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ERFINDUNGSGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die elektronische Warenüberwachung
(EAS – Electronic
Article Surveillance) und betrifft insbesondere sogenannte "Deaktivatoren", um EAS-Etiketten
inaktiv zu machen.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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In
dem Industriebereich der elektronischen Warenüberwachung ist es üblich, EAS-Etiketten an Handelswaren
anzubringen. Detektionsgeräte
sind an Geschäftsausgängen positioniert,
um Versuche zu detektieren, aktive Etiketten vom Geschäftsgelände zu entfernen,
und um in solchen Fällen
einen Alarm zu erzeugen. Wenn ein Kunde an einer Kasse eine Ware
zur Bezahlung vorlegt, entfernt entweder der Kassierer das Etikett
von der Ware oder deaktiviert das Etikett durch Verwenden einer
zum Deaktivieren des Etiketts bereitgestellten Deaktivierungseinrichtung.
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Bekannte
Deaktivierungseinrichtungen enthalten eine oder mehrere Spulen,
die bestromt werden können,
um ein Magnetfeld ausreichender Amplitude zu erzeugen, um das Etikett
inaktiv zu machen. Eine wohlbekannte Etikettenart (aus dem
US-Patent Nr. 4,510,489 bekannt)
ist als "magnetomechanisches" Etikett bekannt.
Magnetomechanische Etiketten enthalten ein aktives Element und ein
Vormagnetisierungselement. Wenn das Vormagnetisierungselement auf
bestimmte Weise magnetisiert wird, bewirkt das entstehende, auf
das aktive Element einwirkende Vormagnetisierungsfeld, daß das aktive
Element mit einer vorbestimmten Frequenz mechanisch schwingt, wenn
es einem Abfragesignal ausgesetzt wird, das mit der vorbestimmten
Frequenz wechselt. Das mit dieser Art von Etikett verwendete Detektionsgerät erzeugt
das Abfragesignal und detektiert dann die durch das Abfragesignal
induzierte Resonanz des Etiketts. Gemäß einer bekannten Technik zum Deaktivieren
von magnetomechanischen Etiketten wird das Vormagnetisierungselement
entmagnetisiert, indem das Vormagnetisierungselement einem magnetischen
Wechselfeld ausgesetzt wird, das eine anfängliche Größe aufweist, die größer ist
als die Koerzitivfeldstärke
des Vormagnetisierungselements, und dann auf null abklingt. Nachdem
das Vormagnetisierungselement entmagnetisiert ist, ist die Resonanzfrequenz
des Etiketts im wesentlichen von der vorbestimmten Abfragesignalfrequenz
verschoben, und die Reaktion des Etiketts auf das Abfragesignal weist
eine zu geringe Amplitude auf, als daß es durch die Detektierungsvorrichtung
detektiert werden könnte.
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Die
(eigene) vorausgegangene Anmeldung mit der laufenden Nummer 08/801,489
offenbart eine Etikettendeaktivierungseinrichtung, bei der leitende Spulen
mit einem sinusförmigen
Signal konstanter Amplitude angesteuert werden, um ein magnetisches Wechselfeld
an und in einer gewissen Entfernung über einer oberen Oberfläche der
Deaktivierungseinrichtung zu erzeugen. Ein magnetomechanisches Etikett,
das über
die Oberseite der Einrichtung hinwegbewegt wird, wird einem Wechselfeld
abklingender Amplitude ausgesetzt, wenn das Etikett das Gebiet über der
Deaktivierungseinrichtung verläßt, was zu
einem Entmagnetisieren des Vormagnetisierungselements des Etiketts
und einer Deaktivierung des Etiketts führt.
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Bei
einer anderen Art von Deaktivierungseinrichtung, wie sie etwa aus
dem (eigenen und vom gleichen Erfinder stammenden) Patent Nr. 5,493,275 bekannt
ist, enthält
die Deaktivierungseinrichtung eine Schaltung zum Detektieren der
Anwesenheit eines zu deaktivierenden Etiketts. Wenn die Anwesenheit
des Etiketts detektiert wird, wird eine Spulenansteuerschaltung
ausgelöst,
um ein Wechselsignal abklingender Amplitude zu erzeugen, das an
eine Deaktivierungsspule angelegt wird. Weil das an die Spule in
der letzteren Art von Einrichtung angelegte Ansteuersignal selbst
ein abklingendes Signal ist, ist es nicht erforderlich, das Etikett
an der Deaktivierungseinrichtung vorbeizubewegen, und eine effektive
Deaktierung erfolgt selbst dann, wenn das Etikett einfach auf die
Deaktivierungseinrichtung gelegt wird.
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Es
ist auch bekannt, die Spulenansteuerschaltung als Reaktion auf einen
Knopf oder Schalter auszulösen,
der von dem Kassierer betätigt
wird.
