DE2937315A1 - OPTICAL READER WITH ADAPTIVE THRESHOLD ADJUSTMENT - Google Patents
OPTICAL READER WITH ADAPTIVE THRESHOLD ADJUSTMENTInfo
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Description
Optischer Leser mit adaptiver SchwellwerteinstellungOptical reader with adaptive threshold setting
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine adaptive optische Lesevorrichtung. Insbesondere ist der optische Leser nach der vorliegenden Erfindung in der Lage, einen optischen Datenkode beispielsweise auf einer Kreditkarte zu erkennen. In der vorliegenden Erfindung ist die Schwelle, bezüglich der das Vorliegen bzw. die Abwesenheit optisch kodierter Information entschieden wird, adaptiv, um Toleranzen und zeitliche Änderungen der Werte der Bauteile sowie zeitliche Änderungen des optischen Übertragungswegs zu kompensieren.The present invention is directed to an adaptive optical reading device. In particular is the optical reader according to the present invention capable of recognizing an optical data code, for example on a credit card. In the present invention, the threshold is related to the presence or absence of optically encoded information A decision is made, adaptively, to tolerances and changes over time in the values of the components as well as changes over time to compensate for the optical transmission path.
Optische Leser dienen dazu, optisch kodierte Informationen zu erfassen, die in unterschiedlicher Form vorliegen können. Beispielsweise können in eine Datenkarte Löcher eingestanzt sein; das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Lochs stellt dabei einen Informationswert dar. Andere Arten optischer Kodierung sind das Schaffen von Bereichen größerer oder kleinerer optischer Dämpfung als die umgebenden Gebiete. Beispielsweise hat man Kreditkarten mit Bereichen bzw. Punkten hoher optischer Dämpfung versehen, die sandwichartig in die Kreditkarte eingeschlossen sind. Auf diese Weise wird die optisch kodierte Information gegen direkte Sicht abgeschirmt, kann aber mit einem optischen Leser erfaßt werden, da sich die optische Dämpfung in den Bereichen höherer optischer Dämpfung von der in den anderen Bereichen unterscheiden läßt.Optical readers are used to capture optically coded information, which can be in different forms. For example holes may be punched in a data card; the presence or absence of a hole represents an informational value. Other types of optical coding are the creation of areas of larger or smaller size optical attenuation than the surrounding areas. For example, one has credit cards with areas or points with higher optical quality Provided cushioning, which are sandwiched in the credit card. In this way the information is optically encoded shielded from direct view, but can be detected with an optical reader, since the optical attenuation in the areas of higher optical attenuation can be distinguished from that in the other areas.
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Insbesondere kann der Kode in der Form von gedruckten Punkten größerer oder kleinerer optischer Dichte vorliegen. Beispielsweise kann bei Kreditkarten die optische Dämpfung des Grundmaterials der Karte nicht höher als 1ooo-fach, aber die des Grundmaterials mit der der Punkte der kodierten Information mindestens 1o.ooo-fach sein. Es ist daher möglich, das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit dieser Punkte optisch kodierter Information zu bestimmen, indem man die optische Dämpfung des Lichts beim Durchgang durch die Kreditkarte mißt und die Schwelle zur Unterscheidung auf An- oder Abwesenheit zwischen die Dämpfungswerte I.000 und I0.000 legt.In particular, the code can be in the form of printed dots of greater or lesser optical density. For example In the case of credit cards, the optical attenuation of the basic material of the card cannot be higher than 1000 times, but that of the The basic material must be at least 1o, ooo times that of the points of the coded information. It is therefore possible for the presence or to determine the absence of these points of optically encoded information by measuring the optical attenuation of the Light when passing through the credit card and the threshold to distinguish between the presence and absence Lays attenuation values I.000 and I0.000.
Es gibt eine Anzahl von Faktoren, die in die Bestimmung dieses Schwellwerts eingehen - beispielsweise den oberen und den unteren Dämpfungswert. Beispielsweise kann in einem typischen optischen Leser die Lichtquelle eine Lumineszenzdiode (LED) sein, deren Lichtsignal mit einer Photodiode erfaßt wird. Zusätzlich können sich im Strahlengang zwischen der Lumineszenzdiode und der Photodiode transparente Kartenführungen oder andere konstruktive Elemente befinden, die die Karte und die optischen Bauteile in einer gewünschten körperlichen Zuordnung für die Auswertung halten. Bei den Lesern des Standes der Technik müssen die verschiedenen Bestandteile innerhalb bestimmter Grenzwerte liegen oder auf diese eingestellt werden können und dann während des Betriebs des Kartenlesers diese einhalten, so daß eine präzise Ermittlung der An- oder Abwesenheit der optisch kodierten Information gewährleistet ist. Im allgemeinen hat man bisher zwei Verfahren verwendet, um den Schwellwert anfänglich einzustellen; normalerweise sind bei den Vorrichtungen des Standes der Technik jedoch keine Maßnahmen getroffen, um die zeitliche Änderung der Bauteilewerte sowie andere physikalische Änderungen im Gerät auszugleichen.There are a number of factors that go into determining this threshold - for example, the upper and lower Attenuation value. For example, in a typical optical reader, the light source can be a light emitting diode (LED) be whose light signal is detected with a photodiode. Additionally There may be transparent card guides or others in the beam path between the luminescent diode and the photodiode Constructive elements are located that the card and the optical components in a desired physical assignment hold for evaluation. For the readers of the prior art, the various constituents must be within certain Limit values lie or can be set to these and then adhere to them during operation of the card reader, so that a precise determination of the presence or absence of the optically coded information is guaranteed. In general Two methods have been used to initially set the threshold; usually are with the fixtures of the state of the art, however, no measures are taken to prevent the change in component values over time as well to compensate for other physical changes in the device.
Nach dem ersten Beispiel des Standes der Technik kann man den AnfangsBchwellwert auf einen feiten Wert festlegen und dann According to the first prior art example, one can set the initial threshold value to a wide value and then
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die verschiedenen Bauteile wie die Lumineszenzdioden, die Photodioden, die Kartenführungen usw. innerhalb bestimmter optischer Toleranzwerte halten, deren Summe nicht das Verhältnis zwischen dem oberen und dem unteren Dämpfungswert übersteigt. Sind diese Grenzwerte bzw. 1.000 und 1o.000,darf die Summe der verschiedenen Toleranzen ein Verhältnis von 1o:1 nicht übersteigen. Der erwünschte Ist-Schwellwert würde zwischen 1.000 und I0.000 liegen, wobei dann die größtmöglichen Änderungen der Bauteilewerte in beiden Richtungen einen Schwellwert ergeben, der noch innerhalb der Grenzwerte liegt.the various components such as the light emitting diodes, the photodiodes, the card guides etc. within certain Maintain optical tolerance values, the sum of which does not exceed the ratio between the upper and lower attenuation value. If these limit values are respectively 1,000 and 1o,000, the The sum of the various tolerances should not exceed a ratio of 1o: 1. The desired actual threshold would be between 1,000 and I0,000, with the largest possible Changes in the component values in both directions result in a threshold value that is still within the limit values.
