TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein System zum Bestimmen oder identifizieren der
Echtheit von Informationsspeicherkarten mittels eines Lesers-Schreibers, um
eine unbefugte Herstellung und Änderung solcher Karten zu verhindern. Die
Informationsspeicherkarten beinhalten, wenn auch nicht ausschließlich,
Magnetkarten, IC-Karten, optische Karten usw., die Informationen mit
Lesern/Schreibern austauschen können. Die vorliegende Erfindung betrifft
ferner solche Karten, die mit einem Identifikationsbereich versehen sind, der
nicht leicht dupliziert, jedoch leicht identifiziert werden kann, ohne einen
übermäßigen Aufwand seitens des Kartenlesers/Schreibers zu erfordern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Um das Fälschen von beispielsweise Magnetkarten zu verhindern, war es
üblich, eine laminate Struktur der Magnetschicht zu verwenden, und Löcher in
die Magnetkarte zu stanzen, wenn die Magnetkarte nicht für wiederholten
Gebrauch bestimmt ist. Derartige Strukturen lassen sich jedoch duplizieren
und durch Fälscher ohne Schwierigkeiten nachahmen, und reichen nicht aus,
um Versuche abzuwehren, Karten unbefugterweise zu duplizieren und zu
verändern. Die interne Struktur der Karte kann durch bekannte Mittel noch
komplexer gemacht werden, führt jedoch zu einer Steigerung von Aufwand
und Kosten des Lesers/Schreibers zum Lesen und Schreiben der Information
in und aus der Karte.
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Ein weiteres Problem, das zu erwarten ist beim Verhindern von Fälschungen
derartiger Informationsspeicherkarten besteht darin, daß der Fälscher eine
Informationsspeicherkarte erhalten könnte, die völlig verbraucht und
weggeworfen wurde; da der verbleibende Wert der Karte als Teil dieser
Information aufgezeichnet wird, kann der Fälscher versuchen, die Information,
die in der Karte abgespeichert ist, in täuschender Absicht nachzuschreiben. In
diesem Falle ist es nicht möglich, eine illegale oder unbefugte Verwendung
der Karte durch gewöhnliche Mittel zu unterbinden.
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US-A 4 641 017 zum Bestimmen der Echtheit einer Informationsspeicherkarte
beschreibt ein System. Andere Systeme zum Bestimmen der Echtheit einer
Informationsspeicherkarte sind veröffentlicht in EP-A-0 75 674, DE-A-2 659
639, EP-A-0 15 307 und WO-A-8 605 300. Die meisten dieser Dokumente
empfehlen die Verwendung des Raumwinkeis gestreuten oder reflektierten
Lichtes.
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EP-A-0 077 917 veranschaulicht ein System zum Bestimmen der Echtheit
gemäß Anspruch 1; dieses System umfaßt ein Mikrostruktur 2, auf welches
eine Anzahl von Lichtstrahlen einfällt. Ein Positionssensor 22 erfaßt zwei von
vier Lichtstrahlen, und ein zweiter Sensor erfaßt die Position von zwei weiteren
aus den genannten vier Lichtstrahlen, wobei das zweite Paar von Lichtstrahlen
reflektiert wird.
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Im Hinblick auf die genannten Probleme des Standes der Technik liegt der
Erfindung die Hauptaufgabe zugrunde, ein System zum Bestimmen der
Echtheit einer Informationsspeicherkarte mittels gewisser Identifikationsmittel
zu schaffen, das sich durch eine unbefugte Person schwer duplizieren läßt,
das jedoch leicht identifiziert werden kann mittels eines
Karten-Leser-Schreiber, ohne die Komplexität zu vergrößern.
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Ein zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zum Bestimmen
der Echtheit einer lnformationsspeicherkarte zu schaffen, das es verhindert,
daß Unbefugte die Information in betrügerischer Absicht wieder einschreiben,
die eine echte Karte enthält.
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Eine dritte Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Informationsspeicherkarte zu schaffen, die geeignet ist zur Anwendung bei
einem solchen System.
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Diese Aufgaben werden durch das System gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Karte kann aus einer Oberfläche mit einer speziellen reflektierenden
Richtung gegenliber einer normalen Spiegelreflexion und einer gestreuten
Reflexion bestehen.
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Das Fälschen solcher Karten ist daher entscheidend schwieriger, als zuvor, da
die Analyse und Duplizierung des Identifikationsbereiches, der aus einem
Bereich mit besonderen reflektierenden oder durchlässigen optischen
Eigenschaften bestehen kann, wie einem Holographen, einem Diffraktiongitter
und einer Mehrzahl von parallelen Nuten. Die Identifikation oder Echtheit der
Karte läßt sich ohne Steigerung der Komplexität des Identifikationsverfahren
der Karte durchführen, da diese einfach gemacht werden kann durch
Vorsehen eines oder mehrerer lichtempfindlicher Lichtaufnehmer.
