DE69233521T2

DE69233521T2 - Optischer Kopf für ein Echtheits-Identifizierungssystem

Info

Publication number: DE69233521T2
Application number: DE69233521T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Yokohama-shi Nishiguma; Hidekazu Yokohama-shi Hoshino; Yoshiaki Yokohama-shi Seki
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: EP0538813B1; EP0538813A2; DE69233521D1; EP0538813A3; JPH0782513B2; US5200794A; JPH05334477A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Bestimmen oder Identifizieren der Authentizität von solchen Gegenständen wie Informationsspeicherkarten mittels eines Lesegeräts/Schreibgeräts, um eine nicht autorisierte Herstellung und Änderung von solchen Gegenständen oder Karten zu verhindern, und insbesondere einen optischen Kopf, welcher zur Verwendung in einem solchen System geeignet ist. Die Informationsspeicherkarten umfassen, nicht ausschließlich, Magnetkarten, IC-Karten, optische Karten und so weiter, welche in der Lage sind, Informationen mit Lesegeräten/Schreibgeräten auszutauschen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Was das Verhindern der Fälschung von zum Beispiel einer magnetischen Karte betrifft, ist man herkömmlich derart vorgegangen, dass man eine laminierte Struktur für ihre magnetische Schicht verwendet hat, und dass man Löcher in die magnetische Karte gestanzt hat, wenn die magnetische Karte nicht weiter verwendet werden sollte. Solche Strukturen können jedoch relativ leicht von den Fälschern mit betrügerischer Absicht dupliziert werden, und können nicht ausreichend sein, um Versuche abzuschrecken, die Karte illegal zu duplizieren und zu verändern. Die interne Struktur von der Karte kann durch bekannte Mittel komplexer gemacht werden, aber dies wird zu einer Verkomplizierung und zu einem Kostenanstieg der Lesegeräte/Schreibgeräte zum Lesen und Schreiben von Informationen auf die und aus der Karte führen. Ein Hologramm oder ein anderer optisch aufbereiteter Bereich, welcher eine vorbestimmte Richtlinie umfasst, kann zum Zwecke der Identifikation verwendet werden, aber das System zum optischen Identifizieren von diesem/dieser neigt dazu, dass es komplex, teuer und groß in seinem Aufbau ist.
DE-A-24 44 968 offenbart ein Zeichenerkennungssystem, welches einen optischen Kopf verwendet, der eine Vielzahl von lichtaufnehmenden Sektoren aufweist, die konzentrisch angeordnet sind. Das lichtemittierende Element ist nicht in den Zeichnungen gezeigt. Es beleuchtet einfach und allgemein das Dokument, das eingelesen werden soll. Ferner schlägt das genannte Dokument die Verwendung eines einzelnen Wafers vor, welcher ein Feld von Photodioden umfasst. Es schlägt jedoch keine Öffnung in dem Wafer zum Definieren einer Öffnung für das lichtemittierende Element vor. Ferner schlägt das genannte Dokument nicht die Verwendung eines Hologramms vor.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen optischen Kopf zur Verfügung zu stellen, zum optischen Bestimmen der Authentizität eines Gegenstandes durch Beaufschlagen eines Lichtstrahls auf einen Identifikationsbereich, welcher auf dem Gegenstand vorgesehen ist und eine ausgewählte reflektive Richtcharakteristik (Directivity) aufweist, und durch Empfangen des Lichtes, welches durch den Identifikationsbereich reflektiert wird, wobei der optische Kopf eine kompakte Struktur aufweist.
Eine weitere Aufgabe ist es, solch einen optischen Kopf zur Verfügung zu stellen, welcher ökonomisch herzustellen ist.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung können durch die Lehre von Anspruch 1 gelöst werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
die 1 eine perspektivische Ansicht einer Karte und eines wesentlichen Teils eines Kartenlesegeräts/-schreibgeräts ist, bei welchem die vorliegende Erfindung angewendet wird;
die 2 eine geschnittene Ansicht des optischen Kopfes gemäß der vorliegenden Erfindung ist, gezeigt entlang der Linie II–II aus der 1; und
die 3 eine Ansicht von unten des optischen Kopfes ist, gesehen in der Richtung, welche durch III in der 2 angedeutet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORZUZIEHENDEN AUSFÜHRUNGEN
Die 1 zeigt ein Kartenlesegerät/-schreibgerät, bei welchem eine vorzuziehende Ausführung der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Die Karte 1 wird in die Richtung, welche durch die Pfeile angedeutet ist oder im wesentlichen quer, wie man in der 1 erkennen kann, durch Zufuhrwalzen oder ähnliches, die nicht in der Zeichnung gezeigt sind, zugeführt, und ein Magnetkopf 3 schreibt in einen und liest aus einem magnetischen Streifen 2, welcher auf einer Hauptoberfläche 1a der Karte 1 vorgesehen ist, wenn sie solch eine Position erreicht hat.