Mit den Beispielswerten von 1.000 und I0.000 wäre der gewünschte Schwellwert etwa 3162; bei diesem Schwellwert können sich die Bauteilewerte in beiden Richtungen um einen Faktor von 3162 ändern, ohne daß man den oberen und den unteren Anfangsdämpfungswert überschreitet, denn eine Änderung des optischen Schwellwerts 3162 ergibt mit einem Multiplikationsfaktor von 3162 den Grenzwert I0.000, während eine Änderung des optischen Schwellwerts 3162 mit einem Teilungsfaktor von 3162 den Grenz-With the example values of 1,000 and I0,000, this would be the desired one Threshold about 3162; With this threshold value, the component values can vary in both directions by a factor of 3162 without changing the upper and lower initial attenuation values exceeds, because a change in the optical threshold value 3162 results with a multiplication factor of 3162 the limit value I0.000, while a change of the optical threshold value 3162 with a division factor of 3162 the limit
wert 1.000 ergibt. Wie einzusehen ist, kann man andere Schwellwerte wählen, wenn die untere und die obere Grenze anders liegen oder wenn bekannt ist, daß die Bauteilewerte in einer der Richtungen zu stärkeren Änderungen tendieren als in der anderen. Der jeweils optische Schwellwert kann also den im Einzelfall vorliegenden Forderungen entsprechend gewählt werden.is worth 1,000. As can be seen, other thresholds can be used select if the lower and upper limits are different or if it is known that the component values are in one of the Directions tend to change more than the other. The respective optical threshold value can therefore be the one in the individual case chosen according to the requirements.
Nach einem weiteren Verfahren des Standes der Technik zum Aufbau eines optischen Lesers würde man anfänglich die verschiedenen Bauteile breit toleriert einkaufen und dann im Prüffeld den Leser so einstellen, daß der Schwellwert die gewünschte Größe annimmt. Beispielsweise kann man eines oder mehrere der Bauteile einstellbar ausführen oder eines oder mehrere der Bauteile durch solche andere Bauteilewerte ersetzen, die den gewünschten Schwellwert ergeben.Another prior art method of constructing an optical reader would initially include the various Buy components with a wide tolerance and then set the reader in the test field so that the threshold value is the desired Size. For example, one or more of the components can be made adjustable or one or more of the Replace components with other component values that result in the desired threshold value.
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Obgleich es möglich ist, wie oben beschrieben, den anfänglichen Schwellwert im Hinblick auf die Änderungen der Bauteilewerte in gewissem Ausmaß einzustellen, kann man auf diese Weise nicht die Änderung des Schwellwerts im Leser ausgleichen, die im Verlauf der Betriebszeit auftritt - beispielsweise infolge von Bauteileänderungen im Verlauf der Zeit oder infolge der Temperatur und infolge von anderen optischen Veränderungen, die die Entscheidungsschwelle des Lesers verschieben können.Although it is possible, as described above, to set the initial threshold value in view of the changes in component values to some extent, it can be done in this way do not compensate for the change in the threshold value in the reader that occurs over the course of the operating time - for example as a result of of component changes over time or as a result of temperature and as a result of other optical changes, that can shift the reader's decision threshold.
Die vorliegende Erfindung schafft einen optischen Leser mit adaptiver Schwelle, bei dem die Änderungen des Schwellwerts infolge von Änderungen der ursprünglichen Bauteilewerte infolge des Zeitablaufs, der Arbeitstemperaturen sowie der Belastung des optischen Lesers selbsttätig ausgeglichen werden.The present invention provides an adaptive threshold optical reader in which the changes in the threshold value as a result of changes in the original component values as a result of the passage of time, the working temperatures and the load of the optical reader are automatically compensated.
In dem adaptiven optischen Leser nach der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangssignal des Photodetektors, wenn keine Karte in den Leser eingesetzt ist, fortwährend überwacht und dabei das Ausgangssignal des Photodetektors kontinuierlich derart nachgestellt, daß sich ein Schwellwert in einer vorbestimmten Höhe ergibt. Falls eines der Bauteile - beispielsweise die Lichtquelle, die Kartenführung oder der Lichtdetektor seine Eigenschaften mit der Zeit oder der Temperatur oder infolge der allgemeinen Beanspruchung ändert, wird der Schwellwert so nachgestellt, daß dessen Sollhöhe erhalten bleibt.In the adaptive optical reader according to the present invention, the output of the photodetector, if none Card is inserted into the reader, continuously monitored and the output signal of the photodetector continuously adjusted in such a way that a threshold value results at a predetermined level. If one of the components - for example the light source, the card guide or the light detector its properties with time or temperature or as a result the general stress changes, the threshold value is readjusted so that its target level is maintained.
Bei der adaptiven Lesevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangssignal der Vorrichtung kontinuierlich nachgestellt, solange keine Karte gelesen wird, und die Höhe des Ausgangssignals entsprechend dem Verhältnis der Widerstände, aus denen sich die gewünschte Schwelle ergibt, gesteuert. Ändern die verschiedenen Bauteile sich oder zeigen sie unerwünschte Toleranzschwankungen, wird die Schwelle diesen Änderungen entsprechend im Vergleich mit dem gewünschten Widerstandsverhältnis nachgestellt. Der Schwellwert berücksichtigtIn the adaptive reading apparatus of the present invention, the output of the apparatus becomes continuous readjusted as long as no card is read, and the level of the output signal according to the ratio of the resistors, from which the desired threshold results, controlled. The various components change or show If they have undesirable tolerance fluctuations, the threshold will correspond to these changes in comparison with the desired resistance ratio re-enacted. The threshold value is taken into account
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ΛλΛλ
daher fortwährend Änderungen der Bauteilewerte einschließlich der elektrischen Widerstände, solange das Widerstandsverhältnis erhalten bleibt.therefore constant changes of the component values including of the electrical resistances as long as the resistance ratio is maintained.
Der Schwellwert wird gespeichert. Sobald eine Karte in den Leser eingeführt wird, um gelesen zu werden, dient der Speicherwert als Schwellwert zur Dekodierung der in der optischen Karte gespeicherten Information. Die kontinuierliche überwachung des Schwellwertes wird während des Lesevorgangs unterbrochen, so daß die Karte immer mit einem Schwellwert gelesen wird, der unmittelbar vor dem Ablesen der Karte ermittelt wurde. Nachdem die Karte aus dem System entfernt worden ist, überwacht diese erneut das Ausgangssignal, das von den Werten der verschiedenen Bauteile bestimmt wird, und setzt den Schwellwert entsprechend diesem erfaßten Ausgangssignal fest.The threshold is saved. As soon as a card is inserted into the reader in order to be read, the memory value serves as a threshold value for decoding that in the optical card stored information. The continuous monitoring of the threshold value is interrupted during the reading process, so that the card is always read with a threshold value which was determined immediately before the card was read. After this the card has been removed from the system, it again monitors the output signal derived from the values of the various Components is determined, and sets the threshold value according to this detected output signal.
