DE3523813A1

DE3523813A1 - Wertkarte

Info

Publication number: DE3523813A1
Application number: DE19853523813
Authority: DE
Inventors: Gregory K. San Francisco Calif. Myers; Gerald A. Redwood City Calif. Pierce
Original assignee: Drexler Technology Corp
Current assignee: Drexler Technology Corp
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CA1237814A; DE3523813C2; GB2161425B; JPS6151287A; GB2161425A; GB8516198D0; US4598196A

Description

Drexler Technology Corp.

Wertkarte

Die Erfindung betrifft Datenkarten und insbesondere Datenkarten zur Verwendung als konsumierbare Wert- oder Debitkarte mit optischer Aufzeichnung.

Derartige Wertkarten bieten die Möglichkeit, Waren oder Dienstleistungen im voraus zu bezahlen, wobei dann beim Kauf einer Ware oder Inanspruchnahme einer Dienstleistung Wertpunkte auf der Karte verringert oder entwertet werd^vn. Die meisten bekannten Wertkarten mit optischer Aufzeichnung besitzen mehrere diskrete Bereiche, von denen jeder einen gewissen Prozentsatz des gesamten Kartenwertes darstellt und die jeweils durch eine Strahlungsquelle gelöscht oder entwertet werden.

Wertbereiche werden auf Karten mit optischer Aufzeichnung mittels einer Strahlungsquelle gelöscht, die die optischen

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Eigenschaften der Aufzeichnungsfläche verändert, wie dies in der US-PS 3 873 813 beschrieben ist, wo ein Erhitzen einer Beschichtung mittels eines Lichtstrahles hoher Intensität für weniger als eine Sekunde eine Schwärzung hervorruft und somit eine dauernde Änderung der spektralen Reflexionseigenschaften, was eine Sichtanzeige des verringerten und noch vorhandenen Kreditwertes der Karte ergibt. Die Echtheit der Karte wird durch Messen von Amplituden von Licht von drei Farben verifiziert, das von der Beschichtung reflektiert wird. Die Feststellung noch nicht verbrauchter Wertpunkte auf dieser Karte erfordert eine Echtheitsprüfung, bevor entweder der nicht verbrauchte Wertpunkt gelöscht oder zu einer anderen Fläche übergegangen werden soll. Da die diskreten Bereiche jeweils einen bestimmten Wert besitzen, ist es nicht ratsam, eine aufeinander erfolgende Verringerung mehrerer benachbarter Wertpunkte durchzuführen, ohne für eine Echtheitsprüfung jedes Bereichs anzuhalten. Es müssen ferner Vorkehrungen getroffen werden, daß Flüssigkeit absorbiert werden, da sich die Beschichtung beim Erhitzen in eine durchsichtige Flüssigkeit verwandelt. Ferner muß entweder eine sichtbare Orientierung oder ein Schlüssel angewandt werden, um die Wertpunktspuren in einem Abtaster/Schreiber auszurichten.

Diskrete Bereiche auf bekannten Karten entsprechen bestimmten Wertbeträgen und sind so angeordnet, daß keine Transport-Kalibriervorrichtungen erforderlich sind. Die diskreten Bereiche sind durch Schutzbereiche oder Lücken getrennt, um sie voneinander für eine einzelne Beschriftung zu jedem Zeitpunkt zu trennen.

Die US-PS 4 280 037 beschreibt eine Karte, bei der keine Lücken oder getrennten Zeitgabespuren vorgesehen sein müssen, da die Wertpunkte zwei unterschiedliche optische Markierungen in abwechselnder Folge ohne Lücken oder Abstände dazwischen sind. Übergangsbereiche am Ende einer

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Markierung oder dem Beginn der nächsten werden durch zwei Lichtsensoren festgestellt, die jeweils der einen bzw. anderen Markierungsart zugeordnet sind. Das Verringern oder Entwerten von Wertpunkten auf dieser Karte erfordert die Feststellung der Übergangszone an Kanten von unverbrauchten Werteinheiten. Die Werteinheit wird dann gelöscht Ein Abtastkopf stellt dann die nächste ungelöschte Ubergangszone fest, hält den Transport an, kehrt diesen um und löscht den nächsten Wertpunkt. Diese Folge wird wiederholt, bis die gewünschte Zahlung gelöscht ist. Der Abtastkopf und der Löschkopf sind getrennte Einheiten. Ein kontinuierliches Abtasten und Löschen von Wertpunkten ist nicht vorgesehen.

