專利名稱：磁性安全絲的校驗(yàn)裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種例如紙幣和銀行可承兌的票據(jù)等紙基有價證券中使用的安全絲，更確切地說，涉及一種通過安全絲來檢測安全絲和確定證券真實(shí)性及種類的裝置。
已有技術(shù)中已經(jīng)使用了一些用于校驗(yàn)例如紙幣和銀行可承兌的票據(jù)、銀行支票、證券等紙基有價證券真實(shí)性的不同方法。這些或其它方法還可以用于校驗(yàn)證券的特性，例如紙幣的種類。用這種方法可以識別同一大類證券的不同特征。然而，校驗(yàn)紙幣的種類也可以理解為是校驗(yàn)證券的真實(shí)性。
所有公知的校驗(yàn)方法都是依賴于檢測和測量與證券有關(guān)的特定物理特性或圖案。通常，待檢測的特征物是在有價證券的制造過程中作為證券識別系統(tǒng)或防偽證券校驗(yàn)系統(tǒng)的一部分有意加入到證券中的。通常把用于確定加到證券中的安全特征物的類型和區(qū)分各種證券特性的裝置(根據(jù)設(shè)計在安全特征物中的特定特征進(jìn)行指示)設(shè)計得與安全特征物的物理特性有關(guān)。這樣便在證券校驗(yàn)中提供了一種最佳的功能特性。
常用的方法包括使用磁性墨汁，其在紙表面的預(yù)定位置上印刷出預(yù)定圖案。另一種方法是把涂覆有導(dǎo)電和/或磁性材料預(yù)定圖案的塑料安全絲襯底部分地或全部埋入紙幣的紙中。然后設(shè)計一種檢測器以檢測材料的類型和在有限范圍內(nèi)檢測材料在絲狀襯底上的空間分布。
具體地說，在證券領(lǐng)域中在先使用的磁性材料嚴(yán)格地限于比較“硬”(即，具有較高矯頑性)的磁性材料。磁性材料可以是一部分印刷在證券表面上的墨水，也可以其它形式引入證券表面，或是涂覆在埋入證券中的安全絲塑料襯底上。
這些較硬磁材料的檢測(以及證券真實(shí)性和/或它的一些特性的校驗(yàn))通常是通過把磁材料放入磁場中，然后檢測其剩余的磁化強(qiáng)度來完成的。可以在制造證券時或是在商品銷售交易或銀行對紙幣進(jìn)行分選的過程中由檢測系統(tǒng)本身在“讀取”或檢測磁化強(qiáng)度之前把磁場加到磁材料上。在上述領(lǐng)域中的較硬磁材料的實(shí)例包括磁粉，如鐵氧體，或晶體磁材料的薄片或條，如鎳。(參見U.S.專利4183989)。可以將磁化圖案寫到材料上，并可以用讀取頭來讀取該圖案。讀取頭能讀取直流(DC)磁化強(qiáng)度(例如霍爾效應(yīng)檢測)，或是利用票據(jù)通過讀取頭運(yùn)動時產(chǎn)生的隨時間變化的磁場進(jìn)行讀取。在兩種情況下，只測量網(wǎng)狀剩余磁化強(qiáng)度。這個方法需要使用高強(qiáng)度的磁場來預(yù)先磁化檢測用的讀取頭和提高其敏感度。其局限性是必須使對磁材料的檢測行為發(fā)生在附近(讀取頭和磁材料之間的間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1mm)。這種用“硬”磁材料進(jìn)行證券校驗(yàn)的方法實(shí)例見于 EP0295229，WO92/08226，EP0319524，EP0204574，EP0428779，WO91/04549，GB2130414，WO91/10902，EP0413534和U.S.專利3870629。
已經(jīng)知道，相對于“硬”磁材料和它們在證券安全性方面的應(yīng)用，在電子物品監(jiān)視領(lǐng)域(例如，在零售商店環(huán)境中的商品防盜檢測)中還使用了較“軟”的磁材料(即，低磁矯頑性)。與硬磁材料相比，軟磁材料更容易在所加磁場較弱的距離上磁化。一種典型的應(yīng)用包括在零售商品上加貼“標(biāo)簽”或“標(biāo)記”，而這些“標(biāo)簽”或“標(biāo)記”上包含有附在其上的軟(例如，鐵磁性的)材料。如果商品被合法購買，那么零售店的營業(yè)員將取出商品或使標(biāo)記上的磁性發(fā)生變化。然而如果有人試圖盜竊商品，那么施加到零售店出口處的詢問磁場將投射到標(biāo)記上，由此將產(chǎn)生或發(fā)射出具有特定性質(zhì)的可識別信號。可以用這些信號進(jìn)行聲音報警以提醒商店中的人有盜竊事件發(fā)生。
這些已有的監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)用包括在較大的空間內(nèi)對基本上處于自由位置或方位上的有標(biāo)簽物體進(jìn)行檢測。包括標(biāo)簽的軟磁材料是高磁導(dǎo)率的材料；因此，通過施加到磁場中的交流電(AC)隨時間的變化很容易使這種材料達(dá)到飽和。飽和的磁材料產(chǎn)生非線性響應(yīng)磁場，該磁場包含外加場頻率中的諧波頻率。
公知電監(jiān)視系統(tǒng)中存在的問題是它需要訪問一個很大的空間。常用的磁性物體例如密鑰與磁性標(biāo)記的不同在于它們具有很低的磁導(dǎo)率。因此，通常的物體比高磁導(dǎo)率物體發(fā)射的諧波信號(以較低頻率)要少。因此，為了恰當(dāng)?shù)貙⒏叽艑?dǎo)率軟磁材料(商品標(biāo)記)與低磁導(dǎo)率軟磁材料(房屋鑰匙)區(qū)分開來，必須檢測高次諧波并通過電子商品監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行處理。然而，問題是在高次諧波中出現(xiàn)的固有信號能量比低次諧波中少得多。所以，檢測系統(tǒng)必然要做得比較復(fù)雜。
此外，為了能清楚地識別多種物體，要把有限數(shù)量的電子商品監(jiān)視系統(tǒng)與幾個分離的磁性元件結(jié)合起來。每個元件對檢測系統(tǒng)中比較均勻(空間地)的訪問區(qū)和讀取區(qū)產(chǎn)生略為不同的響應(yīng)。用這種方式，當(dāng)在標(biāo)簽或標(biāo)記上施加準(zhǔn)均勻訪問場時，便可以對響應(yīng)磁場的多種特性進(jìn)行譯碼以便指示標(biāo)簽的等同性?？梢岳妙l率或磁性強(qiáng)度轉(zhuǎn)換閾值來識別可分離的特征。在已有技術(shù)中還采用了一些利用高分辯率“讀取”方法從防盜特征中荻取空間分辯數(shù)據(jù)的手段。這是因?yàn)榉辣I領(lǐng)域所需的檢測器線圈尺寸遠(yuǎn)大于識別特征(即標(biāo)簽)的尺寸。
已有技術(shù)中關(guān)于電子商品監(jiān)視系統(tǒng)及其部件的實(shí)例在EP0295028，WO88/09979，EP0611164，EP0352513，法國專利說明書763681，和U.S.專利3665449，3747086，3790945，3292080，4074249和5005001中已有描述和解釋。
