TW200809653A - Method and device for reading information optically - Google Patents

Description

200809653 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 . 本發明是有關於一種新穎型式之資訊載體，資訊是以 - 繞射之結構被儲存於其上。根據本發明之該資訊載體可藉 5 由手動拖曳通過一讀取裝置而被讀取。 【先前技術】 以塑膠卡作為資訊載體於現今是極其普遍的。藉由機 ⑩ 器增加資料處理之結果，使得一個人通常擁有一系列之塑 10 膠卡用以證明自己之身份。可被提及之例為公司識別卡、 醫療保險卡、信用卡、歐洲貨幣支票及現金卡。 特別廣泛使用的是ID-ι格式，其被記述於ISO/IEC 7810標準中（”信用卡格式”）。該格式具有一方便之尺寸 並且能被收納於錢包中。已有許多讀卡機是基於這種格 15 式。 機器可讀之資訊可以不同之方法儲存於塑膠卡上。例 ® 如，以光學可讀文字之形式（〇CR=光學文字辨識系統)被以 光學方式儲存，條碼或矩陣碼儲存，以磁條的方式被磁性 地儲存或以電性地儲存於一晶片中。然而，前述之儲存方 20 法僅能允許儲存幾位元組（OCR)至幾千位元組（chip)。現今 已藉由光學記憶卡達到塑膠卡之最大儲存容量。 在 W08808120(A1)及 EP0231351(A1)中，光學儲存卡 被描述為以拍攝的方式將資料曝光於被施加在塑膠卡之 一銀鹽片上。該資料可以雷射撰寫與讀取。在 5 200809653 5 10 15 20 W08808120(A1)中，一裝置被描述為膠片可藉由該裝置而 被撰寫與讀取。該資料以資料點之形式被數位化地呈現。 该資料點在與周圍環境比較時展現一不同之反射率，且以 這種方式該資料點能藉由雷射光束或光偵測器而被讀取。 仰該卡及所述之讀卡機之缺點為相對於讀取光束及偵 測器，該卡必須被準確地放置以能被讀取i資料。為了一 個地讀出個別資料點，該卡也必須能相對於讀取 器移動’且以這樣的方式讀取光束能準確地打 =於貝=，需要具有高放置準確度之複雜讀卡機。再 範圍度^㈣在讀置準確度之 則個^料點可能不會再被制到。置之準確度更欲集， 將卡時:就有可能為了讀取卡 料就會被讀取&」導執° *卡片破手動拖矣過時，資 的。貝取。頃取頭相對於卡片之機械定位是不需要 systerr^l^^ ^ ^ ^ ( draw~th-^ 實施用國專利第5128524 (A1)號中被描述。 、 用U讀取儲存於塑膠卡之眘袓♦主缸上 面:ί:Γ與條碼來說是可 手動卡片導組量)士是如此低，使得其相㈣ 頭的定位是!;娜兒，該儲存媒體相對於讀取 如上所述之光學記憶卡，其資料結構較小。因此該卡 6 200809653 相對於讀取頭之手動定位一般來說將不再可行。 然而，理想的是能夠藉由可手動操作之一卡片拖曳通 - 過系統之輔助，讀取較磁條或條碼具有較高儲存容量之光 * 學記憶卡。 5 手動卡片導引之優點為，第一，由於使用者不須放下 卡片而能提高整個讀取過程之速度，對於使用者有更高之 便利性，第二，由於該裝置可能省去昂貴之機械定位花費 φ 且可有較大之不平整度，因此該裝置之生產成本較低。 10 【發明内容】 因此目的在提供一光學記憶卡，其能藉由一手動操作 之卡片拖曳通過系統的辅助而被讀取。 令人驚喜的是，可發現藉由如下所述根據本發明之光 學記憶卡該目的已被實現。 15 特別的是，根據本發明之光學記憶卡在以手動拖曳通 過一卡片導執時可被讀取，即使代表在儲存媒體中之資料 結構小於當該卡片被手動拖曳通過時之定位準確度。 再者，根據本發明之光學記憶卡具有較先前技術所知 之記憶卡更高之儲存容量。 20 可藉由資訊載體之方法來實現這項技術，特別是光學 記憶卡，資料是以傅立葉全像片之形式儲存於其上。這種 資訊載體形成本發明之第一主題内容。 【實施方式】 200809653 在一實施例中，被讀取之資訊（資料）是以傅立葉全 像片之形式呈現於一平面資訊載體上，例如一塑膠卡。 適合用於全像片之儲存媒體為所有傳統的且被熟知 此技藝者所知可產生一平面之材質。於此之例為聚合物、 5 金屬、紙、紡織品、塗層、陶器材料等等，藉由壓紋、# 刻、光學微影、花岗微影、剝離或切割之方法將該全像結 構引入其中。合成材質，是由上述材質所結合而成，亦是 φ 可想像的。 其中一例為，一被金屬膠片施加其上之聚合物膠片。 10 以光敏材質或含有光敏成分之合成材質的情形來說，該全 像結構亦可藉由光線之使用而引入（銀鹽片，以光學可編 碼之聚合物所製得之膠片等等）。 被理解為一資訊載體之一平面資訊載體，其具有一實 質地大過資訊載體本身之曲率半徑。這種平面資訊載體 15 為，例如，一在錢包中已被折彎之信用卡，因此使得其具 有3公尺之曲率半徑，然而該信用卡本身僅約8公分長、 ® 5公分寬。 在這種情況下用於全像片之儲存媒體，可以是資訊載 體本身之一部分，也可以僅是牢固地連接於該資訊載體。 20 該全像片可以反射或穿透之方式被讀取。最好是以反 射之方式讀取。於此端需要一光反射面，全像片被施加於 其上或全像片被引入於其中。 該資訊載體最好是平滑的，也就是說其粗糖度應小於 該全像結構。該粗糙度可被測定，例如，藉由探測之方法 8 200809653 (量測儀器：kla Λ1 , iencor Alpha step 500 ;量測方 法：MM-40001 )。該矣 r t ^ ^ 表面粗板度朿好小於Ra=l〇微米。 被以全像術儲存欠异 B ^ 0 许之貝枓取好疋以光亮度值之二維分 王 /不及之〜例為被明定於ISO/IEC 16022中之 資料矩陣碼。