Der aktuelle Schwellwert kann als Analogsignal mit kapazitiven Speichern gespeichert werden, wobei mit der dem Schwellwert entsprechenden Spannung ein Kondensator aufgeladen wird,'und als Eingangssignal eines Komparators verwendet werden. Alternativ kann man den Schwellwert zu einem Digitalsignal wandeln und in einem Mikroprozessor speichern, wobei der Mikroprozessor nicht nur den Schwellwert speichert, sondern auch den Vergleich zwischen dem gespeicherten Schwellwert und der von der Karte abgelesenen Information durchführen.The current threshold value can be stored as an analog signal with capacitive memories, with the threshold value corresponding voltage a capacitor is charged, 'and can be used as the input signal of a comparator. Alternatively, you can convert the threshold value to a digital signal and store it in a microprocessor, the microprocessor storing not only the threshold value but also the comparison between the stored threshold and the information read from the card.
Die Erfindung soll nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben werden.The invention will now be considered with reference to the accompanying drawings be described in more detail.
Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen optischen Leser mit festem Schwellwert;Fig. 1 shows a basic fixed threshold optical reader;
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines adaptiven optischen Leser nach der vorliegenden Erfindung mit Speicherung eines Analogwertes des adaptierten Schwellwerts;Fig. 2 shows a first embodiment of an adaptive optical Reader according to the present invention with storage of an analog value of the adapted threshold value;
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Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines optischen Lesers mit adaptivem Schwellwert nach der vorliegenden Erfindung mit digitaler Speicherung des Schwellwerts in einem Mikroprozessor;Fig. 3 shows a second embodiment of an optical reader with adaptive threshold value according to the present invention with digital storage of the threshold value in a microprocessor;
Fig. 4 zeigt eine spezielle Schaltung für einzelne Sensorkanä-Ie zum Anschluß an den Mikroprozessor;Fig. 4 shows a special circuit for individual sensor channels for connection to the microprocessor;
Fig. 5 zeigt eine mit einem Mikroprozessor gesteuerte Anordnung zur Verwendung mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei eine Steuerung einer Vielzahl von Sensorkanälen erfolgt;Fig. 5 shows a microprocessor controlled arrangement for use with the second embodiment of the invention, wherein a plurality of sensor channels is controlled;
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform eines optischen Lesers mit adaptivem Schwellwert nach der vorliegenden Erfindung in der Anwendung auf die mikroprozessorgesteuerte Anordnung der Fig. 5 mit einem Rückkoppelelement in Form eines veränderbaren Widerstandes.Fig. 6 shows a third embodiment of an optical Reader with adaptive threshold value according to the present invention as applied to the microprocessor-controlled Arrangement of FIG. 5 with a feedback element in the form of a variable resistor.
Die Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen optischen Leser, der eine Karte mit optisch kodierter Information - beispielsweise feine Kreditkarte 1o mit Bereichen 12 hoher optischer Dämpfung - lesen kann. Die Bereiche 12 hoher optischer Dämpfung liegen dabei auf parallelen Spuren. Wird eine Vielzahl solcher paralleler Spuren verwendet, liegt eine entsprechende Anzahl von Lichtquellen und Sensoren vor. Die Vielzahl der Spuren mit optischer Information erlaubt das Kodieren der Information auf der Kreditkarte 1o.Fig. 1 shows a basic optical reader, which a card with optically encoded information - for example fine Credit card 1o with areas 12 of high optical attenuation - can read. The areas 12 of high optical attenuation are here on parallel tracks. If a large number of such parallel tracks are used, there is a corresponding number of light sources and sensors. The large number of tracks with optical information allows the information on the credit card to be encoded 1o.
Die Bereiche hoher optischer Dämpfung 12 können als Punkte ausgeführt und für den Betrachter der Karte sichtbar oder auch in die Karte sandwichartig eingefügt und daher für den Betrachter unsichtbar sein. Normalerweise kann eine Karte wie eine Kreditkarte 1o eine optische Dämpfung von mehr als etwa 1.ooo durch das Grundmaterial, aber eine Dämpfung von mindestens I0.000 durch das Grundmaterial plus einen einzelnen Bereich bzw. Punkt 12 aufweisen. Das Vorliegen oder das Fehlen der Punkte 12 läßt The areas of high optical attenuation 12 can be embodied as points and visible to the viewer of the card or inserted into the card like a sandwich and therefore invisible to the viewer. Typically, a card such as a 10 credit card may have an optical attenuation of greater than about 1,000 from the base material, but a minimum of 10,000 attenuation from the base material plus a single area or point 12. The presence or absence of points 12 leaves
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sich daher ermitteln, indem man die optische Dämpfung der Karte mißt und einen Schwellwert zwischen den Dämpfungswerten 1.OOO und I0.000 einstellt, der die Entscheidung zwischen der An- und der Abwesenheit des Punktes ermöglicht.can therefore be determined by measuring the optical attenuation of the card and a threshold value between the attenuation values 1.OOO and I0.000 sets the decision between the presence and absence of the point.
Wie die Fig. 1 zeigt, wird, wenn die Karte 1o gelesen werden soll, sie in eine Kartenführung 14 eingeführt, die einen Schlitz 16 , der die Karte aufnimmt, sowie Wände aufweist, die die Karte in Stellungen führen, in denen das Ablesen der optisch gespeicherten Information von der Karte erfolgt. Die Wandteile der Kartenführung 14 sind aus einem transparenten Werkstoff gefertigt, so daß die zum Ermitteln der optischen gespeicherten Information verwendete Lichtenergie durch die Wände und somit durch die Karte 1o hindurchtreten kann.As shown in FIG. 1, when the card 1o is to be read, it is inserted into a card guide 14 which has a slot 16, which receives the card, as well as walls that guide the card in positions in which the reading of the optically stored Information from the card takes place. The wall parts of the card guide 14 are made of a transparent material manufactured so that the light energy used to determine the optical stored information through the walls and thus can pass through the card 1o.
Der optische Kartenleser enthält normalerweise Lichtquellen, wie sie mit der einzelnen Lumineszenzdiode 18 dargestellt sind, um Lichtenergie zu liefern. Abhängig von der Anzahl der Ihformationsspeicherspuren kann natürlich eine Vielzahl solcher Lumineszenzdioden eingesetzt werden. Weiterhin können zusätzliche Lumineszenzdioden dazu dienen, das anfängliche Vorhandensein einer Karte 1o in der Führung 12 zu ermitteln, und mit anderen Lumineszenzdioden kann beispielsweise eine Taktung ausgelöst werden. Jede Lumineszenzdiode 18 wird aus einer Stromquelle 2o gespeist, so daß sie Licht abgibt.The optical card reader normally contains light sources, as shown with the individual light emitting diode 18, to deliver light energy. Depending on the number of information storage tracks Of course, a large number of such light emitting diodes can be used. Furthermore, additional Light-emitting diodes are used to determine the initial presence of a card 1o in the guide 12, and with others Luminous diodes can be triggered, for example, a clock. Each light emitting diode 18 is made from a power source 2o fed so that it emits light.
