DE3122239A1 - Diebstahlkontrollgeraet - Google Patents
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Description
HOPPMANN · EITUS & PARTNER o
PATENTANWÄLTE
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABELIASTRASSE A · D-8000 MO NCH EN Bl . TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH E)
35 041 p/hl
Sensormatic Electronics Corporation,
Deerfield Beach, Florida / V.St.A.
Diebstahlkontrollgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Diebstahlskontrolle. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
ein Gerät zum Erfassen des Vorhandenseins eines Mitteilungselementes in einer unauthorisierten Zone.
Für den Zweck der Kontrolle des Diebstahls wurde es bisher bereits vorgeschlagen, speziell konstruierte Markierungen
an zu schützenden Artikeln anzubringen, welche Markierungen authorisiert deaktiviert oder von den Gegenständen
entfernt werden mußten, bevor sie in den kontrollierten Bereich gelangen. In der US-Patentschrift 3 895
ist ein Gerät beschrieben, bei dem ein Mikrowellensignalgenerator eine elektromagnetische Welle in einen zu überwachenden
Raum einbringt, um ein erstes Feld einzurichten. Ein impuls- oder frequenzmodulierter Niedrigfrequenzgenerator
wird verwendet, um einem diskontinuierlichen Leiter eine Spannung zur Einrichtung eines zweiten Feldes
elektrostatischer Natur über den zu kontrollierenden Raum einzurichten. Die Anwesenheit eines passiven Elektromagnetwellen-Miniatur-Empfänger-Rückstrahlers
in Form
einer Halbleiterdiode, verbunden mit einer Dipolantenne, verursacht die Rückstrahlung der Niedrigfrequenzkomponente
moduliert auf der Mikrowellenkomponente als Träger. Das Vorderende eines Empfängersystems wird auf das Mikro-Wellenfrequenzsignal
abgestimmt. Ein Koinzidenzkreis erregt einen Alarmkreis, wennimmer das Erfassungssignal
mit einer ursprünglichen Modulationsumhüllenden zusammenfällt, die auf den Niedrigfrequenzgenerator aufgebracht
ist. Das Patent enthält eine allgemeine Feststellung dahingehend, daß der diskontinuierliche Leiter über den zu
schützenden Bereich ausgedehnt werden kann und daß ein geerdeter Leiter im Boden angeordnet sein kann, um einen
Rückkehrweg der elektrostatischen Signale vorzusehen, wenn dies nötig ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der
in dem genannten Patent beschriebenen Art befinden sich Podeste bzw. Sockel an entgegengesetzten Seiten des zu
schützenden Durchganges, welche Sockel Folienelemente zur Einrichtung eines elektrostatischen Feldes enthalten. Bei
einem besonderen Beispiel haben die Folienelemente der . vorgenannten Art eine Größe von 10 cm χ 10 cm (4" χ 4")
und werden von einem 245 V RMS-Signal erregt.
Es wurde jedoch herausgefunden, daß, wenn die elektrostatischen Feldradiatoren innerhalb der Sockel und oberhalb des.
