專利名稱：安全線檢測器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如用于紙幣或其它安全文件的編碼安全線，更具體地涉及用于讀取線的檢測器組件，該線被提供為寬邊讀取，從而能夠大致同時讀取線的各個部分。
現(xiàn)在普遍在紙幣或其他安全文件中提供安全線。起初，安全線為一簡單金屬線，然而，根據(jù)當前作法對該線進行磁性編碼，該線通常包括一個長而細的聚酯條和中間磁道的疊層。條的磁性編碼最好為數(shù)字式，通常為二進制，并且通常磁道是由一系列關(guān)聯(lián)特定數(shù)字值的段構(gòu)成，段的長度即“位長”為常數(shù)，通常大約為2mm。這種類型的磁性線的例子在英國專利GB-B-2098768和歐洲專利EP-B-0407550中公開。本發(fā)明可以使用的其他磁性線在EP-B-0310707和EP-A-0428779中公開。不同數(shù)字值表示的特定方法可以不同。例如，在EP-B-0407550描述的特定例中，表示一個“0”的段其特點為沒有磁性材料，而表示一個二進制“1”的段是由存在磁性材料構(gòu)成。這樣，依據(jù)線的數(shù)字編碼，磁道可由包括一個或多個磁性材料段或沒有磁性材料的段的長度構(gòu)成。然而，本發(fā)明并不限于使用這樣一種線，只要可能包括閾值檢測器的閱讀機能夠區(qū)分不同段的特性，就能使用數(shù)字值表示的其他形式、諸如不同的線粗，不同的線寬或其他不同的磁特性。應(yīng)注意到在相鄰段之間不必有可鑒別邊界，盡管在代碼字之間通過使用結(jié)束代碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字輸出的合適編制。
迄今為止，關(guān)于以大的移動分量沿磁道的長度方向移動該線通過檢測器組件讀取一個磁道認為是必要的。這種技術(shù)水平是周知的，例如，在EP-A-0413534中。這是一個實際缺點，因為人們已經(jīng)習慣為長方形的紙幣或安全文件提供一個從文件頂部擴展至文件底部的安全線，從而該安全線與文件的短邊平行。因此，如果必須縱向讀取該線，則必須以首先提供長邊的形式饋送文件。
EP-A-0413534描述了一種減輕以上困難的償試，同時描述了用于具有與短邊平行從上至下的安全線的紙幣的閱讀機且該紙幣是短邊領(lǐng)先提供給閱讀機的。EP-A-0413534提出的方案是使用一個檢測器，該檢測器從一實際銳角，一般為45°，延伸至紙幣移動線，這一移動線與該安全線成直角。這是一個笨拙且相當無效的方案。
本發(fā)明基于一個能夠讀取寬邊提供給檢測器的編碼線的線檢測器組件，甚至考慮到該安全線的部分傾斜，從而大致同時且并行地讀取該線的各個部分。本發(fā)明的另一個目的是提供一個頭檢測器，該頭檢測器借助于多個采樣能提供編碼的更精確檢測。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，響應(yīng)線相對于組件在與線大致成直角的方向上的移動，適宜讀取由安全文件載帶的包括一系列編碼段的磁性安全線的磁性線檢測器組件，包括多個通道磁頭，其中通道間隙沿線的長度方向小于一段的長度，從而將被讀取的所有段被大致同時讀取，且每一段由多個通道讀取，由此每一段由多個采樣表示。
組件的這種結(jié)構(gòu)通常將采用具有多個獨立讀取通道的寬磁頭。通道間隙，即磁道間距，更一般地通道的中心至中心間隙，可選擇為一段的標準長度的幾分之一。例如，磁道間距即通道間隙可為標準段長度的四分之一或類似地整數(shù)分之一。這樣，如果段的長度一般為2mm，則磁頭組件中通道間隙可以為0.5mm。具有如此通道間隙的多通道頭組件的生產(chǎn)是例如多軌音頻記錄領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能勝任的。
更具體地，本發(fā)明提供一個用于讀取由安全文件載帶的安全線的安全線檢測器組件，該安全線編碼為沿該線相同長度的一系列段中的每一個段表示一數(shù)字值，該特定數(shù)字值用相應(yīng)段的特定特性表示，所述組件包括具有多個平行讀取通道的頭，事實上通道的磁道間距小于一段的長度，且該組件被配置為實際上以線的寬邊向通道提供文件，從而將被讀取的所有段被大致上同時讀取并且每個讀取的段由多個采樣表示。


