СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для проверки ценных документов, таких, например, как банкноты, чеки, карты, билеты, купоны.

Из уровня техники известно снабжение ценных документов защитными элементами, например защитными полосами или же защитными нитями, содержащими магнитный материал. Магнитный материал может быть при этом нанесен на защитный элемент по всей его площади либо только локально на отдельные участки, например, в виде кода. Для магнитного кодирования защитного элемента используется, например, определенная последовательность магнитных и немагнитных участков, характеристическая для данного типа защищаемого ценного документа. Помимо этого известно применение различных магнитных материалов для магнитного кодирования, например, материалов с различающейся между собой коэрцитивной силой. Для создания известных в настоящее время магнитных кодов используют, например, два обладающих различающейся между собой коэрцитивной силой магнитных материала, из которых образуют магнитные участки двух типов, которые могут располагаться рядом друг с другом или один поверх другого.

Известна далее возможность автоматической проверки банкнот, имеющих защитные нити с магнитным кодом из обладающих различающейся между собой коэрцитивной силой материалов. При этом банкноты перемещаются в направлении, параллельном ориентации защитного элемента, и последовательно проходят сначала через сильное магнитное поле, ориентированное параллельно направлению их перемещения и намагничивающее одновременно высококоэрцитивные и низкокоэрцитивные магнитные участки вдоль этого направления перемещения банкнот. Величина остаточной намагниченности проверяется индуктивной магнитной головкой, чувствительной исключительно в направлении, параллельном направлению перемещения банкнот. Затем банкноты проходят через магнитное поле меньшей напряженности, ориентированное перпендикулярно направлению перемещения банкнот и намагничивающее только низкокоэрцитивные магнитные участки перпендикулярно направлению перемещения банкнот, тогда как высококоэрцитивные магнитные участки остаются намагничены в направлении перемещения банкнот. Величина остаточной намагниченности вновь проверяется индуктивной магнитной головкой, чувствительной исключительно в направлении, параллельном направлению перемещения банкнот. Первой индуктивной магнитной головкой при этом детектируются высоко- и низкокоэрцитивные магнитные участки, а второй индуктивной магнитной головкой детектируются лишь высококоэрцитивные магнитные участки. Однако при наличии на защитном элементе также комбинированных магнитных участков, содержащих оба обладающих различающейся между собой коэрцитивной силой магнитных материала, которые поэтому одновременно попадают в зону действия магнитного датчика, им детектируется наложение магнитных сигналов от таких обладающих различающейся между собой коэрцитивной силой магнитных материалов. От комбинированных магнитных участков при этом исходит менее интенсивный магнитный сигнал, размах которого занимает промежуточное положение между размахом сигнала от высококоэрцитивных и размахом сигнала от низкокоэрцитивных магнитных участков. Недостаток такого способа состоит в том, что такие комбинированные магнитные участки лишь с трудом можно отличить от высококоэрцитивных или низкокоэрцитивных магнитных участков.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача обеспечить возможность такой проверки ценных документов, при проведении которой можно было бы надежно отличать друг от друга высококоэрцитивные, низкокоэрцитивные и комбинированные магнитные участки.

Указанная задача решается с помощью объектов, заявленных в независимых пунктах формулы изобретения. В соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения представлены различные предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Проверяемый ценный документ имеет защитный элемент с несколькими магнитными участками. К таким магнитным участкам относятся по меньшей мере один высококоэрцитивный магнитный участок из высококоэрцитивного магнитного материала с первой коэрцитивной силой, по меньшей мере один низкокоэрцитивный магнитный участок из низкокоэрцитивного магнитного материала со второй коэрцитивной силой, которая меньше первой коэрцитивной силы, и по меньшей мере один комбинированный магнитный участок, содержащий одновременно высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы. Так, например, каждый из числа по меньшей мере одного высококоэрцитивного, по меньшей мере одного низкокоэрцитивного и по меньшей мере одного комбинированного магнитных участков на защитном элементе отделен от другого, соседнего с ним магнитного участка расположенным между ними немагнитным участком.

По меньшей мере один комбинированный магнитный участок содержит одновременно высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы. В предпочтительном варианте комбинированный магнитный участок содержит высококоэрцитивный магнитный материал в меньшем количестве, чем высококоэрцитивный магнитный участок, и содержит низкокоэрцитивный магнитный материал в меньшем количестве, чем низкокоэрцитивный магнитный участок. Комбинированный магнитный участок прежде всего выполнен таким образом, что его высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы имеют в основном одинаковую остаточную магнитную индукцию. Так, например, комбинированный магнитный участок содержит высококоэрцитивный магнитный материал в таком же количестве, в котором он содержит и низкокоэрцитивный магнитный материал. Высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы комбинированного магнитного участка прежде всего расположены один поверх другого. Альтернативно этому комбинированный магнитный участок может также содержать высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы в виде их смеси.

Однако высококоэрцитивный магнитный материал высококоэрцитивного магнитного участка не предназначен для перемагничивания низкокоэрцитивного магнитного материала комбинированного магнитного участка или низкокоэрцитивного магнитного материала низкокоэрцитивного магнитного участка. Высококоэрцитивный магнитный материал комбинированного магнитного участка также не предназначен для перемагничивания низкокоэрцитивного магнитного материала комбинированного магнитного участка или низкокоэрцитивного магнитного материала низкокоэрцитивного магнитного участка. Обусловлено это тем, что напряженность магнитного поля, создаваемого соответствующим высококоэрцитивным магнитным материалом по месту нахождения низкокоэрцитивного магнитного материала, меньше коэрцитивной силы соответствующего низкокоэрцитивного магнитного материала.

