DE3784142T2

DE3784142T2 - Pruefung eines artikels.

Info

Publication number: DE3784142T2
Application number: DE8787902595T
Authority: DE
Inventors: Michael A West
Original assignee: MAZZUCCHELLI 1849 SpA
Current assignee: MAZZUCCHELLI 1849 SpA
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1993-06-03
Anticipated expiration: 2007-04-08
Also published as: GB8612693D0; WO1987007415A1; GB2190996A; ATE85717T1; EP0268602B1; US4908516A; GB2190996B; DE3784142D1; EP0268602A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bestätigung oder Verifikation eines Sicherheitsdokumentes oder -artikels, z. B. einer Karte, wie eine Kreditkarte, eine Ausweiskarte, eine Telefonkarte, eine Stechuhrenkarte oder Zugriffs- oder Zugangskontrollkarte, mit Informationen, die auf einem Magnetstreifen aufgezeichnet sind, der auf der Oberfläche des Dokuments oder Artikels angeordnet ist.
Plastikkarten, wie Kreditkarten, Ausweiskarten, Telefonkarten, Stechuhrenkarten oder Zugriffs- oder Zugangskontrollkarten, mit Informationen, die auf einem Magnetstreifen aufgezeichnet sind, der auf der Oberfläche des Dokuments oder Artikels angeordnet ist, sind bekannt. Die Karte besteht im allgemeinen aus PVC-Schichten, und der Magnetstreifen ist auf die Oberfläche einer Seite der Karte aufgeklebt. Der Magnetstreifen ist gewöhnlich nicht von einer äußeren PVC-Laminat- Schicht abgedeckt. Folglich ist es Fälschern durch feinfühliges Entfernen des Magnetstreifens von den Karten und Aufkleben des Streifens auf eine gefälschte Karte, die falsche Kennzeichnungen trägt, möglich gewesen, solche Karten zu fälschen. Daher ist die Sicherheit solcher Magnetstreifenkarten gering.
Sogenannte Magnetwippen- oder -schwengelleser ("magnetic swipe readers") sind auch zur Verwendung zum Lesen der magnetischen Informationen bekannt, die auf dem Magnetstreifen gespeichert sind (gewöhnlich auf einer von vier Spuren). Solche Magnetwippenleser enthalten einen Schlitz mit einem darin auf einer Seite angeordneten magnetischen Detektionskopf. Die Karte wird durch den Schlitz geführt und der Magnetstreifen passiert den magnetischen Detektionskopf, der die auf dem Magnetstreifen gespeicherten magnetischen Informationen liest. Jedoch ist aus den oben diskutierten Gründen die Sicherheit der Magnetstreifenkarten gering, und so ist es relativ einfach für einen entschlossen Fälscher, eine gefälschte Karte mit den richtigen magnetischen Informationen darauf herzustellen, so daß er in der Lage ist, die Karte durch einen Magnetwippen- oder -schwengelleser zu führen, um auf den gewünschten Dienst oder Service zuzugreifen, ohne daß die Fälschung entdeckt wird.
Als Hintergrundinformation wird auf die folgenden Dokumente verwiesen: GB-A-2084929 beschreibt einen Datenträger, bei dem durch Messung von Permeabilität zu elektromagnetischer Strahlung die Bestätigung der Echtheit vorgesehen ist. Daten, die die Permeabilität der Karte betreffen, sind mit anderen Daten auf einem Magnetstreifen der Karte gespeichert. Der Magnetstreifen muß dann gelesen werden und die Permeabilitätsdaten müssen verarbeitet werden, bevor der Träger bestätigt werden kann.
GB-A-2095822 beschreibt einen Artikel, der eine phosphoreszierende Beschichtung hat und der durch Überprüfen der phosphoreszierenden Strahlung, mehr als einmal während ihres Abnehmens, bestätigt oder authentisiert werden kann.
US-3795805 beschreibt ein Karte, die ihre Verwendung anzeigen kann. Die Karte trägt eine Beschichtung mit einer Substanz, die in einem Zustand reflektierend ist und in einem anderen Zustand durchsichtig ist. Die Substanz ändert ihren Zustand in Abhängigkeit der Behandlung, um anzuzeigen, daß ein Teil der Karte "verbraucht" wurde.
US-A-4047033 offenbart eine Detektionstechnik, die auf der Detektion einer einzelnen Wellenlänge zum Authentisieren eines Artikels beruht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sicherheit eines Dokuments oder Artikels mit einem Magnetstreifen zu verbessern und ein Gerät und eine Methode zum Nachprüfen oder Verifizieren, ob das Dokument oder der Artikel authentisch oder echt ist oder nicht, bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Gerät zum Charakterisieren oder Identifizieren eines Artikels, der, solange er bestrahlt ist, eine Strahlung mit einem stabilen elektromagnetischen Spektrum aussendet, wobei das Gerät eine Einrichtung zur Bestrahlung des Artikels mit elektromagnetischer Strahlung, eine Einrichtung zur Detektion oder Erfassung der vom Artikel abgegebenen Strahlung aufgrund der Bestrahlung durch die Bestrahlungseinrichtung sowie eine Einrichtung zur Bestimmung umfaßt, ob die erkannte Strahlung die vorgeschriebenen Eigenschaften aufweist oder nicht, um dadurch festzustellen, ob der Artikel echt ist oder nicht, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bestimmungseinrichtung für die Integration von Werten, die für die Intensität der erkannten Strahlung bei vorgegebenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums repräsentativ sind, für die Beendigung der Integration der Werte, wenn einer der integrierten Werte eine vorgegebene Schwelle erreicht und für den Vergleich der endgültig integrierten Werte geeignet ist, um aufgrund dessen zu bestimmen, ob die integrierten Werte bei den vorgegebenen Wellenlängen mit den jeweiligen vorgeschriebenen Werten übereinstimmen oder nicht, sowie dadurch, daß das Gerät des weiteren über eine magnetische Leseeinrichtung zum Lesen von auf magnetischem auf dem Artikel angebrachten Material gespeicherten Informationen verfügt, wobei die Bestimmungseinrichtung so angeordnet ist, daß sie die Verarbeitung der von der magnetischen Leseeinrichtung gelesenen Informationen in Abhängigkeit davon steuert, ob der Artikel echt ist oder nicht.
