JPH11505353A - 磁気セキュリティ・スレッド用の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 紙を使用している有価文書（１０４）に用いられるセキュリティ・スレッド（１０８）は、一つ以上の領域の「ソフトな」磁性材料で被覆されたプラスチック製基板を含んでいる。その文書の真贋と金種とを共に検査するための装置は、交流によって励振され、所定の空間領域内に一様な磁界を供給するコイル（１２０）を備えている。文書（１０４）がこの励振コイル（１２０）の近傍を通過するとき、加えられている磁界はセキュリティ・スレッド（１０８）上の磁性材料領域を飽和させる。その磁性領域は、基本周波数の成分と種々の調波周波数成分とを含む非線形応答である応答磁界を供給する。受信コイル（１２４）はこの応答磁界を検出する。受信コイル（１２４）に接続された信号処理装置は、基本周波数と調波周波数の応答信号を利用して、文書（１０４）の金種を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】 磁気セキュリティ・スレッド用の検査装置 発明の背景 この発明は、紙幣、銀行券等、紙を使用している有価文書のためのセキュリテ ィ・スレッドに関するもので、より詳しくは、セキュリティ・スレッドを検出し て、有価文書の真贋と金種とを決定するための装置に係わるものである。 紙幣、銀行券、銀行小切手、株券等、紙を使用している有価文書の真贋を検査 する従来の技術には、かなり多くの異なった方法がある。これらの方法、または 他の方法も紙幣の金種等、文書の特徴を検査するために使うことができる。この ように、同じ種類の文書の様々な特徴が識別できる。しかし、紙幣の金種の検査 は、同時に文書の真贋の検査にもなると解釈することができる。 公知の検査方法は全て、文書に随伴する特有の物理的特性すなわち物理的パタ ーンの検出および／または測定に頼っている。通常、検出さるべき特徴は、文書 認識システムまたは偽造防止文書検査システムの一部として、文書製造中に文書 に計画的に加えられる。文書に加えられたセキュリティ機構のタイプを確かめる ために、また、文書の様々な特徴（セキュリティ機構のタイプになるように設計 された一定の特徴によって表されるような）を識別するために用いる装置は、セ キュリティ機構の物理的特徴と併せて設計するのが普通である。これは、文書検 査に最適機能性をもたらすためである。 一般的な方法には、紙幣の表面上の所定の位置に、所定のパターンで印刷され た磁気インクを使用することが含まれる。別の方法は、所定のパターンの導電性 材料および／または磁性材料で被覆されたプラスチック製のセキュリティ・スレ ッド基板を、部分的または全体的に紙幣に埋め込むことである。その際、材料の 種類と、セキュリティ・スレッド基板上の材料の空間的分布を、ある限られた範 囲で検出するための検出器が設計される。 更に具体的には、文書セキュリティの分野で従来使用されてきた磁性材料には 、比較的「ハードな」（すなわち飽和保磁力の高い）磁性材料が厳密に含まれて いる。磁性材料は、文書の表面に印刷されたインクの一部として形成されるか、 または何か別の形で書類の表面に導入されるか、あるいは書類に埋め込まれたセ キュリティ・スレッドのプラスチック基板上にコーティングされることが可能で ある。 これらの比較的ハードな磁性材料の検出（従って文書の真贋および／または文 書のある特徴の検査）は、材料を磁界にさらして、残留磁化を検出することによ って実施するのが普通である。磁性材料に磁界を加える作業は、文書製造中に行 うか、または残留磁化の「読み取り」すなわち検出の直前、例えば、商業取引や 銀行の紙幣選別の際に、検出システム自体によって行うことができる。上述の応 用分野で利用されている比較的ハードな磁性材料の例としては、フェライト等の 鉄粉、またはニッケル等の結晶磁性材料の薄いシートやリボン等がある（米国特 許第４１８３９８９号参照）。磁化のパターンは、材料に書き込むことができ、 また読取りヘッドを使って読み取ることができる。読取りヘッドは、直流（ＤＣ ）磁化を読み取る（すなわちホール効果検出）か、または読取りヘッドを通過す る紙幣の運動によって発生する、時間と共に変化する磁界を利用することができ る。いずれの場合も、正味の残留磁化だけが測定される。この方法では、事前磁 化のための高い強度の磁界と、検出用の高感度の読取りヘッドとが必要である。 しかし、磁性材料の検出は、ごく接近して（読取りヘッドと磁性材料との間が１ ミリメートルをずっと下回るほど近く）行わなければならないという限界がある 。この「ハードな」磁性材料による文書検査方法の例が、EP 0295229，WO 92/08 226，EP 0319524，EP 0204574，EP 0428779，WO 91/04549，GB 2130414，WO 91/ 10902，EP 0413534 および米国特許第3870629号に示されている。 「ハードな」磁性材料とその文書セキュリティでの使用と対照的に、電子商品 監視（すなわち小売店環境における商品の盗難予防探知）の分野で比較的「ソフ トな」（つまり飽和保磁力の低い）磁性材料を使うことが知られている。ハード な磁性材料に対して、ソフトな磁性材料は、やや離れた所から比較的弱くかけら れた磁界によって容易に磁化できる。一般的な応用としては、ソフトな材料（例 えば強磁性体）で形成された「付け札」や「マーカー」を貼付した小売商品等が ある。商品が合法的に購入される場合は、小売店の店員はその商品を移動させる か、またはマーカーの磁気的特徴を変える。しかし商品が盗まれようとする場合 には、その小売店の特別区域にかけられた応答指令信号の磁界が、そのマーカー に当たった後、特徴的な認識可能な信号を発する。この信号は、盗難の起こりそ うなときに店員に警告するための警報音を発するのに利用できる。 これらの従来技術による、監視システムへの応用例としては、比較的大きなス ペース内の本質的に拘束を受けない位置または方位で、付け札を貼った物品を検 出すること等がある。マーカを含むソフトな磁性材料は高い透磁率を持つので、 時間と共に変化する交流（ＡＣ）磁界によって容易に飽和する。この飽和した磁 性材料は、加えられたフィールド周波数の調波周波数を含む非線形の応答磁界を 生じる。 公知の電子監視システムは、大きなスペースに応答指令信号を発信しなければ ならないという必要条件のために一つの問題が生じる。かぎ等の普通の磁性体は 、低い透磁率を持つという点で磁気マーカーとは異なる。従って、普通の磁性体 は、高い透磁率の物体よりも比較的少ない調波信号（より低周波の）を発信する 。それゆえ、透磁率が高くてソフトな磁性材料（商品マーカー）を、透磁率が低 くてソフトな磁性材料（家庭用かぎ）から正しく識別するためには、高次の調波 を検出して、電子商品監視システムによって処理しなければならない。しかし高 次の調波には、本来、低調波よりもはるかに少ない信号エネルギーしか存在しな いという問題がある。従って、検出システムは必然的に比較的複雑なものになる 傾向がある。 更に、多様な、はっきり認識できる磁性体を成就するために、限られた数の電 子商品監視システムでは個別磁気部品を組み込んでいる。各部品は、検出システ ムの比較的一様な（空間的に）応答指令信号磁界と読取り磁界に対して、わずか に異なる応答をする。このように、準一様な応答指令信号磁界が付け札やマーカ ーにかけられた場合、応答磁界の多様な特徴が復号されて、付け札が本物である ことを示すことができる。分離可能な特徴は、周波数または磁気強度スイッチオ ン閾値として確認することができる。従来技術では、高分解能の「読取り」方法 によって空間的に解決されたデータを、盗難予防機構から得るような既知の試み はなされていない。