磁圖像傳感器及鑒偽方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磁圖像傳感器及鑒偽方法。磁圖像傳感器包括磁傳感器芯片，其特征在于，所述磁傳感器芯片包括第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣之間的夾角θ為0＜θ＜180°，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣分別包括N個和M個磁敏感單元，所述磁敏感單元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通電橋電路，其中，N、M為≥1的整數(shù)。該磁圖像傳感器能夠對二維平面的磁條或磁點進行磁成像，從而實現(xiàn)二維鑒偽需求。
【專利說明】磁圖像傳感器及鑒偽方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于磁傳感器【技術領域】，具體涉及一種鑒偽機構磁圖像傳感器及其制作方法。
【背景技術】
[0002]磁傳感器中的敏感單元對由磁場、電流、應力應變、溫度、光等變化弓I起的磁變化有敏感作用，即，磁變化會導致敏感單元的磁性能發(fā)生變化。將敏感單元的磁性能變化轉換成電信號，通過測量電信號即可獲得對應地磁場、電流、應力應變、溫度或光等物理量的值。由于微小的磁變化都會引起敏感單元的磁性能發(fā)生變化。因此，磁傳感器被廣泛應用于航空、航天、微電子，地質探礦、醫(yī)學成像、信息采集以及軍事等高精密領域。
[0003]目前，被廣泛使用的磁傳感器為線圈式磁傳感器，S卩，敏感單元為線圈。圖1為現(xiàn)有金融鑒偽機(如驗鈔機或其它金融機具中的鑒偽單元)采用的磁傳感器的截面圖。如圖1所示，磁傳感器包括殼體101、磁芯105、線圈109以及印制電路板113。在外殼101的頂端設有開口 103。磁芯105包括第一磁芯105a和第二磁芯105b,第一磁芯105a和第二磁芯105b借助支架111固定在殼體101內(nèi)。在第一磁芯105a和第二磁芯105b的頂部設有凸部，凸部自開口 103伸出殼體101外。在凸部的頂端的中心位置設有磁隙107。在磁隙107的下方設有線圈109，線圈109與印制電路板113電連接，印制電路板113通過焊針114與金融鑒偽機中其他系統(tǒng)(圖中未示出)連接。
[0004]使用時,將磁芯105的凸部從鈔票磁性油墨條或磁性金屬條表面劃過。由于磁隙107的存在，使得線圈109周圍的磁場發(fā)生變化，從而在線圈109中形成感生電動勢。該感生電動勢的大小與鈔票磁性油墨條或磁性金屬條的磁場強度成比例，據(jù)此可辨別鈔票的真?zhèn)巍?br> [0005]然而，隨著印鈔技術的發(fā)展以及避免假幣的出現(xiàn)，印鈔廠在鈔票的二維平面內(nèi)設置了多個用于防偽的強弱不同的磁條或磁點作為隱性防偽標記，通過判斷磁條和磁點的位置、磁性強弱以及磁條的長度來鑒別鈔票的真?zhèn)巍，F(xiàn)有的金融鑒偽機只能獲得一維方向的磁條或磁點的位置，但無法對設置在二維平面的磁條或磁點進行磁成像，而且，由于受線圈體積及其靈敏度的限制，現(xiàn)有的鑒偽技術根本無法實現(xiàn)二維鑒偽需求。
[0006]另外，線圈式磁傳感器還具有靈敏度低、響應慢、分辨率低、穩(wěn)定性和可靠性較差等缺陷，導致現(xiàn)有的金融鑒偽機越來越不能適應金融業(yè)的發(fā)展需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題就是針對傳統(tǒng)磁傳感器存在的上述缺陷，提供一種磁圖像傳感器及鑒偽方法，其能夠滿足二維鑒偽需求。
[0008]解決上述技術問題的所采用的技術方案是提供一種磁圖像傳感器，包括磁傳感器芯片，所述磁傳感器芯片包括第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣之間的夾角Θ為0< Θ <180°，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣分別包括N個和M個磁敏感單元，所述磁敏感單元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通電橋電路，其中，N、M為≥1的整數(shù)。
[0009]其中，所述第一磁敏感單元點陣包括nXm個所述磁敏感單元,而且,所述磁敏感單元橫向設置，m、n為≥1的整數(shù)；
[0010]所述第二磁敏感單元點陣包括aXb個所述磁敏感單元,而且,所述磁敏感單元縱向設置，a、b為≥1的整數(shù)。
[0011]其中，所述磁敏感單元包括至少一對相互平行且釘扎方向相反的磁敏感薄膜，而且所述磁敏感單元的間距為兩個所述磁敏感薄膜之間的距離，所述磁敏感單元的對稱中心為兩個所述磁敏感薄膜在其長度方向上的對稱中心。