Vorzugsweise enthalten die Mittel zur Erkennung oder Detektion der elektromagnetischen Strahlung eine Vielzahl optischer Filter, von denen jedes so angeordnet ist, daß es eine unterschiedliche Wellenlänge durchläßt, sowie eine Vielzahl von Photodetektoren, von denen jeder so angeordnet ist, daß er die gefilterte Strahlung von einem entsprechenden optischen Filter erhält.
Das Gerät kann ferner einen Artikeldetektor enthalten, der detektiert, wenn sich ein zu charakterisierender oder zu identifizierender Artikel in einer Prüfstation neben der Bestrahlungseinrichtung und der Einrichtung zur Detektion der elektromagnetischen Strahlung befindet, wobei der Artikeldetektor so betrieben werden kann, daß er eine Bestimmungseinrichtung betätigt, wenn sich der Artikel in der Prüfstation befindet.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Charakterisieren oder Identifizieren eines Artikels, der, solange er bestrahlt ist, eine Strahlung mit einem stabilen elektromagnetischen Spektrum aussendet, das folgende Schritte umfaßt:
a) Bestrahlung des Artikels mit elektromagnetischer Strahlung;
b) Erkennung oder Erfassung der vom Artikel ausgesendeten Strahlung aufgrund seiner Bestrahlung mittels der Bestrahlungseinrichtung; und
c) Prüfung oder Bestimmung, ob die detektierte Strahlung die vorgeschriebenen Eigenschaften aufweist oder nicht, um aufgrund dessen festzustellen, ob der Artikel echt ist oder nicht; dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfschritt c) folgende Schritte enthält:
i) Integration von Werten, die für die Intensität der Strahlung bei vorgegebenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums repräsentativ sind;
ii) Beendigung der Integration der Werte, wenn einer der integrierten Werte eine vorgegebene Schwelle erreicht; und
iii) Vergleichen der endgültig integrierten Werte, um aufgrund dessen festzustellen, ob die integrierten Werte bei den vorgegebenen Wellenlängen mit den entsprechenden vorgeschriebenen Werten übereinstimmen oder nicht;
und dadurch, daß das Verfahren ferner folgende Schritte beinhaltet:
d) Steuerung der Verarbeitung von auf dem magnetischen Material des Artikels gespeicherten Informationen in Abhängigkeit vom Ergebnis des Prüfschritts c), ob der Artikel echt ist oder nicht.
Bevorzugt wird die elektromagnetische Strahlung in Schritt b) durch eine Vielzahl optischer Filter, von denen jeder so ausgeführt ist, daß er eine unterschiedliche Wellenlänge durchläßt, sowie eine Vielzahl von Photodetektoren detektiert, die jeweils so angeordnet sind, daß sie die gefilterte Strahlung von einem entsprechenden optischen Filter aufnehmen.
Vorteilhafterweise ist ein Artikeldetektor angeordnet, um zu detektieren, wenn sich ein zu charakterisierender oder zu identifizierender Artikel in einer Prüfstation befindet, in der der Artikel in Schritt a) bestrahlt wird, wobei der Artikeldetektor so betrieben werden kann, daß er den Prüfschritt c) auslöst, wenn sich der Artikel in der Prüfstation befindet.
Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielsweise unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Seite eines Magnetwippen- oder -schwengellesers gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung ist;
Figur 2 eine schematische, perspektivische Ansicht von der anderen Seite des Magnetwippenlesers von Figur 1 ist;
Figur 3 ein charakteristisches Emissionsspektrum eines Leuchtmittel oder fluoreszierenden Materials zeigt;
Figur 4 den bei dem Magnetwippen- oder -schwengelleser von Figur 1 verwendeten Steuerschaltkreis zeigt; und
Figur 5 ein charakteristisches Emissionsspektrum eines Materials zeigt, das fluoreszierend und phosphoreszierend ist.
Ein Magnetwippen- oder -schwengelleser ("magnetic swipe reader") 2 enthält unter Bezugnahme auf Figuren 1 und 2 zum Lesen eines Magnetstreifens einer Plastikkarte ein längliches Kanalglied 4 mit einem U-förmigen Querschnitt und längs diesem einer schmalen länglichen Rille 6 zwischen den beiden gegenüberliegenden Beinen 8, 8' des Kanalglieds 4. Die Breite der Rille 6 ist nur wenig größer als jene der Plastikkarte, die von dem Magnetwippen- oder -schwengelleser 2 zu lesen ist, so daß die Karte im wesentlichen ohne seitliche Bewegung durch die Rille geführt werden kann. Typischerweise ist die Rille 6 2 bis 4 mm breit.