圖1以簡圖形式說明根據(jù)本發(fā)明檢測器組件的基本特征；圖2是檢測器組件、相關(guān)前置放大器及處理電路的原理圖；圖3是有關(guān)檢測器單個通道的處理電路的更詳細的原理圖；圖4說明讀磁頭及直接關(guān)連部件的物理配置；以及圖5說明用于提到編碼數(shù)據(jù)字的技術(shù)。
在圖1中，當安全線1寬邊移向檢測器時，箭頭A所示方向，安全線1將被多磁道磁頭3讀取。就廣義而言，是檢測器組件移動還是安全線移動抑或二者移動是不重要的，盡管通常檢測器固定并且以紙幣與包括檢測器組件的閱讀機正交的形式把通常為紙幣一部分并且最好嵌入紙幣的安全線1提供給檢測器組件。其中該線與短邊平行從紙幣頂部直至底部，根據(jù)本發(fā)明該紙幣最好以一短邊領(lǐng)先提供給閱讀機。
線1被排列在襯底2上。這可以是聚酯襯底并且該線可以是由兩聚酯條和一中間磁道組成的夾層的一部分。該磁道被編碼為表示一個單獨二進制數(shù)字的磁道的固定長度，一般為2mm，盡管可使用其他的編碼方法。在本例中，對應(yīng)于EP-B-0407550的主題，表示一個二進制“1”的一位長或段被表示為有磁性材料而另一二進制數(shù)字“0”被表示為沒有磁性材料。為了便于理解，圖1所示磁道表示為抽象劃分成各段然而在表示相同編碼值的相鄰段之間不必有物理間斷。在此特定例中的磁道由一系列長度組成，每一長度包括一段或多段磁性材料，散置著沒有磁性材料的間隙，每一段的長度相應(yīng)于連續(xù)出現(xiàn)的同一值的二進制數(shù)字的數(shù)目。該磁道的編碼由結(jié)束字4中間插入數(shù)據(jù)字5構(gòu)成，該結(jié)束字由數(shù)字上大于一個編碼字中最大允許二進制0的游程的二進制0的游程組成。如前所述，其他的編碼方法也是可以的，此外，二進制數(shù)字可由段的不同磁性特性或各種其他方法表示。知道表示一個單獨數(shù)字值的段的長度是重要的并且最好沿線的長度方向段的長度為一常量。
檢測器組件包括一個具有多個并排排列的讀通道的磁頭。圖中僅示出幾個通道；通常檢測器具有足夠的通道以覆蓋紙幣中線的整個長度，一個通道間隙遠遠小于安全線1中的標準段長度，該通道間隙最好為安全線中標準段長度的幾分之一(諸如四分之一)?！巴ǖ篱g隙”或“磁道間距”通常指通道間中心至中心間隙。每一通道將包括一個具有適宜讀取條的非磁間隙的磁芯部件；根據(jù)構(gòu)造多磁道磁頭組件的公知作法相鄰磁芯部件通常用非磁保護層分離。
一般用于紙幣的檢測器組件中有192個并排的平行通道，紙幣采用2mm的標準段長度，通道的磁道間距為0.5mm。
該單獨通道由并行連接線6連接到處理電路7。這些處理電路可以包括前置放大器和信號調(diào)整電路，信號調(diào)整電路將從每個單獨磁頭接收的模擬波形轉(zhuǎn)化為由相應(yīng)通道讀出的磁道的數(shù)字采樣部分，最好為二進制數(shù)字采樣。一般，當由磁性材料構(gòu)成的段的部分通過轉(zhuǎn)換間隙時一個通道的磁芯部件上的讀出線圈的主信號輸出將為一個包括一初始脈沖和一反相脈沖的模擬波形。沒有磁性材料的部分主信號多半很低或不存在，當然，若采用不同的磁性材料或特性來表示不同的二進制值，來自通道的主信號的幅值將不同并且可以通過適當?shù)拈撝祬^(qū)分進行分離，或者每個通道一個鑒別器或者基于分時用較少的鑒別器處理通道信號。
圖2是說明讀頭的主要部件、前置放大器及相關(guān)處理電路的原理圖。讀頭3，在本實施例中包括192個雙絞電纜的連接線6，6塊前置放大器線路板21(每塊板上32個前置放大器通道)被布置在由數(shù)字20大概說明的紙幣分類器內(nèi)。對于本發(fā)明而言，紙幣分類器的構(gòu)造是不重要的，提到紙幣分類器僅是用于指明本發(fā)明的正常上下文。
每個前置放大器經(jīng)由雙絞線連接到位于電路支架23之內(nèi)一個或另一個信號調(diào)整線路板24上的相應(yīng)信號調(diào)整放大器電路。該支架還包括主處理器25及PSU26。主處理器經(jīng)由I/O接口27和串行線路28連接到紙幣分類器的其他部件，為了不與本發(fā)明相關(guān)的目的，主處理器也通過雙向串行線路29連接到計算機控制臺。