В одном из частных вариантов остаточная магнитная индукция высококоэрцитивного магнитного участка и остаточная магнитная индукция низкокоэрцитивного магнитного участка равны. Помимо этого остаточная магнитная индукция высококоэрцитивного магнитного материала комбинированного магнитного участка, например, составляет половину остаточной магнитной индукции высококоэрцитивного магнитного участка, а остаточная магнитная индукция низкокоэрцитивного магнитного материала еще одного магнитного участка составляет половину остаточной магнитной индукции низкокоэрцитивного магнитного участка. Для комбинированного магнитного участка результирующая остаточная магнитная индукция определяется как сумма обеих величин остаточной магнитной индукции высококоэрцитивного и низкокоэрцитивного магнитных материалов комбинированного магнитного участка. Результирующая остаточная магнитная индукция комбинированного магнитного участка прежде всего преимущественно равна остаточной магнитной индукции высококоэрцитивного магнитного участка и равна остаточной магнитной индукции низкокоэрцитивного магнитного участка.

Для проверки ценного документа выполняют следующие стадии. Ценный документ, соответственно его защитный элемент намагничивают первым магнитным полем, напряженность которого больше первой и второй коэрцитивных сил. Намагниченность высококоэрцитивного магнитного материала (высококоэрцитивного и комбинированного магнитных участков) и намагниченность низкокоэрцитивного магнитного материала (низкокоэрцитивного и комбинированного магнитных участков) при этом единообразно ориентируются в первом направлении намагничивания. После такого первого намагничивания затем первым магнитным детектором детектируют первые магнитные сигналы защитного элемента. После этого ценный документ, соответственно защитный элемент намагничивают вторым магнитным полем, напряженность которого меньше первой коэрцитивной силы, но больше второй коэрцитивной силы. Намагниченность высококоэрцитивного магнитного материала (высококоэрцитивного и комбинированного магнитных участков) остается при этом ориентирована неизменно в первом направлении намагничивания. Второе магнитное поле ориентировано таким образом, что намагниченность низкокоэрцитивного магнитного материала (низкокоэрцитивного и комбинированного магнитных участков) ориентирована антипараллельно первому направлению намагничивания. Так, например, второе магнитное поле ориентировано антипараллельно первому магнитному полю. После такого второго намагничивания затем первым или вторым магнитным детектором детектируют вторые магнитные сигналы защитного элемента. В некоторых вариантах вторые магнитные сигналы детектируют вторым магнитным детектором, который, например, конструктивно одинаков с первым магнитным детектором. Однако альтернативно этому вторые магнитные сигналы можно также детектировать первым магнитным детектором, т.е. тем же магнитным детектором, которым детектируются и первые магнитные сигналы.

Помимо этого анализируют первые и вторые магнитные сигналы защитного элемента для определения тех мест, где на защитном элементе находятся его магнитные участки, и для идентификации каждого из магнитных участков либо как одного из комбинированных магнитных участков, либо как одного из высоко- или низкокоэрцитивных магнитных участков. Поскольку первым магнитным полем все магнитные участки защитного элемента намагничиваются в первом направлении намагничивания, на основании первого магнитного сигнала можно определить, в каких местах на защитном элементе находятся его магнитные участки.

Поскольку напряженность второго магнитного поля меньше первой коэрцитивной силы, высококоэрцитивные магнитные участки не перемагничиваются вторым магнитным полем. Поэтому при применении конструктивно одинаковых или идентичных магнитных детекторов для детектирования первого и второго магнитных сигналов первые и вторые магнитные сигналы высококоэрцитивных магнитных участков в основном одинаковы. Поскольку низкокоэрцитивный магнитный материал ориентируется при его намагничивании вторым магнитным полем антипараллельно первому направлению намагничивания, второй магнитный сигнал по меньшей мере одного низкокоэрцитивного магнитного участка отличается от его первого магнитного сигнала. Так, например, второй магнитный сигнал низкокоэрцитивного магнитного участка в основном инвертирован по сравнению с первым магнитным сигналом этого же низкокоэрцитивного магнитного участка. Помимо этого антипараллельное намагничивание низкокоэрцитивного магнитного материала приводит также к тому, что второй магнитный сигнал по меньшей мере одного комбинированного магнитного участка отличается от его первого магнитного сигнала и от вторых магнитных сигналов высоко- и низкокоэрцитивных магнитных участков. На основании второго магнитного сигнала конкретного магнитного участка можно определить, является ли он высококоэрцитивным, низкокоэрцитивным или комбинированным магнитным участком.

По меньшей мере один комбинированный магнитный участок намагничивают вторым магнитным полем таким образом, что результирующая намагниченность по меньшей мере одного комбинированного магнитного участка, которую он приобретает в результате второго намагничивания, по меньшей мере практически полностью исчезает. При этом прежде всего значения остаточной магнитной индукции низкокоэрцитивного и высококоэрцитивного магнитных материалов по меньшей мере одного комбинированного магнитного участка подобраны с таким расчетом, что в результате взаимно антипараллельного намагничивания высоко- и низкокоэрцитивного магнитных материалов устанавливается исчезающая результирующая намагниченность соответствующего комбинированного магнитного участка. Так, например, комбинированные магнитные участки выполнены таким образом, что высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы комбинированного магнитного участка имеют в основном одинаковую остаточную магнитную индукцию. В том случае, если при этом низкокоэрцитивный магнитный материал комбинированного магнитного участка намагничивается вторым магнитным поля антипараллельно по отношению к высококоэрцитивному магнитному материалу этого комбинированного магнитного участка, достигается исчезающая результирующая намагниченность соответствующего комбинированного магнитного участка. Благодаря практическому исчезновению результирующей намагниченности комбинированных магнитных участков существует возможность с высокой надежностью отличать вторые магнитные сигналы высококоэрцитивных и низкокоэрцитивных магнитных участков от вторых магнитных сигналов комбинированных магнитных участков.