Aufgrund der häufigen Benutzung unterliegen derartige konsumierbare Wertkarten einer Oberflächenabnutzung und -verschmutzung, was eine Entwertung der Wertpunkte auf der Karte bewirken und eine genaue Bestimmung des richtigen Restwertes der Karte verhindern kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbrauchbare oder konsumierbare Wert- oder Debitkarte anzugeben, bei der unverbrauchte Wertpunkte einfach und rasch festgestellt und nachfolgend in kontinuierlicher Weise anstelle eines Punkt-zu-Punkt-Verfahrens durch eine einzige Energiequelle und Detektorvorrichtung gelöscht werden. Ferner soll die Wertkarte so beschaffen sein, daß eine Oberflächenabnutzung oder -beschädigung die Information bezüglich verbrauchter und unverbrauchter W-rte auf der Karte nicht zerstört wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wertkarte mit optischer, vormarkierter Voraufzeichnung, wobei die Karte Reihen von Servospuren, Wertpunktspuren in einem Wertpunktbereich und Eichmarkierungen vorgesehen sind, derart, daß während des Schreibens von verringerten Wertpunkten gleichzeitig eine Spurverfolgung und Eichung stattfindet. Durch

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die parallelen Servospuren werden die Wertpunktspuren auf der Karte sehr einfach für ein Abtasten oder Schreiben ausgerichtet. Die Wertpunkte sind in einer kontinuierlichen Spur angeordnet und nicht in diskreten Bereichen, so daß nur ein lokalisierender Tastschritt vor dem Löschen des gesamten gewünschten Betrages erforderlich ist. Die in Abstand voneinander parallel zu den Wertpunktspuren angeordneten Eichmarkierungen geben ein Maß für den Wert der . einzelnen Inkremente oder Werteinheiten der Wertpunktspuren. Paare von Servospuren und Wertpunktspuren sind derart angeordnet, daß sich eine redundante Aufzeichnung in entgegengesetzten-Richtungen ergibt. Die Eichmarkierungen haben eine derartige Breite, daß jede Eichmarkierung dazu verwendet werden kann, entweder die eine oder andere der beiden redundanten Wertpunktspuren zu messen. Der Beginn jeder Wertpunktspur von dem jeweils gegenüberliegenden Ende der Karte gewährleistet eine redundante Aufzeichnung der verringerten Werte, d. h. Löschen von Wertpunkten, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit, so daß Kratzer das zweifache Beschriften beider Enden nicht beeinflussen können. Die beiden redundanten Wertpunktspuren liegen nebeneinander, so daß die Aufzeichnungs- und Abtastanordnung nicht mechanisch über die Karte von Spur zu Spur bewegt werden muß.

Die konsumierbare Wertkarte wird mittels eines Abtast-/ Schreibsystems abgetastet, das einen mechanischen Transport für die Bewegung der Karte relativ zu einem optischen System verwendet, das eine Strahlungsenergiequelle und eine Detektoranordnung aufweist. Ein einzelner Laserstrahl wird in drei Strahlen aufgeteilt, die den Eichmarkierungen, den Servospuren bzw. den Wertpunktspuren folgen. Die Karte wird horizontal auf einer Kartentransportvorrichtung bewegt, bis der mittlere Abtast-/AufZeichnungsstrahl einen noch nicht abgezählten oder entwerteten Bereich in der Wertpunktspur feststellt. Die Bewegung wird kurzzeitig ver-

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langsamt und dann wiederaufgenommen, bis der gewünschte Betrag von der Wertpunktspur mittels Erhöhen der Energie von dem Abtast-/AufZeichnungsstrahl gelöscht worden ist. Dieser Betrag wird durch das Vorhandensein der parallen Eichmarkierungen gemessen, und zwar mit einer Interpolation zwischen den Markierungen mittels eines Skalen- oder Liniensystems an der Kartentransportvorrichtung. Gewünschte Wertbeträge können mittels einer genauen Messung durch das Skalensystem unter Bezugnahme auf die Eichmarkierungen abgezählt oder entwertet werden.

Ein seitlicher der drei Strahlen folgt der Servospur, während der andere seitliche Strahl die Eichmarkierungen während des Abtastens und AufZeichnens abtastet. Aus der Wertpunktspur werden Werte daruch entwertet, daß entweder Reihen von Flecken oder kontinuierliche Abschnitte von abgezählten oder entwerteten Werten gebildet werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die vorformattierten Servospuren und Eichmarkierungen sowie die Wertepunktspuren aus reflektierendem Material gebildet, und das Entwerten wird durch Verringern der Reflektivität der aufgezeichneten Punkte oder Flecken in den Spuren erzielt. Bei einer alternativen Ausführungsform sind die vorformattierten Bereiche entweder durchlässig oder undurchlässig auf einem Filmsubstrat, wobei das Entwerten von Wertpunkten durch Ausbleichen oder Verdunkeln mittels einer Laservorrichtung erfolgt. Nachdem der gewünschte Wertbetrag aus einer Wertpunktspur entwertet wurde, bewegt die. Transportvorrichtung die Karte an das gegenüberliegende Ende, und der Vorgang wird von diesem Ende in einer parallelen Wertpunktspur wiederholt, wobei der mittlere der drei Strahlen abtastet oder aufzeichnet, während ein Seitenstrahl einer parallelen Servospur folgt und der andere Seitenstrahl auf eine Kante der Eichmarkierungen auffällt. Ein Verfolgungsspiegel in dem optischen System sorgt für die richtige Posxitionierung der drei Strahlen auf die redundante Wertpunktspur, die Servospur und die Eichmarkierungen. Auf der Karte können

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mehrere Bänder von Servospuren, Eichmarkierunge und Redundanten-Wertpunktspuren vorgesehen sein.