Wie den Fachleuten bekannt ist, wird eine Karte 10, die auf einer ihrer Seiten über einen in Längsrichtung orientierten Magnetstreifen 12 verfügt, z. B. manuell in einer vorbestimmten Richtung, wie durch den Pfeil A in der Zeichnungen angegeben ist, von einem Ende der Rille 6 zum anderen Ende der Rille 6 geführt. Die Karte 10 ist so orientiert, daß der Magnetstreifen 12 einer vorbestimmten Seite der Rille 6 zugewandt ist und daß die untere Kante 14 der Karte 10 entlang der Bodenfläche 16 der Rille 6 gezogen wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Magnetstreifen 12 bezüglich eines Magnetdetektionskopfes 18 korrekt orientiert ist.
Der Magnetdetektionskopf 18 ist auf der vorbestimmten Seite der Rille 6 angeordnet. Da sich die Karte 10 in Richtung A durch den Magnetwippen- oder -schwengelleser 2 hindurchbewegt, passiert der Magnetstreifen 12 den Magnetdetektionskopf 18 in einer präzisen Weise, so daß der Magnetdetektionskopf 18 die Informationen liest, die magnetisch auf dem Magnetstreifen 12 gespeichert sind. Die detektierten Informationen werden dann zum Steuern von Hilfseinrichtungen eingesetzt, wie einem Telefon, einem Zugriffs- oder Zugangssteuerungssystem, einem Bargeldausgabegerät, usw.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Magnetwippenoder -schwengelleser 2 mit weiteren Informationsdetektionsund -steuereinrichtungen versehen und die Karte 10 ist mit einem Sicherheitsmaterial versehen, das besondere optische Spektralcharakteristiken aufweist.
Die Karte 10 ist aus einem Laminat von PVC-Schichten gebildet. Wenigstens eine der PVC-Schichten weist eine homogen darin eingearbeitete organische oder unorganische Substanz mit bestimmten optischen Eigenschaften auf. Die wenigstens eine Schicht ist auf jener Seite der Karte 10 angeordnet, die nicht den Magnetstreifen 12 aufweist und ist im allgemeinen transparent für sichtbare Strahlung. Jedoch sind bei einer alternativen Anordnung die wenigstens eine Schicht und der Magnetstreifen auf derselben Seite der Karte. Bei der bevorzugten Ausführung ist die Substanz ein Leuchtmittel oder fluoreszierendes Material oder eine Mischung von fluoreszierenden Materialien, das/die durch eine oder mehrere Wellenlängen von ultravioletter Strahlung angeregt wird/werden, um ein Anregungsspektrum im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren oder auszusenden. In der folgenden Beschreibung der dargestellten Anordnung ist das Gerät eingerichtet, um die Charakteristiken des Fluoreszenz- Emissionsspektrums des Leuchtmittels in der Karte 10 zu detektieren, welches bei einer einzelnen Wellenlänge von ultravioletter Strahlung angeregt wird. Jedoch sind auch andere Anordnungen möglich und werden hieran anschließend beschrieben.
Bei dem Magnetwippen- oder -schwengelleser 2 ist eine Infrarotlicht emittierende Diode 20 (in Bewegungsrichtung der Karte) vor dem und auf derselben Seite der Rille 6 wie der Magnetdetektionskopf 18 angeordnet. Ein optischer Schalter 22, der einen infrarotempfindlichen Photodetektor (nicht gezeigt) einschließt, liegt auf der anderen Seite der Rille 6 und in gegenüberliegender Stellung zur Infrarotlicht emittierenden Diode 20, wodurch ein Strahl der Infrarotstrahlung, die von der Infrarotlicht emittierenden Diode 20 emittiert wird, vom optischen Schalter 22 empfangen wird. Die Infrarotlicht emittierende Diode 20 wird durch eine externe Stromversorgung (nicht gezeigt) betrieben. Die Infrarotlicht emittierende Diode 20 und der zugehörige optische Schalter 22 wirken oder arbeiten zusammen, um die Anwesenheit einer Karte 10 in der Rille 6 zu erkennen, sobald die Karte 10 zwischen der Infrarotlicht emittierenden Diode 20 und dem optischen Schalter 22 hindurchgeht und dadurch die Infrarotstrahlung daran hindern, auf den optischen Schalter 22 zu treffen. Das Gerät ist eingerichtet, um die Anwesenheit einer Karte in der Rille zu erkennen und die spektralen und magnetischen Charakteristiken über einen Geschwindigkeitsbereich der Karte von 12,5 cm/Sekunden bis 150 cm/Sekunden zu messen.
Eine Lampe 24, die typischerweise eine phosphorbeschichtete oder -vergütete Niederdruck-Quecksilberlampe ist, die eine Emission oder Strahlung fast ausschließlich im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums erzeugt, ist (in Bewegungsrichtung der Karte) vor dem und auf derselben Seite der Rille 6 wie der optische(n) Schalter 22 angeordnet. Die Lampe 24 ist geeignet, eine Emission mit einer Spitzen- oder Peak-Wellenlänge von zum Beispiel 254, 320 oder 366 nm zu erzeugen. Von der Lampe wird keine bedeutsame sichtbare Emission erzeugt. Die Ultraviolettstrahlung von der Lampe 24 bestrahlt die Rille 6, so daß, wenn eine Karte 10 vor der Lampe 24 durch die Rille 6 geführt wird, die Ultraviolettstrahlung auf jene Seite der Karte 10 auftrifft, welche der Lampe 24 gegenüberliegt. Bei der gezeigten Anordnung ist die Seite der Karte 10, welche die Ultraviolettstrahlung empfängt, jene Seite, die nicht den Magnetstreifen 12 aufweist. Jedoch ist bei einer alternativen Anordnung die Seite der Karte, welche vorgesehen ist, die beabsichtigte Ultraviolettstrahlung zu empfangen, jene, die den Magnetstreifen 12 aufweist.