それは、盗難防止への応用には、認識される機構（すなわち 付け札）の寸法よりずっと大きな特性寸法の検出コイルが必要であるからである 。 従来技術による電子商品監視システムとその構成要素の例が EP 0295028，WO8 8/09979，EP 0611164，EP 0352513，フランス特許明細書第763681号、米国特許 第3665449，3747086，3790945，3292080，4074249，5005001号に記載され、図示 されている。 以上の事情に鑑み、磁気機構を持つセキュリティ・スレッドを埋め込んだ、紙 を使用している有価文書、例えば紙幣あるいは銀行券の真贋および／または金種 を検査することを本発明の第一の目的とする。 本発明の一般的な目的は、磁界信号によってセキュリティ・スレッドに応答指 令信号を発信し、スレッドから発信される磁気応答信号から、紙幣あるいは銀行 券の真贋および／または金種を決定することにある。 本発明の別の目的は、「ソフトな」磁性材料の一つ以上の領域を有し、通常、 紙を使用している有価文書内に完全に埋め込まれているセキュリティ・スレッド を提供し、また磁性セキュリティ・スレッド材料が所定の種類のものであるかど うかを検査すると共に、その磁性材料の空間的分布を検出して金種等、文書の特 徴を決定する装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、応答指令信号磁界を利用するセキュリティ・スレッド上 の磁性材料の種類と分布とを検出するための非接触式検査装置を提供することに ある。 本発明の更に別の目的は、非接触ソースからの交流磁界を、ソフトな磁性材料 で所定のパターンでコーティングされたセキュリティ・スレッドに加え、そのセ キュリティ・スレッドによって送り返された磁界を検出し、その検出された磁界 から、セキュリティ・スレッドを埋め込んだ文書の一つ以上の特徴を決定するこ とにある。 上記、およびその他の本発明の目的と利点とは、添付図面と共に以下の説明を 読めば容易に明らかになるであろう。 発明の概要 従来技術の欠陥を克服し、上に示した目的を達成するために、本出願者は磁性 材料と一体化されたセキュリティ・スレッドを有する、紙幣の真贋と金種の両方 を検査するための装置を発明した。なるべくなら、このセキュリティ・スレッド は、完全に紙の中に埋め込まれた薄い長方形のプラスチック基板を含むことが望 ましい。基板の互いに対向する表面の片方または両方は、その上に、例えば紙幣 の金種を表わす所定の空間分布パターンで配置されたソフトな（容易に磁化でき る）磁性材料を有することができる。紙幣の金種が異なれば、金種を表す磁性材 料の空間分布パターンも異なってくる。 本発明の第一の態様によれば、セキュリティ・スレッドに使われるソフトな磁 性材料の種類は、セキュリティ・スレッドが埋め込まれた紙幣を、所定の周波数 の交流信号と接続されたワイヤコイルの近傍を非接触で通過させることによって 決定される。励振コイルは、その寸法と位置のために極めて一様な交流励振磁界 を創成する。励振磁界の場の強さは、セキュリティ・スレッド上の磁性材料を飽 和させるのに十分である。磁性材料によって発生する応答磁界は、非線形である ため、調波周波数成分を含むことになる。検出コイルが応答磁界を検出し、種々 の周波数成分を電気信号に変換する。これらの信号は復調され、線形信号および 基本信号（すなわち励振信号と同じ周波数の応答信号成分）の同位相および直角 位相（つまり位相が９０°ずれた）の振幅成分、ならびに基本信号の第三高調波 が検査されて、材料の種類が決定される。例えば、特定の励磁条件下での一定種 類のソフトな磁性材料の場合、第三高調波信号の振幅は一定の閾値以上でなけれ ばならないが、同時に基本信号の振幅の方は一定の、しかし前者とは異なった一 定閾値レベル以下でなければならないことが分かっている。また、第三高調波信 号と基本信号との比はある一定範囲内にある。その閾値と、比の範囲とは、それ ぞれの異なったソフトな磁性材料の種類に特有の値である。 本発明の第二の態様によれば、本発明の第一の態様で利用した検出コイルは、 セキュリティ・スレッドに対して不均一な空間方位の状態（すなわち高度に局在 化された）にある。そのような高度の局在化を達成するためには、コイルの少な くとも一つの次元をセキュリティ・スレッドの全長よりもはるかに短くすること が必要であり、なるべくなら最も短い磁気スレッド領域の長さよりも短くするこ とが望ましい。励振磁界はセキュリティ・スレッドの高さに対して、できれば４ ５°の角度で加えることが好ましい（すなわち、セキュリティ・スレッド上の磁 性材料内に何かの特徴が形成された場合は、励振磁界はセキュリティ・スレッド に対して４５°をなすことになる）。このような角度設定によって、一度に一つ だけの、セキュリティ・スレッド上の磁性材料領域に応答信号を発信させること が可能になる。これは、セキュリティ・スレッド上の磁性材料の空間分布を検出 するための適切な解決策となり、これによって、紙幣の金種の決定が可能となる 。 本発明の第一の態様と同様に、セキュリティ・スレッドから送り返される磁界 信号は、基本成分と第三高調波成分とに分解され、同位相成分と直角位相成分と は、共に信号処理装置によって検査され、紙幣の金種が決定される。金種を決定 する一つの方法は、検出されたセキュリティ・スレッド上の磁性材料の空間分布 を表わす信号を、種々の有効な金種空間分布パターンを表わす、メモリーに記憶 された複数の信号と比較することである。 図面の簡単な説明 図１は、磁性材料と組み合わされ、紙を使用している有価文書内のセキュリテ ィ機構として準備されたセキュリティ・スレッドの斜視図を示す。 図２は、図１のセキュリティ・スレッドの代替実施例の斜視図を示す。 図３は、図１、２のセキュリティ・スレッドの別の代替実施例の斜視図を示す 。 図４は、図１ないし３のセキュリティ・スレッドを含み、励振コイルおよび受 信コイルの近傍を通過する紙幣、ならびにフェライト鉄心上に配置されたその励 振コイルおよび受信コイルの斜視図を示す。 図５は図４の励振コイルおよび受信コイル装置の平面図である。 図６は図４、５の励振コイルおよび受信コイル装置の端面図である。 図７は励振コイルおよび受信コイルの代替装置である。 図８は、図４ないし７の励振コイルと受信コイルの両方に接続された電子回路 のブロック略図である。 図９は、図８のブロック略図の構成要素の一つの、より詳細な略図である。 好適実施形態の詳細な説明 図面を参照して詳細に説明すると、紙を使用している有価文書の真贋および／ または特徴（例えば金種）を検査するための装置が図示され、全体が参照番号１ ００で表される。装置１００は、紙幣あるいは銀行券等の文書１０４用として使 用するもので、セキュリティ・スレッド１０８の形でセキュリティ機構を組み込 んでいる。セキュリティ・スレッド１０８は紙幣１０４の内部に完全に埋め込ま れたプラスチック基板を含む。基板１１２の一つの表面上にソフトな磁性材料１ １６が所定のパターンで配置されている。操作する際は、セキュリティ・スレッ ドを中に埋め込んだ文書１０４を、セキュリティ・スレッドに交流磁界をかける ワイヤコイル１２０の近傍を通過させ、それによって、励振コイルを取り囲む所 定の領域内に磁界を創成する。励振コイルの近傍に配置されているのは、処理用 電子回路に接続された受信コイル１２４である。セキュリティ・スレッド１０８ 付きの文書１０４が励振コイルの近傍を通過すると、加えられた磁界がセキュリ ティ・スレッド基板１１２上のソフトな磁性材料１１６を飽和させる。セキュリ ティ・スレッド基板上の磁性材料は種々の周波数成分を含む非線形応答磁界を送 り返すが、一つの周波数成分は加えられ磁界と同じ周波数成分であり、別の周波 数成分は加えられ磁界の周波数の倍数の高調波である。