因此，本發(fā)明的一個主要目的是對埋有安全絲的紙基有價證券例如紙幣或銀行可承兌票據(jù)的真實(shí)性和/或種類進(jìn)行校驗(yàn)，所述安全絲具有磁性特征。
本發(fā)明的一般目的是訪問帶有磁場信號的安全絲并根據(jù)從安全絲上發(fā)出的磁響應(yīng)信號確定紙基證券的真實(shí)性和/或種類。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種安全絲，其一個或多個區(qū)域上具有“軟”磁材料，該安全絲通常完全埋入紙基有價證券中；本發(fā)明還提供一種裝置，該裝置能夠校驗(yàn)磁性絲狀材料是否是預(yù)定類型的材料并根據(jù)磁性材料的空間分布來確定諸如證券種類等特征。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠通過訪問磁場來檢測安全絲的類型和安全絲上磁材料分布狀態(tài)的非接觸式校驗(yàn)裝置。
本發(fā)明的再一個目的是把交流磁場從非接觸源施加到按預(yù)定圖案涂覆軟磁材料的安全絲上，并檢測由安全絲再次形成的磁場和通過檢測磁場來確定埋有安全絲的證券的一個或多個特征。
通過結(jié)合附圖閱讀以下的說明將會使本發(fā)明的上述或其它目的和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯。
發(fā)明概述為了克服已有技術(shù)中的缺點(diǎn)和達(dá)到上述各目的，申請人發(fā)明了一種既能校驗(yàn)帶有安全絲的紙幣的真實(shí)性又能檢驗(yàn)其種類的裝置，所述的安全絲整體由磁性材料形成。優(yōu)選的是，安全絲由薄的矩形塑料襯底構(gòu)成，其整體埋入紙幣中。襯底的一個或兩個相對表面上具有按預(yù)定空間分布圖案沉積在其上的軟(即，易磁化的)磁材料，所述的預(yù)定圖案用于表示例如紙幣的種類?？梢酝ㄟ^磁材料的不同空間分布圖案來表示不同尺寸的紙幣。
按照本發(fā)明的第一方面，安全絲使用的軟磁材料的類型是借助于使埋有安全絲的紙幣從與預(yù)定頻率的交流信號源相連接的線圈附近通過而確定的。驅(qū)動線圈建立了一個交流磁驅(qū)動場，該驅(qū)動場由于驅(qū)動線圈尺寸和位置的設(shè)定而成為高度均勻的場。驅(qū)動磁場的場強(qiáng)足以使安全絲上的磁材料達(dá)到飽和。由磁材料產(chǎn)生的響應(yīng)場是非線性的，所以會出現(xiàn)諧波分量。測量線圈檢測響應(yīng)磁場并把各種頻率分量轉(zhuǎn)換成電信號。將這些信號進(jìn)行解調(diào)并查出同相的和正交(即90度相移)幅值分量的線性或基波信號(即，在相同頻率的驅(qū)動信號下的響應(yīng)信號分量)，和三次諧波的基波信號，從而可以確定材料的類型。例如，對特定磁激勵條件下的特定類型的軟磁材料而言，公知的是三次諧波信號的幅值必須在某一閾值之上，同時基波的幅值必須低于某個不同的閾值電平。而且，三次諧波和基波的幅值之比必須處于某個范圍之內(nèi)。該閾值和范圍是公知的而且對每種不同類型的軟磁材料而言是唯一的。
按照本發(fā)明的第二方面，在本發(fā)明第一方面中采用的檢測線圈相對于安全絲來說是非均勻空間定位的(即，高定位性)。要實(shí)現(xiàn)這種高定位性需要線圈的至少一個尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于安全絲的全長，最好是小于安全絲最小磁性區(qū)域的長度。最好在相對于安全絲高度尺寸呈45度的角度(即，不管在安全絲上的磁性材料中出現(xiàn)什么特性，驅(qū)動場均與其成45度角)上施加磁驅(qū)動場。這種角度定位的優(yōu)點(diǎn)在于可允許一次只訪問安全絲上的一個磁性材料區(qū)。由此為檢測安全絲上磁性材料區(qū)的空間分布提供了合適的分辯率，因此能夠確定紙幣的種類。
用與本發(fā)明第一方面類似的方式，把最終從安全絲上再次發(fā)出的磁場信號分成基波和三次諧波分量，并借助于信號處理器來檢查同相和正交分量以確定紙幣的種類。一種確定紙幣種類的方法是把表示測到的安全絲上的磁材料空間分布信號與多個存儲在存儲器中且表示各種有效種類的空間分布圖案的信號相比較的方法。
附圖簡要說明

圖1是帶有磁性材料并在紙基有價證券中作為安全特征物的安全絲的透視圖；圖2是圖1中所示安全絲的變型實(shí)施例的透視圖；圖3是圖1和圖2中所示安全絲的另一變型實(shí)施例的平面圖；圖4是設(shè)置在鐵氧體鐵芯上且與包含圖1-3中的安全絲的紙幣放在一起的驅(qū)動線圈和接收線圈的透視圖，所述紙幣從驅(qū)動和接收線圈裝置的附近通過；圖5是圖4中所示驅(qū)動和接收線圈布置情況的頂視圖；圖6是圖4-5所示驅(qū)動和接收線圈布置情況的端視圖；圖7是驅(qū)動線圈和接收線圈的另一種布置情況；圖8是與圖4-7中所示驅(qū)動線圈和接收線圈相連接的電路的示意性方框圖；和圖9是圖8中一個方框圖內(nèi)所述元件的詳細(xì)示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明詳細(xì)地對照附圖，圖中示出了一種用于校驗(yàn)紙基有價證券的真實(shí)性和/或特征(例如種類)的裝置，圖中一般用參考標(biāo)號100表示該裝置。裝置100適用于帶有安全絲108等安全特征物的證券104，這些證券包括紙幣或銀行可承兌票據(jù)等。安全絲108由整體埋入紙幣104中的塑料襯底112構(gòu)成。襯底112的一個表面上覆有預(yù)定圖案的軟磁材料116。工作時，使帶有安全絲108的證券104從線圈120的附近通過，線圈120上加有交流電，所以在驅(qū)動線圈120周圍的預(yù)定區(qū)域內(nèi)形成磁場。在驅(qū)動線圈附近設(shè)有接收線圈124，線圈124與處理電路128相連。當(dāng)帶有安全絲108的證券104從驅(qū)動線圈120的附近通過時，施加的磁場使安全絲襯底112上的軟磁材料116飽和。安全絲襯底上的磁性材料重新發(fā)射包含各種頻率分量的非線性響應(yīng)場，一種頻率分量是與外加磁場頻率相同的頻率分量，另一種頻率分量是數(shù)倍于外加磁場頻率的諧波分量。接收線圈124檢測響應(yīng)磁場的各種頻率并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。這些電信號由電路128按預(yù)方式進(jìn)行處理以便最終確定磁材料116的類型和磁材料116的空間分布。用這種方式，裝置100可以校驗(yàn)證券104的真實(shí)性并確定證券的種類等特性。
