DE2905606B1 - Verfahren und Einrichtung zum Identifizieren von Dokumenten - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Identifizieren von Dokumenten

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung und auf eine Einrichtung der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 4 und 5 genannten Art.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Einrichtung sind bereits vorgeschlagen worden (DE-AS 27 31 726). Bei den Dokumenten des älteren Vorschlages werden parallel zur eigentlichen Datenspur Taktmarkierungen aufgebracht und beim Auslesen der codierten Information in einem Lesegerät abgetastet. Die Taktmarkierungen markieren den Ort und daher den Zeitpunkt, bei dem 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 beim Abtasten einen zweiten Lesekopf einschließlich der zugehörigen elektronischen Detektionsglieder.
Es wäre zwar möglich, auf die Taktmarkierungen zu verzichten und als Ortsreferenz zum Aufsuchen der Lesepositionen eine Kante oder eine gesonderte Startmarkierung des Dokuments heranzuziehen. Dies bedingt jedoch eine mechanisch aufwendige Transporteinrichtung, die eine konstante Relativgeschwindigkeit zwischen dem Dokument und dem Lesekopf erzeugen oder Schritte definierter Länge ausführen muß. Bei durch Wärme od. dgl. geschrumpftem Dokument können jedoch trotzdem noch Lesefehler auftreten.
Darüber hinaus ist eine Lesevorrichtung zum manuellen Abtasten von Dokumenten bekannt (DE-AS 22 59 386), bei der keine Taktmarkierungen vorhanden sind und bei denen die Informationen in mindestens zwei Feldern aufgeteilt sind, die durch ein Zwischenfeld voneinander getrennt sind, das keine Markierungen aufweist. Innerhalb jedes Datenfeldes folgen die Markierungen lückenlos aufeinander.
Schließlich ist auch eine Abtastvorrichtung für beispielsweise Ampullen, auf denen vier Farbmarkierungen angebracht sind, bekannt (DE-OS 25 15 656), die mit als Lichtfühler dienenden Fotozellen zum Identifizieren der Farbmarkierungen ausgestattet ist. Bestimmte Lichtfühler sind dabei bestimmten Farbmarken zugeordnet und die von den Lichtfühlern ermittelten Informationen werden einer Auswerteeinrichtung zugeführt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß auf die zusätzliche Taktspur verzichtet werden kann, ohne daß das fehlerfreie Auslesen der in der eigentlichen Datenspur codierten Informationen zu wünschen übrigläßt.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Dadurch, daß die η Arten unterschiedlicher Markierungen jeweils zyklisch, d. h. in regelmäßigen Abständen aufeinanderfolgend, aufgebracht werden, daß beim nachträglichen Löschen bestimmter Markierungen von jeweils zwei benachbarten Markierungen wenigstens ein Teil der Fläche der einen dieser beiden Markierungen erhalten bleibt, und daß der Takt zum Auslesen durch die Signale der η Lichtfühler bestimmt wird, gelingt die Lösung der o.g. Aufgabe auf sehr einfache Weise.
Ohne Verwendung einer gesonderten Taktspur ist ein fehlerfreies Lesen der Informationen möglich, ohne daß eine definierte Relativgeschwindigkeit oder Schrittbewegung zwischen den Lichtfühlern und dem Dokument erforderlich wäre. Das Dokument selbst kann kleiner bleiben, da keine Taktspur verwendet wird, und ist daher auch wesentlich einfacher herstellbar. Auch die Transporteinrichtung kann einfacher als eine solche aufgebaut sein, die eine definierte Relativgeschwindigkeit oder gar eine schrittförmige Bewegung verlangt. Selbst wenn das Dokument beispielsweise durch Wärmeeinfluß Längenänderungen erfährt, ist ein fehlerfreies Auslesen gewährleistet. Es ist sogar möglich, die Abmessungen der Markierungen im Vergleich zu der vorgeschlagenen Art kleiner zu wählen, wodurch sich eine größere Speicherdichte ergibt.
Wenn nicht jeweils die gesamte Fläche einer Markierung, sondern nur Feldübergänge derselben gelöscht werden, ergibt sich der weitere Vorteil einer größeren Anzahl unterschiedlicher Codiermöglichkeiten.
Die Taktgewinnung erfolgt aus den Signalen derjenigen Lichtfühler, die auch zum Abtasten der den Code η bildenden Markierungen dienen.
In Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung beansprucht; danach betrifft die Erfindung auch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 ein uncodiertes Dokument,
F i g. 2 ein codiertes Dokument, 4 >
F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Identifizierungsgerätes,
F i g. 4 ein Funktionsdiagramm,
F i g. 5 ein weiteres codiertes Dokument,
Fig.6 ein Blockschaltbild des zugehörigen Identifi- to zierungsgerätes und
F i g. 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 r>r> 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 wi Brechung der reflektierten oder transmittierten Strahlung bewirkt. Die Markierungen 3 können z. B. Hologramme, Beugungsgitter oder Kinoforms sein und stellen demnach eine schwer fälschbare Echtheitsinformation dar. Im dargestellten Beispiel sind /7=2 Arten A br> 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 F i g. 2 zeigt ein Dokument 2', bei dem zur Bildung eines Codes bestimmte Feldübergänge 4 zwischen benachbarten Markierungen 3 ausgelöscht wurden. Beim Dokument 2" nach der F i g. 5 wurde zur Bildung eines Codes 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 F i g. 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 V& Beide Lichtfühler 10,11 sind an das Summierglied 6 und an den Komparator 7 angeschlossen. Das Summierglied 6 liefert ein Summensignal Va + Vbund der Komparator 7 ein binäres Signal Va > Vb.
In der F i g. 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 V2 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 F i g. 4d das Summensignal Va + Vb und die F i g. 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 Vs. 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 Umschaltzeit-
punkt 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 η=2 ergibt sich die einfachste Lösung. Wird n>3 gewählt, so kann anhand der Signale der π 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 steigener Anzahl η verschiedener Markierungsarten erhöht sich die Sicherheit gegen Fälschungen.
Zum Identifizieren des Dokumentes 2" (F i g. 5) dient das in der F i g. 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 !Comparators 13 und der Lichtfühler 11 an einen ersten Eingang des !Comparators 14 angeschlossen. Eine Referenzspannung Ur, die etwa xh des Scheitelwertes 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 F i g. 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. Am Ausgang des Komparators 13 entsteht ein binäres Signal V\>Ur (F i g. 7d) und am Ausgang des Komparators 14 ein binäres Signal Vb> Ur (F i g. 7e). Die Bitkombinationen (x, y) der binären Signale Va> Ur und Vb> Ur sind in der F i g. 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
ίο 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 u.dgl. gewährleistet. Im dargestellten
jo 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 </3 seiner Spannung entladen wird und, nachdem der Schalter 18 wieder geöffnet ist, die Referenzspannung
UR=—VAmax liefert.
Das Löschen von Feldübergängen 4 (Fig.4a) hat gegenüber dem Löschen der gesamten Fläche von Markierungen 3' (F i g. 7a) den Vorteil einer höheren Anzahl unterschiedlicher Codiermöglichkeiten. Andererseits sind beim Löschen der gesamten Fläche von Markierungen 3' die Anforderungen an die Toleranzen so geringer, so daß hierbei eine höhere Speicherdichte erzielt werden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Identifizieren von Dokumenten durch Aufbringen von n>2 unterschiedlicher Arten maschinenlesbarer optischer Markierungen, die in einer oder mehreren Spuren des Dokumentes abwechselnd und lückenlos aufeinanderfolgen und einfallendes Licht durch Beugung oder Brechung charakteristisch modifizieren, wobei nachträglich wenigstens Teile bestimmter Markierungen zur Bildung eines Codes ausgelöscht werden und in einem Identifizierungsgerät mittels Signale erzeugenden wenigstens η Lichtfühlern, von denen jeder auf eine der Markierungsarten anspricht, die Echtheit der verbleibenden Markierungen geprüft und nach einem vom Dokument bestimmten Takt die codierte Information seriell ausgelesen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die η Arten (A; B) unterschiedlicher Markierungen jeweils zyklisch bzw. in regelmäßigen Abständen aufeinanderfolgend aufgebracht werden, daß beim nachträglichen Löschen bestimmter Markierungen (3') von jeweils zwei benachbarten Markierungen (3) wenigstens ein Teil der Fläche der einen dieser beiden Markierungen (3) erhalten bleibt und daß der Takt zum Auslesen durch die Signale (Va; Vb) der η Lichtfühler (10; 11) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Codes bestimmte Feldübergänge (4) zwischen benachbarten Markierungen (3) ausgelöscht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Codes 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 mit einem auf eine erste Markierungsart ansprechenden Lichtfühler, einem auf eine zweite Markierungsart ansprechenden Lichtfühler und einer Auswerteeinrichtung zur Verarbeitung des Ausgangssignals der vorangehenden Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfühler (10, 11) an ein Summierglied (6) und an einen Komparator (7) angeschlossen sind und das Summierglied (6) und der Komparator (7) mit der 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 mit einem auf eine erste Markierungsart ansprechenden Lichtfühler, einem auf eine zweite Markierungsart ansprechenden Lichtfühler und einer Auswerteeinrichtung zur Verarbeitung des Ausgangssignals dei vorangehenden Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der auf &o die erste Markierungsart (A) ansprechende Lichtfühler (10) an einen ersten Eingang eines ersten Komparators (13) und der auf die zweite Markierungsart ansprechende 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 der 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.
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