DE2650959C2

DE2650959C2 - Device for inductive reading of data

Info

Publication number: DE2650959C2
Application number: DE2650959A
Authority: DE
Inventors: Juergen Ing.(Grad.) 8019 Ebersberg Machate
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-11-08
Filing date: 1976-11-08
Publication date: 1978-09-07
Also published as: DE2650959B1

Description

5050

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum induktiven Lesen von Daten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for inductive reading of data according to the preamble of Claim 1.

Kartenförmige und maschinell lesbare Datenträger, bei denen die Darstellung der Information durch das Vorhandensein oder NichtVorhandensein metallischer Plättchen an vorgegebenen Orten auf dem Datenträger gebildet wird, wobei die Erkennung der Information auf der Verminderung der elektromagnetischen Kopplung von Spulen durch das zwischengeschobene metallische Informationselement beruht, werden in zunehmendem Maße für Identitätsausweise oder Fahr- und Eintrittskarten eingesetzt. Sie weisen gegenüber anderen, wie z. B. oder magnetisch lesbaren Datenträgern den i>5 Vorteil großer Robustheit auf. Die Möglichkeit, die Informations-Elemente zwischen zwei undurchsiehtieen. schwer trennbaren Deckschichten des Datenträgers anzuordnen, bietet die weiteren Vorteile der Unerkennbarkeit und FälschungssicherheitCard-shaped and machine-readable data carriers in which the information is represented by the Presence or absence of metallic platelets in specified locations on the data carrier is formed, the detection of the information on the reduction of electromagnetic coupling of coils based on the interposed metallic information element are increasing Dimensions used for identity cards or travel and admission tickets. They show how to others z. B. or magnetically readable data carriers the i> 5 Advantage of great robustness. The ability to skim the information elements between two. Arranging cover layers of the data carrier that are difficult to separate offers the further advantages of Unrecognizable and forgery-proof

Die bekannten Lesegeräte zur Erkennung solcher Informationselemente bestehen aus mehreren Lesestellen, die jeweils aus einer Spule zur Erzeugung eines, in seiner Größe sich zeitlich verändernden Magnetfeldes und einer zugeordneten Sekundärspule bestehen. In der Sekundärspule wird eine, der Größe und der zeitlichen Änderung des koppelnden Primärflusses proportionale Spannung induziert, deren Amplitude zur Erkennung der Information ausgewertet wird. Dabei wird bei zwischengeschobenem Metallplättchen eine geringere Spannung induziert Die Erzeugung des magnetischen Flusses kann dabei sowohl von einem Generator oder z. B. auch durch eine Kondensatorentladung (DT-AS 12 90 003) erfolgen. Weiterhin können die einzelnen Lesestellen gleichzeitig oder in Gruppen zeitlich nacheinander (DT-OS 23 20 574) angesteuert und abgefragt werden. Die metallischen Informationselemente sind üblicherweise volle, flächige Plättchen. Es ist aber auch eine Anordnung aus ringförmigen metallischen Flächenelementen bekannt (P 25 58 917.7-53).The known reading devices for recognizing such information elements consist of several reading points, each consisting of a coil to generate a magnetic field that changes in size over time and an associated secondary coil. In the secondary coil is one of the size and the temporal Change in the coupling primary flux induces proportional voltage, the amplitude of which is necessary for detection the information is evaluated. If the metal plate is inserted in between, a smaller one is used Voltage induced The generation of the magnetic flux can be either from a generator or z. B. can also be done by a capacitor discharge (DT-AS 12 90 003). Furthermore, the individual Reading points controlled simultaneously or in groups one after the other (DT-OS 23 20 574) and be queried. The metallic information elements are usually full, flat plates. It is but also an arrangement of annular metallic surface elements is known (P 25 58 917.7-53).

