JPS6048734B2 - 回折格子用光学読取装置及び光学検証システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クレジット・カードのような記録媒体上の
光学格子を読取る読取装置に関し、特に読取中に光学格
子がわづか格子平面から移動し、及び傾斜した場合でも
読取ることやできる光学読取装置をもつ光学検証システ
ムに関する。

〔従来の技術〕

最近の金融システム、信用貸システム、安全保証システ
ム及び自動決済システム等はテープの上に磁気的に記録
しうるような各種データ、例えば、口座番号、信用貸限
度、信用状態、信用貸の可否等を記録する磁気テープ又
はトラックをもつ記録媒体又は「クレジット・カード」
の使用に大きく依存して開発されている。

以上述べたようなシステムは、そこに使用しているクレ
ジット・カードの詐欺的使用を不可能とするか又は最少
になるように設計されなければならない。

そのような詐欺的使用が行なわれる場合の１例としては
、有効カード上に磁気的に記録されているデータを偽造
カード上へ模写又は転写（ＳＫＩＭ）するような大量再
生方式によつてカードを偽造するようなものである。金
融システムにようなシステムに使用される有効クレジッ
ト・カードの不正使用又は不正な複製．を防止しようと
する場合の問題点は次に挙げるアメリカ合衆国特許の開
示と、この問題を解決しようとするための多数の異なる
方式があるということからも明らかなように非常に広範
囲に瓦るということである。

米国特許第３６０４９０１号 第３６２０５９吟第３６
４４７１６号 第３７５９１７吟第３７９０７５４号
第３８０８４０４ 第３８３１００８号 第３４０１８３０ 第３６９７７四号 第３６９１５２７号 この特許出願の譲受人と同一譲受人に譲渡され１９７師
６月２０Ｅ１ｔこアメリカ合衆国特許局に出願された出
願番号第５８８９３７号特許出願（特公昭５９一２１０
７１号「安全保障システム及び記録媒体の検証方法」）
は金融システムのようなシステムに使用されるクレジッ
ト・カードの有効性の検査を行なうためのシステムを開
示している。

そのシステムはカード上の磁気トラック又は磁気テープ
に記録されている第２データと、光学格子の形式で記録
されている第１データとを持つ「クレジット・カード」
を使用して構成されている。そのカードが前述のシステ
ムに使用されると、第１データは光学格子読取装置によ
つて読取られ、第２データはフ従来の磁気トラック読取
装置によつて読取られる。次に、第１データと第２デー
タとは比較され、そのカードが有効かどうかに従つて有
効性信号が出力され、そのシステムに使用されているカ
ードの有効性を決定する。第１データはクレジツ・ト・
カードそれ自体に埋込まれている光学格子で作られてい
るからその光学格子は耐触性があり、カード上に磁気的
に記録されているデータのように容易に偽造又は転写す
ることができない。かくして、前述の出願に開示されて
いる安全保障システムは有効なりレジツト・カードの大
量偽造を防止することができる。以上述べた先行出願の
要旨はこの出願の一部として引用することができる。〔
発明が解決しようとする問題点〕前述の特公昭５９−２
１０７１号に開示されているシステムは効果的に動作す
るものであるが、そのシステムの或る要素は光学格子の
形式でクレジット・カード上に記録されている第１デー
タを読取るための読取装置について改良の余地があつた
。

光学格子読取装置のそのような問題点の１つは、光学格
子からの回折光線は格子平面を基準として読取装置に配
置されている夫々符中化コードに対応する光検知器に到
達するようにするために、読取られるべき光学格子は格
子平面上に置かれなければならないということであり、
もし回折格子を持つ記録媒体又はクレジット・カードが
わづか傾斜するか又は光学格子かわつか格子平面から外
れて読取装置内を通過した場合には、エラー又は読取失
敗が発生する可能性があるということであつた。従つて
、この発明の目的は、読取中に読取られるべき光学格子
が格子平面かられづかに外れている場合でも記録媒体又
はクレジット・カード上に置かれている光学（回折）格
子を正しく読取ることができるようにして前述の問題を
除去するようにした光学読取装置及びそれに使用した光
学検証システムを提供することにある。

