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Magnetisierbare Kennkarte, insbesondere Kreditkarte Die Erfindung
bezieht sich auf eine magnetisierbare Kennkarte, insbesondere eine Kreditkarte,
mit einer Trägerschicht und einer magnetischen Speicherschicht.
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Unter dem Begriff magnetisierbare Kennkarte" sollen hier Kreditkarten,
Fahrkarten Identitätskarten, Eintrittskarten u.dgl. verstanden werden, auf denen
magnetisch kodierte Informationen gespeichert werden und die als Berechtigungsausweis
auf öffentliche Dienstleistungen, zum Bezug von Waren in Dienstleistungsautomaten,
als Identitätsausweis usw. dienen.
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Die Informationsspeicherung auf bekannten Kennkarten dieser Art erfolgt
in der bei Magnetbandgeräten üblichen Aufzeichnungstechnik. Die Kennkarte bzw. ein
für die Herstellung von Kennkarten bestimmtes Magnetband wird an einem Magnetkopf
vorbeibewegt
und im Takt der angelegten Steuerspannung durch das am Luftspalt des Magentkopfes
austretende Streufeld magnetisiert. Die zeitliche Aenderung der Steuerspannung wird
dabei in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit in eine wegabhängige Magnetisierung
umgeformt.
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Beim Lesen des so erzeugten magnetischen Musters wird der umgekehrte
Wog beschritten; mit Hilfe eines Magnetkopfes werden die magnetischen Längenelemente
in von der Bewegungsgeschwindigkeit abhängige elektrische Zeitelemente umgeformt.
Eine genaue Rekonstruktion der ursprünglichen Informationen bedingt daher die Einhaltung
einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit beim Schreiben und beim Lesen, was oft
nur mit beachtlichem technischem Aufwand mit befriedigender Genauigkeit möglich
ist.
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Den bekannten Kennkarten der eingangs genannten Art ist nur eine sehr
geringe Sicherheit gegen Missbrauch eigen. Mit handelsüblichen Magnetbandgeräten
können beispielsweise echte, gültige Kennkarten gelesen und echte, entwertete Kennkarten
neu beschriftet werden. Eine weitere mit Erfolg angewandte Fölschungsmethode besteht
in der Herstellung von Kontaktkopien von echten Kennkarten unter Anwendung von Wärme
oder magnetischen Wechselfeldern; die derart gefertigten Kopien weisen das gleiche
Streufeld auf wie das Original und erzeugen somit im Lesemagnetkopf die gleichen
Signale wie eine ungefälschte Kennkarte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kennkarte der eingangs
genannten Art zu schaffen, die mit leicht zugänglichen Mitteln und ohne fundierte
Spezialkenntnisse nicht gefälscht werden kann. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss
dadurch gelöst, dass der magnetischen Speicherschicht eine magnetische Schaltschicht
zugeordnet ist, dass die Speicherschicht und die Schaltschicht anisotrope magnetische
Eigenschaften aufweisen und dass die Anisotropiefeldstärke der Speicherschicht grösser
ist als diejenige der Schaltschicht. Ein Verfahren zum Magnetisieren solcher Kennkarten
ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Bereiche der Karte
jeweils einem Magnetfeld in der harten Achse und einem Magnetfeld in der leichten
Achse ausgesetzt werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert: Es zeigen: Fig. 1 eine Kennkarte und Teile eines Schreib/
Lese-Kopfes, Fig. 2 den Schnitt A-A der Fig. 1 in vergrösserter Darstellung und
Fig. 3 eine Schreib/Lese-Einrichtung
In der Fig, 1 bedeutet 1 eine
magnetisierbare Kennkarte, die aus einer Trägerschicht 2, einer magnetischen Speicherschicht
3 und einer magnetischen Schaltschicht 4 besteht.
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Die Schaltschicht 4 ist vorzugsweise in sehr geringem Abstand über
der Speicherschicht 3 angeordnet und von dieser durch eine Isolierschicht 5 getrennt.
Ueber der Schaltschicht 4 ist vorzugsweise eine Deckschicht 6 angeordnet. Die Speicherschicht
3 und die Schaltschicht 4 weisen anisotrope magnetische Eigenschaften auf. Die leichte
Achse der Speicherschicht 3 und der Schaltschicht 4 ist in der Fig. 1 durch einen
Pfeil 7 und die harte Achse durch einen gestrichelten Pfeil 8 angedeutet. Die leichte
und die harte Achse liegen senkrecht zueinander und parallel zur Kartenebene. Die
Anisotropiefeldstärke der Speicherschicht 3 ist - beispielsweise um den Faktor 10
- grösser als diejenige der Schaltschicht 4.