ίο

20 >在將這種資料錯存為傅立葉全像片時，該物體之物理 党度分佈被以角度之形式編碼於傅立葉全像片。此將說明 於第1圖中：在以準直雷射光束⑺照射傅立葉全像片⑺ 期間’该光束會在全像片上以不同角度繞射。 傅立葉全像片為已知且其特性被敘述於，例如，在Ρ. Hanharan, Basics 〇f Holograph, Cambridge University Press，2002,第 8 至 i〇 頁。 藉力於傅立葉光學元件，該角度可再被導回位置資訊 中（第1圖及第2圖（圖2(a)〜圖2(c))):繞射於相 同角度之光束藉由傅立葉透鏡（5)被聚焦於同一點。繞 射於不同角度之光束藉由傅立葉透鏡被聚焦於不同點。 该點可被成像在一偵測器上，例如一攝像機，且因此 能作進一步電子式處理。 當傅立葉全像片與傅立葉光學元件結合時的一個重 要4寸性為，如果該全像片被移動於入射雷射光束之直角上 時，成像於偵測器上之點就不會移開。只有在偵測器上之 影像強度會改變。此被說明於第2圖：如果傅立葉全像片 (2 )被移動通過讀取器（7 )，則當該讀取光束一擊中部 分全像片時，一影像就會出現在偵測器上。該影像之強度 9 200809653 (亮度）將一直提南直到該讀取光束照射整個全像片’旅 且在讀取光束不再照射該全像片時再度遞減為零。 5 10 15 20 令人驚喜的是，已被證實當資訊載體被相對於一入射 雷射光束移置時，也就是說，例如，被手動移過一導軌’ 該效應就能被使用於讀取被以一傅立葉全像片之形式儲 存於一平面資訊載體之資訊。 如果該全像片僅部份地藉由讀取光點被登錄，則該影 像將會比整個全像片被讀取光點登錄的情形暗且較不銳 利。於此’可被簡單地下結論為’為了在讀取過程中盡可 月匕使更多全像片區域能被讀取光點登錄，農配一讀取光點 使其大於全像片是有特別益處的。然而，這並非實際情 形。如果讀取光點大過全像片，則沒有全像片之資訊 部份也將—直被照射。結果’少數的光束被偏折於全像 片，因此亮度降低。另外，由於照射該全像片外之次 體導致的散射效果將會增加偵測器之背景雜訊。貝°戟 令人鳶吾的是，已經發現在全像片照射期 士 取光點小於全像片則成像雜會特 :’右該讀 適合為全像片大小的0.9至f心取先點特別 如果數個具有相同内容之全像片被直接 可達到特別好的成像特性。特別適合的是，2在 :有相同内容之全像片被直接地相互放在 ^ 形成一被放大的全像片。 I亚因 Λ傅立葉全像片之幾何形狀適合被匹 ^ 點之輪廓。作為讀取光束之光源之傳統雷射會產^ = 10 200809653 點，於其中強度會由内往外遞減。 成一將：個具有相同内容之全像片組敬在-起而形 仿二之王像片，則可得到特別好的影像，而其中僅有 5 10 15 或橢_且稍微大於讀 的 被施加於資訊載體，如第4 又曰 m 4岡m # 所不（第4圖⑻〜第4圖⑷》 ΓΓ::Π 全像片，於第4圖⑻中其成為四 中口 ’二::固相同之全像片被排置成-矩形。於第4圖⑹ ^ 0像#独讀衫點之形狀如。為了有更 -的=’於f 4圖中該各別之全像片被以黑色框邊表 不，然而，這貫際上並不會發生。 該全像片之直徑適合於〇1〜5釐米之尺寸。 本發明更進一步之主題内容為，根據本發明之用於續 取光學記憶卡之一裝置。 