Направления первого намагничивания и второго намагничивания в предпочтительном варианте лежат в плоскости ценного документа. Подобная ориентация направлений намагничивания предпочтительна по сравнению с намагничиванием в направлении, перпендикулярном плоскости ценного документа, поскольку магнитный материал защитного элемента легче поддается намагничиванию в плоскости ценного документа, чем перпендикулярно ей. Поэтому благодаря намагничиванию в плоскости ценного документа возможна более надежная и достоверная проверка ценного документа. В некоторых вариантах направление первого намагничивания параллельно или антипараллельно направлению перемещения ценного документа, а направление второго намагничивания противоположно направлению первого намагничивания. Однако направления первого намагничивания и второго намагничивания могут также лежать в плоскости ценного документа и при этом быть перпендикулярны или наклонены к направлению его перемещения.

Каждый из магнитных участков защитного элемента вносит свой вклад в первый и второй магнитные сигналы защитного элемента. Такой вклад, вносимый конкретным магнитным участком в первый, соответственно второй магнитный сигнал защитного элемента, ниже обозначается как первый, соответственно второй магнитный сигнал соответствующего магнитного участка. Так, например, первый магнитный сигнал, соответственно второй магнитный сигнал магнитного участка представлены в виде первой сигнатуры, соответственно второй сигнатуры. Первый и второй магнитные сигналы защитного элемента могут, следовательно, содержать множество отдельных их сигнатур. Однако точная форма сигнатур магнитных сигналов зависит от применяемого магнитного детектора, а также от остаточной магнитной индукции соответствующего магнитного участка и его длины. Так, например, первая сигнатура магнитных сигналов высококоэрцитивных, низкокоэрцитивных и комбинированных магнитных участков может быть в каждом случае представлена в виде одиночного пика или двойного пика. При исчезающей результирующей намагниченности, которая может быть создана на комбинированных магнитных участках путем их антипараллельного второго намагничивания, второй магнитный сигнал комбинированного магнитного участка имеет амплитуду, которая не имеет никаких выраженных пиков и которая остается вблизи второго сдвига, которым характеризуется второй магнитный сигнал.

Для идентификации магнитных участков анализируют их вторые магнитные сигналы. Для этого в предпочтительном варианте выполняют обработку вторых магнитных сигналов, используя два пороговых уровня, с которыми сравнивают соответствующий второй магнитный сигнал конкретного магнитного участка. Эти два пороговых уровня образованы верхним пороговым уровнем и нижним пороговым уровнем, при этом нижний пороговый уровень находится ниже верхнего порогового уровня. Применительно к положительной амплитуде второго магнитного сигнала сказанное означает, что верхнему пороговому уровню соответствует большая амплитуда магнитного сигнала, чем нижнему пороговому уровню. При идентификации магнитных участков все те магнитные участки, второй магнитный сигнал которых не выходит ни за верхний пороговый уровень, ни за нижний пороговый уровень, идентифицируют как комбинированные магнитные участки. Помимо этого каждый магнитный участок, второй магнитный сигнал которого выходит за верхний пороговый уровень или второй магнитный сигнал которого выходит за нижний пороговый уровень, идентифицируют как высоко- или низкокоэрцитивный магнитный участок. Длину отдельных магнитных участков вдоль продольного направления защитного элемента можно определять, например, исходя из ширины второго магнитного сигнала соответствующего магнитного участка либо исходя из сигнала, полученного на основании второго магнитного сигнала или на основании первого и второго магнитных сигналов соответствующего магнитного участка.

Поскольку магнитные сигналы высоко- и низкокоэрцитивных магнитных участков могут в зависимости от типа применяемого магнитного детектора иметь различные сигнатуры, решение о том, должен ли быть идентифицирован магнитный участок как высококоэрцитивный или как низкокоэрцитивный магнитный участок, также зависит от типа магнитного детектора. У некоторых магнитных детекторов второй магнитный сигнал высококоэрцитивных магнитных участков в каждом случае представлен в виде положительного одиночного пика, а второй магнитный сигнал низкокоэрцитивных магнитных участков в каждом случае представлен в виде отрицательного одиночного пика. В этом случае каждый магнитный участок, второй магнитный сигнал которого выходит за верхний пороговый уровень, идентифицируют как высококоэрцитивный магнитный участок, а каждый магнитный участок, второй магнитный сигнал которого выходит за нижний пороговый уровень, идентифицируют как низкокоэрцитивный магнитный участок. В одном из вариантов второй магнитный сигнал высококоэрцитивных и низкокоэрцитивных магнитных участков представлен в виде двойного пика, при этом двойной пик, вид которого имеет второй магнитный сигнал низкокоэрцитивного магнитного участка, является инверсным по отношению к двойному пику, вид которого имеет второй магнитный сигнал высококоэрцитивного магнитного участка. В этом случае с тем, чтобы высококоэрцитивные магнитные участки можно было отличить от низкокоэрцитивных магнитных участков, дополнительно анализируют форму вторых магнитных сигналов высококоэрцитивных и низкокоэрцитивных магнитных участков.

Второй магнитный сигнал защитного элемента имеет второй сдвиг. Вторые магнитные сигналы магнитных участков сформированы относительно этого второго сдвига. Верхний пороговый уровень задают таким, что он находится выше этого второго сдвига, а нижний пороговый уровень задают таким, что он находится ниже этого второго сдвига. При идентификации магнитных участков все те магнитные участки, второй магнитный сигнал которых не выходит ни за верхний пороговый уровень, лежащий выше этого второго сдвига, ни за нижний пороговый уровень, лежащий ниже этого второго сдвига, идентифицируют как комбинированные магнитные участки. Благодаря тому, что верхний и нижний пороговые уровни располагают по разные стороны от второго сдвига второго магнитного сигнала, его сравнение с обоими этими пороговыми уровнями позволяет с исключительно высокими надежностью и достоверностью отличать комбинированные магнитные участки от высоко- и низкокоэрцитивных магнитных участков.