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Wenngleich
die oben beschriebenen Arten von Deaktivierungseinrichtungen zufriedenstellend für ihren
gedachten Zweck verwendet werden können, wäre es wünschenswert, eine Deaktivierungseinrichtung
für magnetomechanische
Etiketten bereitzustellen, bei der das Etikett nicht an der Deaktivierungseinrichtung
vorbeibewegt werden muß oder die
Anwesenheit der Deaktivierungseinrichtung detektiert werden muß oder durch
einen menschlichen Operator ausgelöst werden muß.
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Aus
EP 0 696 785 A1 ist
eine Vorrichtung bekannt zum Deaktivieren von Anhängern zur
elektronischen Warenüberwachung,
die folgendes enthält: eine
Deaktivierungsspule, eine Ansteuerschaltungsanordnung, die gesteuert
werden kann, um Ansteuersignale an die Deaktivierungsspule zu liefern,
einen Referenzsignalgenerator zum Erzeugen eines Referenzsignals
mit einer mit der Zeit variierenden vorausgewählten Charakteristik, einen
Vergleicher zum Vergleichen von Charakteristiken der Ansteuersignale
mit den Referenzsignalcharakteristiken und eine Steuereinheit zum
Steuern der Ansteuerschaltungsanordnung gemäß durch den Vergleicher bewirkten
Signalvergleichen, wobei die Ansteuerschaltung einen Speicherkondensator,
Lademittel in Verbindung mit dem Speicherkondensator und Abfragemittel
zum selektiven Ausbilden einer Schaltung enthält, die die mindestens eine
Deaktivierungsspule und den mindestens einen Speicherkondensator
enthält,
um ein Abfragesignal in der mindestens einen Deaktivierungsspule
zu erzeugen. Die Ansteuerschaltung von
EP 0 696 785 ist ein nichtschwingender
Kreis.
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Aus
US 5,781,111 ist eine Vorrichtung
bekannt zum Deaktivieren von Anhängern
zur elektronischen Warenüberwachung,
die folgendes umfaßt: eine
Deaktivierungsspule, einen Kondensator, Lademittel zum Laden des
Kondensators auf einen vorbestimmten Pegel und einen mit dem Kondensator
und der Deaktivierungsspule verbundenen elektronischen Schalter,
so daß,
wenn der Schalter offen ist, der Kondensator durch das Lademittel
geladen werden kann, und wenn der Schalter geschlossen ist, der Kondensator
sich durch die Deaktivierungsspule entladen kann.
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AUFGABEN UND KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Bestromungsschaltung für
eine Deaktivierungseinrichtung für EAS-Etiketten,
wobei die Schaltung ohne Benutzereingabe arbeitet und für einen
zuverlässigen
Betrieb nicht von der Etikettendetektion abhängt.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Bestromungsschaltung, die bewirkt, daß sich die Deaktivierungseinrichtung zweckmäßig verwenden
läßt.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird folgendes bereitgestellt: eine Vorrichtung
zum Deaktivieren eines elektronischen Warenüberwachungsetiketts, wobei
die Vorrichtung mindestens eine Deaktivierungsspule und eine Treiberschaltung
zum wiederholten Bestromen der mindestens einen Deaktivierungsspule
gemäß einer
vorbestimmten Zeitsteuerung zum Erzeugen eines Magnetfeldes zum
Deaktivieren des Etiketts enthält,
wobei die Treiberschaltung mindestens einen Speicherkondensator,
eine Schaltung zum Laden des mindestens einen Speicherkondensators,
eine Abfrageschaltung zum selektiven Ausbilden eines Schwingkreises,
der die mindestens eine Deaktivierungsspule und den mindestens einen
Speicherkondensator enthält,
um ein Abfragesignal in der mindestens einen Deaktivierungsspule
zu erzeugen, enthält,
und eine Zeitsteuerschaltung zum Steuern der Abfrageschaltung zum wiederholten
Erzeugen des Abfragesignals mit der vorbestimmten Zeitsteuerung.
Die gemäß der Erfindung
bereitgestellte Vorrichtung arbeitet auf energieeffiziente Weise,
erfordert kein Auslösen
von einer Etikettendetektionsschaltung oder von einem menschlichen
Bediener und erfordert nicht, daß der Bediener ein Etikett
an der Einrichtung vorbeiführt, um
eine unverlässige
Deaktivierung von magnetomechanischen EAS-Etiketten zu erhalten.
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Die
oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden an Hand der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
und an Hand der Zeichnungen besser verstanden, in denen gleiche Bezugszahlen
durchweg gleiche Komponenten und Teile identifizieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eines chematische vertikale Schnittansicht einer gemäß der Erfindung
bereitgestellten Etikettendeaktivierungseinrichtung.