參照圖1-3，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，安全絲108包括塑料襯底112，塑料襯底112上具有至少一個安全特征物，該安全特征物采用了位于襯底至少一個表面上的軟磁金屬。然而，應(yīng)該注意到，這個安全絲的優(yōu)選實(shí)施例僅僅是舉例。如果需要的話還可以采用其它與證券相結(jié)合的替代物，這些替代物包括圓片或薄片，或類似物。不管選擇了什么類型的安全特征物，每個特征物的共同特點(diǎn)是磁性材料116的類型和空間分布。在使用安全絲108的情況下，塑料襯底112僅僅由攜帶磁性材料116的“載體”構(gòu)成。
安全絲108的優(yōu)選實(shí)施例包括帶有兩種安全特征物的塑料襯底112第一安全特征物包括可選擇性重復(fù)的軟磁金屬圖案132；第二安全特征物包括由磁性和/或非磁性金屬形成的標(biāo)記136。第一安全特征物的選擇性重復(fù)圖案132包括至少一個軟磁金屬區(qū)140，和至少一個分割區(qū)144，其中這些區(qū)域可選擇地按交替順序形成沿塑料襯底112長度方向延伸的圖案132。當(dāng)安全絲108受到磁場訪問時分割區(qū)144使得金屬區(qū)140彼此間形成磁性準(zhǔn)獨(dú)立，這將在下面以本發(fā)明的裝置100為例進(jìn)行詳細(xì)說明。也就是說，分割區(qū)的可檢測特征并不影響金屬區(qū)140產(chǎn)生的可檢測信號差(如果有的話)。
用作安全絲108的磁性金屬材料116是當(dāng)用交流磁力計在約10千赫(kHz)到約100kHz的頻率下測量時矯頑力小于5000安/米(A/m)的低矯頑性軟磁金屬。優(yōu)選的軟磁材料所具有的矯頑力在約50A/m和約5000A/m之間，更優(yōu)選的在約100A/m和約2000A/m之間。這些優(yōu)選的軟磁金屬顯示出其對機(jī)械變形有足夠的韌性和彈性。它們還具有很高的相對導(dǎo)磁性，其范圍為從約200-約100,000。金屬在低于約10,000A/m的低磁場下達(dá)到飽和，并形成非線性磁力范圍，該范圍大到足以在用所施加的磁場檢測中間范圍(即1-2mm)的磁特性時，能給出可測出的諧波信號。
優(yōu)選的軟磁材料包括非晶體金屬玻璃材料，例如非晶體合金軟磁金屬，這些非晶體合金軟磁金屬包括鈷/鐵基合金，鐵/鎳基合金，和鈷/鎳基合金。合適的鈷/鐵基合金可以從德國Hanau(郵箱2253，D-63412)的真空熔化(Vacuumschmelze)有限公司買到，其商標(biāo)名為Vacuumschmelze6025(66％鈷(Co)，4％鐵(Fe)， 20％鉬(Mo)，16％硅(Si)和12％硼(B))；Vacuumschmelze6030(類似于Vacuumschmelze6025，有約70％Co，微量未知組分)；和Vacuumschmelze6006(46％(Co)，26％Ni，4％Fe，16％Si和8％B)。合適的鐵/鎳基合金組合物可從Allied-Signal公司(Parsippany，NJ07054)買到，其商標(biāo)名為Allied Metglas2714t2704。這些材料在一定的沉積條件下形成非晶體結(jié)構(gòu)。
適合用作安全絲第二安全特征物的磁性金屬既包括又不限于軟、硬磁性金屬。適合在安全絲上使用的非磁性金屬包括鋁、鎳、和銀，優(yōu)先的金屬為鋁。
在圖1中，安全絲108的圖案132包括磁性金屬區(qū)140和相鄰的分割區(qū)144，兩個區(qū)域均采用矩形形狀。由金屬形成的標(biāo)記136在磁性金屬區(qū)140中作為磁性金屬標(biāo)記而在分割區(qū)144中作為金屬標(biāo)記。在圖2中，圖案132由厚度增大從而形成具有不同磁強(qiáng)度區(qū)域的三個磁性金屬區(qū)140和位于這些區(qū)域之間且外形為美元標(biāo)志的相應(yīng)分割區(qū)構(gòu)成。分割區(qū)144位于每個磁性金屬區(qū)140之間。換句話說，由金屬形成且采用美元標(biāo)志外形的標(biāo)記與分割區(qū)144共同伸展并起完全隔離金屬區(qū)140的作用(見圖2)。在此使用的術(shù)語“共同伸展”的意思是主要區(qū)域140、144和標(biāo)記具有相同的空間邊界。
在圖3中，第一安全特征物和第二安全特征物的磁性金屬區(qū)域140是共同伸展的。例如，由金屬形成的第二安全特征物的標(biāo)記是磁性金屬標(biāo)記，它構(gòu)成第一安全特征物的磁性金屬區(qū)。
可以用任何透明的或半透明的材料制做塑料襯底112，這些材料最好是非磁性和非導(dǎo)電材料。這種材料包括聚酯、再生纖維素、聚氯乙烯和其它塑料薄膜，優(yōu)選的材料是聚酯。這些薄膜在造紙過程中保持接觸而且這些薄膜的寬度范圍優(yōu)選為從約0.5毫米(mm)-約3.0毫米(mm)。
如上所述，選擇性地重復(fù)第一安全特征物的圖案132包括至少一個軟磁材料區(qū)140和至少一個分割區(qū)144，這兩個區(qū)域在沿塑料襯底112的一部分或整個長度上延伸的圖案132中選擇性地按交替的順序出現(xiàn)。其它可能的順序包括多塊磁性金屬區(qū)140，這些磁性金屬區(qū)采用大量磁性金屬并被分割區(qū)144隔開。每個金屬區(qū)140都由不同量的磁性金屬材料構(gòu)成。分割區(qū)144的作用是使金屬區(qū)140彼此間形成磁性準(zhǔn)獨(dú)立，分割區(qū)144可以采取無磁性金屬區(qū)的形式或采用使該區(qū)磁性金屬含量比磁性金屬區(qū)低或表面覆蓋的形式。磁性金屬區(qū)140和分割區(qū)144可以采用任何形狀或外形。
在由形狀確定的導(dǎo)磁效果的影響下和受磁性矯頑力作用的厚度影響下，當(dāng)用磁性金屬區(qū)的形狀(例如尺寸和厚度)確定來自磁性金屬區(qū)的磁響應(yīng)時，優(yōu)選每個磁性金屬區(qū)140的厚度范圍為從約0.01-約10微米，更優(yōu)選的是其厚度為從約0.10-約0.50微米。還優(yōu)選每個磁性金屬區(qū)140沿塑料襯底112橫向邊沿的長度范圍為從約0.1mm-約5mm。采用上述參考尺寸的磁性金屬區(qū)域140應(yīng)提供與由形狀確定的磁導(dǎo)率相應(yīng)的值，該值的優(yōu)選范圍是200-10,000。這種高導(dǎo)磁率能夠使磁性金屬在弱磁場中容易地達(dá)到飽和。此外，在特定場中產(chǎn)生的飽和為校驗(yàn)真實(shí)性提供了進(jìn)一步的基礎(chǔ)。
