DE2731727A1 - Einrichtung zum speichern und auslesen von informationen - Google Patents

Description

l ^{LGZ LANDIS} * ^{GYR ZUG AG}

lANOIS&bYBJ CH-6301 ZUG. Schweiz

Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Informationen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Informationen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Es sind Lesegeräte für kartenförmige Aufzeichnungsträger bekannt, die eine Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsträger und einem Lesekopf des Lesegerätes erfordern. Beispielsweise wird der Aufzeichnungsträger in einer Führungsbahn des Lesegerätes an einem stationären Lesekopf vorbeibewegt, der die in einer oder mehreren Datenspuren des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnete kodierte Information ausliest. In vielen Fällen ist eine konstante Relativgeschwindigkeit zwischen Aufzeichnungsträger und Lesekopf erforderlich, was einen verhältnismässig hohen technischen Aufwand bedingt.

Es ist bekannt, die Bedingung einer konstanten Lesegeschwindigkeit zu umgehen, indem auf dem Aufzeichnungsträger eine Taktspur mit Taktmarkierungen angeordnet wird, wobei die Taktmarkierungen, die im Lesegerät ebenfalls abgetastet werden, jeweils den Ort und damit den Zeitpunkt markieren, in

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welchem mit dem Lesekopf ein Datenbit der Datenspur ausgelesen werden soll. Dies gestattet, den Aufzeichnungsträger beim Auslesen der Information mit beliebiger Geschwindigkeit von Hand zu transportieren. Durch eine Umkehrung der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers während des Lesevorganges ist es jedoch möglich, eine andere als die tatsächlich auf der Datenspur aufgezeichnete Information vorzutäuschen. Dies kann verhindert werden, wenn die Leserichtung, d.h. die Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers, im Lesegerät detektiert wird.

Ein bekanntes Lesegerät für Identitätskarten mit vier Datenspuren, einer Paritätskontrollspur und einer Taktspur enthält einen Lesekopf für die Taktspur, der gegenüber den Leseköpfen für die übrigen Spuren um so viel versetzt ist, dass sich sein Ablesebereich mit den Ablesebereichen der anderen Köpfe überlappt. Ein Leserichtungsdetektor überwacht anhand der Signale sämtlicher Leseköpfe die Transportrichtung der Karte und erzeugt bei falscher Transportrichtung ein Fehlersignal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine zuverlässige Detektion der Leserichtung allein anhand der Taktmarkierungen ermöglicht.

Die Erfindung besteht in den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 einen Aufzeichnungsträger,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines Lesegerätes,

Fig. 3 die Abbildung des an einer Geraden gespiegelten Aufzeichnungsträgers der Fig. 1,

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Fig. 4 ein Signaldiagramm und Fig. 5 ein Flussdiagramm.

In der Fig. 1 bedeutet 10 einen kartenförmigen.Aufzeichnungsträger, der eine Identitätskarte, eine Zutrittskarte, eine Kreditkarte, ein Wertpapier, ein Check, eine Fahrkarte, eine Datenkarte, eine Lochkarte usw. sein kann. Dieser Aufzeichnungsträger 10 besitzt eine Taktspur 11 mit optisch maschinell lesbaren Taktmarkierungen 12 und mindestens eine zur Taktspur 11 parallele Datenspur 13, die eine kcdierte Information enthält. Die Taktmarkierungen 12 bestehen aus drei verschiedenen Markierungsarten 1, 2 und 3, die in der Zeichnung durch unterschiedliche Schraffuren angedeutet und auf der Taktspur - in der Zeichnung von links nach rechts betrachtet - in der zyklischen Reihenfolge 123123... angeordnet sind. Im dargestellten Beispiel sind die Taktmarkierungen 12 lückenlos aneinandergereiht. Sie unterscheiden sich gegenüber der markierungsfreien Fläche des Aufzeichnungsträgers 1O durch eine im Lesegerät detektierbare charakteristische Reflexion, Transmission, Strahlenbrechung oder Strahlenbeugung und können demnach beispielsweise farbige Flächen, Löcher mit charakteristischer Form, Beugungsgitter, Hologramme, Kinoforms, Fresnellinsen, Reliefstrukturen usw. sein.