受信コイル１２４は、応 答磁界の種々の周波数を検出し、対応する電気信号を発生する。これらの電気信 号は所定の方法で電子回路１２８によって処理され、最終的に磁性材料の種類と 磁性材料１１６の空間分布とを共に決定する。このように、装置１００は文書１ ０４の真贋を検査することができ、文書の金種等の特徴を決定することもできる 。 図１−３について説明すると、推奨実施例では、セキュリティ・スレッド１０ ８は、プラスチック基板１１２を含んでいるが、このプラスチック基板１１２は 、少なくともその一つの表面上に配置されたソフトな磁性金属を用いる少なくと も一つのセキュリティ機構を有している。しかし、このセキュリティ・スレッド 推奨実施例は、全く模範的なものである。それよりむしろ、文書に組み込まれた セキュリティ機構は、もし望めば、プランシェットまたは小板等を備えてもよい 。選ばれるセキュリティ機構の実際のタイプに関わりなく、各機構の共通の特徴 は磁性材料１１６の種類と空間分布である。セキュリティ・スレッド１０８の場 合には、プラスチック基板１１２は、磁性材料１１６を乗せるための「乗り物」 を成しているだけである。 セキュリティ・スレッド１０８の推奨実施例は、二つのセキュリティ機構を持 つプラスチック基板を有している。第一のセキュリティ機構はソフトな磁性金属 の自由に選べる繰返しパターン１３２を含み、第二のセキュリティ機構は磁性お よび／または非磁性金属で形成されたしるし１３６を含む。第一のセキュリティ 機構の自由に選べる繰返しパターン１３２は少なくとも一つのソフトな磁性金属 領域１４０と、少なくとも一つの仕切り領域１４４とを有している。この繰返し パターン１３２では、これら二つの領域は、プラスチック基板１１２の長手方向 に沿って延在し、任意にパターン１３２の形を取り連続して交互に現れる。この 仕切り領域（単数または複数）１４４のおかげで、金属領域１４０同士は、セキ ュリティ機構１０８が、後で本発明の装置１００に基づいて詳細に説明するよう な、磁界による応答指令体制に従うとき、磁気的に互いに準独立的に作動できる 。すなわち、仕切り領域の検出可能な特徴は、例えあったとしても、金属領域１ ４０によって発生する信号の差違の検出を妨げない。 セキュリティ・スレッド１０８用としての使用が考慮される磁性金属材料１１ ６は、交流磁力計を用いて、約１０ないし１００キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数 で測定したとき、約５０００アンペア／メートル（Ａ／ｍ）未満の低い飽和保磁 力を示すソフトな磁性材料である。好適なソフトな磁性材料は、飽和保磁力が約 ５０ Ａ／ｍと約５０００ Ａ／ｍとの間にあるもので、より好適なのは、約１０ ０ Ａ／ｍと約２０００ Ａ／ｍとの間にあるものである。これらの推奨すべきソ フトな磁性材料は、靭性と機械的変形に対する復元力を示す。これらの材料は約 ２００ないし１００，０００の高い固有の相対透磁率も有している。これらの金 属は、約１０，０００ Ａ／ｍ未満の低い磁界で飽和し、加えられた磁界に よる中間範囲（すなわち１ないし２ ｍｍ）の磁気特性の検査の際、測定可能な 調波信号を与えるのに十分な高さの磁気非線形度を示す。 推奨すべきソフトな磁性材料は、コバルト／鉄ベースの合金、コバルト／ニッ ケル・ベースの合金をはじめとして、非晶質合金のソフトな磁性材料等の非晶質 金属ガラスを含む。適当なコバルト／鉄ベースの合金は、ドイツ、Hanau の私書 箱2253号、D-63412、Vaccumschmelze GmbH から、次の取引指定によって入手で きる。Vaccumschmelze 6025（66% コバルト(Co)、4% 鉄(Fe)、2% モリブデン(M o)、16% シリコン(Si)、12% ホウ素(B)）；Vaccumschmelze 6030（Vaccumschmel ze 6025 と類似した 70% コバルト(Co)、少ない方の成分は未知）；Vaccumschm elze 6006（46% Co、26% Ni、4% Fe 、16% Si、8% B）。適当なコバルト／ニッ ケル・ベースの合金の成分は、ニュージーランド、07054，Parsippany，Allied- Signal，Inc．から、次の取引指定によって入手できる。Allied Metglas 2714 および 2704。このような材料は、ある一定の析出条件のもとでは非晶質構造を 与える。 セキュリティ・スレッドの第二のセキュリティ機構用としての使用が考慮され る磁性金属は、使用上の制約がなく、ソフトな磁性金属もハードな磁性金属も含 む。スレッド用としての使用が考慮される非磁性金属は、アルミニウム、ニッケ ル、銀を含み、推奨の金属はアルミニウムである。 図１では、セキュリティ・スレッド１０８のパターン１３２は、磁性金属領域 １４０と、これに隣接する仕切り領域１４４から成り、両領域とも長方形の形状 を採り入れている。金属で形成されたしるし１３６は、磁性金属で形成されたし るしとしての磁性金属領域１４０にも、金属しるしとしての仕切り領域１４４に も配置されている。図２では、パターン１３２は、厚さがだんだん増加して、異 なる磁界強度を供給する三つの領域と、これに対応して、これらの領域間に配置 され、ドル印の形状を採り入れている仕切り領域１４４とを含む。仕切り領域１ ４４は、各磁界材料領域１４０の内部、および各磁界材料領域１４０同士の間に 配置されている。つまり、ドル印の形状を採り入れている、金属で形成されたし るしは、仕切り領域１４４と同一の広がりを持ち、金属領域１４０同士を完全に 切り離す（図２）役目を果たす。ここで用いているような「同一の広がり」とい う用語は、問題の領域１４０、１４４としるしが同じ空間的境界を持つことを意 味する。 図３で、第一のセキュリティ機構の磁性金属領域１４０と第二のセキュリティ 機構とは同一の広がりを持つ。例えば、第二のセキュリティ機構の、金属で形成 されたしるしは、第一のセキュリティ機構の磁性金属領域（単数または複数）を 構成する磁性金属しるしである。 プラスチック基板１１２は、何か透明または半透明な材料で、なるべくなら非 磁性で非導電性のものから製造されることが望ましい。そのような材料としては 、ポリエステル、再生セルローズ、塩化ポリビニル、およびその他のプラスチッ クの膜等があり、推奨の金属はポリエステルである。これらの膜は、紙の製造工 程の間、非接触のままであり、できれば約０．５ミリメートル（ｍｍ）から３． ０ｍｍまでの範囲の幅を持つことが好ましい。 前述のように、第一のセキュリティ機構の自由に選べる繰り返しパターン１３ ２は、少なくとも一つのソフトな磁性金属領域１４０と少なくとも一つの仕切り 領域１４４とで構成され、これらは、プラスチック基板１１２の長さの一部また は全長に沿って延在し、任意にパターン１３２の形を取り連続して交互に現れる 。考慮される別の連続体は、種々の量の磁性材料を使い、仕切り領域１４４によ って切り離される複数の磁性金属領域１４０のブロックを含む。各金属領域１４ ０は種々に異なる量の磁性金属材料を含む。仕切り領域１４４は、金属領域１４ ０同士を磁気的に、互いに準独立的に作動できるようにする役目を果たす場合に は、金属のない磁性材料の形を取ることもできるし、また磁性金属領域１４０に 比べて磁性金属量または磁性金属の表面被覆率が少ない領域の形を取ることもで きる。磁性金属領域（単数または複数）１４０と仕切り領域（単数または複数） １４４は、いかなる形状を取ってもよい。 磁性金属領域の形状（例えば大きさと厚さ）が、形状を決定する透磁率効果の 影響を通じて、更にまた飽和保磁力に及ぼす厚さの影響を通じて、その磁性金属 領域からの磁気応答を決定する場合には、各磁性金属領域１４０は約０．