CN103632431B - 磁图像传感器及鉴伪方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁图像传感器及鉴伪方法。磁图像传感器包括磁传感器芯片，其特征在于，所述磁传感器芯片包括第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ为0＜θ＜180°，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵分别包括N个和M个磁敏感单元，所述磁敏感单元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通电桥电路，其中，N、M为≥1的整数。该磁图像传感器能够对二维平面的磁条或磁点进行磁成像，从而实现二维鉴伪需求。

Description

磁图像传感器及鉴伪方法

技术领域

本发明属于磁传感器技术领域，具体涉及一种鉴伪机构磁图像传感器及其制作方法。

背景技术

磁传感器中的敏感单元对由磁场、电流、应力应变、温度、光等变化引起的磁变化有敏感作用，即，磁变化会导致敏感单元的磁性能发生变化。将敏感单元的磁性能变化转换成电信号，通过测量电信号即可获得对应地磁场、电流、应力应变、温度或光等物理量的值。由于微小的磁变化都会引起敏感单元的磁性能发生变化。因此，磁传感器被广泛应用于航空、航天、微电子，地质探矿、医学成像、信息采集以及军事等高精密领域。

目前，被广泛使用的磁传感器为线圈式磁传感器，即，敏感单元为线圈。图1为现有金融鉴伪机(如验钞机或其它金融机具中的鉴伪单元)采用的磁传感器的截面图。如图1所示，磁传感器包括壳体101、磁芯105、线圈109以及印制电路板113。在外壳101的顶端设有开口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固定在壳体101内。在第一磁芯105a和第二磁芯105b的顶部设有凸部，凸部自开口103伸出壳体101外。在凸部的顶端的中心位置设有磁隙107。在磁隙107的下方设有线圈109，线圈109与印制电路板113电连接，印制电路板113通过焊针114与金融鉴伪机中其他***(图中未示出)连接。

使用时，将磁芯105的凸部从钞票磁性油墨条或磁性金属条表面划过。由于磁隙107的存在，使得线圈109周围的磁场发生变化， 从而在线圈109中形成感生电动势。该感生电动势的大小与钞票磁性油墨条或磁性金属条的磁场强度成比例，据此可辨别钞票的真伪。

然而，随着印钞技术的发展以及避免***的出现，印钞厂在钞票的二维平面内设置了多个用于防伪的强弱不同的磁条或磁点作为隐性防伪标记，通过判断磁条和磁点的位置、磁性强弱以及磁条的长度来鉴别钞票的真伪。现有的金融鉴伪机只能获得一维方向的磁条或磁点的位置，但无法对设置在二维平面的磁条或磁点进行磁成像，而且，由于受线圈体积及其灵敏度的限制，现有的鉴伪技术根本无法实现二维鉴伪需求。

另外，线圈式磁传感器还具有灵敏度低、响应慢、分辨率低、稳定性和可靠性较差等缺陷，导致现有的金融鉴伪机越来越不能适应金融业的发展需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是针对传统磁传感器存在的上述缺陷，提供一种磁图像传感器及鉴伪方法，其能够满足二维鉴伪需求。

解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种磁图像传感器，包括磁传感器芯片，所述磁传感器芯片包括第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ为0＜θ＜180°，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵分别包括N个和M个磁敏感单元，所述磁敏感单元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通电桥电路，其中，N、M为≥1的整数。

其中，所述第一磁敏感单元点阵包括n×m个所述磁敏感单元，而且，所述磁敏感单元横向设置，m、n为≥1的整数；

所述第二磁敏感单元点阵包括a×b个所述磁敏感单元，而且，所述磁敏感单元纵向设置，a、b为≥1的整数。

其中，所述磁敏感单元包括至少一对相互平行且钉扎方向相反的磁敏感薄膜，而且所述磁敏感单元的间距为两个所述磁敏感薄膜之间的距离，所述磁敏感单元的对称中心为两个所述磁敏感薄膜在其长度 方向上的对称中心。

其中，所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距相等；所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距相等。

其中，所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距不完全相等；在所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距不完全相等。

