CN1143419A - 具有微波探测功能的复制设备 - Google Patents

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Abstract

一个复制设备，用于复制包括一个基底材料的证券。该设备包括一个压板，用于构成一个扫描区域，并且在其一侧放置证券；扫描装置，用于对扫描区域进行扫描；用于在扫描区域和证券两者之间获得一个相对移动以便允许扫描的装置。扫描装置包括一个微波系统，该系统由微波收发信机构成，这些收发信机的排列成一排，使之可以探测到微粒的存在，这些微粒有与基底材料的电磁特性有本质不同的电磁特性，并且这种微粒被加入到证券的至少一部分，与证券在扫描区域的位置无关。

Description

具有微波探测功能的复制设备
本发明涉及一种复制设备，例如一种用于复制证券(documents)的照相复制设备。
高清晰度彩色照相复制设备的质量已提高到这样的程度，以至安全证券(security document)例如纸币、股票、支票、护照、债券甚至信用卡的非法复制已变得简单了。
对于上述问题的一种一般的解决办法是为证券提供一种标记，这种标记不能被照相复制设备复制。这样，有证券的外形但没有标记的证券就可以被归入伪造品类。
一种由现有工艺提供的标记是一种光学标记，因为这类标记不可能被完全复制。不过，真正的证券的磨损和表面损坏可以引起标记的消失，以致真的证券本身会冒被指定为伪造品的危险。
另一种由现有工艺提供的标记是在证券中加入一条线。用于探测纸币中的这样一条线的存在，从而检验纸币的真实性的设备的例子可以在EP-A-0 092 691和US-A-5,279,403中找到。在证券中应用的线的材料和类型是如此的多种多样，以致于用一个设备适合探测所有证券中的线的设计显然是不可能的。此外，这些设备有一个缺点就是它们在伪造品的出现之后很久才能探测出它。
本发明的一个目的是避免现有工艺的缺点。
本发明的另一个目的是提供一个系统，该系统可以阻止证券的伪造。
依据本发明，提供了一种复制设备，例如一个照相复制设备，用于复制证券。
该设备包括一个压板，用于形成一个扫描区域并且用于在其一侧放置证券。
该设备还包括扫描装置，用于对扫描区域进行扫描。该扫描装置放置于压板的同侧或另外一侧。该设备还包括用于获得扫描装置和证券两者之间的相对的移动以便为扫描操作作好准备的装置。
该扫描装置包括一个微波系统。该微波系统包括若干微波源用于产生微波，若干微波发射器用于向扫描区域发射微波，若干微波接收器用于接收反射的微波及若干微波探测器用于探测反射的微波。发射器的数量、接收器的数量和探测器的数量比源的数量多或与之相等。发射器的数量和接收器的数量比探测器的数量多或与之相等。发射器和接收器的位置和数量是这样的，它们可以探测到有一些电磁特性的微粒的存在，这种电磁特性与基底材料的相应的电磁特性有本质的不同并且这种电磁特性被加入到至少是证券的一部分，这部分与在扫描区域的证券的位置和大小无关。微粒的存在是通过它们将至少一部分发射的微波反射回来，从而产生一个很强的改变的反射信号而被探测到的。反之，如果缺少微粒，反射响应信号不会有如此程度的变化。
上述系统有结果形成非常快，几乎是立即响应的优点，这不会显著拖延扫描周期。实验已显示1cm(厘米)越过(pass over)第一个存在的微粒之后，一个关于微拉的存在的判定可以已经做出。如此高速的响应很难通过光学系统达到。
上述系统的其它优点，尤其与光学系统相比，是该系统对灰尘是不敏感的，任何微粒的存在很难被在传感器和证券两者之间放置一张纸遮掩，并且探测能力的高水准会任凭证券的随时间变化而引起的质量变化，变皱或弄脏而保持。