０１ミ クロンから１０ミクロンまでの範囲の厚さを持ち、なるべくなら約０．１０ミク ロンから０．５０ミクロンまでの厚さを持つのが望ましい。また、各磁性金属領 域１４０は、プラスチック基板の横の縁端に沿う長さが０．１ ｍｍから５ ｍｍ までの範囲にあることが好ましい。上述の寸法を採り入れた磁性金属領域１４０ は、相対的な形状決定透磁率値を２００ないし１０，０００の推奨範囲にするこ とが望ましい。このような高い透磁率によって、磁性金属は弱い磁界内でも容易 に飽和できる。更に、特定の磁界で起こる飽和は真贋鑑定のためのさらなる基礎 を提供する。 スレッド１０８の第二のセキュリティ機構は、別々の、および／または同一の 広がりを持つ公開のセキュリティ機構であり得るし、また磁性および／または非 磁性金属により形成されたしるし１３６、例えば金属文字または金属の境界によ り画定された透明な文字等を含む。特に、磁性金属により形成されたしるし、す なわち透明な文字は、各磁性金属領域１４０および仕切り領域１４４の一部、お よび／または仕切り領域（単数または複数）１４４を構成することができる。一 方、磁性金属しるし、すなわち磁性金属文字１３６は、磁性金属領域（単数また は複数）１４０、および／または各仕切り領域１４４の一部を構成することがで きる。また、非磁性金属しるし、すなわち非磁性金属により形成された印１３６ は、仕切り領域（単数または複数）１４４の一部を構成することができる。推奨 実施例においては、セキュリティ・スレッド１０８がセキュリティ文書１０４に 埋め込まれていて、しるし１３６は反射光では容易に見分けることができない用 語や語句を作り出しているが、透過光ではこれを見る大衆に判読可能になる。本 発明の装置１００は、このあと詳細に説明するように第一のセキュリティ機構（ すなわち磁性金属領域）だけを検査し、第二のセキュリティ機構（すなわち、し るし）は検査しない。 第一および第二のセキュリティ機構は、電着または基板上への直接的なホット ・スタンピング、あるいは真空メタル蒸着装置内でのマスクやテンプレートの使 用による選択的な金属被覆を含む方法と、化学的エッチング、レーザー融除等に よる選択的な金属皮膜除去を後で行う金属被覆を含む方法とを含むものの、これ らの方法には限定されない多くの方法のうちのいずれか一つを用い、磁性金属材 料をプラスチック基板上にデポジットすることによって形成できる。 選択的な金属皮膜除去を後で行う金属被覆を含む方法の方が望ましい。考慮さ れる金属被覆技術、すなわち被着技術としては、スパッタリング、例えば平面マ グネトロン・スパッタリング、電子ビームまたは熱による蒸着／昇華、および有 機金属蒸気熱分解に加えて電解化学被着等がある。推奨の金属被覆技術すなわち 被着技術はスパッタリングである。 スパッタリングは真空室で行われる物理的蒸気被着工程であり、気体（例えば アルゴン）イオンが、ターゲットから原子を射出するのに十分な力によって、電 位差を横切る方向に加速される。射出された原子は不完全真空の中を進み、つい にある表面（すなわちプラスッチック基板１１２）と衝突し、凝縮して被覆を形 成することができる。スパッタリン工程（例えば非晶質金属ガラスを形成ででき る合金の場合）で用いられるターゲットは、溶融物からのプラズマ噴霧によって 準備され、被着された材料は、被着後、焼きなましされないよう考慮されている 。 考慮されている選択的な金属皮膜除去技術は、被着された材料を選択的にター ゲット表面から除去する技術である。前述のように、この技術には化学的エッチ ングやレーザー融除が含まれる。その他に含まれるものとして、研磨技術と剥ぎ 取り技術がある。剥ぎ取り技術では、接着剤を選択的に貼り付け、その後、キャ リヤ上の接着剤を除去することによって、被着された材料を選択的に除去するよ う考慮している。化学的エッチングおよびレーザー融除技術が推奨される。 化学的エッチングはレジストを選択的にプリントし、その後、塩化第二鉄やフ ッ化水素酸／硝酸混合液を用いることによって実施できる。 図２に示すような種々な厚さの磁性金属領域１４０を達成するため、被着され た金属の最初の厚さを一部だけ除去するエッチング技術は、被着された金属膜（ 単数または複数）の全深さまでエッチングする役目を果たす技術と一緒に使うこ とができる。 レーザー融除エッチングは、低いレーザー出力で実施できる。このエッチング 方法では、本発明のソフトな磁性金属は約３５０乃至４００°Ｃまで加熱される と、非晶質状態から脱して結晶化する。その結果、一般に形態学的な破壊が生じ 、これにより、磁性金属材料は薄片状に剥離し、崩壊する。従って、この方法の 場合の出力条件は、真空被着アルミニウムのレーザー・エッチング固有の条件に 比べて低い。 以上のほか、従来の熱接触式プリント・ヘッドを使うことも可能である。この プリント・ヘッドは、約３５０ないし約４５０°Ｃの温度と、１インチ当たり約 ３００ドット（３００ ｄｐｉ）の分解能を達成して、問題の材料の結晶化を推 進し、これによって、材料の除去すなわちエッチングが実施される。 セキュリティ・スレッド１０８は、磁性金属以上の数の付加的な膜や皮膜を含 んでもよい。スレッドが銀行券などのセキュリティ文書に埋め込まれている場合 、考慮される付加的な層や皮膜としては、このスレッドを化学腐食の影響を受け にくくするプラスチック製の保護用外膜と、反射光のもとで、より見えにくくす る反射性の金属膜および偽装皮膜等がある。セキュリティ文書中への、または文 書上へのスレッド合体を容易にする接着膜も含まれる。 セキュリティ機構を含む合成シートが以上詳述したように準備したら、従来技 術を用い、そのシートを細長く切ってセキュリティ・スレッドにするか、または 適当なダイスによる切断作業によって、そのシートを多数のプランシェットに分 割することができる。 セキュリティ・スレッド１０８は、製造中に、銀行券等のセキュリティ文書に 導入してもよい。例えば、セキュリティ・スレッド１０８がプランシェットの形 をしている場合は、部分的に強化された紙組織の上にそれを押し付けることがで きる（自由選択で接着剤の助けを借りてもよい）。その結果、このようなプラン シェットが表面に装着されることになる。一方、磁性材料１１６で被覆された基 板１１２を備えたセキュリティ・スレッド１０８の形をしているセキュリティ機 構は、米国特許第4534398号が教えるように、繊維が強化されず柔軟であるとき 、濡れた紙繊維内に組み込むことができる。この結果、スレッド１０８は完全に 紙に埋め込まれる。スレッド１０８は円筒型の紙製造機械、または円筒バット機 械、あるいは既知のタイプの類似の機械に送り込んでもよい。その結果、スレッ ド１０８が仕上がった紙の本体に部分的に埋め込まれた状態（すなわち、窓を形 成するスレッドを有する紙）になる。更に、スレッド１０８は製造中または製造 後にセキュリティ文書の表面に装着することもできる。 次に図４について説明すると、セキュリティ・スレッド１０８が完全に埋め込 まれた紙幣あるいは銀行券１０４が、励振コイル１２０と受信コイルまたは検出 コイル１２４の近傍（一般に受信コイル１２４から１０ミリメートル以下の所。 また、できれば、励振コイル１２０の場合もこれと同じにするのが望ましい）を 通過しているのが図示されている。図４中のの矢印１４８は、紙幣１０４がコイ ル１２０、１２４の長手方向の次元に対して「狭い縁端」の方向に（すなわち、 紙幣１０４の短い方の縁端１５２が走査方向の前縁になるような方向に）走査し ている状態を示す。セキュリティ・スレッド１０８は、しるし１３６の高さの次 元が紙幣の送り方向と同軸になるように文書１０４に埋め込まれている。 励振コイル１２０は、ソフトな磁性金属の焼結フェライト鉄心１５６に巻き回 されたワイヤの第一のコイルを含む。