Eine Anordnung oder ein Feld von drei Photodetektoren 26, 28, 30 ist über der Lampe 24 angebracht und jeder Photodetektor 26, 28, 30 ist geeignet, Strahlung zu detektieren, die von der Karte 10 emittiert oder ausgestrahlt wird und aus dem Einfallen von Ultraviolettstrahlung von der Lampe 24 auf die Karte 10 resultiert. Bei der dargestellten Ausführung weist die Oberfläche der Karte 10, die der Lampe 24 und den Photodetektoren 26, 28, 30 gegenüberliegt, ein darin integriertes Leuchtmittel oder Fluoreszenzmaterial auf, und zwar so, daß Strahlung, die von der Karte 10 emittiert und von den Photodetektoren 26, 28, 30 empfangen wird, Fluoreszstrahlung ist, die typischerweise im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegt. Jeder Photodetektor 26, 28, 30 hat ein entsprechendes Filter 32, 34, 36 vor sich angeordnet. Jedes Filter 32, 34, 36 ist geeignet, nur eine entsprechende spezifische Wellenlänge durchzulassen und hat einen spezifischen spektralen Durchlaßbereich, der in das Fluoreszenz-Emissionsspektrum des Leuchtmittels in der Karte 10 fällt. Die Filter 32, 34, 36 halten so jegliche Ultraviolettstrahlung davon ab, auf die Photodetektoren 26, 28, 30 zu treffen, und schränken die sichtbaren Anteile der Fluoreszenzstrahlung, die von den Photodetektoren 26, 28, 30 empfangen wird, auf entsprechende Wellenlängen und spektrale Durchlaßbereiche ein.
Figur 3 zeigt ein typisches Fluoreszenz-Emissionsspektrum eines Leuchtmittels oder fluoreszierenden Materials zur Aufnahme in der Karte 10, um von dem Magnetwippen- oder -schwengelleser 2 der gezeigten Ausführung detektiert zu werden.
Die dargestellte Ausführung ist ein Gerät zum Charakterisieren oder identifizieren einer Karte, die ein Leuchtmittel enthält, welches ein charakteristisches Emissionsspektrum liefert. Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten fluoreszierenden Materialien sind so ausgewählt, daß die Form des Wellenlängen-Intensitäts-Spektrums Merkmal des Leuchtmittels und eindeutig für das Material ist. Die von dem Leuchtmittel emittierte Strahlungsintensität wird bei ausgewählten Wellenlängen detektiert, wie jene in Figur 3 markierten A, B und C. Die relativen Intensitäten bei diesen ausgewählten Wellenlängen werden verglichen und der Vergleich kann einen Hinweis auf die Natur des zu untersuchenden Leuchtmittels oder, ob es ein besonderes Leuchtmittel ist oder nicht liefern, nach dem bei der Untersuchung gesucht wurde. Durch Vergleichen der relativen Intensitäten der ausgewählten Wellenlängen sind die erhaltenen Ergebnisse unabhängig von den Gesamtintensitätspegeln der emittierten Strahlung. Auf diese Weise können Variationen der verwendeten Anregungsstrahlung oder jegliche anderen variablen Faktoren, wie die präzise Anordnung oder Menge des Leuchtmittels oder Änderungen im verwendeten optischen Detektionssystem, Variationen der Gesamtintensität der emittierten Strahlung verursachen, aber werden keine Auswirkungen auf die relativen Größen der Intensitäten und der ausgewählten Wellenlängen haben. Die Filter 32, 34 und 36 sind Bandpaßfilter, die so ausgewählt sind, daß ihre Transmissionsfaktoren oder Durchlässigkeiten sich nicht in einem wesentlichen Maße überschneiden und das Transmissionsmaximum eines Filters ungefähr einem Maximum auf der Fluoreszenz-Emissions-Spektralkurve des Leuchtmittels entspricht, während die Transmissionsmaxima der anderen beiden Filter irgendwelchen anderen passenden Wellenlängen im Spektrum des Leuchtmittels entsprechen und vorzugsweise so gewählt sind, daß eines auf jeder Seite des Emissionsmaxiums liegt, dem ein Filter ungefähr entspricht. Dies ist in Figur 3 veranschaulicht, wobei die drei Filter ausgewählt werden können, um den Wellenlängen A, B und C jeweils zu entsprechen.
Die Photodetektoren 26, 28, 30 liefern jeder ein elektrisches Ausgangssignal, welche gemäß der Intensität der darauf einfallenden emittierten Strahlung linear im Pegel oder Level variieren. Die elektrischen Ausgänge der drei Photodetektoren 26, 28, 30 sind an einen Steuerungsschaltkreis gekoppelt, der von der in Figur 4 gezeigten Art sein kann und hieran anschließend beschrieben werden wird. Der Steuerungsschaltkreis ist eingerichtet, um das Signal von einem der Photodetektoren durch Verminderung oder Verstärkung zu modifizieren und den modifizierten Signalpegel mit den von den anderen beiden Photodetektoren erhaltenen Signalpegeln zu vergleichen. Die Ergebnisse des Vergleichs werden verwendet, um zu bestimmen, ob die zu untersuchende oder prüfende Karte 10 das korrekte Leuchtmittel oder fluoreszierende Material enthält. Solch eine Bestimmung wird dann eingesetzt, um den Magnetdetektionskopf und sein zugehöriges Steuerungssystem zu steuern.
Unter Bezugnahme auf Figur 4, wo die Lampe 24 gezeigt ist, die an einen DC/AC-Inverter 38 angeschlossen ist, beträgt die Betriebsfrequenz der Lampe von 500 bis 1000 Hz. Die drei Photodetektoren 26, 28, 30 enthalten jeder eine Photodiode und vor jeder Photodiode 26, 28, 30 ist jeweils eines der Filter 32, 34, 36 angeordnet.