[0012]其中，所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距相等；所述第二磁敏感單元點陣中的aXb個所述磁敏感單元的間距相等。
[0013]其中，所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距不完全相等；在所述第二磁敏感單元點陣中的aXb個所述磁敏感單元的間距不完全相等。
[0014]其中，所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距相等；所述第二磁敏感單元點陣中的aXb個所述磁敏感單元的間距不相等；或者，
[0015]所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距不相等；所述第二磁敏感單元點陣中的aXb個所述磁敏感單元的間距相等。
[0016]其中，在所述第一磁敏感單元點陣中，每行磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心在同一直線上。
[0017]其中，在所述第一磁敏感單元點陣中，每行磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心不完全在同一直線上。
[0018]其中，在所述第二磁敏感單元點陣中，每列磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心在同一直線上。
[0019]其中，在所述第二磁敏感單元點陣中，每列磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心不完全在同一直線上。
[0020]其中，在所述第一磁敏感單元點陣中，m列所述磁敏感單元在所述磁傳感器芯片的橫向方向上不存在間隙，以將所述磁傳感器芯片的橫向完全覆蓋；
[0021]在所述第二磁敏感單元點陣中，a行所述磁敏感單元將所述磁傳感器芯片的縱向方向上不存在間隙，以將所述磁傳感器芯片的縱向完全覆蓋。
[0022]其中，在所述第一磁敏感單元點陣中，m列所述磁敏感單元在所述磁傳感器芯片的橫向方向上存在間隙；
[0023]在所述第二磁敏感單元點陣中，a行所述磁敏感單元在所述磁傳感器芯片的縱向方向上存在間隙。
[0024]其中，所述惠斯通電橋電路為惠斯通半橋電路，或者，所述惠斯通電橋電路為惠斯通全橋電路，每個所述惠斯通電橋電路設有一個差分輸出通道。
[0025]其中，所述磁敏感薄膜為連續(xù)不間斷的薄膜。
[0026]其中，所述磁敏感薄膜包括多段薄膜段，所述薄膜段由導體串聯(lián)。
[0027]其中，所述磁敏感薄膜為直線型薄膜或者彎曲的蛇形薄膜。
[0028]其中，所述磁敏感薄膜為霍爾效應薄膜、各向異性磁電阻薄膜、巨磁電阻薄膜、隧道磁電阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍爾效應薄膜。
[0029]其中，還包括印制電路板、焊針、屏蔽外殼以及數(shù)據(jù)處理單元，
[0030]所述磁敏感芯片與所述印制電路板電連接；
[0031]在所述屏蔽外殼上設有導磁窗口，所述磁敏感芯片和所述印制電路板設置在所述屏蔽外殼內(nèi)，而且所述磁敏感單元與所述導磁窗口相對；
[0032]所述焊針的一端固定于所述印制電路板，并與所述磁敏感芯片中惠斯通電橋電路的差分輸出端電連接
[0033]所述數(shù)據(jù)處理單元通過所述焊針接收所述惠斯通電橋電路的差分信號，并根據(jù)所述差分信號獲得磁標記。
[0034]其中，所述屏蔽外殼采用鐵氧體材料或坡莫合金材料制作，或者采用金屬材料制作，并在其表面涂覆由鐵氧體材料或坡莫合金材料制作的鍍層。
[0035]本發(fā)明還提供一種鑒偽方法，包括以下步驟:
[0036]獲取磁圖像傳感器，所述磁圖像傳感器為本發(fā)明提供的磁圖像傳感器；
[0037]通過所述磁圖像傳感器獲得差分信號；
[0038]根據(jù)所述差分信號辨別磁標記，從而待檢物表面的磁場分布圖。
[0039]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0040]本發(fā)明提供的磁圖像傳感器，其中的磁傳感器芯片包括第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣之間的夾角Θ為0< Θ <180°，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣分別包括N個和M個磁敏感單元，所述磁敏感單元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通電橋電路。由于采用磁敏感薄膜來制作磁敏感單元，其體積小，易于集成化，能夠在有限的面積內(nèi)制作多個磁敏感單元，即獲得磁敏感單元點陣。根據(jù)圖像學原理，借助兩個磁敏感單元點陣可以獲得待檢物內(nèi)磁場源的二維平面分布圖譜，即對二維平面的磁條或磁點進行磁成像，從而更徹底、全面地對防偽標志進行識別，進而可以更準確地鑒定待檢物的真?zhèn)?。而且，由磁感應薄膜構成的惠斯通電橋電路獲得的差分信號的大小與外界磁信號強弱成比例，因此，磁傳感器芯片不僅可以獲得磁場源的位置，而且可以獲得外界磁信號的強弱。另外，這種磁圖像傳感器具有結構簡單、成本低、體積小、厚度薄以及靈敏度高等優(yōu)點，使得磁圖像傳感器能夠適應微型化、集成化、低功耗及高性能等諸多發(fā)展要求。