Zur Aufzeichnung der kodierten Information auf die Datenspur 13 können bekannte, z.B. optische oder magnetische Speicherverfahren angewandt werden. Im dargestellten Beispiel enthält die Datenspur 13 ebenfalls optisch maschinell lesbare Markierungen 14 sowie markierungsfreie Felder 15, wobei eine Markierung 14 z.B. eine binäre "1" und ein markierungsfreies Feld 15 eine binäre "O" darstellt. Die Taktmarkierungen 12 sind gegenüber den Markierungen 14 und den Feldern 15 der Datenspur 13 derart seitlich versetzt, dass jeder Uebergang von einer Taktmarkierung 12 zur nächsten Taktmarkierung mit der Mittellinie einer Markierung 14 bzw. eines markierungsfreien Feldes 15 zusammenfällt und dadurch im Lesegerät den Zeitpunkt zur Auslesung des nächsten Datenbits festlegt.

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Eine solche seitliche Versetzung ist selbstverständlich nicht erforderlich, wenn statt dessen die Takt- und Datenfühler im Lesegerät entsprechend seitlich versetzt werden. Die Datenspur 13 trägt an ihrem Anfang eine Referenzmarkierung 16, deren Zweck später erläutert wird.

Das Lesegerät nach der Fig. 2 weist einen kombinierten Lesekopf 17 für die Taktspur 11 und die Datenspur 13 auf, der aus einer oder mehreren nicht dargestellten Lichtquellen, drei optischen Taktfühlern E., E und E sowie einem oder mehreren Datenfühlern 18 besteht. Der Taktfühler E. ist so ausgebildet, dass das elektrische Signal H₁ an seinem Ausgang einen hohen Wert annimmt, wenn der Lesekopf 17 einer Taktmarkierung 12 der A-t 1 gegenübersteht. Befindet sich jedoch eine Taktmarkierung 12 der Art 2 oder 3 unter dem Lesekopf 17, so ist das Signal H. praktisch null. In gleicher Weise spricht der Taktfühler E bzw. E auf Taktmarkierungen 12 der Art 2 bzw. 3 an und erzeugt ein elektrisches Signal H bzw. H . Je nach der Natur der Taktmarkierungen 12 kann z.B. durch den Einsatz von Filtern oder Masken oder durch die Anordnung der Taktfühler E. bis E in unterschiedlichen Winkelpositionen dafür gesorgt werden, dass- jeder der Taktfühler selektiv auf die ihm zugeordnete Markierungsart 1 , 2 oder 3 anspricht. Jeder Taktfühler E bis E kann aus einem einzigen oder aus mehreren an eine Detektionslogik angeschlossenen Lichtempfängern bestehen.

Die Taktfühler E bis E sind mit einem Leserichtungsdetektor verbunden, der beim seriellen Abtasten der Taktmarkierungen 12 die Ablaufrichtung der Reihenfolge der von den Taktfühlern erzeugten Taktsignale feststellt. Im dargestellten Beispiel ist dieser Leserichtungsdetektor durch einen Mikroprozessor 19 gebildet, der auch das vom Datenfühler 18 erzeugte Datensignal D verarbeitet und auswertet.

Im dargestellten Beispiel sind die Taktfühler E bis E₃ über

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drei Komparatoren 2O bis 22 an den durch den Mikroprozessor 19 gebildeten Leserichtungsdetektor angeschlossen. Der Komparator 2O ist eingangsseitig mit den Taktfühlern E₁ und E_p, der Komparator 21 mit den Taktfühlern E und E^ und der Komparator 22 mit den Taktfühlern E und E₁ verbunden. Die Ausgangssignale der Komparatoren 2O bis 22 sind in der Fig. 2 mit F₁ bis F^ bezeichnet.

Die Taktfühler E₁ bis E₃ sind ferner an ein Summierglied 23 zur Bildung eines Referenzsignals R angeschlossen. Ein Vergleichsglied 24, das ein Ausgangssignal S erzeugt, ist eingangsseitig mit dem Summierglied 23 sowie mit dem Datenfühler 18 und ausgangsseitig mit dem Mikroprozessor 19 verbunden.

Zum seriellen Auslesen der auf dem Aufzeichnungsträger 1O gespeicherten kodierten Information wird der Aufzeichnungsträger in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schlitz des Lesegerätes eingeführt und am Lesekopf 17 vorbeibewegt. Wird der Aufzeichnungsträger hierbei entgegen der vorgeschriebenen Transportrichtung bewegt, so gibt der durch den Mikroprozessor 19 gebildete Leserichtungsdetektor ein Leserichtungssignal L ab, das die Auswertung der gelesenen Information sperrt oder bei der Auswertung z.B. durch Umkehrung der Bit-Reihenfolge berücksichtigt wird.

