JPH10511784A - セキュリティ・スレッド検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 証券が保有する、セキュリティ・スレッド(1)を読み取るためのセキュリティ・スレッド検出装置を提供するものであって、上記セキュリティ・スレッドは、これに沿う各一連のセグメントがディジタル値を示すようにコード化されていて、特定のディジタル値が各セグメントの特性によって表示され、この装置はセグメントの長さより実質的にそれ以下のトラック・ピッチを有する、多数の平行読み取りチャネル(8)を備えたヘッド(3)からなり、チャネルに対しスレッド(1)のほぼ側面が向けられて証券が読まれるように配設されていて、よって全てのセグメントがほぼ同時に検出され、そして検出された各セグメントは複数個のサンプルにより表示される。

Description

【発明の詳細な説明】 セキュリティ・スレッド検出装置 本発明は、銀行券あるいはその他の証券に用いられるような、コード化された セキュリティ・スレッドに関し、特に、スレッドの読み取り用のものであって、 そのスレッドの各種部分をほぼ同時に読み取ることができるように、スレッドの 側面が読み取り用に差し出される検出装置に関する。 現在、銀行券やその他の証券内にセキュリティ・スレッドを設けることは普通 のことである。当初、セキュリティ・スレッドは簡単な金属製のスレッドであっ たが、現在のやり方では、例えば、ポリエステル製の長くて薄い細片と、その中 間に入る磁気トラックとの積層体からなるスレッドが磁気的にコード化されてい る。上記細片の磁気的コード化はディジタルが好ましく、通常は２進である。そ して、磁気トラックは、一連のセグメントから構成せられるのが一般的であり、 各セグメントは特定のディジタル値と関連させてあり、セグメントの長さあるい は‘ビット長さ’は一定であって、例としては約２mmである。この種の磁気スレ ッドの例は英国特許第２０９８７６８号およびＥＰＣ特許第４０７５５０号に開 示されている。本発明が利用できるその他の磁気スレッドはＥＰＣ特許第３１０ ７０７号およびＥＰＣ特許第４２８７７９号に開示されている。異なるディジタ ル値の、特定の表示の仕方は色々ある。例えば、ＥＰＣ特許第４０７５５０号に 記載されている特例では、“０”を示すセグメントは磁気材料の不在によって特 徴づけられており、２進の“１”を示すセグメントは磁気材料の存在によって構 成せられている。よって、磁気トラックは、スレッドのディジタル・コード化次 第で、磁気材料でできた１つ以上のセグメントあるいは磁気材料を有しないセグ メントからなる長さで構成してもよい。然し乍ら、本発明はそのようなスレッド と共に使用することに限定されていない。往々にして、しきい検出器を含むリー ダが、異なるセグメントの特性間の区別ができるならば、ディジタル値のその他 の表示形態、例えば異なる厚さのスレッドや、異なる幅のスレッドあるいはその 他の異なる磁気特性も使用できる。尚、コード文字間にターミネーションコード （終止コード）を用いることによって、ディジタル出力の適当なフレーミングが できるが、必ずしも隣接するセグメント間に認識し得る境介が存在する必要はな い。 従来、磁気トラックの長さに沿って、実質的にスレッドを移動させる検出装置 により、磁気トラックを読み取ることが必要だと考えられていた。そのような従 来例は、例えばＥＰＣ特許第４１３５３４号に開示されている。でもこれはかな りな短所がある。その理由は、通常、形が長方形の銀行券やその他の証券に、そ の短辺に平行になるように、上から下に延びるセキュリティ・スレッドを設けて いる。従って、スレッドを長手方向に読む必要があれば、長辺が先に差し出され るようにこれらの証券を供給しなければならない。 