月之用於靖 …如此之裝置包含-作為讀取光束之光源，傅立葉 =件’ -光㈣◎及-導引裝置，該導引裝置會於讀取操 作之移動顧將資訊㈣對準於讀料束及光制器，特 別是當該資訊麵被钱拖《_魏置時。#該資訊載 體被沿著第三空間方向軸時，科料將資訊載體之移 動限制在兩個空間維度。該資訊載體為，例如，被手動地 移動通過該導引且在此過程中該f訊載體會被一光束昭 射。該光束被繞射於該資訊載體之傅立葉全像片，且該繞 射光束藉由傅立葉光學元件被成像於一偵測器上，該光學 訊號於此處被轉換成電子訊號。 子 藉由使用根據本發明之裝置，根據本發明之光學記憶 20 200809653 卡可被以穿透及/或反射之方式讀取。 如此裝置之一實施例之例為’以此裝置記憶卡可被以 反射方式讀取，說明於第3圖。其包含兩導引軌（1〇及n)， 而資訊載體被以手動地移動於其間。該導引軌之一（此為 5 具有一滾同（12) ’其被一壓力彈黃（13)箝住並在資訊^ 體被手動拖曳通過時，對資訊載體施壓使其靠到另一導引 軌（此為11)。邊滾同有些许傾斜，使得當一資訊载體被拖 Φ 曳通過時會被自動地往下壓。因此，當被手動拖過時，該 資訊載體會被施壓而靠到一執（此為11)及該導引之底 10 部。因此，三個可能空間方向中的兩個被限制。該資訊載 體沿著第三空間方向被移動，平行於導引執1 〇及丨i。 在此過程中，資訊載體掃過一讀取光束（7)，該讀取 光束為穿過一於導引軌（此為11)内之孔洞（16)而入射。該 孔洞（16)被安排在位於資訊載體（1)中之全像片（2)水 15 平南度上。在相同的高度，一溝槽（15 )被適當地銑入於 φ 面對全像片且一孔洞位於其中之轨中，該溝槽能避免位於 資訊載體上之全像片被反覆拖髮通過導引時的逐步刮傷。 一偵測器（14)被適當地插入該導引並且偵測_資訊 載體是否移動通過。例如，可以使用一叉狀光障，其光 20 會被資訊載體中斷。來自光障之光束中斷可被用來作為讀 取光束（3 )及偵測器（攝影機）（6 )之一觸發器。一旦 該光障被中斷，讀取光束就會被切換打開且攝像機上之^ 像會被評估。 / 也可能是’以㈣於讀取光束之-預狀時間延遲將 12 200809653 攝影機切換打開。 同樣可能的是使用數個光障。 也可能的是，數個全像片一個接著一個被讀取。該此 5 10 15 20 全像片被配置在位於-水平高度之資訊載體上，沿著儲ς 媒體（17)中之一線（9)。 者儲存 在數個全像片的情形中，該數個全像片被沿著一線置 二而=被用於—資訊载體上’可想像的 片夕卜，亦插人標記到資簡體且/或儲存媒 = =如^及，或讀取光束之-觸發器之功能。在I; 能的田。新的全像片破成像時發出訊號給攝影機是簡單 r用：外味上述裝置用來作為所有形式塑膠卡（銀行卡， t用卡’識別卡，等等） 本發明之主題。 之貝訊载體之卡片讀取器，亦為 (a)本2=^步之主題為—種資料傳叙方法，其包含 全像片之形式，例如__卡，以傳立茱 體以通過一包含傅立華興_ ()私動该貧訊載 導引裝置，^ it學兀件之農置、一光偵測器及一 载體對準於讀取光束及光偵測器，並且，以ifΓ :買取被儲存之資料。在讀取操作期間，該=方， 衣置之移動較佳是藉由手動拖S通過來進行。飞過5亥 平面一主題為一種資料傳遞系統，其包含至少-κ載體，例如—塑膠卡，其含有被以至少一 •葉 13 200809653 料，且至少一包含傅立葉光學元件 資訊載體對準於讀取光束及光二二= 5

