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CH598661A5 - Optical card reader for encoded data - Google Patents

Optical card reader for encoded data

Info

Publication number
CH598661A5
CH598661A5 CH208276A CH208276A CH598661A5 CH 598661 A5 CH598661 A5 CH 598661A5 CH 208276 A CH208276 A CH 208276A CH 208276 A CH208276 A CH 208276A CH 598661 A5 CH598661 A5 CH 598661A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
carrier
light
information
grating
diffraction grating
Prior art date
Application number
CH208276A
Other languages
German (de)
Inventor
Fritz Von Dr Ballmoos
Original Assignee
Von Ballmoos Fritz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Von Ballmoos Fritz filed Critical Von Ballmoos Fritz
Priority to CH208276A priority Critical patent/CH598661A5/en
Publication of CH598661A5 publication Critical patent/CH598661A5/en

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K1/00Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion
    • G06K1/12Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion otherwise than by punching
    • G06K1/126Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion otherwise than by punching by photographic or thermographic registration
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/08Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means
    • G06K19/10Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means at least one kind of marking being used for authentication, e.g. of credit or identity cards
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    • GPHYSICS
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    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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Abstract

Optical card reader for encoded data uses diffraction gratings to encode data which is read by transmitting light through gratings to photodetector arrays

Description

  

  
 



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschlüsseln einer auf einem materiellen Träger aufzubringenden Information und zum Entschlüsseln der aufgebrachten Information sowie eine Vorrichtung zum Ausführen und eine Anwendung dieses Verfahrens. Es gibt viele Möglichkeiten, den Zugang zu geschlossenen Anlagen und den Zugriff zu Vorratsgütern, wie beispielsweise bei Selbstbedienungstankstellen, zu überwachen. Entsprechende Überwachungseinrichtungen können mit einem individuellen, für wiederholte Verwendung geeigneten Schlüssel oder mit einem für die einmalige Verwendung vorgesehenen Ausweis betätigt werden. Der individuelle Schlüssel hat den Nachteil, dass er gewöhnlich nur für eine bestimmte Anlage verwendet werden kann und die Anlage ausserdem für jeden Schlüssel ein geeignetes Schloss aufweisen muss.

  Für einmalige Verwendung vorgesehene Ausweise, die von der Überwachungseinrichtung auf ihre Gültigkeit geprüft werden, haben demgegenüber den Vorteil, dass auch mehrere, räumlich getrennte Überwachungseinrichtungen zur Annahme des gleichen Ausweises eingerichtet werden können. Ein Beispiel solcher für einmalige Verwendung vorgesehener Ausweise sind die Ausfahrttickets gebührenpflichtiger Parkplätze, welche von jeder zu einem bestimmten Parkplatz gehörenden Ausfahrtüberwachungseinrichtung angenommen werden. Die Verschlüsselung der Informationen auf diesen Tickets besteht gewöhnlich aus einer Mehrzahl eingestanzter Löcher, die eine vorgegebene Lage zueinander aufweisen. Diese einfachen Ausweise sind auch für viele andere Anwendungen brauchbar.

  Beispielsweise können alle der gleichen Vertriebsorganisation gehörenden Selbstbedienungstankstellen so eingerichtet werden, dass sie beim Einlegen eines geeigneten Ausweises eine vorbestimmte Menge Treibstoff abgeben. Weil Ausweise oder Tickets der beschriebenen Art relativ leicht zu fälschen oder nachzumachen sind, war die Verwendung dieser bekannten Ausweise bisher auf solche Anwendungen beschränkt, bei denen der Ausweis nur einem vergleichsweise geringen materiellen Wert entsprach, bzw. nur zum Bezug von Gütern mit geringem Wert verwendet werden konnte.



   Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu beheben und ein Verfahren zum Verschlüsseln einer auf einen Ausweis aufzubringenden und insbesondere zum Identifizieren der Gültigkeit des Ausweises vorgesehene Information anzubringen, welche Verschlüsselung nur mit einem unverhältnismässig grossen und darum nicht lohnenden Aufwand gefälscht oder nachgemacht werden kann.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Information in Form mindestens eines optischen Beugungsgitters mit vorgegebener Gitterkonstante und vorgegebener Orientierung auf den Träger aufgebracht wird und zum Entschlüsseln das Beugungsgitter mit praktisch monochromatischem Licht beleuchtet und die Richtung sowie der Winkel der Ablenkung des Lichts für das Helligkeitsmaximum erster Ordnung bestimmt werden.



   Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens weist eine Öffnung auf, in die der Träger mit der verschlüsselten Information eingegeben werden kann und ist gekennzeichnet durch mindestens eine Beleuchtungseinrichtung zum Erzeugen eines praktisch parallelen, monochromatischen und senkrecht auf der zum Auflegen des Trägers vorgesehenen Fläche stehenden Lichtbündels sowie mindestens einen von der Auflagefläche beabstandet angeordneten Lichtempfänger, dessen Ort so gewählt ist, dass das erste Helligkeitsmaximum von dem auf dem Träger aufgebrachten Beugungsgitter abgelenkten Licht auf diesen Lichtempfänger fällt.



   Eine bevorzugte Anwendung des neuen Verfahrens ist das Verschlüsseln der Identifizierung eines Ausweises, der zum Bezug einer bestimmten Summe Geldes oder eines definierten Sachwerts berechtigt.



   Das neue Verfahren ermöglicht, Ausweise aus handelsüblichem Material herzustellen und mit einer verschlüsselten Information zu versehen, die von einer dritten Person ohne ganz spezielle Hilfsmittel nicht entschlüsselt und auch nicht nachgemacht werden kann. Dadurch ist es weiter möglich, Ausweise mit solcherart verschlüsselten Informationen auch für Anlagen zu verwenden, die den Zugang zu relativ wertvollen Gütern überwachen.



   Im folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele des neuen Verfahrens sowie einer zu dessen Ausführung verwendeten Vorrichtung und dafür geeigneter Ausweise mit Hilfe der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ausweises in der zum Entschlüsseln verwendeten Einrichtung,
Fig. 2, 3 und 4 einige Ausführungsformen geeigneter Ausweise,
Fig. 5 das vereinfachte Blockschaltbild einer elektronischen Entschlüsseleinrichtung.



   Die Erfindung geht von der physikalischen Erscheinung der Lichtbeugung aus, wonach auf ein Gitter auftreffendes Licht, wenn der Abstand zwischen den Gitterstäben, die sogenannte Gitterkonstante, in der Grössenordnung der Wellenlänge des Lichts liegt, um einen definierten, von der Gitterkonstanten und der Wellenlänge abhängigen Winkel abgelenkt wird. Die   Lichtbeugung    ermöglicht, ein Bündel praktisch monochromatischens Lichts mit Hilfe eines geeigneten Gitters aufzuspalten und die Teilbündel in vorherbestimmbare Richtungen und um vorherbestimmbare Winkel abzulenken und damit Flächenelemente zu beleuchten, die nicht in der Richtung des ursprünglichen Lichtbündels liegen.



   In Fig. 1 ist das Prinzip der Anwendung der   Lichtbeugung    für die vorliegende Erfindung gezeigt. Für das gewählte Beispiel ist ein Ausweis 10 verwendet, der einfacherweise aus einem optisch transparenten Material besteht und in dem zwei Beugungsgitter 11 und 12 angeordnet sind. Die Gitterlinien des Beugungsgitters 11 verlaufen parallel zur Schmalseite des rechteckigen Ausweises, die Gitterlinien des Beugungsgitters 12 sind um   450    gegen die Schmalseite versetzt. Der Ausweis wird in eine durch nichtgezeigte Mittel vorgegebene Stellung gebracht, in der die Mitte jedes der beiden Gitter senkrecht unter einer Beleuchtungseinrichtung 13 bzw. 14 liegt.

  Jede Beleuchtungseinrichtung besteht aus einer Lichtquelle, einer Projektionsoptik, welche ein möglichst paralleles Lichtbündel erzeugt, und einem Filter, der nur einen sehr schmalen Frequenzbereich des Lichts passieren   lässt.    so dass das aus der Beleuchtungseinrichtung austretende Licht als praktisch monochromatisch bezeichnet werden kann. Es versteht sich, dass anstelle der in Fig. 1 gezeigten Glühlampe auch eine Lichtquelle verwendet werden kann, welche praktisch monochromatisches Licht erzeugt, in welchem Falle auf den Filter verzichtet werden kann. Unter dem Ausweis 10 befindet sich eine Mosaikplatte 16, auf der eine Mehrzahl Lichtempfänger a, b,   c .    . schachbrettförmig angeordnet sind. 