安全絲108的第二安全特征物可以是分離的和/或共同延伸的共同安全特征物，其包括磁性和/非磁性金屬標(biāo)記136，例如由金屬邊界確定的金屬特征物或透明特征物。具體地說，磁性金屬形成的標(biāo)記或透明特征物可以構(gòu)成每個磁性金屬區(qū)140和分割區(qū)144的一部分，和/或形成分割區(qū)144。另一方面，磁性金屬標(biāo)記或磁性金屬特征物136能形成磁性金屬區(qū)140和/或每個分割區(qū)144的一部分。而且，非磁性金屬標(biāo)記或非磁性金屬形成的標(biāo)記136可構(gòu)成分割區(qū)144的一部分。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)在紙幣104中埋有安全絲108時，標(biāo)記136上設(shè)置的詞或詞組在反射光中不能迅速分辯，但在透射光中則能被公眾清楚地看到。所以在下文中將詳細(xì)說明的本發(fā)明的裝置100只校驗(yàn)第一安全特征物(即，磁性金屬區(qū))而不校驗(yàn)第二安全特征物(即，標(biāo)記)。
第一和第二安全特征物可以通過用多種方法中的任何一種方法在塑料襯底112上沉積磁性金屬材料116而形成，所述方法包括但不限于以下方法，這些方法包括通過電沉積直接熱印到襯底上或使用真空金屬噴鍍器中的掩膜或模板進(jìn)行選擇性金屬化的方法，和在選擇性消金屬化之后通過化學(xué)蝕刻、激光消蝕等進(jìn)行金屬化的方法。
在選擇性消金屬化之后進(jìn)行金屬化的方法是優(yōu)選的?？煽紤]的金屬化或沉積技術(shù)除了有機(jī)金屬蒸汽熱解之外，還包括濺鍍，例如，平面磁控管濺鍍，電子束或熱蒸發(fā)/升華，和電化學(xué)沉積。優(yōu)選的金屬化或沉積技術(shù)是濺鍍。
濺鍍是在真空腔中進(jìn)行物理汽化沉積的過程，其中使氣體鐵(例如氬)以足夠的力加速越過一個電勢差后從靶上射出原子。射出的原子穿過一段真空后撞擊一個表面(例如，塑料襯底112)，原子在表面上凝聚形成涂層。可以考慮通過從熔融態(tài)噴射的等離子體來制做濺射過程中使用的靶子(例如，一種合金能形成非晶體狀的金屬玻璃)而且在沉積之后不用對沉積的材料進(jìn)行退火。
可考慮的消金屬化技術(shù)是選擇性地從靶面上除去沉積材料的技術(shù)。如上所述，這些技術(shù)包括化學(xué)蝕刻和激光消蝕。包含的其它技術(shù)還有研磨和搬移技術(shù)。搬移技術(shù)指的是在移去載體上的粘接劑之后通過選擇性地施加粘接劑而選擇性地移去沉積材料的技術(shù)?；瘜W(xué)蝕刻和激光消蝕是優(yōu)選的。
在用合適的蝕刻劑例如氯化鐵或氫氟酸/硝酸混合物進(jìn)行化學(xué)蝕刻之后，通過選擇性地印刷電阻便可進(jìn)行化學(xué)蝕刻。
為了得到圖2中所示具有不同厚度的磁性金屬區(qū)140，可以把僅僅局部地移去沉積金屬原始厚度的蝕刻技術(shù)與在沉積金屬層的整個深度上進(jìn)行蝕刻的技術(shù)結(jié)合使用。
可以在較低的激光能下進(jìn)行消蝕，因?yàn)楫?dāng)把本發(fā)明的軟磁金屬加熱到約350-400℃的溫度時，它們將結(jié)晶成非晶狀態(tài)。最終的組織破裂通常會使材料變成薄片和碎屑。而且，與在真空沉積鋁的激光蝕刻中的需要相比，其對能量的要求降低了。
除了上述之外，還可以使用傳統(tǒng)的熱接觸印刷頭來驅(qū)動目標(biāo)材料的再結(jié)晶和由此進(jìn)行材料移除或蝕刻，因?yàn)檫@種印刷頭能達(dá)到約350-約450℃的溫度和每英寸約300dots(dpi)的分辯率。
安全絲108可以包括除了磁性金屬之外的附加層或涂覆層?？梢钥紤]的附加層或涂覆層包括能使安全絲免受化學(xué)侵蝕的塑料保護(hù)外層，和當(dāng)將安全絲埋入銀行可承兌票據(jù)等安全紙幣中時能使安全絲在反射光下不明顯的反射金屬層和掩飾層。還可以包括便于使安全絲在安全證券中或其上結(jié)合的粘結(jié)層。
如果按上面詳述的方法制作包含安全特征物的組合片，那么可以用傳統(tǒng)的技術(shù)把組合片切成安全絲或利用合適的模壓操作把組合片分成多個圓片。
可以在制造安全紙幣時把安全絲108引入到銀行可承兌票據(jù)等安全紙幣104中。例如，如果安全絲108是圓片形狀的，那么可以把它壓(也可選擇粘接)到經(jīng)局部加固的紙片表面上，從而完成這些圓片的表面安裝。另一方面，如果安全特征物的形狀是包含涂有磁性材料116的襯底112的安全絲108時，可以按照U.S.專利4534398的教導(dǎo)，將其放入沒有加固和可以彎曲的濕的紙纖維中。這樣可使安全絲108完全埋入紙中。還可以把安全絲108送入柱形模式的造紙機(jī)、柱形桶狀機(jī)或類似的公知機(jī)器中，以便將安全絲108局部地埋入制出的紙幣主體中(即帶有窗式安全絲的紙幣)。此外，還可以在制造期間或之后把安全絲108裝到安全紙幣的表面上。
參照圖4，其示出了一種將安全絲108完全埋入其中的紙幣或銀行可承兌票據(jù)104，該票據(jù)從驅(qū)動線圈120和接收或檢測線圈124的附近通過(通常離接收線圈124的距離不大于10mm，如果可能的話，與驅(qū)動線圈120也應(yīng)保持該距離)。圖4中的箭頭148表示相對于線圈120、124的長度尺寸在“窄邊”方向上對紙幣進(jìn)行掃描(也就是說，紙幣104的短邊152是掃描方向的引導(dǎo)邊)。由于安全絲108是埋入證券104中的，所以標(biāo)記136的高度尺寸與紙的輸送方向同軸。
驅(qū)動線圈120包括把導(dǎo)線纏繞在軟磁燒結(jié)的鐵氧體鐵芯上構(gòu)成的第一線圈156。把接收線圈124埋入一塊絕緣材料160中(圖6)，該線圈由單根導(dǎo)線的線圈(即只繞一圈)構(gòu)成。圖4-6示出了兩個線圈120、124相對于鐵氧體鐵芯156的空間位置。
把鐵氧體鐵芯與驅(qū)動線圈120結(jié)合使用可以在預(yù)定的空間位置上激勵由驅(qū)動線圈產(chǎn)生的外加磁場，從而使外加磁場具有較好的均勻性和強(qiáng)度。鐵體氧鐵芯156還能以比空氣鐵芯線圈更較小的電流來形成外加磁場。因此對于用電池操作的裝置來說，能夠?qū)崿F(xiàn)較低的能量損耗。而且，使用鐵氧體鐵芯156還能使驅(qū)動線圈與訪問區(qū)或磁場保持分離(更確切地說，與接收線圈保持分離)。這樣能夠減少下面將要描述的驅(qū)動電路和接收電路之間的寄生電容耦合。而且如果接收線圈124的圈數(shù)比較少的話，還可以減少電容耦合。優(yōu)選實(shí)施例僅采用單圈線圈。此外，也可以使用多個接收線圈124。