これによつて読取装置の信頼性は大きく向上した。この
発明の読取装置は、更に前述の先願に開示されている検
証システムに改良を加えた特徴である複合光学格子．を
読取ることを可能とするものである。回折格子を使用し
てディジタル情報を記録し、又は読取るためのシステム
には次のようなものがある。

米国特許第３３１２９５５号、第３３９２４０吟第３５
２３７３４号、第３５５９１４７号第３６３５５４５号
、第３６５６８３８号第３８３８４０１号 これらの特許は情報の記録と読取のためのシステム中に
回折格子を使用してはいるが、、その読取装置及びシス
テムはこの発明で使用しているものとはその構成におい
て全く異なるものである。

〔問題点を解決するための手段〕従つて、この発明は光
学（回折）格子を読取る光学読取装置において、曲率半
径の中心が該読取．装置の格子平面を通る光軸上にあり
該光軸の位置に孔を有する球状の鏡面を含み、その格子
平面に置かれた読取媒体にある光学格子が格子平面から
僅かにすれたときてもそのすれた傾斜角に関係なく、光
学格子から反射した回折ビームを検知手段が検知しうる
ようにした光学結像（光案内）手段を設けることによつ
て、上記の問題点を解決した。

〔構成及び作用〕

この発明による光学読取装置は、その中に規定された格
子平面と、放射エネルギ源手段と、前記放射エネルギ源
手段から光軸に沿つて前記格子平面に対し放射エネルギ
を導くための光学結像手段（光案内手段）とから成る、
この光学読取装置は更に格子平面にある記録媒体の光学
格子を光軸に ・対して相対移動させるための移送手段
と、前述の記録媒体が光学読取装置の中を移動するとき
にその光学格子から所定の次数の回折ビームを受光する
光検知手段とを包含する。

光学結像手段は、記録媒体が格子平面から僅かにずれて
いる場合ても フ光検知手段が光学格子から回折された
所定の次数の回折ビームを受光できるようにするため、
光軸からすれてしまつた第０次ビームを再び格子平面の
方に導くための装置を包含する。その上、このシステム
は光学格子の平正使用又は複製を防止するために更に安
全性を増すため、複合光学格子を持つ記録媒体を使用可
能にした。すなわち、この発明による光学読取装置は６
ビットかが成る２ビット符号化方式を採用した複合光学
格子の読取りが可能である。この発明の利点及び効果は
次に発明の詳細な説明及び図面から更によく理解するこ
とができる。〔実施例〕第１図はこの発明の原理にもと
づいて作られたカード読取装置の概略を説明するに最適
な図である。

全体的に２０で示した光学読取装置は光源装置２２と、
前記光源装置２２から光軸２６に沿つて読取装置内に存
在する光学格子平面２８へ光束を導くための光学結像装
置２４とを包含する。クレジット・カード３０のような
記録媒体は駆動車３３を持つ従来のカード移送装置３２
により、この読取装置内の格子平面に沿つて移動する。
そのため、カード３０上の符号化された光学格子はカー
ド移送装置３２によつて光軸２６の下を通過するように
格子平面２８上に置かれることになる。全体的に３４て
示した光検知装置は読取装置２口内を通過するクレジッ
ト・カード３０上の光学格子から回折された回折ビーム
を受光するように読取装置２０を設けてある。読取装置
を述べる前に、それに使用する光学格子をもつクレジッ
ト・カード３０の構成と読取装置に使用する総体的光学
原理とについて説明する。

第３図は全体的に３６で示し、第１データを形成する光
学（回折）格子をもつクレジット・カード３０を表わす
。

光学格子３６はアルミニューム処理をしたプラスチック
条片３８上に成形されており、条片３８はカード３０の
本体部４０上に設・置され、更に光学格子を保護するた
めに本体部４０の密封する透明プラスチイツク層４２に
よつてカバーされている。本体部４０の両面の印刷を保
護するために、本体部の条片３８側でない方の面にも、
更に透明プラスチック層４４を全体的に装，着する。カ
ード３０には、更に第２データを記録する磁気テープ又
はトラック４６が設けてある。前述の特公昭５９−２１
０７１号公報に記載してあるように、このカード３０が
現金支払機のようなシステムに使用されると、読取られ
たカード３０上の第１データと第２データとは比較され
てカードの有効性の決定に使用される。第４図は、第３
図に示す光学格子３６の１部分を表わした拡大図である
。