Im folgenden wird anhand der Fig. 3 bis 5 die Arbeitsweise des Lesegerätes im einzelnen erläutert und die Entstehung des Leserichtungssignals L gezeigt, wenn der Aufzeichnungsträger 1O zu Beginn in der richtigen, danach aber in der entgegengesetzten Transportrichtung bewegt wird.

Zur bildlichen Darstellung einer Transportrichtungsumkehrung ist in der Fig. 3 auf der linken Seite einer Geraden 24 ein Teil des Aufzeichnungsträgers 10 in der ursprünglichen Weise und auf der rechten Seite dieser Geraden im Spiegelbild gezeichnet. Ein gestricheltes Rechteck 25 deutet den in einem bestimmten Betrachtungszeitpunkt vom Lesekopf 17 (Fig. 2)

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erfassten Bereich des Aufzeichnungsträgers ΊΟ an. Es sei angenommen, dass das Rechteck 25 in der Zeichnung von links nach rechts wandert und hierbei die Gerade 24 überschreitet, was einer Umkehrung der Transpcrtrichtung gleichkommt. Die Fig. 4 zeigt den Verlauf der hierbei im Lesegerät entstehenden elektrischen Signale H bis H , F bis F , D, R und L.

Wenn der Lesekopf 17 eine Taktmarkierung 12 der Art 1 überstreicht, steigt das Signal H an und fällt danach wieder ab. Entsprechendes gilt für die Signale H und H sowie bezüglich der Markierungen 14 für das Datensignal D. Infolge der endlichen Breite B des Rechtecks 25 verlaufen die Anstiegs- und Abfallflanken dieser Signale verhältnismässig flach.

Das Ausgangssignal F des Kompcrators 2O nimmt den Wert logisch O an, solange H > H ist, und springt, wenn der Lesekopf 17 von einer Taktmarkierung 12 der Art 1 auf eine Taktmarkierung der Art 2 übergeht und somit H < H wird, auf den Wert logisch 1. Wenn sich der Lesekopf 17 ausschliesslich im Bereich einer Taktmarkierung 12 der Art 3 befindet und die Signale H und H demnach verschwindend klein sind, so sind der Schaltzustand des Komparators 2O und damit auch das Signal F₁ nicht definiert, weshalb das Signal F in diesem Bereich der Fig. 4 gestrichelt gezeichnet ist. Das hier für das Signal F₁ Gesagte gilt analog für die Signale F und F

Aufgrund der Signale F bis F können drei Zustände S.. bis S unterschieden werden, nämlich der Zustand S bei F^=1 und F =O, der Zustand S₀ bei F =1 und F =O und schliesslich der Zustand S bei F =1 und F₁=O. Jeweils beim Uebergang vom einen der Zustände S bis S zum nächsten Zustand wird im Mikroprozessor 19 das nächste Datenbit aus dem Datensignal D ausgelesen.

Bei richtiger Leserichtung wechseln diese Zustände in der Ablaufrichtung ...S , S , S , S ... und bei entgegengesetzter

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Leserichtung in der Ablauf richtung ...S₁, S₃, S_, S₁... .

Im Mikroprozessor 19 wird die Ablaufrichtung gemäss dem Flussdiagramm der Fig. 5 geprüft, in welchem Y für "ja" und N für "nein" steht. Zur Erläuterung dieses Flussdiagramms sei angenommen, dass der augenblickliche Zustand S₁ (im Diagramm oben) ist und der Aufzeichnungsträger 1O vorerst in der richtigen Richtung transportiert wird. Die periodische Verneinung der Frage F_ = 1 ? und Bejahung der Frage F₁ = 1 ? führt im Flussdiagramm jeweils zum Zustand S₁ zurück, bis das Signal F_ - 1 wird und der Zustand S_ eingenommen wird. Die Bejahung der Frage F_ = 1 ? führt zum Zustand S^, die Bejahung der Frage F = 1 ? zurück zum Zustand S₁ usw.

Eine Transportrichtungsumkehrung des Aufzeichnungsträgers 1O beispielsweise im Zustand S_ führt nach der Verneinung der Frage F = 1 ? zur Verneinung der Frage F₅ = 1 ?, worauf der erfolgte Rücklauf in den Zustand S* festgestellt und das Leserichtungssignal L (Fig. 4) verändert wird.