Die bekannten Anordnungen weisen den Nachteil auf, daß sie zur Erkennung der Information eine relativ große Verminderung des koppelnden Magnetfluss.es benötigen und deshalb metallische Flächen-Elemente mit vergleichsweise großen Abmessungen erfordern. Bei einem Lesegerät ist es bereits bekannt, die von dem Informationselement magnetisch beeinflußte Abtastspule in eine Brückenschaltung einzubauen, wodurch eine größere Änderung der Ausgangsspannung beim Abtasten erzielt wird.The known arrangements have the disadvantage that they are relatively easy to recognize the information Great reduction in the coupling magnetic flux. They require and therefore metallic surface elements require with comparatively large dimensions. In the case of a reader, it is already known that the Information element magnetically influenced scanning coil to be built into a bridge circuit, whereby a greater change in output voltage is achieved during sampling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine einfache Einrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die die sichere Erkennung sehr kleiner metallischer !nformationselemente ermöglicht und die sich durch eine größere Empfindlichkeit hinsichtlich der Wahrnehmung der Informationselemente auszeichnet.The invention is based on the object of a simple device of the type mentioned at the beginning to create which enables the reliable detection of very small metallic information elements and which is characterized by a greater sensitivity with regard to the perception of the information elements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by what is contained in the characterizing part of claim 1 Features solved.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further developments of the invention are contained in the subclaims.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der F i g. 1 — 7 beschrieben.An exemplary embodiment is described below with reference to FIGS. 1 - 7.

Die in F i g. 1 und F i g. 2 dargestellte Leseeinrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Mundstück 2 zum bequemen Einschieben der Karte 3. Im Leser wird die Karte zwischen zwei Platinen 4-1 und 4-2 geführt. Die Erkennung der Information erfolgt während des Einschiebens der Karte durch die nahe am Mundstück angeordneten Leseblöcke 5-1 und 5-2. Die Leseblöcke setzen sich aus mehreren, hier zwölf, Leseeinheiten zusammen, die jeweils aus einer Sendespule 6, einer Empfangsspule 7 und einer Referenzspule 8 bestehen. F i g. 3 und F i g. 4 zeigen eine derartige Leseeinheit in vergrößertem Maßstab. Dabei sind die Spulen 6,7 und 8 räumlich so angeordnet, daß ihre Mittelachsen fluchten und die Empfangsspule 7 als auch die Referenzspule 8 um die gleiche Entfernung von der verlängerten Mittelachse der Sendespule 6 nach rechts und links versetzt sind und außerdem ihr Abstand zur Sendespule derselbe ist. Wird an die Klemmen 9 und 10 der Sendespule 6 ein Wechselspannungsgenerator 21 angeschlossen, so induziert der dadurch entstehende magnetische Wechselfluß in den Spulen 7 und 8 Wechselspannungen, die an den Klemmen 11 und 12, beziehungsweise 13 und 14 meßbar sind. Infolge derThe in F i g. 1 and F i g. 2 consists of a housing 1 with a mouthpiece 2 for easy insertion of the card 3. In the reader, the card is guided between two circuit boards 4-1 and 4-2. The information is recognized while the card is being inserted through the close to the mouthpiece arranged reading blocks 5-1 and 5-2. The reading blocks are made up of several, here twelve, reading units together, each consisting of a transmitting coil 6, a receiving coil 7 and a reference coil 8. F i g. 3 and F i g. 4 show such a reading unit on an enlarged scale. The coils are 6, 7 and 8 spatially arranged so that their central axes are aligned and the receiving coil 7 and the reference coil 8 by the same distance from the extended central axis of the transmitter coil 6 to the right and left are offset and also their distance to the transmitter coil is the same. Is connected to terminals 9 and 10 of the Transmitter coil 6 is connected to an alternating voltage generator 21, so the resulting induced alternating magnetic flux in coils 7 and 8 alternating voltages applied to terminals 11 and 12, or 13 and 14 are measurable. As a result of