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2A–2D sind
jeweilige Draufsichten auf in der Deaktivierungseinrichtung von 1 enthaltenen
Deaktivierungsspulenarrays.
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3 ist ein Schemadiagramm einer in der Deaktivierungseinrichtung
von 1 enthaltenen Spulenansteuerschaltung.
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4 veranschaulicht
eine Stromwellenform des von der Spulenansteuerschaltung von 3 an die Spulenarrays angelegten Signals.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nun anfänglich
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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1 ist
eine schematische vertikale Schnittansicht einer gemäß der Erfindung
bereitgestellten Etikettendeaktivierungseinrichtung 10.
Die Deaktivierungseinrichtung 10 enthält ein Gehäuse 12, das gemäß herkömmlicher
Praxis aus geformtem Kunststoff ausgebildet sein kann und eine im
wesentlichen flache Planare obere Oberfläche 14 enthält, auf
der EAS-Etiketten zur Deaktivierung vorgelegt werden. Innerhalb
des Gehäuses 12 ist
gerade unter der oberen Oberfläche 14 eine
vertikal gestapelte Anordnung von Substraten 16, 18, 20, 22 positioniert.
Wie zu sehen ist, ist auf jedem der Substrate ein Spulenarray ausgebildet,
wobei die jeweiligen Spulenarrays zusammengeschaltet sind, um ein
Verbundspulenarray zu bilden, das so angesteuert wird, daß ein Deaktivierungsmagnetfeld
an und in einer gewissen Entfernung über der oberen Oberfläche 14 erzeugt wird.
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Ebenfalls
in dem Gehäuse 12 ist
eine Spulenansteuerschaltung 24 enthalten, die über Kabel 26 mit
dem oben erwähnten
Verbundspulenarray verbunden ist, was in 1 nicht
separat von den Substraten 16, 18, 20 und 22 gezeigt
ist.
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Eine
weitere im Gehäuse 12 angeordnete Komponente
ist eine Detektierungsschaltung 28, die über ein
Kabel 30 an eine Sendeempfängerspule angeschlossen ist,
die in 1 nicht separat gezeigt ist, aber unten erörtert wird.
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Es
ist auch anzumerken, daß zur
leichteren Darstellung die vertikale Abmessung von 1 relativ
zur horizontalen Abmessung übertrieben
worden ist. Bevorzugt besitzt das Gehäuse 12 eine herkömmliche
Konfiguration mit niedrigem Profil wie bekannte "Deaktivierungspad"-Einrichtungen.
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Wenngleich
die Spulenansteuerschaltung 24 und die Detektierungsschaltung 28 so
gezeigt sind, daß sie
im Gehäuse 12 unter
den Substraten 16-22 positioniert sind, wird in Betracht
gezogen, eine oder beider dieser Einrichtungen horizontal entlang
der Substrate und/oder in einem Gehäuse getrennt vom Gehäuse 12 zu
positionieren.
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Die 2A–2D sind
jeweils Draufsichten auf die vier Substrate 16, 18, 20 und 22,
die Leiterbahnen zeigen, die auf den Substraten vorgesehen sind,
um Spulenarrays darauf auszubilden. Jedes der Spulenarrays ist ein
quadratisches sechs-mal-sechs-Array aus Spiralspulen, wobei jede Spule
aus im wesentlichen drei Windungen besteht. Die Spulenarrays, die
jeweils auf jedem der vier Substrate vorgesehen sind, sind vertikal
in Registrierung miteinander positioniert, so daß jede der Spulen auf dem oberen
Substrat 16 (in 2A dargestellt)
eine entsprechende Spule aufweist, die direkt unter ihr auf jedem
der Substrate 18, 20 und 22 positioniert
ist. Wie zu sehen ist, verbinden vertikale Verbindungen, die zwischen
den Substraten vorgesehen sind, jeden Stapel aus vier Spiralspulen,
so daß daraus
eine Verbundspule entsteht. Wie ebenfalls zu sehen ist, sind die 36 resultierenden
Verbundspulen so geschaltet, daß man
zwei Reihenschaltungen aus jeweils achtzehn Verbundspulen erhält, die
parallel zu der Spulenansteuerschaltung 24 geschaltet sind.