Die von einer Lumineszenzdiode 18 abgegebene Lichtenergie wird mit einem Lichtdetektor wie beispielsweise einer Photodiode erfaßt; wie einzusehen ist, liegt für jede Lumineszenzdiode 18 eine zugehörige Photodiode 22 vor. Das Ausgangssignal jeder Photodiode 22 geht auf einen Operationsverstärker 24 in einer Transimpedanzschaltung, der eine Strom/Spannung-Wandlung vollzieht. Im allgemeinen bewirkt in dieser Konfiguration eine Gegenkopplung einen Fluß des Photodiodenstroms durch einenThe light energy emitted by a light emitting diode 18 is detected with a light detector such as a photodiode; As can be seen, there is an associated photodiode 22 for each light emitting diode 18. The output signal of each photodiode 22 goes to an operational amplifier 24 in a transimpedance circuit, which carries out a current / voltage conversion. Generally, in this configuration, negative feedback causes the photodiode current to flow through one
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- vs -- vs -
Gegenkoppelwiderstand 26, während die Spannung über der Photodiode null Volt beträgt. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers ist proportional dem Ausgangsstrom der PhotodiodeNegative feedback resistor 26, while the voltage across the photodiode is zero volts. The output voltage of the operational amplifier is proportional to the output current of the photodiode
nach der Beziehung V = I χ R , wobei V die Ausgangsaus la r ausaccording to the relation V = I χ R, where V is the output from la r
spannung des Operationsverstärkers, I der Strom in der Photodiode und R1-, der Widerstandswert des Gegenkoppelwiderstandsvoltage of the operational amplifier, I the current in the photodiode and R 1 -, the resistance value of the negative feedback resistor
26 sind.26 are.
Fügt man nun zwischen die Lichtquelle 18 und den Lichtsensor 22 ein optisch dämpfendes Medium ein wie beispielsweise die Karte 1o mit den Punkten 12 der oben beschriebenen Art, nimmt die Ausgangsspannung proportional zur optischen Dämpfung der Karte bzw. der Karte plus der optischen Information 12 auf bzw. in ihr ab. Definiert man V als die Ausgangsspannung ohne Karte,If one now inserts an optically attenuating medium such as, for example, between the light source 18 and the light sensor 22 Card 1o with the points 12 of the type described above, the output voltage takes proportional to the optical attenuation of the Card or the card plus the optical information 12 up or down in it. Defining V as the output voltage without a card,
sind V /1ooo und V /1oooo der obere und der untere Schwellwert ο οV / 1ooo and V / 1oooo are the upper and lower threshold values ο ο
zur Bestimmung des Vorliegens oder der Abwesenheit der Punkte , 12 der optischen Information.to determine the presence or absence of points, 12 of the optical information.
Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 24 kann als ein Eingangssignal auf einen Komparator 28 gegeben werden. Der Komparator erhält als zweites Eingangssignal eine Spannug V , aus einer Schwellspannungsquelle 3o. Die Schwellspannung V , wird normalerweise so gewählt, daß sie zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert zur Bestimmung des Vorliegens bzw. des Fehlens der Punkte 12 der optischen Information liegt. Der Ausgangszustand des Komparators 28 zeigt also das Vorliegen oder das Fehlen der Punkte 12 der optischen Information an.The output voltage of the operational amplifier 24 can be given as an input signal to a comparator 28. The comparator receives a voltage as a second input signal V, from a threshold voltage source 3o. The threshold voltage V, is normally chosen so that it is between the upper and lower limit values for determining the presence or absence of the points 12 of the optical information. The initial state of the comparator 28 thus indicates the presence or absence of the points 12 of the optical information.
Um einen optischen Leser entsprechend der Fig. 1 aufzubauen, muß die Schwellspannung einen festen Wert aufweisen; dieser feste Wert bestimmt sich aus den Toleranzen der verschiedenen Bestandteile des opitschen Systems. Insbesondere müssen nach dem Verfahren des Standes der Technik die Lumineszenzdioden, Photodioden und Kartenführungen sich innerhalb bestimmter optischer Toleranzen bewegen; im oben ausgeführten Beispiel darfTo build an optical reader according to Fig. 1, the threshold voltage must have a fixed value; this fixed value is determined by the tolerances of the various Components of the opitschen system. In particular, according to the method of the state of the art, the luminescence diodes, Photodiodes and card guides move within certain optical tolerances; in the example above
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die Summe dieser Toleranzen ein Verhältnis von 1o:1 nicht übersteigen, d.h. das Verhältnis zwischen der oberen und der unteren Schwellwertgrenze von 1.000 und I0.000. Es ist einzusehen, daß dann die anfänglichen Bauteiletoleranzen ziemlich streng eingehalten werden müssen; anderenfalls kann der Ist-Schwellwert vom Sollwert erheblich abweichen.the sum of these tolerances does not exceed a ratio of 1o: 1, i.e. the ratio between the upper and lower threshold limits of 1,000 and I0,000. It can be seen that the initial component tolerances must then be adhered to rather strictly; otherwise the actual threshold value deviate significantly from the target value.
Nach einem zweiten Verfahren des Standes der Technik zur anfänglichen Einstellung des optischen Lesers verwendet man Bauteile mit weiteren Toleranzen, sieht aber eine Justiermöglichkeit der Bauteile vor, um den Schwellwert auf die gewünschte Höhe zu bringen. Wie oben bereits erwähnt, liegt ein Wert von etwa 3162 etwa in der Mitte zwischen Dämpfungswert von I000 und Ίο.000 und Änderungen der Toleranzen um den gleichen Faktor in beiden Richtungen.According to a second prior art method to the initial Adjustment of the optical reader one uses components with further tolerances, but sees an adjustment possibility of the components in order to bring the threshold value to the desired level. As mentioned above, there is a value of about 3162 roughly in the middle between the attenuation value of I000 and Ίο.000 and changes in the tolerances by the same factor in both directions.
Diese beiden Verfahren nach dem Stand der Technik berücksichtigen die im Verlauf der Zeit auftretenden Änderungen der Bauteilewerte jedoch nicht. Obgleich es mit den oben beschriebenen Verfahren möglich ist, im Leser einen gewünschten anfänglichen Schwellwert einzustellen, unterliegen die Bauteile des Lesers im Verlauf der Zeit, durch Temperatureinwirkungen und bei der normalen Beanspruchung gewissen Änderungen. Diese Änderungen verschieben den Schwellwert des optischen Lesers auf andere und unter Umständen unerwünschte Werte. Die vorliegende Erfindung sieht also eine fortwährende Überwachung eines Ausgangsschwellsignals vor, wenn keine Karte in den Leser eingesteckt ist, so daß der Schwellwert den Änderungen der Bauteilewerte bzw. denen im optischen Strahlengang entsprechend fortwährend nachgestellt wird.These two prior art methods take into account the changes in component values that occur over time However not. Although it is possible with the methods described above, in the reader a desired initial To set the threshold value, the components of the reader are subject to the course of time, to the effects of temperature and certain changes in normal use. These changes shift the threshold of the optical reader to other and possibly undesirable values. The present invention thus provides for continuous monitoring of a Output threshold signal before when no card is inserted in the reader, so that the threshold value corresponds to changes in component values or which is continuously adjusted accordingly in the optical beam path.
