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Vorrichtung zur Prüfung eines Datenträgers
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Zusatz zu Patent 0.. (P 25 53 81108) Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur Prüfung eines Datenträgers, der mindestens eine mittels einer Strahlung
erkennbare Markierung aufweist, insbesondere nach Patent ... ( 25 53 811.8) eines
maschinell lesbarren Datenträgers, der mindestens eine erste Markierung und eine
weitere Markierung unterschiedlicher Art aufweist, wobei mindestens eine der Markierungen
für den Menschen nicht unmittelbar wahrnehmbar ist, mit Mitteln zur Prüfung der
Selektivität der mittels der Strahlung erkennbaren Markierung.
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Das Hauptpatent betrifft zunächst einen maschinell lesbaren Datenträger
und zur Lösung der Aufgabe, die Fälschung eines derartigen Datenträgers zu erschweren,
ist vorgesehen, daß der Datenträger mindestens eine erste und eine weitere Markierung
unterschiedlicher Art aufweist, und daß mindestens eine der Markierungen für den
Menschen nicht unmittelbar wahrnehmbar ist. Bei einer Ausführungsform des Hauptpatents
ist vorgesehen, daß mindestens eine der für den Menschen nicht unmittelbar wahrnehmbaren
Markierungen durch eine mittels einer Strahlung, z03. mittels Infrarotlicht erkennbare
Markierung gebildet ist.
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Das Hauptpatent betrifft auch eine Vorrichtung zur Prüfung eines Datenträgers
der soeben beschriebenen Art, der mindestens eine durch eine Strahlung erkennbare
Markierung aufweist. Dabei ist vorgesehen, do ie Selektivität der Markierung gepriift
bzw.
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festgestellt wird, und dies erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel
des Hauptpatents mit Hilfe einer Strahlungsquelle, deren Emissionsbereich der Filtercharakteristik
der Markierung mindestens annähernd entspricht, und es wird die Intensität der von
der Markierung durchgelassenen oder auch reflektierten Strahlung gemessen und je
nachdem, ob diese Intensität in einem vorbestimmten Bereich liegt oder nicht, der
Datenträger entweder als echt akzeptiert, oder als falsch zurückgewiesenO
Die
vorliegende Erfindung gibt weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Vorrichtung
zur Prüfung eines Datenträgers, wie er oben beschrieben wurde, an.
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Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß für mindestens eine Markierung
eine Einrichtung zur getrennten Prüfung der Durchlässigkeit bei mindestens zwei
unterschiedlichen Prüfwellenlängen der Strahlung vorgesehen ist.
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Es wird hier also ein und dieselbe Markierung bei verschiedenen Wellenlängen
auf ihre Durchlässigkeit hin überprüft, und dadurch läßt sich z.B.
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auf einfache Weise feststellen, ob die Markierung eines zu prüfenden
Datenträgers, beispielsweise eines Ausweises einen Übergang zwischen einer hohen
und einer niedrigen Durchlässigkeit in ihrer Durchlässigkeitskurve innerhalb eines
vorbestimmten Wellenbereichs hat.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung eine
Strahlungsquelle auf, die im wesentlichen lediglich Strahlung mit den interessierenden
Prüfwellenlängen abgibt, und es ist für Jede Prüfwellenlänge ein Strahlungsempfänger
vorgesehen, dessen iiisgangssignal einer huswertevorrichtung zugefillirt ist. Es
kann dabei die Strahlungsquelle-auch-durch eine breitbandige Strahlungsquelle
verwirklicht
sein, der ein Filter nachgeschaltet ist, I:l?s S lediglich Strahlungsanteile mit
den gewünschten Priiflingenwellen durchläßt, bei Bedarf können auch mehrere Filter
in Serie hinterein-and und/oder parallel geschaltet werden. Es versteht sich, daß
diese Filter auch erst unmittelbar vor den Empfängern angeordnet sein können.