  Als Lichtempfänger können vorzugsweise flächenförmige Fotoelemente oder Fotohalbleiter verwendet werden, deren spektrale Verteilung der Lichtempfindlichkeit den Spektralbereich des praktisch monochromatischen Lichts einschliesst. Diejenigen Felder der Mosaikplatte, die in der Richtung des nichtabgelenkten Lichtbündels (dem Helligkeitsmaximum 0. Ordnung) liegen (sie sind in Fig. 1 schwarz gezeichnet), sind nicht mit einem Lichtempfänger bestückt. Wie in Fig. 1 weiter gezeigt ist, bewirkt das Beugungsgitter 11, dass das von der Lichtquelle 13 kommende Lichtbündel aufgespalten wird, wobei die beiden Helligkeitsmaxima der ersten Ordnung die Felder k, n der Mosaikplatte beleuchten. Analog dazu beleuchten die beiden Helligkeitsmaxima erster Ordnung des mit der Beleuchtungs  einrichtung 14 erzeugten und vom Beugungsgitter 12 aufgespaltenen Lichtbündels die Felder h, w.



   Wie oben aufgezeigt wurde, ermöglichen die beiden Beugungsgitter 11 und 12 in Abhängigkeit von der Wellenlänge des verwendeten Lichts, von der Richtung der Gitterlinien und der Gitterkonstanten, das auftreffende Licht in verschiedene Richtungen und um verschiedene Winkel gegenüber seiner ursprünglichen Richtung abzulenken. Um irgendeinen Ausweis mit einer dessen Echtheit bestätigenden verschlüsselten Information zu versehen, genügt es, einen Bereich dieses Ausweises als Beugungsgitter auszubilden und in der die Information entschlüsselnden Vorrichtung dieses Gitters mit Licht einer bestimmten Wellenlänge zu beleuchten und dann zu beobachten, ob dieses Licht auf einen bestimmten Lichtempfänger abgelenkt wird. Wird der  richtige  Lichtempfänger beleuchtet, dann bestätigt sein Ausgangssignal die Echtheit des Ausweises.



   Für die vorliegende Erfindung brauchbare Beugungsgitter können relativ einfach hergestellt werden. Beispielsweise sind in den CH-PS 498 409, 504 005 und 527 431 fotografische Verfahren zum Herstellen von optischen Gittern beschrieben und in den CH-PS 529 369 und 530 018 Verfahren, bei denen optische Gitter unter gleichzeitiger Einwirkung von Wärme und Druck in einen Kunststoffilm eingeprägt werden. Auf diese Patentschriften wird ausdrücklich hingeweisen. Es versteht sich auch, dass die vorliegende Erfindung sowohl mit Transmissions- als auch mit Reflexionsgittern ausgeführt werden kann.



   Für die einfachste Verschlüsselung der beschriebenen Art ist ein Beugungsgitter auf dem Ausweis und ein Lichtempfänger auf der Mosaikplatte ausreichend. Die Möglichkeit, die erfindungsgemässe Verschlüsselung nachzumachen, ist aber um so geringer, je mehr Gitter im Ausweis angeordnet sind. Fig. 2 zeigt einen Ausweis 20 mit sechs Beugungsgittern 21. 22, 23 und 24, 25, 26, die in Gruppen von je drei Gittern den Schmalseiten des Ausweises benachbart angeordnet sind. Ein derartiger Ausweis kann beispielsweise zur Überwachung des Zugangs zu geschlossenen Anlagen verwendet werden. Ein solcher Ausweis kann aber auch als Gutschein für eine bestimmte Menge an einer Selbstbedienungstankstelle zu beziehenden Benzins verwendet werden.

  Die mit Hilfe der Beugungsgitter verschlüsselten Informationen können dann die Verkaufsorganisation bezeichnen, deren Tankstellen den Ausweis annehmen sowie die Menge Benzin, die für diesen Ausweis ausgegeben wird, oder das Datum, bis zu dem der Ausweis gültig ist. Es versteht sich, dass die Vorrichtung, welche den Ausweis auf seine Gültigkeit prüft, ungültige Ausweise zurückgibt, und die als gültig erkannten Ausweise, deren Gegenwert abgegeben wurde, einzieht, damit sie vernichtet oder entwertet werden können.