用于在电磁特性有本质不同的基底材料上探测微粒的存在的微波系统在工艺上是已知的(见例如US-A-4,408,158；US-A-4,566,121；US-AA-4,566,122和US-A-4,820,912)，但是不适于上述在一台复制机械中的操作和扫描一个在长度和宽度上远远大于微波的波长的区域的目的。
本发明的上下文中：
-术语“复制设备(reproduction apparatus)”包括一个黑白复制设备，一个高清晰度的真实彩色照相复制设备，还有一个用于由计算机将图象数字化而用于进行更进一步处理的扫描设备；
-术语“压板(platen)”是用于每一个支承结构发射波和光，在其上被复制的证券可以被定位；它可以是平的或圆柱形的；
-术语“扫描区域(scabning area)”指的是可以被扫描的整个区域；它确定一次可以被复制的证券的最大尺寸；
-术语“扫描(scanning)”包括所谓的预扫描，用于检验证券的位置和尺寸和用于复制步骤本身的一个或更多的扫描周期(scanningcycli)；
-术语“相对的移动(relative movement)”指的是在证券和扫描装置两者之间的移动；有可能有两个不同的实施例：一个有一个可移动的压板的照相复制设备和一个有一个固定压板的照相复制设备；
-术语“微波源(microwave source)”表示一个产生微波的微波振荡器；微波源的例子是一个耿氏二极管(Gunn-diode)，一个高电子迁移率晶体三极管和一个金属半导体场效应晶体管；
-术语“微波发射器(microwave emitter)”和“微波接收器(microwave receiver)”包括简单的天线结构，例如半波偶极子(halfwave diple)，四分之一波长偶极子(quarter wavedipole)，微带接插(microstrip patch)和波导孔(waveguide aperture)；
-术语“微波探测器(microwave detector)”包括一个肖特基二极管(Schottky diode)；
-术语“有一些电磁特性的微粒，它与基底材料的相应的电磁特性有本质的不同”指的是任何可以加入到证券的基底材料中的小尺寸的物质并且它的介电常数为ε，磁导率为μ，或电阻率为ρ，与基底材料的ε、μ或ρ有本质的不同；这种物质的例子是被加入到纸的或塑料的一种基底材料中的导电不锈钢纤维；
-术语“反射(reflecting)”也包括不一定在与微波的发射方向相同的方向出现的反向散射。
源、发射器、接收器和探测器实际上未必彼此各不相同。下列实施例是可能的：
-产生和探测微波的功能由一个器件来实现，即由一个所谓的自探测(self-detecting)二极管来实现；
-发射和接收微波的功能由单一天线或一个在波导中的简单的孔来实现；
-接收和探测微波的功能由接收被反射微波的单一探测器来实现。
微波系统最好是包括唯一的源和多个发射器、接收器和探测器。该系统兼有简单、轻便和能提供高的信噪比，例如信噪比高于20dB或25dB的优点。
一般地，用于控制微波的装置须包括下列结构：一个由金属或镀以金属的塑料制成的中空的波导，平面构件例如微带、带状传输线、隙缝线(slotline)和同轴传输线。
为了尽一步减轻重量和增加密集性的原因，用于控制微波的装置最好由上述的平面构件来组成。这样，一套微波系统可以达到小于100克的重量，小于80克更好并且最好小于50克。然而由此推断，如果使用一个中空的波导，不排除如此轻的重量。
依据本发明的复制设备还包括用于处理由被反射微波产生的信号的装置。这些处理装置可以是数字的或模拟的或两者的组合。这些设备也包括用于产生下列信号的装置：
-“开(on)”信号，如果在证券的基底材料中探测出微粒的存在；和
-“关(off)”信号，如果在证券的基底材料中没有探测出微粒的存在；(或反之亦然)。