圖4-6中所示的驅(qū)動線圈120和接收線圈124僅僅是設(shè)置在給出的紙幣104的一個側(cè)面上。很顯然，這種布置只是示例性的。在不考慮雙側(cè)布置的線圈120、124潛在優(yōu)點(diǎn)的情況下，出于對人與機(jī)械控制的、或受供電限制的、或受空間限制等情況的考慮可以采用單側(cè)檢測。相反，在可以把驅(qū)動和接收線圈設(shè)置在兩側(cè)(即，紙幣的兩個相對側(cè))的情況下可以采用雙側(cè)布置。雙側(cè)線圈布置通?？梢栽隍?qū)動和接收線圈120、124之間形成較大的間隔，所以極少發(fā)生磁場中的寄生電容耦合。而且，雙側(cè)線圈布置通?？赏ㄟ^由安全絲108的磁性金屬區(qū)140產(chǎn)生的響應(yīng)磁場而形成最終的磁場強(qiáng)度，所述的安全絲108對證券104在接收線圈124之間間隙中的空間位置不敏感。此外，驅(qū)動線圈120可以位于紙幣104的一側(cè)上，而接收線圈124可以位于紙幣的另一側(cè)上。
此外，圖4-6中示出的驅(qū)動/接收線圈裝置相對于紙幣中的安全絲設(shè)置成一定角度，例如45度角。而且這僅僅是示例性的。這種角度關(guān)系使驅(qū)動/接收線圈裝置一次只能訪問安全絲108上的一個磁性區(qū)140。然而，45度的角度關(guān)系還使外加磁場能在與安全絲不完全垂直的方向上定位。
參照圖7，其中示出了驅(qū)動和接收線圈120、124的雙側(cè)空氣磁芯裝置。這個裝置能對所提供的紙幣140的安全絲108形成極均勻的外加磁場。通常，外加磁場的強(qiáng)度和方向?qū)τ砂踩z108的磁性區(qū)140產(chǎn)生的響應(yīng)磁場中任何諧波信號的相應(yīng)幅值都有很大的影響。因此，通常要求外加磁場比較均勻地通過任何能使紙幣104定位的位置。例如，外加磁場應(yīng)能比較均勻地穿越任何檢測頭間隙，在該間隙中由于用于使紙幣相對于驅(qū)動和接收線圈120、124移動的傳送裝置(未示出)的機(jī)械影響可能會使紙幣產(chǎn)生某種抖動。此外，如從圖7中所能看到的那樣，驅(qū)動和接收線圈120、124的主平面相互垂直。這樣便避免了線圈之間的磁場形成直接耦合。
圖7中的箭頭164表示紙幣相對于線圈120、124的傳送方向。雖然在圖7中沒有示出，但是在一個示例性實(shí)施例中，紙幣104與線圈120、124是直接相對的，從而使紙幣的寬度尺寸或邊緣168(圖4)作為傳送的引導(dǎo)尺寸。此外，雖然在圖7中沒有示出，但是安全絲108的定位方向與驅(qū)動和接收線圈120、124的長向尺寸成45度角。這與前面提到的相對于鐵氧體磁芯和線圈裝置的角度出于相同的原因。此外，最重要的是，就讀取安全絲108上磁性區(qū)140的空間分布而言，圖7中所示接收線圈124的窄尺寸(即，單圈接收線圈上部或下部的兩個平行線部分之間的距離)小于安全絲108上任何磁性區(qū)140的最短長度。這樣可以從接收線圈上獲得單個的和獨(dú)立的磁場信號，其中所獲得的每個信號包括僅僅一個與磁性金屬區(qū)140的一些磁性特征相應(yīng)的信息。在確定證券104的具體特征時使用最終的信息，其是通過安全絲襯底112上的磁性區(qū)140的空間分布來表示的。例如，當(dāng)證券104是紙幣或銀行可承兌票據(jù)時，確定的特征是種類。種類檢測將在下面詳細(xì)說明。
現(xiàn)在參照圖8，其示出了與上述各驅(qū)動/接收線圈裝置相連接的電路128的示意性方框圖，其中的某些部分已在圖4-7中作了描述。驅(qū)動線圈120和接收線圈124都具有相應(yīng)的阻抗匹配變壓器172、176，變壓器能降低與感應(yīng)耦合相關(guān)的電容耦合的影響。而且，把阻抗匹配變壓器172與驅(qū)動線圈120結(jié)合使用還能降低送到驅(qū)動線圈的電壓。此外，雖然沒有示出，但是接收線圈120可以帶有一個與之相連的電容器以便建立一個諧振電路。使用諧振電路可以改善信噪比和調(diào)諧頻率與在這個單次諧波頻率的檢測中要剔除的非調(diào)諧頻率之比。然而，如果用電路128來檢測一個以上的諧波頻率，那么，調(diào)諧電路就沒有多大用處了而且通常也不使用電容器。
電路128還包括在特定頻率下產(chǎn)生不同信號的頻率合成器180。頻率合成器180通過信號總線184向轉(zhuǎn)換和緩沖放大級188輸送一對交流(AC)信號。頻率合成器180可以由按公知方式設(shè)置并能向放大器188輸送信號的分離元件構(gòu)成。另一方面，如果需要的話，頻率合成器180可以由數(shù)字式專用集成電路(ASIC)構(gòu)成。
由頻率合成器180提供的兩個驅(qū)動信號將在下面詳細(xì)說明。這兩個信號經(jīng)放大級188放大后送到分離的變壓器192然后進(jìn)入濾波和調(diào)諧部分196。濾波器可以由LC帶通濾波器構(gòu)成，它只允許特定范圍內(nèi)的頻率進(jìn)入阻抗匹配變壓器172和驅(qū)動線圈120以便減少進(jìn)入驅(qū)動線圈120的信號波形中的諧波量。
頻率合成器還通過信號總線200向同步檢測級204提供多個信號。圖9中更詳細(xì)地示出了同步檢測級204，其包括多個(例如4個)相同的信號混合器208和4極低通有源濾波器212。每個混合器都由可在市場上買到的Model DG411構(gòu)成。在一個示例性實(shí)施例中，頻率合成器180通過總線200提供的第一信號是頻率為40kHz的AC信號?？偩€200上的第二信號頻率也是40kHz，但是相對于送到第一混合器208中的“基波”同相信號產(chǎn)生了90度的相移(即處于“正交”相位關(guān)系)。頻率合成器180還提供120kHz的信號，該信號與基波信號有相同的相位關(guān)系。第三信號的頻率三倍于基波信號的頻率，而且也與40kHz的基波信號同相。最后，頻率合成器180提供120kHz的第四信號，該信號與120kHz的“同相”信號成正交相位關(guān)系。把這四個從頻率合成器180送到總線200上的信號送到同步檢測器204中的相應(yīng)混合器208和濾波器212中。
作為獨(dú)立輸入信號送入混合器208的還有信號總線216上的相應(yīng)信號，總線216與多個相應(yīng)的低噪放大器220相連接。每個放大器由在市場上能買到的Model AD826構(gòu)成。在低噪放大級220中還包括高阻抗低噪聲放大器，這些放大器由Model AD797構(gòu)成。進(jìn)入這些放大器220的輸入信號是從接收線圈124通過相應(yīng)的阻抗匹配變壓器176輸送的信號。
