安全线检测器组件 本发明涉及诸如用于纸币或其它安全文件的编码安全线，更具体地涉及用于读取线的检测器组件，该线被提供为宽边读取，从而能够大致同时读取线的各个部分。
现在普遍在纸币或其他安全文件中提供安全线。起初，安全线为一简单金属线，然而，根据当前作法对该线进行磁性编码，该线通常包括一个长而细的聚酯条和中间磁道的叠层。条的磁性编码最好为数字式，通常为二进制，并且通常磁道是由一系列关联特定数字值的段构成，段的长度即“位长”为常数，通常大约为2mm。这种类型的磁性线的例子在英国专利GB-B-2098768和欧洲专利EP-B-0407550中公开。本发明可以使用的其他磁性线在EP-B-0310707和EP-A-0428779中公开。不同数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，表示一个“0”的段其特点为没有磁性材料，而表示一个二进制“1”的段是由存在磁性材料构成。这样，依据线的数字编码，磁道可由包括一个或多个磁性材料段或没有磁性材料的段的长度构成。然而，本发明并不限于使用这样一种线，只要可能包括阈值检测器的阅读机能够区分不同段的特性，就能使用数字值表示的其他形式、诸如不同的线粗，不同的线宽或其他不同的磁特性。应注意到在相邻段之间不必有可鉴别边界，尽管在代码字之间通过使用结束代码能够实现数字输出地合适编制。
迄今为止，关于以大的移动分量沿磁道的长度方向移动该线通过检测器组件读取一个磁道认为是必要的。这种技术水平是周知的，例如，在EP-A-0413534中。这是一个实际缺点，因为人们已经习惯为长方形的纸币或安全文件提供一个从文件顶部扩展至文件底部的安全线，从而该安全线与文件的短边平行。因此，如果必须纵向读取该线，则必须以首先提供长边的形式馈送文件。
EP-A-0413534描述了一种减轻以上困难的偿试，同时描述了用于具有与短边平行从上至下的安全线的纸币的阅读机且该纸币是短边领先提供给阅读机的。EP-A-0413534提出的方案是使用一个检测器，该检测器从一实际锐角，一般为45°，延伸至纸币移动线，这一移动线与该安全线成直角。这是一个笨拙且相当无效的方案。
本发明基于一个能够读取宽边提供给检测器的编码线的线检测器组件，甚至考虑到该安全线的部分倾斜，从而大致同时且并行地读取该线的各个部分。本发明的另一个目的是提供一个头检测器，该头检测器借助于多个采样能提供编码的更精确检测。
根据本发明的一个方面，响应线相对于组件在与线大致成直角的方向上的移动，适宜读取由安全文件载带的包括一系列编码段的磁性安全线的磁性线检测器组件，包括多个通道磁头，其中通道间隙沿线的长度方向小于一段的长度，从而将被读取的所有段被大致同时读取，且每一段由多个通道读取，由此每一段由多个采样表示。
组件的这种结构通常将采用具有多个独立读取通道的宽磁头。通道间隙，即磁道间距，更一般地通道的中心至中心间隙，可选择为一段的标准长度的几分之一。例如，磁道间距即通道间隙可为标准段长度的四分之一或类似地整数分之一。这样，如果段的长度一般为2mm，则磁头组件中通道间隙可以为0.5mm。具有如此通道间隙的多通道头组件的生产是例如多轨音频记录领域的熟练技术人员能胜任的。
更具体地，本发明提供一个用于读取由安全文件载带的安全线的安全线检测器组件，该安全线编码为沿该线相同长度的一系列段中的每一个段表示一数字值，该特定数字值用相应段的特定特性表示，所述组件包括具有多个平行读取通道的头，事实上通道的磁道间距小于一段的长度，且该组件被配置为实际上以线的宽边向通道提供文件，从而将被读取的所有段被大致上同时读取并且每个读取的段由多个采样表示。
图1以简图形式说明根据本发明检测器组件的基本特征；
图2是检测器组件、相关前置放大器及处理电路的原理图；
图3是有关检测器单个通道的处理电路的更详细的原理图；
图4说明读磁头及直接关连部件的物理配置；以及
图5说明用于提到编码数据字的技术。
在图1中，当安全线1宽边移向检测器时，箭头A所示方向，安全线1将被多磁道磁头3读取。就广义而言，是检测器组件移动还是安全线移动抑或二者移动是不重要的，尽管通常检测器固定并且以纸币与包括检测器组件的阅读机正交的形式把通常为纸币一部分并且最好嵌入纸币的安全线1提供给检测器组件。其中该线与短边平行从纸币顶部直至底部，根据本发明该纸币最好以一短边领先提供给阅读机。