在“开(on)”信号的情况下，复制将被禁止或只能得到一份黑色拷贝，或将使用另一个复制分辨率或用其它颜色复制，这样伪造品将会被防止。
在“关(off)”信号的情况下，将进行常规的复制步骤。
在本发明的一个特殊的实施例中，在下文中指的是第三个实施例，微波系统还包括，对于每个发射器，开关二极管被排列成使之能够短路相应的发射器。
在本发明的另一个实施例中，在下文中指的是第四个实施例，发射器和接收器被排列成与一个频率相对应的共振结构。
在本发明的上下文中，术语“共振结构(resonating structure)”不仅仅指与预置的频率范围相对应的结构，而且指一旦该频率超过预置的下限就马上发出一个响应的结构。
在本发明的另一个实施例中，在下文中指的是第五个实施例，每一个发射器响应于一个共振频率，该共振频率与发射器的共振频率不同。该微波系统还包括用于用电子调谐生成微波(generated microwave)的频率的装置以便随变化的频率生成微波而每个发射器顺序地变得有效。
在本发明的另一个实施例中，在下文中指的是第六个实施例，一排发射器负荷一个类似空腔谐振器的共振结构。
在第七个实施例中，微波系统包括两个发射系统，一个发射系统用于在同一偏振极上发射所产生的微波和被反射的微波。另外一个发射系统，它与第一个发射系统隔绝，它适用于在一个偏振系统中发射被反射的微波，该偏振系统不同于或相当于生成微波的偏振系统。
最后，在第八个实施例中，一个微波源和许多数量相等的发射器、接收器和探测器被应用。这些探测器被设置于接近每个发射器处。
本发明现在将参照附图被更详细地阐述，其中
图1给出了平放在一个复制设备的玻璃压板上的纸币的上视图；
图2给出了一个复制设备的相关部分的剖面图；
图3(a)图解说明了一个采用定向耦合器的微波系统的实施例；
图3(b)给出了一个图3(b)中说明的微波系统的一个图示；
图4(a)图解说明了一个采用开关二极管的微波系统的实施例；
图4(b)给出了一个图4(a)中说明的微波系统的图示；
图4(c)给出了图4(a)中说明的微波系统的微带选择方案(microstrip alternative)的剖面图的图示；
图5(a)图解说明了一个利用谐振槽(resonant slot)的微波系统；
图5(b)给出了图5(a)的依据线V-V的微波系统的剖面图；
图6(a)给出了在波导中的一个常规槽(conventional slot)的图示；
图6(b)和图6(c)给出了应用了消偏振技术的槽的图示；
图7(a)和图7(b)图解说明了一个单信号源多探测器(multi-detector)系统。
本发明的思想是依据下列原则：代替在真正的伪造品出现很久并已泛滥之后开发探测可能存在的伪造证券的系统，本系统的目的是阻止伪造品，或至少让伪造品制造者们在试图制作伪造品时更加困难。本发明提供了一个系统，它可以阻止一个特定种类的证券，上下文中称为“证券”的被复制，例如借助于一台高清晰度彩色复制设备。术语“证券”包括所有证券，例如纸币、股票、支票、护照、债券甚至信用卡或类似的证券，这些证券有一种具有某种电磁特性的基底材料，这种电磁特性的某些部分与相应的任何加入基底材料中的微粒的电磁特性有本质的不同，例如一种在本质上是电绝缘的基底材料。这种基底材料的例子是纸和塑料。
为了防止复制证券，这些证券至少应该含有若干微粒，如不锈钢纤维，出于与基底材料简单混合的原因和在下文中会变得明了的其它原因，不锈钢纤维最好分布于整个证券中。
通常证券包括按重量计算小于5％的不锈钢纤维，例如按重量计算小于1％或小于0.5％。不锈钢纤维是随机地分布于证券中的。
不锈钢纤维的长度小于40毫米，最好小于20毫米，小于10毫米更好，例如3到6毫米。