[0041]本發(fā)明提供的鑒偽方法，由于采用了本發(fā)明提供的磁圖像傳感器來鑒別待檢物的真?zhèn)?，因此可以對待檢物二維平面內(nèi)的磁場源進行磁成像，從而更徹底、全面地對防偽標志進行識別，從而更準確地鑒定待檢物的真?zhèn)巍?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為現(xiàn)有金融鑒偽機采用的磁傳感器的截面圖；
[0043]圖2a為本發(fā)明實施例金融鑒偽機磁傳感器的立體圖；
[0044]圖2b為本發(fā)明實施例金融鑒偽機磁傳感器的分解圖；
[0045]圖3a為本發(fā)明實施例第一磁敏感單元點陣的結構示意圖，其中，每行磁敏感單元中的各磁敏感單元的對稱中心均在同一直線上，磁敏感單元的間距均相等，而且，每行磁敏感單元均將磁傳感器芯片的橫向不完全覆蓋；[0046]圖3b為本發(fā)明實施例第一磁敏感單元點陣的結構示意圖，其中，每行磁敏感單元中的各磁敏感單元的對稱中心均在同一直線上，磁敏感單元的間距不完全相等，而且，每行磁敏感單元均將磁傳感器芯片的橫向覆蓋；
[0047]圖3c為本發(fā)明另一實施例磁敏感單元點陣的結構示意圖，其中，每行磁敏感單元中的各磁敏感單元的對稱中心不在同一直線上，磁敏感單元的間距相等，而且，每行磁敏感單元均將磁傳感器芯片的橫向完全覆蓋；
[0048]圖3d為本發(fā)明又一實施例磁敏感單元點陣的結構示意圖,其中，每行磁敏感單元中的各磁敏感單元的對稱中心不完全在同一直線上，磁敏感單元的間距不完全相等，而且，每行磁敏感單元均將磁傳感器芯片的橫向完全覆蓋；
[0049]圖3e為本發(fā)明又一實施例磁敏感單元點陣的結構示意圖,其中，每行磁敏感單元中的各磁敏感單元的對稱中心在同一直線上，磁敏感單元的間距依次遞減，而且，每行磁敏感單元均將磁傳感器芯片的橫向完全覆蓋；
圖3f為本發(fā)明實施例惠斯通全橋電路中磁敏感單元點陣的結構示意圖，其中，每行磁敏感單元中的各磁敏感單元的對稱中心在同一直線上,磁敏感單元的間距均相等,而且,每行磁敏感單元均將磁傳
[0050]圖4a為本發(fā)明實施例惠斯通半橋電路的原理圖；
[0051]圖4b為本發(fā)明實施例惠斯通全橋電路的原理圖；
[0052]圖5為本發(fā)明另一實施例磁敏感單元的結構示意圖；
[0053]圖6為本發(fā)明實施例第二磁敏感單元點陣的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0054]為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖對本發(fā)明提供的磁圖像傳感器及鑒偽方法進行詳細描述。
[0055]本發(fā)明提供的磁圖像傳感器包括磁傳感器芯片，磁傳感器芯片包括第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣，第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣之間的夾角e為0< 0 <180°，第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣分別包括N個和M個磁敏感單元,所述磁敏感單元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通電橋電路,其中，N、M為> I的整數(shù)。
[0056]該磁圖像傳感器可以用于金融領域的驗鈔機，如鑒別鈔票的真?zhèn)?、票?jù)的真?zhèn)?；也可以用于商標、商品等其它領域，如鑒別商標的真?zhèn)?。還需說明的是，本實施例提供的傳感器由于能夠獲得待檢物內(nèi)磁場場源的平面分布圖譜，因此，將傳感器稱之為磁圖形傳感器。
[0057]下面以金融領域使用的磁圖像傳感器為例對本發(fā)明提供的磁圖像傳感器進行介紹。
[0058]圖2a為本發(fā)明實施例磁圖像傳感器的立體圖，圖2b為本發(fā)明實施例磁圖像傳感器的分解圖。請一并參閱圖2a和圖2b，本發(fā)明提供的磁圖像傳感器包括屏蔽殼體1、磁傳感器芯片2、印刷電路板4、絕緣間隔5以及焊針41，磁傳感器芯片2固定在印刷電路板4上并與印刷電路板4電連接。磁傳感器芯片2和印刷電路板4設置在屏蔽殼體I內(nèi)。在屏蔽殼體I上設有導磁孔3，磁傳感器芯片2與導磁孔3的位置相對，磁傳感器芯片2通過導磁孔3接收外界的磁信號。另外，磁傳感器芯片2的頂端低于屏蔽殼體I的上表面，這樣屏蔽殼體I可以將平行于磁傳感器芯片2感應面的外界磁信號屏蔽，使磁傳感器芯片2僅接收與磁傳感器芯片2的感應面相垂直的外界磁信號，以提高磁圖像傳感器的靈敏性和抗干擾能力。