Da das Verringern oder Entwerten von Wertpunkten durch eine Änderung in den optischen Eigenschaften der Spur gegenüber einem Hintergrundbereich von kontrastierenden optischen Eigenschaften erfolgt, ist es äußerst schwierig, Werte auf der Karte durch Wiederherstellen von entwerteten Bereichen zu fälschen, indem der genaue optische Eigenschaftskontrast gegenüber dem restlichen Hintergrund wieder hergestellt wird. Durch einen Kratzer in einem Bereich der Karte würden Werte auf der Karte nicht vollständig zerstört, da die redundante Wertpunktspur eine zweifache Information in einem anderen Bereich der Karte bietet. Die sichtbaren Eichmarkierungen ermöglichen eine Abschätzung des Restwerts der Karte, wenn der aufgrund der Entwertung optisch geänderte Bereich mit einer bestimmten Eichmarkierung in Beziehung gesetzt wird. Die Karte kann in Zusammenhang mit einem einfachen optisch/mechanischen System verwendet werden. Da der zu entwertende Bereich nur wenige μΐη breit sein muß, braucht das optische Aufzeichnungsmaterial nur eine geringe Fläche auf der Karte einnehmen, obwohl für die meisten Verwendungszwecke genügend Wertpunkte vorgesehen werden können. Die kompakte Anordnung von Servospuren, Wertpunktspuren und Eichmarkierungen ermöglicht die Verwendung einer einzigen Laserquelle für eine Spurverfolgung-Aufzeichnung und Abtastung,. Da die Karten durch Feststellen von Unterschiedene in einer optischen Eigenschaft des beschriebenen Materials abgetastet werden, kann eine einfache Detektorvorrichtung etwa eine Viej-element-Photodiodenanordnung Verwendung finden.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wertkarte, ein System, in dem die Karte Verwendung findet und ein Verfahren zum Entwerten der Wertkarte sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße konsumierbare Wertkarte mit vorformatiertieren optischen Aufzeichnungen,

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht eines vorformatier ten Bereichs mit optischer Aufzeichnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung eines optischen Systems, das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wertkarte verwendet wird;

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Kartentransportsystems, das im Zusammenhang mit der Wertkarte der Erfindung verwendet wird; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Abtast/Schreibeinrichtung zur Verwendung im Zusammenhang mit der Wertkarte nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine konsumierbare oder verbrauchbare Wertkarte 12, auf deren Oberfläche ein Streifen von vorforma .-tierten optischen Aufzeichnungsmaterial 14 eingesetzt ist, der einen Teil der Gesamtfläche der Wertkarte einnehmen kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das optische Aufzeichnungsmaterial auf der Karte ein reflektierendes Direkt-Abtasten-nach-Schreiben-Aufzeichnungsmaterial, wie es etwa in den US-PSen 4 269 917, 4 284 716 und 4 363 beschrieben ist. Dieses Material ist gekennzeichnet durch reflektierende Silberteilchen in einer Gelatinematrix. Ein Aufzeichnen auf diesem Material wird sowohl durch Schreiben mittels einer Laservorrichtung als auch durch photographisches Voraufzeichnen von Information erzielt. Das Aufzeichnen mittels der Laservorrichtung wird durch

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Erweichen der Gelatinematrix durch Laserenergie und nachfolgendes Deformieren der reflektierenden Silberoberflächenschicht erzielt, was den Reflektivitätswert von dem aufgezeichneten Flecken verringert. Ein photographisches
Voraufzeichnen von Information auf diesem Material kann
durch Belichten durch Mustermasken mit aktinischer Strahlung und darauffolgendem Entwickeln der Muster erzielt
werden.

Die US-PS 4 304 848 beschreibt ein Verfahren zur Nachbildung oder Herstellung des Aufzeichnungsträgers, der in
einem inversen Verfahren derart verwendet werden kann, daß vorformattierte Bereiche auf der Wertkarte reflektierend
gegenüber dunklem Hintergrund sind. Eine belichtete
Silberhalogenemulsion kann unter Verwendung einer undurchlässigen Matrize mit dem gewünschten Format belichtet
werden mit undurchlässigen Bereichen gegenüber einem klaren Hintergrund. Die belichteten Bereiche werden zu schwarzer Farbe entwickelt, jedoch nicht fixiert. Als nächstes wird die Oberfläche der restlichen nicht-belichteten Silberhalogenidemulsion verschleiert, so daß sich Silberniederschlagskeime ergeben. Die verschleierte Emulsion wird einem Monobad ausgesetzt, das einen schwachen Silberhalogenidentwickler und ein Silberhalogenidlösungsmittel enthält,
welches die Keime geringfügig chemisch entwickelt und mit dem nicht-entwickelten Silberhalogenid reagiert, damit
sich lösbare Silberkomplexe ergeben, die durch Diffusionsübertragung zu den Silberniederschlagskeimen transportiert werden, wo sich das Silber in den Komplexen niederschlägt und reduziert, so daß sich eine reflektierende
Silberoberfläche ergibt. Die gewünschten vorformattierten Bereiche erscheinen reflektierend gegenüber einem dunklen Hintergrund.