限制长度的原因是允许方便地与基底材料混合和避免不锈钢纤维在证券的外观方面显著的影响。
不锈钢纤维起电偶极子(electrical dipole)的作用。它们甚至可以产生谐振反射。尽管密集度低，甚至微波密度低，但纤维具有相对高的反射率。这意味着消耗的微波能量可以保持很小，例如大约5毫瓦的源功率就足够了，这意味着附加的电负荷不用加于复制设备上。
由本微波系统产生的微波辐射水平非常有限，这意味着没有与本系统有关的潜在的健康上的冒险。
不锈钢纤维有小于50毫米的直径，并且最好是在2到25毫米内，这也是因为证券的外观方面的原因。
将借助于微波系统探测不锈钢纤维的有无。微波频率可以在1到50GHz(千兆赫)范围内变化，但不锈钢纤维的长度和直径决定了最佳的频率。
因为不锈钢纤维具有从2.5到10毫米之间，例如大约6毫米的长度，合适的频率范围是在20到30GHz之间，例如25GHz。
根据不锈钢纤维的直径，如果微波的穿透深度由于集肤效应的缘故与直径的一半相等，一个合适的频率可以得到。
由于从20到30GHz这样的高频率，非常快的探测器响应是可能的。
图1图解说明了复制设备中构成扫描区域的压板玻璃10。这样的一块压板玻璃10的厚度通常分布在2到6毫米的范围之内，例如从3到5毫米。在压板玻璃10上的证券，例如纸币12，包含随机分布于整个纸币12中的不锈钢纤维13。
例如，假设扫描区域的表面与一张标准的DIN A4纸的表面相等，即21厘米×29.7厘米，并且纸币的宽度是7厘米。用单个发射器和接收器在20到30GHz的频率范围内可获得的最大探测宽度大约是1厘米到1.5厘米。用一个单独的直线的扫描动作来探测有不锈钢纤维加入其中的纸币是不可能的，因为纸币的合适的放置，例如在纵向的方向和稍微远离发射器和接收器的移动路线(course)就可能避开探测。拿以上A4扫描区域的例子，并且假设不锈钢纤维遍布于整个纸币中，假设扫描动作在A4扫描区域的纵向方向上移动，四个传感器将足够用于探测一张纸币的所有可能的位置。有更小的长度尺寸(例如信用卡)的证券，或仅仅有部分不锈钢纤维的证券，或扫描区域大于一张DIN A4的证券就需要更多的传感器。
图2图解说明了与本发明有关复制设备14的相关部分的剖面图。复制设备14包括一个压板玻璃10，在其上放置着被复制的证券12。盖16，例如一个自动证券供给(ADF)盖可以被设置在压板玻璃10上。扫描装置18被设置在压板玻璃10之下，在复制步骤之前及在复制步骤之中完成一次或更多的扫描动作。
在箭头20方向的扫描速率通常在100到300毫米/秒之间，例如在150到250毫米/秒之间。最好是以同样的扫描速率探测证券中的不锈钢纤维的存在，这样做不用降低扫描速率。
扫描装置18在箭头22的方向上的返回速度高得多，可达到1000毫米/秒，甚至达到1600毫米/秒或更高。因此用于不锈钢纤维的探测的辅助微波系统应尽可能少地为扫描装置增加重量。包括一个微波系统的扫描装置18的总重量最好限制在400克到600克范围内。第一个实施例
第一个用于在扫描区域内探测证券中的不锈钢纤维的存在的微波系统可以配备如下：一排收发信机，例如四个独立工作的收发信机。每个收发信机带有一个作为微波源的耿氏二极管；一个传感器头(sensor head)，它包含有发射器和接收器的功能，并且其本质的功能是作为收发信机的一个开端的波导；一个探测器二极管，例如肖特基二极管或点接触型二极管(point contact diode)，提供很快的直流(DC)电压响应。收发信机被分配在扫描区域的宽度上。四个探测器二极管的输出信号可以连接成一个“或(OR)逻辑”电路，该电路在至少一个收发信机探测到不锈钢纤维的存在的情况下，发出一个“开(on)”信号。
但是，该第一系统有需要四个耿氏二极管的缺点，这增加了费用并且也增加了微波系统的重量。第二个实施例
