CH638632A5 - Verfahren und einrichtung zur kennzeichnung und zur nachtraeglichen erkennung von dokumenten. - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur kennzeichnung und zur nachtraeglichen erkennung von dokumenten. Download PDF

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Description

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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Kennzeichnung und zur nachträglichen Erkennung von Dokumenten durch Aufbringen von n > 2 unterschiedlicher Arten maschinenlesbarer optischer Markierungen, die in einer oder mehreren Spuren des Dokumentes lückenlos aufeinanderfolgen und einfallendes Licht durch Beugung oder Brechung charakteristisch modifizieren, wobei nachträglich wenigstens Teile bestimmter Markierungen zur Bildung einer Codierung ausgelöscht werden und in einem Identifizierungsgerät mittels wenigstens n Lichtfühlern, von denen jeder auf eine der Markierungsarten anspricht, die Echtheit der verbleibenden Markierungen geprüft und die codierte Information seriell ausgelesen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die n Arten (A; B) unterschiedlicher Markierungen zyklisch aufeinanderfolgend aufgebracht werden, dass beim nachträglichen Löschen bestimmter Markierungen (3') von jeweils zwei benachbarten Markierungen (3) wenigstens ein Teil der einen dieser beiden Markierungen (3) erhalten bleibt und dass aus den Signalen (VA; VB) der n Lichtfühler (10; 11) der Takt zum Auslesen der codierten Information gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Codierung bestimmte Feldübergänge (4) zwischen benachbarten Markierungen (3) ausgelöscht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Codierung die gesamte Fläche bestimmter Markierungen (3') ausgelöscht und von jeweils zwei benachbarten Markierungen (3) wenigstens die eine dieser beiden Markierungen (3) erhalten bleibt.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf eine erste Markierungsart (A) ansprechender Lichtfühler (10) und ein auf eine zweite Markierungsart (B) ansprechender Lichtfühler (11) an ein Summierglied (6) und an einen Komparator (7) angeschlossen sind und dass das Summierglied (6) und der Komparator (7) mit einer Auswerteeinrichtung (8) verbunden sind, welche jeweils im Umschaltzeitpunkt des Ausgangssignals (VA > VB) des Komparators (7) die Bitwertigkeit des Ausgangssignals (VA + VB) des Summiergliedes (6) feststellt.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf eine erste Markierungsart (A) ansprechender Lichtfühler (10) an einen ersten Eingang eines ersten Komparators (13) und ein auf eine zweite Markierungsart (A) ansprechender Lichtfühler (11) an einen ersten Eingang eines zweiten Komparators (14) angeschlossen ist, dass eine Referenzspannung (UR) an einen zweiten Eingang der Komparatoren (13 ; 14) angelegt ist und dass die Komparatoren ( 13 ; 14) mit einer Auswerteeinrichtung (15) verbunden sind, welche die codierte Information aus der Bitkombination der Ausgangssignale (VA > UR; VB > UR) der Komparatoren (13; 14) ausliest.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzwertspeicher (16) vorhanden ist, in den ein von einem der Lichtfühler (10; 11) am Dokument (2") ermittelbarer Referenzwert einspeicherbar ist, und dass die Referenzspannung (UR) durch den eingespeicherten Referenzwert bestimmt ist.
Es ist ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt (DE-AS 2 731 726), bei dem auf dem Dokument parallel zur Datenspur Taktmarkierungen aufgebracht werden. Diese Taktmarkierungen werden beim Auslesen der codierten Information in einem Lesegerät abgetastet. Sie markieren den Ort und damit den Zeitpunkt, in welchem mit einem optischen Lesekopf, der entlang der Datenspur bewegt wird, ein Datenbit ausgelesen werden soll. Solche Taktmarkierungen erfordern jedoch zusätzlichen Platz auf dem Dokument, erschweren und verteuern dessen Herstellung und bedingen zum Abtasten einen zweiten Lesekopf einschliesslich der zugehörigen elektronischen Detektionsglieder.