Bei einer alternativen Ausführungsform des optischen Aufzeichnungsmaterials kann ein vorformattierter belichteter

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und entwickelter Film klare durchlässige oder schwarze undurchlässige Bereiche besitzen, um das gewünschte Format für die Wertkarte zu definieren. Ein Aufzeichnen bzw. Löschen wird entweder durch Ausbleichen oder Verdunkeln erzielt.

Fig. 2 zeigt das Format der Wertkartendatenbereiche. Vorformattierte optisch feststellbare Eichmarkierungen und Servospuren 20 und 21 befinden sich zu beiden Seiten eines Wertpunktbereiches 22 mit optischer Aufzeichnung. Vorformattierte Eichmarkierungen-Servospuren und der Wertpunktbereich ist vorzugsweise reflektierend gegenüber einem nicht-reflektierenden Hintergrund. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Servospuren in Paaren parellel zu dem Wertpunktbereich und in geringem Abstand von diesem angeordnet. Die Eichmarkierungen sind längliche Striche, wobei die größte Länge sich senkrecht zu dem Wertpunktbereich erstreckt. Der Wertpunktbereich besitzt eine Breite derart, daß zwei benachbarte beschreibbare Wertpunktspuren angeordnet werden können. Somit ist die Breite des Wertpunktbereichs gleich der Breite mehrerer Wertpunktspuren. Die Breite einer einzigen Wertpunktspur entspricht dem Durchmesser des zentralen Teiles eines Laserstrahls ähnlich dem einer Servospur. Die Eichmarkierungen sind breiter und haben die Breite einiger weniger Strahldurchmesser.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt das optisch beschreibbare Aufzeichnungsmaterial eine Vielzahl von Datenbereichen 22, wobei jeder Datenbereich Platz zum Aufzeichnen zweier Paare von zueinander redundanten Wertpunktspuren bietet, wobei jede Spur 8000 Wertpunkte in der Größe von 10 χ 8 um bietet. Natürlich könnte eine Spür auch mehr oder weniger Punkte oder Bereiche aufweisen, und jeder Punkt könnte andere Dimensionen haben. Während zwei Paare von Wertpunktspuren beschrieben sind, kann eine

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beliebige Anzahl von Wertpunktbereichen und Spuren Verwendung finden. Die Servorspuren 20 und 21 sind enge optisch abtastbare Striche, die in Längsrichtung der Karte benachbart und parallel zu und geringfügigem Abstand von dem Wertpunktbereich verlaufen. Die Eichmarkierungen 18 erstrecken sich senkrecht zu und bezüglich der Servospuren auf der anderen Seite des Wertpunktbereichs. Die Anordnung von Eichmarkierungen mit einer Längendimension senkrecht zu dem Wertpunktbereich ermöglicht die Verwendung der gleichen Eichmarkierung für ein Beschreiben in zwei zueinander redundanten Spuren, wobei die drei Strahlen sich in der gleichen relativen Position befinden. Die Eichmarkierungen werden typischerweise formattiert als benachbarte Paare, wobei jedes Paar von dem anderen benachbarten Paar im Abstand angeordnet ist, und sich das Format längs der Karte in Schritten wiederholt, die Werteinheiten darstellen.

Eine Spur 24 von entwerteten Wertpunkten oder -bereichen sind von der linken Seite der Karte in dem reflektierenden Wertpunktbereich 22 aufgezeichnet. Die abgezählte Spur ist als eine durchgehende gelöschte Spur gezeigt. Sie kann jedoch auch aus einer Spur von Erhebungen (pits) oder Löchern bestehen. Die Verwendung eines optischen Dreistrahlsystems ermöglicht es, einen mittleren Abtast/Schreibstrahl 26 auf den Wertpunktbereich mittels zweier seitlicher Spurverfolgungsstrahlen 28 und 30 zu richten. Ein Spurverfolgungsstrahl 30 folgt der Servospurmarkierung 20. Der andere seitliche Spurverfolgungsstrahl 28 folgt den Eichmarkierungen 18. Die Servorspurmarkierungen ermöglichen eine automatische Ausrichtung, um den mittleren Abtast/Schreibstrahl derart auszurichten, daß dieser in einer kontinuierlichen engen Spur in dem Wertpunktbereich abtastet und schreibt, ohne daß es notwendig ist, eigene Feststellmittel zur Lokalisierung und Echtheitsprüfung diskreter entwerteter und unverbrauchter Wertpunkte festzustellen, wie dies nach dem Stand der Technik erforderlich ist.