其中，所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距相等；所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距不相等；或者，

所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距不相等；所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距相等。

其中，在所述第一磁敏感单元点阵中，每行磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心在同一直线上。

其中，在所述第一磁敏感单元点阵中，每行磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心不完全在同一直线上。

其中，在所述第二磁敏感单元点阵中，每列磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心在同一直线上。

其中，在所述第二磁敏感单元点阵中，每列磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心不完全在同一直线上。

其中，在所述第一磁敏感单元点阵中，m列所述磁敏感单元在所述磁传感器芯片的横向方向上不存在间隙，以将所述磁传感器芯片的横向完全覆盖；

在所述第二磁敏感单元点阵中，a行所述磁敏感单元将所述磁传感器芯片的纵向方向上不存在间隙，以将所述磁传感器芯片的纵向完全覆盖。

其中，在所述第一磁敏感单元点阵中，m列所述磁敏感单元在所述磁传感器芯片的横向方向上存在间隙；

在所述第二磁敏感单元点阵中，a行所述磁敏感单元在所述磁传 感器芯片的纵向方向上存在间隙。

其中，所述惠斯通电桥电路为惠斯通半桥电路，或者，所述惠斯通电桥电路为惠斯通全桥电路，每个所述惠斯通电桥电路设有一个差分输出通道。

其中，所述磁敏感薄膜为连续不间断的薄膜。

其中，所述磁敏感薄膜包括多段薄膜段，所述薄膜段由导体串联。

其中，所述磁敏感薄膜为直线型薄膜或者弯曲的蛇形薄膜。

其中，所述磁敏感薄膜为霍尔效应薄膜、各向异性磁电阻薄膜、巨磁电阻薄膜、隧道磁电阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍尔效应薄膜。

其中，还包括印制电路板、焊针、屏蔽外壳以及数据处理单元，

所述磁敏感芯片与所述印制电路板电连接；

在所述屏蔽外壳上设有导磁窗口，所述磁敏感芯片和所述印制电路板设置在所述屏蔽外壳内，而且所述磁敏感单元与所述导磁窗口相对；

所述焊针的一端固定于所述印制电路板，并与所述磁敏感芯片中惠斯通电桥电路的差分输出端电连接

所述数据处理单元通过所述焊针接收所述惠斯通电桥电路的差分信号，并根据所述差分信号获得磁标记。

其中，所述屏蔽外壳采用铁氧体材料或坡莫合金材料制作，或者采用金属材料制作，并在其表面涂覆由铁氧体材料或坡莫合金材料制作的镀层。

本发明还提供一种鉴伪方法，包括以下步骤：

获取磁图像传感器，所述磁图像传感器为本发明提供的磁图像传感器；

通过所述磁图像传感器获得差分信号；

根据所述差分信号辨别磁标记，从而待检物表面的磁场分布图。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的磁图像传感器，其中的磁传感器芯片包括第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ为0＜θ＜180°，所述第一磁 敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵分别包括N个和M个磁敏感单元，所述磁敏感单元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通电桥电路。由于采用磁敏感薄膜来制作磁敏感单元，其体积小，易于集成化，能够在有限的面积内制作多个磁敏感单元，即获得磁敏感单元点阵。根据图像学原理，借助两个磁敏感单元点阵可以获得待检物内磁场源的二维平面分布图谱，即对二维平面的磁条或磁点进行磁成像，从而更彻底、全面地对防伪标志进行识别，进而可以更准确地鉴定待检物的真伪。而且，由磁感应薄膜构成的惠斯通电桥电路获得的差分信号的大小与外界磁信号强弱成比例，因此，磁传感器芯片不仅可以获得磁场源的位置，而且可以获得外界磁信号的强弱。另外，这种磁图像传感器具有结构简单、成本低、体积小、厚度薄以及灵敏度高等优点，使得磁图像传感器能够适应微型化、集成化、低功耗及高性能等诸多发展要求。