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Um die Komplexität des Identifikationsbereiches zu vergrößern und um damit
wirksam jegliche Versuche abzuwehren, einen solchen Identifikationsbereich
zu duplizieren, kann der Identifikationsbereich aus einer Mehrzahl von Teilen
bestehen, die unterschiedliche reflektierende Eigenschaften aufweisen, oder
die dazu in der Lage sein können, einfallendes Licht in einer Mehrzahl von
Richtungen zu reflektieren. Selbst dann, wenn ein einziger
Holograph-Identifikationsbereich verwendet wird, und wenn einfallendes Licht
vom lichtemittierende Mittel zwei Wellenlängen aufweist, so kann der
Holographbereich in der Lage sein, das einfallende Licht in zwei Richtungen
zu reflektieren.
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Das jeweilige Verfahren des Bestimmens oder Identifizierens der Echtheit der
Karte kann erzielt werden durch Erfassen der Intensität des Lichtes, das vom
lichtaufnehmenden Mittel aufgenommen wird, das seinerseits aus einer
einfachen Vorrichtung wie einer Fotodiode bestehen kann. Wird das
reflektierte Licht in einer Mehrzahl von Richtungen aufgespalten, so ist eine
entsprechende Anzahl lichtaufnehmender Teile notwendig. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die lichtaufnehmenden Teile
um das lichtemittierende Mittel auf einem Kreis herum gruppiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen dient dem Verständnis der Erfindung.
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Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Karte und eines wesentlichen
Teiles eines Karten-Lesers-Schreibers.
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Die Figuren 2 und 3 sind ähnliche perspektivische Ansichten, die Holograph-
Bereiche enthalten.
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Die Figuren 4 und 5 sind ähnliche perspektivische Ansichten in zwei
verschiedenen Zuständen.
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Figur 6 ist eine Ansicht ähnlich jener der Figuren 4 und 5 und betrifft das
weitere Merkmal des Zerstörens gewisser Teile eines Identifikationsbereiches,
falls erforderlich.
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Die Figuren 7 bis 9 sind frakmentarische Schnittansichten und
veranschaulichen die Arbeitsweise des Systems von Figur 6.
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Figur 11 ist eine Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 8.
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Die Figuren 11 bis 13 sind perspektivische Ansichten und enthalten
Beugungsgitterbereiche.
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Figur 14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Ausführungsform der
Erfindung zeigt und eine große Anzahl feiner Rillen enthält, die der
Informationsspeicherkarte eingeformt sind.
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Figur 15 ist eine vergrößerte Draufsicht des in Figur 14 gezeigten
Identifikationsbereiches.
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Figur 16 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI in Figur
15.
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Figur 17 ist eine stimseitige Ansicht des Gegenstandes von Figur 14, gesehen
in Richtung der Pfeile XVII-XVII.
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Figur 18 ist eine Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 17 und zeigt eine zweite
Ausführungsform der Erfindung.
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Figur 19 ist eine Ansicht ähnlich jener der Figur 15 und zeigt eine dritte
Ausführungsform der Erfindung.
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Figur 20 ist eine Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 17 und zeigt ein
lichtaufnehmendes Element für die dritte Ausführungsform der Erfindung.
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Die Figuren 21 und 22 sind Ansichten ähnlich jener der Figur 20 und zeigen
ein lichtaufnehmendes Element für eine vierte Ausführungsform der Erfindung
mit einer großen Anzahl von zu einander parallelen Rillen in zwei
verschiedenen Zuständen.
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Die Figuren 23 und 24 sind Ansichten ähnlich jenen der Figuren 21 bzw. 22
für eine vierte Ausführungsform der Erfindung, wobei Beugungsgitterbereiche
statt einer großen Anzahl von zu einander paralleler Rillen verwendet werden.
ElNZELBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNSFORMEN
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Figur 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Magnetkarte 1, die
von einem Karten-Leser-Schreiber verarbeitet wird, der Mittel zum
Identifizieren der Echtheit der Karte aufweist. Die Karte 1 wird in Richtung der
Pfeile gefördert, oder im wesentlichen seitlich, wie in Figur 1 gezeigt, und
zwar mittels Förderrollen oder dergleichen, die in der Zeichnung nicht
dargestellt sind, und ein Magnetkopf 3 liest in einen Magnetstreifen 2 ein oder
aus, der an einer Längsseite 1a der Karte 1 angeordnet ist, wenn er eine
solche Position erreicht hat.