受信コイル１２４は、一片の絶縁材料１６ ０（図６）に埋め込まれて、ワイヤのシングル・コイル（すなわち単巻線）を有 している。図４−６は、フェライト鉄心１５６に対するこの二つのコイル１２０ 、１２４の空間的配置を示す。 フェライト鉄心１５６を励振コイル１２０と組み合わせて使うことによって、 励振コイルにより発生する磁界が、加えられた磁界に十分な一様性と強度とを与 える所定の空間位置で「作動開始」することが可能になる。またフェライト鉄心 １５６を使うことによって、加えられた磁界が、空心コイルに必要な電流に比べ て小さな電流を用いて達成され得るようになる。従って、電池で作動する装置の 場合には、電力消費が少なくなる。更に、フェライト鉄心１５６の使用によって 、励振コイル巻線を、応答指令信号磁界、すなわち加えられた磁界の領域に近付 けない（より具体的には、受信コイル巻線に近付けない）ようにすることができ る。この結果、後で述べるように、励振電気回路と受信電気回路との間の漂遊容 量結合の低減が可能になる。また、受信コイル１２４の巻線の数を比較的少なく して置けば、容量結合は低下する。推奨実施例では、単巻コイルだけしか使用し ていない。その代わり、受信コイルは二個以上利用してもよい。 図４−６の励振コイル１２０および受信コイル装置１２４は、差し出された紙 幣１０４の片側の方にだけ配置されたものとして示されている。この装置は全く 模範的なものと理解すべきである。人間工学的的な問題、または給送の制約やス ペースの制約の問題が、コイル１２０、１２４の両側式装置の潜在的な利益に優 先する場合には、紙幣の片側だけに対するこれらの適用と検出とが必要になるで ろう。これに代わって、励振コイルと受信コイルとが両側に（すなわち紙幣の二 つの対向面側に）配置されている場合には、両側式コイル装置が利用できる。こ の両側式コイル装置は、一般に励振および受信コイル１２０、１２４の間に、よ り大きな間隔を置き、それによって、磁界の漂遊容量結合を最少限に抑える。ま た両側式コイル装置は、一般に、受信コイル同士の間隙内で、文書１０４の空間 位置にあまり敏感でないセキュリティ・スレッド１０８の磁性金属領域によって 生じた応答磁界から、磁界強度を発生する。代わりの方法として、励振コイル１ ２０を文書１０４の片側の方に配置し、受信コイル１２４を文書のもう一方の側 の方に配置してもよい。 更に、図４−６は、励振／受信コイル装置が、紙幣内部のセキュリティ・スレ ッド１０８の長手方向の次元に対して、例えば４５°の角度で配置されている状 態を示す。再び、これは全く模範的な場合である。このような角度関係にすれば 、セキュリティ・スレッド１０８は、その磁性領域１４０の各々が、一度に一つ 、励振／受信コイル装置により、応答信号を発信するようにさせることができる 。しかし、この４５°の角度関係は、加えられた磁界がスレッドに対して垂直方 向に配向することも可能にする。 次に図７について説明すると、励振および受信コイル１２０、１２４の両側式 の空信装置が示されている。この装置は、差し出された紙幣１０４のセキュリテ ィ・スレッド１０８に極めて一様に加えられた磁界を供給する。一般に、加えら れた磁界の強度と方向とは、セキュリティ・スレッド１０８の磁性金属領域１４ ０によって発生する応答磁界内のいかなる発生調波信号の相対振幅に対しても強 い影響を及ぼす。従って、加えられた磁界は、一般に、紙幣１０４が配置された 空間位置を横切る方向に比較的一様であることが必要である。例えば、加えられ た磁界は、励振および受信コイル１２０、１２４に対して紙幣を移動させるのに 利用される移送装置（図示せず）の機構によって、紙幣がいくらかばたつく恐れ のある全ての検出ヘッド・ギャップを横切る方向に、比較的一様であることが望 ましい。更に図７から分かるように、励振および受信コイル１２０、１２４の主 面は互いに直交している。これにより、両コイル間の磁界の直接結合は全く排除 される。 図７中のの矢印は、コイル１２０、１２４に対する紙幣の進行方向を示す。図 ７には示されていないが、紙幣１０４の模範的な実施例は、コイル１２０、１２ ４に対して、紙幣（図４）の広い次元、すなわち広い縁端１６８が進行の前縁に なるように向けられる。また、図７には示されていないが、セキュリティ・スレ ッド１０８は、励振および受信コイル１２０、１２４の長手方向の次元に対して ４５°の角度になるように配向されている。これは、フェライト鉄心１５６とコ イル装置に関して先に挙げたのと同じ理由からである。更にまた、そしてセキュ リティ・スレッド１０８の磁性金属領域１４０の空間分布の読取りに関して最も 重要なことであるが、図７の受信コイル１２４の狭い次元は、セキュリティ・ス レッド１０８のいかなる磁性金属領域１４０の最も短い長さ（すなわち、単巻受 信コイルの上部かまたは下部の二本の平行なワイヤ部分の間の距離）よりも短い 。このため、個別の独立した磁界信号を受信コイルから得ることが可能になる。 この受信コイルでは、得られた信号は各々、磁性金属領域１４０に対応するただ 一つの信号の磁気的特徴についての情報を含む。結果として生じた情報は、セキ ュリティ・スレッド基板１１２上の磁性金属領域１４０の空間分布によって示さ れる、文書１０４の独自の特徴を決定するのに利用される。例えば、文書１０４ が紙幣あるいは銀行券の場合、決定される特徴は金種である。金種決定について は、後でもっと詳細に説明する。 次に図８について説明すると、考慮される種々の励振／受信コイル装置のイン タフェースとなる電子回路１２８のブロック略図が示されている。これらの励振 ／受信コイル装置のいくつかは前に図４−７で説明した。励振コイル１２０も受 信コイル１２４も、これらに対応するインピーダンス整合変成器１７２、１７６ を有し、これらは誘導結合に比べて容量結合の影響を減ずる。また、励振コイル １２０と併せて使われるインピーダンス整合変成器１７２は、励振コイルに供給 される電圧を低減することができる。更に、図示はしないが、受信コイル１２０ は共振回路を創成するために、受信コイル１２０に連結されたコンデンサーを持 つことができる。共振回路を使用すると、ＳＮ比と、この単一の調波周波数の検 出の際の同調周波数と非同調周波数リジェクションとの比が改善される。しかし 、電子回路１２８が二つ以上の調波周波数を検出するために利用される場合は、 共振回路はあまり適切ではなく、コンデンサーは一般に使われない。 電子回路１２８は、ある一定の周波数で種々の信号を発生する周波数シンセサ イザ１８０も含む。この周波数シンセサイザ１８０は、信号バス１８４によって 、一対の交流（ＡＣ）信号をスイッチングおよび緩衝増幅器階梯１８８に供給す る。周波数シンセサイザ１８０は、周知の方法で配置された個々の部品を備え、 増幅器１８８に供給される信号を発生することができる。一方、周波数シンセサ イザ１８０は、もし望むならばディジタル・アプリケーションシ特定集積回路（ ＡＳＩＣ）を備えることができる。 周波数シンセサイザ１８０による二つの励振信号は後で詳細に説明する。これ らの二つの励振信号は増幅器階梯１８８によって増幅され、分離形変成器１９２ に供給され、次いでフィルタと同調ブロック１９６に供給される。このフィルタ は、励振コイル１２０に供給される信号波形における調波の量を減らすために、 ある一定範囲内の周波数だけがインピーダンス整合変成器１７２に供給され、次 いで励振コイル１２０に供給されることを可能にするＬＣ帯域フィルタを備える ことができる。 周波数シンセサイザはまた、信号バス２００によって、複数の信号を同期検波 器階梯２０４に供給する。図９に詳しく示す同期検波器階梯２０４は、複数（す なわち四個）の同一の信号ミクサ２０８と四極低域能動フィルタ２１２を含む。 