DE2731727C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Feststellung der Leserichlung von seriell optisch abtasibaren Taktmarkicrungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten An,

Es sind Lesegeräte für Kartenförmige Aufzeich' nungsträger 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 Daiensöuren 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 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 U.iikehrung 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 Transporirichtung des Aufzeichnungsträgers, im Lesegerät deiekticri 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 cinderen Köpfe überlappt. Eine Leserichtungsdetektor überwacht anhand der Signale sämtlicher Leseköpfe die Transportrichtung der Karte und erzeugt bei falscher Transportrichlung 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 besieht in den im Kennzeichen des Anspruchs I angegebenen Merkmalen.

Nachfolgend wird ein Ausfühnrngsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung nähet c-läuten.
Es zeigt

F ι g. I einen Aufzeichnungsträger.
F i g. 2 ein Prinzipschallbild eines Lesegerätes.
Fig. 3 die Abbildung des an einer Geraden gespiegellen Aufzeichnungsträgers der Fig. I.
F i g. 4 ein Signaldugramm und
F i g. 5 cm Flußdiagramm.

In der F i g. I bedeutet 10 einen kartenförmigen Aufzeichnungsträger, der eine Identitätskarte, eine Zutrittskarte, eine Kreditkarte, ein Wertpapier, ein Check, eine Fahrkaric. eine Datenkarte, eine Lochkarte usw. sein kann. Dieser Aufzeichnungsträger 10 besii/t eine Taktspur 11 mit optisch maschinell lesbaren Taktmarkierungen 12 und mindestens eine /ur Taktspur 11 parallele Daienspur 13. die eine kodierte Information enthält. Die Taktmarkierungen 12 bestehen aus drei verschiedenen Markierungsarten I. 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 123!2J ... angeordnet sind. Im dargestellten Beispiel sind die Taktmarkieriingen 12 lückenlos aneinandergereiht* Sie Unterscheiden sich gegenüber der riiarkierungsfreien Fläche des Aufzeichnungsträgers 10 durch eine im Lesegerät detektierbare charakteristische Reflexion, Transmission, Strahlenbrechung oder Strahlenbeugung und können demnach beispielsweise farbige Flächen. Löcher mil charakteristischer Form. Beuöunes-

gitter, 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 rnarkierungsfreie Felder 15, wobei eine Markierung 14 z. B. eine binäre »1« und ein markierungsfreies Feld 15 eine binäre »0« durstellt. Die Taktmarkierungen 12 sind to gegenüber den Markierungen 14 und den Feldern 15 der Datenspur 13 derart seitlich versetzt, daß jeder Obergang 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.

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 w'rd.

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 £"i. £₂ und F₁ sowie einem oder mehreren Datenfühlern 18 besteht. Der Taktfühler £1 ist so ausgebildet, daß das elektrische Signal H\ an seinem Ausgang einen !ionen Wert annimmt, wenn der Lesekopf 17 einer Taktmarkierung 12 der Art 1 gegenübersteht. Befindet sich jedoch eine Taktmarkierung 12 der Art 2 oder J unter dem Lesekopf 17, so ist das Signal //1 praktisch Null. In gleicher Weise spricht der Taktfühler £> bzw. £j auf Taktmarkierungen 12 der Art 2 bzw. 3 an und erzeugt ein elektrisches Signal H₂ bzw. Hi. Je nach der Natur der Taktmarkierungen 12 kann z. B. durch den Kinsat/ von Filtern oder Masken oder durch die Anordnung der Taktfühler E\ bis £i 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 £j kunn aus einem einzigen oder aus mehreren an eine Detcktions· logik angeschlossenen Lichtempfängern bestehen.

Die Taktfühler £1 bis £j sind mit einem Leserichtungsdetektor verbunden, der beim seriellen Abtasten der Taktmarkierungen 12 die Ablaufrichtung der Reihenfolge der von den Taktfühlern erzeugten Taktsignal feststellt. Im dargestellten Beispiel ist dieser Leserichtiingsdetektor durch einen Mikroprozessor 19 gebildet, der auch das vom Datenfühler 18 erzeugte Datensignal D verarbettet und auswertet.

Im dargestellten Beispiel sind die Taktfühler £1 bis E₁ über drei Komparato^ren 20 bis 22 an den durch den Mikroprozessor 19 gebildeten Leserichtungsdetektor angeschlossen. Der Komparator 20 ist eingangsseitig mit den Taktfühlern E\ und Ei, der Komparator 21 mit den Taktfühlern £2 und Ei und der Komparator 22 mit den Taktfühlern E, und £1 verbunden. Die Ausgangssignale der Komparaturen 20 bis 22 sind in der Fig.2 mit Fi bis F3 bezeichnet.