[0059]焊針41固定在印刷電路板4并與磁傳感器芯片2的差分信號輸出端電連接，即焊針41作為磁圖像傳感器的信號輸出接線端，而且焊針41還可用于支撐和固定磁圖像傳感器，即將磁圖像傳感器固定在諸如電路板等其它的部件上。在屏蔽殼體I上還設有接地端11，接地端11用于將屏蔽殼體I接地。
[0060]絕緣間隔5設置在印刷電路板4與屏蔽殼體I之間，而且磁傳感器芯片2位于在絕緣間隔5的通孔內(nèi)，借助絕緣間隔5可以避免磁傳感器芯片2因碰撞而損傷。
[0061]本實施例磁傳感器芯片包括第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣，第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣之間的夾角Θ為90°，即第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣相互垂直。在其它實施例中，第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣之間的夾角 Θ 可以為 15°、30。、45。、60。、85。UOO0、135。、150。、165。或 185。，借助第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣可以檢測到二維平面內(nèi)磁場源的位置和尺寸，即不僅可以獲得磁條或磁點的位置，還可以獲得磁條的長度。
[0062]圖3a為本發(fā)明實施例第一磁敏感單元點陣的結構示意圖。如圖3a所示,第一磁敏感單元點陣包括9個磁敏感單元，而且以3 X 3陣列方式設置，具體地，第一磁敏感單元點陣設有3行磁敏感單元，每行包含有3列磁敏感單元。磁敏感單元橫向設置，換言之，磁敏感單元水平設置。
[0063]需要說明的是，在實際應用中，第一磁敏感單元點陣可以根據(jù)需要設置任意多個磁敏感單元，即，第一磁敏感單元點陣可以包括N個磁敏感單元，其中，NSS I的整數(shù)。可以理解，第一磁敏感單元點陣可以根據(jù)磁敏感單元的數(shù)量設置成η行Xm列，其中，m、η為^ I的整數(shù)，如2X5個磁敏感單元、4X3個磁敏感單元或1X2個磁敏感單元。
[0064]磁敏感單元包括一對相互平行且釘扎方向相反的磁敏感薄膜即第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b，第一磁`敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b之間相距一定距離，該距離可以根據(jù)磁圖像傳感器的靈敏度而設定。通常情況，第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b之間的距離可以為5~30 μ m，優(yōu)選5~20 μ m。當然，磁敏感單元的間距也可根據(jù)實際要求設置更大或更小。
[0065]在本實施例中，將第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b之間的間距稱之為磁敏感單元的間距，將第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b在其長度方向上的對稱中心稱之為磁敏感單元的對稱中心。
[0066]本實施例將第一磁敏感單元點陣橫向設置，即，將第一磁敏感單元點陣中每個磁敏感單元的對稱中心水平設置。而且,第一磁敏感單元點陣中的3X3個磁敏感單元的間距都相等。
[0067]在實際應用中，第一磁敏感單元點陣中的磁敏感單元的間距也可以不完全相等。如圖3b所示，第二列磁敏感單元的間距與第一列磁敏感單元、第三列磁敏感單元的間距不等。不難理解，在同一列磁敏感單元中的不同磁敏感單元的間距可以相等，也可以不相等。
[0068]本實施例中，磁敏感單元的間距越小，磁傳感器芯片的靈敏度越高。因此，在磁傳感器芯片中，可以根據(jù)待檢物內(nèi)磁標記的強弱來確定磁敏感單元的間距。
[0069]在本實施例中，在第一磁敏感單元點陣中，每行磁敏感單元的對稱中心在同一直線上,如圖3a所示，磁敏感單元Nil、N12、N13的對稱中心在同一直線上，磁敏感單元N21、N22、N23的對稱中心在同一直線上，磁敏感單元N31、N32、N33的對稱中心在同一直線上。
[0070]在另一實施例中，在第一磁敏感單元點陣中，每行磁敏感單元的對稱中心不完全在同一直線上。如圖3c所示，磁敏感單元N11、N12、N13的對稱中心均不在同一直線上，磁敏感單元N21、N22、N23的對稱中心均不在同一直線上，磁敏感單元N31、N32、N33的對稱中心均不在同一直線上。