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Eine
erste der beiden Serienspulenanordnungen wird über eine Leitung 50 (2A)
angesteuert, die mit der äußersten
Windung der linken oberen Spiralspule All auf dem Substrat 16 verbunden
ist. Ein zentraler Anschlußpunkt 52 der
Spule All ist leitend durch ein nichtgezeigtes Durchkontaktloch im
Substrat 16 mit einem zentralen Anschlußpunkt 54 der linken
oberen Spule B11 auf dem Substrat 18 (2B)
verbunden. Ein peripherer Anschlußpunkt 56 der Spule
B11 ist leitend durch ein nichtgezeigtes Durchkontaktloch im Substrat 18 mit
einem peripheren Anschlußpunkt 58 der
entsprechenden Spule C11 auf dem Substrat 20 (2C)
verbunden. Weiterhin ist ein zentraler Anschlußpunkt 60 der Spule C11
leitend durch ein nichtgezeigtes Durchkontaktloch im Substrat 20 mit
einem zentralen Anschlußpunkt
der Spule D11 (2D) verbunden. Folglich sind
die überlagerten
Spulen All, B11, C11 und D11 in Reihe geschaltet, um die oben erwähnten Verbundspulen
zu bilden.
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Es
wird weiter angemerkt, daß die
Reihenschaltung über
eine Leitung 64 weitergeht, die die Spule D11 mit einer
benachbarten Spule D12 verbindet. Eine zweite Verbundspulenanordnung
ist aus überlagerten
Spulen D12, C12 (2C), B12 (2B)
und A12 (2A) gebildet. Auf die gleiche Weise
wie gerade beschrieben wird eine Reihenschaltung unter diesen Spulen
A12–D12
entweder vom zentralen oder peripheren Anschlußpunkt aus hergestellt.
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Es
wird außerdem
angemerkt, daß Punkte 66 (2A)
und 68 (2B) in Registrierung bereitgestellten
Durchkontaktlöchern
auf allen Substraten zum Aufnehmen der Verbindung zwischen Anschlußpunkten 60 (2C)
und 62 (2D) entsprechen. Analog entsprechen
die Punkte 70 und 72 in den 2A bzw. 2D den
Positionen von Durchkontaktlöchern,
die eine Verbindung zwischen Anschlußpunkten 56 und 58 in 2B bzw. 2C gestatten. Gleichermaßen zeigen
die Punkte 74 und 76 in den 2C bzw. 2D die
Durchkontaktlöcher
an, um die Verbindung zwischen den Punkten 52 und 54,
in 2A bzw. 2B gezeigt,
aufzunehmen.
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Die
Reihenschaltung, die durch die Verbundspulen entsprechend den Spulen
All usw. und A12 usw. aufrechterhalten wird, wird über Leitungen 78 (2A), 80 (2D), 82 (2A)
und 84 (2D) fortgesetzt, um alle sechs
der Verbundspulen entsprechend der ersten Reihe aus den vier Spulenarrays
miteinander zu verbinden. Die Reihenschaltung wird zu den dritten
Reihen der Spulenarrays über eine
in 2A gezeigte Leitung 86 und dann zu den sechs
Verbundspulen entsprechend den fünften
Reihen der Spulenarrays über
eine Leitung 88 fortgesetzt. Die Rückleitung von der ersten Reihenschaltung,
die die achtzehn Verbundspulen in der ersten, dritten und fünften Reihe
umfaßt,
erfolgt über
eine Leitung 90.
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Die
anfängliche
Leitung für
die zweite Reihenschaltung aus 18 Verbundspulen ist in 2D bei 92 angegeben.
Auf gleiche Art zu den bereits erwähnten Reihen aus Verbundspulen
sind die Verbundspulen der zweiten Reihen der Spulenarrays durch
Leitungen 94, 96, 98 (2A)
und 100, 102 (2D) verbunden.
Die Reihenschaltung wird von den Verbundspulen der zweiten Reihen
zu den Verbundspulen der vierten Reihen über eine in 2D gezeigte
Leitung 104 fortgesetzt. Die Reihenschaltung geht weiter
von den vierten Reihen zu den sechsten Reihen über eine in 2D gezeigte
Leitung 106. Der Rückweg
von der zweiten Reihenschaltung entsprechend der zweiten, vierten
und sechsten Reihe von Spulen erfolgt über eine Leitung 108.
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Es
ist an Hand der Natur der oben beschriebenen Verbindungen auch zu
erkennen, daß alle
jede Verbundspule bildenden individuellen Spiralspulen so angesteuert
werden, daß Strom
in der gleichen Richtung fließt
(d. h. alles im Uhrzeigersinn oder alles entgegen dem Uhrzeigersinn).
Zudem wird jede Verbundspule in einer Reihe in dem entgegengesetzten Sinne
von jeder angrenzenden Spule oder Spulen in der gleichen Reihe angesteuert.
Außerdem
wird jede Spule in dem entgegengesetzten Sinne von der entsprechenden
Spule in einer benachbarten Reihe oder in benachbarten Reihen angesteuert.