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Ein Holographbereich 4 ist an einer geeigneten Stelle der Seitenfläche 1a der
Karte 1 vorgesehen. Dieser Holographbereich 4 besteht aus einem
reflektierendem Holograph, der solche Reflexionseigenschaften hat, daß
einfallendes Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, senkrecht auf den
Holographen projiziert, in einer bestimmten vorgegebenen Richtung reflektiert
wird.
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Der Leser-Schreiber ist mit einem lichtemittierenden Element 5 ausgerüstet,
beispielsweise ein Mittel zum Projizieren von Laserlicht senkrecht auf die
Fläche 1a der Karte 1, insbesondere auf den Holographbereich 4, aus einem
gewissen Abstand. Eine Linse 6 ist zwischen dem Holographbereich 4 und
dem lichtemittierenden Element 5 angeordnet, um vom lichtemittierenden
Element 5 emittiertes Licht in einen parallelen Lichtstrahl umzuwandeln, der
auf den Holographbereich 4 gerichtet ist. An das lichtempfangende Element 7
ist eine Identifikationsschaltung 8 angeschlossen, um die Echtheit einer jeden
Karte zu ermitteln.
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Beim Ausführen eines derartigen Kartenidentifikationsprozesses wird die Karte
1, die in den Karten-Leser-Schreiber eingesetzt ist, senkrecht zum
beleuchtenden Lichtstrahl aus dem lichtemittierenden Element 5 gehalten,
und das beleuchtende oder einfallende Licht aus dem lichtemittierenden
Element 5 wird auf den Holographbereich 4 projiziert. Die Echtheit der Karte 1
läßt sich dann identifizieren, wenn das vom Holographbereich 4 reflektierte
Licht durch das lichtaufnehmende Element 7 gesammelt wird, und seine
Intensität wird als bestimmter Wert durch die Identifikationsschaltung 8 erfaßt.
Selbst dann, wenn ein Betrüger eine solche Karte erhalten würde, so wäre es
für ihn nicht nur schwierig, den Holographen zu analysieren und zu
duplizieren, sondern es sind auch erhebliche Kosten erforderlich, um einen
identischen Holographen herzustellen. Dies ist für einen potentiellen Betrüger
sehr entmutigend.
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Figur 2 ist eine Ansicht ähnlich jener von Figur 1; gleiche Teile in diesen
Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen versehen, ohne daß eine
Einzelbeschreibung hiervon wiederholt wird. Außerdem versteht es sich, daß
bei der folgenden Beschreibung einige Teile des Systems wie der Magnetkopf
3 und die Identifikationsschaltung 8 nicht dargestellt sind, um ein
Überfrachten der Zeichnungen zu vermeiden.
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Gemäß diesem System ist ein Holographbereich 14 auf einer Seitenfiche 11a
einer Karte 11 angeordnet und reflektiert und richtet Licht, das von einem
lichtemittierenden Element 5 emittiert wurde, zu zwei Punkten. in den
Positionen des Karten-Lesers-Schreibers entsprechend diesen beiden Punkten
sind lichtempfangenden Elemente 17 und 18 vorgesehen. Das vom
lichtemittierenden Element 5 herkommende einfallende Licht besteht in
diesem Falle aus einfachem divergierendem Licht, kann jedoch auch aus
einem parallelen Lichtstrahl bestehen. Gemäß diesem System wird das vom
lichtemittierenden Element 5 ausgehende und auf den Holographbereich 14
projizierte Licht von den Iichtaufnehmenden Elementen 17 und 18
aufgenommen, und die Karte 11 wird nur dann als echt identifiziert, wenn die
Stärken des von den lichtaufnehmenden Elementen 17 bzw. 18
aufgenommene Lichtes in jeweils über einem bestimmten vorgeschriebenen
Wert liegen. Dieses System ist daher sogar noch wirksamer als jenes gemäß
Figur 1 bezüglich des Verhinderns von Betrügereien mit der Karte. Im übrigen
ist das System ähnlich jenem in Figur 1 gezeigt.