In dem ersten speziellen Beispiel eines optischen Lesers nach Fig. 2 sind verschiedene Bauteile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In dem op-In the first specific example of an optical reader according to FIG. 2, various components which correspond to those of FIG. 1 are provided with the same reference numerals. In the op-
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yi -yi -
AlAl
tischen Leser der Fig. 2 handelt es sich bei der Photodiode 22 vorzugswiese um eine Silizium-Photodiode, die im Kurzschlußbetrieb arbeitet. In dieser Betriebsart erzeugt die Photodiode 22 einen Ausgangsstrom, der proportional der auf den aktiven Bereich der Diode fallenden Lichtleistung ist. Da der Ausgangsstrom proportional bzw. linear ist, erhält man mit dieser Charakteristik einen Ausgangsstrom, der auch proportional den Änderungen der verschiedenen Bauteileeiyenschaften ist. Auf diese Weise kann man die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 24, die dem Ausgangsytrom entspricht, dazu verwenden, am Komparator 28 einen geeigneten Schwellwert einzustellen und aufrecht zu erhalten.The table reader of FIG. 2 is the photodiode 22 preferably around a silicon photodiode, which is in short-circuit operation is working. In this mode of operation, the photodiode 22 produces an output current proportional to that on the active one The range of the diode's falling light output is. Since the output current is proportional or linear, one obtains with this characteristic an output current that is also proportional to changes in the various component properties. To this Thus, the output voltage of the operational amplifier 24, which corresponds to the output system, can be used on the comparator 28 to set and maintain a suitable threshold value.
Insbesondere kann man den Schwellwert für den Komparator 28 in einem Kondensator 32 speichern.Der Kondensator 32 erhält ein Eingangssignal vom Operationsverstärker 24, wenn dieser in einer speziellen Betriebsart betrieben wird. Insbesondere ist ein zweiter Widerstand 34 in Reihe mit einem Schalter 36 paral-IeI über den Gegenkopplungswiderstand 26 gelegt. Ein zweiter Schalter 38 ist mit dem Schalter 36 so gekoppelt, daß beide gleichzeitig öffnen und schließen. Sind die Schalter 36 und 38 geschlossen, geht das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 24 auf den Kondensator 32, der diese Spannung folglich speichert. Wurden die Schalter 36, 38 geöffnet, erfaßt der Komparator 28 die optische Information entsprechend dem im Kondensator 32 gespeicherten Schwellwert.In particular, the threshold value for the comparator 28 can be stored in a capacitor 32. The capacitor 32 is retained an input signal from operational amplifier 24 when it is operated in a special mode of operation. In particular is a second resistor 34 in series with a switch 36 parallel-IeI placed across the negative feedback resistor 26. A second switch 38 is coupled to switch 36 so that both open and close at the same time. If the switches 36 and 38 are closed, the output signal of the operational amplifier goes 24 to the capacitor 32, which consequently stores this voltage. If the switches 36, 38 have been opened, the comparator detects 28 the optical information corresponding to the threshold value stored in the capacitor 32.
Damit der Schwellwert adaptiv ist und Bauteiletoleranzen und Änderungen deren elektrischer Werte aufgefangen werden können, sollte der Schwellwert sich immer auf einem Sollwert befinden, und zwar unabhängig von den Änderungen und Beeinträchtigungen der Bestandteile des Lesers. Im allgemeinen sorgt die Schaltung der Fig. 2 dafür, daß ein Schwellwert im Kondensator 32 gespeichert wird, wenn keine Karte in den Leser eingesetztSo that the threshold value is adaptive and component tolerances and changes in their electrical values can be absorbed, the threshold value should always be at a target value, regardless of the changes and impairments the components of the reader. In general, the circuit of FIG. 2 ensures that a threshold value in capacitor 32 saved when no card is inserted in the reader
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ist; dieser Schwellwert entspricht einer bestimmten optischen Dämpfung wie beispielsweise um den Faktor 3162.is; this threshold corresponds to a certain optical value Attenuation such as by a factor of 3162.
Ist beispielsweise in der Fig. 2 der Schalter 36 offen, ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers gegeben durch V = I χ R . Ist I der Ausgangsstrom der Photodiode ohne Karte im Leser und bei offenem Schalter 36, dann ist I /3162 der Ausgangsschwellstrom für einen bestimmten Schwellwert; weiterhin gilt V = (I /3162)xRp. Die gewünschte Ausgangsschwell spannung V läßt sich also erreichen, indem man denIf, for example, the switch 36 in FIG. 2 is open, the output voltage of the operational amplifier is given by V = I χ R. If I is the output current of the photodiode with no card in the reader and with switch 36 open, then I / 3162 is the output threshold current for a certain threshold value; V = (I / 3162) xR p also applies. The desired output threshold voltage V can be achieved by the
au sthe end
Widerstand 34 zu R , wählt und dafür sorgt, daß R , parallel zum Widerstand 26 einen Wert R /3162 hat. Ist also keine Karte in den Leser eingesetzt und der Schalter 36 geschlossen, gilt V = I χ R /3162. Schließt man bei geschlossenem Scha] ter 36 auch den Schalter 38, wird die Ausgangsspannung V.Resistor 34 selects R, and makes R, in parallel to resistor 26 has a value R / 3162. So if no card is inserted in the reader and switch 36 is closed, we have V = I χ R / 3162. If the switch 38 is also closed with the switch 36 closed, the output voltage is V.
aus im Kondensator 32 als Schwellspannung gespeichert. Solange man also die Werte der Widerstände 34, 26 so beibehält, wie oben erläutert, ist die im Kondensator 32 gespeicherte Schwellspannung den Komponententoleranzen und Verschlechterungen der Bauteileeigenschaften angepaßt.from stored in capacitor 32 as a threshold voltage. So as long as you keep the values of the resistors 34, 26 as As explained above, the threshold voltage stored in capacitor 32 is due to component tolerances and degradations adapted to the component properties.
Im Einsatz des adaptiven optischen Lesers der Fig. 2 würde man die Schalter 36, 38 miteinander koppeln und als Ruhekontakte ausführen. Die Schalter 36, 38 werden dann nur geöffnet, wenn eine Karte 1o in den Leser eingesetzt wird und ein Sensor 4o diesen Umstand ermittelt. Der Sensor 4o ist mit den Schaltern 36, 38 gekoppelt und steuert deren öffnen und Schließen, wie oben ausgeführt. Die Schwellspannung über dem Kondensator 32 wird daher fortwährend nachgestellt, um die Toleranzen der Bauteile und spätere Änderungen infolge der Eigenschaftsänderungen usw. auszugleichen.When using the adaptive optical reader of FIG. 2, the switches 36, 38 would be coupled to one another and as normally closed contacts carry out. The switches 36, 38 are then only opened when a card 1o is inserted into the reader and a sensor 4o determined this fact. The sensor 4o is coupled to the switches 36, 38 and controls their opening and closing, as stated above. The threshold voltage across the capacitor 32 is therefore continuously readjusted to meet the tolerances of the Components and subsequent changes as a result of the property changes etc. to balance.
Die Fig. 3 zeigt ein alternatives Verfahren zum Speichern der Schwellspannung; die denen der Fig. 2 entsprechenden Elemente3 shows an alternative method for storing the threshold voltage; the elements corresponding to those of FIG
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-ΦΑ*-ΦΑ *
tragen die gleichen Bezugszahlen. In dem System der Fig. 3 dienen ein Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 42 sowie ein Mikroprozessor 44 dazu, die Schwellspannung zu speichern und diese mit der später von der Karte abgelesenen Information zu vergleichen.have the same reference numbers. In the system of FIG. 3, an analog-to-digital converter (A / D converter) 42 and a Microprocessor 44 to store the threshold voltage and this with the information later read from the card to compare.