Для идентификации магнитных участков вместо второго магнитного сигнала можно также использовать сигнал, полученный на основании (производный от) второго магнитного сигнала, или сигнал, полученный на основании (производный от) второго магнитного сигнала или первого и второго магнитных сигналов. Такой производный сигнал можно получать на основании второго магнитного сигнала, например, путем определения корреляции этого второго магнитного сигнала с базовым сигналом, который является характеристическим для магнитного детектора, детектирующего этот второй магнитный сигнал, и для проверяемого защитного элемента. Производный первый сигнал может, например, соответствовать максимальному значению на корреляционной кривой, которую определяли для каждого места вдоль продольного направления защитного элемента. Вместе с тем возможно использование и иных характеристик корреляционной кривой. Производный сигнал, однако, может также представлять собой непосредственно максимальное значение второго магнитного сигнала, который детектируется вторым магнитным детектором в соответствующем месте вдоль продольного направления защитного элемента. Однако производный сигнал может также представлять собой площадь под характеристикой второго магнитного сигнала в соответствующем месте вдоль защитного элемента либо иные характеристики второго магнитного сигнала или характеристики сигнала, полученного на основании (производного от) первого и второго магнитных сигналов.

При использовании производного сигнала для идентификации магнитных участков каждый магнитный участок, для которого полученный на основании его второго магнитного сигнала сигнал либо для которого полученный на основании его первого и второго магнитных сигналов сигнал не выходит ни за верхний пороговый уровень, ни за нижний пороговый уровень, идентифицируют как комбинированный магнитный участок. Каждый же магнитный участок, для которого полученный на основании его второго магнитного сигнала сигнал либо для которого полученный на основании его первого и второго магнитных сигналов сигнал выходит за верхний пороговый уровень и/или за нижний пороговый уровень, идентифицируют либо как высококоэрцитивный, либо как низкокоэрцитивный магнитный участок.

С целью оптимизировать идентификацию комбинированных магнитных участков верхний и нижний пороговые уровни в предпочтительном варианте задают отстоящими друг от друга на сравнительно большое расстояние. Расстояние между верхним и нижним пороговыми уровнями прежде всего составляет по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 75%, главным образом по меньшей мере 100%, от среднего размаха H2 второго магнитного сигнала (см. фиг. 2), каковой размах имеют второй магнитный сигнал высококоэрцитивных магнитных участков и/или второй магнитный сигнал низкокоэрцитивных магнитных участков относительно второго сдвига второго магнитного сигнала. Средний размах сигнала можно определять, например, на основании эмпирических данных, предварительно установленных при калибровке второго магнитного детектора на стадии, предваряющей проверку ценных документов. Альтернативно этому средний размах сигнала можно также определять в своего рода режиме реального времени на основании второго магнитного сигнала, например, путем усреднения размаха отдельных сигнатур магнитных сигналов высококоэрцитивных и/или низкокоэрцитивных магнитных участков, присутствующих во втором магнитном сигнале.

В некоторых вариантах верхний пороговый уровень и/или нижний пороговый уровень выбирают в зависимости от первого магнитного сигнала защитного элемента, прежде всего в зависимости от размаха первого магнитного сигнала, который он имеет относительно первого сдвига. Подобный подход позволяет, например, реагировать на колебания в скорости перемещения ценного документа или на обусловленные производственными причинами колебания в количестве магнитного материала на магнитных участках.

Верхний пороговый уровень и/или нижний пороговый уровень можно при этом выбирать одинаковыми/одинаковым для всех магнитных участков, все вторые магнитные сигналы которых поэтому сравнивают с одними и теми же верхним и нижним пороговыми уровнями, которые, однако, выбираются динамически в зависимости от первого магнитного сигнала защитного элемента. В том случае, если размах первых магнитных сигналов магнитных участков защитного элемента лежит, например, в среднем относительно высоко, соответственно низко, соответственно повышают или снижают также верхний пороговый уровень.

Альтернативно этому для магнитных участков защитного элемента можно также выбирать разные верхние пороговые уровни, соответственно разные нижние пороговые уровни, и в этом случае вторые магнитные сигналы магнитных участков будут сравниваться с разными верхними, соответственно разными нижними пороговыми уровнями. Так, в частности, для по меньшей мере одного из магнитных участков верхний пороговый уровень и/или нижний пороговый уровень выбирают индивидуально в зависимости от первого магнитного сигнала соответствующего магнитного участка, прежде всего в зависимости от размаха первого магнитного сигнала соответствующего магнитного участка, каковой размах этот первый магнитный сигнал соответствующего магнитного участка имеет относительно своего первого сдвига. Для всех магнитных участков защитного элемента особенно предпочтительно выбирать верхний пороговый уровень и/или нижний пороговый уровень индивидуально в зависимости от размаха первого магнитного сигнала соответствующего магнитного участка. В том случае, если размах первого магнитного сигнала магнитного участка оказывается, например, ниже, чем сохраненный в памяти опорный размах магнитного сигнала, снижают также верхний пороговый уровень для этого магнитного участка. Благодаря индивидуальному выбору верхнего, соответственно нижнего порогового уровня его индивидуально согласуют с конкретным магнитным участком и его особенностями, например с его длиной и количеством магнитного материала на нем. Таким путем для каждого магнитного участка достигается оптимальное положение верхнего и нижнего пороговых уровней. Благодаря этому дополнительно повышается достоверность, с которой комбинированные магнитные участки можно отличать от высоко- и низкокоэрцитивных магнитных участков.

Еще одним объектом настоящего изобретения является устройство для проверки ценного документа, имеющего защитный элемент с несколькими магнитными участками, к которым относятся по меньшей мере один высококоэрцитивный магнитный участок, по меньшей мере один низкокоэрцитивный магнитный участок и по меньшей мере один комбинированный магнитный участок. Такое устройство имеет первый магнитный детектор, предназначенный для детектирования первых магнитных сигналов защитного элемента. Такое устройство имеет, кроме того, магнитный детектор, предназначенный для детектирования вторых магнитных сигналов защитного элемента и представляющий собой при этом либо первый магнитный детектор, либо второй магнитный детектор, который, например, конструктивно одинаков с первым магнитным детектором. Первый и второй магнитные детекторы могут быть образованы одним или несколькими индуктивными элементами, элементами Холла, стандартными магниторезистивными элементами, элементами с гигантским магнетосопротивлением, элементами с анизотропным магнетосопротивлением, элементами с туннельным магнетосопротивлением, элементами со спин-зависимым туннелированием или спин-вентильными элементами.