Bodenniveaus angeordnet sind, es schwierig ist, das elektrostatische Feld auf den Raum zu begrenzen, welcher zwischen
den Sockeln kontrolliert werden soll. Wenn die abgestrahlte Energie über die gewünschten Grenzen hinausragt, bezieht
sich dies auf eine überreichweite, überreichweiten sind
unerwünscht, da sie den Bodenbereich in der Nähe des kontrollierten Durchganges abschneiden, wo markierte Artikel legitim
lokalisiert oder von irgendjemanden transportiert werden
können, ohne einen Alarm auszulösen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System
zu schaffen, mit dem ein von Käufern zu passierender Raum sicher dahingehend erfaßt werden kann, daß Gegenstände
nicht unauthorisiert aus einem geschlossenen Raum entfernt·
werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Gerät mit der im vorgenannten Patent beschriebenen Art vor,
bei dem ein Überbereich infolge der Unfähigkeit der Begrenzung des elektrostatischen Feldes auf den gewünschten
Bereich erheblich reduziert, wenn nicht sogar eliminiert wird. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird vorgesehen,
ein überwachungssystem zum Erfassen der Anwesenheit eines
miniatur-elektromagnetischen Wellen-Empfänger-Rückstrahlers in einem kontrollierten Raum mit einer Signalmischfähigkeit,
umfassend in Kombination Mittel zum Erzeugen eines elektromagnetischen Mikrowellensignals durch den kontrollierten
Raum, eine Quelle für Niedrigfrequenzsignale, eine mit der Quelle für die Niedrigfrequenzsignale gekuppelten Elektrode,
Signalerfassungsmittel, die mit dem Raum zur Aufnahme der Signale davon gekuppelt sind und Signale erfassen,
die zu den Niedrigfrequenzsignalen in Bezug stehen, nur wenn sie aufgenommen werden als Modulation eines
Trägersignals, dessen Frequenz ein vorbestimmtes Verhältnis zu dem der Mikrowellensignale trägt, und Mittel,
die mit den Erfassungsmitteln zum Vorsehen eines Alarms in Erwiderung auf die Erfassung der Signale gekuppelt
ist, die mit den Niedrigfrequenzsignalen im Verhältnis stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode für die
Anordnung entlang dem Bewegungsweg des Empfänger-Rückstrahlers durch den genannten Raum für die direkte Kapazität konstruiert
ist, die mit dem Empfänger-Rückstrahler gekuppelt ist, wennimmer
letzterer im Raum vorhanden ist.
— π —
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung .
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer die vorliegende
Erfindung verkörpernden Installation,
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des entsprechend dem Stand der Technik erzeugten Wellenfeldes
,
Fig. 3 eine andere schematische Ansicht, ähnlich der
Fig. 2, jedoch mit der Darstellung des Betriebes gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Elektrodengebildes in Form einer Bodenmatte für die Verwendung
beim System gemäß Figur 1,
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines typischen Schaltkreises für
die Verwendung im Zusammenhang mit der Elektrode gemäß Fig. 4 beim System gemäß Fig. 1 und
Fig. 6 ein phragmentarisch.es, schemafcisches Diagramm
einer weiteren Einzelheit des Schaltkreises gemäß Fig. 5.
In allen Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile.
In Figur 1 ist eine typische Installation dargestellt, die.
aus Sockeln 10 und 11 besteht, die an entgegengesetzten
Seiten eines zu kontrollierenden Durchgangs angeordnet sind. Beispielsweise kann der Durchgang der Ausgang eines Kaufhauses
sein, um sicherzustellen, daß Waren nicht unauthorisiert aus dem Kaufhaus entfernt werden. Auf dem Boden zwischen
den Sockeln 10 und 11 ist eine Matte 12 angeordnet, auf die
ein Fußgänger, hier ein Käufer, treten muß, wenn er den kontrollierten Raum passiert. Bei der Darstellung wird eine
Einzelperson dargestellt, wie sie versucht, einen Warengegenstand 13 tragend zwischen die Sockel 10 und 11 zu gehen.
Eine Empfänger-Rückstrahlvorrichtung 14 ist am Warengegenstand
befestigt. Bei den dargestellten Umständen ist es erwünscht, daß das System einen Alarm erzeugt, um den Dieb fassen zu
können.
Beim im vorgenannten Patent beschriebenen bekannten System befindet sich die Elektrode 15 für das elektrostatische
Feld (siehe Fig. 2) vorzugsweise an einer von zwei Seiten des zu kontrollierenden Durchgangs, und zwar in einem gewissen
Abstand über dem Boden 16. Der elektronische Kreis 17 zum Erregen der Elektrode 15 wird entsprechend der Darstellung
in Fig. 2 geerdet, so daß das elektrostatische Feld zwischen der Elektrode 15 und dem Boden 16 erzeugt wird.