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Figur 3 ist eine Ansicht ähnlich jenen der Figuren 1 und 2. Bei diesem System
beinhaltet das lichtemittierende Element 25 ein Paar Lichtquellen mit
unterschiedlichen Wellenlängen. Es kann beispielsweise aus einer Vorrichtung
mit einer Mehrzahl von Chips bestehen, wie einer zwei-Wellenlängen-
Laservorrichtung, die zwei lichtemittierende Flächen in einer einzigen Packung
aufweist. Der Holographbereich 24 auf der Seitenfläche 21a der Karte 21 ist in
gleicherweise derart gestaltet, daß er Licht auf zwei verschiedene Punkte
konvergiert, entsprechend der Differenz der Wellenlänge. Das
lichtempfangende Element 27 besteht beispielsweise aus einer geteilten
Diode und ist mit einem Paar lichtaufnehmender Flächen 27a und 27b
versehen, die derart angeordnet sind, daß sie den beiden Punkten
entsprechen, auf welchen das Licht konvergiert. Somit wird das vom
lichtemittierenden Element 25 abgegebene und auf den Holographbereich 24
projizierende Licht von der entsprechenden lichtaufnehmenden Fläche 27a
und 27b aufgenommen, und die Karte wird nur dann als echt identifiziert,
wenn die Stärken des von den lichtaufnehmenden Flächen 27a bzw. 27b über
einem bestimmten vorgegebenen Wert liegen. Im übrigen ist das System
ähnlich jenen in den Figuren 1 und 2 dargestellten.
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Die Figuren 4 und 5 zeigen ein weiteres System, wobei vier
Holographbereiche 34 bis 37 auf der Seitenfläche 31a der Karte 31
vorgesehen sind. Diese Holographbereiche 34 bis 37 sind derart angeordnet,
daß jeder Bereich das vom lichtemittierenden Element herkommende Licht
reflektiert und auf zwei verschiedene Punkte konvergiert, wobei diese Punkte
von einem Holographbereich zum anderen verschieden sein können.
Außerdem sind vier lichtempfangende Elemente 38 bis 41 an derartigen
Punkten angeordnet. Wie in Figur 4 beispielsweise gezeigt, reflektiert der
erste Holographbereich 34 das vom Licht emittierende Element 5 ausgehende
Licht und konvergiert es auf die lichtempfangende Elemente 38 und 39. Wie
jedoch in Figur 5 gezeigt, reflektiert der zweite Holographbereich 25 das vom
lichtemittierende Element 5 kommende Licht und konvergiert es auf die
lichtempfangende Elemente 39 und 41, statt auf die lichtempfangende
Elemente 38 und 39. Jeder der anderen Holographbereiche 36 und 37
reflektiert in gleicher Weise das beleuchtende Licht und konvergiert es auf
zugeordnete zwei der lichtempfangenden Elemente 38 bis 41.
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Gemäß diesem System wird nicht nur das Fälschen der Karte schwieriger,
sondern es werden auch andere Anwendungen möglich. So kann
beispielsweise das von den Holographbereichen reflektierte Licht als codiertes
Signal ausgenutzt werden, das dem Zustand der Karte zugeordnet ist, oder
alternativ kann eine der Holographbereiche dazu verwendet werden, um die
Echtheit der Karte zu identifizieren, während der andere Holographbereich als
Abdeckung verwendet wird.
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Bei der vorausgegangenen Ausführungsform bestehen die lichtempfangenden
Elemente 38 bis 41 aus einzelnen lichtempfangenden Elementen, können
jedoch auch aus einer einzigen Mehrbereichs-Fotodiode bestehen. Die Anzahl
der Holographbereiche und die Anzahl der lichtempfangenden Elemente ist
nicht auf vier beschränkt, und es ist auch möglich, eine gewünschte Anzahl
von Holographbereichen mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften auf
der Kartenfläche vorzusehen, ferner eine entsprechende Anzahl von
lichtempfangenden Einheiten auf der Seite des Karten-Leser-Schreibers.
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Gemäß dem in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Systemen wurde somit ein
Holographbereich mit besonderer Reflexionseigenschaft auf der Kartenfläche
gebildet, es wurde auf diesen Holographbereich beleuchtendes Licht mittels
eines Lesers-Schreibers aufgebracht, und reflektiertes Licht wurde vom
lichtempfangenden Mittel an einer vorgegebenen Position aufgenommen, und
die Echtheit der Karte wurde durch die Intensität dieses reflektierenden
Lichtes ermittelt. Demgemäß ist die Analyse des Holographens so schwierig,
und die Duplizierung der Karte derart teuer, daß eine Fälschung der Karte
praktisch unmöglich wird. Da die Identifizierung der Karte lediglich durch
Projizieren von illuminierendem Licht auf den Holographbereich durch
Erfassen der intensität des reflektierenden Lichtes ausgeführt wird, vergrößert
die Einrichtung, die dem Leser-Schreiber hinzugefügt werden muß, weder
dessen Größe noch dessen Komplexität in nennenswertem Maße.