本发明提供的鉴伪方法，由于采用了本发明提供的磁图像传感器来鉴别待检物的真伪，因此可以对待检物二维平面内的磁场源进行磁成像，从而更彻底、全面地对防伪标志进行识别，从而更准确地鉴定待检物的真伪。

附图说明

图1为现有金融鉴伪机采用的磁传感器的截面图；

图2a为本发明实施例金融鉴伪机磁传感器的立体图；

图2b为本发明实施例金融鉴伪机磁传感器的分解图；

图3a为本发明实施例第一磁敏感单元点阵的结构示意图，其中，每行磁敏感单元中的各磁敏感单元的对称中心均在同一直线上，磁敏感单元的间距均相等，而且，每行磁敏感单元均将磁传感器芯片的横向不完全覆盖；

图3b为本发明实施例第一磁敏感单元点阵的结构示意图，其中，每行磁敏感单元中的各磁敏感单元的对称中心均在同一直线上，磁敏感单元的间距不完全相等，而且，每行磁敏感单元均将磁传感器芯片的横向覆盖；

图3c为本发明另一实施例磁敏感单元点阵的结构示意图，其中，每行磁敏感单元中的各磁敏感单元的对称中心不在同一直线上，磁敏感单元的间距相等，而且，每行磁敏感单元均将磁传感器芯片的横向完全覆盖；

图3d为本发明又一实施例磁敏感单元点阵的结构示意图，其中，每行磁敏感单元中的各磁敏感单元的对称中心不完全在同一直线上，磁敏感单元的间距不完全相等，而且，每行磁敏感单元均将磁传感器芯片的横向完全覆盖；

图3e为本发明又一实施例磁敏感单元点阵的结构示意图，其中，每行磁敏感单元中的各磁敏感单元的对称中心在同一直线上，磁敏感单元的间距依次递减，而且，每行磁敏感单元均将磁传感器芯片的横向完全覆盖；

图3f为本发明实施例惠斯通全桥电路中磁敏感单元点阵的结构示意图，其中，每行磁敏感单元中的各磁敏感单元的对称中心在同一直线上，磁敏感单元的间距均相等，而且，每行磁敏感单元均将磁传

感器芯片的横向不完全覆盖；

图4a为本发明实施例惠斯通半桥电路的原理图；

图4b为本发明实施例惠斯通全桥电路的原理图；

具体实施方式

图5为本发明另一实施例磁敏感单元的结构示意图；

图6为本发明实施例第二磁敏感单元点阵的结构示意图。

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的磁图像传感器及鉴伪方法进行详细描述。

本发明提供的磁图像传感器包括磁传感器芯片，磁传感器芯片包括第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵，第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ为0＜θ＜180°，第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵分别包括N个和M个磁敏感单元，所述磁敏感单元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通电桥电路，其中，N、M为≥1的整数。

该磁图像传感器可以用于金融领域的验钞机，如鉴别钞票的真伪、票据的真伪；也可以用于商标、商品等其它领域，如鉴别商标的真伪。还需说明的是，本实施例提供的传感器由于能够获得待检物内磁场场源的平面分布图谱，因此，将传感器称之为磁图形传感器。

下面以金融领域使用的磁图像传感器为例对本发明提供的磁图像传感器进行介绍。

图2a为本发明实施例磁图像传感器的立体图，图2b为本发明实施例磁图像传感器的分解图。请一并参阅图2a和图2b，本发明提供的磁图像传感器包括屏蔽壳体1、磁传感器芯片2、印刷电路板4、绝缘间隔5以及焊针41，磁传感器芯片2固定在印刷电路板4上并与印刷电路板4电连接。磁传感器芯片2和印刷电路板4设置在屏蔽壳体1内。在屏蔽壳体1上设有导磁孔3，磁传感器芯片2与导磁孔3的位置相对，磁传感器芯片2通过导磁孔3接收外界的磁信号。另外，磁传感器芯片2的顶端低于屏蔽壳体1的上表面，这样屏蔽壳体1可以将平行于磁传感器芯片2感应面的外界磁信号屏蔽，使磁传感器芯片2仅接收与磁传感器芯片2的感应面相垂直的外界磁信号，以提高磁图像传感器的灵敏性和抗干扰能力。

