化因此僅是安全元素的一部分。

優(yōu)選的是在基底材料中是關(guān)于一有色的層，帶色層、金屬層、在其中包含有顏料的材料，金屬離子、鹽類或放射性物質(zhì)。因此所述材料可通過掃描裝置或偵測裝置而被記錄。放射性物質(zhì)是例如熒光、發(fā)光或輻射性物質(zhì)。輻射性物質(zhì)的存儲執(zhí)行在少量、但可偵測的濃縮中，所以沒有產(chǎn)生對生命或環(huán)境的危害?；撞牧峡蛇M一步被保護層，例如保護漆，所覆蓋。在一特別的變型中，基底材料是僅對掃描裝置為可偵測的，而對沒有輔助手段的人眼是不可見的。

較佳的是使用帶色層或具有在其中堆積顏料的材料層作為基底材料。在此可預見的是，所述帶色層包含不同的色彩強度或有色物質(zhì)。此基本上是取決于基底材料的顏料與層厚度的種類和濃度。進一步可將光吸收材料，例如保護層，涂抹在基底材料上，所以色彩強度在以光學裝置記錄時被增強或衰減。較佳的是選擇一個為實現(xiàn)色彩效果的組成是已知的染料。在此較佳的是提供掃描裝置辨識所述基底材料和其組成。

一個含有金屬離子的層、金屬層或合金可經(jīng)由對應的金屬偵測器而被證實。特征是在于通過所述可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成的并入或剝離而改變基底材料，并因此改變安全元素的表現(xiàn)形。此變化可以是緩慢或快速、僅部分和/或臨時的，且通過外部影響而進一步被加速或減緩。暫時性的變化包含特殊的動態(tài)，其使得偽造者是幾乎不可能將安全元素復制或使用。偽造者在已知的認證時間點是不知道，哪一個最新的表現(xiàn)形在此時間點于儲存裝置(例如，數(shù)據(jù)庫)中儲存。物質(zhì)或物質(zhì)組成的并入導致三維模型的結(jié)構(gòu)改變，因為新物質(zhì)被并入結(jié)構(gòu)中或已存在的物質(zhì)從其被剝離。此外所述可偵測物質(zhì)的位移可建構(gòu)在結(jié)構(gòu)中。

為提高安全性，在一預先給定的時間中較佳的是進一步動態(tài)地收縮、改變或發(fā)展所述模型的表現(xiàn)型或在基底材料中的模型。例如所述結(jié)構(gòu)可以是基于例如可偵測物質(zhì)或機械性影響的化學或物理性效果而改變，當有新裂痕、顏色褪色、帶色層的層厚度被改變或裂痕產(chǎn)生放大或縮小時。當基底材料是帶色層時，可在所述帶色層中建構(gòu)所謂的裂紋結(jié)構(gòu)(Krakelee-Strukturen)，此亦即隨機的裂痕或裂縫，其穿透所述基底材料的封閉表面結(jié)構(gòu)。在于其中所建構(gòu)的結(jié)構(gòu)中反而并入可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成。為此所述可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成較佳是粉末、顆粒、膠或懸浮物。為進一步提高動態(tài)結(jié)構(gòu)的復雜性，在一較佳的變型中提供不同可偵測的物質(zhì)被并入基底材料和/或模型中。此可以是不同的染料或可偵測物質(zhì)的合并，其可通過不同的偵測手段而正名。例如金屬粒子可一起被與顏料或熒光粒子混合。此可偵測物質(zhì)的合并額外地提高了三維模型的安全性與動態(tài)變化性。

可偵測物質(zhì)的不同濃度亦可進一步被作為安全特征使用，當其導致一物理性質(zhì)的變化時。當然必須是所述掃描裝置能物理性接收到不同的可偵測物質(zhì)。在實施例中能預期的是，在特定時間點具有顏色粉末的安全元素的表面被以流體或是干燥的形式處理，因此各個粒子能堆積在三維模型的結(jié)構(gòu)中。為此優(yōu)選是使用粉末、顆粒、膠或懸浮物。一流體狀的懸浮物或膠能容易地流入模型的結(jié)構(gòu)中并且至少部分地添充它們。通過以可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成填充結(jié)構(gòu)能得到安全元素改變的表現(xiàn)形?？蓚蓽y物質(zhì)或物質(zhì)組成在基底材料中的堆積較佳是僅間歇地執(zhí)行，此亦即在需要時所述粉末可自安全元素清除或本身再次沉積。在此所述基底材料較佳是由可偵測物質(zhì)合成、其隨時間而分解、自基底材料剝離、改變其顏色或以其他方式改變。借此亦改變所述基底材料和/或在其中所嵌入的模型的通過掃描裝置所記錄的表現(xiàn)型。