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Es muß dabei allerdings beachtet werden, daß jeder Empfänger im wesentlichen
nur die Strahlung einer Prüfwellenlänge auswertet; hierzu sind insbesondere dann,
wenn die von der Strahlungsquelle stammende Strahlung nicht in verschiedene, räumlich
getrennte Strahlenbündel aufgespalten ist, die jeweils nur Strahlung mit einer Prüfwellenlänge
aufweisen, und die dann getrennt voneinander den verschiedenen Empfängern zugeführt
werden, unter Umständen noch weitere Maßnahmen erforderlich, beispielsweise müssen
möglicherweise vor den einzelnen impfängern dann noch weitere Filter angeordnet
werden, die aber dann möglicherweise nicht so scharfe Trenneigenschaften aufweisen
müssen wie die oben beschriebenen Filter. Es versteht sich, daß dann, wenn die Prüfung
der Markierung mit Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge nicht gleichzeitig vorgenommen
wird, sondern zeitlich nacheinander, ein einziger Empfänger ausreichen kann, der
nacheinander die von der Markierung durchgelassenen unterschiedlichen Strahlungsanteile
feststellt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Auswertevorrichtung
mindestens eine Schwellenwertanordnung mit mindestens einem SchweLlenwert; auf,
die ein susgangssignal abgibt, wenn die von dem Strahlungsempfänger festgestellte
Strahlungsintensität innerhalb eines vorbestimmten durch den bzw.
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die Schwellenwerte definierten Bereichs liegt. Vorzugsweise ist für
Jede Prüfwellenlänge einer Markierung eine derartige Schwellenwertanordnung vorgesehen.
Liegt dann das Ausgangssignal für Jede Prüfwellenlänge in dem von der Jeweiligen
Schwellenwertanordnung vorgegebenen Bereich, so gibt die Auswertevorrichtung ein
Signal aus, das den Datenträger als echt kennzeichnet und die weitere Auswertung
ermöglichte Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß vor Beginn der weiteren
Auswertung des Datenträgers erst noch weitere durch Strahlung erkennbare Xarkierungen
auf ihre Selektivität hin überprüft werden. Es wird dann die weitere Auswertung
des Datenträgers erst dann durch ein Signal ermöglicht, wenn bei der Prüfung Jeder
einzelnen durch Strahlung erkennbaren Markierung das Ausgangs signal der diesen
Markierungen zugeordnaben Strahlungsempfänger innerhalb der vorgegebenen Bereiche
liegt. Diese Kombination der Auswertungssignale kann in einfacher Weise durch eine
U1fl)-Schaltung bewirkt werden.
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Diese Ausführungsform mit Schwellenwertanordnungen gestattet es auch,
dann, wenn nicht lediglich geprüft werden so1l, ob eine Markierung eines Datenträgers
eine vorgeschriebene Sel.ektivitat aufweist, sondern dann, wenn die ASelektivität
der Markierung unbekannt ist und ermittelt we@en-: soll, das Ergebnis dieser Ermittlung
in digitaler Form auszz1CeWen und dadurch besonders einfach weiterzuverarb@ @@@.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Ausgangssignale mindestens
zweier Strahlungsempfänger einer Vergleichsschaltung zugeführt, die ein Ausgangssignal
abgibt, wenn die Differenz der von den ßtrahlungsempfängern festgestellten Strahlungsintensitäten
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil,
daß die von den Strahlungsempfängern festgestellten Intensitäten nicht nur einzeln
für sich, sondern auch miteinander in Beziehung gesetzt, zur Prüfung des Ausweises
verwendet werden können.
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Anstatt oder neben einer Differenzbildung kann auch eine Summenbildung
der von verschiedenen Strahlungsempfängern festgestellten Intensitäten vorgesehen
sein Die soeben geschilderten Schaltungsanordnungen zur Differenzbildung oder Summenbildung
können bei einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung allein für sich vorgesehen sein,
sie können aber auch neben den oben beschriebenen Vorrichtungen vorgesehen sein,
die die von den einzelnen Strahlungsempfängern festgestellten Intensitäten jeweils
einzeln für sich auswerten.