[0071]在再一實施例中，如圖3d所示，在第一行磁敏感單元中，磁敏感單元N13的對稱中心與磁敏感單元Nil、N12的對稱中心不在同一直線上，磁敏感單元N23的對稱中心與磁敏感單元N21、N22的對稱中心不在同一直線上，磁敏感單元N33的對稱中心與磁敏感單元N3UN32的對稱中心均不在同一直線上。
[0072]在本實施例中，在磁傳感器芯片的橫向方向上，磁敏感單元Nil、N12、N13之間都存在間隙，也就是說，磁敏感單元Nil、N12、N13并沒有將磁傳感器芯片的橫向方向完全覆
至Jhl o
[0073]在另一實施例中，如圖3b、3c、3d所示，在磁傳感器芯片的橫向方向上，磁敏感單元Nll和磁敏感單元NI2之間、磁敏感單元NI2和磁敏感單元NI3之間不存在間隙，即磁敏感單元Nll的磁敏感膜的尾端與磁敏感單元N12的磁敏感膜的首端相銜接，磁敏感單元N12的磁敏感膜的尾端和磁敏感單元N13的磁敏感膜的首端相銜接，磁敏感單元Nll和磁敏感單元N12和磁敏感單元N13及其點陣單元將磁傳感器芯片的橫向完全覆蓋。在利用該磁圖像傳感器辨別鈔票時，完全覆蓋磁傳感器芯片的橫向的磁傳感器芯片可以在一個方向完全覆蓋鈔票，從而可以避免漏檢或存在空區(qū)等缺陷。
[0074]如圖3e所示，在第一行磁敏感單元的三個磁敏感單元中，磁敏感單元N12的間距小于磁敏感單元Nll的間距，磁敏感單元N13的間距小于磁敏感單元N12的間距，S卩，磁敏感單元N11、N12、N13的間距依次遞減。當然，在第一行磁敏感單元的三個磁敏感單元中，磁敏感單元Nil、N12、N13的間距依次遞增?；蛘?如圖3b所示,磁敏感單元Nil、N12、N13的間距先減小后增大?；蛘撸鐖D3d所示，磁敏感單元Nll的間距大于磁敏感單元N12、N13的間距，磁敏感單元N12和磁敏感單元N13的間距相等。
[0075]第二行磁敏感單元和第三行磁敏感單元的設置方式與第一行磁敏感單元完全相同，在此不再贅述。
[0076]在本實施例中，磁敏感單元是由第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b電連接而成的惠斯通半橋電路。在實際應用中，磁敏感單元還設有用于電連接第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的第一電極32a、第二電極32b以及公共電極33a，其中，公共電極33a將第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的一端電連接，第一電極32a和第二電極32b分別與第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的另一端電連接，從而獲得惠斯通半橋電路，而且第一電極32a和公共電極33a或者第二電極31b和公共電極33a作為惠斯通半橋電路的差分輸出端，或者說是差分輸出通道。其它各磁敏感單元的結構部相同，在此不再贅述。
[0077]圖4a為本發(fā)明實施例惠斯通半橋電路的拓撲圖。如圖4a所示，箭頭表示第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的釘扎方向相反。三個端點A、B、C分別對應圖3a中第一電極32a、第二電極32b以及公共電極33a。其中，端點B和端點C或者端點A和端點C作為惠斯通半橋電路的差分輸出端。由惠斯通半橋電路獲得的差分信號與待檢物上用于防偽的磁標識的強弱成比例，其不僅可以鑒別是否有磁標識，而且可以鑒別磁標識的強弱，從而更準確地獲得磁標識信息。
[0078]在本發(fā)明的另一實施例中，磁敏感單元為惠斯通全橋電路，即利用磁敏感薄膜獲得惠斯通全橋電路。如圖3f所示，惠斯通全橋電路包括第一磁敏感薄膜31a、第二磁敏感薄膜31b、第三磁敏感薄膜31c技第四磁敏感薄膜31d，第一電極32a、第二電極32b、第一公共電極33a以及第二公共電極33b。其中，第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b相互平行且釘扎方向相同，第三磁敏感薄膜31c和第四磁敏感薄膜31d相互平行且釘扎方向相同，而且，第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的釘扎方向與第三磁敏感薄膜31c和第四磁敏感薄膜31d的釘扎方向相反。第一公共電極33a將第一磁敏感薄膜31a和第三磁敏感薄膜31c的一端電連接，第二公共電極33b將第二磁敏感薄膜31b和第三磁敏感薄膜31c的另一端電連接，第一電極32a和第二電極32b分別與第一磁敏感薄膜31a和第三磁敏感薄膜31c，第二磁敏感薄膜31b和第四磁敏感薄膜31d電連接。
[0079]在本發(fā)明的再一實施例中，惠斯通全橋電路由四條磁敏感薄膜構成，每條磁敏感薄膜作為惠斯通電橋電路的一個臂橋。