在優(yōu)選的實施例中所述安全元素的基底材料為一發(fā)熒光的層所限制，其具有在其中整合為一體的熒光粒子作為附加的安全特征。所述發(fā)熒光的層或熒光層可例如被設置在基底材料下。根據(jù)基底材料的設備、種類和層厚度，具有不同強度的熒光層的熒光粒子是可見或不可見的?；谌S模型的結(jié)構(gòu)，熒光或熒光粒子在這些地方是可見的，即在此基底材料的層厚度是非常薄(所以熒光可以穿透)或所述基底材料包含如裂痕、鱗狀、凹槽或噴發(fā)的結(jié)構(gòu)，所以所述熒光或熒光粒子是能夠過這樣的結(jié)構(gòu)而被偵測。在第二、隨后的認證時間點，可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成重新被涂抹在所述安全元素上或從其清除，亦改變所限制的熒光層或在其中堆積的熒光粒子的表現(xiàn)型。先前是可見并透射過三維模型結(jié)構(gòu)的熒光粒子被密封在重疊結(jié)構(gòu)，并因此不再或以微量強度而可見的。因此在優(yōu)選的實施例中，有熒光的層的熒光粒子是主要通過模型的結(jié)構(gòu)或通過具有微量或更透明的層厚度的基底材料的區(qū)域作為環(huán)境材料而為可見的。為本發(fā)明的目的，任何熒光染料都可以適用。在變型中，可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成能包含相同于基底材料的材料物質(zhì)組成。

以掃描裝置的掃描能以不同的角度或視角來執(zhí)行。優(yōu)選是在掃描時，得到來自基底材料結(jié)構(gòu)的三維深度信息。此可例如經(jīng)由亮度測定法來執(zhí)行，例如藉由創(chuàng)建高度場、應用結(jié)構(gòu)化的光、不同發(fā)光角度或通過立體攝影。借此反射儀或反射光顯微鏡亦提供近似的結(jié)果。深度資訊的添加展現(xiàn)了額外的安全特征，因為其忠于原型的再次給定3-D結(jié)構(gòu)，而這是偽造者幾乎不可能做到將此信息重建的。

在另一個優(yōu)選的實施例中，安全元素將被以不同激活波長的輻射而掃描。所以安全元素的對人眼為可見的表現(xiàn)型根據(jù)輻射源也顯出完全不同，例如當安全元素相較以自然光、極化光或以帶熒光的光來進行分析時。基底材料的精細輪廓與陰影、模型的結(jié)構(gòu)和基底材料的層厚度在極化光下產(chǎn)生獨特的表現(xiàn)形，其不同于通過非極化正常光所產(chǎn)生的表現(xiàn)形或熒光圖像。

根據(jù)輻射源因此得到與相同安全元素完全不同的表現(xiàn)型，雖然其是相互依賴的?；讓?、模型或熒光層的物質(zhì)組成或結(jié)構(gòu)被改變，故所述表現(xiàn)形亦必然有至少部分地改變，其是在正常光、極化光或熒光下的分析所得到的。經(jīng)由各個輻射源所得到的表現(xiàn)形在詢問時間點時被記錄并在數(shù)據(jù)庫中儲存。通過數(shù)據(jù)分享而獲得額外的安全性，此亦即表現(xiàn)型將在不同的數(shù)據(jù)庫中被儲存。在認證詢問時能向相應的數(shù)據(jù)庫發(fā)送詢問，其中為進行認證附加有一或多個表現(xiàn)型。此表現(xiàn)型的組合與唯一性使偽造者幾乎不可能以合理的努力復制安全元素。

進一步看出本發(fā)明認證方法的特定特征，即可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成動態(tài)地改變在基底材料中所嵌入的三維模型，其中在需要時，在安全元素上的可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成能通過內(nèi)部或外部的影響而重新被施加或清除，借此至少部分地改變所述基底材料和/或在安全元素中所嵌入的三維模型的顏色、強度、結(jié)構(gòu)、層厚度或其他物理性質(zhì)。在基底材料的結(jié)構(gòu)中物質(zhì)的堆積或剝離導致變化的表現(xiàn)形，其至少部分地不同于先前時間點的表現(xiàn)形。因此基于所述可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成的應用或剝離而在兩認證時間點之間得到同樣安全元素的不同表現(xiàn)型。此外，基底材料本身、三維模型或在基底材料鄰近的有熒光的層的性質(zhì)亦可改變。例如三維模型的裂痕或結(jié)構(gòu)能擴大、發(fā)展或收縮。新裂痕或其他結(jié)構(gòu)可被進一步的構(gòu)成。三維模型的可偵測物質(zhì)或物質(zhì)組成的第二次應用亦導致所述鄰近有熒光的層的變化。因此有安全元素的組合，其可一起或單獨的被使用為認證特征。