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Die einzelnen Schichten der Kennkarte 1 können aus Materialien bestehen,
die in der Technik der Dünnschichtspeicher bzw. bei magnetisierbaren Kennkarten
üblich sind. Die Trägerschicht 2 und die Deckschicht 6 bestehen vorzugsweise aus
Plastik, können aber insbesondere bei billigen Massenprodukten wie Fahrkarten oder
Eintrittskarten z.B. auch aus Karton gefertigt werden. Die Speicherschicht 3 und
die Schaltschicht 4 können aus Fe-Ni-Co-Legierungen, aus Verbindungen von seltenen
Erden wie Samarium oder Yttrium mit Kobalt, aus
Verbindungen von
Eisenoxyd mit Barium oder Strontium usw.
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bestehen und auf die Trägerschicht 2 bzw. die Isolierschicht 5 galvanisiert,
aufgedampft oder in gesinterter oder kunstharzgebundener Form laminiert werden.
Die Isolierschicht 5 kann z.B. aus Siliziumdioxyd oder aus Kunststoff bestehen.
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Das Schreiben (magnetische Kodieren) und Lesen der Kennkarte 1 erfolgt
mittels eines orthogonalen Leitersystems, das im Beispiel der Fig. 1 aus einer Vielzahl
geometrisch paralleler, in Richtung der leichten Achse 7 angeordneter flacher Streifenleiter
9 und aus einer Leiterschlaufe besteht, welche durch zwei geometrisch parallele,
elektrisch in Reihe geschaltete und in Richtung der harten Achse 8 verlaufenden
flache Streifenleiter 10, 11 gebildet ist. Die Streifenleiter 9 arbeiten als Wortleitungen
und die Leiterschlaufe 10, 11 beim Schreiben als Bitleitung und beim Lesen als Leseleitung.
Zum Schreiben einer Information in einem ausgewählten Bereich der Kennkarte 1 wird
ein Wort-Stromimpuls Ih auf den über dem betreffenden Bereich liegenden Streifenleiter
9 und gleichzeitig ein Bit-Stromimpuls I auf die e Leiterschlaufe 10, 11 gegeben.
Dadurch wird auf weiter unten noch näher geschilderte Weise unter den Kreuzungsstellen
des betreffenden Streifenleiters 9 mit der Leiterschlaufe 10, 11 eine Information
in zwei komplementären Domänen gespeichert, die zusammen ein Bit darstellen.
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Der magnetische Zustand zweier komplementärer Domänen der Kennkarte
1 bei stromlosen Streifenleitern 9 bis 11 ist aus der Fig. 2a ersichtlich, in der
gleiche Bezugszahlen wie in der F-ig. 1 auf gleiche Teile hinweisen. Pfeile 12,
13 geben die Richtung des permanenten Magnetflusses in der Speicherschicht 3 an.
Durch die magnetische Kopplung zwischen der Speicherschicht 3 und der Schaltschicht
4 stellt sich der Magnetfluss in der Schaltschicht 4 in Richtung der Pfeile 14,
15 in eine zum Magnetfluss der gegenüberliegenden Speicherschicht 3 antiparallele
Lage ein. Es ist ersichtlich, dass der Magnetfluss in beiden Schichten in Richtung
der leichten Achse 7 (Fig. 1) verläuft. Es resultiert ein praktisch geschlossener
Magnetkreis mit sehr geringem Streufeld. Durch entsprechende Wahl der Dicke der
Trägerschicht 2 und der Deckschicht 6 kann erreicht werden, dass der magnetische
Streufluss auf der Oberfläche der Kennkarte verschwindend klein ist. Die Speicherschicht
3 und die Schaltschicht 4 müssen hierzu sehr nahe beieinander liegen; eine minimale
Trennung ist jedoch erforderlich, um eine wechselseitige direkte Kopplung (sog.
Exchange-Kopplung) auszuschliessen.
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Zum Lesen der Informationen wird, wie in der Fig. 2b angedeutet, ein
Stromimpuls 1h an den betreffenden Streifenleiter 9 gelegt. Das dadurch entstehende
Magnetfeld dreht die Magnetisierung in der Schaltschicht 4 in die harte Achse 8,
also in der Fig. 2k senkrecht zur Zeichnungsebene, ohne die Magnetisierung im darunterliegenden
Domain in der Speicherschicht
3 wesentlich zu beeinflussen. Der
zuvor geschlossene magnetische Kreis wird dadurch geöffnet und in der Leiterschlaufe
10, 11 ein Spannungsimpuls induziert, dessen Polarität von der Richtung des Magnetflusses
in der Speicherschicht abhängt und somit anzeigt, ob das betreffende Bit "O" oder
"L" ist.
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Zur Veränderung der Information muss auch die Speicherschicht 3 ummagnetisiert
werden. Hierzu ist Koinzidenz zwischen einem Magnetfeld in der harten Achse 8 und
einem Magnetfeld in der leichten Achse 7 erforderlich. Das erste Magnetfeld wird
durch den Wort-Stromimpuls 1h und das zweite Magnetfeld durch den Bit-Stromimpuls
1 erzeugt. Je nach e der Richtung des Bit-Stromimpulses 1 wird ein Domänenpaar e
geschrieben, das eine "O" oder eine tIL" darstellt.