利用公知的解調(diào)電路控制同步檢測器204中的每個混合器208便可以從送到驅(qū)動線圈120的信號頻率中提取由接收線圈124測得的磁性信號信息。把從四個混合級208中輸出的各信號送到構(gòu)成信號總線224的各信號線中，所述信號總線224與模數(shù)轉(zhuǎn)換器228相連。把從模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號送到信號處理器232，信號處理器由公知的微處理電路構(gòu)成。如下文中將要詳細(xì)說明的那樣，信號處理器的作用是根據(jù)從安全絲108的磁性金屬區(qū)140上“讀”取的數(shù)據(jù)(如果有的話)來判斷從驅(qū)動線圈120和接收線圈124附近通過的證券的真實(shí)性。最后，可以將從信號處理器232輸出的信號送入例如一個顯示裝置或紙幣分選器236或其它類型的“主”系統(tǒng)中。
在操作中，頻率合成器180通過總線184向放大級188提供兩種信號。這些信號是40kHz的AC信號，而且是方波信號。第一方波信號相對于由頻率合成器提供給同步檢測器204的40kHz同相信號有+120度的超前相移。送到放大級188的40kHz第二方波信號相對于由合成器108提供給同步檢測器204的40kHz同相信號有-120度的滯后相角。雖然僅僅是示例性的，但是用兩種120度反相的方波信號可以在不影響性能的情況下降低電路中所用元件的成本。由于正交方波包含多個三次諧波頻率分量，所以通過把兩種信號結(jié)合起來便可以消除這種諧波從驅(qū)動線圈120到接收線圈124產(chǎn)生寄生耦合的機(jī)會，從而在不包含任何第三諧波分量的情況下得到施加給驅(qū)動線圈120的準(zhǔn)方波信號。
借助上面參照圖4-7所述的示例性實(shí)施例描述的驅(qū)動線圈120的實(shí)際結(jié)構(gòu)，通過把40kHz的方波信號加到驅(qū)動線圈120上便可以建立起極均勻的交流外加磁場。加到驅(qū)動線圈120上的驅(qū)動信號頻率的示范值是40kHz。然而優(yōu)選的頻率范圍是在500hz和500kHz之間，更優(yōu)選的范圍是10kHz-100kHz。在低頻下，信號幅值較低，所以有效的電信噪比含量是一個有限的頻率。該頻率還必須足夠高，以便在外加磁場的至少幾個周期內(nèi)能測到安全絲108的每個待分辨磁性金屬區(qū)140。例如，對于在銀行中使用的高速紙幣分選機(jī)來說，通常每秒鐘10米的輸送速度代表的頻率至少是10kHz，優(yōu)選的是約40-50kHz。另一方面，隨著驅(qū)動頻率的增加，對于大多數(shù)材料來說磁性材料的視在矯頑力也增加。視在矯頑力應(yīng)足夠低，以便在外加磁場的作用下使磁性材料趨于飽和。換句話說，在響應(yīng)磁場中所要求的高度非線性將不會出現(xiàn)。矯頑力和驅(qū)動磁場的值必須適當(dāng)?shù)剌^低以與普通的磁材料，例如房屋鑰匙，保持足夠的差別。在本文中所述的優(yōu)選實(shí)施例中，磁性材料區(qū)140的視在矯頑力在500和750A/m之間，而驅(qū)動場幅值約為1000A/m。
在操作中當(dāng)帶有安全絲108的紙幣104從驅(qū)動線圈120和接收線圈124的附近(優(yōu)選在小于10mm的距離上)無接觸地通過時，頻率為40khz的外加交流磁場使安全絲磁性金屬區(qū)140達(dá)到飽和。由于區(qū)域140被外加的磁場飽和，所以這些磁性金屬區(qū)140將再形成包含不同頻率分量的響應(yīng)磁場。也就是說，由磁性金屬區(qū)140產(chǎn)生的響應(yīng)磁場包含頻率為40kHz的基波分量。響應(yīng)磁場還包含諧波或多個基頻分量的不同頻率分量。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，還設(shè)計了電路128，其用于檢測40kHz基頻的三次諧波頻率(即，120kHz)。三次諧波代表較低等級的諧波，由于低等級諧波通常比高等級諧波產(chǎn)生更大的信號能量，所以在此優(yōu)選低等級諧波。而且優(yōu)選奇數(shù)諧波，因?yàn)樗鼈冊跊]有任何足夠的直流(DC)磁場的情況下總是先于偶數(shù)諧波而產(chǎn)生。然而，應(yīng)該注意到，在與本發(fā)明相似的裝置100中可以使用任何諧波。但是如在優(yōu)選實(shí)施例中所述，使用三次諧波能提供足夠的信噪比，所以其優(yōu)于使用更高等級的諧波。
由安全絲108的磁性金屬區(qū)140產(chǎn)生的響應(yīng)磁場的不同頻率分量由接收線圈124檢測，并最終送到同步檢測級204。上述四種信號中每一種信號的幅值或大小由同步檢測器進(jìn)行解調(diào)并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器228進(jìn)行數(shù)字化處理，然后把信號送入信號處理器232。這四種信號包括基頻為40kHz的同相和正交信號，還有120kHz三次諧波頻率的同相和正交信號。根據(jù)本發(fā)明所述裝置100的一個方面，信號處理器的作用是判斷構(gòu)成安全絲108的磁性材料區(qū)140的磁性材料的類型。在一個舉例型的實(shí)施例中，信號處理器232把基頻的三次諧波信號的幅值與存儲在與信號處理器232相連的存儲器中的特定閾值電平進(jìn)行比較來判斷磁性材料區(qū)140的類型。當(dāng)信號幅值高于特定閾值時，基頻中三次諧波信號中同相分量的幅值表示磁性金屬區(qū)140中使用的有效磁性材料116，所述閾值是與磁性材料116的類型相應(yīng)的已知值。這樣便能確保具有極強(qiáng)非線性的材料存在于安全絲108上。
第二分量的檢測包括將同相基頻分量與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較。而且，閾值是已知的并且對所用磁性材料116的類型來說是唯一的。當(dāng)基頻分量的幅值低于特定閥值電平時便存在有效條件。這種檢測確保了當(dāng)試圖在假幣104中偽造非線性特征時，在安全絲的表面上不會出現(xiàn)過量的磁性材料。由信號處理器232完成的第三檢測是把同相三次諧波分量和同相基頻幅值的比值與存儲在存儲器中的范圍值進(jìn)行比較，所述存儲器與信號處理器232相連接。該檢測能確保出現(xiàn)非線性到線性的合適范圍。在第三種檢測中偽造者使用的最普遍的磁性材料具有很低的電平比。另一方面，安全絲108的磁性金屬區(qū)140所用的真正“軟”磁材料116在第三種檢測條件下產(chǎn)生較高的電平比。該比率通常是用專門的測量設(shè)備通過試驗(yàn)和誤差而決定的，其取決于所用的具體磁材料和它們的數(shù)量及外形。