线1被排列在衬底2上。这可以是聚酯衬底并且该线可以是由两聚酯条和一中间磁道组成的夹层的一部分。该磁道被编码为表示一个单独二进制数字的磁道的固定长度，一般为2mm，尽管可使用其他的编码方法。在本例中，对应于EP-B-0407550的主题，表示一个二进制“1”的一位长或段被表示为有磁性材料而另一二进制数字“0”被表示为没有磁性材料。为了便于理解，图1所示磁道表示为抽象划分成各段然而在表示相同编码值的相邻段之间不必有物理间断。在此特定例中的磁道由一系列长度组成，每一长度包括一段或多段磁性材料，散置着没有磁性材料的间隙，每一段的长度相应于连续出现的同一值的二进制数字的数目。该磁道的编码由结束字4中间插入数据字5构成，该结束字由数字上大于一个编码字中最大允许二进制0的游程的二进制0的游程组成。如前所述，其他的编码方法也是可以的，此外，二进制数字可由段的不同磁性特性或各种其他方法表示。知道表示一个单独数字值的段的长度是重要的并且最好沿线的长度方向段的长度为一常量。
检测器组件包括一个具有多个并排排列的读通道的磁头。图中仅示出几个通道；通常检测器具有足够的通道以覆盖纸币中线的整个长度，一个通道间隙远远小于安全线1中的标准段长度，该通道间隙最好为安全线中标准段长度的几分之一(诸如四分之一)。“通道间隙”或“磁道间距”通常指通道间中心至中心间隙。每一通道将包括一个具有适宜读取条的非磁间隙的磁芯部件；根据构造多磁道磁头组件的公知作法相邻磁芯部件通常用非磁保护层分离。
一般用于纸币的检测器组件中有192个并排的平行通道，纸币采用2mm的标准段长度，通道的磁道间距为0.5mm。
该单独通道由并行连接线6连接到处理电路7。这些处理电路可以包括前置放大器和信号调整电路，信号调整电路将从每个单独磁头接收的模拟波形转化为由相应通道读出的磁道的数字采样部分，最好为二进制数字采样。一般，当由磁性材料构成的段的部分通过转换间隙时一个通道的磁芯部件上的读出线圈的主信号输出将为一个包括一初始脉冲和一反相脉冲的模拟波形。没有磁性材料的部分主信号多半很低或不存在，当然，若采用不同的磁性材料或特性来表示不同的二进制值，来自通道的主信号的幅值将不同并且可以通过适当的阈值区分进行分离，或者每个通道一个鉴别器或者基于分时用较少的鉴别器处理通道信号。
图2是说明读头的主要部件、前置放大器及相关处理电路的原理图。读头3，在本实施例中包括192个双绞电缆的连接线6，6块前置放大器线路板21(每块板上32个前置放大器通道)被布置在由数字20大概说明的纸币分类器内。对于本发明而言，纸币分类器的构造是不重要的，提到纸币分类器仅是用于指明本发明的正常上下文。
每个前置放大器经由双绞线连接到位于电路支架23之内一个或另一个信号调整线路板24上的相应信号调整放大器电路。该支架还包括主处理器25及PSU26。主处理器经由I/O接口27和串行线路28连接到纸币分类器的其他部件，为了不与本发明相关的目的，主处理器也通过双向串行线路29连接到计算机控制台。
图3说明从安全线1的一段被读出到产生那段的磁性状态或特性的数字采样表示的程度的阶段开始的单独处理通道的主要部件。线1表示为包括两个相邻段1a和1b。这仅是安全线的很少一部分。如前所述，该线1被宽边提供，参照图3以从左至右的移动方向到达读磁头3。如前所述，此读磁头包括多个通道，其中通道间隙远远小于段的长度，诸如段1a和1b。布置在通道的磁芯部件上的读出线圈31被连接(经过双绞线)到前置放大器33，通常前置放大器33的输出33a是一模拟波形，若该段由磁性材料构成，则该波形包括一初始正向尖峰信号经过一短延迟跟有一负向尖峰信号。前置放大器33通过相应的双绞线被连接到信号调整放大器的输入端。设置前置放大器以将来自磁头的信号放大到这样一种程度以便能够经过差绕线对将其送到通常远离读磁头的处理电路。