焊针41固定在印刷电路板4并与磁传感器芯片2的差分信号输出端电连接，即焊针41作为磁图像传感器的信号输出接线端，而且焊针41还可用于支撑和固定磁图像传感器，即将磁图像传感器固定在诸如电路板等其它的部件上。在屏蔽壳体1上还设有接地端11，接地端11用于将屏蔽壳体1接地。

绝缘间隔5设置在印刷电路板4与屏蔽壳体1之间，而且磁传感器芯片2位于在绝缘间隔5的通孔内，借助绝缘间隔5可以避免磁传感器芯片2因碰撞而损伤。

本实施例磁传感器芯片包括第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵，第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ为90°，即第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵相互垂直。在其它实施例中，第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ可以为15°、30°、45°、60°、85°、100°、135°、150°、165°或185°，借助第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵可以检测到二维平面内磁场源的位置和尺寸，即不仅可以获得磁条或磁点的位置，还可以获得磁条的长度。

图3a为本发明实施例第一磁敏感单元点阵的结构示意图。如图 3a所示，第一磁敏感单元点阵包括9个磁敏感单元，而且以3×3阵列方式设置，具体地，第一磁敏感单元点阵设有3行磁敏感单元，每行包含有3列磁敏感单元。磁敏感单元横向设置，换言之，磁敏感单元水平设置。

需要说明的是，在实际应用中，第一磁敏感单元点阵可以根据需要设置任意多个磁敏感单元，即，第一磁敏感单元点阵可以包括N个磁敏感单元，其中，N为≥1的整数。可以理解，第一磁敏感单元点阵可以根据磁敏感单元的数量设置成n行×m列，其中，m、n为≥1的整数，如2×5个磁敏感单元、4×3个磁敏感单元或1×2个磁敏感单元。

磁敏感单元包括一对相互平行且钉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之间相距一定距离，该距离可以根据磁图像传感器的灵敏度而设定。通常情况，第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b之间的距离可以为5～30μm，优选5～20μm。当然，磁敏感单元的间距也可根据实际要求设置更大或更小。

在本实施例中，将第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b之间的间距称之为磁敏感单元的间距，将第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b在其长度方向上的对称中心称之为磁敏感单元的对称中心。

本实施例将第一磁敏感单元点阵横向设置，即，将第一磁敏感单元点阵中每个磁敏感单元的对称中心水平设置。而且，第一磁敏感单元点阵中的3×3个磁敏感单元的间距都相等。

在实际应用中，第一磁敏感单元点阵中的磁敏感单元的间距也可以不完全相等。如图3b所示，第二列磁敏感单元的间距与第一列磁敏感单元、第三列磁敏感单元的间距不等。不难理解，在同一列磁敏感单元中的不同磁敏感单元的间距可以相等，也可以不相等。

本实施例中，磁敏感单元的间距越小，磁传感器芯片的灵敏度越高。因此，在磁传感器芯片中，可以根据待检物内磁标记的强弱来确定磁敏感单元的间距。

在本实施例中，在第一磁敏感单元点阵中，每行磁敏感单元的对称中心在同一直线上，如图3a所示，磁敏感单元N11、N12、N13的对称中心在同一直线上，磁敏感单元N21、N22、N23的对称中心在同一直线上，磁敏感单元N31、N32、N33的对称中心在同一直线上。

在另一实施例中，在第一磁敏感单元点阵中，每行磁敏感单元的对称中心不完全在同一直线上。如图3c所示，磁敏感单元N11、N12、N13的对称中心均不在同一直线上，磁敏感单元N21、N22、N23的对称中心均不在同一直线上，磁敏感单元N31、N32、N33的对称中心均不在同一直线上。

在再一实施例中，如图3d所示，在第一行磁敏感单元中，磁敏感单元N13的对称中心与磁敏感单元N11、N12的对称中心不在同一直线上，磁敏感单元N23的对称中心与磁敏感单元N21、N22的对称中心不在同一直线上，磁敏感单元N33的对称中心与磁敏感单元N31、N32的对称中心均不在同一直线上。