然后信號處理器通過向顯示器或票據(jù)分選器236提供合適的信息便可指示檢測的結(jié)果。作為檢測安全絲108的磁性金屬區(qū)140中使用的磁性材料116有效類型的另一種手段，本發(fā)明的裝置100可以利用基頻分量或三次諧波分量的正交信號分量來估價材料116的磁性矯頑力。具體地說，信號處理器232可以取在基頻或三次諧波率下的正交分量與同相分量幅值相比的圓弧切線。把計算比值的圓弧切線所得到的值與不同磁性材料116的期望值相比較。如正交分量所示，低矯頑力的磁性材料具有比較小的相移量。另一方面，如正交分量所示，高矯頑力的磁性材料116具有比較大的相移。用類似的方法，通過信號處理器232把比較的結(jié)果送到顯示器或票據(jù)分選器236或任何其它類型的裝置中，以便指示尤其是紙幣104“合格/不合格”。
除了通過校驗(yàn)安全絲的磁性金屬區(qū)140上使用的磁性材料116的類型來校驗(yàn)尤其是紙幣104的真實(shí)性之外，本發(fā)明的裝置100還能夠判斷證券104的特性。例如，如果證券104是紙幣或銀行可承兌票據(jù)，那么通過識別同種證券中的不同類型，可以確定紙幣的種類。本發(fā)明的裝置100通過檢測安全絲108的磁性材料116的空間分布可以區(qū)分出不同證券。在某種程度上，這是通過驅(qū)動線圈120和接收線圈124完成的，它們能形成比較強(qiáng)的和極均勻的外加磁場。此外，接收線圈124的實(shí)際尺寸決定了它能夠在具有精確定位的圖案中檢測來自磁性金屬區(qū)140的響應(yīng)磁場。
如上述參照圖4-7所述的那樣，接收線圈124的兩條線圈平行線之間的距離小于安全線上磁性金屬區(qū)140的最小長度。就使用帶有通常為矩形的磁性金屬區(qū)140的安全絲(圖1)而言，最好是在盡可能與安全絲的標(biāo)記136的高度尺寸相垂直的方向上施加驅(qū)動磁場。通過這種手段，可用類似的獨(dú)立方式把磁性驅(qū)動場施加到每個磁性金屬區(qū)140上。這樣在由信號處理器232處理的最終信號中可產(chǎn)生更容易分離的高對比度圖案“標(biāo)記”。相反，如果外加磁場平行于安全絲的長度，那么外加磁場將覆蓋多于一個磁性金屬區(qū)，從而在區(qū)域140之間產(chǎn)生磁場耦合。這將使信號圖在某些范圍內(nèi)變得模糊。因此，如上所述，外加磁場呈45度角，這使得一次只訪問一個區(qū)域140，而且使外加磁場不完全垂直于區(qū)域140。
因此，作為圖4所示45度布置的一種變型，可以把驅(qū)動線圈120和接收線圈124相對于紙幣104設(shè)計成使得紙幣的寬邊168在相對于線圈120、124對紙幣進(jìn)行掃描的方向上作為引導(dǎo)邊。在這種情況下，線圈120、124的長邊尺寸取向均與安全絲108的長邊尺寸相垂直。
不管驅(qū)動線圈120和接收線圈124采用什么樣的外形，本發(fā)明的裝置100都可以通過檢測安全絲108的每個區(qū)域140中使用的磁性材料116的類型來測定紙幣104的種類。然后，信號處理器232利用用不同方式從每個磁性金屬區(qū)140上收集的數(shù)據(jù)采確定紙幣104的種類。例如，信號處理器232可以取與每個磁性金屬區(qū)有關(guān)的某些或所有數(shù)據(jù)的時間平均值?？梢岳萌綑z測來確定上述每個區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)而判斷區(qū)域140中出現(xiàn)的磁性材料116的類型。在一變型例中，信號處理器232可以尋找解調(diào)信號幅值中的峰值并利用種類測定中的數(shù)據(jù)。第三變型例是利用首先出現(xiàn)的高于特定閾值電平的固定數(shù)據(jù)量。一旦通過任何方法確定了種類，那么該種類也可以用來指示紙幣104的真·實(shí)性。
在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，信號處理器232用空間圖形匹配技術(shù)來判斷尤其是紙幣104的種類。信號處理器232使用的方法是把得到的數(shù)據(jù)(即，對基波和/或三次諧波分量解調(diào)的同相和正交信號)與存儲的信號“樣板”進(jìn)行比較。還可以把兩種信號(即，同相和正交分量)組合起來獲得在比較中使用的每個頻率的所有幅值。這些樣板代表一個期望信號，該信號與在安全紙幣104中可能出現(xiàn)的各種圖案類型中每一種的適當(dāng)部分相對應(yīng)。如果這種類型的圖案在所提供的紙幣信號中反復(fù)出現(xiàn)幾次，那么該樣板可以單周期重復(fù)，或反復(fù)重復(fù)多次。為了對樣板進(jìn)行識別，每個樣板都有兩個相關(guān)值(即，樣板閾值和樣板標(biāo)準(zhǔn)系數(shù))，這些值是通過處理實(shí)驗(yàn)和誤差值選定的。
信號處理器232可以通過軟件中的執(zhí)行程序完成種類確定。開始時，信號處理器提取用樣板表示的安全絲上相同長度段中磁性材料圖案的檢測信號子集。也就是說，根據(jù)給定的固定時間長度和紙幣從驅(qū)動及接收線圈120、124附近通過時的固定速度便可確定圖案的長度。換言之，如果紙幣速度不固定(例如，紙幣相對于線圈120、124是“手工操作”的)，那么就需要對速度進(jìn)行測量并通過線性化進(jìn)行速度補(bǔ)償，例如，用一個或多個光學(xué)傳感器(未示出)并根據(jù)紙幣邊緣受遮擋的情況對其加以確定。
然后由信號處理器232對抽取的信號子集進(jìn)行標(biāo)定以便將其平均幅值與樣板的幅值進(jìn)行匹配。隨后把樣板對準(zhǔn)要標(biāo)定的抽取信號，并將得到的波形值的平方值相加和除以點(diǎn)數(shù)從而獲得抽取的子集相對于樣板的誤差“分”。誤差分越小說明匹配程度越高。信號處理器232相對于與每個樣板相對的測量信號可能出現(xiàn)的子集可獲得類似的誤差分，并且僅保留針對每個樣板得到的最小誤差分(即，“樣板誤差分”)。可以認(rèn)為檢測每個可能的集合過程是沿著測量信號的全長滑動樣板以便尋求匹配。