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Die Figuren 6 bis 9 zeigen ein weiteres System, das den in den Figuren 4 und
5 gezeigten ähnlich ist, jedoch zusätzliche Merkmale aufweist. Bei diesem
System ist eine Stanzeinheit 41 in einer solchen Position vorgesehen, daß sie
jedem der Identifikationsbereiche 34 bis 37 dann gegenüberliegt, wenn die
Karte 31 gefördert wird, und daß sie bei Bedarf ein Loch in jeden der
Identifikationsbereiche 34 bis 37 stanzen kann. Ein weiteres
lichtempfangendes Element 43 ist vorgesehen, das dem lichtemittierenden
Element 5 von der anderen Seite der Karte 31 gegenüberliegt, um zu
bestätigen, daß ein Loch mittels der Stanzeinheit 41 ausgestanzt wird durch
Zusammenarbeit mit dem lichtempfangenden Element 5.
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Bei dieser Ausführungsform besteht die Karte 31 aus einer Karte, die einen
Wert trägt, der durch jeden Gebrauch solange verringert wird, bis der Wert
total aufgebraucht und die Karte unbrauchbar geworden ist. Die Information
auf dem Wert, die die Karte enthält, wird aufgezeichnet als Teil der im
Magnetstreifen 2 gespeicherten Information. Wird die Karte bis zu einem
gewissen Betrag benutzt, beispielsweise um einen Einkauf an Waren zu
machen, der einem bestimmten Geldbetrag entspricht, so wird ein Loch 44
aus dem Identifikationsbereich 34 der Karte 31 durch den Stanzstempel 41a
der Stanzeinheit 41 ausgestanzt, wie in Figur 8 gezeigt. Sodann wird die Karte
31 in eine Position bewegt, in welcher das Loch 44 und das lichtemittierende
Element 5 einander gegenüberliegen, so wie in Figur 9 gezeigt; es wird
ermittelt, ob ein Loch aus dem Identifikationsbereich 34 ausgestanzt wurde,
um diesen Identifikationsbereich 34 dadurch auszulöschen, daß vom
lichtemittierenden Element 5 Licht auf das lichtempfangende Element 43
durch das Loch 44 projiziert wird. Verringert sich der Wert der Karte um jeden
vorgegebenen Betrag, so werden auf diese Weise zugeordnete
Identifikationsbereiche 34 bis 37 aufeinanderfolgend gelöscht. Figur 7
veranschaulicht den Zustand, bei welchem die lichtempfangenden Elemente
38 bis 41 Licht aufnehmen, das vom Holographbereich reflektiert wurde,
wobei jedoch das lichtempfangende Element 43 dadurch kein Licht vom
lichtemittierenden Element 5 empfängt, daß es durch den Holographbereich
abgedeckt ist.
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Selbst dann, wenn ein Versuch gemacht wird, den Inhalt der in einer
verbrauchten Magnetkarte gespeicherten Information erneut einzuschreiten,
mit der Absicht, diesen Wert zu erhöhen, so wird die Karte als nicht echt
identifiziert und ist daher unbrauchbar, weil nämlich die Identifikationsbereiche
bereits gelöscht wurden. Da die gelöschten Teile Holographbereiche
enthalten, die nicht leicht zu duplizieren sind, ist ein betrügerischer Gebrauch
der Karte durch einfaches Ersetzen der gelöschten Teile nicht möglich, und
es wird eine wirksame Prävention eines solchen Wiedereinschreibens von
Informationsspeicherkarten unmöglich gemacht.
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Figur 10 ist eine Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 8 und zeigt ein weiteres
System, wobei die Identifikationsbereiche 34 bis 37 dadurch gelöscht sind,
daß sie mit einem thermischen Kopf 45 erhitzt und geschmolzen wurden. Das
System ist im übrigen ähnlich jenem in Figur 6 gezeigt.
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Gemäß der Systeme die in den Figuren 6 und 10 gezeigt sind, läßt sich somit
ein unbefugtes Wieder-Einschreiben des Trägers der Information einer Karte
dadurch wirksam verhindern, daß eine einfache Struktur verwendet wird, da
die Karte dann unbrauchbar gemacht werden kann, wenn sie verbraucht und
weggeworfen wurde; ein unbefugtes Einschreiben der in der Karte
gespeicherten Information reicht nicht aus, um die Karte wieder brauchbar zu
machen.