前置放大器可以在输入阶段或输出阶段包含一用于去除高频噪声的低通放大器且信号调整放大器能去除磁头信号的任何DC分量。由放大器34提供的放大的磁头信号34a被馈送到微分高向放大器35的负输入端，微分高向放大器35的脉冲输入被连接到正阈值基准终端37且信号调整放大器34的输出可同样被连接到高向微分放大器36的正输入端，高向微分放大器36的负输入被连接到负阈值基准终端38。放大器35和36的输出终端可以互连并通过电阻39耦合到正基准终端40。
安装比较器的目的是为正向瞬态和负向瞬态二者提供阈值检测。来自一磁性段1a的结果输出39a是一个能转化为一单个数字采样的双脉冲。在此例中，从段1b(设有磁性材料)的扫描采集的任何信号将不足以达到由比较器35和36设定的阈值，因此其输出将为零。
图4说明磁头组件的物理配置。该读磁头包括一具有一隆起部42的细长体41，倚靠该隆起部，如1995年10月公开的国际专利申请WO-A-95/27256所述利用输送装置将纸币推入。磁头通道具有接头43，接头43经过一组双绞线6连接到用于前置放大器的机壳44。
通常，磁头组件中的多通道的输出，在适当阈值检测后，包括一条安全线中每一段的一组二进制数字信号。例如，如果每段一般有4个采样，磁道间距为该线的位长的四分之一，一段磁道编码为如1010……，则可由一组并行输出信号1111000011110000……表示。在实际中，这样一组信号可以分组检查，名义上该分组在数目上相应于每段采样的数目，从而导出线的原始编码。在该特定例中，输出信号可以以4个采样的分组检查。然而，通常由于磁段与读取通道的轻微位置不正，特定段可能用多于或少于采样的标称数目表示。一段可能仅用3个采样表示而相邻段可能用5个采样表示。另外，取自段之间间断的采样可能不正确或不足以达到检测阈值的幅值。因此，从段编码字1010读取的采取构成的一组并行输出信号，为举例起见，可能为111××0000111×000…。在该表示中，符号X试图表示一不可靠或不确定值。然而，通过检查采样并应用某些公差准则，能够获得分组信号的大致正确结构并且借助与有噪音时串行二进制数据恢复所用数据提取例程相似的数据提取例程来提取原始编码，这对熟练的技术人员是显而易见的。例如，在一个分组或帧内相同值(1)的3个数字的检测可被认为足以表示原始编码值(1)。每段采样数目的选择进而通道间隙和段长的比率，以及表示原始编码值检测所需的足够和不足采样数目之间的区分准则，这些都是由设计者自行处理的。
图5说明相关器的一种形式，该相关器可以用硬件部件或通过在微处理器内编程实现，用于检测该线是否具有与预定编码匹配的编码。
如前面所指，用于检测易于降级的特定数字编码字是否可能出现的各种技术是周知的。Robert C Dixon在“发散频谱系统”，Jonh Wiley出版，第二版(1984)，第5和6章中给出了几个例子。
在本例中，如果使用4倍重复采样从而192位信号表示48主位，一个简单系统包括对一个二进制值的位数进行计数并确定该数是否在那个二进制值的实际位数公差范围内，那个二进制值应该通过相应重复采样应出现的编码字而产生。另一个例子是在每4个位的分组内计算相同类的位的数目，如上所述。
在图5中特别说明一个更复杂的模式，其中对累计长度稍微小于磁头位长的一个编码字(或一个编码字连同两个结束段)进行搜索。
表示48个相邻位的4倍重复采样的该组采样，被馈入第一寄存器50。第二寄存器51保持所需编码字的重复采样形式。例如，对一个y数字编码字的n次重复采样，第二寄存器的长度为ny位。一个相关器将基准编码字的每一位与寄存器50中的相应阶段进行比较。从而该相关器可包括ny个与门，每个与门耦合到第一寄存器中相应位置和第二寄存器中相应位置或者类似的异门连接，在每种情况下都有一个累加ny个门的输出的累加器。第一寄存器的内容被以适当的高速时钟率重记。若采样正确，相关器的输出(在另外情况下被称为卷积和)应达到与ny位的精确匹配相应的峰值。事实上，该峰值和小于理论最大值且应设置阈值从而当卷积和超过某个小于绝对最大值的阈值时能完成检测。
若更可取则可使用其他相关技术，例如延迟线相关器。
以上所述仅确定为说明，且并不限于此。例如，段的长度不必为常量，只要知道沿线的长度方向以预定方法变化就能够通过适当编程数据恢复过程恢复原始编码。另外，不必读取所有段，特别是若线的编码是重复的，包括相同编码字中间插有结束字，从而读取两个结束字和该插入编码字的段就足够了。