Somit wird beispielsweise die der Spiralspule A11 in 2A entsprechende
Verbundspule in dem entgegengesetzten Sinne relativ zu der der Spule
A12 entsprechenden Verbundspule angesteuert. Zudem wird die der
Spiralspule All entsprechende Verbundspule in dem entgegengesetzten
Sinne relativ zu der der Spiralspule A21 entsprechenden Verbundspule
angesteuert.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist jedes der Substrate 16, 18, 20 und 22 aus
einem herkömmlichen
Material für
Leiterplatten wie etwa Glasfaserepoxidharz ausgebildet. Alle die
in 2A–2D gezeigten
Bahnen sind bevorzugt "Vier-Unzen"-Kupfer, ausgewählt durch
Abscheiden auf dem jeweiligen Substrat und Wegätzen, um die angegebene Struktur
bereitzustellen. Für
die oben erwähnten
Spiralspulen und Leitungen beträgt
die Bahnbreite bevorzugt 65 Milli-Inch. Der Durchmesser jeder der
Spiralspulen beträgt
bei einer bevorzugten Ausführungsform
etwa 0,75 Inch, entsprechend etwa der Hälfte der Länge der Art von magnetomechanischem
EAS-Etikett, das zu deaktivieren die Vorrichtung ausgelegt ist.
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Es
ist zu verstehen, daß jeder
dieser Parameter einer Variation unterworfen ist. Somit können die
Breite und/oder Dicke der Kupferbahnen geändert und der Durchmesser der
Spiralspulen kann erhöht
oder gesenkt werden (wenngleich angenommen wird, daß ein Durchmesser
von im wesentlichen der Hälfte
der Länge
des zu deaktivierenden magnetomechanischen Etiketts optimal ist).
Es wird auch in Betracht gezogen, mehr oder weniger als die vier Schichten
aus Spiralspulenarrays bereitzustellen, die hierin gezeigt sind.
Beispielsweise kann nur eine Schicht (d. h. nur ein Substrat) bereitgestellt
werden, wobei geeignete leitende Bahnen auf der Unterseite des Substrats
bereitgestellt sind. Andere leitende Materialien aus Kupfer können eingesetzt
werden, und andere Arten von Substratmaterialien können verwendet
werden. Die Anzahl der Verbundspulen kann kleiner oder größer als
die gezeigten 36 sein, und die Spulenarrays brauchen nicht quadratisch
zu sein. Beispielsweise werden nicht-quadratische rechteckige Arrays
wie auch dreieckige Arrays und andere Formen in Betracht gezogen.
Zudem kann die Anzahl der Windungen in jeder Spiralspule größer oder
kleiner als die gezeigten drei Windungen sein.
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Ein
weiteres bemerkenswertes Merkmal der in 2A–2D gezeigten
Bahnmuster liegt darin, daß jedes
der vier quadratischen Arrays aus Spiralspulen von einer Spule mit
zwei Windungen umschrieben ist, jeweils bei 110A, 110B, 110C und 110D in 2A– 2D angegeben.
Die Spulen 110A–110D sind
mit Hilfe von nichtgezeigten Durchkontaktlöchern in Substraten 16, 18, 20 in
Reihe geschaltet, so daß die
vier umschreibenden Spulen zusammen so verbunden sind, daß sie eine
einzelne Verbundsendeempfängerspule
bilden. Die Sendeempfängerspule
ist durch das oben erwähnte
Kabel 30 (1) an die Detektionsschaltung 28 angeschlossen.
Die Detektionsschaltung 28 fungiert gemäß herkömmlicher Praxis als eine "Doppelprüf"-Schaltung, um zu bestimmen, ob zur Deaktivierung
vorgelegte Etiketten tatsächlich
deaktiviert worden sind. Wie dem Fachmann wohlbekannt ist, besteht
die "Doppelprüf"-Funktion daraus,
die Etiketten mit Hilfe eines bestromenden Signals abzufragen und
dann ein von dem Etikett erzeugtes Abfragesignal in dem Fall zu
detektieren, daß das
Etikett nicht ordnungsgemäß deaktiviert
worden ist. Die Sendeempfängerspule
wird verwendet, um das Etikettenbestromungssignal zu übertragen
und ein etwaiges, von dem Etikett erzeugtes resultierendes Signal
aufzunehmen. Wenn ein noch aktives Etikett detektiert wird, erfolgt
eine hörbare
und/oder sichtbare Warnung. Die Funktionsweise und die Anordnung
der Detektionsschaltung 28 sind konventioneller Art und werden
deshalb nicht näher
beschrieben.
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Es
ist anzumerken, daß die
Detektionsschaltung 28 nicht dahingehend arbeitet, die
Spulenansteuerschaltung 24 auszulösen, sondern lediglich eine
Anzeige gibt, wann ein zur Deaktivierung vorgelegtes Etikett nicht
ordnungsgemäß deaktiviert
wurde. Es wird in Betracht gezogen, in der Deaktivierungseinrichtung 10 die
Detektionsschaltung 28 und/oder die aus den Spulenbahnen 110A–110D gebildete
Verbundsendeempfängerspule
wegzulassen.