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-Aus dem vorstehend Gesagten lassen sich nun die Vorteile des Erfindungsgegenstandes
leicht erkennen. Die beschriebene Kennkarte kann mit leicht zugänglichen Mitteln
und ohne fundierte Spezialkenntnisse nicht gefälscht werden. Bereits das Lesen der
Kennkarte erfordert eingehende Kenntnisse der angewandten Informationsspeichermethode
und dem Laien nicht ohne weiteres zur Verfügung stehende technische Hilfsmittel,
weil
die Karte entgegen dem bisher Bekannten ohne äussere Beeinflussung kein von aussen
feststellbares Streufeld aufweist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Kennkarte
magnetisch beschrieben oder gelesen werden kann, ohne diese oder den Schreib/Lese-Kopf
mechanisch zu bewegen, so dass die Probleme des mechanischen Transportes beim Schreiben
und Lesen umgangen werden können.
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Die Fig. 3 zeigt die für das Verständnis der Arbeitsweise wesentlichen
Teile einer Schreib/Lese-Einrichtung. Dem Betrachter ist diejenige Seite eines kombinierten
Schreib/Lese-Kopfes 16 zugewandt, die mit der nicht dargestellten Kennkarte in Berührung
kommt. Der Schreib/Lese-Kopf besteht aus einem Isolierkörper 17, auf dessen Oberseite
ein entsprechend der Fig. 1 ausgebildetes orthogonales Leitersystem mit den Streifenleitern
9 und der Leiterschlaufe 10, 11 angeordnet ist. Die Streifenleiter 9 sind mit ihrem
einen Ende unmittelbar und mit ihrem anderen Ende über einen Wortwahlschalter 18
an einen Worttreiber 19 angeschlossen. Die Leiterschlaufe 10, 11 ist einerseits
an einen Bittreiber 20 und andererseits an den Eingang eines Differentialverstärkers
21 angeschlossen.
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Die innerhalb einer gestrichelt angedeuteten Begrenzungslinie 22 liegende
Oberfläche des Schreib/Lese-Kopfes 16 ist als ebene Kontaktfläche ausgebildet. Die
ausserhalb
dieser Linie liegende Oberfläche ist nach hinten zurückgesetzt,
um für die elektrischen Anschlüsse der Streifenleiter 9, 10 und 11 genügend Raum
zu schaffen.
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Zum Schreiben oder Lesen einer Kennkarte wird diese auf dem Schreib/Lese-Kopf
16 positioniert. Dies kann mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Transportvorrichtung
erfolgen, bei der die Kennkarte manuell in einen Schlitz eingeführt und durch Rollen
oder ein Transportband in die zum Schreib/Lese-Kopf richtige Lage transportiert
wird. Bei stillstehender Kennkarte verbindet der Wortwahlschalter 18 die Streifenleiter
9 der Reihe nach mit dem Worttreiber 19.
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Dieser gibt auf jeden der Streifenleiter 9 einen Wort-Stromimpuls
Ih und der Bittreiber 20 gleichzeitig auf die Leiterschlaufe 10, 11 einen Bit-Stromimpuls
I ab. Entsprechend e der Polarität des Bit-Stromimpulses I wird in jeder Stele lung
des Wortwahlschalters 18 an den Kreuzungspunkten des entsprechenden Streifenleiters
9 und der Leiterschlaufe 10, 11 eine "0" oder eine "L" geschrieben.
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Das Lesen der Kennkarte erfolgt ebenfalls in serieller Arbeitsweise,
wobei wiederum der Reihe nach auf jeden der Streifenleiter 9 ein Wort-Treibimpuls
Ih gegeben wird, der Bittreiber 20 jedoch ausgeschaltet bleibt. Sowohl auf die ansteigende
als auch auf die abfallende Flanke des Wort-Treibimpulses 1 h wird in der Leiterschlaufe
10, 11 ein Nadelimpuls
induziert, dessen Polarität angibt, ob
das gelesene Bit "0" oder "L" ist. Der Differentialverstärker 21 verstärkt diese
Nadelimpulse und gibt sie an eine nicht dargestellte Folgeschaltung zur weiteren
Auswertung weiter.
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In den Beispielen nach den Fig. 1 und 3 kann selbstverständlich anstelle
der Leiterschlaufe 10, 11 ein einziger Streifenleiter angeordnet werden, so dass
jedem Bit nur ein Domän zugeordnet wird. Die Verwendung einer Leiterschlaufe bringt
jedoch eine Verdoppelung der Signalhöhe beim Lesen und ausserdem beim gleichzeitigen
Einsatz eines Differentialverstärkers den Vorteil mit sich, dass das durch den Worttreibimpuls
Ih in der Leiterschlaufe 10, 11 induzierte Störsignal eliminiert wird. 4