Jeder Photodetektor 26, 28, 30 ist an einen jeweils einstellbaren Verstärkungsfaktor-Vorverstärker 40, 42, 44 angeschlossen. Der Ausgang oder die Ausgabe jedes Vorverstärkers 40, 42, 44 wird durch ein entsprechendes Bandpaßfilter 46, 48, 50 geführt, das mittels eines Filterabstimmungsschaltkreises 52 auf die Frequenz der Lampe 24 abgestimmt ist. Auf diese Weise werden Störsignale von Umgebungslicht (d. h. ein DC-Signal von Sonnenlicht oder ein 50 - 60 Hz Signal von künstlichen Lichtern) eliminiert. Der Ausgang oder die Ausgabe jedes Bandpaßfilters 46, 48, 50 wird dann zu einem entsprechenden Gleichrichtungsschaltkreis 54, 56, 58 weitergeleitet, der die entsprechenden Hochfrequenz-AC-Signale in DC gleichrichtet. Jeder Gleichrichtungsschaltkreis 54, 56, 58 gibt an einen Anschluß eines jeweiligen ersten Schalters 60, 62, 64 ein entsprechendes DC-Ausgangsspannungssignal 66, 68, 70 aus, das für die durch den entsprechenden Photodetektor 26, 28, 30 detektierte Intensität der Beleuchtung repräsentativ ist. In diesem besonderen Fall entspricht das Signal 66 der Intensität der in Figur 3 mit A markierten Wellenlänge, das Signal 68 entspricht der Intensität bei der Wellenlänge B und das Signal 70 entspricht der Intensität bei der Wellenlänge C. Die ersten Schalter 60, 62, 64 sind anfänglich offen.
Der andere Anschluß jedes ersten Schalters 60, 62, 64 ist an einen entsprechenden Integrationsschaltkreis 72, 74, 76 angeschlossen, von denen jeder einen Integrationsfunktionsverstärker 78, 80, 82, einen dazu parallelen Integrationskondensator 84, 86, 88 und einen zweiten Schalter 90, 92, 94 parallel zum entsprechenden Integrationskondensator 84, 86, 88 enthält. Die zweiten Schalter 90, 92, 94 sind anfänglich geschlossen.
Wenn die Karte 10 in Richtung des Pfeiles A durch die Rille 6 geführt wird, geht sie an der Lampe 24 vorbei und die führende Kante der Karte 10 unterbricht dann den Infrarotstrahl, der von der Infrarotlicht emittierenden Diode 20 zum optischen Schalter 22 emittiert oder ausgesendet wird, welcher eine Photodiode und einen zugehörigen Verstärker umfaßt. Der optische Schalter 22 wird dadurch geschaltet, um ein Signal zu einer Steuerungsvorrichtung 96 zu senden, die dazu dient, die drei Kanäle des Steuerungsschaltkreises zu ermöglichen, wobei jeder Kanal mit einem entsprechenden Photodetektor verbunden ist, wodurch bestimmt wird, ob die Karte 10 echt ist oder nicht. Die Anordnung aus der Infrarotlicht emittierende Diode 20 und dem optischen Schalter 22 ist (in Bewegungsrichtung der Karte) nach oder hinter den Photodetektoren 26, 28, 30 angeordnet, so daß die drei Kanäle immer an der gleichen Position der Karte in der Rille 6 ermöglicht werden.
Dies wird durch die Steuerungsvorrichtung 96 erreicht, die auf den Empfang des Signals vom optischen Schalter 22 aktiviert wird, um die ersten Schalter 60, 62, 64 über eine Steuerleitung 98 zu schließen und die zweiten Schalter 90, 92, 94 über eine Steuerleitung 100 zu öffnen. Die DC-Ausgangsspannungssignale 66, 68, 70 durchlaufen die entsprechenden geschlossen ersten Schalter 60, 62, 64 und werden durch statische Aufladung der entsprechenden Integrationskondensatoren 84, 86, 88 integriert. Die Ausgabe jenes Integrationsschaltkreises 72, welche der Wellenlänge A entspricht, wird längs einer Leitung 104 einem Referenzkomparator 102 zugeführt. Der Referenzkomparator 102 vergleicht die integrierte Spannung mit einer Vergleichsspannung. Wenn die integrierte Spannung die Vergleichsspannung erreicht, schickt der Referenzkomparator 102 ein Signal längs Leitung 105 an die Steuerungsvorrichtung 96, die dann über die Steuerleitung 98 tätig wird, um die ersten Schalter 60, 62, 64 zu öffnen. Auf diese Weise wird die Ladungsintegration in den drei Integrationsschaltkreisen 72, 74, 76 unterbrochen, wenn die Spannung des Integrationsschaltkreises 72 entsprechend der Wellenlänge A einen voreingestellten Wert erreicht. Die auf den drei Integrationskondensatoren 84, 86, 88 angesammelte Ladung wird auf Grund der hohen Eingangsimpedanz des Integrationsfunktionsverstärkers 78, 80, 82 und der geringen Leckage oder dem geringen Verlust des zweiten Schalters 90, 52, 94 zurückgehalten. Die drei Spannungen, verursacht durch das letzte Ansammeln von Ladung auf den drei Integrationskondensatoren 84, 86, 88 repräsentieren jeweils die Spitzen- oder Peak-Höhen im Fluoreszenz-Emissionsspektrum bei den Wellenlängen A, B und C. Die integrierten Spannungen in den B- und C-Kanälen werden dann mit jener im A-Kanal verglichen und die Verhältnisse B/A und C/A werden mit voreingestellten Werten für ein echtes Leuchtmittel verglichen. Die bei den Wellenlängen A, B und C erhaltenen relativen Intensitäten sind durch vorangehende Kalibrierungen unter Verwendung eines Referenzmaterials bekannt und das Gerät der abgebildeten Ausführung wird verwendet, um zu überprüfen, ob die Karte 10 ein Leuchtmittel enthält oder nicht, das dem vorher während der Kalibrierung verwendeten entspricht.