为了降低微波系统的费用和重量，第二个微波系统应设计成使用一个收发信机代替一排，例如一排共四个传感器头。图3(a)和3(b)图解说明了这样的一个微波系统24。一个收发信机26被用螺栓和一个(flange)27与波导28相连，波导28有四个传感器头30。定向耦合器32，例如混合3dB耦合器(hybrid 3dB coupler)，设置在波导的小的一侧，用来将功率分配给这些传感器头。收发信机26基本上由耿氏二极管34、环形器36和探测器二极管38构成。
法兰盘27不是必需的。为了减小微波系统的体积和重量，它可以被省略，并且波导28可以被直接焊接在收发信机26上。
尽管具有只使用一个耿氏二极管和一个探测器二极管的优点，该第二微波系统有许多缺点。
第一个缺点是由于有效功率的分配和由于应用高频率的结果在定向耦合器中的损耗，在这些传感器头上仅仅可以获得功率的一小部分，并且，结果，仅仅所产生功率的一小部分可以被不锈钢纤维反射并且使探测器二极管能够得到。这会导致需要更大功率的和更昂贵的耿氏二极管，导致在信号处理过程中其它的判定算法或导致更复杂的电子设备。
第二个缺点是，如果波导结构被用来传送微波，定向耦合器的使用会导致更复杂的构造，如图3(a)显示的那样，它需要昂贵的设配和花费，并且它不再是很紧密的和较轻重量的。这个缺点可以使用例如用微带作为传输介质来解决。第三个实施例
第三个微波系统有采用前向设计，并且提供一个在第二个微波系统中的功率分配问题的解决办法，在图4(a)、4(b)和4(c)中有图解说明。
参照图4(a)和4(b)，传感器头30，如果有合适的尺寸，与波导28一起作为一个开端(an open ended)的传输线。开关二极管或PIN二极管40，它们对于本领域的人来说是已知的，设置于每个传器头30上并且可以用来短路除了一个以外的全部的传感器头30，这样由收发信机26生成的全部功率就可供给由始终开着的那个传感器头。开关二极管40可以周期地或顺序地转换开和关，以便四个传感器头30中的每一个在略小于该时间的25％的内被连接，考虑到每次开关的一个很短的空载时间。开关动作可以以一个微处理器的时钟频率，例如以25MHz同步地被完成。
如果采用波导结构28，传感器头可以被设置在波导的小的壁(smallwall)上。一个很轻的、尺寸大约10毫米×5毫米、用铝制成的波导很适合用来制造复制设备。
图4(c)用示意图图解说明了一个微带选择方案(microstripalternative)的横向的剖面图。微带基本上是由放置于两个绝缘材料层48、50之间和两个外层导线条42和46之间的中心导线条44构成的。合适的传感器头或窗口30可以做在一个外层导线42上，并且开关二极管40可以跨接在该传感器头30上。考虑到所用的频率很高，为了减小介质损耗，特氟隆(teflon)或类似物质可以用来制作绝缘材料层48、50。微带具有允许低成本大量生产和提供一个可以方便地集成到现有复制设备中的微波系统的优点。使用微带时，需要作为变换器的波导过渡，否则在微带中必须使用更昂贵的变换器。第四个实施例
第四个微波系统在图5(a)和5(b)中被描述。它应用了所谓的共振结构的技术，该共振结构由一个波导构成共振槽。这项技术在用于远距离发射的雷达天线领域是已知的。该共振槽由传感器头30在波导28的粗端上构成，在与波导28相连接的宽度大约是20毫米的金属条52中。槽30在波导的宽度上的合理设计和定位将会平均地向四个槽30i，30ii，30iii和30iv分配所产生的功率。每个槽30的长度大约是半个波长。为了避免所产生的全部微波功率通过槽30i消散，位置上最靠近收发信机26的槽30i被放在远离中心线54的位置。