In der Fig. 3 erregt die Stromquelle 2o die Lichtquelle in Form der Lumineszenzdiode 18, deren Licht durch die Kreditkarte 1o geschickt wird, um vom Lichtsensor 22 wie beispielsweise einer Photodiode empfangen und erfaßt zu werden. Der Operationsverstärker 24 weist die Widerstände 26, 34 zwischen dem Ein- und dem Ausgang des Operationsverstärkers auf; der Schalter 36 bestimmt, wann der Widerstand 34 in die Schaltung eingeschaltet ist oder nicht.In FIG. 3, the current source 2o excites the light source in the form of the luminescent diode 18, the light of which passes through the credit card 1o is sent to be received and detected by the light sensor 22 such as a photodiode. Of the Operational amplifier 24 has resistors 26, 34 between the input and output of the operational amplifier; the Switch 36 determines when or not resistor 34 is turned on in the circuit.
Ist in die Kartenführung 14 keine Karte eingesteckt, ist der Schalter 36 geschlossen und die Ausgangsspannung V des Operationsverstärkers wird mit dem A/D-Wandler 42 digitalisiert und dann im Speicher im Mikroprozessor 44 gespeichert. DJe Zusammenhänge zwischen den Widerstandswerten der Widerstände 26, 34 sind wie oben beschrieben, so daß der im Mikroprozessor 44 gespeicherte Schwellwert fortwährend sich ändert, um die Bauteiletoleranzen und Änderungen der optischen Eigenschaften der verschiedenen Bauteile wie der Lichtquelle 18, der Kartenführung 14 und des Lichtdetektors 22 auszugleichen.If no card is inserted in the card guide 14, that is Switch 36 is closed and the output voltage V of the operational amplifier is digitized with the A / D converter 42 and then stored in memory in microprocessor 44. DJe connections between the resistance values of the resistors 26, 34 are as described above, so that the in the microprocessor 44 stored threshold value changes continuously to the component tolerances and changes in the optical properties of the various components such as the light source 18, the card guide 14 and the light detector 22 to compensate.
Wird eine Karte in die Kartenführung eingesteckt, bewirkt die Sensormechanik 4o ein öffnen des Schalters 36; weiterhin erhält dann der Mikroprozessor 44 ein Eingangssignal, das angibt, daß eine Karte in den Leser eingesteckt worden ist. Der Mikroprozessor 44 vergleicht nun mathematisch die gespeicherte Schwellspannung mit dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 24, um das Vorliegen bzw. die Abwesenheit der Informationspunkte 12 auf der Karte 1o zu ermitteln.If a card is inserted into the card guide, the Sensor mechanism 4o an opening of the switch 36; Furthermore, the microprocessor 44 then receives an input signal which indicates that a card has been inserted into the reader. The microprocessor 44 now mathematically compares the stored Threshold voltage with the output signal of the operational amplifier 24 to the presence or absence of the information points 12 on the map 1o to be determined.
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In einem normalen Leser wird man mehr als eine Informationsspur gleichzeitig ablesen. In einem bestimmten Beispiel kann daher der Leser mehrere Spuren ablesen und weist daher mehrere Kanäle zur Informationsverarbeitung auf. Mit einem System wie dem in der Fig. 2 gezeigten kann man beispielsweise mehrere identische einzelne Kanäle verwenden, um die Information zu verarbeiten. Mit einem System der Fig. 3 kann man die verschiedenen Analogausgangssignale im Multiplex auf einen einzigen A/D-Wandler und dann auf einen einzigen Mikroprozessor schalten. Zusätzlich wäre es bei einem System der Fig. 3 erwünscht, den Schalter 36, der als mechanischer Schalter dargestellt ist, durch einen elektronischen Schalter wie beispielsweise einen Feldeffekttransistor (FET) zu ersetzen. Eine Einkanal-Konfiguration mit einem derartigen elektronischen Schalter ist in Fig. 4 gezeigt, während die Fig. 5 eine Mikroprozessor-Steuerung zeigt, die eine Signalerfassung und Steuerung mehrerer Kanäle ermöglicht.In a normal reader you will read more than one information track at the same time. In a specific example, can therefore the reader can read several tracks and therefore has several channels for information processing. With a system like that shown in FIG. 2, for example, several identical individual channels can be used to process the information. With a system of FIG. 3, the various analog output signals can be multiplexed onto a single A / D converter and then switch to a single microprocessor. In addition, in a system of FIG. 3, it would be desirable to have the Switch 36, shown as a mechanical switch, by an electronic switch such as a To replace field effect transistor (FET). A single channel configuration with such an electronic switch is shown in Fig. 4, while Fig. 5 shows a microprocessor control shows, which enables signal acquisition and control of multiple channels.
Die Fig. 4 zeigt einen einzigen Sensorkanal, wobei der Schalter 46 vom Mikroprozessor 44 gesteuert wird. Zusätzlich liefert der Sensor, der das Vorliegen einer Karte im Leser ermittelt, ein Eingangssignal für den Mikroprozessor 44; der Mikroprozessor 44 steuert dann den Schalter 46 in Abhängigkeit davon, ob eine Karte in den Leser eingesteckt worden ist oder nicht.4 shows a single sensor channel, the switch 46 being controlled by the microprocessor 44. Additionally the sensor, which detects the presence of a card in the reader, provides an input to the microprocessor 44; the Microprocessor 44 then controls switch 46 depending on whether a card has been inserted into the reader or not.
Die Fig. 5 zeigt als Blockdiagramm ein System, das mehrere Informationsspuren auf der Karte lesen kann. Insbesondere entsprechen die Karte 1o und die Kartenführung 14 im wesentlichen den oben bereits beschriebenen Karten und Führungen; die Karte 1o enthält jedoch mehrere Informationsspuren 12. Eine Senderplatine 1oo enthält eine Vielzahl von Lumineszenzdioden und insbesondere Lumineszenzdioden zum Auslesen von Informationen aus den mehreren Informationsspuren. Die Sensorplatine 1o2FIG. 5 shows, in block diagram form, a system which can read multiple tracks of information on the card. In particular, correspond the card 1o and the card guide 14 essentially correspond to the cards and guides already described above; the map 1o, however, contains several information tracks 12. A transmitter board 1oo contains a large number of luminescent diodes and, in particular, luminescent diodes for reading out information from the multiple information tracks. The sensor board 1o2
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■i/-■ i / -
weist Lichtdetektoren auf, um die Informationsspuren einzeln zu lesen. Die Ausgangssignale der Sensorplatine 1o2 sind auf mehreren Informationsleitungen auf den Multiplexer 1o4 geführt.has light detectors to read the information tracks one by one. The output signals of the sensor board 1o2 are on several information lines led to the multiplexer 1o4.