Dieses elektrostatische Feld wird durch die unterbrochenen Linien 18 und 19 begrenzt. Zum Zweck der Darstellung wird
angenommen, daß die Grenzen 18 und 19 jenseits einer gewünschten Breite W liegen, welche Breite den zu schützenden Bereich
dokumentiert. Wenn ein Empfänger-Rückstrahler in Form einer Markierung 20 in den Raum gelangt, kann der Energieverlauf,
welcher die Markierung 20 mit dem Erfassungssystem verbindet,
mit der Phantomlinie 21 zusammenfallen. Es ist
erwünscht, daß eine andere Markierung außerhalb der Grenzen des zu schützenden Bereiches, wie beispielsweise
bei 22, ebenso mit dem elektrostatischen Feld in Verbindung
gebracht wird und den zu erzeugenden Alarm verursacht.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet sich die Elektrode zur Erzeugung des elektrostatischen
Feldes auf dem Boden, wie dies in Figur 1 dargestellt ist und wirkt mit dem Empfänger-Rückstrahler zusammen. Wie dies
schematisch in Figur 3 dargestellt ist. Hinsichtlich der Tatsache, daß im allgemeinen eine Überwachungsmarkierung
in den kontrollierten Raum eingebracht werden kann, nur wenn diese von einem Fußgänger getragen wird, wird es
geschätzt, daß eine Kondensatorelektrode in der Matte 12 unmittelbar über einen Weg 23 kapazitiv mit dem Empfänger-Rückstrahler
24 durch den Körper der Einzelperson 25 und den Warengegenstand 26 am Arm der Person gekuppelt
wird. Infolge der direkten kapazitiven Kupplung mit irgendeiner Sache, die mit der Matte 12 in Berührung gerät, kann
die zur Matte geführte Erregerenergie bezeichnend unter dem reduziert werden, was der Elektrode 15 des Systems gemäß
Figur 2 zugeführt wird. Daher kann das elektrostatische Feld im wesentlichen auf die Grenze der Matte 12 begrenzt
werden, und zwar ohne inkonsequente Spülung oder überreichweite über den Umfang der Matte.
Die Einzelheiten der Matte 12 werden nun im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. Die Matte 12 besteht aus einer
leitenden Grundplatte 27, einer offenen Gitterelektrodenschicht
28 und einer Schicht aus dielektrischem Material 29, die sich zwischen dem Gitter 28 und der Grundplatte
27 befindet. Eine obere Beschichtungslage 30 aus isolierendem Material bedeckt vollständig das Gittergebilde 28 und
ist in Fig. 4 an den Ecken nur weggebrochen dargestellt, um die darunterliegende Gitterstruktur freizugeben. Ein
koaxiales oder abgeschirmtes Kabel 31 ist mit seinem zentralen Leiter an die Gitterelektrode 28 angeschlosaen, während
die Abschirmung mit den leitenden Grundplatte 27 verbunden ist. Ein getrennter Erdungsdraht 32 kann unmittelbar mit
der Grundplatte 27 verbunden sein.Weitere Einzelheiten der Matte werden später beschrieben, und zwar nach der
Beschreibung des Steuerkreises gemäß Fig. 5 und 6, auf die nunmehr Bezug genommen wird.
Ein kristallgesteuerter Oszillator 35 versorgt einen Hybridkreis 36, welcher seinerseits zwei Abstrahlantennengebilde
37 und 38 versorgt, um durch den zu kontrollierenden Raum ein elektromagnetisches Wellensignal zu schicken. Solch ein
Signal kann eine Frequenz von 915 MHz haben. Wenn ein
Empfänger-Rückstrahler 39 sich im Raum zwischen den Antennen 37 und 38 befindet, wird dieser durch die von diesem abgegebene
Energie verkettet und eine rückgestrahlte Komponente des Signals wird von denselben Antennen 37 und 38 aufgenommen
und zurück zum Hybridkreis 36 gebracht. Den Hybridkreis 36 erreichende einkommende Signale verlassen diesen über
einen Ausgangsweg 40 zu dem Eingang eines Empfängers 41, welcher die Signale bei einer Frequenz von 160 kHz erfaßt.