圖3說明從安全線1的一段被讀出到產(chǎn)生那段的磁性狀態(tài)或特性的數(shù)字采樣表示的程度的階段開始的單獨處理通道的主要部件。線1表示為包括兩個相鄰段1a和1b。這僅是安全線的很少一部分。如前所述，該線1被寬邊提供，參照圖3以從左至右的移動方向到達讀磁頭3。如前所述，此讀磁頭包括多個通道，其中通道間隙遠遠小于段的長度，諸如段1a和1b。布置在通道的磁芯部件上的讀出線圈31被連接(經(jīng)過雙絞線)到前置放大器33，通常前置放大器33的輸出33a是一模擬波形，若該段由磁性材料構(gòu)成，則該波形包括一初始正向尖峰信號經(jīng)過一短延遲跟有一負向尖峰信號。前置放大器33通過相應(yīng)的雙絞線被連接到信號調(diào)整放大器的輸入端。設(shè)置前置放大器以將來自磁頭的信號放大到這樣一種程度以便能夠經(jīng)過差繞線對將其送到通常遠離讀磁頭的處理電路。
前置放大器可以在輸入階段或輸出階段包含一用于去除高頻噪聲的低通放大器且信號調(diào)整放大器能去除磁頭信號的任何DC分量。由放大器34提供的放大的磁頭信號34a被饋送到微分高向放大器35的負輸入端，微分高向放大器35的脈沖輸入被連接到正閾值基準終端37且信號調(diào)整放大器34的輸出可同樣被連接到高向微分放大器36的正輸入端，高向微分放大器36的負輸入被連接到負閾值基準終端38。放大器35和36的輸出終端可以互連并通過電阻39耦合到正基準終端40。
安裝比較器的目的是為正向瞬態(tài)和負向瞬態(tài)二者提供閾值檢測。來自一磁性段1a的結(jié)果輸出39a是一個能轉(zhuǎn)化為一單個數(shù)字采樣的雙脈沖。在此例中，從段1b(設(shè)有磁性材料)的掃描采集的任何信號將不足以達到由比較器35和36設(shè)定的閾值，因此其輸出將為零。
圖4說明磁頭組件的物理配置。該讀磁頭包括一具有一隆起部42的細長體41，倚靠該隆起部，如1995年10月公開的國際專利申請WO-A-95/27256所述利用輸送裝置將紙幣推入。磁頭通道具有接頭43，接頭43經(jīng)過一組雙絞線6連接到用于前置放大器的機殼44。
通常，磁頭組件中的多通道的輸出，在適當閾值檢測后，包括一條安全線中每一段的一組二進制數(shù)字信號。例如，如果每段一般有4個采樣，磁道間距為該線的位長的四分之一，一段磁道編碼為如1010……，則可由一組并行輸出信號1111000011110000……表示。在實際中，這樣一組信號可以分組檢查，名義上該分組在數(shù)目上相應(yīng)于每段采樣的數(shù)目，從而導出線的原始編碼。在該特定例中，輸出信號可以以4個采樣的分組檢查。然而，通常由于磁段與讀取通道的輕微位置不正，特定段可能用多于或少于采樣的標稱數(shù)目表示。一段可能僅用3個采樣表示而相鄰段可能用5個采樣表示。另外，取自段之間間斷的采樣可能不正確或不足以達到檢測閾值的幅值。因此，從段編碼字1010讀取的采取構(gòu)成的一組并行輸出信號，為舉例起見，可能為111××0000111×000…。在該表示中，符號X試圖表示一不可靠或不確定值。然而，通過檢查采樣并應(yīng)用某些公差準則，能夠獲得分組信號的大致正確結(jié)構(gòu)并且借助與有噪音時串行二進制數(shù)據(jù)恢復(fù)所用數(shù)據(jù)提取例程相似的數(shù)據(jù)提取例程來提取原始編碼，這對熟練的技術(shù)人員是顯而易見的。例如，在一個分組或幀內(nèi)相同值(1)的3個數(shù)字的檢測可被認為足以表示原始編碼值(1)。每段采樣數(shù)目的選擇進而通道間隙和段長的比率，以及表示原始編碼值檢測所需的足夠和不足采樣數(shù)目之間的區(qū)分準則，這些都是由設(shè)計者自行處理的。
圖5說明相關(guān)器的一種形式，該相關(guān)器可以用硬件部件或通過在微處理器內(nèi)編程實現(xiàn)，用于檢測該線是否具有與預(yù)定編碼匹配的編碼。
如前面所指，用于檢測易于降級的特定數(shù)字編碼字是否可能出現(xiàn)的各種技術(shù)是周知的。Robert C Dixon在“發(fā)散頻譜系統(tǒng)”，Jonh Wiley出版，第二版(1984)，第5和6章中給出了幾個例子。
在本例中，如果使用4倍重復(fù)采樣從而192位信號表示48主位，一個簡單系統(tǒng)包括對一個二進制值的位數(shù)進行計數(shù)并確定該數(shù)是否在那個二進制值的實際位數(shù)公差范圍內(nèi)，那個二進制值應(yīng)該通過相應(yīng)重復(fù)采樣應(yīng)出現(xiàn)的編碼字而產(chǎn)生。另一個例子是在每4個位的分組內(nèi)計算相同類的位的數(shù)目，如上所述。