Die Ausgabe vom Integrationsschaltkreis 72 für den A- Kanal auf der Leitung 104 wird einem ersten Potentiometer 106 zugeführt, das während der vorhergehenden Kalibrierung des Schaltkreises unter Verwendung eines Referenzleuchtmittels voreingestellt wurde. Das verminderte Signal vom Potentiometer 106 ist ein ausgewähltes Fragment oder Teil des Spannungspegels oder -levels auf Leitung 104 und wird durch eine Leitung 108 einem ersten Eingang eines Komparators 110 zugeführt. Die Ausgabe vom Integrationsschaltkreis 74 für den B-Kanal wird längs einer Leitung 112 einem zweiten Eingang des Komparators 110 zugeführt. Der Komparator ist eingerichtet, um eine hohe Ausgabe auf ein Leitung 114 zu erzeugen, wenn das Spannungssignal auf Leitung 108 größer ist als das auf Leitung 112. Das Signal auf Leitung 112 wird ferner einem ersten Eingang eines weiteren Komparators 116 zugeführt und das Signal auf Leitung 108 wird durch einen ausgewählten Widerstand 118 durch eine Leitung 120 einem zweiten Eingang des weiteren Komparator 116 zugeführt. Folglich vermindert der Widerstand 118 die Spannung auf Leitung 108 um einen ausgewählten Betrag. Der weitere Komparator 116 ist eingerichtet, eine hohe Ausgabe auf ein Leitung 122 zu erzeugen, wenn das Spannungssignal auf Leitung 112 größer ist als das auf Leitung 120. Durch die Verwendung von den beiden Komperatoren 110 und 116 werden zwei verminderte Signale stellvertretend für die integrierte Spannung des A-Kanals mit der integrierten Spannung des B-Kanals verglichen und die Ausgaben der Komparatoren 110 und 116 werden verwendet, einen Hinweis auf die relative Größenordnung der Signale von den Integrationsschaltkreisen 72, 74 für die A- und B-Kanäle zu liefern.
Ein ähnlicher Schaltkreis wird eingesetzt, um einen Vergleich der relativen Größenordnung der Signale von den Integrationsschaltkreisen 74, 76 für die B- und C-Kanäle auszuführen. Das Signal vom Integrationsschaltkreis 72 für den A-Kanal auf Leitung 104 wird ferner einem zweiten Potentiometer 124 zugeführt, das ebenfalls während der vorhergehenden Kalibrierung des Schaltkreises unter Verwendung eines Referenzleuchtmittels voreingestellt wurde. Die verminderte Ausgabe des zweiten Potentiometers 124 wird einem ersten Eingang eines dritten Komparators 126 durch eine Leitung 128 zugeführt. Die Ausgabe vom Integrationsschaltkreis 76 wird längs einer Leitung 129 einem zweiten Eingang des dritten Komparator 126 zugeführt. Der Komparator ist eingerichtet, eine hohe Ausgabe auf eine Leitung 130 zu erzeugen, wenn das Spannungssignal auf Leitung 128 größer ist als das auf Leitung 129. Das Signal auf Leitung 129 wird ferner einem ersten Eingang eines vierten Komparators 132 zugeführt und das Signal auf Leitung 128 wird durch einen zweiten ausgewählten Widerstand 134 von einer Leitung 136 einem zweiten Eingang des vierten Komparators 132 zugeführt. Folglich vermindert der zweite Widerstand 134 die Spannung auf Leitung 128 um einen ausgewählten Betrag. Der vierte Komparator 132 ist eingerichtet, eine hohe Ausgabe auf ein Leitung 138 zu erzeugen, wenn das Spannungssignal auf Leitung 129 größer ist als das auf Leitung 136. Durch die Verwendung der dritten und vierten Komparatoren 126 und 132 werden die beiden verminderten Signale stellvertretend für die integrierte Spannung des A-Kanals mit der integrierten Spannung des C-Kanals verglichen und die Ausgaben der Komparatoren 126 und 132 werden verwendet, um einen Hinweis der relativen Größenordnung der Signale von den Integrationsschaltkreisen 72, 76 für die A- und C-Kanäle zu liefern.
Die Ausgaben von den Komparatoren 110, 116, 126 und 132 auf den Leitungen 114, 122, 130 und 138 werden einem UND-Tor 140 zugeführt. Wenn die Verhältnisse der Integrationsspannungen in den B- und C-Kanälen zum A-Kanal die voreingestellten Werte sind, wird das UND-Tor 140 auf jeder der Leitungen 114, 122, 130 und 138 von den vier Komparatoren 110, 116, 126 und 132 ein hohes Ausgabesignal erhalten und wird ein Ausgabesignal auf einer Ausgabeleitung 142 erzeugen, aus dem sich ergibt, daß die korrekte Karte 10 durch die Rille 6 geführt wurde. Wenn eine zu untersuchende oder zu überprüfende Karte 10 nicht das korrekte Leuchtmittel oder Fluoreszenzmaterial enthält, das die korrekten spektralen Charakteristiken aufweist, wie durch die relativen Intensitäten der Wellenlängen A, B und C gegeben sind, wird wenigstens eine der Leitungen 114, 122, 130 und 138 kein hohes Ausgabesignal von seinen entsprechenden Komparator haben. Das UND-Tor 140 wird daher kein Signal erzeugen.
Wenn die Karte 10 aus der Rille 6 entfernt wurde, wird dies durch den optischen Schalter 22 abgetastet, der die Steuerungsvorrichtung 96 aktiviert, um den Steuerungsschaltkreis durch Zurücksetzen der ersten Schalter 60, 62, 64 und der zweiten Schalter 90, 92, 94 in ihre anfänglichen Bedingungen zurückzusetzen.
Das Ausgabesignal auf der Ausgabeleitung 142, welches einen Hinweis auf die Bestätigung oder Verifikation der Karte 10 gibt, wird zur Steuerung des Magnetdetektionskopfes 18 und seines zugehörigen Schaltkreises eingesetzt. Bei einer bevorzugten Ausführung, bei der der Magnetwippen- oder -schwengelleser 2 in ein Telefon eingebaut ist, wird das Ausgabesignal auf der Ausgabeleitung 142 verwendet, die Übertragung der Signale, die aus den auf dem Magnetstreifen 12 gespeicherten Informationen erhalten werden, entlang der Telefonleitung zu einem zugehörigen Belastungs- oder Buchungssteuerungssystem.