[0080]圖4b為本發(fā)明實施例惠斯通全橋電路的拓撲圖。如圖4b所示，箭頭表示第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的釘扎方向相同。第三磁敏感薄膜31c和第四磁敏感薄膜31d的釘扎方向相同，四個端點A、B、C、D分別對應圖3f中第一電極32a、第二電極32b、第一公共電極33a以及第二公共電極33b。其中，端點B和端點C作為惠斯通全橋電路的差分輸出端。由惠斯通全橋電路獲得的差分信號與待檢物上用于防偽的磁標識的強弱成比例，其不僅可以鑒別是否有磁標識，而且可以鑒別磁標識的強弱，從而更準確地獲得磁標識信息。
[0081]另外，在上述實施例中，構成磁敏感單元的磁敏感薄膜均為直線型薄膜。然而，本發(fā)明并不局限于此。磁敏感薄膜也可以為彎曲的蛇形，如圖5所示，磁敏感薄膜31a、31b為折線形，公共電極33a將磁敏感薄膜31a和磁敏感薄膜31b的一端電連接，第一電極32a和第二電極32b分別 與磁敏感薄膜31a和磁敏感薄膜31b的另一端電連接。當然，磁敏感薄膜也可以采用其它折線形狀，如平滑的曲線形，在此不再一一列舉。
[0082]本實施例在第二磁敏感單元點陣中設置有M個磁敏感單元，MSS I的整數(shù)，而且，磁敏感單元縱向設置。
[0083]當然，第二磁敏感單元點陣中M的具體數(shù)值根據(jù)實際待檢物內(nèi)設置的防偽標識而定，M可以與N相等，也可以不等。
[0084]將M個磁敏感單元按照a行Xb列陣列設置，a、b為≥I的整數(shù)。第二磁敏感單元點陣中的M個磁敏感單元的結構與第一磁敏感單元點陣中磁敏感單元的結構完全相同，如，第二磁敏感單元點陣中的a Xb個磁敏感單元的間距相等或者不完全相等。又如，每列磁敏感單元中的各磁敏感單元的對稱中心在同一直線上，或者不完全在同一直線上。再如，a行磁敏感單元將磁傳感器芯片的縱向方向上不存在間隙，以將磁傳感器芯片的縱向完全覆蓋，或者，a行磁敏感單元在磁傳感器芯片的縱向方向上存在間隙。在第一磁敏感單元點陣中提及的磁敏感單元的特征都可以用于第二磁敏感單元點陣。
[0085]下面僅列舉一例第二磁敏感單元點陣進行介紹。如圖6所示，為本發(fā)明實施例第二磁敏感單元點陣的結構示意圖。第二磁敏感單元點陣包括3X3個磁敏感單元，磁敏感單元縱向設置，磁敏感單元Mil、M31，磁敏感單元M12、M32與磁敏感單元M13、M33的間距相等，磁敏感單元M21，磁敏感單元M22、與磁敏感單元M23比其他磁敏感單元Mil，M13、M21、M23、M31、M33的間距小。第一列磁敏感單元Mil、M12、M13的對稱中心在同一直線上，第二列磁敏感單元M21、M22、M23的對稱中心在同一直線上，第三列磁敏感單元M31、M32、M33的對稱中心在同一直線上。
[0086]作為本發(fā)明的另一實施例，在磁傳感器芯片的縱向方向上，磁敏感單元Mil、M21、M31將磁傳感器芯片的縱向方向完全覆蓋，磁敏感單元M，21、M22、M32將磁傳感器芯片的縱向方向完全覆蓋，磁敏感單元M31、M32、M33將磁傳感器芯片的縱向方向完全覆蓋，即每列磁敏感單元在磁傳感器芯片的縱向方向上不存在間隙，如在第一列磁敏感單元中，磁敏感單元Mll的磁敏感膜的尾端與磁敏感單元M21的磁敏感膜的首端相銜接，磁敏感單元M21的磁敏感膜的尾端與磁敏感單元M31的磁敏感膜的首端相銜接，其它各列磁敏感單元的銜接情況也相同，整個磁敏感單元點陣將磁傳感器芯片的縱向完全覆蓋。
[0087]需要說明的是，在磁傳感器芯片中，可以將第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣中的磁敏感單元按照下列方式設置，即，第一磁敏感單元點陣中的nXm個磁敏感單元的間距相等；第二磁敏感單元點陣中的aXb個磁敏感單元的間距不相等?；蛘撸谝淮琶舾袉卧c陣中的nXm個磁敏感單元的間距不相等；第二磁敏感單元點陣中的aXb個磁敏感單元的間距相等?？梢岳斫?，磁敏感單元的其它特征也可以像磁敏感單元的間距一樣分別在第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣中交叉使用。
[0088]在本實施例中，第二磁敏感單元點陣同樣可以為惠斯通全橋電路或惠斯通半橋電路。
[0089]在本實施例中，磁敏感薄膜可以為連續(xù)不間斷的薄膜，也可以包括多段薄膜段，而且相鄰的薄膜段由導體電連接。磁敏感薄膜為霍爾效應薄膜、各向異性磁電阻薄膜、巨磁電阻薄膜、隧道磁電阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍爾效應薄膜。
[0090]本發(fā)明提供的磁圖像傳感器還包括數(shù)據(jù)處理單元(圖中未示出)，數(shù)據(jù)處理單元用于接收到的惠斯通電橋電路的差分信號，并根據(jù)差分信號辨別磁標記的位置、磁標記的強弱以及磁標記的尺寸。