この実施例においては、４８，５０，５２，５４のよう
な各光学（回折）格子は各一面毎に約１１１０インチの
面積に形成してある。この各格子は１つの格子の上に更
に他の格子を重ね合わせた２つの格子で構成される。条
片３８に使用する文字を符号化するための特定の格子パ
ターンは第１３図に示してあり、後で詳 ：細に説明す
る。しかしここで述べなければならないことは、第１デ
ータ又は光学格子３６は記号Ｃで示し、一連のデータの
最初と最後に配置される制御格子４８と、記号Ｓで示し
、文字用格子の間に配置される空白格子５２と、空白格
子によつてそれぞれ分離され、連続した文字データを表
わす文字用格子５０，５４とから構成されているという
ことである。これらの光学格子３６は第１図の読取装置
で読取ることができる。第５図は読取装置の格子平面２
８におかれた回折格子５８を読むための簡単な光学読取
装置の略図てある。

通常の動作において、光源６０からの光は読取装置５６
の光軸６４に沿いレンズ装置６２を通して回折格子５８
に収束される。回折格子５８から回折された、例えば第
１次回折ビーム６．６はそれを受光しうるように読取装
置５６上に配置されている光検知器６８に照射される。
第５図に表わすような簡単なシステムにおいては、読ま
れるべき光学格子５８はそこから反射される回折ビーム
をそれに該当する光検知器６８に受光させ！るようにす
るため、格子平面上に置かれなければならない。例えば
、もし光学格子５８が格子平面からずれて５８′の点線
で示すような光軸６４上の位置に置換えられたとすれば
、そこから回折される回折ビーム６６はそれに該当する
光検知器６３８から外れ、読取りに失敗する結果となる
。従つて、読取装置５６のような簡単な読取装置では、
格子の位置は正確な読取りのために正しく調整されなけ
ればならない。第６図は光学結像システムのある点が相
違する４だけで第５図の読取装置５６とほぼ同様な読取
装置を示している。

読取装置６？は発光ダイオードのような光源をもち、そ
の出力光線は読取装置６７の光軸７２に沿つてレンズ装
置７０を通り、読取装置６７の格子平面におかれている
回折格子７４の上に小さな円又は点に集光される。第２
レンズ装置７６は回折格子７４から回折された回折ビー
ム７８を光検知器８？に集光する。回折格子７４が点線
７４′で表わすような光軸７２に沿つた格子平面の外の
位置に置換えられたときは、回折ビーム７８′は光検知
器８０から外れ、読取りに失敗する。第７図は、回折格
子が読取装置８２の格子平面フかられづかずれていると
きでも、光学格子を読取ることができるように構成した
融通性のある光学格子読取装置の略図である。

読取装置８２は光源８４を含み、そこから発射された光
線は大口径照準レンズ８６によつて照準され、光軸９０
に沿つ・て置かれた読取装置の格子平面にある光学格子
８８を照射する。角度αで格子８８から回折された回折
ビーム９２は大口径レンズ８６によつて更に照準され、
光検知器９４に集光される。照準レンズ８６の焦点面に
集光される影像の位置は回折格子の角度方向によつて基
本的に決定され、レンズ８６に照射される光ビームの位
置とは割合無関係てある。従つて、光軸９０に沿つて光
学格子８８が点線８８′で示した位置に置換えられたと
しても回折光線９２′は同一角度αで回折され、再びレ
ンズ８６を照射した後光検知器９４に集光される。光軸
９０に沿つた格子平面からの置換の量の制限の１つは、
回折ビーム９２，９２’がレンズ８６から外れないよう
な範囲に限られるから、レンズ８６の直径によつて決定
され、その範囲で移動が許容される。それぞれ第５図、
第６図、第７図において説明した読取装置５６，６７，
８２では、該当する光学格子５８，７４，８８はそれぞ
れの読取装置の光軸と直角をなす格子平面に配置される
ことを必要とする。