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Eine Störungsmöglichkeit durch fremde Strahler kann in vorteilhafter
Weise dadurch ausgeschaltet werden, dz emäß einer Ausführungsform der Erfindung
die Strahlungsquellen mit einer vorgegebenen Frequenz
amplitudenmoduliert
werden, und daß dem Strahlungsempfänger eine Schaltungsanordnung nachgeschaltet
ist, die diese bestimmte Frequenz bevorzugt passieren läßt. Falls gewünsht, kann
dann eine Gleichrichtung erfolgen, so daß die weiterverarbeiteten Signale als Gleichspannungen
vorliegen.
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Die Modulation kann beispielsweise mit einer Frequenz von 10 kHz bis
20 kHz erfolgen. Zum Auswerten dieser Frequenz kann vorzugsweise ein Bandpaß verwendet
werden, es kann aber auch ausreichen, einen Hochpaß zu verwenden. Dies vor allem
dann, wenn es lediglich gilt, mögliche Störungen durch am Lichtnetz betriebene Lampen
zu verhindern; die Störfrequenz bei derartigen Lampen liegt bei 100 Hz und somit
sehr viel niedriger als die soeben genannte Modulationsfrequenz.
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Die Filter, mit denen in der oben beschriebenen Weise aus einer breitbandigen
Strahlungsquelle eine Strahlung ausgefilte$ wird, die im wesentlichen nur noch die
interessierenden Prüfwellenlängen aufweist, können vorzugsweise Interferenzfilter
sein. Durch die Auswahl der Durchlässigkeitskurve der Markierung bzw. der Markierungen
kann im Zusammenhang mit der Auswahl der Prüfwellenlängen die Funktion eines optischen
Schlüssels nachgeahmt werden, der es beispielsweise gestattet, daß das Abrufen bestimmter
Daten aus
einer Datenverarbeitungsanlage nur von den hierfür besonders
ermächtigten Personen vorgenommen werden kann, oder daß beispielsweise dann, wenn
es sich bei dem Datenträger um einen Ausweis handelt, der der bargeldlosen Begleichung
des Kaufpreises durch Belastung des Kaufpreises auf dem Konto des Ausweisin'I:abers
dient, lediglich Beträge bis zu einer vorbestimmten Höhe abgebucht werden können.
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Es ist auch möglich, mehrere Strahlungsquellen vorzusehen, die unterschiedliche
Spektralbereiche aufweisen, und denen möglicherweise dennoch weitere Filter nachgeschaltet
sind.
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Bei der Strahlung, für die die Markierung selektiv ist, kann es sich
um jede beliebige Art von Strahlung handeln, bevorzugt werden jedoch Strahlungen,
die für den Menschen nicht unmittelbar wahrnehmbar sind, beispielsweise W-Licht
oder IR-Licht. Es ist aber auch
möglich, sichtbares Licht zu verwenden,
denn man kann verschiedene Filter so ausbilden, daß sie unterschiedlich spektrale
Durchlässigkeitskurven aufweisen, aber dennoch dem menschlichen Auge in der gleichen
Farbe und Durchlässigkeit erscheinen0 Auch hier können die unterschiedlichen Eigenschaften
der Markierungen von Unbefugten nur durch komplizierte Untersuchungen festgestellt
werden, wodurch ebenfalls eine Fälschung eines mit einer derartigen Markierung versehenen
Datenträgers zumindest erschwert und verzögert wird.
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Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung auch fiir Datenträger
verwendbar ist, die nicht mehrere Arten von unterschiedlichen Markierungen aufweisen0
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche
Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln
fiir sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der
Erfindung verwirklicht sein. Es teigen Fig. 1 die Ansicht einer Ausweiskarte mit
einer IR-Markierung als erster Markierung und einer elektrisch ablesbaren weiteren
Markierung entsprechend dem Schnitt I-I in Fig0 2,
Fig. 2 einen
Schnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 das Schema einer erfindungagemäflen
Vorrichtung zum Prüfen eines Datenträgers, der eine IR-Markierung aufweist, und
Fig. 4 die Emissions- und Filterkurven der Vorrichtung nach Fig. 3.