Mit der beschriebenen Anordnung kann also die Leserichtung allein anhand der Taktmarkierungen 12 zuverlässig festgestellt werden, so dass die Leserichtungsdetektion keine unerwünschte Einschränkung der Kodiermöglichkeiten auf der bzw. den Datenspuren mit sich bringt. Durch den beschriebenen Signalvergleich mit den Komparatoren 20 bis 22 können auch an einem abgenützten Aufzeichnungsträger, der nur noch schwache Analogsignale H₁ bis I-L· liefert, leicht weiterverarbeitbare digitale Signale F₁ bis F., erzeugt werden.

Die von den Taktfühlern E bis E erzeugten Signale H₁ bis H^ enthalten neben der Toktinformation noch eine Intensitätsinformation, die vortrefflich zum fehlerfreien Auslesen der in der Datenspur 13 gespeicherten kodierten Information ausgewertet werden kann. Die Empfindlichkeit der Taktfühler E. bis E^ kann leicht derart aufeinander abgestimmt werden, dass das Referenzsignal R am Ausgcng des Summiergliedes 23 über

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-AO-

die Länge der Taktspur 11 praktisch konstant ist (Fig. 4). Durch Vergleich des Datensignals D mit dem Referenzsignal R im Vergleichsglied 24 (Fig. 2) kann ein Ausgangssignal S gebildet werden, das von Temperatur- und Spannungsschwankungen sowie von der Abnützung des Aufzeichnungsträgers 10 weitgehend unabhängig ist, da Einwirkungen dieser Art das Datensignal D und das Referenzsignal S in gleicher Weise beeinflussen und somit kompensiert werden. Eine besonders gute Kompensation kann erzielt werden, wenn mit dem Vergleichsglied 24 der Quotient aus dem Datensignal D und dem Referenzsignal R gebildet wird.

Vorteilhaft wird mit einem weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Vergleichsglied das Ausgangssignal S des Vergleichsgliedes 24 mit einem ersten und einem zweiten, in einem Speicher des Mikroprozessor 19 gespeicherten Referenzwert verglichen. Der eine dieser beiden Referenzwerte wird vorzugsweise zu Beginn des Lesevorganges an der Referenzmarkierung 16 und der andere Referenzwert am ersten der markierungsfreien Felder 15 der Datenspur 13 (Fig. 1) ermittelt und in den genannten Speicher eingespeichert. Ferner kann das beim Abtasten der Referenzmarkierung 16 bzw. des ersten Feldes 15 am Vergleichsglied 24 entstehende Ausgangssignal S als erster bzw. zweiter Referenzwert in den Speicher eingespeichert werden.

Durch den Vergleich des Ausgangssignals S des Vergleichsgliedes 24 mit den beiden am Aufzeichnungsträger 1O ermittelten Referenzwerten kann der Einfluss von Temperatur- und Spannungsschwankungen und der Abnützung des Aufzeichnungsträgers noch weiter vermindert werden. Ausserdem werden durch diese Massnahme auch Alterungs- und Dritteinflüsse der optischen und elektronischen Bauelemente des Lesegerätes weit-gehend kompensiert. Die beschriebenen Massnahmen gewährleisten somit ein sicheres Auslesen der kodierten Informationen .

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Die Taktmarkierungen 12 können, wie bereits erwähnt, Beugungsgitter, Hologramme, Kinoforms, Fresnellinsen u. dgl. sein. Die Herstellung solcher optischer Elemente erfordert hohe Investitionen und Fachkenntnisse, so dass durch die vorgeschlagene Anordnung von Taktrr.arkierungen verschiedener Arten auch eine hohe Sicherheit gegen Fälschungen erzielt werden kann.