第８図に示すように、もし入射ビームが光学格子９６に
対して直角に入射されると、その結果反射した第０次ビ
ーム９８は光軸Ｉに沿つて進み、第１次回折ビーム１０
０は周知の光学原理にもとづき第ｏ次ビーム９８に対し
た成す角αをもつて回折され、光検知器１０２は受光さ
れる。もし光学格子９６′が第９図に示すように角φだ
け傾斜すると、第０次ビーム９８′は光軸Ｉから外れて
２φの角度で反射され、第１次回折ビーム１００′は光
軸Ｉから角度α＋２φだけすらされる。もし格子９６′
の傾斜角φが約０．７度であると、第１次回折ビーム１
００′はほぼ完全に該当する光検知器１０２から外され
る。第１０図は第１図に示した読取装置２０の一部分の
概略図であり、以下この図を参照してこの発明の詳細な
説明する。

この発明による読取装置２０の光学結像装置２４はその
部品の１つに球面から成る凹面鏡１０６をもつレンズ１
０４を有することを特徴とする。レンブ１０４の表面１
０６は曲率半径Ｒを持ち、その曲率半径Ｒは読取装置２
０の格子平面２８において光軸２６と交叉するように設
計してある。又レンズ１０４は読取装置２０の光軸２６
に穿たれている小孔１０７を持つ。光学格子１０８が読
取装置２０の格子平面２８上に置かれている場合は、入
射ビームＩ（第１０図）は第８図で述べたように角度α
で回折され該当する光検知器１１０に到達するが、その
第ｏ次ビームは回折格子１０８から光源装置２２（第１
図）の方へ光軸２６に沿つて反射される。しかし、もし
、回折格子１０８が第１０図に示すように角度φだけ傾
斜している場合は、第０次ビーム「Ｏ」は半径Ｒの方向
に反射され曲面１０６に到達する。他方、その結果生じ
た第１次ビーム「Ｄ」は第９図で述べたように該当する
光検知器１１０から外れることになる。しかし、第０次
ビーム「Ｏ」は曲面１０６に直角に入射するからその反
射ビーム１１２は再ひ格子１０８の方へ半径Ｒに沿つて
反射されることになる。反射ビーム１１２は格子１０８
に対して実際のビームとして作用し、第０次「Ｏ’」と
そこから角度α，だけ偏 ″向した第１次回折ビーム「
Ｄ’」とを発生する。角度αとα，とは等しいから、回
折ビーム「Ｄ’」は、反射ビーム「Ｒ」が曲面１０６の
距離ｒ内を照射する限りにおいては格子１０８の傾斜φ
の大きさの如何に拘らす該当する光検知器１１・０に到
達することになる。

言換えると、回折格子１０８からＲ方向に反射した光ビ
ームは曲面１０６において常に直角に反射するから、そ
こから反射した反射ビーム１１２による第０次ビームは
常に入射ビーム「Ｉ」の方向に向う。その第０次ビ フ
ームに従つて発生する第１次ビームは常に光検知器１１
０の方に向うことになる。第１１図は第１０図と類似す
る概略図てあつて、格子平面における光学格子１０８の
傾斜と置換の合成効果が読取装置２０にどのように適用
されるかを示したものである。

位置Ａにおける光学格子１０８が傾斜すると第１０図で
説明したように第１次ビームＤ’が光検知器１１０に到
達することになる。光学格子１０８′がＢで示した位置
まで光軸２６に沿つて移動し、更に傾斜が加えられると
、第０次ビーム１１４は凹面鏡１０６の方へ反射され、
ＲではなくＲ’へ照射されることになる。従つて、ビー
ム１１４は凹面鏡１０６に対して直角に入射することに
はならない。そのためビーム１１４の反射ビーム１１６
は第１０図て述べた第ｏ次ビーム「Ｏ」と較べ異なる光
路に沿つて格子１０８′へ反射されることになる。第１
１図の１１８で示す第０次ビーム「Ｏ’」は光軸２６か
ら外れ、その結果生じた回折ビーム１２０は第ｏ次ビー
ム「Ｏ’」１１８に対して角度α２だけ回折され、光検
知器１１０に到達する。回折格子が光軸２６に沿つて移
動したため、角度α２は第１１図に示すように角度αと
わづかに異なる。しかし、その差違は通常１゜より少く
、以上説明した修正処理でカバーしえないものではない
。以上説明したこの発明の一実施例によると、曲率半径
Ｒは２インチであり、光学格子１０８は１ミリメートル
当り３５０ラインの繰返し率又はライン・ピッチの格子
をもち、回折格子１０８′は正常な格子平面から光軸に
沿つて±０．１インチのずれが可能であり、最悪状態に
おける傾斜角φは４度まで許される。その結果生じた１
２０のような回折ビームは該当する光検知器１１０から
れすか０．０５５インチだけずれるのみであり、十分に
読取可能てある。光検知器１１０は十分に大きい動作範
囲をもち、ビーム１２０のわづかなずれは許される。又
第６図のレンズ７６と類似するレンズを格子１０８′と
光検知器１１０との間に配置して、ビーム１２口を光検
知器１１０に集光するようにすることも可能である。第
５図から第１１図を通して述べた基本的光学原理は第１
図の読取装置２０に利用される。