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Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte im wesentlichen rechteckige Ausweiskarte
11 weist Abmessungen von etwa 10 cm Länge, 7 cm Breite und 0,5 mm Dicke auf. Es
sind auch andere Abmessungen möglich, beiapielsweise Größen, wie sie bei Scheckkarten
verwendet werden, die eine Länge von etwa 8,5 cm und eine Breite von etwa 5,5 cm
aufweisen. Die Ausweiskarte 11 weist zwei Kunststoffschichten 12 und 13 gleicher
Größe auf, zwischen denen eine dünne Aluminiumfolie 14 von rechteckiger Gestalt
uns zwei Infrarotfilteranordnungen 15 und 16 angeordnet sind. Die Infrarotfilteranordnungen
15 und 16 befinden sich dabei in der Nähe der Schmalseiten 17 der Ausweiskarte 11
außerhalb des Bereichs der A miniumfolie 14. Zwischen den Kunststoffschichten 12
und 13 ist noch ein lediglich in Fig. 1 gestrichelt angedeutetes Papierblatt 18
eingelegt, das die Aluminiumfolie 14 vollständig überdeckt, die Infrarotfilteranordnungen
15 und 16 aber frei lißt. Dieses Papierblatt 18 trägt Angaben über den Ausweis inhaber.
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I,n der Aluminiumfolie 14 sind in spaltenförmiger Anordnung Aussparungen
20 vorgesehen, die insgesart eine elektrisch ablesbare Markierung bilden.
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Zum Ablesen wird die Ausweiskarte 11 in ein Ablesegerät gesteckt,
das auf der einen Seite der Ausweisliarte eine Anordnung von 4 x 8 Seilen aufweist,
die so angeordnet sind, daß sie sich jeweils über dem möglichen Ort einer Aussparung
20 befinden.
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Auf der anderen Seite der Ausweiskarte sind in der gleichen Anordnung
und in einem sehr kleinen Abstand, nur durch die Ausweiskarte 11 getrennt, Lesespulen
angeordnet. Durch die erstgenannten Spulen wird ein Stromstoß geschickt, und dieser
Stromstoß induziert am Ort einer Aussparung 20 in der gegenüberliegenden Lesespule
eine Spannung, die zum Ablesen benutzt wird. Dort, wo sich keine Aussparung 20 befindet,
induziert der Stromstoß in der erstgenannten Spule lediglich einen Wirbelstrom in
der Aluminiumschicht 14, wod;lrverhindert wird, daß in der zugehörigen Lesespule
eine Spannung induziert werden kann. Außerdem weist das Ablesegerät eine Prüfvorrichtung
auf, die noch beschrieben wird.
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Um zu verhindern, daß die Aussparungen 20 auf einfache Weise erkannt
werden können, ist die untere Kunststoffschicht 13 undurchsichtig, wogegen die obere
Kunststoffschicht 12 durchsichtig ist, damit
die auf dem Papierblatt
18 vorhandenen Informationen mit dem t.uge erkannt werden können Die Infrarotfilteranordnung
15 weist drei IR-Filter 22, 23 und 24 auf, und die Infra@ filteranordnung 16 weist
zwei IR-Filter 25 uns 26 auf, die im Ausführungsbeispiel in jeweils einem von zwei
unterschiedlichen Infraroti-!ellenlängenbereichen durchlässig sind; es handelt s
i ch dabei um die Wellenlängenbereiche 0,75 µ bis 0,8µ und 0,9 µ bis 1,1 µo. Die
durch die unterschiedlich Tnfrarotselektivität der Filter 22 bis 26 gegebene Codierung
kann unabhängig von der in der Aluminiumfolie 14 enthaltenen Information send, sie
kann aber auch von dieser Information ab@@ngig sein.
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In Fig. 2 ist die Dicke der einzelnen Teile der Ausweiskarte 11, insbesondere
die Dicke der Filteranordnungen und der Aluminiumfolie 14 sehr stark übertrieben
dargestellt, um eine deutliche Darfltel-und überhaupt zu ermöglichen. Die Filter
15 und 16 und die Aluminiumfolie 14 können sehr dünn sein, beispielsweise 0,05 mm,
so daß sie ohne weiteres zwischen den Kunststoffschichten 12 und 13, die über die
soeben genannten Teile etwas hinausragen, eingeschweißt werden können0 Das in Fig.