Es ist auch möglich, auf die Taktmarkierungen zu verzichten und als Ortsreferenz zum Aufsuchen der Lesepositionen eine Kante oder eine gesonderte Startmarkierung des Dokumentes heranzuziehen. Dies bedingt jedoch eine mechanisch aufwendige Transporteinrichtung, die eine konstante Relativgeschwindigkeit zwischen Dokument und Lesekopf erzeugen oder Schritte definierter Länge ausführen muss. Bei durch Wär-meeinfluss und dergleichen geschrumpftem Dokument können Lesefehler dennoch auftreten.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf eine gesonderte Taktspur zu verzichten und trotzdem ein fehlerfreies Auslesen der codierten Information zu gewährleisten.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein uncodiertes Dokument,
Fig. 2 ein codiertes Dokument,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Identifizierungsgerätes, Fig. 4 ein Funktionsdiagramm,
Fig. 5 ein weiteres codiertes Dokument,
Fig. 6 ein Blockschaltbild des zugehörigen Identifizierungsgerätes und
Fig. 7 ein Funktionsdiagramm.
In der Fig. 1 bedeutet 2 ein Dokument, das eine Identitätskarte, eine Zutrittskarte, eine Kreditkarte, ein Wertpapier usw. sein kann. In dieses Dokument wird entlang einer Datenspur eine Vielzahl von maschinenlesbaren optischen Markierungen 3 eingegeben, von denen jede eine vorbestimmte charakteristische Modifikation des Strahlenganges einer weiter unten beschriebenen optischen Prüfeinrichtung durch Beugung oder Brechung der reflektierten oder transmittierten Strahlung bewirkt. Die Markierungen 3 können zum Beispiel Hologramme, Beugungsgitter oder Kinoforms sein und stellen demnach eine schwer fälschbare Echtheitsinformation dar. Im dargestellten Beispiel sind n=2 Arten A und B unterschiedlicher Markierungen 3 vorhanden, die in der Datenspur zyklisch und lückenlos aufeinanderfolgen.
In das Dokument 2 wird eine codierte Information eingegeben, indem nachträglich bestimmte Markierungen 3 oder Teile bestimmter Markierungen wieder ausgelöscht werden. Das Auslöschen kann durch thermische Einwirkung oder auf eine andere bekannte Weise erfolgen. Es ist zu beachten, dass beim Löschen bestimmter Markierungen von jeweils zwei benachbarten Markierungen wenigstens ein Teil der einen dieser beiden Markierungen erhalten bleibt.
Die Fig. 2 zeigt ein Dokument 2', bei dem zur Bildung einer Codierung bestimmte Feldübergänge 4 zwischen benachbarten Markierungen 3 ausgelöscht wurden. Beim Dokument 2" nach der Fig. 5 wurde zur Bildung einer Codierung die gesamte Fläche bestimmter Markierungen 3' ausgelöscht, wobei beachtet wurde, dass von jeweils zwei benachbarten Markierungen 3 wenigstens die eine dieser beiden Markierungen erhalten blieb.
Zum Identifizieren des Dokumentes 2' dient ein Identifizierungsgerät, das gemäss der Fig. 3 im wesentlichen aus einem Lesekopf 5, einem Summierglied 6, einem Komparator 7 und einer Auswerteeinrichtung 8 besteht. Der Lesekopf 5 enthält eine Lichtquelle 9, die einen Leselichtstrahl auf den unter dem Lesekopf 5 liegenden Bereich der Datenspur des Dokumentes 2' wirft. Ferner enthält der Lesekopf n, im beschriebenen Beispiel also, zwei Lichtfühler 10,11, von denen jeder auf eine der Markierungsarten A, B anspricht. Der Lichtfühler 10 erzeugt ein elektrisches Signal VA und der Lichtfühler 11 ein elektrisches Signal VB. Beide Lichtfühler 10,11 sind an das Summier-
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In der Fig. 4a ist die Datenspur mit den Markierungen 3 der Arten A und B nochmals vergrössert dargestellt. Die gelöschten Flächen 12 im Bereich der Feldübergänge 4 sind durch eine Schraffur angedeutet. Im dargestellten Beispiel beträgt die gesamte Breite der gelöschten Flächen 12 etwa Vi der Breite der Markierungen 3, so dass sowohl die gelöschten Flächen 12 als auch die verbleibenden ungelöschten Flächen der Markierungen 3 genügend breit sind, um eine zuverlässige Detektion zu gewährleisten. Die Fig. 4b zeigt das Signal VA, die Fig. 4c das Signal VB, die Fig. 4d das Summensignal VA + VB und die Fig. 4e das binäre Signal VA > VB.