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Es
wird auch in Betracht gezogen, in die Deaktivierungseinrichtung 10 eine
magnetische Abschirmung aus rostfreiem Stahl, gepreßtem Eisenpulver
oder dergleichen aufzunehmen. Die Abschirmung würde in dem Gehäuse 12 unter
dem Spulenarray positioniert sein und würde das von dem Spulenarray
erzeugte Magnetfeld an Positionen über dem Gehäuse verstärken.
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Einzelheiten
der Spulenansteuerschaltung 24 werden nun unter Bezugnahme
auf 3 beschrieben, die ein Schemadiagramm
der Schaltung ist.
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Wie
aus 3 zu sehen ist, ist ein an einem Anschluß 200 bereitgestelltes herkömmliches
Wechselstromnetzleitungssignal an Primärwicklungen 202, 204 eines
Transformators 206 mittels eines Ein-Aus-Schalters 208,
einer herkömmlichen
Schutzschaltungsanordnung 210 und einer Schaltanordnung 212 angeschlossen.
Die Schaltanordnung 212 gestattet, daß die Spulenansteuerschaltung 24 entweder
mit 110 Volt oder 220 Volt Eingangsleistung funktioniert. Eine Sekundärwicklung 214 des
Transformators 206 liefert das Stromsignal, nachdem es gegebenenfalls
auf einem Nennpegel von 140 Volt Wechselstrom heraus- oder heruntertransformiert worden
ist. Dieses Signal wird bei einer Diodenbrücke 218 gleichgerichtet
und dann durch entsprechende verbindende Schaltungselemente angelegt,
um Speicherkondensatoren 220, 222 zu laden, die
parallel zur Diodenbrücke 218 und
so geschaltet sind, daß sie
die Kondensatoren auf entgegengesetzte Polaritäten laden.
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Die
andere Sekundärwicklung 216 des Transformators 206 ist über eine
Diodenbrücke 224 mit
einer Logikstromversorgung 226 verbunden.
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Der
Speicherkondensator 220 ist mit einer der beiden Reihenschaltungen
aus achtzehn Verbunddeaktivierungsspulen durch einen Pol des Anschlußsatzes 228 verbunden.
Der andere Pol des Anschlußsatzes 228 verbindet
jene Verbundspulenreihenschaltung über einen Triac 230 mit
Masse. Die andere Reihenschaltung aus achtzehn Verbundspulen ist
mit dem anderen Speicherkondensator 222 über einen
Pol des Anschlußsatzes 232 verbunden. Der
andere Pol des Anschlußsatzes 232 verbindet die
zweite Reihenschaltung aus Verbundspulen über einen Triac 234 mit
Masse.
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Die
Spulenansteuerschaltung 24 wird von einer Zeitsteuerschaltungsanordnung 236 vervollständigt, die
die Ein- und Aus-Zustände
der Triac 230 und 234 mit Hilfe der Triac-Treiber 238 bzw. 240 steuert.
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Aus 3 versteht sich, daß, wenn sich die Triacs 230, 234 in
einem offenen Zustand befinden, sich die Deaktivierungsspulenanordnungen
im wesentlichen außerhalb
der Schaltung befinden, und wenn sich die Triacs in einem geschlossenen
Zustand befinden, bildet jede der parallelen Deaktivierungsspulenanordnungen
einen entsprechenden Schwingkreis mit seinem entsprechenden Speicherkondensator 220 oder 222,
damit die Ladung auf dem Speicherkondensator als ein Abfragesignal
ableiten kann, das die entsprechende Deaktivierungsspulenanordnung
bestromt. Die bestromten Spulen erzeugen ein magnetisches Wechselfeld
mit abnehmender Amplitude an und über der oberen Oberfläche der Deaktivierungseinrichtung 10.
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Bei
Betrieb bewirken die Zeitsteuerschaltung 236 und die Treiber 238, 240,
daß beide
Triacs 230, 234 mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung
simultan geschlossen und dann simultan geöffnet werden. Die in beiden
der Deaktivierungsspulenanordnungen induzierte resultierende Stromwellenform
ist in 4 gezeigt. Es sei angemerkt, daß die Wellenform
eine Sequenz von isolierten Abfrageimpulsen ist, die durch Intervalle
getrennt sind, während
derer sich die Triacs in einem offenen Zustand befinden und die Deaktivierungsspulen
nicht angesteuert werden. (Zu Zwecken der Veranschaulichung ist
die Zeitskala der Abfragesignalimpulse relativ zu den dazwischenliegenden
Perioden, wenn kein Ansteuersignal angelegt wird, übertrieben,
und die Anzahl der Zyklen innerhalb jedes Impulses ist übertrieben.)
Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung beträgt die
Wiederholungsrate der Abfragesignalimpulse im wesentlichen 10 Hz,
die Überschwingfrequenz
beträgt
etwa 12 kHz und die Dauer jedes Impulses (Zeit zum Abklingen auf
eine Amplitude von im wesentlichen null) beträgt etwa 300 Mikrosekunden.
Bei gegebener Wiederholungsrate von 10 Hz versteht sich, daß die Abfragesignalimpulse
in regelmäßigen Intervallen
von einer Zehntelsekunde begonnen werden.
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Aus 3 ist zu erkennen, daß die Kondensatoren 220, 222 ständig geladen
werden. Die Wiederholungsrate des Spulenansteuersignals, die von der
Sekundärwicklung 214 gelieferte
Spannung und die Komponentenwerte sind derart ausgewählt, daß zu dem
Zeitpunkt, zu dem jeder Ansteuersignalimpuls beginnt, der Kondensator
mindestens auf einen adäquaten
Pegel geladen ist, um ein Deaktivierungsfeld ausreichender Amplitude
zu liefern, um Etiketten zu deaktivieren, die innerhalb eines vorbestimmten Abstands
von der Oberseite der Deaktivierungseinrichtung vorgelegt werden.
Die an die Kondensatoren 220, 222 angelegte größte Ladung
wird von der durch die Sekundärwicklung 214 gelieferte
Spitzenspannung begrenzt. Weil die kleinste Ladung zum Kondensator
durch die Zeitsteuerung bestimmt wird, mit der die Triacs geschlossen
werden, und das Maximum durch den Ladesignalpegel begrenzt wird,
ist kein Spannungsregler erforderlich.
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Es
wurde oben angemerkt, daß die
Nennleistung der Sekundärwicklung 214 140
V Wechselstrom beträgt.
Weil die tatsächliche
eingegebene Wechselstromleistung von dem Nennwert 110 Volt
oder 220 Volt abweichen kann, kann der an die Diodenbrücke 218 angelegte
tatsächliche
Signalpegel im Bereich von 120 bis 160 Volt (RMS) liegen und der
größte an die
Kondensatoren 220, 222 angelegte Gleichstrompegel
und somit der größte Ladungspegel
der Kondensatoren etwa 180 bis 230 Volt betragen.
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Wegen
der relativ schnellen Wiederholungsrate der Deaktivierungssignalimpulse
ist es wahrscheinlich, daß ein
auf der oberen Oberfläche
der Deaktivierungseinrichtung vorgelegtes magnetomechanisches EAS-Etikett
mindestens mehreren Abfragesignalimpulsen ausgesetzt wird, wodurch
man einen höchst
zuverlässigen
Betrieb erhält.
Es besteht keine Anforderung weder für das Auslösen durch den Operator noch
für das
Bereitstellen einer Detektionsschaltungsanordnung zum Initiieren
eines Deaktivierungssignalimpulses. Im Gegensatz zu dem, was von dem
Durchschnittsfachmann erwartet würde,
arbeiten die Spulenanordnung und die Ansteuerschaltung, die hierin
offenbart sind, so zusammen, daß der
Gesamtstromverbrauch ungeachtet des ständig sich wiederholenden Betriebs
der Einrichtung relativ gering ist. Außerdem kann entgegengesetzt
zu dem, was der Fachmann erwarten würde, die in 3 gezeigte
Ansteuerschaltung in einem kompakten Baustein auf einer einzelnen
Leiterplatte implementiert werden. Tatsächlich haben die Erfinder sowohl
die Ansteuerschaltung als auch die oben erwähnte Detektionsschaltung zusammen
auf einer einzelnen 5 Inch × 6
Inch großen
Platine implementiert.
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Wenngleich
die Ansteuerschaltung von
3 optimiert
wurde, um das im Zusammenhang mit
2A–
2D beschriebene
Spulenarray anzusteuern, kann die Ansteuerschaltung ohne weiteres zur
Verwendung mit vielen anderen Arten von Deaktivierungsspulenanordnung
angepaßt
werden. Eine solche alternative Spulenanordnung ist die, die in
der eigenen aus dem
US-Patent
Nr. 5,781,111 mit dem gleichen Erfinder offenbarten "Volumen"-Deaktivierungseinrichtung
gezeigt ist.