Das Ausgangssignal des Multiplexers enthält die Informationen der mehreren unterschiedlichen Kanäle nacheinander in einem einzigen Kanal; diese Informationen werden dann auf einen Momentanwertspeicher 1o6 (Abtast- und Halteschaltung) gegeben, dessen Ausgangssignal der A/D-Wandler 1o8 digitalisiert. Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 1o8 geht auf den Mikroprozessor 11o, wo es gespeichert und weiterverarbeitet wird. Weiterhin liefert der Mikroprozessor 11o die Steuersignale für die verschiedenen anderen Bestandteile des Systems. Beispielsweise kann die Sendeplatine 1oo ein- und ausgeschaltet werden, so daß, obgleich die Schwellwerte überwacht und im Mikroprozessor gespeichert werden, wenn keine Karte in den Leser eingesteckt ist, die Lichtsender nicht kontinuerlich eingeschaltet zu sein brauchen.The output signal of the multiplexer contains the information of several different channels one after the other in one single channel; this information is then stored in a momentary value memory 1o6 (sample and hold circuit), the output signal of which is digitized by the A / D converter 1o8. That The output signal of the A / D converter 1o8 goes to the microprocessor 11o, where it is stored and further processed. Farther the microprocessor 11o provides the control signals for the various other components of the system. For example the transmitter board 1oo can be switched on and off so that, although the threshold values are monitored and in the microprocessor are saved when no card is inserted in the reader, the light emitters are not continuously switched on to need.
Die Sensorplatine 1o2 wird ebenfalls vom Mikroprozessor 11o gesteuert, so daß der Sensor sich in der erforderlichen Betriebsart befindet. Beispielsweise enthält jeder Kanal der Sensorplatine einen Schaltkreis wie den in der Fig. 4 gezeigten, so daß die Betriebsart des Sensors in jedem Kanal eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann der Schwellwert bestimmt und im Mikroprozessor 11o gespeichert werden, wenn keine Karte in den Leser eingesteckt ist, wobei die Betriebsart der Sensoren umgeschaltet wird, um eine Karte, die in den Leser gesteckt wird, direkt zu lesen. Die Empfindlichkeit der Datenlesung entspricht dabei dem gespeicherten Schwellwert.The sensor board 1o2 is also controlled by the microprocessor 11o, so that the sensor is in the required operating mode. For example, each channel contains the sensor board a circuit such as that shown in Fig. 4 so that the mode of operation of the sensor can be set in each channel can. In this way, the threshold value can be determined and stored in the microprocessor 11o when there is no card in the Reader is plugged in, whereby the operating mode of the sensors is switched over to a card that is inserted into the reader, read directly. The sensitivity of the data reading corresponds to the stored threshold value.
Der Mikroprozessor 11o steuert weiterhin den Multiplexer 1o4, den Momentanwertspeicher 1o6 und den A/D-Wandler 1o8 so, daß die verschiedenen Baustufen zur einwandfreien Ablesung der optisch gespeicherten Information koordiniert arbeiten.The microprocessor 11o continues to control the multiplexer 1o4, the instantaneous value memory 1o6 and the A / D converter 1o8 so that the various construction stages work in a coordinated manner for the correct reading of the optically stored information.
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Die Vorteile des adaptiven optischen Lesers nach der vorliegenden Erfindung sind u.a., daß der Leser gegenüber den Toleranzen der Lichtquelle und des Lichtsensors und auch gegenüber den Änderungen der Bauteilewerte in dem Maße unempfindlich ist, wie das Widerstandsverhältnis innerhalb erlaubter Grenze gehalten wird. Solange die Bauteile ein Ausgangssignal minimaler Stärke liefern, kann dieses verwendet werden, um die optisch gespeicherte Information zuverlässig auszulesen. Zusätzlich dazu ist auch der Abstand zwischen der Sende- und der Sensorplatine sowie der Kartenführungen nicht mehr kritisch, desgleichen die Änderungen der Abstände und jegliche Beeinträchtigung im optischen Strahlengang, da der adaptive Leser diese Änderungen selbsttätig ausgleicht.The advantages of the adaptive optical reader of the present invention include that the reader over tolerances the light source and the light sensor and also insensitive to changes in the component values is how the drag ratio is kept within allowable limits. As long as the components have an output signal provide minimal strength, this can be used to read out the optically stored information reliably. In addition to this, there is also no distance between the transmitter and sensor boards and the card guides more critical, as are the changes in the distances and any impairment in the optical beam path, since the adaptive one Reader automatically compensates for these changes.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schwellspannung sich während der Dauer der Kartenlesung nicht ändern, da sie als digitales Wort im Speicher eines Mikroprozessors abgelegt ist. Im Analogsystem wird die Spannung als Ladung in einem Kondensator gespeichert und unterliegt gewissen Leckverlusten, die in geringem Ausmaß die Schwellspannung beeinflussen können. Der Abfall der Schwellspannung während eines Lesevorgangs ist jedoch extrem gering, denn die Schwellspannung wird selbsttätig nachgeprüft und auf den neuesten Stand gebracht, nachdem eine Karte gelesen worden ist.In the preferred embodiment of the invention, the The threshold voltage does not change for the duration of the card reading change because it is stored as a digital word in the memory of a microprocessor. In the analog system, the voltage is called Charge is stored in a capacitor and is subject to certain leakage losses, which to a small extent the threshold voltage can influence. However, the drop in the threshold voltage during a reading process is extremely small because the threshold voltage is automatically checked and updated after a card has been read.
Andere Vorteile der Verwendung eines Mikroprozessors sind, daß dieser programmiert werden kann zu erfassen, ob die Schwellspannung infolge starker Alterung der Bauteile, starker Verschmutzung, defekter Bauteile usw. auf einen zu niedrigen Wert gefallen ist. Ist die Schwellspannung zu niedrig, um eine einwandfreie Ablesung der Karten zu gewährleisten, kann der Mikroprozessor programmiert sein, der Systemperipherie anzuzeigen, daß der Leser gewartet oder ausgetauscht werden muß.Other advantages of using a microprocessor are that it can be programmed to detect if the threshold voltage is exceeded as a result of severe aging of the components, severe pollution, defective components, etc. to a value that is too low has fallen. If the threshold voltage is too low for a correct To ensure reading of the cards, the microprocessor can be programmed to display the system peripherals, that the reader needs to be serviced or replaced.
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Die Fig. 6 zeigt ein System mit einem Mikroprozessor, das in» wesentlichen dem in Fig. 5 gezeigten entspricht. Das System der Fig. 6 enthält als Teil jedes Sensors ein Rückkoppelelement in Form eines veränderbaren Widerstands. Elemente in Fig. 6, die denen der Fig. 1 bis 5 im wesentlichen entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen.Fig. 6 shows a system with a microprocessor, which in » essentially corresponds to that shown in FIG. The system of Figure 6 includes a feedback element as part of each sensor in the form of a variable resistance. Elements in FIG. 6 which correspond essentially to those in FIGS. 1 to 5, have the same reference numbers.
In der dritten Ausführungsform nach Fig. 6 bilden die Lumineszenzdioden 18 gemeinsam die Sendeplatine 1oo der Fig. 5. Die Anzahl der Lumineszenzdioden hängt von der Anzahl der abzulesenden Spuren ab. Die Lichtenergie aus jeder Lumineszenzdiode wird von den Photodioden 22 erfaßt; die Anzahl der Photodioden entspricht im allgemeinen der der Lumineszenzdioden.In the third embodiment according to FIG. 6, the luminescent diodes form 18 jointly the transmitter board 1oo of FIG. 5. The number of luminescent diodes depends on the number of readings Traces off. The light energy from each light emitting diode is detected by the photodiodes 22; the number of photodiodes generally corresponds to that of the light emitting diodes.