Предлагаемое в изобретении устройство имеет далее устройство обработки сигналов, предназначенное для анализа первых и вторых магнитных сигналов. Такое устройство обработки сигналов выполнено с возможностью определения тех мест, где на защитном элементе находятся его магнитные участки, и с возможностью идентификации этих магнитных участков. При идентификации магнитных участков защитного элемента каждый из них идентифицируется либо как один из комбинированных магнитных участков, содержащий одновременно высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы, либо как один из высоко- или низкокоэрцитивных магнитных участков, т.е. как один из остальных магнитных участков, которые может иметь защитный элемент. Устройство обработки сигналов выполнено с возможностью идентификации всех тех магнитных участков, второй магнитный сигнал которых не выходит ни за верхний пороговый уровень, ни за нижний пороговый уровень, как комбинированных магнитных участков. Верхний пороговый уровень лежит при этом выше, а нижний пороговый уровень - ниже второго сдвига второго магнитного сигнала. Верхний пороговый уровень и/или нижний пороговый уровень прежде всего могут/может быть сохранены/сохранен в памяти устройства обработки сигналов или могут/может динамически генерироваться им. Верхний и нижний пороговые уровни могут при этом выбираться в соответствии с приведенными выше пояснениями.

В одном из вариантов предлагаемое в изобретении устройство имеет, кроме того, являющиеся его компонентами первое и второе намагничивающие устройства. Первое намагничивающее устройство предлагаемого в изобретении устройства предназначено для создания первого магнитного поля, которое предназначено для первого намагничивания защитного элемента. Второе намагничивающее устройство предназначено соответственно для создания второго магнитного поля, предназначенного для второго намагничивания защитного элемента. Первое и второе магнитные поля могут создаваться, например, постоянными магнитами или электромагнитами. Создаваемое первым намагничивающим устройством первое магнитное поле предназначено для первого намагничивания высококоэрцитивного и низкокоэрцитивного магнитных материалов в первом направлении намагничивания, при этом напряженность первого магнитного поля, используемого для первого намагничивания, большей первой коэрцитивной силы. Первое намагничивающее устройство расположено таким образом, что при работе предлагаемого в изобретении устройства каждый из магнитных участков подвергается первому намагничиванию до детектирования первого магнитного сигнала соответствующего магнитного участка. Создаваемое же вторым намагничивающим устройством второе магнитное поле предназначено для второго намагничивания низкокоэрцитивного магнитного материала во втором направлении, антипараллельном первому направлению намагничивания. Напряженность магнитного поля, используемого для второго намагничивания, меньше первой коэрцитивной силы, однако больше второй коэрцитивной силы. Намагниченность высококоэрцитивного магнитного материала остается при втором намагничивании ориентирована неизменно в первом направлении намагничивания. Второе намагничивающее устройство расположено таким образом, что при работе предлагаемого в изобретении устройства каждый из магнитных участков подвергается второму намагничиванию после детектирования первого и до детектирования второго магнитных сигналов соответствующего магнитного участка. Направление второго магнитного поля ориентировано прежде всего антипараллельно направлению первого магнитного поля.

В другом варианте первое намагничивающее устройство не является компонентом предлагаемого в изобретении устройства, а образовано внешним намагничивающим устройством, расположенным вне предлагаемого в изобретении устройства и создающим первое магнитное поле. В качестве такого внешнего намагничивающего устройства можно использовать, например, постоянный магнит или электромагнит, мимо которого ценный документ перемещается вручную или автоматически в целях первого намагничивания его защитного элемента. Внешнее намагничивающее устройство создает магнитное поле напряженностью, которая больше первой коэрцитивной силы, что позволяет намагничивать все магнитные участки в первом направлении намагничивания. Второе намагничивающее устройство в этом варианте может быть, как описано выше, выполнено в качестве компонента предлагаемого в изобретении устройства.

Альтернативно этому второе намагничивающее устройство может быть образовано внешним намагничивающим устройством, расположенным вне предлагаемого в изобретении устройства и создающим второе магнитное поле. Для второго намагничивания используют, например, постоянный магнит или электромагнит, мимо которого ценный документ перемещается вручную или автоматически для второго намагничивания его защитного элемента. Такое внешнее намагничивающее устройство создает магнитное поле второй напряженности, которая по своей величине занимает промежуточное положение между первой и второй коэрцитивными силами, в результате чего низкокоэрцитивный магнитный материал может перемагничиваться в антипараллельном направлении намагничивания. Первое намагничивающее устройство в этом варианте может быть выполнено в виде компонента предлагаемого в изобретении устройства или также в виде внешнего намагничивающего устройства. В последнем случае первое и второе намагничивающие устройства могут быть выполнены в виде отдельных внешних намагничивающих устройств либо в виде комбинированного внешнего намагничивающего устройства, создающего первое и второе магнитные поля.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - устройство для проверки защитного элемента, имеющее два намагничивающих устройства и два магнитных детектора, ориентированных перпендикулярно направлению перемещения защитного элемента и перпендикулярно защитному элементу,

на фиг. 2 - характеристики полученных с помощью изображенного на фиг. 1 устройства первого и второго магнитных сигналов защитного элемента,

на фиг. 3 - устройство для проверки защитного элемента, имеющее два намагничивающих устройства и два магнитных детектора, ориентированных перпендикулярно направлению перемещения защитного элемента и параллельно защитному элементу,

на фиг. 4 - устройство для проверки защитного элемента, имеющее два намагничивающих устройства и два магнитных детектора, ориентированных наклонно к направлению перемещения защитного элемента и наклонно к защитному элементу,

на фиг. 5 - вид в аксонометрии устройства для проверки защитного элемента, имеющего барабан, на котором вращается ценный документ, и два намагничивающих устройства и два магнитных детектора, перемещающихся параллельно защитному элементу над вращающимся ценным документом,

на фиг. 6 - вид в плане изображенного на фиг. 5 устройства и

на фиг. 7 - схема, иллюстрирующая идентификацию магнитных участков на основании сигнала, полученного на основании второго магнитного сигнала.