Wenn solche Signale mit einer besonderen Charakteristik empfangen wurden, wird ein Alarmkreis 42 erregt, welcher
über eine Leitung 43 am Ausgang des Empfängers 41 angeschlossen
ist. Wie zuvor erwähnt, ist es für ein niedrigfrequentes Signal notwendig, auf das Mikrowellenträgersignal moduliert
zu werden, um den Alarmkreis zu erregen. Für diesen Zweck ist ebenfalls eine Niedrigfrequenzsignalquelle vorgesehen,
welche beim vorliegenden Beispiel aus einem 320 kHz Oszillator 44 besteht, dessen Ausgang über einen Trennverstärker 45
mit einem Kreis 36 verbunden ist zum Teilen der Frequenz durch 4 und Versorgen eines Steuersender-Leistungsverstärkerkreises
47. So erscheint ein 80 kHz Signal am Ausgang dieses Leistungsverstärkers 47, welcher über eine
Leitung 48 mit der Kondensatormatte verbunden ist. Entsprechend der Darstellung in Figur 6 ist der Ausgang des
Leistungsverstärkers 47 über einen einstellbaren Induktor 49 und eine Durchführung 50 mit einem Verbindungspunkt
51 und der Erde verbunden. Ein Präzisionskondensator
52 ist zwischen dem Verbindungspunkt 51 und der Erde angeschlossen.
Die Auswahl des Kondensators 52 hängt von der Kapazität der vom System anzutreibenden Matte 12 ab. Ebenso
ist der zentrale Leiter 53 eines Längenabschnittes des. abgeschirmten Kabels 31, dessen Abschirmung 54 geerdet
ist, mit dem Verbindungspunkt 51 verbunden. Das andere Ende des Leiters 53 ist mit der Gitterelektrode 28 der Matte
12 verbunden, während die Grundplatte 27 geerdet ist.
Für den Fachmann ist erkennbar, daß die Induktivität des Induktors 49 so eingestellt werden kann, daß sie
mit der Gesamtkapazität der Matte 12 in Resonanz sich befindet, welche Kapazität durch die Matte 12, das abgeschirmte
Kabel 31, den Kondensator 52 und die Durchführung repräsentiert wird. Zum Zwecke der Darstellung sind nachfolgend
verschiedene Mattendimensionen tabellenartig, zusammen mit den Kapazitäten dargestellt, die für die
Verwendung bei der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung geeignet erscheinen.
Dimension der Kapazität - pf .
50,8 χ 50,8
(20" χ 20") 1538 2450
50,8 χ 66,04
(20" χ 26") 2000 1988
66,04 χ 81,3
(26" χ 32") 3200 788
Die Durchführung 50 hat eine Kapazität zur Erde von ungefähr 20 pf., während das abgeschirmte Kabel 0,61 m
(2 ft.) lang sein und eine Streukapazität von ungefähr 9,14 pf./m (30 pf./ft.) haben kann. Die nominale Induktivität
des Induktors 49 beträgt ungefähr 978 μη. So beträgt die Gesamtkapazität zwischen der Erde und dem Induktor
49 ungefähr 4050 pf.
Es ist bevorzugt, ein Gitter oder ein anderes durchbrochenes Element für die Elektrode 28 zu verwenden, um vergrößerte
Abmessungen zu erhalten, ohne unnötig die Kapazität des Gebildes zu vergrößern. Bei den vorliegenden
Beispielen wird ein Aluminiumgitter mit einem offenen Bereich von ungefähr 64 % der Gitterdimension verwendet.
Die oben aufgelisteten Mattengrößen können zwischen Sockeln verwendet werden, die zwischen ungefähr 61 cm bis 99 cm
(24" bis 39") voneinander entfernt sind, wobei die besondere Mattengröße gewählt wird, die am besten zwischen den Sockeln
sitzt.
Wenn sich die Markierung im kontrollierten Raum befindet,
verursacht diese ein Trägersignal, welches von den Antennen 37 und 38 aufgenommen wird und zumindest durch
die zweite Harmonische des Signals moduliert wird, mit dem die Matte 12 versorgt wird. Dies bedeutet, daß ein
80 kHz Signal zur Markierung gebracht wird, welches ein 160 kHz Signal verursacht, um auf dem Trägersignal für die
Erfassung durch den Empfänger 41 moduliert zu werden. Eine zusätzliche Modulation oder Veränderung der Überwachungssignale
kann im System beinhaltet sein, um die Unterdrückung von Falschalarmen zu unterstützen. Jedoch
sind solche Modifikationen nicht Teil der vorliegenden
Erfindung und müssen daher nicht beschrieben werden.