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In Figur 11 wird eine Karte 51 in der durch die Pfeile angezeigten oder im
wesentlichen seitlichen Richtung befördert, wie in Figur 11 gezeigt, und zwar
mittels Förderrollen oder dergleichen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt
sind; ein Magnetkopf 53 schreibt in einen Magnetstreifen 52 ein und liest aus,
der an einer Seite 51a der Karte 51 vorgesehen ist, wenn sie eine solche
Position erreicht hat. Ein Beugungsgitterbereich 54 ist an geeigneter Stelle auf
einer Seitenfläche 51a der Karte 51 vorgesehen. Dieser Beugungsgitterbereich
54 besteht aus zahlreichen Rillen mit einer Dichte von mehreren hundert Rillen
pro mm bis mehreren tausend Rillen pro mm, und er reflektiert hierauf
ei nfallend es Licht unter einem Einfallswinkel von θ1, und mit einer gewissen
Wellenlänge in reflektiertes Licht bei einem Reflexionswinkel von θ2 in bezug
auf das einfallende Licht.
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Der Leser-Schreiber wird mit einem lichtemittierenden Element 55 als Mittel
zum Projizieren von Laserlicht auf die Seitenfläche 51a auf den
Beugungsgitterbereich 54 von einem gewissen Abstand aus versehen. Dieses
lichtemittierende Element 55 projiziert beleuchtendes Licht auf den
Beugungsgitterbereich 54 unter einem Winkel θ1, wenn sich die Karte an
jener Stelle befindet, die durch ausgezogene Linien in Figur 11 gezeichnet ist.
Eine Linse 56 ist zwischen dem Beugungsgitterbereich 54 und dem
lichtemittierenden Element 55 vorgesehen, um vom lichtemittierenden Element
55 emittiertes Licht zu einem parallelen Strahl von Licht zu konvertieren, das
auf den Beugungsgitterbereich 54 gerichtet wird. Weiterhin besteht das
lichtempfangende Element 57 aus einer Fotodiode; es ist an einer Stelle
angeordnet, um das Licht zu empfangen, das vom lichtemittierenden Element
55 emittiert wurde und das vom Beugungsgitterbereich 54 reflektiert wurde.
An das lichtempfangende Element 57 ist eine Idendifikationsschaltung 58
angeschlossen, um die Echtheit einer jeden Karte zu ermitteln.
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Beim Ausführen eines solchen Kartenidentifikationsprozesses wird die Karte
51 in den Karten-Leser-Schreiber eingesetzt und es wird beleuchtendes Licht
vom lichtemittierenden Element 55 auf den Beugungsgitterbereich 54
projiziert. Die Echtheit der Karte 51 läßt sich dann identifizieren, wenn das
vom Beugungsgitterbereich 54 reflektierte Licht durch das lichtempfangende
Element 57 gesammelt wird, und es wird erfaßt, ob seine Intensität einen
gewissen Wert aufweist mittels der Identifikationsschaltung 58. Selbst dann,
wenn ein Betrüger eine solche Karte erhält, wäre es deshalb für ihn nicht nur
schwierig, das Beugungsgitter zu analysieren, sondern es sind auch
erhebliche Kosten notwendig, um ein identisches Beugungsgitter herzustellen.
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Deswegen übt es auf potentielle Betrüger einen stark abschreckenden Effekt
aus.
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Figur 12 ist eine Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 11; gleiche Teile in diesen
Zeichnungen sind mit denselben Bezugszeichen versehen, ohne daß die
Einzelbeschreibung wiederholt würde. Gemäß diesem System beinhaltet das
lichtemittierende Element 55 eine Paar Lichtquellen unterschiedlicher
Wellenlängen, und kann beispielsweise aus einer zwei-Wellenlängen-
Laservorrichtung bestehen, die eine Mehrzahl von Chips in einer einzigen
Packung enthält. Weiterhin sind zwei lichtempfangende Elemente 57' und 58'
in Positionen vorgesehen, die unter gewissen Winkeln θ3 beziehungsweise θ4
betragen in bezug auf die zentrale Axiallinie des beleuchtenden Lichtes, um
den entsprechenden Wellenlängen des beleuchtenden Lichtes zu
entsprechen, sowie in einem gewissen Abstand vom Beugungsgitterbereich
54. Somit wird die Karte 51 bei dieser Ausführungsform nur dann als echt
identifiziert, wenn die Intensitäten des Lichtes, das von den beiden
lichtaufnehmenden Elementen 57' bzw. 58' empfangen wird, über einem
bestimmten Wert liegen. Im übrigen ist dieses System ähnlich jenem wie in
Figur 11 gezeigtem.