3 lediglich mit seinem der Erkennung der IR-Markierungen dienenden Teil dargestellte
Prüfgerät für einen Datenträger, zoBo einen Ausweis
gemäß Fig.
1 und 2, weist einen Sender 40 mit einer nicht dargestellten, Infrarotlicht in einem
breiten Wellenlängenbereich emittierenden Strahlungsquelle, beispielsweise einer
Glühlampe, auf. Die Intensität der ausgesandten IR-Strahlung 41 wird durch einen
Modulator 42 mit einer Frequenz von 10 kRz moduliert.
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Die IR-Strahlung 41 passiert drei parallel nebeneinander angeor(lnete
Jlter 43, 44 und 45, die jeweils für den Wellenlängenbereich 0,75 #bis 0,8 # , 0,8#
bis 0,9# und 0,98 bis 1,1 8durchlässig sind, Anschließend gelangt die IR-Strahlung
zu der für Infrarotlicht selektiven Markierlmg des Ausweises, es soll sich hierbei
um die Markierung 22 des Ausweises nach Fig. 1 handeln. Diese IR-Markierung 22 ist
im Fig. 3 der einfacheren Darstellung wegen sehr viel größer gezeigt als in Fig.
1. Sollten die räumlichen Abmessungen des Senders 40 und der nebeneinander angeordneten
Filter 43 bis 45 größer sein als die Markierung 22, so ist es mit einfachen optischen
Mitteln möglich, die die Filter 43 bis 45 verlassende IR-Strahlung durch die Markierung
22 zu leiten und anschließend wieder getrennt den Empfängern 46, 47 und 48 zuzuleiten.
Diese Empfänger sind im ganzen IR-Bereich empfindlich und setzen die empfangene
IR-Strahlung in eine Spannung um. Die Ausgangsspannung des Empfängers 46 wird über
einen Bandpaß 49, der lediglich eine Frequenz von 10 kHz passieren läßt, so daß
Störungen durch Fremdlichtquellen unterdrückt werden, einem Demodulator 50 zugeführt,
der die ihm zugeführte Spannung in eine Gleichspannung verwandelt Diese wird einem
hochgenauen Verstärker 51 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Eingang eines Komparators
52 verbunden ist. Der andere Eingang des Komparators 52 ist mit dem Ausgang eines
programmierbaren Sollwertgebers 53 verbunden, der es gestattet, je zwei wählbare
unterschiedliche Spannungen an de Eingang des Komparators 52 anzulegen.
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&ur d.ann, wenn die vom Verstärker 51 dem Komparator 52 zugeführte
Spannung inrerhalb der beiden Spannungswerte des ollwertgebers 53 liegt, gibt der
Komparator 52 an seino Ausgang ein Signal an eine Freigabeeinrichtung 54 aus Die
Ausgänge der Empfänger 47 und 48 sind jeweils ebenfalls mit; einer Schaltzmgsanordnung
verbunden, die einen Bandpaß, einen Demodulator, einen Verstärker, einen Komparator
und einen Sollwertgeber aufweist; diese Schaltungsanordnungen sind der Einfachheit
halber in der Zeichnung der Fig. 3 zu einem Kasten 55 bzw. 56 zusammengefaßt. Die
Ausgänge der Schaltungsanordnungen 5; und 56 sind ebenfalls zu Eingängen der Freigabeeinrichtung
54 geführt. Nur dann, wenn auf allen Leitungen, die zur Freigabeeinrichtung 54 führen,
ein Signal vorliegt, gibt die Freigabeeinrichtung 54 an ihrem Ausgang ein Signal
aus, das die weitere Auswertung des Datenträgers zuläßt. Daß die weitere Auswertung
des Ausweises 11 erst dann erfolgen kann, wenn die übrigen Markierungen 23, 24 25
und 26 ausgewertet sind, ist in der Fig. 3 nicht berücksichtigt. Wenn die Auswertung
dieser Markierungen gleichzeitig erfolgen soll, so kann dies dadurch verwirklicht
sein, daß für jede der übrigen Markierungen 23 bis 26 eine Vorrichtung wie in Fig.