. 43-
Leerseite
Claims (7)
- HOFFMANN · EITLE & PARTNKR ' im * ^PAT E N TAN W Λ Γ/Γ ΕDR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . D I P L.-l N G. W. E ITl E · D R. R E R. N AT. K. H O F FM AN N · D I PL.· I N G. W. LEHNDIPL.-ING. K. FDCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEllASTRASSE 4 · D-8000 MO NCH EN 81 . TELE FON (089) 911087 · TELEX 05-29419 (PATH E)35 041 p/hlSensormatic Electronics Corporation, Deerfleld Beach, Florida / V.St.A.DiebstahlkontrollgerätPatentansprücheüberwachungssystem zum Erfassen der Anwesenheit eines miniatur-elektromagnetisehen Wellen-Empfänger-Rückstrahlers in einem kontrollierten Raum mit einer Signalmischfähigkeit, umfassend in Kombination Mittel zum Erzeugen eines elektromagnetischen Mikrowellensignals durch den kontrollierten Raum, eine Quelle für Niedrigfrequenzsignale, eine mit der Quelle für die Niedrigfrequenzsignale gekuppelte. Elektrode, Signalerfässungsmittel, die mit dem Raum zur Aufnahme der Signale davon gekuppelt sind und Signale erfassen, die zu den Niedrigfrequenzsignalen in Bezug stehen, nur wenn sie aufgenommen werden als Modulation eines Trägersignals, dessen Frequenz ein vorbestimmtes Verhältnis zu dem der Mikrowellensignale trägt,und Mittel, die mit den Erfassungsmitteln zum Vorsehen eines Alarms in Erwiderung auf die Erfassung der Signale gekuppelt ist, die mit den Niedrigfrequenzsignalen im Verhältnis stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode für die Anordnung entlang dem Bewegungsweg des Empfänger-Rückstrahlers (14; 39; 41) durch den genannten Raum für die direkte Kapazität konstruiert ist, die mit dem Empfänger-Rückstrahler gekuppelt ist, wennimmer letzterer im Raum vorhanden ist.
- 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (15) eine Komponente eines Kondensatorgebildes ist, welches im kontrollierten Raum auf einem Boden angeordnet ist, auf dem ein durch den genannten Raum tretender Fußgänger zu treten gezwungen ist, und zwar hinsichtlich einer kapazitiven Kupplung damit.
- 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem leitenden Gitter (28) besteht, welches auf eine leitende Platte mit einer dazwischen befindlichen dielektrischen Materialschicht laminiert ist und daß die Quelle der Niedrigfrequenzsignale zwischen dem Gitter und der leitenden Platte gekuppelt ist.
- 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Gitter mit einer Schicht von isolierendem Material bedeckt ist.
- 5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität zwischen dem Gitter und der leitfähigen Platte des Kondensatorgebildes innerhalb desBereiches von ungefähr 1538 bis ungefähr 3200 Pikofarad liegt.
- 6. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatorgebilde mit dem Ausgang der Quelle für die Niedrigfrequenzsignale in Serienschaltung verbunden ist, die auf Resonanz stimmbar ist.
- 7. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle der Niedrigfrequenzsignale konstruiert ist zum Versorgen des Kondensatorgebildes mit einem Signal einer ersten Frequenz, daß der Empfänger-Rückstrahler konstruiert ist zum Mischen der ersten Frequenz mit dem Mikrowellensignal zur Erzeugung einer zweiten oder höheren Harmonischen der genannten ersten Frequenz als Modulation überlagert einem Trägersignal, dessen Frequenz ein vorbestimmtes Verhältnis zu dem der Mikrowellensignale hat und daß die Signalerfassungsmittel zur Erfassung der Harmonischen der Niedrigfrequenzsignale konstruiert sind.
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