10 田μ載體被手動拖曳通過該裝置。 L圖式簡單說明】 圖1顯示本發明之一示意圖。 .3 JC)顯示本發明之另一示意圖。 圖3顯不本發明之-實施例圖。 圖4 ( a)〜r 、 c)顯示本發明之傅立葉全像片圖。 15

【主要元件符號說明 代表符號 1 2 4 6 名稱 資訊载體 傅立葉全像片 具有光準直器之光源 光束分光鏡 傅立葉透鏡 债測器（攝影機） 準直光束（讀取光束） 攝影機上之影像 全像片可沿著其被儲存之線 9 20 200809653 10 導軌1 11 導軌2 12 滾筒 13 壓力彈簧 14 偵測器（叉狀光障） 15 溝槽 16 讀取光束之孔洞 17 儲存媒體 15

Claims (1)

1. 200809653 2. 5 3· 4· 10 5. 6· 15 20 申請專利範園： 種貝況載體，其特徵在於，該資訊載體含有被以一或 多個傅立葉全像片儲存之資料。 根據申％專利範圍第1項之資訊載體，其特徵在於該資 5孔载體為一平面塑膠卡。 申凊專利範圍第1或2項之資訊載體，其特徵在於 葉=7多個在同—水平高度且被沿一線配置之傅立 tfr4申請專利範圍任—項之資訊紐，其特徵在於 片固目同之傅立葉全像片被結合而形成一更大之全像 專利範㈣1或2項之f訊韻，其特徵在於 像片A於用以讀取該全像片之讀取光點。 被^專利範圍任—項之#訊賴，其特徵在於 貧訊载體之標記被利用為該讀取光束及/或 "亥偵剃裔之一觸發訊號。 用於讀取根據申料職㈣〗至 體之裝置，其包含一用於產生 “貝：貝訊載 立埜氺與-灿 貝取先束之一光源，傅 會限制該資訊載體度’該導引裝置 ，於讀取光束及光偵測器被=第：= -種用於資料傳遞之系統，其包 體，該資訊載體含有被以至少-傅立葉全像 16 200809653 料，以及至少一讀取裝置其包含傅立葉光學元件，——光 偵測器及一導引裝置，該導引裝置會於移動及讀取操作 期間將資訊載體對準於讀取光束及光偵測器，特別是當 資訊載體被手動拖良通過該裝置時。 5 9.使用根據申請專利範圍第7項之系統做為認證或進入管 控。 10. —種用於資料傳遞之方法，其包含（a)將資料儲存成一 φ 在平面資訊載體上之至少一傅立葉全像片之形式，特別 是一塑膠卡，及（b)移動該資訊載體以通過一包含傅立 10 葉光學元件之裝置，一光偵測器及一導引裝置，該導引 裝置會於資訊載體移動通過該裝置時將資訊載體對準於 讀取光束及光偵測器，並且以這種方法讀取被儲存之資 料。 11. 根據申請專利範圍第10項之方法，其特徵在於讀取操作 15 期間，該資訊載體通過該裝置之移動是藉由手動拖曳之 _ 方式進行。 17