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Wertpunktspuren werden vor dem Abzählen oder Entwerten immer abgetastet. Die Eichmarkierungen werden in Längsrichtung gesehen am gleichen Bewegungsort abgetastet wie der Wertpunktbereich durch den Abtast/Schreibstrahl, so daß sich eine genaue Abzählung oder Verringerung um den gewünschten Wert ergibt. Sobald der gewünschte verringerte Betrag in einer Spur aufgezeichnet ist, bewegt die Transportvorrichtung die Karte zum gegenüberliegenden Ende, und ein Verfolgungsspiegel lenkt die drei Strahlen derart aus, bis die parallele Servospurverfolgungsmarkierung 21 festgestellt wird. Die Transportvorrichtung kehrt dann ihre Bewegungsrichtung um,und die Wertkarte wird derart bewegt, daß eine redundante Wertspur 25 von der rechten Karte verringert wird. Der neu ausgerichtete Strahl 30, der nun als Strahl 30' bezeichnet ist, läuft nun längs der Servospurverfolgngsmarkierung 21, während der Strahl 28 nun längs der unteren Kante der Eichmarkierungen 18 verläuft, wie dies in gestrichelten Linien mit 28' angedeutet ist. Der gewünschte Wert wird nun mittels des Strahles 26 aus der Spur 25 abgezählt, wobei dieser Strahl nun mit 26' bezeichnet ist, so daß sich eine redundante Aufzeichnung des abgezählten Betrags ergibt. Da diese redundante Aufzeichnung vertikal nicht mit der ersten Aufzeichnung ausgerichtet ist, ergibt sich eine geringere Wahrscheinlichkeit, daß vertikale Kratzer auf der Oberfläche beide Aufzeichnungen eliminiert oder beschädigt. Voranstehend wurde eine bestimmte Folge des Verringerns der zueinander redundanten Spuren angegeben; es könnte jedoch auch eine umgekehrte Folge verwendet werden

Fig. 3 zeigt, daß das optische Dreistrahlsystem aus einem einzigen Laserstrahl abgeleitet wird, wobei der Abstand der sich ergebenden drei Strahlen für das Spurverfolgen, Abtasten und Schreiben durch ein Beugungsgitter 32 erreicht ,/wird. Eine Strahlungsenergiequelle, etwa eine Lasereinrichtung, erzeugt einen Strahl 34, der mittels einer Linse

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36 auf das Beugungsgitter 32 fokussiert wird, wo er in drei voneinander beabstandete Strahlen 26, 28 und 30 mit ungleicher Leistungsverteilung aufgeteilt wird. Das Verhältnis ist etwa 1:6:1 für die drei Strahlen, wobei der mittlere Strahl 26 eine höhere Leistung aufweist und die seitlichen Strahlen 28 und 30 eine geringere Leistung haben. Ein Strahlenteilerprisma 38 überträgt die drei Strahlen durch eine λ -Viertel-Platte 40 zu dem Verfolgungsspiegel 42, der die Querposition der drei Strahlen kontrolliert, um eine redundante Aufzeichnung in den benachbarten Spuren zu erreichen und dann durch die Fokussierlinse 44 auf die optische Aufzeichnungsfläche 14. Der mittlere Strahl 26 tastet die Wertpunktspur ab und schreibt in diese, während die beiden seitlichen Strahlen dazu verwendet werden, die Karte zu eichen und auf die richtige Spur zu positionieren. Das Prisma richtet reflektierte Licht von der optischen Aufzeichnungsfläche durch eine Vergrößerungslinse 46 auf einen Photodetektor etwa eine Vielelement-PIN-Photodioden 48, und zwar mittel Spiegel 50 und 52. Das von dem die Eichmarkierungen, die Servospuren und den Wertpunktbereich enthaltenden optischen Aufzeichnungsmaterials reflektierte Licht wird mittels der Linse 46 auf die Anordnung von Photodetektoren 48 fokussierte, wodurch es möglich ist, die Strahlen unter Ansprechen auf die Spurverfolgungsinformation auszurichten und Eichmarkierungen sowie unverbrauchte Wertpunkte in dem Wertpunktbereich festkustellen. Die Stärke dieser gemessenen Strahlung wird einem Rückkopplungssystem zugeführt, um die Strahlen auf den verschiedenen Spurmarkierungen zu halten. Typischerweise gibt der Detektor ein Servofehlersignal ab, das dazu verwendet wird, die fokussierten Strahlauftreffpunkte in Querrrichtung zu positionieren.