На фиг. 1 схематично показано устройство для проверки магнитных свойств ценного документа (на чертеже не показан), который снабжен защитным элементом 2 и перемещается мимо этого устройства в направлении T. Такое устройство, ниже называемое проверочным устройством, предназначено для проверки защитного элемента 2, расположенного на ценном документе параллельно направлению T его перемещения. Подобное проверочное устройство может являться компонентом машины для обработки ценных документов, которой ценные документы проверяются на подлинность, тип и/или состояние, прежде всего может представлять собой магнитный датчик, встраиваемый в такую машину. Однако подобное проверочное устройство может также представлять собой автономное измерительное устройство для проверки магнитных свойств ценных документов. Защитный элемент 2 в данном примере выполнен в виде защитной нити, которая вдоль своего продольного направления имеет первый высококоэрцитивный магнитный участок h, комбинированный магнитный участок c, низкокоэрцитивный магнитный участок l и второй высококоэрцитивный магнитный участок h. Между этими магнитными участками h, l, c, h находится немагнитный материал. Высококоэрцитивный и низкокоэрцитивный магнитные материалы комбинированного магнитного участка с имеют одинаковую остаточную магнитную индукцию.

Проверочное устройство имеет первое намагничивающее устройство 9 и второе намагничивающее устройство 19, создающие магнитное поле параллельно, соответственно антипараллельно направлению T перемещения ценного документа. Первое намагничивающее устройство в данном примере предназначено для первого намагничивания защитного элемента 2 параллельно направлению Т перемещения ценного документа, а второе намагничивающее устройство 19 предназначено для второго намагничивания защитного элемента 2 антипараллельно направлению Т перемещения ценного документа. Альтернативно этому защитный элемент 2 можно также сначала намагничивать антипараллельно, а затем параллельно направлению Т перемещения ценного документа. Проверочное устройство имеет, кроме того, первый магнитный детектор 10, который расположен между обоими намагничивающими устройствам 9, 19, и второй магнитный детектор 20, который в направлении T перемещения ценного документа расположен после обоих намагничивающих устройств 9, 19. Оба магнитных детектора 10, 20 ориентированы перпендикулярно продольному направлению защитного элемента 2 и имеют детектирующий элемент, предназначенный по меньшей мере для детектирования магнитных полей параллельно и антипараллельно направлению Т перемещения ценного документа.

Проверочное устройство имеет далее устройство 8 обработки сигналов, соединенное с первым и вторым магнитными детекторами 10, 20 соединительными линиями 7. Такое устройство 8 обработки сигналов принимает измерительные сигналы от обоих магнитных детекторов 10, 20, обрабатывает и анализирует их. Устройство 8 обработки сигналов может, например, располагаться в одном корпусе с магнитными детекторами 10, 20. Данные от устройства 8 обработки сигналов могут через интерфейс 6 передаваться вовне, например в управляющее устройство, которое подвергает эти данные дальнейшей обработке, и/или на индикаторное устройство, информирующее о результате проверки ценного документа. В рассмотренных ниже примерах одинаковые элементы обозначены одними и теми же позициями.

На фиг. 2 в качестве примера показаны характеристики магнитных сигналов защитного элемента 2 в функции времени, которые регистрируются при перемещении защитного элемента 2 мимо показанного на фиг. 1 проверочного устройства. Первым магнитным детектором 10 детектируется первый магнитный сигнал M1 защитного элемента 2. Первое намагничивающее устройство 9 создает параллельно направлению T перемещения ценного документа первое магнитное поле высокой напряженности, под действием которого все магнитные участки h, c, l защитного элемента 2 при его перемещении мимо этого первого намагничивающего устройства намагничиваются параллельно направлению Т перемещения ценного документа. Первый магнитный сигнал M1 для всех магнитных участков h, l, c, h проявляет в начале данного магнитного участка сигнатуру (регистрируемую характеристику), которая состоит из положительного пика в начале магнитного участка и отрицательного пика в его конце (M1_h, M1_c, M1_l). Вторым намагничивающим устройством 19 создается магнитное поле меньшей напряженности, направление которого антипараллельно первому магнитному полю, создаваемому первым намагничивающим устройством 9. Эта меньшая напряженность магнитного поля имеет такую величину, что под действием него перемагничивается только низкокоэрцитивный магнитный материал, тогда как намагниченность высококоэрцитивного магнитного материала сохраняется. Следовательно, низкокоэрцитивный магнитный участок l и низкокоэрцитивный материал комбинированного магнитного участка c перемагничиваются в антипараллельном направлении. Оба же высококоэрцитивных магнитных участка h и высококоэрцитивный материал комбинированного магнитного участка с остаются и далее намагниченными в первом направлении. При последующем измерении вторым магнитным детектором 20 им детектируется второй магнитный сигнал M2 защитного элемента 2. Вторые магнитные сигналы M2_h высококоэрцитивных магнитных участков h проявляют такую же сигнатуру, что и первые магнитные сигналы M1_h высококоэрцитивных магнитных участков h. Поскольку низкокоэрцитивные магнитные материалы были перемагничены в антипараллельном направлении, второй магнитный сигнал M2_l магнитного участка l проявляет сигнатуру, инверсную по отношению к сигнатурам, наблюдавшимся у первого магнитного сигнала, и инверсную также по отношению к сигнатуре, наблюдавшейся у второго магнитного сигнала высококоэрцитивных магнитных участков h (отрицательный пик в начале и положительный пик в конце магнитного участка l). От комбинированного же магнитного участка с исходит гораздо менее интенсивный магнитный сигнал M2 с, который по отношению ко второму сдвигу O2 второго магнитного сигнала M2 имеет практически исчезающую амплитуду. Поскольку намагниченность высококоэрцитивного магнитного материала комбинированного магнитного участка c и (антипараллельная ей) намагниченность низкокоэрцитивного магнитного материала комбинированного магнитного участка с равны по абсолютной величине и противоположны по направлению (и взаимно квазиуничтожаются), отсюда следует результирующий магнитный сигнал М2 с комбинированного магнитного участка с практически исчезающей амплитудой.