symmetrischen Anordnung der Spulen 7 und 8 sind die in ihnen induzierten Spannungen nahezu amplituden- und phasengleich. Wird ein metallisch-leitendes Flächenelement 15 zwischen Sendespule 6 und Empfangsspule 7 geschoben, so induziert der sie durchdringende Teil des magnetischen Wechselflusses in diesem Plättchen eine Wechselspannung, die einen Kurzschlußstrom 16 zur Folge hat. Dieser Wechselstrom 16 erzeugt einen magnetischen Sekundärfluß 17, der so gerichtet ist, daß er im Bereich der Empfangsspula 7 den Primärfluß schwächt, dagegen aber im Bereich der Referenzspute 8 den Primärfiuß verstärkt Auf diese Weise wird die induzierte Spannung in der Empfangsspule 7 entsprechend reduziert und gleichzeitig die Spannung in der Referenzspule 8 erhöht Dieser Effekt wird in der in F i g. 5 dargestellten Brückenschaltung genutzt Mit Hilfe des Potentiometers 18 wird die Brücke bei nicht eingeschobenem Plättchen so abgeglichen, daß die an den Eingängen des Verstärkers anstehende Wechselspannung nahezu zu Null wird. Beim Einbringen des Plättchens 15 zwischen Sendespule 6 und Empfangsspule 7 wird das elektrische Brückengleichgewicht verstimmt Die daraus resultierende Spannung wird im Verstärker 19 verstärkt und steht an dessen Ausgangsklemme zur Bewertung zur Verfügung. Das Prinzipschaltbild der gesamten Leseeinheit ist in F i g. 6 dargestellt. Das Steuerwerk 24 schaltet zyklisch eine der Oszillatorstufen 21 ein und gleichzeitig wird die jeweils zugehörige Brückenschaltung 7, 8, 18 mit Hilfe des entsprechenden steuerbaren Analogschalters 22 zum Eingang des Verstärkers 19 durchgeschaltet. Nach Gleichrichtung 23 wird das Signal zum Dateneingan^ eines Speichers 25 geführt. Die Adressierung des Speichers 25 beim Einschreiben erfolgt durch das Steuerwerk 24 synchron zum Zyklus der Leseeinheiten. Einen besonders ausgestalteten Datenträger zeigt Fig. 7, bei dem die dunklen Felder aus dünnen, leitenden Metallbahnen auf einem nichtleitenden Material wie Plastik oder Papier bestehen. Symmetrisch zur Mittellinie sind zwei Steuerspuren 27 und 28 sowie zehn Iniormationsspuren 29-ί bis 29-10 angeordnet Jedes Informationselement 30 besteht hier aus einem geschlossenen Ring, der den Vorteil leichter Entwertbarkeit aufweist In gleicher Weise sind metallische Vollplättchen als Informations-Elemente geeignet wobei einem geschlossenen Ring ein Plättchen und einem getrennten Ring ein fehlendes Plättchen entspricht Die Karte wird im Leser so geführt, daß die Empfängerspulen 7 etwa über der Mitte der zugehörigen Spuren 29-1 bis 29-10 stehen und die Referenzspulen 8 zwischen zwei, mit einem Abstand nebeneinanderliegenden Spuren stehen. Bei jeder Änderung der Information von einer der beiden zueinander versetzten Steuerspuren 27 oder 28 erfolgt die Speicherung einer In.formations-Zei-Ie. Die Information der anderen Steuerspur ermöglicht die Erkennung der Transportrichtung und bewirkt im Steuerwerk 24 eine Erhöhung oder Erniedrigung der Zeilenadresse zum Speicher um Eins. Die normale Erkennung des gesamten Dateninhaltes erfolgt durch zeilenweise Lesung und Speicherung während des kontinuierlichen Einschiebens der Karte in den Leser. Eine fehlerhafte Lesung durch wechsel weises Hineinschieben und teilweises Herausziehen der Karte während des Lesevorganges wird durch die oben beschriebene Transportrichtungserkennung verhindert. Zwei zusätzliche, induktiv lesbare Marken 31 und 32 ermöglichen die Erkennung der Kartenlage im Leser. Beim Einschieben der Karte in den Leser wird mit Hilfe einer in F i g. 1 ersichtlichen Lichtschranke 26 der Kartenanfang erkannt, wodurch das Steuerwerk die Information der Spuren 29-4; 29-5; 29-6 und 29-7 abfragt. Die beiden Marken 31 und 32 sind auf der Karte räumlich so angeordnet, daß bei jeder der vier möglichen Kartenlagen nur eine bestimmte Spur ein Informations-Element enthält. Da der Leser grundsätzlich auch bei seitenverkehrtem Einlegen der Karte die Informationselemente richtig erkennt, ist mit Hilfe dieser Marken ein Sortieren der Daten bei allen vier Kartenlagen möglich.symmetrical arrangement of the coils 7 and 8, the voltages induced in them are almost amplitude- and in phase. If a metallic conductive surface element 15 is pushed between the transmitter coil 6 and the receiver coil 7, the one penetrating them is induced Part of the magnetic alternating flux in this platelet is an alternating voltage, which is a short-circuit current 16 results. This alternating current 16 generates a magnetic secondary flux 17, which is so directed is that it weakens the primary flux in the area of the receiving coil 7, but in the area of the Reference turkey 8 amplifies the primary foot. In this way, the induced voltage in the receiving coil 7 is correspondingly reduced and, at the same time, the Voltage in the reference coil 8 increased. This effect is shown in FIG. 5 illustrated bridge circuit used With the help of the potentiometer 18 the bridge is adjusted so that the