Fig. 4 zeigt eine Kartentransporteinrichtung mit einer Basisplatte 54, die ein Gestell abstützt, das aus zwei gegenüberliegenden Rahmenelementen 56 und 58 besteht, die

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voneinander in Abstand, jedoch durch zwei parallele Schienen 60 und 62 verbunden, angeordnet sind. Die Schienen werden durch aufrechte Arme 64 und 66 gehalten. Das Gestell führt auch einen Antriebsriemen 68, der über eine leerlaufende Rolle 70 gführt und durch einen Motor 72 über eine Anriebsrolle 74 angetrieben ist. Der Antriebsriemen 68 ist mit einem beweglichen Wagen 76 befestigt, der von den Schienen 60 und 62 getragen wird. Der Wagen wird auf der einen Seite über ein Ringlager 78 und ein zweites, am entgegengesetztes Ende des Wagens angeodnetes Lager abgestützt, während auf der anderen Seite Führungslager 82 zu beiden Seiten 62 angeordnet sind. Die ringförmigen Lager sollen dazu dienen, den größten Teil der auf dem Gestell aufgrund des Wagens lastenden Last aufzunehmen, während die Führungslager 82 vorwiegend dazu dienen, die horizontale Ausrichtung des Wagens 76 zu gewährleisten. Die Oberseite des Wagens ist flach, wobei ein Zwischenraum definiert ist zwischen zwei gegenüberliegenden Schiene 84 und 86, zum Halten einer Wertkarte 12. Die Wertkarte soll gerade derart zwischen die Schienen passen, daß sie - einmal in Position gebracht - sich nicht mehr bewegen kann. Eine feste Brücke 92 ist an Seitenwänden 94 und 96 befestigt, die das Transportsystem einschließen. Die Brücke stützt das ortsfeste optische System und die Detektoren ab, die zum Schreiben und Abtasten der Wertkarte verwendet werden.

Damit eine exakte Wertlänge genau auch bei beschmutzter Karte gelesen wird, ist an der Kartentransporteinrichtung außerhalb der Karte ein Skalensystem angebracht. Daten aus diesem Skalensystem in Verbindung mit den Eichmarkierungen auf der Karte minimiert jeden Fehler, der beispielsweise durch eine Kartenausdehnung, -kontraktion oder einen Schräglauf hervorgerufen werden könnte. Eine bewegliche Skala an der Transporteinrichtung bewegt sich relativ zu einer festen Skala an der Seitenwand 94. Ein Linienkreuzen wird gezählt, um die Transportposition festzustellen.

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Ein Grenzschalter 95 stellt ein bewegliches Glied 93 fest, das von der Kartentransporteinrichtung abgestützt wird, was eine Änderung der Richtung des Motors 72 signalisiert.

Die Eichung von abgezählten Wertpunkten wird noch verbessert durch Anordnung eines linearen Positionsmeßcodierers an der Karten-Abtast-ZSchreibvorrichtung. Ein Moire-Gitterelement 98 ist an dem Wagen 76 angebracht, so daß es sich mit der Karte bewegt. Das andere Gitter- oder Skalenelement, die dazugehörige Optik und das Detektorsystem ist ortsfest an der Brücke 92 angebracht. Das außerhalb der Karte liegende Gitter oder Skalenmuster kann zur Interpolation zwischen den Eichmarkierungen verwendet werden. Ein Gehäuse 100 enhält die Optik, das Detektorsystem und die Lichtquelle, nicht jedoch die Skala und den Grenzschalter.

Die Arbeitsweise der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 5 erläutert. Die Kartentransporteinrichtung 88 bewegt die Karte vor und zurück in horizontaler Richtung, während ein Spurverfolgungsspiegel 42 und die Linse 44 die Querposition der drei Strahlen auf der Karte steuert. Die drei strahlen werden über das Gitter 32 abgegeben, das von der Lasereinrichtung 34 über die Linse 36 bestrahlt wird. Die Strahlen laufen durch den Strahlenteil 38 und die A -Viertel-Platte 40, bevor sie auf den Spiegel 42 auftreffen. Reflexionen der drei Strahlen von der Wertkarte werden auf den Vielelementdetektor 48 abgebildet. Signale von dem optischen Detektor werden mittels eines Verstärkers 102 verstärkt und laufen durch eine schwellenwertschaltung 104. Die Schwellenwertschaltung 104 wertet aus, ob das empfangene Signal, das den Kartenwert angibt, an einer bestimmten Position abgezählt worden ist und ob das empfangene Signal in Spur ist. Eine Kartenwertabzählung oder -verringerung ergibt sich aus den reflektierenden oder nicht-reflektierenden Ei .genschaften des empfangenen Signals. Eine richtige