ＥＰＣ特許第４１３５３４号は、この問題を軽減しようとして、セキュリティ ・スレッドが銀行券の短辺に平行に、上から下に延び、その短辺が先にリーダに 差し出される銀行券の読み取り機を記載している。ＥＰＣ特許第４１３５３５４ 号で提案された解決策は、銀行券の移動線に対し、実質的に鋭角の角度、例えば ４５°で延びる検出器の使用であり、そして、上記移動線はセキュリティ・スレ ッドに対し直角である。これはやりにくくて、むしろ非能率的な解決策である。 本発明は、検出器に対し側面が差し出される、コード化されたスレッドを読み 取ることができ、スレッドがいくらか傾いても、スレッドの各種部分をほぼ同時 にかつ平行に読み取れるスレッド検出装置に基づくものである。本発明のもう１ つの目的は、マルチ・サンプリングの助けにより、コードをもっと正確に検出で きるヘッド・ディテクタを提供することである。 本発明の１面によれば、磁気スレッド検出装置が提供されていて、この装置は 、証券が保持する、一連のコード化されたセグメントからなる磁気セキュリティ ・スレッドを、このスレッドに対しほぼ直角の方向にあるこの装置に対するスレ ッドの相対的移動に応答して、読み取るようになされており、そしてこの装置は マルチ・チャネル磁気ヘッドからなり、この磁気ヘッドのチャネル間隔は、セグ メントよりスレッドの長さに沿い小さくなっていて、これにより、読み取るべき 全てのセグメントがほぼ同時に読み取られ、そして各セグメントはいくつかのチ ャ ネルにより読み取られて、複数個のサンプルにより表示せられるものである。 この形態の装置は、通常、多数の別個の読み取りチャネルを有する幅広い磁気 ヘッドを用いる。トラック・ピッチ、あるいはもっと一般的に言えばチャネルの 中心から中心までの間隔を意味するチャネル間隔は、セグメントの通常長さの約 数を選択してもよい。例えば、トラック・ピッチあるいはチャネル間隔は、標準 のセグメント長さの１／４あるいは同様の整数分数でもよい。よって、セグメン トの長さが、例えば、２mmであれば、磁気ヘッド装置内のチャネル間隔は０．５ ｍｍであろう。このようなチャネル間隔を有するマルチ・チャネルヘッド装置の 作製は、例えば、マルチ・トラック・オーディオ・レコーディングの分野におけ る当業者の能力の範囲内である。 すなわち、本発明は、証券が保有する、セキュリティ・スレッドを読み取るた めのセキュリティ・スレッド検出装置を提供するものであって、上記セキュリテ ィ・スレッドは、これに沿う同じ長さの各一連のセグメントがディジタル値を示 すようにコード化されていて、特定のディジタル値が各セグメントの特性によっ て表示され、上記装置は、セグメントの長さより実質的にそれ以下のトラック・ ピッチを有する、多数の平行読み取りチャネルを備えたヘッドからなり、チャネ ルに対しスレッドのほぼ側面が向けられて証券が差し出されるように配設されて いて、よって検出されるべき全てのセグメントがほぼ同時に検出され、そして検 出された各セグメントは複数個のサンプルにより表示される。 第１図は、本発明による検出装置の基礎的な特徴を示す略図である。 第２図は、上記の検出装置と、これの組み合わされたプリアンプと処理電子回 路の略図である。 第３図は、検出器の１つのチャネルに関する処理回路のより詳細な略図である 。 第４図は、磁気読み取りヘッドと、これに直接組み合わされた構成要素の物理 的構造を示す。 第５図は、コード化されたデータ文字の抽出技術を示す。 第１図では、セキュリティ・スレッド(１)が矢印(Ａ)で示す方向に、検出器に 対し側面を向けて移動すると、スレッド(１)がマルチ・トラック磁気ヘッド(３) により読み取られる。検出装置が移動するにせよ、セキュリティ・スレッドが移 動するにせよ、あるいは両方が移動するにせよ、広い意味では重要ではない。だ が、普通は検出器が固定していて、通常銀行券の一部となっているか、好ましく は銀行券に埋め込まれているセキュリティ・スレッドが、検出装置を含むリーダ （読み取り機）に対し直角に銀行券を差し出すことにより検出器に向けられる。 