第一个槽30i的远离中心线的正确定位使所产生微波功率的25％在第一个槽30i中获得，并且所产生微波功率的75％通过槽30i。为了使所产生微波功率的25％也能在第二个槽30ii中获得，该第二个槽30ii被定位于比第一个槽30i稍接近中心线54的地方，这是因为只有所产生功率的75％可获得。所生成微波功率的50％通过槽30ii，并且为了使在第三个槽30iii中也获得所生成微波功率的25％，该第三个槽30iii也定位于此第二个槽30ii稍接近中线54的地方，这是因为这时仅可得到生成功率的50％。只有所生成微波功率的25％通过第三个槽30iii，这使第四个槽30iv就定位于中心线54上，这是为了使剩余的功率在第四个槽中获得。
这四个槽30在波导28的长度上的正确的定位避免了通过某个槽反射的功率不通过其它槽消散，而被传输至收发信机26。
波导28的尺寸对于应用的频率范围是很有限的(约10毫米×约5毫米)，所以可以得到紧凑的和灵巧的结构。
如果图5(a)和5(b)中的波导28被一条带状传输线或微带代替了，共振结构可以由所谓的设置于一个微带或带状传输线的绝缘材料上的接插天线(patch antennas)构成。该接插天线由小的电导板组成。
该第四个系统可以有许多替代结构。
如果传感器头的数量增加了，一个开槽(slotted)波导管可用于连接于一个收发信机的两端。每个收发信机就可以只向部分数量的传感器头馈电。
为了避免与功率分配有关的问题，共振槽技术也可以与开关二极管技术相结合。第五个实施例
在第五个微波系统中，应用可以由收发信机构成，收发信机带有一些装置，例如一个把频率作为某个确定的输入电压的函数来进行电调谐的变容二极管。该变容二极管目前在市场上可买到。例如，对于3V(伏)的电压变化，频率可从24GHz到25.5GHz变化。在波导中的第一个共振槽可以设计成用来响应24GHz(0V)的频率，第二个共振槽响应24.5GHz(1V)的频率，第三个共振槽响应25GHz(2V)的频率，并且第四个共振槽响应25.5GHz(3V)的频率。采用这种方法，每个传感器在其频率生成时持续有效，并且在此期间可获得全部的被反射功率。这项技术通常被称为频分多路复用(freqHency multiplexing)。第六个实施例
依据第六个微波系统，传感器头的排列可以在某种方式上被设计成该排列负载一个共振结构，例如一个空腔诸振器。收发信机经由一个耦合器件，例如一个膜片(iris)向空腔谐振器馈给功率。该功率在空腔谐振器中及通过传感器头时衰减。经过一个传感头的探测区域时，某一不锈钢纤维的存在将使空腔谐振器失谐，因为探测器二极管可获得全部的功率，所以这可以很容易地由探测器二极管来监视。第六个系统具有只需简单电子设备、只工作于单一频率、可能构造一个轻型系统和可能存在很多传感器头的优点。
与第四个系统的差别是：在第四个系统中，每个槽构造是一个独立的共振结构，而在第六个系统中，同时包括其所有的槽的整个波导起共振结构的作用。第七个实施例
在另一个也就是第七个微波系统中可以使用消偏振技术。关于图6(a)，所产生的电场Eg总是与传感器头30的小的一侧平行，某一不锈钢纤维，假设其在证券中的定向是随机的，将不只反射与所产生的电场Eg平行的电场Er1分量，而且也反射与所产生的电场Eg垂直的电场Er2分量。如果不采取措施，电场分量Er2丧失了探测目的。
传感器窗口(sensor windows)30现在可以这样来设计：被反射场分量Er2也为了探测的目的而接收。图6(b)和6(c)表示了这样一个传感器头30的两种可能的实施例。
电场分量Er1现在可以在相同的传输系统中被积累作为所生成电场Eg的一个量；电场分量Er2可以在另外一个传输系统中被积累，该另外一个传输系统是隔绝的，并且适合于另外一个偏振系统。这种消偏振技术是已知的，例如在雷达设备中，它允许在探测器二极管中获得高的功率。第八个实施例