[0091]在本實施例中，屏蔽外殼可以采用鐵氧體材料或坡莫合金材料制作，或者采用金屬材料制作，并在其表面涂覆由鐵氧體材料或坡莫合金材料制作的鍍層。
[0092]需要指出的是，在第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣中，磁敏感單元的數(shù)量和設置位置還可以根據(jù)設置在待檢物內(nèi)的磁標記的位置而設定，例如，在待檢物內(nèi)設有三個磁標記，那么僅在第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣中與這三個磁標記相對的位置設置磁感應單元，同樣能夠提高鑒偽的準確性。
[0093]本實施例提供的磁圖像傳感器，其中的磁傳感器芯片包括第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣之間的夾角0為0< 0 <180°，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣分別包括N個和M個磁敏感單元，所述磁敏感單元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通電橋電路。由于采用磁敏感薄膜來制作磁敏感單元，其體積小，易于集成化，能夠在有限的面積內(nèi)制作多個磁敏感單元，即獲得磁敏感單元點陣。根據(jù)圖像學原理，借助兩個磁敏感單元點陣可以獲得待檢物內(nèi)磁場場源的平面分布圖譜，即獲得磁防偽標志的位置、強弱以及尺寸，從而更徹底、全面地對防偽標志進行識別，進而更準確地鑒定待檢物的真?zhèn)?。而且，由磁感應薄膜構成的惠斯通電橋電路獲得的差分信號的大小與外界磁信號強弱成比例，因此，磁傳感器芯片不僅可以獲得磁場源的位置，而且可以獲得外界磁信號的強弱。另外，這種磁圖像傳感器具有結構簡單、成本低、體積小、厚度薄以及靈敏度高等優(yōu)點，使得磁圖像傳感器能夠適應微型化、集成化、低功耗及高性能等諸多發(fā)展要求。
[0094]本實施例還提供一種鑒偽方法，包括以下步驟:
[0095]步驟SI,獲取磁圖像傳感器。
[0096]磁圖像傳感器采用本實施例提供的磁圖像傳感器，磁圖像傳感器的具體特征參見上文，在此不再詳細描述。
[0097]步驟S2，通過磁圖像傳感器獲得差分信號。
[0098]感應磁標記的磁場可以使磁圖像傳感器中的惠斯通電橋電路產(chǎn)生差分信號，差分信號的大小與磁標記的強弱對應。
[0099]步驟S3，根據(jù)差分信號辨別磁標記，從而待檢物表面的磁場分布圖。
[0100]根據(jù)差分信號不僅可以辨別磁標記的位置，而且可以辨別磁標記的強弱和尺寸。而且，通過第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣可以對設置在待檢物內(nèi)不同位置的磁標記進行二維成像，從而提高鑒偽的準確性。
[0101]本實施例提供的鑒偽方法，由于采用了本發(fā)明提供的磁圖像傳感器來鑒別待檢物的真?zhèn)?，因此可以獲得待檢物內(nèi)磁場場源的分布圖譜，從而更徹底、全面地對防偽標志進行識別，從而更準確地鑒定待檢物的真?zhèn)巍?br> [0102]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種磁圖像傳感器，包括磁傳感器芯片，其特征在于，所述磁傳感器芯片包括第一磁敏感單元點陣和第二磁敏感單元點陣，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣之間的夾角Θ為0< Θ <180°，所述第一磁敏感單元點陣和所述第二磁敏感單元點陣分別包括N個和M個磁敏感單元，所述磁敏感單元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通電橋電路，其中，N、M為≥1的整數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述第一磁敏感單元點陣包括nXm個所述磁敏感單元,而且,所述磁敏感單元橫向設置，m、η為≥1的整數(shù)； 所述第二磁敏感單元點陣包括aXb個所述磁敏感單元,而且,所述磁敏感單元縱向設置，a、b為≥1的整數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述磁敏感單元包括至少一對相互平行且釘扎方向相反的磁敏感薄膜，而且所述磁敏感單元的間距為兩個所述磁敏感薄膜之間的距離，所述磁敏感單元的對稱中心為兩個所述磁敏感薄膜在其長度方向上的對稱中心。
4.根據(jù)權利要求3所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距相等；所述第二磁敏感單元點陣中的aXb個所述磁敏感單元的間距相等。