読取装置２０はそこに設置される部品の取付けと組立て
とを容易にするために円筒形の光遮蔽型箱体１２２に作
られる。光源装置２２（第１図）は格子平面２８上に直
径０．０３０インチのスポットを明確に照射するような
発光ダイオード１２４を持つ。読取装置２０に使用する
発光ダイオード１２４の選択は、できる限り明るくクレ
ジット・カード上の光学又は回折格子３６の小さな点を
照射する必要性から読取装置の重要な１部分である。読
取装置２０の結像装置２４は１対１のものであるから、
拡大面積発光ダイオードを使用し、格子３６上に直径０
．０３０インチのスポットに集光するような結像システ
ムを使用しても、それは光学設計上周知のように照射を
増加することにはならない。従つて、発光ダイオードそ
れ自体が０．０３０インチより小さい直径の発光面から
最高のエネルギ量を発射するものでなければならない。
読取装置２０に使用するためにこの実施例で選択した発
光ダイオード１２４はテキサス・インスツルメント社製
の製品番号ＴＩＸＬ−２７である。

このダイオード１２４は赤外線範囲で動作し、約９４０
ナノメータ（ＮａｎＯｍｅｔｅｒ）の中心発射波長をも
ち、１辺０．０１６インチの正方形発光範囲から出力１
５ミリワットを出力する定格を有するものである。この
ダイオード１２４はアンペア及びデューティ・サイクル
１０％以下の入力電両パルスを要求し、最高９０ミリワ
ットのピーク電力に上昇するようなパルス・モードで動
作する。このダイオード１２４は１０キロヘルツの繰返
し周波数で１０マイクロ秒の間、３アンペアの電流をパ
ルスするようなときに最良の動作を示す。光学結像装置
２４（第１図）は読取装置２０の光軸２６に沿つて置か
れた直径０．１４０インチの小開口部１２８を持つ不透
明板１２６とコンデンサ・レンズ１３０とを包含する。

レンズ１３０はすでに第１０図及び第１１図で述べたよ
うに、レンズ１０４の凹面鏡１０６の開口部１０７を通
して、発光ダイオード１２４の像を格子平面２８へ集光
するものである。開口部１０７の直径は０．１インチで
あり、これが格子平面２８上に照射され、光検知装置３
４の各光検知器に照射される光束の大きさを決定する。
光検知器の照射レベルは第１１図の１１０のような光検
知器が完全に照射されるようになるまで開口部１０７の
大きさに比例する。その点以上に開口部１０７が拡大さ
れると光検知装置３４の各検知器間の分離の効果が薄れ
、それによつて各検知器を個別に選択する選択性が減少
する。前述したように、第１０図、第１１図に示すよう
なレンズ１０４の曲率半径Ｒはこの実施例においては約
２インチであり、レンズ１０４の凹面鏡１０６は格子平
面２８からその距離の場所に配置される。レンズ１０４
は裏面平担面１３２とマイナス１０センチメートルの焦
点距離２２．４ミリメートルの直径１．５５ミリメート
ルの中心部厚及び２．６７ミリメートルの端部厚とから
成るものである。光検知装置３４（第１図）はＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＦ（第２図）で示すような６個の各別の
光検知器を含む。