На основании первого и второго магнитных сигналов M1, M2 устройство 8 обработки сигналов определяет те места, где на защитном элементе 2 присутствуют магнитные участки. Такое определение возможно, например, уже на основании одного только первого магнитного сигнала M1, например, путем анализа того, в каких местах на защитном элементе 2 можно обнаружить сигнатуру магнитных сигналов, ожидаемую для магнитных участков после их первого намагничивания (в данном случае двойной пик). Устройство 8 обработки сигналов предназначено, кроме того, для определения типа конкретного магнитного участка для каждого из обнаруженных магнитных участков. С этой целью используют два пороговых уровня S1 и S2, с которыми сравнивают второй магнитный сигнал M2. Верхний пороговый уровень S1 выбирают таким, что он находится выше второго сдвига O1 второго магнитного сигнала M2, а нижний пороговый уровень S2 выбирают так, что он находится ниже второго сдвига O2 второго магнитного сигнала M2. В том случае, если в результате такого сравнения с обоими пороговыми уровнями S1, S2 для одного из обнаруженных магнитных участков окажется, что второй магнитный сигнал конкретного магнитного участка не выходит ни за верхний пороговый уровень S1, ни за нижний пороговый уровень S2, этот магнитный участок идентифицируют как комбинированный магнитный участок c. Каждый магнитный участок, второй магнитный сигнал которого выходит за верхний пороговый уровень S1 и/или за нижний пороговый уровень S2, идентифицируют как высококоэрцитивный или низкокоэрцитивный магнитный участок. С целью отличить друг от друга высококоэрцитивные и низкокоэрцитивные магнитные участки анализируют, кроме того, соответствующую сигнатуру второго магнитного сигнала M2_h, M2_l этих магнитных участков на предмет того, были ли детектированы сначала положительный пик, а затем отрицательный пик (высококоэрцитивные магнитные участки h) или наоборот (низкокоэрцитивный магнитный участок l). При изменении на обратные направлений магнитных полей, создаваемых намагничивающими устройствами 9, 19, или при применении иных магнитных детекторов может потребоваться ровно обратная интерпретация магнитных участков как высоко- и низкокоэрцитивных.

Подобный способ позволяет надежно обнаруживать магнитный код, которым снабжена защитная нить 2 и который образован высококоэрцитивными, низкокоэрцитивными и комбинированными магнитными участками. При необходимости верхний пороговый уровень S1 и/или нижний пороговый уровень S2 можно при этом выбирать в зависимости от первого магнитного сигнала M1 защитного элемента 2. Так, например, верхний пороговый уровень S1, с которым сравнивают второй магнитный сигнал M2_l низкокоэрцитивного магнитного участка l, можно индивидуально для этого низкокоэрцитивного магнитного участка l снижать до первого порогового уровня S1∗, тогда как вторые магнитные сигналы остальных магнитных участков h, c, h сравнивают с пороговым уровнем S1. Таким путем первый пороговый уровень можно индивидуально согласовывать с относительно малым размахом H1_l, который имеет первый магнитный сигнал M1_l низкокоэрцитивного магнитного участка l относительно первого сдвига 01 первого магнитного сигнала M1.

На фиг. 3 схематично показан еще один вариант, в котором защитный элемент 2 перемещают в положении, в котором его продольное направление ориентировано перпендикулярно направлению T перемещения ценного документа. Для обеспечения пространственного разрешения вдоль защитного элемента 2 (направление у) в качестве первого и второго магнитных детекторов применяют первую детекторную линейку 11 (однострочную детекторную матрицу) и вторую детекторную линейку 21, каждая из которых имеет по множеству отдельных детектирующих (чувствительных) элементов 12, 22. Каждый из этих детектирующих элементов 12, 22 выдает магнитный сигнал, и поэтому в данном примере детектирующими элементами 12 детектируется множество первых магнитных сигналов M1, а детектирующими элементами 22 детектируется множество вторых магнитных сигналов M2. Каждый детектирующий элемент 12 первой детекторной линейки 11 сканирует тот же участок перемещаемого мимо нее защитного элемента 2, что и соответствующий этому детектирующему элементу детектирующий элемент 22 второй детекторной линейки 21. Обработка сигналов может выполняться, например, аналогично показанному на фиг. 1 и 2 варианту, при этом магнитные сигналы, выдаваемые каждыми двумя соответствующими друг другу детектирующими элементами 12, 22, обрабатываются как первый и второй магнитные сигналы.

На фиг. 4 схематично показан еще один вариант, в котором защитный элемент 2, как и в показанном на фиг. 3 варианте, перемещают в положении, в котором его продольное направление ориентировано перпендикулярно направлению T перемещения ценного документа. Однако в отличие от показанного на фиг. 1 и 2 варианта в данном варианте магнитные детекторы 10, 20 и намагничивающие устройства 9, 19 ориентированы наклонно к направлению T перемещения защитного элемента 2. Подобное наклонное расположение магнитных детекторов и намагничивающих устройств позволяет добиться пространственного разрешения и без использования сложных детекторных линеек. Оба детектирующих элемента магнитных детекторов 10, 20 детектируют первый, соответственно второй магнитные сигналы в функции времени аналогично описанному выше и показанному на фиг. 1 и 2 варианту.