图7(a)图解说明了第八个实施例，该实施例是一个单源多探测器系统。单源26，例如一个耿氏二极管，产生微波，微波在波导28中向四个传感头30传输，这些传感器头30由在波导28的一侧上的开槽孔(slotted aperture)构成。最佳情况是：为了在传感器头30获得最理想的能量，每个传感器头被置于波导上距离源28半个波长的整数倍的位置上。为了在波导上获得最大的驻波，波导55的末端被置于在波导上从最近的传感器头30算起的四分之一波长的非偶数和整数倍的地方。探测器模块56被设置于靠近每个探测器头30的地方。该探测器模块56是一块固定在波导28上的小的印制电路板。图7(b)表示了这样一个探测器模块56的更详细和放大的视图。它的实际尺寸大约是8毫米×30毫米。被反射微波在天线58处被接收到。这些被反射微波的电压信号被印制电路板放大，并且可以作为一个输出信号在连接点60和62之间获得。探测器模块56由一个在点64的5V的直流电压馈电。由四个探测器模块56提供的输出电压被个别地处理，并且这种处理的四个结果信号被输入一个逻辑或(OR)-电路。
还有其它的微波系统可以设想和设计，这一点对于在微波技术方面有经验的人来说很明了。例如，可以设计不同角度的天线作为传感器头用于反射信号的偏振探测。
由于本系统的探测只依据微波的反射的事实，必须小心反射微波的形式不受任何在扫描区域的邻区内的导电材料所干扰。
采用在微波领域内方便的手段调谐微波系统，不过可以使探测不依据绝对的反射水平，而是依据一个相对的反射水平。这使系统不至要求太高。
此外，不锈钢纤维，特别是不锈钢纤维，在本发明的上下文中在基底材料中有极小的密度，例如，按重量计算小于5％，并且最好按重量计算小于0.5％。由于这种极小的密度和由于高的反射率，微波几乎能探测出基底材料中的单个的纤维，这意味着可以得到有很宽变化范围的响应信号，这允许区分周围的影响。
这种很宽变化范围的信号可以导致非常简单的判定算法，该算法依据计算在证券的至少一部分中微波反射的标准的偏离或偏差。这种判定算法在某种意义上是通用的，它可以应用于不同的复制设备，例如有不同类型的盖的复制设备中。
在这种算法的计算结果超出了一个临界水平的情况下，证券中单个纤维的存在被探测出，并且产生一个“开(on)”信号。在计算值得保持低于一个临界水平的情况下，没有单个的纤维被探测出，并且产生一个“关(off)”信号。
尽管上述单个不锈钢纤维的特殊的优点，特别要注意照相复制设备的盖，它可能包含有一个内侧的反射面，该反射面通常由导电材料制成，并且属于一个ADF盖的金属部分。
已寻找到解决盖的内侧表面的第一问题的方法，这个方法是使用一个有很轻微反射的内侧表面，但是对于如此小的电导率，微波不能真正地反射。面对压板10的盖的内表面可以由下述材料构成，例如：一个很薄的喷镀金属薄片，一个覆盖有一层应用化学蒸汽喷镀的铝涂层的薄片，一种金属漆或一块用一种介质透明层覆盖在其自由的内侧的金属板。
另一种解决方案应该是采用一种吸收微波的内表面，例如，通过仔细地放置至少两个互相平行的导电层。
但是对第一个问题的另一个解决方法可以解释如下。可以以这种方法调谐微波系统，使得，当任何导电板，例如一个金属板由于其相对于传感器头或传感器窗口的合理的设置没有给出一个响应信号时，传感器头或传感器窗口对于任何存在的不锈钢纤维接收一个最大的反射信号；调谐可以是在任意远的距离获得一个最大的响应，这个距离是四分之一波长的奇数倍，这是定位证券的合理位置；在任何四分之一波长的偶数倍的距离可获得一个最小的响应，这是设置任何现有的导电板的位置。