在本实施例中，在磁传感器芯片的横向方向上，磁敏感单元N11、N12、N13之间都存在间隙，也就是说，磁敏感单元N11、N12、N13并没有将磁传感器芯片的横向方向完全覆盖。

在另一实施例中，如图3b、3c、3d所示，在磁传感器芯片的横向方向上，磁敏感单元N11和磁敏感单元N12之间、磁敏感单元N12和磁敏感单元N13之间不存在间隙，即磁敏感单元N11的磁敏感膜的尾端与磁敏感单元N12的磁敏感膜的首端相衔接，磁敏感单元N12的磁敏感膜的尾端和磁敏感单元N13的磁敏感膜的首端相衔接，磁敏感单元N11和磁敏感单元N12和磁敏感单元N13及其点阵单元将磁传感器芯片的横向完全覆盖。在利用该磁图像传感器辨别钞票时，完全覆盖磁传感器芯片的横向的磁传感器芯片可以在一个方向完全覆盖钞票，从而可以避免漏检或存在空区等缺陷。

如图3e所示，在第一行磁敏感单元的三个磁敏感单元中，磁敏感单元N12的间距小于磁敏感单元N11的间距，磁敏感单元N13的间距小于磁敏感单元N12的间距，即，磁敏感单元N11、N12、N13的间距依次递减。当然，在第一行磁敏感单元的三个磁敏感单元中，磁敏 感单元N11、N12、N13的间距依次递增。或者，如图3b所示，磁敏感单元N11、N12、N13的间距先减小后增大。或者，如图3d所示，磁敏感单元N11的间距大于磁敏感单元N12、N13的间距，磁敏感单元N12和磁敏感单元N13的间距相等。

第二行磁敏感单元和第三行磁敏感单元的设置方式与第一行磁敏感单元完全相同，在此不再赘述。

在本实施例中，磁敏感单元是由第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b电连接而成的惠斯通半桥电路。在实际应用中，磁敏感单元还设有用于电连接第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的第一电极32a、第二电极32b以及公共电极33a，其中，公共电极33a将第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的一端电连接，第一电极32a和第二电极32b分别与第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的另一端电连接，从而获得惠斯通半桥电路，而且第一电极32a和公共电极33a或者第二电极31b和公共电极33a作为惠斯通半桥电路的差分输出端，或者说是差分输出通道。其它各磁敏感单元的结构部相同，在此不再赘述。

图4a为本发明实施例惠斯通半桥电路的拓扑图。如图4a所示，箭头表示第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的钉扎方向相反。三个端点A、B、C分别对应图3a中第一电极32a、第二电极32b以及公共电极33a。其中，端点B和端点C或者端点A和端点C作为惠斯通半桥电路的差分输出端。由惠斯通半桥电路获得的差分信号与待检物上用于防伪的磁标识的强弱成比例，其不仅可以鉴别是否有磁标识，而且可以鉴别磁标识的强弱，从而更准确地获得磁标识信息。

在本发明的另一实施例中，磁敏感单元为惠斯通全桥电路，即利用磁敏感薄膜获得惠斯通全桥电路。如图3f所示，惠斯通全桥电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，第一电极32a、第二电极32b、第一公共电极33a以及第二公共电极33b。其中，第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b相互平行且钉扎方向相同，第三磁敏感薄膜31c和第四磁敏感薄膜31d相互平行且钉扎方向相同，而且，第一磁敏感薄膜31a 和第二磁敏感薄膜31b的钉扎方向与第三磁敏感薄膜31c和第四磁敏感薄膜31d的钉扎方向相反。第一公共电极33a将第一磁敏感薄膜31a和第三磁敏感薄膜31c的一端电连接，第二公共电极33b将第二磁敏感薄膜31b和第三磁敏感薄膜31c的另一端电连接，第一电极32a和第二电极32b分别与第一磁敏感薄膜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电连接。