Die vorliegende Erfindung schafft demgemäß zum Nachprüfen oder Verifizieren einer Karte 10 mit einem Magnetstreifen Mittel, die das Material der Karte 10 prüfen oder verifizieren, auf welchem der Magnetstreifen 12 angeordnet ist. Da es ein potentieller Fälscher als äußerst schwierig empfinden wird, ein Karte zu kopieren oder reproduzieren, die erforderliche spektrale Eigenschaften hat, die in dem Gerät nach der Erfindung nachgeprüft werden, hat die Sicherheit der Karte außerordentlich zugenommen.
Bei einer alternativen Ausführung der Erfindung enthält die Karte ein phosphoreszierendes Material zusätzlich oder als Alternative zum Leuchtmittel oder Fluoreszenzmaterial der oben beschriebenen Ausführung. Das Material wird wiederum von Ultraviolettstrahlung einer spezifischen Wellenlänge von der Lampe 24 beleuchtet. Wenn die Karte 10 ein kurzlebiges oder vergängliches phosphoreszierendes Material zusätzlich zum fluoreszierenden Material oder Leuchtmittel enthält, kann das unter stetiger Beleuchtung erhaltene Emissionsspektrum vollständig verschieden von jenem sein, das erhalten wird, wenn Ultraviolettstrahlung weggenommen wird und nur Phosphoreszenz ausgesendet wird. Ein typisches Emissionsspektrum ist in Figur 5 gezeigt. Die Kurve D repräsentiert das gemischte Emissionsspektrum während stetiger Beleuchtung für Fluoreszenz und Phosphoreszenz, und Kurve E repräsentiert das Emissionsspektrum im Abwesenheit von Ultraviolettstrahlung für ausschließlich Phosphoreszenz. Es ist ersichtlich, daß die relativen Intensitäten der drei Wellenlängen zwischen Kurve D (Phosphoreszenz und Fluoreszenz) und Kurve E (Phosphoreszenz allein) deutlich voneinander verschieden sind. Für diese Anordnung ist ein weiteres Feld von drei Photodetektoren (in Bewegungsrichtung der Karte) nach dem oder anschließend an das oben beschriebene Feld von Photodetektoren gelegen, um die Nachleucht- (Phosphoreszenz) Emission von der Karte anzuzeigen. Wenn ein weiteres Feld von Photodetektoren (in Bewegungsrichtung der Karte) anschließend an oder hinter der ultraviolettemittierenden Lampe angeordnet ist, kann es, da Phosphoreszenz für eine Zeitperiode von 1 ms aufwärts bis 1 Sekunde (oder länger) andauern kann, das Vorhandensein von Phosphoreszenzmaterial einschließlich der Messung seiner Lebensdauer beim Betrieb in Verbindung mit einem komplementären Satz weiterer optischer Schalter detektieren, die eingerichtet oder angeordnet sein können, um die Geschwindigkeit der Karte bei jeder Einführung zu messen. Bei manchen Anwendungen ist es ausreichend, lediglich die Anwesenheit von Phosphoreszenz zu detektieren, um zu kontrollieren, ob die Karte echt ist oder nicht.
Bei einer weiteren alternativen Anordnung wird die Karte durch Detektion der Anwesenheit eines Ultraviolett- oder Infrarotstrahlungsabsorbers in einer PVC-Schicht der Karte bestätigt oder verifiziert, indem das Ultraviolett- oder Infrarotreflexionsvermögen der Karte bei einer oder mehreren ausgewählten Wellenlängen ultravioletter oder infraroter Strahlung detektiert wird. Wenn ein Teil der oder die ganze Karte mit einem Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung absorbierenden Plastikmaterial bedeckt ist oder ein Teil der oder die ganze Karte mit einem Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung absorbierenden Material bedruckt ist, kann die Reflexion von ultravioletter oder infraroter Strahlung von der Karte durch Verwendung eines geeigneten Photodetektors und Ultraviolet- Transmissions- oder Infrarot-Transmissionsfiltern angezeigt werden. Folglich kann das Gerät einen vierten Photodetektor (oder jede Anzahl weiterer Photodetektoren) zum Messen von Ultraviolett- oder Infrarotreflexion (oder zum Charakterisieren der spektralen Eigenschaften eines Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung absorbierenden Materials) enthalten. Die Ultraviolett- oder Infrarotreflexions-Detektionseinrichtung kann unabhängig oder zusammen mit Fluoreszenz- und/oder Phosphoreszenz-Detektion verwendet werden, um zu prüfen, ob die Karte echt ist oder nicht.
Bei einer weiteren Anordnung könnte das Gerät eingerichtet sein, zu detektieren, ob die im A-Kanal aufgezeichneten Signale auf einer zu hohen Stufe erhalten werden oder nicht (Dulden der Variation der Übertragungsgeschwindigkeit der Karte durch die Rille). Eine Stufe oberhalb eines gesetzten Schwellenwertes könnte anzeigen, daß der Fluoreszenzpegel von der Karte größer ist als ein spezifizierter Wert und anzeigen, daß die Karte eine Fälschung ist.
Bei einer zusätzlichen alternativen Anordnung könnte das Gerät an Stelle der Anordnung aus Infrarotlicht emittierender Diode 20 und optischem Schalter 22 einen Magnetflußdetektor einsetzen, der durch Detektieren des magnetischen Flusses, der durch das magnetische Material des Magnetstreifens erzeugt wird, detektiert, wenn die Karte in der Rille ist.