对于ADF盖的第二个问题的可能的解决方法已寻找到，为了屏蔽任何外界反射，在这种ADF盖的区域(belt)中加入一个金属薄片，或一种应用化学蒸汽喷镀的铝涂层，或一种金属漆。
上述内反射表面和ADF盖的问题也由于应用更复杂的判定算法被克服，判定算法可以以硬件或软件或两者结合的方式被完成。一般地，这些判定算法可以包括下列几种模块：
-一个区分一根纤维和一块金属板的模块：如果在预定距离之上探测到导电物质的连续并恒定的存在，该物质被确定为是一块金属板而非纤维；
-一个确定导电物质的尺寸的模块：如果这个尺寸比被料想包含纤维的证券的那部分要小得多，该物质不被确定为纤维，而被确定为诸如一个用来钉住证券的金属U形钉之类的东西；
-一个探测纤维的模块，它包括一个带通滤波器，用以过滤一个典型的由纤维产生的响应的频率范围。

Claims (12)

1.一个复制设备，用于复制包含一个基底材料的证券(docu ments)，上述设备包括：
一块压板，用于形成一个扫描区域并且在其一侧放置证券；
扫描装置，用于对扫描区域进行扫描，上述扫描被放在上述压板的一侧；
用于在扫描装置与证券两者之间获得一个相对移动，以便允许上述扫描的装置。
上述扫描装置包括一个微波系统，该微波系统用于在上述基底材料中探测具有某些电磁特性的微拉的存在，这些电磁特性与上述基底材料的相应有电磁特性有本质的不同。
上述微波系统包括若干微波源，用于产生微波；若干微波发射器，用于向扫描区域发射微波；若干微波接收器，用于接收被反射的微波；若干微波探测器，用于探测被反射的微波。
微波发射器的数量、微波接收器的数量和微波探测器的数量比微波源的数量多或相等，
微波发射器和微波接收器的位置和数量应使之可以探测到具有某些电磁特性的微粒的存在，这些电磁特性与基底材料的相应的电磁特性有本质的不同，并且这种微粒被加入到证券的基底材料的至少一部分，与在扫描区域的证券的位置和大小无关。
2.依据权利要求1的设备，其特征是：微波源的数量等于1。
3.依据权利要求1的设备，其特征是：微波发射器的数量和微波接收器的数量大于1，并且微波发射器被排成一排。
4.依据上述权利要求中任何一项的设备，该设备还包括用于在微波源和微波发射器之间引导微波的装置，并且引导微波的上述装置由一根带状线，一条微带或一根隙缝线(slotline)构成。
5.依据上述权利要求中任何一项的设备，其特征是：微波系统的重量小于100克。
6.依据上述任何一项权利要求的设备，其特征是：该设备还包括用于处理任何由反射微波产生的信号的装置。
7.依据上述3到6的权利要求的任何一项的设备，其特征是：微波系统还包括为每个微波发射器安装一个开关二极管，以便开关二极管可以短路相应的微波发射器。
8.依据上述3到6的权利要求的任何一项的设备，其特征是：微波发射器被安装成响应单一频率的共振结构。
9.依据上述3到6的权利要求的任何一项的设备，其特征是：每个微波发射器响应单一的共振频率，该频率不同于其它微波发射器的共振频率，其中：微波系统还包括一个装置，它用于电调谐所生成微波的频率，以便通过随变化的频率来产生微波，使每个微波发射器变得顺序有效。
10.依据上述3到6的权利要求的任何一项的设备，其特征是：微波发射器阵列负荷一个类似空腔谐振器的谐振结构。
11.依据上述3到6的权利要求的任何一项的设备，其特征是：微波系统包括两个传输系统，一个传输系统用于在一个偏振中传送所生成微波和被反射微波；另一个传输系统，被与第一个传输系统隔绝，用于在一个偏振系统中传送被反射微波，该偏振系统与所生成微波的偏振系统不同或与之相等。
12.依据上述3到6的权利要求的任何一项的设备，其特征是：微波接收器的数量和微波探测器的数量与微波发射器的数量相等。
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