In der in Fig. 6 gezeigten dritten Ausführungsform der Erfindung sind sowohl die Lumineszenzdioden als auch die Photodetektoren als fortwährend eingeschaltet dargestellt; es ist jedoch einzusehen, daß diese Elemente gegebenenfalls getastet werden können.In the third embodiment of the invention shown in FIG both the light emitting diodes and the photodetectors are shown as continuously switched on; However, it is to understand that these elements may have been keyed can be.
In der Ausführungsform der Fig. 6 enthält jeder der Sensorkanäle einen Operatiosnverstärker 24, der wie oben erläutert,verschaltet ist. Anstelle der diskreten Widerstände der obigen Beschreibung enthält die Ausführungsform der Fig. 6 ein Rückkoppelelement in Form eines Transistors 112, der zu einer Transdiodenkonfiguration verschaltet ist. In dieser Schaltungsart arbeitet der Transistor 112 als veränderbarer Widerstand, dessen Absolutwert eine logarithmische Funktion des durch den Transistor fließenden Stroms so ist, daß mit zunehmendem Strom der Widerstandswert logarithmisch abnimmt.In the embodiment of FIG. 6, each of the sensor channels contains an operational amplifier 24, which is interconnected as explained above is. Instead of the discrete resistors of the above description, the embodiment of FIG. 6 contains a feedback element in the form of a transistor 112 which is in a transdiode configuration is connected. In this type of circuit, the transistor 112 operates as a variable resistor, its Absolute value is a logarithmic function of the current flowing through the transistor such that with increasing current the Resistance value decreases logarithmically.
Ist also keine Karte in den Leser eingesteckt, hängt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 24 vom effektiven Widerstandswert des Transistors ab, weobei ohne Karte 1o imSo if no card is inserted in the reader, the output voltage depends of the operational amplifier 24 from the effective resistance of the transistor, but without card 1o im
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Schlitz 16 Strom durch den Transistor fließt. Weiterhin hängt die Ausgangsspannung von einer Konstante ab, deren Wert wiederum von einer Anzahl von Parametern abhängt, die in die Funktion des Transistors eingehen. Im allgemeinen ändern sich diese Parameter jedoch nicht schnell und beeinflussen daher die Ausgangswerte während einer Leseperiode nicht.Slot 16 current flows through the transistor. Furthermore, the output voltage depends on a constant, whose value in turn depends on a number of parameters that go into the function of the transistor. In general, these change However, parameters are not fast and therefore do not affect the output values during a reading period.
Die Parameter können zwar driften, aber diese Drift erfolgt über einen verhältnismäßig langen Zeitraum. Wenn der Schwellwert periodisch auf den neuesten Stand gebracht wird, beeinträchtigt die Drift die Auslesewerte nicht, da die gleichen Parameter auch vorliegen, wenn die Karte 1o in den Schlitz 16 eingesteckt ist, so daß die Information auf der Karte ausgelesen werden kann. Da die gleichen Parameter für einen Auslesewert ohne Karte und einen Auslesewert mit Karte gelten, heben die resultierenden Konstanten einander im wesentlichen auf, da sie in sowohl die Schwellspannung als auch die Karteniesespannungen gleichermaßen eingeht.The parameters can drift, but this drift takes place over a relatively long period of time. If the threshold is periodically updated, the drift does not affect the readings as the same Parameters are also present when the card 1o is inserted into the slot 16, so that the information on the card is read out can be. Since the same parameters apply to a reading without a card and a reading with a card, lift the resulting constants are essentially related to each other as they are divided into both the threshold voltage and the card reader voltages equally received.
Ist eine Karte 1o in den Schlitz eingesteckt, wirkt sie auf das auf jede Photodiode 22 fallende Licht ein, wie oben erläutert, so daß der durch den jeweiligen Rückkoppeltransistor 112 fließende Strom ebenfalls beeinflußt wird. Dabei ändert sich der Rückkoppelwiderstand logarithmisch, wie oben erläutert, so daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 24 nun mit dem unmittelbar vor dem Einsetzen der Karte vorliegenden Ausgangssignal verglichen werden kann. Man kann daher die Änderung des Widerstandswertes des Transistors 112 im wesentlichen so auffassen, als ob ein Widerstand in die Schaltung ein- bzw. aus ihr herausgeschaltet wird, wie in den vorgehenden Ausführungsformen der Erfindung.If a card 10 is inserted into the slot, it acts on the light falling on each photodiode 22, as explained above, so that the current flowing through the respective feedback transistor 112 is also influenced. The feedback resistance changes logarithmically, as explained above, so that the output signal of the operational amplifier 24 can now be compared with the output signal present immediately before the card is inserted. The change in the resistance of transistor 112 can therefore be understood essentially as if a resistor is switched on or off the circuit, as in the previous embodiments of the invention.
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Die Ausgangssignale der verschiedenen Operationsverstärker, die die von den verschiedenen Spuren abgelesenen Informationen darstellen, gehen auf den Multiplexer 1o4. Das Ausgangssignal des Multiplexers wird auf den Momentanwertspeicher 1o6 und dann auf den A/D-Wandler 1o8 gegeben. Schließlich erhält der Mikroprozessor 11o die Informationen vom A/D-Wandler und liefert die Steuersignale für die anderen Systemkomponenten. Diese Struktur entspricht im wesentlichen der der Fig. 5. Es ist weiterhin einzusehen, daß eine Anzahl der Funktionsstufen - einschließlich des Multiplexers 1o4, des Momentanwertspeichers 1o6 und des A/D-Wandlers 1o8 Teile des Mikroprozessors sein können, wobei der Mikroprozessor so programmiert ist, daß er diese Funktionen ausführen kann.The output signals of the various operational amplifiers that carry the information read from the various tracks represent, go to the multiplexer 1o4. The output signal of the multiplexer is sent to the instantaneous value memory 1o6 and then given to the A / D converter 1o8. Finally, the microprocessor 11o receives and delivers the information from the A / D converter the control signals for the other system components. This structure corresponds essentially to that of FIG. 5. It continues to be understand that a number of the functional stages - including the multiplexer 1o4, the instantaneous value memory 1o6 and the A / D converter 108 may be parts of the microprocessor, the microprocessor being programmed to do so Functions.
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| DE102004024038A1 (en) * | 2004-05-10 | 2005-12-01 | Gardena Manufacturing Gmbh | Programming device and reader for irrigation devices |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3692983A (en) * | 1970-07-14 | 1972-09-19 | Honeywell Inf Systems | Automatic threshold control circuit for optical card readers and sorters |
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|---|---|---|---|---|
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| US3789215A (en) * | 1972-09-08 | 1974-01-29 | Ibm | Photosensitive document detector with automatic compensation |
| US3872434A (en) * | 1973-12-05 | 1975-03-18 | Recognition Equipment Inc | Dynamic sample-by-sample automatic gain control |
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1979
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-
1983
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3692983A (en) * | 1970-07-14 | 1972-09-19 | Honeywell Inf Systems | Automatic threshold control circuit for optical card readers and sorters |
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