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Figur 13 ist eine Ansicht ähnlich jenem der Figuren 11 und 12. Bei diesem
System ist der Beugungsgitterbereich 54, der auf der Seitenfläche 51a der
Karte 51 vorgesehen ist, in zwei Beugungsgitterteile 54a und 54b mit
unterschiedlichen Reflexionseigenschaften unterteilt. Die lichtempfangenden
Elemente 57" und 58" sind derart im Karten-Leser-Schreiber angeordnet, daß
sie den Beugungsgitterteilen 54a bzw. 54b entsprechen, oder unter Winkeln
θ4 bzw.θ5 in bezug auf die optische Achse des beleuchtenden Lichtes sowie
vom Beugungsgitterbereich 54 entfernt.
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Bei diesem System wird demgemäß illuminierendes Licht, das vom
lichtemittierenden Element 55 emittiert und vom Beugungsgitterbereich 54
reflektiert wird, von den lichtempfangenden Elementen 57" und 58"
empfangen, und die Karte wird nur dann als echt identifiziert, wenn die
Intensitäten des Lichtes, das von den lichtempfangenden Elementen 57" und
58" aufgenommen wird, in beiden Fällen über einen bestimmten
vorgegebenen Wert liegt. Demgemäß hat dieses System eine noch größere
Abschreckungswirkung auf potentielle Betrüger bezüglich der Karte. Dieses
System ist im übrigen ähnlich jenen in den Figuren 11 und 12 gezeigten.
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Figur 14 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Eine Karte 61 wird in
der durch die Pfeile angedeuteten Richtung oder im wesentlichen seitlich, so
wie in Figur 14 gesehen, mittels Förderrollen oder dergleichen befördert, die
in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Ein Magnetkopf 63 schreibt in einem
Magnetstreifen 62 ein oder liest aus diesem aus, der auf einer Seitenfläche
61a der Karte 61 angeordnet ist, bei Erreichen einer solchen Position. An
einer geeigneten Stelle der Seitenfläche 61a der Karte 61 ist ein
Identifikationsbereich 64 vorgesehen. Wie in den Figuren 15 und 16
veranschaulicht, besteht dieser Identifikationsbereich 64 auf einer großen
Anzahl von zu einander parallelen V-Rillen 66, die sich in der durch eine
imaginäre Linie R angedeuteten Richtung erstreckten mit einer Dichte von
mehreren Rillen pro mm bis mehreren hundert Rillen pro mm.
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Der Leser-Schreiber ist mit einem lichtemittierenden Element 69 ausgerüstet,
als Mittel zum Projizieren von Laserlicht senkrecht zur Seitenfläche 61a auf
den Identifikationsbereich 64 in einem bestimmten Abstand, sobald die Karte
61 die durch die ausgezogenen Linien in Figur 14 gezeigte Position erreicht
hat. Ein lichtempfangendes Element 70 besteht aus einer Mehrbereichs-
Fotodiode mit einer großen Anzahl von lichtempfangenden Flächen 70a bis
70h, die das lichtemittierende Element 69 umgeben, siehe Figur 17. Um die
Echtheit einer jeden Karte zu ermitteln, ist eine Identifikationsschaltung 71 an
das lichtempfangende Element 70 angeschlossen.
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Beim Durchführen eines solchen Kartenidenitifikationsprozesses wird die Karte
61 in den Karten-Leser-Schreiber eingesetzt und senkrecht zum
lichtemittierenden Element 69 gehalten, und es wird beleuchtendes Licht vom
lichtemittierenden Element 69 auf den Identifikationsbereich 64 projiziert. Die
Echtheit der Karte 61 läßt sich dann identifizieren, wenn vom
Identifikationsbereich 64 reflektiertes Licht auf die lichtempfangenden Flächen
70a und 70e des lichtempfangenden Elementes 70 auftrifft, so wie in Figur 17
gezeigt, oder als elliptisches Muster, das sich senkrecht zur Richtung der
(imaginären Linie R) der Rillen 66 erstreckt, was erfaßt wird durch Vergleichen
der Positionsverhältnisse jener lichtempfangenden Flächen (der
lichtempfangenden Flächen 70a und 70e) die Licht hoher Intensität erhalten.
Für einen Betrüger, der eine solche Karte erhalten hat, wäre es deshalb nicht
nur schwierig, den Identifikationsbereich zu analysieren, sondern es ist auch
ein erheblicher Aufwand erforderlich, um einen identischen
ldentifikationsbereich zu erzeugen. Dies stellt einen großen
Abschreckungseffekt gegenüber potentiellen Betrügern dar.
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Figur 16 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser
Ausführungsform besteht der Identifikationbereich aus einem
Beugungsgitterbereich mit einer großen Anzahl von Rillen mit einer Dichte von
mehreren tausend Rillen pro mm, und ist derart gestaltet, daß er Licht vom
lichtemittierenden Element 69 konvergiert, beispielsweise auf Teile 70a und
70e als Spotlights.