Claims

1. Gerät zum Charakterisieren oder Identifizieren eines Artikels (10), der, solange er bestrahlt ist, eine Strahlung mit einem stabilen elektromagnetischen Spektrum aussendet, wobei das Gerät folgendes umfaßt: eine Einrichtung (24) zur Bestrahlung des Artikels mit elektromagnetischer Strahlung; eine Einrichtung (26, 28, 30) zur Erkennung bzw. Erfassung der vom Artikel abgegebenen Strahlung aufgrund der Bestrahlung durch die Bestrahlungseinrichtung; sowie eine Einrichtung (72, 74, 76, 96 - 140) zur Bestimmung, ob die erkannte Strahlung die vorgeschriebenen Eigenschaften aufweist oder nicht, um dadurch festzustellen, ob der Artikel echt ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung für die Integration von Werten, die für die Intensität der erkannten Strahlung bei vorgegebenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums repräsentativ sind, für die Beendigung der Integration der Werte, wenn einer der integrierten Werte eine vorgegebene Schwelle erreicht und für den Vergleich der endgültig integrierten Werte geeignet ist, um aufgrund dessen zu bestimmen, ob die integrierten Werte bei den vorgegebenen Wellenlängen mit den jeweiligen vorgeschriebenen Werten übereinstimmen oder nicht; sowie dadurch, daß das Gerät des weiteren über eine magnetische Leseeinrichtung (18) zum Lesen von auf magnetischem auf dem Artikel angebrachten Material gespeicherten Informationen verfügt, wobei die Bestimmungseinrichtung so angeordnet ist, daß sie die Verarbeitung der von der magnetischen Leseeinrichtung gelesenen Informationen in Abhängigkeit davon steuert, ob der Artikel echt ist oder nicht.

2. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung so ausgeführt ist, daß sie einen Vergleich der endgültig integrierten Werte dadurch vornimmt, daß sie einen der integrierten Werte mit jedem der anderen integrierten Werte vergleicht, um so einen Satz von Verhältnissen zu erhalten, wobei die vorgeschriebenen Werte entsprechende Verhältnisse des zu erkennenden elektromagnetischen Spektrums sind.

3. Gerät gemäß Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur Erkennung bzw. Erfassung der elektromagnetischen Strahlung eine Vielzahl optischer Filter (32, 34, 36) enthält, von denen jedes so angeordnet ist, daß es eine verschiedene Wellenlänge durchläßt, sowie eine Vielzahl von Photodetektoren (26, 28, 30) enthält, die jeweils so angeordnet sind, daß sie die gefilterte Strahlung von den entsprechenden optischen Filtern aufnehmen.

4. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, das weiterhin einen Artikeldetektor (20, 22) enthält, der erkennt, wenn sich ein zu charakterisierender oder zu identifizierender Artikel in einer Prüfstation neben der Bestrahlungseinrichtung (24) und der Einrichtung (26, 28, 30) zur Erkennung bzw. Erfassung der elektromagnetischen Strahlung befindet, wobei der Artikeldetektor eine Bestimmungseinrichtung (102, 110, 114) betätigen kann, wenn sich der Artikel in der Prüfstation befindet.

5. Verfahren zum Charakterisieren oder Identifizieren eines Artikels (10), der, solange er bestrahlt ist, eine Strahlung mit einem stabilen elektromagnetischen Spektrum aussendet, das folgende Schritte umfaßt:

a) Bestrahlung des Artikels mit elektromagnetischer Strahlung;

b) Erkennung bzw. Erfassung der vom Artikel ausgesendeten Strahlung aufgrund seiner Bestrahlung mittels der Bestrahlungseinrichtung; und

c) Prüfung bzw. Bestimmung, ob die erkannte Strahlung die vorgeschriebenen Eigenschaften aufweist oder nicht, um aufgrund dessen festzustellen, ob der Artikel echt ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfschritt c) sich in folgende Schritte unterteilt:

I) Integration von Werten, die für die Intensität der Strahlung bei vorgegebenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums repräsentativ sind;

II)Beendigung der Integration der Werte, wenn einer der integrierten Werte eine vorgegebene Schwelle erreicht; und

III) Vergleichen der endgültig integrierten Werte, um aufgrund dessen festzustellen, ob die integrierten Werte bei den vorgegebenen Wellenlängen mit den entsprechenden vorgeschriebenen Werten übereinstimmen oder nicht; und dadurch, daß

das Verfahren außerdem den folgenden Schritt beinhaltet:

d) Steuerung der Verarbeitung von auf dem magnetischen Material des Artikels gespeicherten Informationen in Abhängigkeit vom Ergebnis des Prüfschritts c), ob der Artikel echt ist oder nicht.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem der Vergleichsschritt c) III) darin besteht, einen der integrierten Werte mit jedem der anderen integrierten Werte zu vergleichen, um einen Satz von Verhältnissen zu erhalten, wobei die vorgeschriebenen Werte entsprechende Verhältnisse des zu erkennenden elektromagentischen Spektrums sind.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, bei dem die elektromagnetische Strahlung in Schritt b) durch eine Vielzahl optischer Filter (32, 34, 36), von denen jeder so ausgeführt ist, daß er eine verschiedene Wellenlänge durchläßt, sowie eine Vielzahl von Photodetektoren (26, 28, 30) erkannt wird, die jeweils so angeordnet sind, daß sie die gefilterte Strahlung von einem entsprechenden optischen Filter aufnehmen.

8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem ein Artikeldetektor (20, 22) so angeordnet ist, daß er erkennen kann, wenn sich ein zu charakterisierender oder zu identifizierender Artikel in einer Prüfstation befindet, in der der Artikel in Schritt a) bestrahlt wird, wobei der Artikeldetektor den Prüfschritt c) auslösen kann, wenn sich der Artikel in der Prüfstation befindet.