在本发明的再一实施例中，惠斯通全桥电路由四条磁敏感薄膜构成，每条磁敏感薄膜作为惠斯通电桥电路的一个臂桥。

图4b为本发明实施例惠斯通全桥电路的拓扑图。如图4b所示，箭头表示第一磁敏感薄膜31a和第二磁敏感薄膜31b的钉扎方向相同。第三磁敏感薄膜31c和第四磁敏感薄膜31d的钉扎方向相同，四个端点A、B、C、D分别对应图3f中第一电极32a、第二电极32b、第一公共电极33a以及第二公共电极33b。其中，端点B和端点C作为惠斯通全桥电路的差分输出端。由惠斯通全桥电路获得的差分信号与待检物上用于防伪的磁标识的强弱成比例，其不仅可以鉴别是否有磁标识，而且可以鉴别磁标识的强弱，从而更准确地获得磁标识信息。

另外，在上述实施例中，构成磁敏感单元的磁敏感薄膜均为直线型薄膜。然而，本发明并不局限于此。磁敏感薄膜也可以为弯曲的蛇形，如图5所示，磁敏感薄膜31a、31b为折线形，公共电极33a将磁敏感薄膜31a和磁敏感薄膜31b的一端电连接，第一电极32a和第二电极32b分别与磁敏感薄膜31a和磁敏感薄膜31b的另一端电连接。当然，磁敏感薄膜也可以采用其它折线形状，如平滑的曲线形，在此不再一一列举。

本实施例在第二磁敏感单元点阵中设置有M个磁敏感单元，M为≥1的整数，而且，磁敏感单元纵向设置。

当然，第二磁敏感单元点阵中M的具体数值根据实际待检物内设置的防伪标识而定，M可以与N相等，也可以不等。

将M个磁敏感单元按照a行×b列阵列设置，a、b为≥1的整数。第二磁敏感单元点阵中的M个磁敏感单元的结构与第一磁敏感单元点阵中磁敏感单元的结构完全相同，如，第二磁敏感单元点阵中的a ×b个磁敏感单元的间距相等或者不完全相等。又如，每列磁敏感单元中的各磁敏感单元的对称中心在同一直线上，或者不完全在同一直线上。再如，a行磁敏感单元将磁传感器芯片的纵向方向上不存在间隙，以将磁传感器芯片的纵向完全覆盖，或者，a行磁敏感单元在磁传感器芯片的纵向方向上存在间隙。在第一磁敏感单元点阵中提及的磁敏感单元的特征都可以用于第二磁敏感单元点阵。

下面仅列举一例第二磁敏感单元点阵进行介绍。如图6所示，为本发明实施例第二磁敏感单元点阵的结构示意图。第二磁敏感单元点阵包括3×3个磁敏感单元，磁敏感单元纵向设置，磁敏感单元M11、M31，磁敏感单元M12、M32与磁敏感单元M13、M33的间距相等，磁敏感单元M21，磁敏感单元M22、与磁敏感单元M23比其他磁敏感单元M11，M13、M21、M23、M31、M33的间距小。第一列磁敏感单元M11、M12、M13的对称中心在同一直线上，第二列磁敏感单元M21、M22、M23的对称中心在同一直线上，第三列磁敏感单元M31、M32、M33的对称中心在同一直线上。

作为本发明的另一实施例，在磁传感器芯片的纵向方向上，磁敏感单元M11、M21、M31将磁传感器芯片的纵向方向完全覆盖，磁敏感单元M，21、M22、M32将磁传感器芯片的纵向方向完全覆盖，磁敏感单元M31、M32、M33将磁传感器芯片的纵向方向完全覆盖，即每列磁敏感单元在磁传感器芯片的纵向方向上不存在间隙，如在第一列磁敏感单元中，磁敏感单元M11的磁敏感膜的尾端与磁敏感单元M21的磁敏感膜的首端相衔接，磁敏感单元M21的磁敏感膜的尾端与磁敏感单元M31的磁敏感膜的首端相衔接，其它各列磁敏感单元的衔接情况也相同，整个磁敏感单元点阵将磁传感器芯片的纵向完全覆盖。