在圖5中特別說明一個更復(fù)雜的模式，其中對累計長度稍微小于磁頭位長的一個編碼字(或一個編碼字連同兩個結(jié)束段)進行搜索。
表示48個相鄰位的4倍重復(fù)采樣的該組采樣，被饋入第一寄存器50。第二寄存器51保持所需編碼字的重復(fù)采樣形式。例如，對一個y數(shù)字編碼字的n次重復(fù)采樣，第二寄存器的長度為ny位。一個相關(guān)器將基準編碼字的每一位與寄存器50中的相應(yīng)階段進行比較。從而該相關(guān)器可包括ny個與門，每個與門耦合到第一寄存器中相應(yīng)位置和第二寄存器中相應(yīng)位置或者類似的異門連接，在每種情況下都有一個累加ny個門的輸出的累加器。第一寄存器的內(nèi)容被以適當?shù)母咚贂r鐘率重記。若采樣正確，相關(guān)器的輸出(在另外情況下被稱為卷積和)應(yīng)達到與ny位的精確匹配相應(yīng)的峰值。事實上，該峰值和小于理論最大值且應(yīng)設(shè)置閾值從而當卷積和超過某個小于絕對最大值的閾值時能完成檢測。
若更可取則可使用其他相關(guān)技術(shù)，例如延遲線相關(guān)器。
以上所述僅確定為說明，且并不限于此。例如，段的長度不必為常量，只要知道沿線的長度方向以預(yù)定方法變化就能夠通過適當編程數(shù)據(jù)恢復(fù)過程恢復(fù)原始編碼。另外，不必讀取所有段，特別是若線的編碼是重復(fù)的，包括相同編碼字中間插有結(jié)束字，從而讀取兩個結(jié)束字和該插入編碼字的段就足夠了。
權(quán)利要求
1.磁性線檢測器組件，適用于響應(yīng)線相對于該組件在與該線大致成直角的方向上的移動、讀取由安全文件載帶的包括一系列編碼段的磁性安全線(1)，包括多個通道磁頭(3)，通道磁頭的通道間隙沿線的長度方向小于一段的長度，從而將被讀取的所有段被大致同時讀取且每一段由多個通道讀取由此每一段由多個采樣表示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中設(shè)置用于通過檢查采樣來檢測由多個段表示的編碼的裝置。
3.安全線檢測器組件，用于讀取由安全文件載帶的安全線(1)，該安全線被編碼使得沿線方向一系列相同長度段中每一段表示一數(shù)字值，特定數(shù)字值用相應(yīng)段的特定特性表示，所述組件包括一個具有多個平行讀取通道的磁頭(3)，該平行讀取通道其磁道間距大致小于一段的長度且被布置為大致以線的寬邊向通道提供文件，從而所有將被讀取的段被大致同時讀取，且每個讀取的段由多個采樣表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的組件，其中安裝一處理器，以響應(yīng)所述采樣并檢出由段表示的編碼的存在。
5.讀取由安全文件載帶的安全線的方法，該安全線被編碼為沿線方向一系列相同長度的段中每一段表示一數(shù)字值，特定數(shù)字值由相應(yīng)段的特定特性表示，所述方法包括使用多個并排讀取通道，該通道其磁道間距大致小于一段的長度，大致以線的寬邊向通道提供文件從而所有將被讀取的段被大致同時讀取且用多個采樣表示每一被讀取的段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括進行該采樣的數(shù)據(jù)處理以檢測由段表示的數(shù)字值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中該數(shù)據(jù)處理包括確定一原始編碼字是否由多個所述段表示。
全文摘要
一個用于讀取由安全文件載帶的安全線(1)的安全線檢測器組件，該安全線編碼為沿線方向一系列段的每一段表示一數(shù)字值，該特定數(shù)字值由相應(yīng)段的特定特性表示，該安全線檢測器組件包括一個具有多個平行讀取通道(8)的磁頭(3)，該通道(8)其磁道間距大致小于一段的長度且被布置為大致以線(1)的寬邊朝向通道以讀取該文件，從而所有的段被大致同時讀取且每一段由多個采樣表示。
文檔編號G06K7/08GK1164288SQ9519632
公開日1997年11月5日 申請日期1995年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月7日
發(fā)明者馬丁·約漢·韋伯 申請人:英格蘭總督公司銀行