附圖說明

本發(fā)明將在以下的附圖中進一步說明。

具體實施方式

在圖1顯示安全元素1，其由一基板和基底支持材料6所構(gòu)成。在支持材料6是關(guān)于一有色層，其中含有著色染料。在支基底材料6中有不同幾何形的模型4，其在所示的實施例中是以裂紋或噴發(fā)展現(xiàn)。這樣的裂縫或噴發(fā)可例如通過所述有色層的各個區(qū)域的干燥或收縮而產(chǎn)生。在作為基底材料6的所述有色層下有一熒光層3，其中配置有個別的熒光粒子2。由于所述基底材料6(有色層)的形成裂紋，所述熒光粒子2通過所述幾何模型4的結(jié)構(gòu)是可偵測的。所述熒光粒子2特別在這位置是可見的，在此沒有基底材料6、或在基底材料6的層厚度非常薄的位置。這樣少量層厚度5的區(qū)域?qū)е滤鰺晒饬Ｗ?的熒光穿透且是通過掃描裝置可偵測的。此外有能在所述圖樣4的區(qū)域中產(chǎn)生的陰影7，且其亦被建構(gòu)成一特征化的結(jié)構(gòu)、即表現(xiàn)形。最后在基底材料6中亦有區(qū)域，其中各個顏料或顏料聚集8是更強或更弱的突出于所述基底材料6的鄰近區(qū)域。

為安全元素的動態(tài)變化，在進一步的步驟中在所述基底材料6上涂抹有色粉末，其儲備在所述幾何模型4或基底材料6的結(jié)構(gòu)中，并遮蔽或新引入單獨或多個熒光粒子2。通過所述具備有色粉末的安全元素1的處理，因此不僅改變所述幾何模型4的結(jié)構(gòu)而且也改變所述熒光粒子2的強度。此外基底材料6的層厚度有可能改變，以便先前具備薄層厚度5的熒光區(qū)域被這樣屏蔽，所以在其下的熒光粒子2不再能夠穿過。

為剝離有色粉末，可例如敲掉安全元素，借此有色粉末或其部分再次從所述幾何模型4的結(jié)構(gòu)松脫。此又反過來導致所述表現(xiàn)型的變化，這是在可被掃描裝置所記錄的掃描時間點。

在圖2中顯示安全元素1的橫截面。在做為基底材料6的有色層下建構(gòu)有熒光層3，其中各個熒光粒子2是能辨認的。在基底材料6有像例如裂縫或裂痕的隨機結(jié)構(gòu)4，其被建構(gòu)在有色層中。通過此結(jié)構(gòu)4，熒光粒子2發(fā)射其熒光直至表面，并因此在空置期間是能辨識的。在有色粉末或可偵測物質(zhì)的涂抹時，被部分地填充所述結(jié)構(gòu)4，借此產(chǎn)生一改變的表現(xiàn)型，其在以掃描裝置掃描時改變熒光粒子2的位置與熒光強度。

在圖3中安全元素以兩層架構(gòu)(有色層作為基底層6和在其下的熒光層3)顯示，其被以不同的光掃描。以不同輻射源所做這樣的分析結(jié)果在圖3A-C中展現(xiàn)。圖3A顯示安全元素的表現(xiàn)型，其在正常下被拍攝。在此作為圖樣4的各個裂痕是在有色層(基底層6)中清楚地被辨識。具有陰影7和顏料聚集8的區(qū)域也在基底層中被辨識。圖3B顯示同樣安全元素的表現(xiàn)型，其以極化光而被拍攝。具有特定熒光匯集的區(qū)域包含一個特征化的環(huán)結(jié)構(gòu)9。圖3C顯示安全元素的表現(xiàn)型，當自其建構(gòu)一熒光攝像時。在實施例中使用兩個不同的熒光顏料(并非用于辨識)，其包含不同顏色。各個熒光粒子2和其集聚在熒光層3中是能清楚地被辨識。此外其他熒光粒子2以另一種顏色在模型4中與具薄層厚度的基底材料6的區(qū)域中是能辨識的。圖3A-C的所有三個表現(xiàn)型分配至例如一有價文件、人或服務，所以偽造者是幾乎不可能復制所述安全元素，因為他必須將安全元素的所有三個表現(xiàn)型原始地復制。