この光検知器Ａ，Ｂ・・・の作用は、読取装置の光軸２
６上の格子平面２８に置かれている４８，５０及び３６
（第３図）のような特定の回折格子から回折されて読取
装置２０の特定の位置に照射される光の有無を検知する
ことである。各検知器Ａ，Ｂ・・・はバイナリ・スイッ
チとして作用し、理想的には浮遊光と電子雑音とを除却
し、１３４，１３６のような該当する回折ビームの存在
と不存在とを明確に示すものが望ましい。読取装置２０
の実施例に使用するために特に選ばれた光検知器の型式
はユナイテツド・デテクタ．テクノロジ社（Ｕｎｉｔｅ
ｄＤｅｔｅｃｔＯｒＴａｃｈｎＯｌＯｇｙ，Ｉｎｃ．）
製のホトグイオード．型式ＰＩＮ−３Ｄである。各光検
知器Ａ，Ｂ・・・は０．０５０×０．１００インチの動
作面積をもち、約９４０ナノメータ（Ｎａｒ）（）Ｍｅ
ｔｅｒ）の波長の光に感光性が強い。時にこの光検知器
は発光ダイオード１２４による１０キロヘルツの反復周
波数及び１０マイクロ秒幅のパルスに適応性がある。光
検知器Ａ，Ｂ・・・は、読取装置２０の一実施例として
、第１２図に示すような６ビットから成る２ビット・コ
ードで符号化されたバイナリ符号を読むために、第２図
に示すように配置される。

第３図、第４図に表わすような光学又は回折格子３６は
第１２図に示すような１紋字を選定するため各２つの回
折格子を使用して構成される。この実施例においては、
１つの格子は１ミリメートルにつき３５０ラインのライ
ン・ピッチをもち、もう一方の格子のライン・ピッチは
１ミリメートルにつき６００ラインとなるように作られ
、両格子共第１３図に示すような角度方向に従つて、条
片３８上に組合わせて形成される。例えば、文字２を表
わすために、１ミリメートル当り３５０ラインの格子が
カード移送方向１３８（第２図）に対して平行に形成さ
れ、１ミリメートル当り６００ラインの格子はカード移
送方向１３８（第２図）に対して３０゜の方向に形成さ
れる。第１２図の表から明らかなように、文字２は第２
図の光検知器の各角度位置に示すように読取装置２０に
配置してある光検知器Ａ及びＦを付勢することによつて
検知される。すなわち、この文字２の検知は読まれるべ
きカード３０上に置かれている該当する格子からの第１
次回折ビーム４第１図の１３４，１３６のような）を受
光することによつて達成される。同様にして、光検知器
Ｄ及びＦがクレジット・カード３０上に配置されている
該当する回折格子によつて付勢された場合は制御格子Ｃ
が（第３図、第４図の番号４８）読取られたことになる
。第１３図は、■個の数字０〜９のための格子と制御格
子４８及ひ空白格子５２とに対する格子パターンの拡大
図を表わす。

一般的に、回折格子から回折されるビームは回折格子の
面と平行な線に対して一定の角度を有する方向へ回折さ
れる。すでに述べたところかられかるように、第１３図
に表わす各回折格子の角度位置は第２図及ひ第１２図に
表わす角度位置に従つて、読取装置２０内に設けた光検
知器Ａ−Ｆで検知できるように容易に決定可能である。
第１３図に表わす回折格子の角度位置はライン１３８て
表わすカードの移送方向を基準として設定される。その
基準方向というのは、回折格子３６が読取装置２０の中
心に供給される方向てあり、第１図の図面の中に入る方
向である。第２図を参照して述べたところから明らかな
ように、光検知器Ａ−Ｆはカード移送方向１３８の両側
に配置される。

或る情況下においては、第２図のカード移送方向１３８
を表わす矢印に平行な中心線の片側にのみ光検知器を配
置した方が便利な場合がある。その場合は光検知器Ａ，
Ｃ及びＤを１８０゜移動したそれぞれＡ’，Ｃ’及びＤ
’と点線で表わした位置に置換えることによつて達成す
るこｊとができる。注意するべきことは、１ミリメート
ル当り３５０ラインのライン・ピッチをもつ回折格子に
応答する光検知器Ａ及びＢは直径１４２ミリメートルの
第１円周上に置かれ、１ミリメートル当り６００ライン
のピッチを持つ回折格子に応答する フ光検知器Ｃ，Ｄ
，Ｅ及びＦは周知の回折格子原理に従つて、直径１４２
ミリメートルよりも大きい１４４ミリメートルの直径を
持つ第２円周上に配置されるということである。第２図
に表わす光検知器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＦの位置と第
１３図に表わす夫々それらに該当する特定の格子パター
ンとか、干渉又は読取エラーの原因となるような交叉回
折を最少とするために、相当量の実験を行なつた結果、
回折格子パターンと光検知器の位置との最良の組合せを
決定して割出たものである。