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Spurverfolgung ergibt sich anhand der Servospur und der Erzeugung eines Fehlersignals bei Abweichen von dieser Spur. Die Kartenposition ergibt sich anhand des linearen Positionscodierers. Ausgangssignale auf Leitungen 102, 103 und 105 enthalten die Positionsinformation für die Kartentransporteinrichtung sowie die Laserposition und die Laserausgangsinformation für die Lasereinrichtung 34. Diese Signale werden durch eine Steuerlogik 106 decodiert, die den Transportantrieb 72 und den Lasertreiber 108 zum Bewegen der Karte bzw. zum Ändern·der Abtast/Schreibenergiepegel der Strahlen sowie deren Position steuert. Ein Wagenpositionsmeßsystem 91 führt die Positionsinformation von der Skala der Steuerlogik 106 zu. die Positionsinformation von dem Bild der Serospur wird zu der Spurverfolgungsservoeinrichtung 90 geleitet, die die Karte richtig positioniert. Die Daten laufen über eine Sammelleitung 110 zu einer zentralen Verarbeitungseinheit 112, die das gesamte System steuert.

Der Wagen wird mit einer hohen Geschwindigkeit etwa 1 m/s für ein Abtasten und mit einer geringeren Geschwindigkeit für ein Schreiben bewegt. Die gesamte Vorgangszeit kann dadurch verringert werden, daß bei Abzählen eines kleinen Betrages der Wagen mit einer hohen Geschwindigkeit läuft, bis die Karte in der Nähe des zu entwertenden Bereichs gelangt ist.

Die Karte wird in das System auf die Kartentransporteinrichtung 88 eingesetzt. Der Verfolgungsspiegel 42 führt die Strahlen über die Karte, bis die erste Führungsspur in Fig. 2 durch den seitlichen Verfolgungsstrahl 30 getroffen wird. Die Transporteinrichtung bewegt die Karte in horizontaler Richtung und die nicht-reflewktierende abgezählte oder entwertete Wertpunktspur 24 läuft unter dem Abtast/Schreibstrahl 26 hinduch. Sobald das Ende der entwerteten Spur erreicht ist, verringert der Wagen die Geschwindigkeit auf Schreibgeschwindigkeit, und der Energie-

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pegel der drei Strahlen wird von dem Abtastleistungspegel auf einen Pegel erhöht, derart, daß der mittlere Strahl die Reflektivität in dem Wertpunktbereich 22 ändern kann, wodurch die entwertete Wertpunktspur 24 um einen gewissen Betrag verlängert wird, wie dies durch den Strahl 28 auf den Eichmarkierungen 28 und den linearen Codierer 91 bestimmt wird. Hiernach wird der Energiepegel auf den Abtastenergiepegel verringert und die Transporteinrichtung wieder beschleunigt, bis sie das gegenüberliegende Ende der Karte erreicht. Der Verfolgungsspiegel 42 bewegt dann über die Fokussierlinse 44 den Verfolgungsstrahl 30 auf die Servospur 21, die Kartenbewegung wird umgekehrt, und der Vorgang wird für die redundante Aufzeichnung in der anderen Wertpunktspur 25 wiederholt. In jedem Fall tastet der obere Strahl 28 die Eichmarkierungen 18 ab. Die information von diesen reflektierenden Markierungen wird dazu verwendet, die Länge des entwerteten Betrags zu messen, und zwar mit dem linearen Codierer der für eine Interpolation zwischen den Eichmarkierungen verwendet wird, die Information wird auch dazu verwendet, die Kartenposition mit der Skalenposition in Beziehung zu setzen.

Während bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Karte reflektierende vorforma-tierte Bereiche verwendet und mittels Reflexion abgetastet wird, besteht eine alternative Ausführungsform darin, undurchlässige oder durchlässige Bereiche unter FEststellen der Durchlässigkeit durch die Karte mit den Lichtstrahlen und Detektren abzutasten, die auf g« jenüberliegenden Seiten der Karte an der Transporteinrichtung angebracht sind.

Die Wertkarte mit Redundantenspuren vorforma-tiert sein, die in dem gleichen Wertpunktbereich aufgezeichnet sind, wobei parallele Servorspuren gemäß Fig. 2 angeordnet sind, oder es können alternativ redundante Spuren in unterschiedlichen Wertpunktbereichen mit getrennten Eichmarkierungen

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und Servospuren vorgesehen sein. Die Breite der Servospuren kann einstellbar sein, um die Spurverfolgungsempfindlichkeit zu verbessern, falls dies erforderlich ist.

Die vorformat-.ierte konsumierbare Wertkarte bietet ein sich selbst spurverfolgendes und sich selbst eichendes Mittel auf einfach lesbarem optisch lesbarem Material für die Entwertung von Werteinheiten, ohne daß komplexe optische Abtastsysteme und mechanische Systeme zum Feststellen und entwerten von Wertpunkten auf der Karte erforderlich wären. Die Karte kann exakt durch ein kostengünstiges Nachbildung- oder Herstellungssystem gefertigt werden.