スレッドが銀行券の短辺に平行に、上下に延びている場合は、本発明によれば、 銀行券はその短辺の一方が先にリーダに差し出されるのが好ましい。 スレッド(１)は基板(２)の上に配置されている。この基板(２)はポリエステル 製基板でよく、スレッドは、２板のポリエステルの細片と、中間の磁気トラック とから構成せられたサンドイッチ構造の一部でもよい。磁気トラックは、所定の 長さ、例えば２mmのトラックが各２進数を表すようにコード化されているが、他 の形態のコード化も可能である。ＥＰＣ特許第４０７５５０号の要旨に対応する この実施例では、２進数の‘１’を表すビット長さあるいはセグメントは、磁気 材料の存在により表され、他方の２進数‘０’は磁気材料不在によって表される 。第１図に示されているトラックは、簡単に理解できるように、仮想的にセグメ ントに分割されたのが示されているが、同じコード化された値を表す、隣接した セグメント同士の間を物理的に分断する必要はない。この実施例では、トラック は一連の長さからなり、各長さは、磁気材料からなる１つ以上のセグメントから なっていて、そしてこの一連の長さの間に磁気材料のないスペースが散在する。 そして各セクションの長さは、連続して現れる同じ値の２進数の数に対応する。 トラックのコーディングは、ターミネーション文字(４)と、その間に介在せられ るデータ文字(５)から構成せられ、ターミネーション文字は、一連の２進数の“ ０”からなり、その連続する数は、コード文字中の２進数の“０”の最大に許容 される連続数より大きい。上記のように、他のコーディング形態が可能であり、 更に、２進数は、セグメントの異なる磁気特性によって示してもよいし、その他 各種の方法で示してもよい。各ディジタル値を示すセグメントの長さは、既知の ものであって、好ましくはスレッドの長さに沿って一定であることが重要である 。 検出装置は、並置された多数の読み取りチャネルを有する磁気ヘッドからなる 。図では少数のチャネルのみ示している。通常、検出器は銀行券内のスレッドの 全長に亘ることができる程のチャネルを有し、セキュリティ・スレッド(１)の標 準 セグメント長さよりも、はるかに短いチャネル間隔であって、セキュリティ・ス レッドの標準セグメントの長さの（１／４などの）約数であることが好ましい。 ‘チャネル間隔’あるいは‘トラック・ピッチ’とは、通常、チャネル同士間の 中心から中心迄の間隔のことを言う。各チャネルは、上記細片を読み取るように なされた非磁気間隙を備えた磁気コア部からなる。隣接するコア部は、通常、マ ルチ・トラック磁気ヘッド装置の既知の製造手段に従って、非磁気ガード層によ り離間されている。 例えば、２mmの標準セグメント長さを使用する銀行券用の検出装置には、１９ ２の並置された平行チャネルがあり、このチャネルのトラック・ピッチは０．５ ｍｍである。 各チャネルは、パラレル接続(６)により処理回路(７)に連結されている。これ らの処理回路はプリアンプと信号調整回路(signal conditioning circuit)とか らなり、これらは各ヘッドが受け取ったアナログ波形を、各チャネルにより読み 取られたトラック部分のディジタル・サンプル、好ましくは２進のディジタル・ サンプルに変換する。例としては、１つのチャネルの磁気コア部上の検出巻線(w inding)からの第１次信号出力は、磁気材料から構成せられたセグメント部分が 変換ギャップを通過すると、初期パルスと逆パルスとから構成せられたアナログ 波形となる。磁気材料がない場合は、第１次信号は非常に低いか、存在しないか である。勿論、異なる２進値を示すのに異なる磁気材料ないし磁気特性が用いら れれば、チャネルからの第１次信号の振幅は異なり、適当なしきい弁別により分 離することができ、この弁別としては、各チャネルに対応して弁別器を設けるか 、あるいはもっと少ない数の弁別器による時分割ベースでのチャネル信号の処理 がある。 