На фиг. 5 и 6 показан следующий вариант, в котором проверочное устройство выполнено в виде автономного измерительного устройства, предназначенного для проверки магнитных свойств отдельных ценных документов 1. В отличие от показанного на фиг. 1 и 2 варианта в данном варианте второе намагничивающее устройство 19 и второй магнитный детектор 23 расположены рядом с первым намагничивающим устройством 9 и первым магнитным детектором 13. Оба магнитных детектора 13, 23 и оба намагничивающих устройства для 9, 19 смонтированы на сканирующем устройстве 5, которое выполнено перемещаемым вдоль направления В и расположено на малом расстоянии от барабана 3. Магнитные детекторы 13, 23 со своей нижней стороны имеют по чувствительному к магнитному полю участку 14, 24. Ценный документ 1 закрепляют на барабане 3, приводимом во вращение вокруг оси A, которая проходит параллельно направлению B. Вращение барабана 3 позволяет неоднократно перемещать находящийся на его боковой поверхности ценный документ 1 мимо магнитных детекторов 13, 23 и намагничивающих устройств 9, 19. При каждом обороте при этом могут детектироваться магнитные сигналы тех участков защитного элемента 2, которые в зависимости от положения сканирующего устройства 5 находятся как раз в зоне действия магнитных детекторов 13, соответственно 23. В результате медленного перемещения сканирующего устройства 5 вдоль направления В и одновременного быстрого вращения барабана 3 магнитные участки h, l, c защитного элемента 2 аналогично предшествующим вариантам последовательно дважды намагничиваются, и после каждого намагничивания детектируются их магнитные сигналы. На фиг. 6 проверочное устройство показано в тот момент в процессе вращения барабана, когда первым намагничивающим устройством 9 намагничивается комбинированный магнитный участок c, а магнитным детектором 13 детектируются первые магнитные сигналы M1_с этого комбинированного магнитного участка c. В процессе такого вращения барабана высококоэрцитивные и низкокоэрцитивные магнитные участки h, l находятся вне зоны действия обоих магнитных детекторов 13, 23. Альтернативно показанному на фиг. 5 и 6 расположению ценный документ 1 можно также закреплять на барабане 3 в положении, в котором защитный элемент 2 ориентирован не перпендикулярно, а параллельно направлению T перемещения ценного документа. В этом случае аналогично показанному на фиг. 1 варианту первый и второй магнитные сигналы детектируются в функции времени сначала первым, а затем вторым магнитным детектором.

Для идентификации магнитных участков первые и вторые магнитные сигналы M1, M2 защитного элемента можно прежде всего в показанных на фиг. 3 и на фиг. 5 и 6 вариантах обрабатывать следующим путем. Сначала на основании первого магнитного сигнала M1 получают производный от него первый сигнал M1′, а на основании второго магнитного сигнала M2 получают производный от него второй сигнал M2′. На фиг. 7 представлены примеры подобных производных первого и второго сигналов M1′, M2′. Показанный на фиг. 7 производный первый сигнал МГ получен на основании первого магнитного сигнала M1 магнитного детектора 10 путем определения корреляции этого первого магнитного сигнала M1 с базовым сигналом, который является характеристическим для применяемого магнитного детектора 10, 11 и проверяемого защитного элемента 2. Показанный на фиг. 7 производный первый сигнал M1′ соответствует максимальному значению на корреляционной кривой, которую определяли для каждого места у вдоль продольного направления защитного элемента 2. Однако возможно использование и иных характеристик корреляционной кривой. Аналогичным путем определяли производный второй сигнал M2′ на основании второго магнитного сигнала M2 магнитного детектора 20, 21 путем определения корреляции этого второго магнитного сигнала M2 с базовым сигналом, который является характеристическим для применяемого магнитного детектора 20, 21 и проверяемого защитного элемента 2.

Однако в качестве производного первого сигнала M1′ можно также использовать, например, максимальное значение первого магнитного сигнала M1, которое детектируется первым магнитным детектором 10, 11, соответственно его отдельными детектирующими элементами 12 в соответствующем месте у на защитном элементе 2. В качестве производного первого сигнала M1′, однако, можно также использовать площадь под характеристикой первого магнитного сигнала M1 в соответствующем месте у на защитном элементе 2 или же иные характеристики первого магнитного сигнала M1. Производный второй сигнал M2′ получают на основании второго магнитного сигнала M2 аналогично тому, как на основании первого магнитного сигнала M1 определяют производный от него первый сигнал M1′.

Производный второй сигнал M2′ может быть получен либо на основании только второго магнитного сигнала M2 либо на основании первого и второго магнитных сигналов M1, M2. В последнем случае, например, сначала определяют максимальное значение или площадь под характеристикой первого и второго магнитных сигналов M1, M2 либо значение корреляции первого и соответственно второго магнитного сигналов M1, M2 с базовым сигналом и после этого определяют производный второй сигнал M2′, например, путем построения линейной комбинации или путем определения отношения. Так, например, производный второй сигнал M2′ получают путем суммирования или вычитания максимальных значений первого M1 и второго M2 магнитных сигналов в соответствующем месте у либо путем суммирования или вычитания значений корреляции первого и второго магнитных сигналов в соответствующем месте y.

Затем производный второй сигнал M2′ сравнивают с верхним пороговым уровнем S1 и с нижним пороговым уровнем S2 с целью идентификации магнитных участков h, l, c. В том случае, если в результате такого сравнения с обоими пороговыми уровнями S1, S2 для одного из обнаруженных магнитных участков h, l, c окажется, что производный второй сигнал M2′ конкретного магнитного участка не выходит ни за верхний пороговый уровень S1, ни за нижний пороговый уровень S2, этот магнитный участок идентифицируют как комбинированный магнитный участок c (см. фиг. 7). При выходе же за верхний пороговый уровень S1 соответствующий магнитный участок идентифицируют как высококоэрцитивный магнитный участок h, а при выходе за нижний пороговый уровень - как низкокоэрцитивный магнитный участок l.