plate is not inserted that the alternating voltage present at the inputs of the amplifier is almost zero. When the plate 15 is inserted between the transmitter coil 6 and the receiver coil 7, the electrical bridge equilibrium is established Detuned The resulting voltage is amplified in amplifier 19 and is present its output terminal is available for evaluation. The basic circuit diagram of the entire reading unit is in F i g. 6 shown. The control unit 24 cyclically switches on one of the oscillator stages 21 and at the same time the associated bridge circuit 7, 8, 18 with the aid of the corresponding controllable analog switch 22 switched through to the input of the amplifier 19. After rectification 23, the signal becomes the data input ^ a memory 25 out. The addressing of the memory 25 during writing is carried out by the Control unit 24 synchronous to the cycle of the reading units. Shows a specially designed data carrier Fig. 7, in which the dark fields of thin, conductive metal tracks on a non-conductive Material such as plastic or paper. Symmetrical to the center line are two control tracks 27 and 28 as well ten information tracks 29-ί to 29-10 arranged Each information element 30 here consists of a closed ring, which has the advantage of being easy to cancel In the same way, metallic full platelets are suitable as information elements a closed ring corresponds to a plate and a separate ring corresponds to a missing plate Card is guided in the reader so that the receiver coils 7 approximately over the middle of the associated tracks 29-1 to 29-10 and the reference coils 8 between two, with a distance next to each other There are traces. Whenever the information of one of the two mutually offset control tracks 27 changes or 28 an information line is stored. The information from the other control track enables the direction of transport to be recognized and causes the Control unit 24 increases or decreases the line address to the memory by one. The normal one The entire data content is recognized by reading it line by line and storing it during the continuous insertion of the card into the reader. An incorrect reading due to alternating pushing in and partial extraction of the card during the reading process is indicated by the above described transport direction detection prevented. Two additional, inductively readable marks 31 and 32 enable the card position to be recognized in the reader. When inserting the card into the reader, help one in FIG. 1 visible light barrier 26 recognized the beginning of the card, whereby the control unit the Information of lanes 29-4; 29-5; 29-6 and 29-7 queries. The two brands 31 and 32 are on the card Spatially arranged in such a way that each of the four possible card positions only has one specific lane Contains information element. Since the reader will always read the Correctly recognizes information elements, a sorting of the data is with the help of these marks for all four Card positions possible.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for inductive reading of data which are formed by metallic information elements applied in a certain arrangement on non-conductive, card-shaped data carriers, a reading unit having two coils electrically connected in a bridge circuit, one of which is magnetically influenced by the information element and an electrical detuning brings about the bridge, characterized in that a primary coil generating a magnetic alternating flux is provided and also the second ^{coil arranged in the bridge circuit '5 is} magnetically influenced by the information element that the two secondary coils are spatially arranged to one another so that in them amplitude- and in-phase voltages are induced and that when the metallic information element (15) occurs due to the short-circuit current developing in this element, the magnetic alternating fluxes are influenced in such a way that the Change the amplitudes of the alternating voltages in the two secondary coils in opposite directions.

2. Device according to claim 1, characterized in that several of these reading units spatially are arranged next to each other and in a specific time sequence a reading unit after others is switched on and in this way the information content of a row is scanned.

3. Device according to claim 2, characterized in that the triggering of the read cycles as well the control of the storage through two inductively readable control tracks applied to the data carrier (27,28) takes place and that these control tracks are designed so that with their help the direction of transport the card becomes recognizable.

4. Device according to claim 2, characterized in that two additional on the data carrier inductively readable marks (31, 30) are applied, which are scanned at the beginning of the reading process and their spatial arrangement on the data carrier determining the four possible positions of the Card allowed in reader.