   Fig. 3 zeigt eine für mehrfache Verwendung vorgesehene Ausführungsform eines Ausweises. Dieser Ausweis 30 enthält einen ersten Bereich 31, in dem drei zum Verschlüsseln von Kennwerten vorgesehene Beugungsgitter 32, 33, 34 angeordnet sind. Weiter enthält der Ausweis einen Bereich 36, der in eine Mehrzahl Wertfelder aufgeteilt ist. Diese Karte ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zum Entschlüsseln der Kennwerte mit einer Vorrichtung gemäss der Schweizer Patentanmeldung Nr. 2987/75 kombiniert wird. Dann kann einer der Kennwerte als Anzeige für den Gesamtwert des Ausweises verwendet werden, beispielsweise für die Gesamtmenge von beziehbarem Treibstoff, und auf den Feldern des Bereichs 36 wird bei jedem Treibstoffbezug vermerkt, welche Teilmenge bezogen wurde.

  Das Entwerten der Felder kann beispielsweise durch Ausstanzen eines Lochs oder, wie in der erwähnten Patentanmeldung beschrieben ist, durch Schwärzen eines thermographischen Materials erfolgen. Die Vorrichtung zieht dann den Ausweis erst ein, wenn die Summe der Teilmengen der vorgegebenen Gesamtmenge entspricht.



   Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Ausweises.



  Dieser Ausweis besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, der wiederholt bei Einwirkung von Wärme verformbar ist. Auch dieser Ausweis 40 enthält zwei Bereiche. Einen Bereich 41, in dem vier zum Verschlüsseln von Kennwerten verwendete Beugungsgitter 42, 43, 44, 45 angeordnet sind.



  und einen Bereich 46, der bei einem neuen Ausweis noch keine Markierung trägt. Dieser Ausweis sei wie der vorgängig beschriebene zum Bezug einer grösseren Menge Treibstoff in mehreren Teilmengen vorgesehen. Die zum Identifizieren des Ausweises erforderlichen Informationen sind wiederum in den Gittern 42, 43,44, 45 verschlüsselt. Die Vorrichtung zum Entschlüsseln der Informationen enthält ausser der mit Hilfe der Fig. 1 bereits beschriebenen Leseeinrichtung zusätzlich eine (nicht gezeigte) Prägewalze. Diese Prägewalze weist einen polygonalen Querschnitt auf, ist heizbar und kann schrittweise gedreht werden. Jede Fläche dieser Walze ist derart strukturiert, dass sie zum Prägen eines Beugungsgitters geeignet ist.



  Bei der Entnahme einer Teilmenge des Treibstoffs wird die Prägewalze zuerst in eine Lage gedreht, in der ein dieser Teilmenge entsprechendes Beugungsgitter dem Bereich 46 des Ausweises benachbart ist, danach wird die Prägewalze erhitzt und auf den Ausweis gepresst, bis ein Gitter 47 in den Bereich 46 geprägt ist. Bei der folgenden Verwendung des Ausweises werden zuerst die in den Gittern des Bereichs 41 verschlüsselten Informationen und danach die Information im Gitter 47 des Bereichs 46 gelesen, und es wird errechnet, wieviel Liter Treibstoff auf diesen Ausweis noch bezogen werden können.



  Wird nochmals eine Teilmenge bezogen. dann wird zuerst mit Hilfe einer dafür vorgesehenen Fläche der Prägewalze das Gitter 47 zerstört und danach ein weiteres Beugungsgitter 48 eingeprägt, das eine Information über die beiden bezogenen Teilmengen gibt. Zur Auswertung der mit Hilfe der in Fig. 1 schematisch gezeigten Vorrichtung erzeugten optischen Signale kann eine Entschlüsseleinrichtung gemäss dem in Fig. 5 gezeigten Blockschema verwendet werden. Diese Entschlüsseleinrichtung enthält einen Analysator 50, dessen Eingänge mit den Lichtempfängern a, b. c   .    verbunden sind. Beim Einstecken eines Ausweises in die Vorrichtung erscheint am Ausgang des Analysators ein Signal oder eine Signalfolge. welche anzeigt, welcher oder welche Lichtempfänger beleuchtet werden.