それらの組合せは、カード３０が読取装置２０の格子平
面２８から約４度だけ傾斜し、読取装置２０の光軸２６
に沿つて格子平面２８から約±０．１インチ移動した場
合ても、カード３０上にある格子３６の読取りを正しく
行なうことができるものである。この読取装置２０には
第１次回折ビームが使用されているが、この発明の原理
に従つて他の予め定められた次数の回折ビームを使用す
ることも可能である。第１４図は読取装置２０に使用す
る回路のブロック線図である。

それは従来形式の制御装置１４６と発光ダイオード．パ
ルス．ドライバ１４８とを含んで構成されており、その
出力は前述したように発光ダイオード（ＬＥＤ）１２４
のパルスに使用される。回折格子３６を持つカード３０
が回折格子３６を格子平面２８に位置決めするようにカ
ード移送装置３２により読取装置２０のスロット１４９
内を移動すると、第１図の１３４，１３６のような回折
ビームは前述したように光検知装置３４の各該当する光
検知器Ａ−Ｆを照射する。第１４図の各光検知器Ａ−Ｆ
の出力は従来形式の低雑音・凡用前段増幅器１５０へ接
続されている。増幅器１５０の出力は、光検知器からの
信号Ｊを標準ΠＬ論理回路に適合させるようにするため
、それをバイナリ信号に変換する従来形式の閾値知波器
／ドライバである閾値増幅器１５２に送られる。ゲート
信号はライン１５４を介して、前述したようにＬＥＤｌ
２４がパルスされる間中でｉのみ読取りができるように
各閾値増幅器１５２に供給されて、浮遊光の読取りや読
取エラーを除去するようにする。各閾値増幅器１５２か
らの出力１５６は、クレジット・カード３０からの読取
データを利用する現金支払機又は類似するシステム′の
ような利用装置１５８へ供給される。別に設けられてい
る磁気読取ヘッド１６０（第１図）はカード３０上の磁
気トラック４６を読取ることに使用される。磁気トラッ
ク４６から読取られた出力データの必要部分が光学格子
３６から得られたデータと利用装置内で比較され、前述
の特公昭５９−２１０７１号で述べているように読取ら
れたカード３０の安全検査を行なう。条片３８の複合回
折格子３６はその条片の反射性アルミニューム層の面に
形成されるようにする。