3, Jedoch ohne die Freigabeeinrichtung 54, vorgesehen ist, und daß die Ausgangsleitungen
sämtlicher Komparatoren dieser weiteren Vorrichtungen zu weiteren Eingängen der
Freigabeeinrichtung 54 geführt sind;
diese Freigabeeinrichtung
gibt in diesem Falle nur dann ein ie weitere Auswertung des Ausweises gestattendes
Si@@@l ab, Trenn sie von sämtlichen Komparatoren enn Signal erhäl Im A1lsführungsbeispiel
soll angenommen werden, daß ein Ausweis 11 nur dann als echt erkannt werden kann,
wenn die IR-Earkierung im Bereich von 0,75 bis 0,8 Aurchlässig ist; in einem derartigen
Fall läßt demnach die Markierung 22 die ihr durch das Filter 43 zugeführte Strahlung
nahezu ungeschwächt zum Empfänger 46 durch, die vom Fi.lter 45 kommende Strahlung
wird dagegen völlig unterdrückt und gelangt nicht zum Empfänger 48, und die vom
Filter 44 kommende Strahlung wird möglicherweise, weil die Durchlaßbereiche der
Filter 43 bis 45 dicht aneinander angrenzen, noch in ganz geringfügigem Maße durchgelassen.
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Um die Markierung 22 als zu einem echten Ausweis gehörig zu identifizieren,
ist es daher erforderlich, den Sollwertgeber 53 so einzustellen, daß der Komparator
52 lediglich dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn vom Verstärker 51 eine verhältnismäßig
hohe Spannung dem Komparator 52 zugeführ wird. Dagegen wird der im Kasten 55 angeordnete
Sollwertgeber so eingestellt, daß ein Ausgangssignal an die Freigabeeinrichtung
54 nur dann abgegeben wird, wenn die dem Empfänger 47 zugeführte Strahlungsintensität
eine vorbestimmte verhältnismäßig niedrig liegende Schwelle nicht überschreitet,
und der Sollwertgeber im Kasten 56 ist auf eine noch niedriger liegende Schwelle
eingestellt, die ebenfalls
nicht überschritten werden darf, damit
die Freigabeeinrichtung 54 ein Signal erhält. Sollte mit dei In Fig. 3 gezeigten
Vorrichtung dagegen eine IR-Markierung erkannt werden, die im Wellenlängenbereich
von et-wa 0,9 # bis 1,1 8 durchlässig ist, so kann der im Kasten 55 angeordnete
Sollwertgeber unverändert bleiben, dagegen ist der oollwertgeber 53, wie vorher
der im Kasten 56 angeordnete Sollwertgeber, auf eine sehr niedrige Schwelle eingestellt,
die nicht überschritten werden darf, und der im Kasten56 angeordnete Sollwertgeber
ist auf eine verhältnismäßig hohe schwelle eingestellt, die überschritten werde..
muß, damit der Freigabeeinrichtung 54 ein Signal zugeführt wird.
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In Fig. 4 ist schematisch mit einer ausgezogenen L@nie die ismissionskurve
des Senders 40 dargestellt, und mit gestrichelten Linien die Durchlaßkurve der Filter
43, 44 und 45.
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Die Empfänger 46, 47 und 48 sind, wie bereits angegeben, in einem
verhaltnismäßig breiten Frequenzbereich empfindlich.
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Anstatt einem breitbandigen Sender 40 mit Filtern 43 bis 45 zu verwenden,
könnten auch im Sender 40 drei Leuchtdioden angeordnet sein, die IR-Strahlung in
den Bereichen 0,75 r bis 0,8 # , 0,8 #bis c,9 # und 0,9 # bis 1,1 # abgeben.
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Die früfvorrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß sie anstatt
voi ,Strahlung, die von TR-Markierungen durchgelassen wird, reflektierte Strahlung
auswertet.