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(LANDIS & GYR]

DATENBLATT für dir

(71) Anmelder (54) Bezeichnung

(32) Prioritätsdatum

(33) Prioritätsland

(72) Erfinder

LGZ LANDIS & GYR ZUG AG, CH-63O1 Zug

Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Informationen

21. 6. 1977

Schweiz

J. Clarinval, R. Schmidhauser

(Diese Anmeldung enthält 5 Zeichnungsfiguren)

Kurzfassung:

Die Einrichtung besteht aus einem kartenförmigen Aufzeichnungsträger (10), der eine Taktspur (11) sowie mindestens eine eine kodierte Information enthaltende Datenspur (13) aufweist, und aus einem Lesegerät . Auf der Taktspur (11) sind in zyklischer Reihenfolge mindestens drei verschiedene Arten (1; 2; 3) von optisch lesbaren Taktmarkierungen (12) angeordnet. Das Lesegerät weist mindestens drei optische, auf je eine der verschiedenen Arten (1; 2; 3) von Taktmarkierungen (12) ansprechende Taktfühler auf, welche an einen Leserichtungsdetektor angeschlossen sind. Die Ablauf richtung der Reihenfolge der von den Taktfühlern erzeugten Taktsignale ist mit dem Leserichtungsdetektor feststellbar. Die Taktfühler sind über drei Komparatoren an den Leserichtungsdetektor angeschlossen, wobei jeder Komparator eingangsseitig mit zwei der drei Taktfühler verbunden ist. Die Taktfühler sind ferner an ein Summierglied zur Bildung eines Referenzsignals angeschlossen und das Summierglied sowie mindestens ein Datenfühler zum seriellen Auslesen der kodierten Information sind mit einem Vergleichsglied verbunden. Mindestens ein weiteres Vergleichsglied vergleicht das Ausgangssignal des Vergleichsgliedes mit einem ersten und einem zweiten, in einem Speicher gespeicherten Referenzwert. Die Taktmarkierungen (12) sind Beugungsgitter, Hologramme, Kinoforms oder Fresnellinsen, die einen einfallenden Lichtstrahl in vorbestimmte charakteristische Richtungen lenken.

HN/ku

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Claims (8)

1. PATENTANSPRUECHE

   /\J Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Informationen, mit einem kartenförmigen Aufzeichungstrager, der eine Taktspur mit optisch lesbaren Taktmarkierungen sowie mindestens eine eine kodierte Information enthaltende Datenspur aufweist, und mit einem Lesegerät zum seriellen Abtasten der Taktmarkierungen und Auslesen der kodierten Information, wobei die Leserichtung mit einem Leserichtungsdetektor feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Taktspur (11) des Aufzeichnungsträgers (1O) in zyklischer Reihenfolge mindestens drei verschiedene Arten (1; 2; 3) von Taktmarkierungen (12) angeordnet sind, dass das Lesegerät mindestens drei optische, auf je eine der verschiedenen Arten (1; 2; 3) von Taktmarkierungen (12) ansprechende Taktfühler (E^; E₂; E₃) aufweist, welche an den Leserichtungsdetektor (19) angeschlossen sind, und dass die Ablaufrichtung der Reihenfolge der von den Taktfühlern (E₁; Ε-; E^) erzeugten Taktsignale mit dem Leserichtungsdetektor (19) feststellbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfühler (E-; E_p ; E) über drei Komparatoren (2O; 21; 22) an den Leserichtungsdetektor (19) angeschlossen sind, wobei jeder Komparator (2O; 21 ; 22) eingangsseitig mit zwei der drei Taktfühler (E-.; E₂' ^) verbunden ist.

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   ORIGINAL INSPECTED
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leserichtungsdetektor (19) durch einen Mikroprozessor gebildet ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch «gekennzeichnet, dass die Taktmarkierungen (12) auf der Taktspur (11) lückenlos aneinandergereiht sind, dass die Taktfühler (E.; E·, E₃) an ein Summierglied (23) zur Bildung eines Referenzsignals (R) angeschlossen sind und dass das Summierglied (23) sowie mindestens ein Datenfühler (18) zum seriellen Auslesen der kodierten Information mit einem Vergleichsglied (24) verbunden sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Vergleichsglied zum Vergleich des Ausgangssignals (S) des Vergleichsgliedes (24) mit einem ersten und einem zweiten, in einem Speicher gespeicherten Referenzwert angeordnet ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Referenzwert an einer ersten Referenzfläche (16) bzw. einer zweiten Referenzfläche (15) der Datenspur (13) ermittelbar und in den Speicher einspeicherbar ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Abtasten der ersten Referenzfläche (16) bzw. der zweiten Referenzfläche (15) am Vergleichsglied (24) entstehende Ausgangssignal (S) als erster bzw. zweiter Referenzwert in den Speicher einspeicherbar ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktmarkierungen (12) Beugungsgitter, Hologramme, Kinoforms oder Fresnellinsen sind, die einen einfallenden Lichtstrahl in vorbestimmte charakteristische Richtungen lenken.

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