Ein Holographiebereich 4 ist auf einer geeigneten Position auf der Hauptoberfläche 1a der Karte 1 vorgesehen. Dieser Holographiebereich 4 besteht aus einem reflektiven Hologramm (Holographie), welches solch eine reflektive Eigenschaft aufweist, das einfallendes Licht, welches eine bestimmte Wellenlänge aufweist und senkrecht auf das Hologramm projiziert wird, in einer bestimmten vorgeschriebenen Richtung oder bestimmten vorgeschriebenen Richtungen reflektiert wird. Der Identifikationsbereich kann aus einem Hologramm (einer Holographie), einem Beugungsgitter oder einer Vielfalt von parallelen Kerben bestehen.
Das Lesegerät/Schreibgerät ist mit einem optischen Kopf 5 gemäß der vorliegenden Erfindung versehen, zum Projizieren eines kohärenten Strahls von Laserlicht senkrecht auf die Hauptoberfläche 1a der Karte 1, insbesondere auf den Hologrphiebereich 4, und zum Aufnehmen des Lichtes, welches von diesem reflektiert wird, wie hier nachfolgend beschrieben werden wird. Ein Identiflkationsschaltkreis 19 ist mit dem optischen Kopf 5 verbunden, um die Authentizität von jeder Karte zu bestimmen.
Beim Ausführen eines solchen Kartenidentifikationsverfahrens wird die Karte 1, welche in das Kartenlesegerät/-schreibgerät eingesetzt wird, senkrecht zu dem anstrahlenden Lichtstrahl aus dem optischen Kopf 5 gehalten, und das anstrahlende Licht oder das einfallende Licht aus dem optischen Kopf 5 wird auf den Holographiebereich 4 projiziert. Die Authentizität der Karte 1 kann identifiziert werden, wenn das Licht, welches durch den Holographiebereich 4 reflektiert wird, durch den optischen Kopf 5 in einem bestimmten Muster gesammelt wird, und durch den Identifikationsschaltkreis 19 festgestellt wird, dass seine Intensität ein bestimmtes Niveau aufweist. Somit wird, sogar wenn ein Fälscher sich eine solche Karte beschafft hat, es nicht nur schwierig für ihn sein, das Hologramm zu analysieren und zu duplizieren, sondern es sind erhebliche Kosten notwendig, um eine identisches Hologramm herzustellen. Somit übt dies eine stark abschreckende Wirkung auf potentielle Fälscher aus.
Die 2 und 3 zeigen die vorzuziehende Ausführung des optischen Kopfes gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser optische Kopf 5 umfasst ein ringförmiges Gehäuse 6, das aus einem synthetischen Harz hergestellt ist und mit einem Flansch 6a an dem unteren Ende desselben versehen ist, ferner ein lichtemittierendes Element 8, welches aus einer Halbleiterlaservorrichtung an einem oberen Ende einer zentralen Bohrung 7, die in dem Gehäuse 6 ausgebildet ist, besteht, und eine Linse 8, die feststehend in einen vergrößerten Bereich 7a der zentralen Bohrung 7 in einem unteren Bereich derselben eingesetzt ist.
Das untere Ende (das untere Ende, so gesehen wie es in der 2 dargestellt ist) der mittleren Bohrung 7 ist durch eine Schaltkarte 11 geschlossen, welche eine achteckige Form aufweist, wie in der 3 dargestellt ist. Ein Halbleiterchip 12, bestehend aus einem Siliziumchip, ist auf die untere Oberfläche der Schaltkarte 11 montiert. Die Schaltkarte 11 ist mit einer zentralen Öffnung 13 versehen, um zu ermöglichen, dass ein kohärenter Lichtstrahl, der von dem lichtemittierenden Element 8 ausgestrahlt wird und durch die Linse 10 gerichtet wird, durchtritt. Die zentrale Öffnung 13 der Schaltkarte 11 dient als eine Blende, welche den Durchlass der Linse 10 begrenzt.
Der Halbleiterchip 12 ist in acht Sektoren 12a bis 12h, welche dieselbe Größe aufweisen, unterteilt und ist mit einer zentralen Öffnung 14 versehen, die koaxial zu der Öffnung 13 der Schaltkarte 11 angeordnet ist und im Durchmesser größer als die Öffnung 13 ist. Jeder der Sektoren 12a bis 12h ist als eine individuelle Photodiode ausgebildet. Die Identifikation des Identifikationsbereichs kann durch Detektieren des Musters des Lichtes, welches durch diese Sektoren empfangen wird, ausgeführt werden. Die Öffnung 13 oder der zentrale Durchlass dient als eine Blende.
Eine flexible Schaltkarte 9 ist an eine axial obere Endoberfläche des Gehäuses 6 entfernt von dem Flansch 6a angeschlossen, und ein Teil der flexiblen Schaltkarte 9 erstreckt sich entlang einer Seite des Gehäuses 6. Stifte 15, welche an die Sektoren 12a bis 12h des Halbleiterchips 12 angeschlossen sind, zusammen mit Stiften, die sich ausgehend von dem lichtemittierenden Element 8 aus erstrecken, sind an geeignete Teile der flexiblen Schaltkarte 9 angelötet. Die flexible Schaltkarte 9 trägt verschiedene Schaltungselemente 16, und Leitungsdrähte 18 sind an geeignete Teile der Schaltung angeschlossen, welche auf der flexiblen Schaltkarte 9 ausgebildet ist, über einen Stecker/ein Anschlussstück 17.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die lichtaufnehmende Oberfläche einfach in eine Vielzahl von Sektoren 12a bis 12h unterteilt sein, welche um die zentrale Öffnung 14 herum angeordnet sind, wie in der 3 dargestellt ist, oder sie kann alternativ in zwei oder mehrere Reihen von Sektoren unterteilt sein, welche um die zentrale Öffnung 14 herum angeordnet sind.