この複合回折格子３６は従来の浮き彫り方式を用いて条
片３８上に形成することができる。格子を製造するため
の簡単な格子マスターは従来の方式によつて作ることが
できる。又一方、その格子マスターはこの特許出願と同
一譲受人へ譲渡さ ・れた特許出願である特願昭５１−
１０６３５８号て説明する方式で製造することもできる
。〔発明の効果〕 以上の説明かられかるように、クレジット・カード等を
読取る光学読取装置にこの発明による光学装置を使用す
ることによつて、クレジット・カードが一定の範囲内で
いかに傾き、位置が上下にずれても、クレジット・カー
ドからの反射光が常に特定の光検知器を照射するように
したため、非常に簡単な装置で非常に信頼性のある光学
読取りを行いうるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は光源装置と格子平面と光学結像装置とカード移
送装置と光検知装置とから成り、この発明の原理にもと
づき構成された読取装置の断面−図、第２図は読取装置
の光検知装置の位置を示す拡大説明図、第３図は、第１
データを光学又は回折格子の形式て所有し、第２データ
を磁気記録の形式で所有するクレジット・カードの拡大
斜視図、第４図は回折格子を所有し、第１図に示した．
クレジット・カードに使用される反射性プラスチック材
料から成る条片の拡大斜視図、第５図は、読取られる回
折格子が光軸の方向に沿つて格子平面から移動したとき
に、回折ビームがどのように光検知器から外ねるかを表
わした光学格子読取装町置の概略図、第６図は光検知器
に到達する光レベルを最高にするような光学結像システ
ムを使用した読取装置の概略図、第７図は格子が格子平
面から外れた場合でも読取装置が光学格子を読取可能に
するために大口径照準レンズを使用した読取装置の概略
図、第８図は第０次回折ビームと第１次回折ビームとの
間の関係を説明した概略図、第９図は読取装置にある格
子平面の光学格子のわづかな傾きによつて、回折ビーム
が光検知器から外れることを説明した概略図、第１０図
は、第０次反射ビームを再び光学格子に反射させるよう
にした凹レンズ装置を使用することによつて、光学格子
が格子平面から傾き又は外れている場合てもその回折ビ
ームが光検知器に到達することができるようにしたこの
発明の原理による読取装置の概略図、第１１図は第１０
図同様、格子平面に対する光学格子の傾きと移動の総合
効果がこの発明による読取装置によつていかに読取可能
となるかを表わした概略図、第１２図は第１図に表わし
たクレジット・カードに使用される特定のコード配列を
表わした図表、第１３図は第１２図に表わしたコード配
列に使用される格子パターンを表わした図、第１４図は
読取装置に使用される回路表わしたブロック線図である
。 ２０・・・・・・光学読取装置、２２・・・・・・光源
装置、２４・・・・・・光学結像装置、２６・・・・・
・光軸、２８・・・・・・格子平面、３０・・・・・・
クレジット・カード、３２・・・・・・カード移送装置
、３４・・・・・・光検知装置、３６・・・・・・光学
格子、３８・・・・・・条片、４８，５０，５２・・・
・・・回折格子、６４，７２，９０・・・・・・光軸、
６０，６９，８４・・・・・・光源、６２，７０，８６
・・ルンズ装置、５８，７４，８８・・・・・・回折格
子、１口４・・・・・・レンズ、１０６・・・・・・凹
面鏡、１１０・・・・・・光検知器、１５０・・・・・
・前段増幅器、１５２・・・・・・閾値増幅器、１５８
・・・・・・利用装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 読取装置内の格子平面に沿つた光学格子をもつ記録
   媒体を案内するフレーム手段と、光源手段と、 前記格子平面に対した直角な光軸に沿つた前記光源手段
   からの光を導くための光学手段と、前記記録媒体の前記
   光学格子を前記光軸に対して相対的に移動させる移送手
   段と、前記フレーム手段に設けられ、前記光軸に対して
   相対的に移動する記録媒体上の前記光学格子から所定の
   次数の回折ビームを受光する光検知手段とから成り、前
   記光学手段は曲率半径の中心が前記格子平面を通る前記
   光軸上にあり該光軸の位置に孔を有する球状の鏡面を含
   み、前記記録媒体が前記格子平面から僅かにずれたとき
   でも前記光学格子から反射し前記光軸からずれた第０次
   ビームを再び前記格子平面に向けてそこから回折した所
   定の次数の回折ビームを前記光検知手段で検知なしうる
   ようにした光案内手段を含む記録媒体の光学格子を読取
   る光学読取装置。 ２ 読取手段と、 ６ビットから成る２ビット符号化方式に従つて選ばれた
   コードに対応するようにライン・ピッチと傾斜角度とを
   異にする複数の複合反射光学格子を有する記録媒体とを
   含み、前記読取手段は、 フレーム手段によつて規定された格子平面と、放射エネ
   ルギ源手段と、前記放射エネルギ源手段からのエネルギ
   を光軸に沿つて前記格子平面に導く光学手段と、前記記
   録媒体の前記複合反射光学格子を前記光軸に対して相対
   移動させる手段と、前記読取手段の前記光軸を中心とし
   て１８０度以内に分離配置され、前記格子平面に置かれ
   た前記複合反射光学格子からの所定の次数の回折ビーム
   を受光した前記選ばれたコードに対応する電気信号に変
   換する複数の光検知器を含む光検知手段とから成り、前
   記光学手段は曲率半径の中心が前記格子平面を通る前記
   光軸上にあり該光軸の位置に孔を有する球状の鏡面を含
   み、前記記録媒体が前記格子平面から僅かにずれたとき
   でも前記光学格子から反射し前記光軸からずれた第０次
   ビームを再び前記格子平面に向けてそこから回折した所
   定の次数の回折ビームを前記光検知手段で検知なしうる
   ようにした光案内手段を含む光学検証システム。