  Die Einrichtung enthält weiter einen Speicher 51, in dem alle Signale oder Signalfolgen gespeichert sind, die den Informationen auf einem für diese Anlage gültigen Ausweis entsprechen. Die am Ausgang des Analysators erscheinenden Signale werden dann in einem Komparator 52 mit den im Speicher gespeicherten Signalen verglichen. Bei Übereinstimmung der Signale bzw. bestimmter Signale erzeugt der Komparator ein Steuersignal, das den Zugang zu einer Anlage freigibt oder die Entnahme einer bestimmten Menge eines Vorratsgutes aus einer automatischen Bezugs- oder Verteileranlage ermöglicht.

 

   Es wird angenommen, dass Einzelheiten der optischen Anordnung der beschriebenen elektronischen Schaltung und des mechanischen Aufbaus, insbesondere der Transport des Ausweises in die zum Entschlüsseln und gegebenenfalls zum Prägen weiterer Beugungsgitter erforderlichen Stellung, jedem Fachmann geläufig sind. weshalb auf deren detaillierte Beschreibung absichtlich verzichtet wird.



   Anschliessend sei darauf hingewiesen, dass das neue Verfahren nicht nur für die beispielsweise erwähnten Selbstbedienungstankstellen, sondern für den Zugang zu jeder Art von Vorratsgütern, aber auch für Geldautomaten verwendet werden kann. 



  
 



   The present invention relates to a method for encrypting information to be applied to a material carrier and for decrypting the applied information, as well as a device for carrying out and using this method. There are many ways to monitor access to closed systems and access to stored goods, for example at self-service filling stations. Corresponding monitoring devices can be operated with an individual key suitable for repeated use or with an ID card intended for single use. The individual key has the disadvantage that it can usually only be used for a certain system and the system must also have a suitable lock for each key.

  ID cards intended for single use, which are checked for validity by the monitoring device, have the advantage that several, spatially separated monitoring devices can be set up to accept the same ID. An example of such cards intended for single use are the exit tickets for chargeable parking spaces, which are accepted by every exit monitoring device belonging to a specific parking space. The encryption of the information on these tickets usually consists of a plurality of punched holes which have a predetermined position relative to one another. These simple cards can also be used for many other applications.

  For example, all self-service filling stations belonging to the same sales organization can be set up in such a way that they dispense a predetermined amount of fuel when a suitable ID is inserted. Because IDs or tickets of the type described are relatively easy to forge or imitate, the use of these known IDs has so far been limited to applications in which the ID only had a comparatively low material value or was only used to purchase goods of low value could be.



   The aim of the present invention is to remedy this disadvantage and to provide a method for encrypting information to be applied to an ID card and, in particular, for identifying the validity of the ID card, which encryption can only be falsified or imitated with a disproportionately large and therefore not worthwhile effort can.



   The method according to the invention is characterized in that the information is applied to the carrier in the form of at least one optical diffraction grating with a predetermined grating constant and predetermined orientation and, for decoding, the diffraction grating is illuminated with practically monochromatic light and the direction and angle of deflection of the light for the maximum brightness first order can be determined.



   A preferred device for carrying out this method has an opening into which the carrier with the encrypted information can be entered and is characterized by at least one lighting device for generating a practically parallel, monochromatic and perpendicular light beam on the surface provided for placing the carrier, as well as at least one light receiver arranged at a distance from the support surface, the location of which is selected such that the first brightness maximum falls on this light receiver by the light deflected on the diffraction grating applied to the carrier.



   A preferred application of the new method is the encryption of the identification of an identity card that entitles the holder to withdraw a certain amount of money or a defined material value.



   The new process makes it possible to produce ID cards from commercially available material and to provide encrypted information that a third person cannot decrypt or imitate without special aids. This also makes it possible to use ID cards with such encrypted information for systems that monitor access to relatively valuable goods.



   In the following, some preferred exemplary embodiments of the new method as well as a device used for its execution and suitable ID cards are described with the aid of the figures. Show it:
1 shows the schematic representation of an identity card in the device used for decryption,
Fig. 2, 3 and 4 some embodiments of suitable identity cards,
5 shows the simplified block diagram of an electronic decryption device.