需要说明的是，在磁传感器芯片中，可以将第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵中的磁敏感单元按照下列方式设置，即，第一磁敏感单元点阵中的n×m个磁敏感单元的间距相等；第二磁敏感单元点阵中的a×b个磁敏感单元的间距不相等。或者，第一磁敏感单元点阵中的n×m个磁敏感单元的间距不相等；第二磁敏感单元点阵中的a×b个磁敏感单元的间距相等。可以理解，磁敏感单元的其它特征也 可以像磁敏感单元的间距一样分别在第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵中交叉使用。

在本实施例中，第二磁敏感单元点阵同样可以为惠斯通全桥电路或惠斯通半桥电路。

在本实施例中，磁敏感薄膜可以为连续不间断的薄膜，也可以包括多段薄膜段，而且相邻的薄膜段由导体电连接。磁敏感薄膜为霍尔效应薄膜、各向异性磁电阻薄膜、巨磁电阻薄膜、隧道磁电阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍尔效应薄膜。

本发明提供的磁图像传感器还包括数据处理单元(图中未示出)，数据处理单元用于接收到的惠斯通电桥电路的差分信号，并根据差分信号辨别磁标记的位置、磁标记的强弱以及磁标记的尺寸。

在本实施例中，屏蔽外壳可以采用铁氧体材料或坡莫合金材料制作，或者采用金属材料制作，并在其表面涂覆由铁氧体材料或坡莫合金材料制作的镀层。

需要指出的是，在第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵中，磁敏感单元的数量和设置位置还可以根据设置在待检物内的磁标记的位置而设定，例如，在待检物内设有三个磁标记，那么仅在第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵中与这三个磁标记相对的位置设置磁感应单元，同样能够提高鉴伪的准确性。

本实施例提供的磁图像传感器，其中的磁传感器芯片包括第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ为0＜θ＜180°，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵分别包括N个和M个磁敏感单元，所述磁敏感单元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通电桥电路。由于采用磁敏感薄膜来制作磁敏感单元，其体积小，易于集成化，能够在有限的面积内制作多个磁敏感单元，即获得磁敏感单元点阵。根据图像学原理，借助两个磁敏感单元点阵可以获得待检物内磁场场源的平面分布图谱，即获得磁防伪标志的位置、强弱以及尺寸，从而更彻底、全面地对防伪标志进行识别，进而更准确地鉴定待检物的真伪。而且，由磁感应薄膜构成的惠斯通电桥电路获得的差分信号的大小与 外界磁信号强弱成比例，因此，磁传感器芯片不仅可以获得磁场源的位置，而且可以获得外界磁信号的强弱。另外，这种磁图像传感器具有结构简单、成本低、体积小、厚度薄以及灵敏度高等优点，使得磁图像传感器能够适应微型化、集成化、低功耗及高性能等诸多发展要求。

本实施例还提供一种鉴伪方法，包括以下步骤：

步骤S1，获取磁图像传感器。

磁图像传感器采用本实施例提供的磁图像传感器，磁图像传感器的具体特征参见上文，在此不再详细描述。

步骤S2，通过磁图像传感器获得差分信号。

感应磁标记的磁场可以使磁图像传感器中的惠斯通电桥电路产生差分信号，差分信号的大小与磁标记的强弱对应。

步骤S3，根据差分信号辨别磁标记，从而待检物表面的磁场分布图。

根据差分信号不仅可以辨别磁标记的位置，而且可以辨别磁标记的强弱和尺寸。而且，通过第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵可以对设置在待检物内不同位置的磁标记进行二维成像，从而提高鉴伪的准确性。

本实施例提供的鉴伪方法，由于采用了本发明提供的磁图像传感器来鉴别待检物的真伪，因此可以获得待检物内磁场场源的分布图谱，从而更彻底、全面地对防伪标志进行识别，从而更准确地鉴定待检物的真伪。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种磁图像传感器，包括磁传感器芯片，其特征在于，所述磁传感器芯片包括第一磁敏感单元点阵和第二磁敏感单元点阵，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵之间的夹角θ为0＜θ＜180°，所述第一磁敏感单元点阵和所述第二磁敏感单元点阵分别包括N个和M个磁敏感单元，每个磁敏感单元的阻抗在磁场的作用下均发生变化，所述磁敏感单元是由磁敏感薄膜制作的惠斯通电桥电路，其中，N、M为≥2的整数；所述第一磁敏感单元点阵包括n×m个所述磁敏感单元，而且，所述磁敏感单元横向设置，m、n为≥1的整数；