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Die Figuren 19 und 20 sind Ansichten ähnlich jener gemäß der Figuren 15
bzw. 16 und zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser
Ausführungsform besteht der Identifikationsbereich 84 aus einer Kombination
eines ersten Satzes 85 von zu einander parallelen V-Rillen 86, die sich in
Richtung der imaginären Linie S erstrecken, und einen zweiten Satz 87 von zu
einander parallelen V-Rillen 88, die sich in Richtung der imaginären Linie T
erstrecken, die von der zuvor genannten Richtung abweicht. Demgemäß läßt
sich die Echtheit der Karte 61 dann identifizieren, wenn vom
Identifikationsbereich 64 reflektiertes Licht auf die lichtempfangenden Flächen
70a bis 70h des lichtempfangenden Elementes auftrifft als ein Paar von
elliptischen Mustern, die sich senkrecht zu den Richtungen (imaginäre Linien
S und T) von Rillen 86 und 88 erstrecken, so wie in Figur 20 gezeigt, und dies
wird erfaßt durch Vergleichen der gegenseitigen Positionen jener
lichtempfangender Flächen (der lichtempfangenden Flächen 70a, 70e, 70b
und 70f) die Licht hoher Intensität empfangen. Diese Ausführungsform ist im
übrigen ähnlich der zweiten Ausführungsform.
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Die Figuren 21 bis 24 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß dieser Ausführungsform umfaßt das lichtempfangende Element 90
einen ersten Satz 91 lichtempfangender Flächen 91a bis 91h, die das
lichtemittierende Element 99 umgeben, und einen zweiten Satz 92
lichtempfangender Flächen 92a bis 92h. Diese Ausführungsform kann daher
nicht nur Identifikationsmuster identifizieren, wie jene der ersten und der
zweiten Ausführungsformen gemäß der Figuren 21 und 22 durch Anwenden
einer Vielzahl von parallelen Rillen, sondern ermöglicht auch eine größere
Variation der Identifikationsmuster, um die Schwierigkeit des Fälschens der
Karte zu steigern. Wir ein Beugungsgitterbereich statt der Rillen verwendet, so
werden entsprechende Lichtpunkte gebildet, beispielsweise auf den
lichtempfangenden Flächen 91a und 91e des ersten Satzes 91 des
lichtempfangenden Elementes 90, oder auf den lichtempfangenden Flächen
92a und 92e des zweiten Satzes 92, der den ersten Satz 91 umgibt, so wie in
den Figuren 23 oder 24 dargestellt, je nach Fall. Diese Ausführungsform
ermöglicht es auch, eine große lnformationsmenge einzeln in den
Identifikationsbereich der Karte einzuschreiben, neben dem normalen Träger
von Informationen der Informationsspeicherkarte, und wieder auszulesen.
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Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die obigen
Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind auch Varianten möglich.
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Obgleich das beleuchtende Licht vom lichtemittierenden Element auf den
Identifikationsbereich projiziert wurde, wobei eine Linse bei den obigen
Ausführungsformen zwischengefügt wurde, können im Strahlengang Spiegel
und Prismen vorgesehen werden, um die Richtung der Lichtstrahlen zu
ändern. Es wurde bei den obigen Ausführungsformen eine Fotodiode als
lichtempfangendes Element verwendet, jedoch kann ebensogut eine
Positionssensor (PSD) verwendet werden. Ein Positionssensor besteht aus
einer Halbleitervorrichtung mit einer hochwiderstands-Si-i-Schicht, einer
p-Schicht, die auf einer Seite oder auf der lichtempfangenden Fläche gebildet
ist, und mit einer n-Schicht gebildet auf der anderen Seite der i-Schicht, und
es wird ein Strom auf die Stelle eines Lichtpunktes projiziert auf der
lichtempfangenden Stelle, erzeugt von Elektroden, die an der
lichtempfangenden Fläche vorgesehen sind. Obgleich bei den
vorausgegangenen Ausführungsformen auf der Seitenfläche ein
Identifikationsbereich vom Reflexionstypus vorgesehen war, so ist es auch
möglich, einen ähnlichen Bereich auf beiden Seiten der Karte vorzusehen,
oder einen Identifikationsbereich vom Transmissionstypus vorzusehen durch
Vorsehen eines transparenten Teiles in einem Teil der Karte.
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Obgleich die Erfindung anhand spezieller Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde, ist es möglich, Einzelheiten abzuwandeln oder zu verändern, ohne
vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.