各ミクサは市販のモデルＤＧ４１１を含むことができる。模範的な実施例として 、周波数シンセサイザ１８０は、４０ ｋＨｚの周波数のＡＣ信号である第一の 信号を信号バス２００によって供給する。信号バス２００に乗った第二の信号は 、やはり４０ ｋＨｚの周波数であるが、第一のミクサに供給される「基本」同 位相信号に対して９０°だけ移相している（すなわち「直角位相」関係にある） 。周波数シンセサイザ１８０はまた、基本信号と同じ位相関係を有する１２０ｋ Ｈｚの信号も供給する。第三の信号は、基本信号の３倍の周波数の信号であり、 また４０ ｋＨｚ基本信号と「同位相」である。最後に、周波数シンセサイザ１ ８０は、やはり１２０ｋＨｚであって１２０ｋＨｚ「同位相」信号に対して直角 位相関係にある第四の信号を供給する。周波数シンセサイザ１８０からのこれ ら四つの信号は、バス２００によって、対応するミクサ２０８および同期検波器 ２０４内のフィルタ２１２階梯に供給される。 また、別個の入力として各ミクサに供給されるのは、複数の対応する低雑音増 幅器２２０と連結された信号バスに乗った対応する信号である。各増幅器は市販 のモデルＡＤ８２６を含むことができる。また、低雑音増幅器２２０内に含まれ るのは、対応する高インピーダンス低雑音増幅器であって、これらは各々モデル ＡＤ７９７を含み得る。これらの増幅器２２０の入力に接続されているのは、対 応するインピーダンス整合変成器１７６を通過する、受信コイル１２４からの信 号である。 同期検波器２０４内の各ミクサ２０８は、受信コイルによって、公知の変調方 式を用いて励振コイルに加えられた信号の周波数から磁気的に検出された信号情 報を抽出することが実施可能である。次いで、四個のミクサ階梯２０８からの個 々の出力は、アナログディジタル変換器２２８と連結された信号バス２２４を含 む個々の信号ラインによって供給される。アナログディジタル変換器からのディ ジタル化出力は、周知のマイクロプロセッサ回路を含む信号処理装置２３２に供 給される。この信号処理装置は、後で詳細に説明するように、励振コイル１２０ と受信コイル１２４との近傍を通過する文書の有効性をデータから決定する役目 を果たし、もし何かあれば、それをセキュリティ・スレッド１０８の磁性金属領 域１４０から「読み取る」。最後に、信号処理装置２３２からの信号出力は、例 えば表示装置や紙幣分類機２３６やその他のタイプの「上位」システムに供給で きる。 作動中、周波数シンセサイザ１８０は、信号バス１８４によって、二つの信号 を増幅器階梯１８８に供給する。これらの信号はＡＣ信号であり、それぞれ４０ ｋＨｚの方形波信号である。第一の方形波信号は、周波数シンセサイザ１８０に よって同期検波器２０４に供給される４０ｋＨｚ同位相信号に対して、＋１２０ °の進相角を持つ。増幅器階梯１８８に供給される４０ｋＨｚの第二の方形波信 号は、周波数シンセサイザ１８０によって同期検波器２０４に供給される４０ｋ Ｈｚ同位相信号に対して、−１２０°の遅相角を示す。全くの模範例ではあるが 、１２０°だけ位相がずれたこれら二つの方形波を使用すると、性能に影響を及 ぼすことなしに、電子回路１２８内で利用できる部品のコストを下げることがで きる。通常の方形波は、第三高調波周波数の複数の成分を含むので、上記の二つ の信号を結合して、いかなる第三高調波成分も含むことなしに励振コイル１２０ に加えられる擬方形波信号を得ることによって、励振コイル１２０から受信コイ ル１２４へのこのような調波の望ましくない漂遊結合の危険性は排除される。 ４０ｋＨｚの第二の方形波信号は、励振コイル１２０に加えられ、図４−７の 模範的実施例について前に述べたような励振コイル１２０の物理的構造のために 極めて一様な交流磁界を生み出す。励振コイル１２０に加えられる励振信号の周 波数は模範的な値の４０ｋＨｚである。しかし、できれば、この周波数は５００ Ｈｚから５００ｋＨｚまでの範囲にあるのが望ましいが、最も望ましいのは１０ ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの範囲にあることである。より低周波の場合には、 信号振幅が小さいので、有効電子信号対雑音の比の値がこのような周波数に対す るの一つの拘束となる。周波数はやはり、セキュリティ・スレッド１０８の、分 解された各磁性金属領域１４０を、加えられた磁界の少なくとも数サイクルの間 は測定できるほど十分に高くなければならない。例えば、銀行で使用される高速 紙幣分類機では、毎秒１０メートルという一般的な送り速度は、少なくとも１０ ｋＨｚ、できれば約４０−５０ｋＨｚの周波数を要求する。一方、励振周波数が 高くなるにつれて、磁性材料の見かけの飽和和保磁力は、大部分の材料の場合に 増える傾向がある。磁性材料の見かけの飽和和保磁力は、その磁性材料が加えら れる磁界によって励振されて飽和するほど十分に低くなければならない。そうで なければ、応答磁界における望ましい高度な非線形性は生じないだろう。飽和和 保磁力と励振磁界は、家庭用かぎ等、普通の磁性材料の場合とは十分に区別する ため、規模をかなり小さくして置かなければならない。本明細書で述べた推奨実 施例では、磁性材料領域１４０の見かけの飽和和保磁力は、１メートル当たり５ ００ないし７５０アンペアであり、励振磁界振幅は１メートル当たり約１０００ アンペアである。 作動中、差し出されたセキュリティ・スレッド１０８付き紙幣１０４が励振コ イル１２０と受信コイル１２４の近傍を非接触で通過する（なるべくなら１０ｍ ｍ未満の距離の所を）ときに加えられた４０ ｋＨｚの交流磁界は、セキュリ ティ・スレッドの磁性材料領域１４０を飽和させる。そこで、これらの磁性材料 領域１４０は、応答磁界を送り返す。この応答磁界は、加えられた磁界によって 磁性材料領域１４０が飽和したために種々の周波数成分を含んでいる。すなわち 、磁性金属領域１４０により発生した応答磁界は、基本周波数４０ ｋＨｚの基 本成分を含んでいる。応答磁界はまた、基本周波数の高調波すなわち倍数波の種 々の周波数成分を含む。本発明の電子回路１２８は、ある推奨実施例においては 、基本周波数４０ ｋＨｚの第三高調波（つまり１２０ ｋＨｚ）を検出するよう 設計されている。第三高調波は比較的低次の調波であるが、低次の調波は通常、 高次の調波よりも多くの信号エネルギーを発生するので推奨される。さらに奇数 の調波は、著しい直流（ＤＣ）磁界が全く存在しないときには、偶数の調波に比 べて選択的に生成されるので好適である。しかし、いかなる調波も本発明の装置 に類似した装置１００において利用さできることを理解すべきである。だが、こ こで述べた実施例のように、第三高調波を使えば、比較的高次の調波を使用する 場合に比べて著しく優れたＳＮ比の利点がもたらされる。 セキュリティ・スレッド１０８の磁性金属領域１４０によって発生する応答磁 界の種々の周波数成分は、受信コイル１２４により検出され、最終的に同期検波 階梯２０４に供給される。前に述べた四つの信号は各々、同期検波器によって変 調され、アナログディジタル変換器２２８によりディジタル化されて、信号処理 装置２３２に供給される。これら四つの信号は、基本周波数４０ ｋＨｚの同位 相および直角位相信号、ならびに第三高調波周波数１２０ ｋＨｚの同位相およ び直角位相信号から成る。信号処理装置は、本発明の装置１００の一つの態様に 基づいて、セキュリティ・スレッド１０８の磁性材料領域１４０を含む磁性材料 １１６の種類を決定する役目を果たす。模範的な実施例では、信号処理装置２３ ２は、基本周波数の第三高調波信号の振幅を信号処理装置２３２に付随する記憶 装置に記憶されたある閾値レベルと比較することによって、磁性材料領域１４０ の種類を決定する。