第２図は、リード・ヘッドの主要素と、プリアンプと、これらと連携する処理 用電子回路を示す略図である。リード・ヘッド(３)と、この実施例では１９２個 のツィスト・ケーブル・ペアからなる接続器(６)と、６枚のプリアンプ・ボード (２１)であって、各ボードには３２個のプリアンプ・チャネルを備えるものとが 、符号(２０)により示されている銀行券ソータ(整列器)内に配設されている。銀 行券ソータの特定の構造が本発明には重要ではなく、そのことを述べたのは本発 明 の標準的な内容を示そうとしただけのことである。 各プリアンプはツィスト・ペアにより、電子回路トラック(２３)内にある１つ 以上の信号調整ボード(２４)上の各信号調整アンプ回路に連結されている。この ラックは、また、主プロセッサ(２５)と、ＰＳＵ（電源制御装置）(２６)とを含 む。この主プロセッサは、本発明とは関係のない目的で、銀行券ソータのその他 の構成要素に、Ｉ／Ｏインターフェース(２７)およびシリアルリンク(２８)とに より連結されていると共に、双方向シリアルリンク(２９)によりコンピュータ・ コンソールに連結されている。 第３図は、セキュリティ・スレッド(１)の１つのセグメントが検出される段階 から、そのセグメントの磁気状態あるいは磁気特性を示すディジタル・サンプル 生じる点までの１つの処理チャネルの主構成要素を示す。スレッド(１)は２つの 隣接するセグメント(１ａ)と(１ｂ)とから構成されているのが図示されている。 これはセキュリティ・スレッドのごく小さな１部分である。前述したように、こ のスレッド(１)は、磁気読み取りヘッド(３)に対し、第３図において左から右へ の移動方向でその側面が差し出される。前記したように、この磁気ヘッドは多数 のチャネルからなり、そのチャネル間隔は、セグメント(１ａ)(１ｂ)のようなセ グメントの長さにより非常に短い。チャネルの磁気コア部に配置されている検出 巻線(３１)はプリアンプ(３３)に（ツィスト・ペア連結により）連結されている 。プリアンプ(３３)の出力(３３ａ)は、セグメントが磁気材料で構成されている 場合、初期の正のスパイクと、この後に少し遅れて続く負のスパイクとからなる アナログ波形が普通である。プリアンプ(３３)は、各ツィスト・ペア接続により 、信号調整アンプの入力に連結されている。このプリアンプは、磁気ヘッドから の信号を、ディファレンシャル・ペアを越えて、通常磁気読み取りヘッドから離 れて位置する処理電子回路まで送れる程度にまで増幅するために設けられている 。 プリアンプは、入力段階あるいは出力段階として、高周波ノイズを除去するた めのローパス・アンプから構成せられてもよく、信号調整アンプはヘッド・シグ ナルのどんなＤＣ構成要素をも除去できる。アンプ(３４)によって与えられる増 幅されたヘッド・シグナル(３４ａ)はハイレベル作動の差動増幅器(３５)の負の 入力に供給される。上記差動増幅器(３５)のパルス入力は正のしきい基準端子( ３７)に連結されている。信号調整アンプ(３４)の出力は、また、ハイレベル作 動の差動増幅器(３６)の正の入力に連結してもよい。この差動増幅器(３６)の負 の入力は負のしきい基準端子(３８)に連結されている。増幅器(３５)、(３６)の 出力端子は相互に連結され、抵抗(３９)を介して正の基準端子(４０)に連結して もよい。 コンパレータ（比較器）を配置した目的は、正と負の両方の過渡をしきい検知 するためである。磁気セグメント(１ａ)から生じる結果出力(３９ａ)は２重パル スであり、これは単一のディジタル・サンプルに変換できる。この実施例では、 （磁気材料を有しない）セグメント(１ｂ)のスキャンからピックアップされるい ずれの信号も、コンパレータ(３５)、(３６)によって設定されたしきいに到達す るのには不十分であるので、その出力は０である。 