   The invention is based on the physical phenomenon of light diffraction, according to which light incident on a grating, if the distance between the grating bars, the so-called grating constant, is of the order of magnitude of the wavelength of the light, by a defined angle depending on the grating constant and the wavelength is distracted. The diffraction of light makes it possible to split a bundle of practically monochromatic light with the help of a suitable grating and to deflect the partial bundles in predeterminable directions and by predeterminable angles and thus to illuminate surface elements that are not in the direction of the original light bundle.



   In Fig. 1, the principle of the application of light diffraction for the present invention is shown. For the selected example, an identity card 10 is used which simply consists of an optically transparent material and in which two diffraction gratings 11 and 12 are arranged. The grid lines of the diffraction grating 11 run parallel to the narrow side of the rectangular identity card, the grid lines of the diffraction grating 12 are offset by 450 against the narrow side. The identity card is brought into a position, predetermined by means not shown, in which the center of each of the two grids lies perpendicularly under a lighting device 13 or 14.

  Each lighting device consists of a light source, projection optics that generate a light bundle that is as parallel as possible, and a filter that allows only a very narrow frequency range of the light to pass. so that the light emerging from the lighting device can be described as practically monochromatic. It goes without saying that, instead of the incandescent lamp shown in FIG. 1, a light source can also be used which practically generates monochromatic light, in which case the filter can be dispensed with. Under the identity card 10 there is a mosaic plate 16 on which a plurality of light receivers a, b, c. . Are arranged in a checkerboard shape.

  Flat photo elements or photo semiconductors whose spectral distribution of light sensitivity includes the spectral range of practically monochromatic light can preferably be used as light receivers. Those fields of the mosaic plate which lie in the direction of the non-deflected light beam (the maximum brightness of the 0th order) (they are shown in black in FIG. 1) are not equipped with a light receiver. As is further shown in FIG. 1, the diffraction grating 11 has the effect that the light beam coming from the light source 13 is split, the two brightness maxima of the first order illuminating the fields k, n of the mosaic plate. Analogously to this, the two first-order brightness maxima of the light bundle generated with the lighting device 14 and split up by the diffraction grating 12 illuminate the fields h, w.



   As indicated above, the two diffraction gratings 11 and 12 make it possible, depending on the wavelength of the light used, the direction of the grating lines and the grating constants, to deflect the incident light in different directions and at different angles from its original direction. In order to provide any identity card with encrypted information confirming its authenticity, it is sufficient to design an area of this identity card as a diffraction grating and to illuminate this grating with light of a certain wavelength in the device that decodes the information and then to observe whether this light hits a certain one Light receiver is deflected. If the correct light receiver is illuminated, its output signal confirms the authenticity of the ID.



   Diffraction gratings useful in the present invention can be made relatively easily. For example, CH-PS 498 409, 504 005 and 527 431 describe photographic processes for producing optical grids and CH-PS 529 369 and 530 018 describe processes in which optical grids are formed into a plastic film under the simultaneous action of heat and pressure be impressed. Express reference is made to these patents. It will also be understood that the present invention can be practiced with both transmission and reflection gratings.



   For the simplest encryption of the type described, a diffraction grating on the ID card and a light receiver on the mosaic plate are sufficient. The possibility of imitating the encryption according to the invention, however, is less, the more grids are arranged in the ID card. 2 shows an identity card 20 with six diffraction grids 21, 22, 23 and 24, 25, 26, which are arranged in groups of three grids each adjacent to the narrow sides of the identity card. Such an ID can be used, for example, to monitor access to closed systems. Such an ID can also be used as a voucher for a certain amount of petrol to be obtained from a self-service filling station.

  The information encrypted with the help of the diffraction grating can then designate the sales organization, whose petrol stations accept the ID, as well as the amount of gasoline that is issued for this ID or the date until which the ID is valid. It goes without saying that the device that checks the identity card for its validity returns invalid identity cards and withdraws the identity cards recognized as valid, the equivalent of which has been given, so that they can be destroyed or canceled.



   Fig. 3 shows an embodiment of an identity card intended for multiple use. This identification card 30 contains a first area 31 in which three diffraction gratings 32, 33, 34 provided for encrypting characteristic values are arranged. The pass also contains an area 36 which is divided into a plurality of value fields. This card is particularly advantageous when the device for decrypting the characteristic values is combined with a device according to Swiss patent application No. 2987/75. One of the characteristic values can then be used as a display for the total value of the card, for example for the total amount of fuel that can be obtained, and the fields in area 36 indicate which partial amount has been obtained for each fuel purchase.