基本周波数の第三高調波信号の同位相成分の振幅は、その信 号の振幅が磁性材料１１６の種類に対応する既知の値である一定の閾値を超える とき、磁性金属領域１４０内で利用される有効な磁性材料１１６を表す。これに よって、極めて非線形的な磁性材料１１６がセキュリティ・スレッド１０８上に 存在することが確認される。 検査の第二の要素は、同位相の基本周波数成分の振幅を所定の閾値と比較する ことである。更に、その閾値は既知で、使用される磁性材料１１６の種類に特有 の値である。その基本周波数成分の振幅が、ある一定の閾値レベルを下回るとき に、有効な条件が存在する。この検査から、偽造紙幣１０４における非線形特性 を偽造しようとした場合にはセキュリティ・スレッドの表面上に過剰の磁性材料 は存在しないことが確認される。信号処同位相の第三高調波成分の振幅と理装置 ２３２によって実施された第三の検査は、同位相の第三高調波成分の振幅と同位 相の基本周波数の振幅との比を、信号処理装置２３２に付随する記憶装置に記憶 されたある範囲の値と比較することである。この検査によって、非線形挙動と線 形挙動との比には適当な値が存在することが確認される。偽造者によって利用さ れる最も一般的な磁性材料は、この第三の検査では極めて低レベルの比を示すで あろう。一方、セキュリティ・スレッド１０８の磁性金属領域１４０用に利用さ れる本物の「ソフトな」磁性材料１１６は、この検査で、より高いレベルの比を 生じるであろう。この比は通常、専用の装置を用い、試行錯誤によって決定され るが、使用される特定の磁性材料およびその量と形状とに依存する。 次いで、信号処理装置は、適当な情報を表示装置または紙幣分類機２３６に供 給することによって、これらの検査結果を示すことができる。セキュリティ・ス レッド１０８の磁性金属領域内で利用される磁性材料１１６の種類の有効性の更 なる検査として、本発明の装置１００を用いて、基本周波数成分かまたは第三高 調波成分の直角位相信号の振幅を利用して、材料１１６の飽和保持力を見積るこ とができる。具体的には、信号処理装置２３２は、直角位相成分の振幅と基本周 波数か第三高調波周波数の同位相成分との比のアークタンジェント（逆正接）を 採用することができる。計算によって得られたその比のアークタンジェントの値 は、種々の種類の磁性材料１１６の期待値と比較できる。飽和保磁力の低い磁性 材料は、直角位相成分によって示される移相量が比較的少ないであろう。一方、 飽和保磁力の高い磁性材料１１６は、直角位相成分によって示される移相量が比 較的大きいであろう。同様にして、この比較の結果は信号処理装置２３２によっ て、表示装置または紙幣分類機２３６に、または差し出された紙幣１０４の「合 否判定」条件を示す、いかなる別の種類の装置にも供給される。 セキュリティ・スレッドの磁性金属領域１４０として利用される磁性材料１１ ６を検査することによって、差し出された紙幣１０４の有効性を検査する以外に 、本発明の装置１００は文書１０４の特性を決定することもできる。例えば、あ る種類の文書の中で、異なった文書タイプを識別しようと試みる場合、もし文書 １０４が紙幣あるいは銀行券であれば、その紙幣の金種を決定することができる 。本発明の装置１００は、セキュリティ・スレッド１０８の磁性材料１１６の空 間分布を検出することによって、これらの文書タイプを識別することが実施可能 になるのである。このことは、比較的強く、極めて一様な磁界を供給する励振コ イル１２０と受信コイル１２４との使用によって一部達成される。また受信コイ ル１２４は、その物理的次元のために、極めて局在化したパターンの磁性金属領 域１４０から、応答磁界を検出することができる。 図４−７に関して前に詳しく説明したように、受信コイル１２４は、セキュリ ティ・スレッド上の最も小さな磁性金属領域１４０の長さよりも短い二本の平行 なコイルワイヤの間の距離を持っている。励振磁界をほぼ長方形の磁性金属領域 １４０（図１に示すような）を含むセキュリティ・スレッド用に使うためには、 励振磁界を、スレッドのしるし１３６の高さ次元に対して垂直な方向にできるだ け多く加えることが望ましい。このようにして、励振磁界は準独立的に各磁性金 属領域１４０に加えられる。これによって、信号処理装置２３２により処理され た発生信号の中に、より容易に分離可能な、高コントラストの「シグネチャ」パ ターンが得られる。もしそうでなくて、加えられた磁界がセキュリティ・スレッ ドの長手方向に平行に走るならば、加えられた磁界は二個以上の磁性金属領域を カバーし、領域１４０同士の間に磁界結合を生じる。このため、ある程度、信号 パターンの「ぼけ」が発生する。従って、前述のように、磁界は４５°の角度で 加えられる。この結果、一度に一つの領域１４０が応答信号を発信することにな るが、更に、加えられた磁界が領域１４０と部分的に直交して走ることも可能に なる。 従って、図４に示す４５°装置の代替策として、紙幣の広い縁端１６８が、励 振コイル１２０および受信コイル１２４に対する紙幣の走査方向の前縁になるよ うに、コイル１２０、１２４装置を紙幣１０４に対して配向することができる。 この場合、コイル１２０、１２４の長手方向の次元は、共にスレッド１０８の長 手方向の次元と直交するように向けられる。 コイル１２０および受信コイル１２４の使用形状に関係なく、本発明の装置１ ００は、セキュリティ・スレッド１０８の各領域１４０内で使用される磁性材料 の種類を検出することによって、紙幣１０４の金種を検出する機能を果たす。そ こで、信号処理装置２３２は、各磁性金属領域１４０のために多くの方法で集め られたデータを利用して、紙幣１０４の金種を決定することができる。例えば、 信号処理装置２３２は、各磁性金属領域１４０に関連するデータの一部または全 部の時間平均を取ることができる。この、各領域に関するデータは、前にも説明 したが、領域１４０に存在する磁性材料１１６の種類を決定すべき三部分検査に よって決定されるデータである。この代替策では、信号処理装置２３２は、変調 信号の振幅のピーク値を調べて、そのデータを金種の決定に使うことができる。 第三の代替策は、ある一定の閾値レベルを超える一定量のデータの最初の出現を 利用することであろう。どの方法を選ぶにしろ、いったん金種が決定されたら、 この金種決定は紙幣１０４の有効性を示すものとしても役に立つ。 別の推奨実施例では、空間パターン整合技術が信号処理装置２３２によって利 用され、差し出された紙幣１０４の金種が決定される。信号処理装置２３２によ って利用されるこの方法は、発生データ（すなわち、基本および／または第三高 調波成分のための変調された同位相および直角位相信号）を、記憶された信号「 テンプレート」と比較することである。この二つ（すなわち同位相および直角位 相成分）を結合して、比較に用いた各周波数の振幅全体を得ることも可能である 。このテンプレートは、セキュリティ文書１０４のグループ内のあり得る様々な 金種パターン各々にふさわしい部分に対応する予想信号を表わす。金種パターン が一枚の差し出された紙幣の内部で数回繰り返して現れる場合は、テンプレート は、単一繰り返しサイクル用のものでもよく、また任意の回数の繰り返しサイク ル用のものでもよい。テンプレートを識別する助けとして、各テンプレートは試 行錯誤によって選ばれる二つの関連数（すなわち、テンプレート閾値とテンプレ ート標準化係数を持っている。） 信号処理装置２３２は、ソフトウェアで実現された方法を利用して金種決定を 遂行する。最初は、テンプレートで表されるようなセキュリティ・スレッド上の 磁性材料のパターンの同一の物理的長さに関する検出された信号の部分集合を抽 出できる。すなわち、紙幣が励振および受信コイルの近傍を既知の一定速度で通 過すると仮定すれば、パターンの長さは一定時間長さから決定される。