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Claims

3523313 ) Patentansprüche

1. Wertkarte, auf den ein entwertbare Bereiche (14) aufweisendes optisches Aufzeichnungsmaterial angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Aufzeichnungsmaterial (14) vorformat iert, optisch feststellbare Eichmarkierungen (18), Servospuren (21) und zumindest ein sich längs der Karte erstreckender optisch beschreibbarer Wertpunktbereich parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

2. Wertkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wertpunktbereich(22)eine derartige Breite besitzt, daß in ihm zwei Wertpunktspuren unter Verfolgung der Servospuren (21) und der Eichmarkierungen (18) optisch entwertbar sind.

3. Wertkarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichmarkierungen (18), die Servospuren (21) und der Wertpunktbereich reflektierend sind und die entwerteten Wertpunktspuren Stellen mit geringerer Reflektivität aufweisen wie die nicht-entwerteten Wertpunkte.

4. Wertkarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichmarkierungen (18), die Servospuren (21) und der Wertpunktbereich (22) undurchlässig sind und die entwerteten Wertpunktspuren (24, 25) durchlässig sind.

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5. Wertkarte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Servospuren (20,21) in der Nähe des Wertpunktbereichs (22) angeordnet sind und die Eichmarkierungen (18) eine genügende Länge aufweisen, um eine Eichung für zwei entwertete Spuren (24, 25) in dem Wertpunktbereich zu bieten, wobei je eine Servospur (20, 21) die Spurverfolgung für eine der entwerteten Wertpunktspuren (24 bzw.25) bildet.

6. Wertkarte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei entwerteten Wertpunktspuren (24, 25) in Längsrichtung-der Karte (12) gegeneinander versetzt sind.

7. Anordnung zur Auswertung und Entwertung einer Wertkarte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer eine Lichtenergiequelle und eine Detektorvorrichtung aufweisenden Abtast-/Schreibeinrichtung und einer Transportvorichtung zum Bewegen der Karte relativ zur Lichtquelle und der Detektorvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (76) die Karte (12) bezüglich der Lichtquelle und der Detektorvorrichtung in zwei entgegengesetzten Richtungen fördern kann.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Lichtquelle abgegebene Lichtstrahl in drei Strahlen (26, 28, 30) aufgeteilt wird, von denen der mittlere Strahl (26) den Wertpunktbereich abtastet und beschrei.t, während die beiden seitlichen Strahlen (28, 30) der Servospur (20 bzw. 21) und der Spur aus Eichmarkierungen (18) folgen.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen linearen Positionscodierer, der zum Interpolieren des Abstands zwischen Eichmarkierungen (18) an der Transporteinrichtung (76) angebracht ist.

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10. Verfahren zum Verringern von Wertpunkten auf einer Wertkarte gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, unter Feststellen von nicht-entwerteten Wertpunktebereichen und Entwerten einer gewünschten Anzahl davon, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte in einer Richtung bewegt und Wertpunkte aus dem Wertpunktebereich unter Bildung einer entwerteten Wertpunktspur beginnend von einer Kante des Bereichs durch Ändern der optischen Eigenschaft der Aufzeichnungsfläche unter Energiebestrahlung entwertet werden und daß die Karte in entgegengesetzter Richtung, beginnend mit dem gegenüberliegenden Rand des Bereichs bewegt und die gleiche Länge von entwerteten Wertpunkten in einer zweiten Wertpunktespur entwertet wird. .

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der entwerteten Wertpunkte in den Wertpunktespuren bestimmt wird durch die Anzahl von Eichmarkierungen.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge von entwerteten Wertepunkten in eine Wertpunktespur bestimmt wird unter Bezugnahme auf eine abgetastete Skala.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichmarkierungen mit der Skala zur Messung der Länge der entwerteten Wertpunktespur in Beziehung gesetzt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der entgegengesetzten Bewegung der Karte gebildeten entwerteten Wertpunktespuren gegeneinander in Bewegungsrichtung der Karte versetzt sind.

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15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwertung der Karte durch Änderung einer optischen Eigenschaft des Wertpunktebereichs erfolgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des zuvor entwerteten Wertes in einer der Wertpunktespuren anhand der Unterschiede in der optischen Eigenschaft der Aufzeichnungsfläche abgetastet wird, daß mittels der Eichmarkierungen gegebenenfalls unter Inbeziehungsetzung zu der Skala der entwertete Wert auf der Aufzeichnungsfläche lokalisiert wird und daß unter Messung anhand der Eichmarkierungen gegebenenfalls unter Inbeziehungsetzung zu der Skala eine weitere Entwertung in der Wertpunktespur um einen gewünschten Betrag durch-geführt wird und der gleiche Vorgang mit der zweiten Wertpunktespur in entgegengesetzter Richtung durchgeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Dreistrahlsystems neben einem Abtasten und Schreiben ein Spurverfolgen und Abtasten der Eichmarkierungen auf der Wertkarte erfolgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Skalensystem zur Interpolation von Werten zwischen Eichmarkierungen verwendet wird.