Die Taktfühler E\ bis Ei sind ferner an ein Summierglied 23 zur Bildung eines Referenzsignals R angeschlossen. Ein Vergleichsglied 24, das ein Ausgungssignal S erzeugf, ist eingangsseitig mil dem Summiefglied 2i sowie 'flit dem Datenfühler 18 und ausgangsseitig mit dem Mikroprozessor 19 verbunden.

Zum seriellen Auslesen der auf dem Aufzeichnungsträger 10 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 Leseriehtungssignal 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 10 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 26 e^;n Teil des Aufzeichnungsträgers 10 in der ursprünglichen Weise und auf der reel -in Seile dieser Geraden im Spiegelbild gezeichnet. Ein gestrichenes Rechteck 25 deutet den in einem bestimmten Betrachtungszeitpunkt vom Lesekopf 17 (Fig. 2) erfaßten Bereich des Aufzeichnungsträgers 10 an. Es sei angenommen, daß das Rechteck 25 in der Zeichnung von links nach rechts wandert und hierbei die Gerade 26 überschreitet, was einer Umkehrung der Transportrichtung gleichkommt. Die Fig.4 zeigt den Verlauf der hierbei im Lesegerät entstehenden elektrischen Signale H, bis H₁. F, bis F,. D./? und L

Wer.n der Lesekopf 17 eine Taktmarkierung 12 der Art 1 überstreicht, steigt das Signal H₁ an und fällt danach wieder ab. Entsprechendes gilt für die Signale H₂ und //1 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 Fi des Komparator 20 nii.tmt den Wert logisch 0 an. solange H\ > H₂ ist. und springt, wenn der l.esekopf 17 von einer Taktmarkierung 12 der Art 1 auf eine Taktmarkierung der Art 2 übergeht und somit //ι < H₂ wird, auf den Wert logisch I. Wenn sich der Lesekopf 17 ausschließlich im Bereich einer T.iktmarkierung 12 der Art 3 befindet und die Signale H\ und lh demnach v.rschwindend klein sind, so sind der Schaltzustand des Komparators 20 und damit auch das Signal Fi nicht definiert, weshalb das Signal Fi in diesem Bereich der Fig 4 geslrichclt gezeichnet ist. Das hier für das Signal F₁ Gesagte gilt analog für die Signale Fi und F₁.

Aufgrund der Signale Fi bis F₁ können drei Zustände Si bis Vi unterschieden werden, nämlich der Zustand S, bei F₁ = : und F₂ = O. der Zustand S₂ bei F₂= I und Fi = O und schließlich der Zustand S) bei F.= l und F,=0. jeweils beim Übergang vom einen der Zustänoe S, bis S, zum nächsten Zustand wird im Mikroprozessor 19 das nächste Datenbit aus dem Datensignal Dausgelesen.

Bei richtiger Leserichtung wechseln diese Zustände in der Ablaufrichtung ... S,, S₂, Sj, S, ... und bei entgegcngeseuter Leserichtung in der Ablaufrichtung ... Si, Sj, S₂, Si ...

Im Mikroprozessor 19 wird die Ablaufrichtung gemäß dem Flußdiagramm der F i g. 5 geprüft, in welchem Y für »ja« und N für »nein« steht. Zur Erläuterung dieses FluÜdiagramms sei angenommen, daß der augenblickliche Zustand Si (im Diagramm oben) ist und der Aufzeichnungsträger IO vorerst in der

richtigen Richtung transportiert wird. Die periodische Verneinung der Präge F₂ = 17 und Bejahung der Präge Fi= I! führt im Flußdiagramm jeweils zum Zustand Si zurück, bis das Signal F₂=I wird und der Zustand S₂ eingenommen wird. Die Bejahung der Frage F₃=I? führt zum Zustand Sj, die Bejahung der Frage Fi = 17 zurück zum Zustand Si usw.

Eine TransportrichtungSUlnkehrung des Aufzeichnungsträgers 10 beispielsweise im Zustand S₂ führt nach der Verneinung der Frage Fj= I? zur Verneinung der Frage F₂=I?, worauf der erfolgte Rücklauf in den Zustand Si festgestellt und das Lcserichtungssignal L (F i g. 4) verändert wird.

Mit der beschriebenen Anordnung kann also die Leserichlung allein anhand der Taktmarkierungen 12 zuverlässig festgestellt werden, so daß die Leserichtungsdctektion keine unerwünschte Einschränkung der Kodiermöglichkeiten auf der bzw. den Datenspuren mit beim Abtasten der Rcfefenzniarkicrung 16 bzw. des ersten Feldes 15 am Vcrgleichsglicd 24 entstehende Ausgangssignal SaIs erster bzw. zweiter Referenzwert in den Speicher eingespeichert werden.