Wenn der Lesekopf 5 infolge einer manuell oder durch eine nicht dargestellte Transporteinrichtung erzeugte Relativbewegung der Datenspur des Dokumentes 2' entlang wandert und eine Markierung 3 der Art A überstreicht, steigt das Signal VA an und fällt danach wieder ab. Entsprechendes gilt für das Signal VB. Infolge der endlichen Breite der optisch wirksamen Fläche des Lesekopfes 5 verlaufen die Anstiegs- und Abfallflanken der Signale VA und VB verhältnismässig flach. Die genannte Breite ist so gewählt, dass beim Abtasten eines gelöschten Feldübergangs 4 die Abfallflanke beispielsweise des Signals VA die Anstiegsflanke des Signals VB noch etwas überlappt. Das binäre Signal VA > VB ändert somit seinen logischen Zustand jeweils in einem Punkt, der mit einem gelöschten oder ungelöschten Feldübergang 4 zusammenfällt, und stellt demnach ein Taktsignal dar, das zum Auslesen der codierten Information dienen kann. In der Auswerteeinrichtung 8 wird jeweils im Umschaltzeitpunkt des binären Signals VA > VB die Bitwertigkeit des Summensignals VA + VB festgestellt. Liegt der Pegel des Summensignals VA + VB im genannten Umschaltzeitpunkt oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes, so wird dies in der Auswerteeinrichtung 8 als ungelöschter, andernfalls als gelöschter Feldübergang 4 interpretiert. Aufgrund der so ausgelesenen codierten Information wird das Dokument 2' identifiziert oder zurückgewiesen.
Die Vorteile der Erfindung lassen sich nun leicht erkennen. Da aus den Signalen VA und VB der Takt zum Auslesen der codierten Information gewonnen werden kann, ist weder eine gesonderte Taktspur auf dem Dokument 2' noch eine definierte Relativgeschwindigkeit oder Schrittbewegung zwischen dem Lesekopf 5 und dem Dokument erforderlich. Dadurch wird die Herstellung des Dokumentes 2' wesentlich vereinfacht, eine allenfalls vorhandene Transporteinrichtung kann aus sehr einfachen Mitteln aufgebaut sein, ein fehlerfreies Auslesen ist auch dann gewährleistet, wenn das Dokument 2' beispielsweise durch Wärmeeinfluss Längenänderungen erfährt, und die Abmessungen der Markierungen 3 können im Vergleich zu bekannten Lösungen kleiner gewählt werden, so dass sich eine höhere Speicherdichte ergibt.
Mit n=2 ergibt sich die einfachste Lösung. Wird n=3 gewählt, so kann anhand der Signale der n Lichtfühler nach bekannten Methoden die Leserichtung detektiert werden, was von Vorteil ist, wenn das Identifizierungsgerät keine Transporteinrichtung aufweist und das Dokument beim Auslesen manuell transportiert wird. Mit steigender Anzahl n verschiedener Markierungsarten erhöht sich die Sicherheit gegen Fälschungen.