  The fields can be devalued, for example, by punching out a hole or, as is described in the patent application mentioned, by blackening a thermographic material. The device then only withdraws the ID when the sum of the partial quantities corresponds to the specified total quantity.



   Fig. 4 shows a further embodiment of an identity card.



  This ID consists of a thermoplastic material that is repeatedly deformable when exposed to heat. This ID card 40 also contains two areas. An area 41 in which four diffraction gratings 42, 43, 44, 45 used to encode characteristic values are arranged.



  and an area 46 which is not yet marked with a new ID. Like the one described above, this pass is intended to be used to purchase a larger amount of fuel in several partial amounts. The information required to identify the pass is in turn encrypted in the grids 42, 43, 44, 45. In addition to the reading device already described with the aid of FIG. 1, the device for decrypting the information also contains an embossing roller (not shown). This embossing roller has a polygonal cross-section, can be heated and can be rotated step by step. Each surface of this roller is structured in such a way that it is suitable for embossing a diffraction grating.



  When a portion of the fuel is removed, the embossing roller is first rotated into a position in which a diffraction grating corresponding to this portion is adjacent to the area 46 of the ID card, then the embossing roller is heated and pressed onto the ID card until a grid 47 is in the area 46 is shaped. When the ID card is subsequently used, the information encoded in the grids of area 41 is read first and then the information in grid 47 of area 46 is read, and it is calculated how many liters of fuel can still be obtained from this ID.



  A partial quantity is drawn again. then the grating 47 is first destroyed with the aid of a surface provided for this purpose on the embossing roller and then a further diffraction grating 48 is embossed, which provides information about the two subsets referred to. A decryption device according to the block diagram shown in FIG. 5 can be used to evaluate the optical signals generated with the aid of the device shown schematically in FIG. This decryption device contains an analyzer 50, the inputs of which with the light receivers a, b. c. are connected. When an ID card is inserted into the device, a signal or a signal sequence appears at the output of the analyzer. which indicates which light receiver or which are illuminated.

  The device also contains a memory 51 in which all signals or signal sequences are stored which correspond to the information on an identification card valid for this system. The signals appearing at the output of the analyzer are then compared in a comparator 52 with the signals stored in the memory. If the signals or certain signals match, the comparator generates a control signal that enables access to a system or enables a certain amount of stored goods to be removed from an automatic reference or distribution system.

 

   It is assumed that details of the optical arrangement of the electronic circuit described and the mechanical structure, in particular the transport of the ID card to the position required for decoding and, if necessary, for embossing further diffraction grids, are familiar to every person skilled in the art. which is why a detailed description is deliberately omitted.