Claims

Ein optischer Kopf (5) zum optischen Bestimmen der Authentizität eines Gegenstandes (1), durch Beaufschlagen eines Lichtstrahls auf einen Identifikationsbereich (4), der auf dem gesagten Gegenstand (1) vorgesehen ist und welcher eine ausgewählte reflektive Richtcharakteristik aufweist, und das Empfangen von Licht, welches durch den gesagten Identifikationsbereich reflektiert wird, umfassend: – ein lichtemittierendes Element (8) zum zur Verfügung Stellen eines kohärenten Lichtstrahls; – ein im wesentlichen ebenes Montagemittel (11), – ein im wesentlichen ebenes Feld von Photodioden (12), welche auf dem gesagten Montagemittel (11) montiert sind, wobei die gesagten Photodioden kein Licht direkt aus dem gesagten lichtemittierenden Element aufnehmen, das gesagte Feld von Photodioden (12) um eine axiale Mittellinie des gesagten kohärenten Lichtstrahls herum angeordnet sind, jede der gesagten Photodioden (12a–12h) angepasst ist, um individuell eine Stärke von Licht, welches von dem gesagten Identifikationsbereich (4) des gesagten Gegenstands (1) reflektiert wird und auf diese beaufschlagt wird, zu detektieren, dadurch gekennzeichnet, dass – der optische Kopf ferner ein ringförmiges Gehäuse (6) umfasst, welches eine zentrale Bohrung (7) in sich ausbildet; – das gesagte lichtemittierende Element koaxial an einem Ende der gesagten zentralen Bohrung (7) aufgenommen wird, wobei eine lichtemittierende Oberfläche desselben dem Innenraum der gesagten zentralen Bohrung gegenübersteht; – das gesagte Montagemittel (11) an einem anderen Ende der gesagten zentralen Bohrung (7) entfernt von dem gesagten einen Ende vorgesehen ist und eine Öffnung (13) umfasst, die in einem Lichtweg des gesagten kohärenten Lichtstrahls angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass der gesagte kohärente Lichtstrahl durch diese hindurchtritt; – das gesagte im wesentlichen ebene Feld von Photodioden auf einer Oberfläche des gesagten Montagemittels montiert ist, welche von dem gesagten lichtemittierenden Element (8) abgewandt ist und um die gesagte Öffnung (13) herum angeordnet ist.
Ein optischer Kopf gemäß Anspruch 1, wobei das gesagte ebene Feld von Photodioden aus einem konzentrischen Feld von Photodioden besteht, von denen jede eine sektorförmige lichtaufnehmende Oberfläche aufweist.
Ein optischer Kopf gemäß Anspruch 2, wobei die gesagten sektorförmigen lichtaufnehmenden Oberflächen in zwei Reihen um die gesagte Öffnung herum angeordnet sind.
Ein optischer Kopf gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Schaltkarte (9), die an einem Ende des gesagten ringförmigen Gehäuses angeschlossen ist, wobei die gesagten lichtemittierenden Elemente auf der gesagten Schaltkarte über Leitungen der gesagten lichtemittierenden Elemente montiert sind, die gesagten lichtaufnehmenden Elemente mit Leitungen (15) versehen sind, welche durch das ringförmige Gehäuse hindurchgeführt sind und elektrisch und mechanisch mit der gesagten Schaltkarte verbunden sind.
Ein optischer Kopf gemäß Anspruch 4, wobei die gesagte Schaltkarte aus einer flexiblen Schaltkarte besteht und mit einer Verlängerung versehen ist, die sich entlang einer Seite des gesagten ringförmigen Gehäuses erstreckt und wenigstens ein Schaltelement (16) für das gesagte lichtemittierende Element oder das gesagte lichtaufnehmende Element trägt.
Ein optischer Kopf gemäß Anspruch 1, wobei das gesagte Feld von Photodioden aus einem einzigen Wafer besteht, welcher eine zentrale Öffnung (14) aufweist, die durch den gesagten Wafer durchgeführt ist, und die gesagten Sektoren um die gesagte zentrale Öffnung herum ausgebildet sind.
Ein optischer Kopf gemäß Anspruch 1, wobei das gesagte lichtemittierende Element aus einer Halbleiterlasereinrichtung besteht.
Ein optischer Kopf gemäß Anspruch 1, wobei der gesagte Identifikationsbereich aus einem Hologramm, einem Beugungsgitter oder einer Vielfalt von parallelen Kerben besteht.