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Zum Identifizieren des Dokumentes 2" (Fig. 5) dient das in der Fig. 6 dargestellte Identifizierungsgerät, das im wesentlichen aus dem Lesekopf 5, zwei Komparatoren 13,14 und einer Auswerteeinrichtung 15 besteht. Der Lichtfühler 10 ist an einen ersten Eingang des Komparators 13 und der Lichtfühler 11 an einen ersten Eingang des Komparators 14 angeschlossen. Eine Referenzspannung UR, die etwa Vi des Scheitel wertes der Signale VA und VB beträgt, ist an je einen zweiten Eingang der Komparatoren 13,14 angelegt. Im dargestellten Beispiel wird die Referenzspannung UR von einem Kondensator 16 geliefert, der mit einer Stromquelle 17 aufgeladen und über einen Schalter 18 und einen Widerstand 19 entladen werden kann.
Die Fig. 7a zeigt die Datenspur des Dokumentes 2" vergrössert. Aus den Fig. 7b und 7c ist der Verlauf der Signale VA und VB für den Fall ersichtlich, dass die Breite der optisch wirksamen Fläche des Lesekopfes 5 gleich der Breite der Markierungen 3 ist. Aum Ausgang des Komparators 13 entsteht ein binäres Signal VA > UR (Fig. 7d) und am Ausgang des Komparators 14 ein binäres Signal VB > UR (Fig. 7e). Die Bitkombinationen (x, y) der binären Signale VA > UR und VB > UR sind in der Fig. 7f eingetragen. Beim Abtasten einer Markierung 3 der Art A entsteht die Bitkombination (1,0), beim Abtasten einer Markierung der Art B die Bitkombination (0,1) und beim Abtasten einer gelöschten Markierung die Bitkombination (0,0). Die Bitkombination (1, 1) kennzeichnet einen Übergang von einer Markierung 3 der einen Art zu einer Markierung der anderen Art. In der Auswerteeinrichtung 15 wird aus diesen Bitkombinationen die codierte Information ausgelesen.
Durch die erwähnte Wahl der Grösse der Referenzspannung UR ist eine zuverlässige Unterscheidung eines durch die Bitkombination (1,1) gekennzeichneten Übergangs von einer Markierung 3 der einen Art zu einer Markierung der anderen Art von einer durch die Bitkombination (0, 0) gekennzeichneten gelöschten Markierung 3' gewährleistet.
Vorteilhaft wird die Referenzspannung UR jeweils zu Beginn der Abtastung eines Dokumentes 2" neu bestimmt, indem mit einem der Lichtfühler 10,11 am Dokument ein Referenzwert ermittelt und dieser Referenzwert in digitaler oder analoger Form in einen Referenzwertspeicher eingespeichert wird. Dadurch wird ein fehlerfreies Auslesen der codierten Information auch bei gealterten, verschmutzten Dokumenten, bei allenfalls auftretenden Empfindlichkeitsänderungen des Lesekopfes 5 und dergleichen gewährleistet. Im dargestellten Beispiel wird der Referenzwert mit dem Lichtfühler 10 an der ersten Markierung der Art A ermittelt. Beim Abtasten dieser Markierung wird der Kondensator 16 mittels der Stromquelle 17 so lange geladen, bis UR = VAmax ist, wobei VA max den Scheitelwert des Signals VA bedeutet, und der Komparator 13 umschaltet. Danach wird der von der Auswerteeinrichtung 15 gesteuerte Schalter 18 während einer konstanten und so gewählten Zeit geschlossen, dass der Kondensator 16 über den Schalter 18 und den Widerstand 19 auf Vi seiner Spannung entladen wird und, nachdem der Schalter 18 wieder geöffnet ist, die Referenzspannung UR = Vi VA max liefert.
Das Löschen von Feldübergängen 4 (Fig. 4a) hat gegenüber dem Löschen der gesamten Fläche von Markierungen 3' (Fig. 7a) den Vorteil einer höheren Anzahl unterschiedlicher Codiermöglichkeiten. Anderseits sind beim Löschen der gesamten Fläche von Markierungen 3' die Anforderungen an die Toleranzen geringer, so dass hierbei eine höhere Speicherdichte erzielt werden kann.
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