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Die
Zeitsteuerschaltung 236 könnte derart modifiziert werden,
daß sich
nur einer der Triacs zu einem gegebenen Zeitpunkt in einem geschlossenen Zustand
befindet, wobei sich dann die Ansteuerschaltung zur Verwendung mit
den auf einem Kern gewickelten Deaktivierungsspulenanordnungen eignen
würde,
die in der am 30. Januar 1998 eingereichten, gleichzeitig anhängigen Anmeldung
mit der laufenden Nummer 09/016,175 gezeigt ist. Andere Deaktivierungsspulenanordnungen,
mit denen die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindugng verwendet
werden kann, sind in der am 18. Februar 1997 eingereichten gleichzeitig
anhängigen
Anmeldung mit der laufenden Nummer 08/801,489 und der am 3. Februar
1997 eingereichten gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der laufenden
Nummer 08/794,012 offenbart.
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Die
hierin beschriebene Deaktivierungsspulenanordnung enthält zwei
Reihenschaltungen aus Spulen, die von jeweiligen Speicherkondensatoren parallel
angesteuert werden, um den Widerstand zu reduzieren und dadurch
den Gütefaktor
der resultierenden Schwingkreise heraufzusetzen. Es wird jedoch
in Betracht gezogen, die Ansteuerschaltungen mit einer Spule anzusteuern
oder alle Deaktivierungsspulen in der Deaktivierungseinrichtung
in Reihe zueinander bereitzustellen, wobei dann nur ein Speicherkondensator
und ein Triac erforderlich wären.
Alternativ wird auch in Betracht gezogen, die Ansteuerschaltung
so zu modifizieren, daß sie
mit drei oder mehr parallelgeschalteten Spulen oder Spulenreihen
arbeitet.
-
Die
hier gezeigte Spulenansteuerschaltung lädt die Speicherkondensatoren
von einem von einem Wechselstromsignal abgeleiteten Gleichstrom. Es
können
jedoch auch andere Anordnungen verwendet werden, um die Kondensatoren
zu laden, beispielsweise einschließlich einer Batterie. Es ist
auch zu verstehen, daß jeder
der Speicherkondensatoren durch eine Kondensatorbank ersetzt werden
kann.
-
Anstelle
der hierin gezeigten Triacs können andere
Arten von Schalteinrichtungen wie etwa MOSFETs verwendet werden.
-
In
die obige Vorrichtung können
verschiedene Änderungen
eingeführt
werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Die besonders bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sind deshalb in einem veranschaulichenden und nicht
beschränkenden
Sinne gedacht. Der Schutzbereich der Erfindung ist in den folgenden
Ansprüchen
dargelegt.
-
- 10
- Deaktivierungseinrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- planare
obere Oberfläche
- 16
- vertikal
gestapelte Anordnung aus Substraten
- 18
- vertikal
gestapelte Anordnung aus Substraten
- 20
- vertikal
gestapelte Anordnung aus Substraten
- 22
- vertikal
gestapelte Anordnung aus Substraten
- 24
- Spulenansteuerschaltung
- 26
- Kabel
- 28
- Detektionsschaltung
- 30
- Kabel
- 50
- Leitung
- 52
- zentraler
Anschlußpunkt
- 54
- Anschlußpunkt
- 56
- peripherer
Anschlußpunkt
- 58
- peripherer
Anschlußpunkt
- 60
- zentraler
Anschlußpunkt
- All
- Spule
- B11
- Spule
- C11
- Spule
- D11
- Spule
- A12
- Spule
- B12
- Spule
- C12
- Spule
- D12
- angrenzende
Spule
- A21
- Spiralspule
- 62
- Anschlußpunkt
- 64
- Leitung
- 66
- Punkt
- 68
- Punkt
- 70
- Punkt
- 72
- Punkt
- 74
- Punkt
- 76
- Punkt
- 78
- Leitung
- 80
- Leitung
- 82
- Leitung
- 84
- Leitung
- 86
- Leitung
- 88
- Leitung
- 90
- Leitung
- 92
- Verbundspule
- 94
- Leitung
- 96
- Leitung
- 98
- Leitung
- 100
- Leitung
- 102
- Leitung
- 104
- Leitung
- 106
- Leitung
- 108
- Leitung
- 110A
- Spule
mit zwei Windungen
- 110E
- Spule
mit zwei Windungen
- 110C
- Spule
mit zwei Windungen
- 110D
- Spule
mit zwei Windungen
- 200
- Anschluß
- 202
- Primärwicklung
- 204
- Primärwicklung
- 206
- Transformator
- 208
- Ein-Aus-Schalter
- 210
- Schutzschaltungsanordnung
- 212
- Schaltanordnung
- 214
- Sekundärwicklung
- 216
- Sekundärwicklung
- 218
- Diodenbrücke
- 220
- Speicherkondensatoren
- 222
- Speicherkondensatoren
- 224
- Diodenbrücke
- 226
- Logikstromversorgung
- 228
- Anschlußsatz
- 230
- Triac
- 232
- Anschlußsatz
- 234
- Triac
- 236
- Abstimmschaltung
- 238
- Treiber
- 240
- Treiber