信號處理器把每個樣板誤差分與合適的樣板閾值相比并通過樣板標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)對結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定。如果得到的分值中沒有一個大于零，則證明沒有匹配。反之，如果樣板對準(zhǔn)取得最大分值的信號，那么則形成匹配。為了進(jìn)一步增大識別電平或提高信號處理器232識別各種紙幣的能力，可以對每種紙幣使用不同長度的多個(例如3個)樣板。在選擇最終匹配的種類時使用三種樣板的平均樣板分值。三個樣板的區(qū)別在于，例如，它們代表空間移動的圖案元件。此外，它們可以表示圖案特征物實(shí)際伸長的程度。樣板組的選擇取決于使用中或制造中特征物上實(shí)際圖案變型的預(yù)期類型。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很顯然，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下可以對本發(fā)明做出各種改進(jìn)。而且，應(yīng)根據(jù)所屬的權(quán)利要求而不是說明書來確定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.用于校驗(yàn)帶有安全絲的證券真實(shí)性的裝置，其中安全絲包含一個或多個磁性材料區(qū)，每個磁性材料區(qū)具有一個或多個預(yù)定的磁性特征，這些特性包括矯頑力不大于5000A/m，相對導(dǎo)磁率在200和10,000之間，所述裝置包括a.在證券通過的預(yù)定空間區(qū)域內(nèi)形成外加磁場的驅(qū)動裝置，所述磁場為具有預(yù)定基頻的交流磁場，所述驅(qū)動裝置包括用于形成外加磁場以使一個或多個磁性材料區(qū)中的至少一個區(qū)域達(dá)到飽和狀態(tài)的裝置；b.在證券通過的預(yù)定空間區(qū)域內(nèi)檢測響應(yīng)磁場并提供一個或多個檢測信號的接收裝置，證券通過時與接收裝置的磁場檢測部分的距離不大于10mm，所述的檢測信號表示響應(yīng)磁場的一個或多個相應(yīng)特征；和c.信號處理裝置，其響應(yīng)用于確定每個磁性材料區(qū)的一個或多個預(yù)定磁特征中至少一個特征的檢測信號并校驗(yàn)證券的真實(shí)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中一個或多個磁性材料區(qū)中至少一個區(qū)域的一個或多個預(yù)定磁特征包括磁性材料的類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中響應(yīng)磁場是一個交流磁場，而且其中當(dāng)在預(yù)定的空間區(qū)域中出現(xiàn)安全絲時，響應(yīng)磁場的頻率為外加磁場的預(yù)定基頻和預(yù)定基頻的一次或多次諧波頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中一個或多個檢測信號表示預(yù)定的基頻和預(yù)定基頻的一次或多次諧波，和其中信號處理裝置包括用于根據(jù)一個或多個檢測信號確定磁性材料類型的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中信號處理裝置包括通過將表示三次諧波頻率的檢測信號與第一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，將表示基頻的檢測信號與第二預(yù)定閾值進(jìn)行比較，和將表示三次諧波頻率的檢測信號及表示基頻的檢測信號的比值與該比值的預(yù)定范圍相比較以確定磁性材料類型的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中接收裝置包括相對于預(yù)定基頻的外加磁場產(chǎn)生至少一個檢測信號的裝置，所說信號是表示響應(yīng)磁場相位的實(shí)際相位信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中信號處理裝置包括通過將實(shí)際相位信號與參考相位信號相比較確定磁性材料類型的裝置，其中實(shí)際相位信號表示磁性材料的磁性矯頑力和其中參考信號表示磁性材料磁性矯頑力的期望值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中接收裝置包括為磁性材料的一個或多個區(qū)域中的每一個區(qū)域提供一個或多個檢測信號中的至少一個信號的裝置，信號處理裝置包括根據(jù)確定證券特征的檢測信號判定證券真實(shí)性的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中證券的特征是證券的種類。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中信號處理裝置包括通過將檢測信號與表示所需證券類型的一個或多個存儲信號進(jìn)行比較來確定證券種類的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中預(yù)定的基頻是范圍在500Hz和500kHz之間的頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中驅(qū)動裝置包括第一線圈，和其中接收裝置包括第二線圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中第二線圈的寬度小于安全絲上一個或多個磁性材料區(qū)中任何一個區(qū)域的長度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中在證券的一側(cè)上對第一線圈和第二線圈進(jìn)行空間定位。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中在證券的兩側(cè)上對第一線圈和第二線圈進(jìn)行空間定位。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中第一線圈繞在鐵芯上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中鐵芯是鐵氧體材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中第一線圈和第二線圈空間定位在證券的相對側(cè)上。
全文摘要
用于紙基有價證券104中的安全絲108包括塑料襯底,其上涂覆了一個或多個“軟”磁材料區(qū)。用于校驗(yàn)證券真實(shí)性和種類的裝置包括線圈120,其由交流電驅(qū)動以便在預(yù)定的空間區(qū)域內(nèi)提供均勻的磁場。當(dāng)證券104通過驅(qū)動線圈120附近時,外加磁場使安全絲108上的磁性材料區(qū)飽和。磁性區(qū)域產(chǎn)生包含基頻分量和各次諧波分量的非線性響應(yīng)磁場。接收線圈124檢測響應(yīng)磁場。與接收線圈124相連的信號處理器利用基頻和諧波頻率的響應(yīng)信號來確定證券104的種類。
文檔編號G01N21/25GK1188554SQ96194989
公開日1998年7月22日 申請日期1996年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月15日
發(fā)明者安德魯·達(dá)梅斯 申請人:克蘭股份有限公司