所述第二磁敏感单元点阵包括a×b个所述磁敏感单元，而且，所述磁敏感单元纵向设置，a、b为≥1的整数；

所述磁敏感单元包括至少一对相互平行且钉扎方向相反的磁敏感薄膜，而且所述磁敏感单元的间距为两个所述磁敏感薄膜之间的距离，所述磁敏感单元的对称中心为两个所述磁敏感薄膜在其长度方向上的对称中心。

2.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距相等；所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距相等。

3.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距不完全相等；在所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距不完全相等。

4.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距相等；所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距不相等；或者，

所述第一磁敏感单元点阵中的n×m个所述磁敏感单元的间距不相等；所述第二磁敏感单元点阵中的a×b个所述磁敏感单元的间距相等。

5.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，在所述第一磁敏感单元点阵中，每行磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心在同一直线上。

6.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，在所述第一磁敏感单元点阵中，每行磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心不完全在同一直线上。

7.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，在所述第二磁敏感单元点阵中，每列磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心在同一直线上。

8.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，在所述第二磁敏感单元点阵中，每列磁敏感单元中的各所述磁敏感单元的对称中心不完全在同一直线上。

9.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，在所述第一磁敏感单元点阵中，m列所述磁敏感单元在所述磁传感器芯片的横向方向上不存在间隙，以将所述磁传感器芯片的横向完全覆盖；

在所述第二磁敏感单元点阵中，a行所述磁敏感单元将所述磁传感器芯片的纵向方向上不存在间隙，以将所述磁传感器芯片的纵向完全覆盖。

10.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，在所述第一磁敏感单元点阵中，m列所述磁敏感单元在所述磁传感器芯片的横向方向上存在间隙；

在所述第二磁敏感单元点阵中，a行所述磁敏感单元在所述磁传感器芯片的纵向方向上存在间隙。

11.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述惠斯通电桥电路为惠斯通半桥电路，或者，所述惠斯通电桥电路为惠斯通全桥电路，每个所述惠斯通电桥电路设有一个差分输出通道。

12.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜为连续不间断的薄膜。

13.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜包括多段薄膜段，所述薄膜段由导体串联。

14.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜为直线型薄膜或者弯曲的蛇形薄膜。

15.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述磁敏感薄膜为霍尔效应薄膜、各向异性磁电阻薄膜、巨磁电阻薄膜、隧道磁电阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍尔效应薄膜。

16.根据权利要求1-15任意一项所述的磁图像传感器，其特征在于，还包括印制电路板、焊针、屏蔽外壳以及数据处理单元，

所述磁传感器芯片与所述印制电路板电连接；

在所述屏蔽外壳上设有导磁窗口，所述磁传感器芯片和所述印制电路板设置在所述屏蔽外壳内，而且所述磁敏感单元与所述导磁窗口相对；

所述焊针的一端固定于所述印制电路板，并与所述磁传感器芯片中惠斯通电桥电路的差分输出端电连接

所述数据处理单元通过所述焊针接收所述惠斯通电桥电路的差分信号，并根据所述差分信号获得磁标记。

17.根据权利要求16所述的磁图像传感器，其特征在于，所述屏蔽外壳采用铁氧体材料或坡莫合金材料制作，或者采用金属材料或非金属材料制作，并在其表面涂覆由铁氧体材料或坡莫合金材料制作的镀层。

18.一种鉴伪方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取磁图像传感器，所述磁图像传感器为权利要求1-17任意一项所述的磁图像传感器；

通过所述磁图像传感器获得差分信号；

根据所述差分信号辨别磁标记，从而获得待检物表面的磁场分布图。