   It should then be pointed out that the new method can be used not only for the self-service filling stations mentioned, for example, but also for access to any type of stored goods, but also for ATMs.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS I. Verfahren zum Verschlüsseln einer auf einem materiellen Träger aufzubringenden Information und zum Entschlüsseln der aufgebrachten Information, dadurch gekennzeichnet, dass die Information in Form mindestens eines optischen Beugungsgitters mit vorgegebener Gitterkonstante und vorgegebener Orientierung auf den Träger aufgebracht wird und zum Entschlüsseln das Beugungsgitter mit praktisch monochromatischem Licht beleuchtet und die Richtung sowie der Winkel der Ablenkung des Lichts für das Helligkeitsmaximum erster Ordnung bestimmt werden. I. A method for encrypting information to be applied to a material carrier and for decrypting the applied information, characterized in that the information is applied to the carrier in the form of at least one optical diffraction grating with a predetermined grating constant and a predetermined orientation and the diffraction grating with a practically monochromatic one for decryption Light is illuminated and the direction and the angle of deflection of the light for the brightness maximum of the first order are determined. II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einer Öffnung. in die der Träger mit der verschlüsselten Information eingegeben werden kann, gekennzeichnet durch mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (13, 14) zum Erzeugen eines praktisch parallelen, monochromatischen und senkrecht auf der zum Auflegen des Trägers (10) vorgesehenen Fläche stehenden Lichtbündels, sowie mindestens einen von der Auflagefläche beabstandet angeordneten Lichtempfänger (a, b, c .. .). dessen Ort so gewählt ist, dass das 1. Helligkeitsmaximum von dem auf dem Träger aufgebrachten Beugungsgitter abgelenkten Licht auf diesen Lichtempfänger fällt. II. Device for performing the method according to claim I, with an opening. into which the carrier with the encrypted information can be entered, characterized by at least one lighting device (13, 14) for generating a practically parallel, monochromatic and perpendicular light beam on the surface provided for placing the carrier (10), and at least one of the Light receiver (a, b, c ...) Arranged at a distance from the support surface. the location of which is chosen so that the 1st brightness maximum falls on this light receiver by the light deflected by the diffraction grating applied to the carrier. III. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zum Verschlüsseln der Identifizierung eines Ausweises, der zum Bezug einer bestimmten Summe Geldes oder eines definierten Sachwerts berechtigt und zum Entschlüsseln der aufgebrachten Information. III. Application of the method according to patent claim I for encrypting the identification of an identity card that entitles the holder to withdraw a certain amount of money or a defined material asset and for decrypting the information provided. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I. dadurch gekennzeichnet, dass die Information in Form mehrerer in vorgegebener räumlicher Zuordnung zueinander angeordneter optischer Beugungsgitter aufgebracht wird, welche gleiche oder unterschiedliche Gitterkonstante und unterschiedliche oder gleiche Orientierungen aufweisen. SUBCLAIMS 1. The method according to claim I. characterized in that the information is applied in the form of several optical diffraction gratings which are arranged in a predetermined spatial relationship to one another and have the same or different grating constant and different or the same orientations. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger aus einem optisch transparenten Material verwendet wird und das mindestens eine Beugungsgitter als Transmissionsgitter ausgebildet wird. 2. The method according to claim I, characterized in that a carrier made of an optically transparent material is used and the at least one diffraction grating is designed as a transmission grating. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger mit einem stark reflektierenden Material verwendet wird und das mindestens eine Beugungsgitter als Reflexionsgitter ausgebildet wird. 3. The method according to claim I, characterized in that a carrier with a highly reflective material is used and the at least one diffraction grating is designed as a reflection grating. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger aus einem durch Einwirkung von Wärme und Druck verformbaren Material verwendet wird und das mindestens eine Beugungsgitter bei gleichzeitiger Wärmeeinwirkung in das Material des Trägers eingepresst wird. 4. The method according to claim I, characterized in that a carrier made of a material deformable by the action of heat and pressure is used and the at least one diffraction grating is pressed into the material of the carrier with simultaneous action of heat. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in einer Ebene schachbrettförmig angeordneter Lichtempfänger (a, b. c . . ... .), von denen jeder mit einer Analysatorschaltung (50) verbunden ist, an deren Ausgang ein Signal oder eine Signalfolge erscheint, die anzeigt, welcher bzw. welche der Lichtempfänger beleuchtet ist oder sind. 5. Device according to claim II, characterized by a plurality of light receivers (a, b. C....) Arranged in a checkerboard shape, each of which is connected to an analyzer circuit (50), at the output of which a signal or a signal sequence appears indicating which light receiver is or are illuminated. 6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Analysatorschaltung (50) mit einem Komparator (52) verbunden ist, der das Ausgangssignal oder die Signalfolge mit einem oder mehreren, in einem Speicher (51) gespeicherten Signal oder Signalfolgen vergleicht und bei Übereinstimmung der verglichenen Signale oder Signalfolgen ein Steuersignal auslöst. 6. Device according to dependent claim 5, characterized in that the output of the analyzer circuit (50) is connected to a comparator (52) which compares the output signal or the signal sequence with one or more signal or signal sequences stored in a memory (51) and triggers a control signal when the compared signals or signal sequences match. 7. Anwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass der Name des Ausweisinhabers verschlüsselt wird. 7. Application according to claim III, characterized in that the name of the card holder is encrypted. 8. Anwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung der das Geld oder den Sachwert ausgebenden Vorrichtung verschlüsselt wird. 8. Application according to claim III, characterized in that the identifier of the device which issues the money or the material value is encrypted. 9. Verwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Summe Geld oder der definierte Sachwert verschlüsselt wird. 9. Use according to claim III, characterized in that the specific amount of money or the defined material value is encrypted.
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