Durch den Vergleich des Ausgaiigssignals S des Verglcichsgliedes 24 mit den beiden am Aufzeichnungsträger 10 ermittelten Referenzwerten kann der Einfluß von Temperatur- und Spannungsschwankungen und der Abnützung des Aufzeichnungsträgers noch weiter vermindert werden. Außerdem werden durch diese Maßnahme auch Allcrungs- und Dritteinflüssc der optischen und elektronischen Bauelemente des Lesegerätes weitgehend kompensiert. Die beschriebenen Maßnahmen gewährleisten somit ein sicheres Auslesen der kodierten Informationen.

Die Taklmarkierungen 12 können, wie bereits erwähnt. Beugungsgitter, Hologramme, Kinoforms, Fresnellinsen u.dgl. sein. Die Herstellung solcher

SiCr'i ufii'igi. uüi'Ct'i ucfr ύό50Γπ"ιΰύΰΠ6Π oignuiVcfgiciCfi

mit den Komparaloren 20 bis 22 können auch an einem abgenützten Aufzeichnungsträger, der nur noch schwache Analogsignale H\ bis Hj liefert, leicht weiterverarbcitbare digitale Signale Fi bis Fj erzeugt werden.

Die von den Taktfühlcrn Ei bis Ei erzeugten Signale H\ bis Wj enthalten neben der Taktinformation noch eine Intensitätsinformation, die vortrefflich zum fehlerfreien Auslesen der in der Datenspur 13 gespeicherten kodierten Information ausgewertet werden kann. Die Empfindlichkeit der Taktfühler Ei bis Ej kann leicht derart aufeinander abgestimmt werden, daß das Referenzsignal R am Ausgang des Summiergliedes 23 über 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 mil dem Vprpleichsglied 24 der Quotient aus dem Datensignal Dunddem Referenzsigna! Rgebildet wird.

Vorteilhaft wird mit einem weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Vergleichsglied das Ausgangssignal Sdes Vergleichsgliedes 24 mit einem ersten und einem zweiten, in einem Speicher des Mikroprozessors 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 (F i g. 1) ermittelt und in den genannten Speicher eingespeichert. Ferner kann das

OpiiSCiiEr

cTiuTucTi ilüric mvcSimOncn uiiu

Fachkenntnisse, so daß durch die vorgeschlagene Anordnung von Taklmarkierungen verschiedener Arten auch eine hohe Sicherheit gegen Fälschungen erzielt werden kann.

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 (U) sind in zyklischer Reihenfolge mindestens drei verschiedene Arten (I; 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 Ablaufrichtung 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 Taktfiihler verbunden ist. Die Taktffihler 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

so Referenzwert. Die Taktmarkierungen (12) sind Beugungsgitter, Hologramme, Kinoforms oder Fresnellinsen, die einen einfallenden Lichtstrahl in vorbestimmte charakteristische Richtungen lenken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Feststellung der Leserichtung von seriell optisch abtastbaren Taktmarkierungen, die in einer Takispur Kartenförmiger Datenträger angeordnet und den in mindestens einer zur Taktspur parallelen Datenspur enthaltenen kodierten Informationen zugeordnet sind, d a durch gekennzeichnet, daß für die n>3 unterschiedlichen zyklisch und lückenlos aufeinanderfolgenden Taktmarkierungen (12) η optische Taktfühler (£Ί; £>; £3), die auf je eine der Markierungsarten (1; 2; 3) ansprechen, vorgesehen sind, die über η Komparatoren (20; 21; 22), die eingangsseitig mit jeweils zwei aufeinanderfolgenden Taktfühlern (Ei; £2; £1) verbunden sind, an den Leserichtungsdetektor (19) angeschlossen sind, der das Leserichtungssigna! abgibt.

2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichtu.-,, daß der Leserichtungsdetektor (19) durch einen mikroprozessor gebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfühler (£1; £>; E<) an ein Summierglied (23) /ur Bildung eines Referenzsignals (R) angeschlossen sind und daß das Summerglied (23) sowie mindestens ein DatPnfühler (18) zum seriellen Auslesen der kodierten Information mit einem Vergleichsglied (24) verbunden sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiteres Ver· gleichsglied zu.·· Vergleich des Ausgangssignals (S) des Vcrgleichsgliedes (24) mit einem ersten und einem /weiten, in einem Speicher gespeicherten Referen/wert angeordnet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der /weile Referen/wert an einer ersten Rcferen/flächc (16) b/w. einer /«eilen Referen/fläche (15) der Daten spur (H) ermiitelbar und in den Speicher einspeicherbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß das beim Abtasten der ersten Rcfcren/fläche (16) b/w. der /weilen Rcfcrcn/fläche (15) am Vcrglcichsglied (24) entstehende Ausgangssignal (.SV als erster b/w. /weiter Referen/wert in den Speicher einspcichcrbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfühler (f.,: E₂: E₁) für die einen einfallenden Lichtstrahl in vorbestimmte charakteristische Richtungen lenkenden Takimarkierungcn (12) in unterschiedlichen Winkelposilionen angeordnet sind.