第４図はヘッド装置の物理的構造を示す。読み取りヘッドは、隆起(４２)を有 する細長いボディ(４１)からなる。この隆起(４２)に対し、１９９５年１０月１ ２日公開の本出願人の国際特許出願ＷＯ−Ａ−９５／２７２５６に記載された移 送装置により銀行券が押圧される。このヘッド・チャネルはコネクタ(４３)を有 していて、このコネクタ(４３)は、ツィスト・ペア・セット(６)により、プリア ンプ用のケーシング(４４)に連結される。 磁気ヘッド装置内の多数のチャネルの出力は、例えば、適当なしきい検出の後 、セキュリティ・スレッド内の各セグメントに対する２進デジタル信号群からな る。例えば、トラック・ピッチがスレッドのビット長さの１／４であれば、通常 で、各セグメントに対し４つのサンプルがあり、コード化された磁気トラックの １つのセクション、例えば１０１０…は、１組の平行な出力信号１１１１０００ ０１１１１００００…により示される。実際はそのような１組の信号は、スレッ ドのもとのレコーディングを引き出すため、各セグメントに対するサンプルの数 と数が公称上対応するグループで検査できる。この特定の実施例では、出力信号 は４つのサンプルのグループで検査できる。然し、例として言えば、磁気セグメ ントと読み取りチャネルとが僅かにずれると、ある特定のセグメントが、サンプ ルの公称上の数以上あるいは以下で示されるであろう。すなわち、１つのセグメ ントは３つのサンプルでしか示されないが、隣接するサンプルは５つのサンプル で示 される。更に、セグメント同士間の不連続から取り出されたサンプルは不正確あ るいは不十分な振幅である検出しきいに到達しない。よって、“１０１０”の文 字をコードしているセグメントから読み取られたサンプルによって構成せられた 平行出力信号組は、例として言えば、１１１ＸＸ００００１１１Ｘ０００…であ る。この表示中、Ｘのしるしは、破損したあるいは不明確は値を示すことを意図 したものである。然し乍ら、当業者には明らかなように、サンプルを検査し、何 等かの許容基準を応用することによって、信号グループのほぼ正確なフレーミン グを達成し、ノイズの存在下で一連の２進データを回復するのに用いられるもの と同様のデータ抽出ルーティンを用いてもとのコードを抽出できる。例えば、１ つのグループあるいはフレーム内の同じ値(１)の３つの数字の検出は、もとのコ ード化された値(１)を示すのに十分と思われる。各セグメントに対するサンプル の数の選択、よってチャネル間隔とセグメントの長さとの間の比、そしてまたも とのコード化された値を示すのに十分な数のサンプルと不十分な数のサンプルと の間の識別基準は、設計者の裁量にまかされる。 第５図はコリレータ（相関器）の１つの形態を示す。このコリレータは、スレ ッドが所定のコードにマッチするコードを有するかどうかを検出するため、ハー ドウェア要素で実行してもよいし、あるいはまたマイクロプロセッサでプログラ ミングにより実行してもよい。 上で述べたように、劣化した特定のディジタル・コード文字が存在しているか どうかを検出するための各種の技術が周知である。いくつかの例が、ジョン・ワ イリィが出版した‘スプレッド スペクトラム システムズ’の第２版（１９８ ４年）、第５章および第６章において、ロバートシーディクソンにより挙げられ ている。 本件の場合、このコリレータは、１９２ビットの信号が４８の第１次ビットを 表すよう４倍のオーバサンプリングが用いられるなら、１つの２進値のビット数 をカウントし、その数が、存在する筈のコード文字の対応するオーバサンプリン グにより生じる筈の２進値のビット数の実際の数についての許容範囲内であるか どうかを決定することからなる簡単なシステムである。もう１つの例は、上記し たように、４ビットからなる各グループ内の同種類のビットの数をカウントする ものである。 