5.根據(jù)權利要求3所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距不完全相等；在所述第二磁敏感單元點陣中的aXb個所述磁敏感單元的間距不完全相等。
6.根據(jù)權利要求3所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距相等；所述第二磁敏感單元點陣中的aXb個所述磁敏感單元的間距不相等；或者， 所述第一磁敏感單元點陣中的nXm個所述磁敏感單元的間距不相等；所述第二磁敏感單元點陣中的axb個所述磁敏感單元的間距相等。
7.根據(jù)權利要求3所述的磁圖像傳感器，其特征在于，在所述第一磁敏感單元點陣中，每行磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心在同一直線上。
8.根據(jù)權利要求3所述的磁圖像傳感器，其特征在于，在所述第一磁敏感單元點陣中，每行磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心不完全在同一直線上。
9.根據(jù)權利要求3所述的磁圖像傳感器，其特征在于，在所述第二磁敏感單元點陣中，每列磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心在同一直線上。
10.根據(jù)權利要求3所述的磁圖像傳感器，其特征在于，在所述第二磁敏感單元點陣中，每列磁敏感單元中的各所述磁敏感單元的對稱中心不完全在同一直線上。
11.根據(jù)權利要求2所述的磁圖像傳感器，其特征在于，在所述第一磁敏感單元點陣中，m列所述磁敏感單元在所述磁傳感器芯片的橫向方向上不存在間隙，以將所述磁傳感器芯片的橫向完全覆蓋； 在所述第二磁敏感單元點陣中，a行所述磁敏感單元將所述磁傳感器芯片的縱向方向上不存在間隙，以將所述磁傳感器芯片的縱向完全覆蓋。
12.根據(jù)權利要求2所述的磁圖像傳感器，其特征在于，在所述第一磁敏感單元點陣中，m列所述磁敏感單元在所述磁傳感器芯片的橫向方向上存在間隙；在所述第二磁敏感單元點陣中，a行所述磁敏感單元在所述磁傳感器芯片的縱向方向上存在間隙。
13.根據(jù)權利要求1所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述惠斯通電橋電路為惠斯通半橋電路，或者，所述惠斯通電橋電路為惠斯通全橋電路，每個所述惠斯通電橋電路設有一個差分輸出通道。
14.根據(jù)權利要求1所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜為連續(xù)不間斷的薄膜。
15.根據(jù)權利要求1所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜包括多段薄膜段，所述薄膜段由導體串聯(lián)。
16.根據(jù)權利要求1所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜為直線型薄膜或者彎曲的蛇形薄膜。
17.根據(jù)權利要求1所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜為霍爾效應薄膜、各向異性磁電阻薄膜、巨磁電阻薄膜、隧道磁電阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍爾效應薄膜。
18.根據(jù)權利要求1-17任意一項所述的磁圖像傳感器，其特征在于，還包括印制電路板、焊針、屏蔽外殼以及數(shù)據(jù)處理單元， 所述磁敏感芯片與所述印制電路板電連接； 在所述屏蔽外殼上設有導磁窗口，所述磁敏感芯片和所述印制電路板設置在所述屏蔽外殼內(nèi)，而且所述磁敏感單元與所述導磁窗口相對； 所述焊針的一端固定于所述印制電路板，并與所述磁敏感芯片中惠斯通電橋電路的差分輸出端電連接 所述數(shù)據(jù)處理單元通過所述焊針接收所述惠斯通電橋電路的差分信號，并根據(jù)所述差分信號獲得磁標記。
19.根據(jù)權利要求18所述的磁圖像傳感器，其特征在于，所述屏蔽外殼采用鐵氧體材料或坡莫合金材料制作，或者采用金屬材料或非金屬材料制作，并在其表面涂覆由鐵氧體材料或坡莫合金材料制作的鍍層。
20.一種鑒偽方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取磁圖像傳感器，所述磁圖像傳感器為權利要求1-19任意一項所述的磁圖像傳感器； 通過所述磁圖像傳 感器獲得差分信號； 根據(jù)所述差分信號辨別磁標記，從而獲得待檢物表面的磁場分布圖。
【文檔編號】G07D7/20GK103632431SQ201210297794
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月21日 優(yōu)先權日:2012年8月21日
【發(fā)明者】時啟猛, 彭春雷, 曲炳郡 申請人:北京嘉岳同樂極電子有限公司