これと異 なり、紙幣速度が一定でない場合（例えば、紙幣がコイル１２０、１２４に対し て「手でさっと通された」場合）には、速度測定と直線化を介しての速度補償が 必要になる。従って、例えば、一個以上の光センサ（図示せず）によって紙幣の 縁端の一時停止が決定される。 次いで、抽出された信号の部分集合は、その平均振幅がテンプレートの平均振 幅と整合するように信号処理装置２３２によって標準化される。次にテンプレー トは標準化された抽出信号の部分集合から差し引かれ、結果として得られた波形 値の二乗が合計され、その後、テンプレートに対するこの抽出部分集合のエラー 「点」を得るべき点数で割られる。エラー点が小さいほど整合が良好である。次 いで、信号処理装置２３２は、各テンプレートに対する検出された信号のあり得 る部分集合に関する類似のエラー点を得るが、各テンプレートについて得られた 最小のエラー点（すなわち、「テンプレート・エラー点」）だけを保持する。全 てのあり得る集合を検査するこの方法は、整合を探すべき測定信号の全長さに沿 ってテンプレートを滑らすことと見なすことができる。 次に、信号処理装置は、テンプレート・エラー点の各々を、該当するテンプレ ート閾値から差し引き、その結果をテンプレート標準化係数によって標準化する 。結果として得られた点数のいずれも零以下であれば、整合は報告されない。そ うでなく、信号がテンプレートに対して最大の点数を得た場合のテンプレートに ついては、整合が報告される。信号処理装置２３２の識別レベル、すなわち紙幣 の種々の金種を識別する能力を更に高めるために、長さの異なるいくつかの（例 えば三つの）テンプレートを各金種向けに用いることができる。三つのテンプレ ートの平均テンプレート点は、最終的に整合した金種を選ぶのに用いられる。こ れら三つのテンプレートは、例えば、空間的にシフトされたパターン要素を表わ すという意味から、それぞれに異なっている。その代わり、これら三つのテンプ レートは、パターン機構の物理的な伸びの程度を表わす。テンプレートの集合の 選択は、機構の上の物理的パターンの使用中または製造中のひずみの予期される タイプに左右される。 本発明の精神から逸脱することなく明白な変更ができることは、当業者には理 解されるはずである。従って、参照は、以上述べた明細書にではなく、主として 本発明の範囲を定める添付の特許請求の範囲になさるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セキュリティ・スレッドを組み込んだ文書の真贋を検査するための装置であ って、前記セキュリティ・スレッドが一つ以上の磁性材料を含み、磁性材料の各 領域が１メートル当たり５０００アンペアの飽和保磁力と２００ないし１０，０ ００の比透磁率とを含む一つ以上の所定の磁気的特徴を有するようにした前記装 置において、 ａ．前記文書が通過する所定の空間領域内での所定の基本周波数の交流磁界と して加えられた磁界を供給するための励振手段であって、前記加えられた磁界を 前記一つ以上の磁気材料領域のうちの少なくとも一つに供給して、これを飽和さ せる前記励振手段と； ｂ．受信手段であって、前記文書が前記受信手段の磁界検出部から１０ミリメ ートル以下の距離の所を通過する前記所定の空間領域内の応答磁界を検出し、更 に該応答磁界の対応する一つ以上の特徴を表す一つ以上の検出された信号を供給 するための前記受信手段と； ｃ．磁性材料の各領域の前記一つ以上の所定の磁気的特徴のうちの少なくとも 一つを決定するための検出された信号に応答して、前記文書の真贋を検査する信 号処理手段と； を含むことを特徴とする装置。 ２．前記一つ以上の磁性材料領域のうちの少なくとも一つの領域の前記一つ以上 の所定の磁気的特徴が、前記磁性材料の種類を含むことを特徴とする、請求項１ に記載の装置。 ３．前記応答磁界が交流磁界であり、また、前記セキュリティ・スレッドが前記 所定の空間領域内に存在する状態で、前記応答磁界が前記加えられた磁界の前記 所定の基本周波数のものであり、また前記所定の基本周波数の一つ以上の調波周 波数のものであることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 ４．前記一つ以上の検出された信号が、前記所定の基本周波数と、前記所定の基 本周波数の前記一つ以上の調波周波数を表し、また前記信号処理手段が、前記一 つ以上の検出された信号に応じて磁性材料の種類を決定するための手段を含むこ とを特徴とする、請求項３に記載の装置。 ５．前記信号処理手段が、第三の高調波周波数を表す検出された信号を第一の所 定の閾値と比較することによって、また前記基本周波数を表す検出された信号を 第二の所定の閾値と比較することによって、更にまた前記第三の高調波周波数を 表す前記検出された信号と前記基本周波数を表す検出された信号との比を所定の 範囲の値と比較することによって、磁性材料の種類を決定するための手段を含む ことを特徴とする、請求項４に記載の装置。 ６．前記受信手段が、前記検出された信号の少なくとも一つを、前記所定の基本 周波数で加えられた前記磁界に対する応答磁界の位相を表わす実位相信号として 供給するための手段を含むことを特徴とする、請求項３に記載の装置。 ７．前記信号処理手段が、前記実位相信号を基準位相信号と比較することにより 磁性材料の種類を決定するための手段を含み、前記実位相信号が前記磁性材料の 飽和保磁力を表し、前記基準信号が前記磁性材料の前記飽和保磁力の期待値を表 すようにしたことを特徴とする、請求項６に記載の装置。 ８．前記受信手段が、前記一つ以上の磁気材料領域の一つずつに、前記一つ以上 の検出された信号のうちの少なくとも一つを供給するための手段を含み、前記信 号処理手段が、前記検出された信号に応答して、前記検出された信号から前記文 書の特徴を決定し、前記文書の真贋を決定するための手段を含むようにしたこと を特徴とする、請求項１に記載の装置。 ９．前記文書の特徴が前記文書の金種であることを特徴とする、請求項８に記載 の装置。 １０．前記信号処理手段が、前記検出された信号を、前記文書の所望の金種を表 わす一つ以上の記憶された信号と比較することにより前記文書の金種を決定すた るための手段を含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。 １１．前記所定の基本周波数が、５００ヘルツから５００キロヘルツまでの周波 数範囲にあることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 １２．前記励振手段が第一のワイヤコイルを含み、前記受信手段が第二のワイヤ コイルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。 １３．前記第二のワイヤコイルが、前記セキュリティ・スレッドの前記一つ以上 の磁性材料領域のいずれの長さよりも短い幅を有することを特徴とする、請求項 １２に記載の装置。 １４．前記第一のワイヤコイルと前記第二のワイヤコイルとが、共に前記文書の 片側の方に空間的に配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の装置 。 １５．前記第一のワイヤコイルと前記第二のワイヤコイルとが、共に前記文書の 両側の方に空間的に配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の装置 。 １６．前記第一のワイヤコイルが鉄心に巻かれていることを特徴とする、請求項 １２に記載の装置。 １７．前記鉄心がフェライト材であることを特徴とする、請求項１６に記載の装 置。 １８．前記第一のワイヤコイルと前記第二のワイヤコイルとが、前記文書の互い に対向する側の方に空間的に配置されていることを特徴とする、請求項１２に記 載の装置。