磁気ヘッドのビット長さより幾分短い集合長さのコード文字（あるいはコード 文字と２つのターミネーション・セグメント）をサーチする、もっと高度なシス テムが第５図に図示されている。 ４８の連続ビットの４倍のオーバ・サンプリングを示すサンプル組が第１次レ ジスタ(５０)に供給される。第２レジスタは所望のコード文字のオーバサンプリ ング・バージョンを保持している。例えば、ｙの数字コード文字のｎ倍のオーバ サンプリングに対しては、第２レジスタの長さはｎｙビットである。コリレータ は、基準コード文字の各ビットをレジスタ(５０)内の各段階と比較する。よって コリレータは、各ゲートが、第１レジスタの各位置と第２レジスタの各位置とに 連絡せられているｎｙＡＮＤゲートから構成せられても排他的ＯＲゲートの類似 の連結から構成せられてもよいが、いずれの場合でも、ｎｙゲート出力を合計す る加算器(アダー)がある。第１レジスタの内容は適度に高いクロック率で再循環 される。サンプリングが完全であれば、コリレータの出力（または重畳合計とも 表現される）はｎｙビットとピッタリ一致する個所に対応するピークに到達する 筈である。実際、ピークの合計は理論的な最大値以下であり、しきいは、重畳合 計が絶対最大値以下のどれかのしきいを越すと検出がなされるように設定できる 。 その他の相関技術、例えばディレイライン・コリレータが好ましければそれを 用いてもよい。 上記の記述は例示であって、これに限定されるものではない。例えば、セグメ ントの長さは、もしそれがスレッドの長さに沿って一定の法則で変化し、よって もとのコードの回復が、データ回復プロセスの適当なプログラミングにより可能 であれば一定である必要はない。また、特にスレッドのコーディングが繰り返し であれば、同様のコード文字と、これの間に散在するターミネーション文字とか らなる全てのセグメントを読み取る必要はないので、２つのターミネーション文 字と、その間に介在するコード文字からなるセグメントを読み取るだけで十分で ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＣＮ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＳＧ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．証券が保持するセキュリティ・スレッドを読み取る方法であって、上記セキ ュリティ・スレッドは、これに沿う各一連のセグメントがデジタル値を表示する ようにコード化されており、特定のデジタル値が各セグメントの特性により示さ れるものであって、上記方法は、実質的に、セグメントの長さ以下のトラック・ ピッチを有する、並置された多数の読み取り用チャネルを用い、セキュリティ・ スレッドのほぼ側面がチャネルに向くように上記証券を差し出して、検出すべき 全てのセグメントがほぼ同時に検出されて、検出された各セグメントを複数のサ ンプルで表示し、セグメントにより表示されているコードを検出することからな るものにおいて、少なくとも１つのサンプル・グループに数値許容規準を適用し て、特定のセグメントが公称上の数のサンプル以上あるいは以下の数で正しく表 示され、上記公称上の数は上記複数個のサンプルの複数に対応して少なくとも４ であり、これにより上記コードを検出することを特徴とするもの。 ２．クレーム１の方法であって、上記証券が長方形であり、上記スレッドはこの 証券の短辺に平行であって、証券はその短辺の一方が先に差し出されるもの。 ３．クレーム１またはクレーム２の方法であって、上記グループのサンプルは多 数のセグメントを表示するもの。 ４．クレーム１またはクレーム２の方法であって、複数のグループのサンプルが 検査され、１つのグループ内の同じ２進値を表示する数字がカウントされるもの 。